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Modulationsanordnung, insbesondere für ultrakurze Wellen Die Erfindung
bezieht sich auf eine besondere Schaltanordnung zur Modulation ultrakurzer Wellen.
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Neben der reinen Schwingungserzeugung war in der Technik von jeher
auch die Modulation der ultrakurzen Wellen von großer Bedeutung. Sowohl bei langen
Wellen wie auch bei Ultrakurzwellen sind die verschiedensten Modulationsschaltungen
untersucht worden. Während bei den längeren Wellen Anordnungen gefunden wurden,
die in weiten Grenzen eine ausreichende Brauchbarkeit besitzen, ist dies bei Ultrakurzwellen
noch nicht gelungen, da alle bekannten Schaltungen in diesem Wellengebiete irgendwelche
Mängel aufweisen. Dies trifft besonders auf selbsterregte und gleichzeitig modulierte
Schwingungserzeuger zu. Die Mängel bestehen zum größten Teil @darin" daß die Frequenz
des Senders nicht unabhängig von der Modulationsamplitude ist oder daß der Aussteuerbereich,
bei dem noch keine Reißerscheinungen in der Frequenz eintreten, sehr klein und damit
entsprechend der Modulationsgrad ebenso klein ist oder daß die zur Modulation benötigten
Signalspannungen sehr groß sein müssen. Die genannten Mängel ergeben sich sowohl
bei der bekannten transformatorischen Einführung der Modulationsspannung in idie
Gitter- oder (die Anodenleitung als auch bei der Benutzung von Vorröhren, deren
Innenwiderstand
im Rhythmus der Signalspannung geändert wird, um damit entweder die Gittervorspannung
oder die Anodenspannung der Senderöhre zu beeinflussen. Bei Ultrakurzwellen sind
weiterhin Schaltungen verwendet worden, bei denen in die die Senderöhre und die
Antenne verbindende Lecherleitung Glimmlampen eingeschaltet oder parallel geschaltet
werden, deren Glimmentladung im Rhythmus der Signalspannung gesteuert wird. Neben
den auch bei anderen Wellenlängen auftretenden Mängeln tritt hier noch der besondere
Nachteil auf, daß die Abhängigkeit der Hochfrequenzamplitude von der Größe des Modulationswiderstandes
(Glimmlampe) nicht linear ist und daher Veränderungen der Kurvenform der erzeugten
Hochfrequenz auftreten. Mit allen diesen Modulationsschaltungen ist es schließlich
nicht möglich, einen Modulationsgrad bis zu ioo°/ö zu erzielen, ohne daß Frequenzschwankungen
oder Reißerscheinungen eintreten.
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Es ist nun eine Madulationsischaltung bekanntgeworden, bei der parallel
zum Schwingungskreis des Hochfrequenzerzeugers zwei Dioden mit gegenseitig umgekehrter
Durchlaßrichtung parallel geschaltet werden, die beim Fehlen einer Signalspannung
gesperrt sind und deren Öffnung in Abhängigkeit von der Signalspannung, gesteuert
wird. Diese bekannte Schaltung beseitigt zwar einen großen Teil der beschriebenen
Mängel anderer Schaltungen, sie weist aber noch hinsichtlich ihres Betriebes und
ihres Aufwandes Nachteile auf, deren Beseitigung durch die Erfindung ermöglicht
wird.
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Gemäß der Erfindung wird in die Gitterkathodenleitung des hochfrequenten
Schwingungserzeugers eine Diode mit einem parallel zu ihr liegenden Widerstand,
insbesondere bei Ultrakurzwellen, geschaltet, die geeignet vorgespannt in Abhängigkeit
von der Signalamplitude die Amplitudenspitzen der an dem Widerstand auftretenden
Wechselspannung abschneidet. Dabei kann der Widerstand rein ohmisch oder komplex
sein.
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Bei einer derartigen Anordnung, wie sie die Erfindung vorsieht, ist
eine ganze Anzahl von Vorteilen vorhanden, die sich bei der Erläuterung des Schaltbeispiels
in den Figuren ergeben.
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In Fig. i ist eine bekannte Schaltung zur Schwingungserzeugung dargestellt.
Der Schwin gungskreis :2, 3 ist das frequenzbestimmende Element, das zwischen Gitter
und Anode der Röhre i liegt. Erfindungsgemäß sind eine durch die Batterie 7 vorgespannte
Diode 5, der über die Klemmen 6 die Signalspannung zugeführt wird, und der parallel
geschaltete Widerstand ¢ in der Gitterkathodenleitung angeordnet. Der Widerstand
¢ ist -dabei so dimensioniert, daß er gleichzeitig der Röhre die richtige Gittervorspannung
zukommen läßt. Rein äußerlich ergibt sich also schon der Vorteil, daß nur eine Diodenstrecke
erforderlich ist, da bei einer Beeinflussung der Gittervorspannung der Senderöhre
sowohl die positive wie die negative Schwingungsamplitude beeinflußt wird, während
dies bei der bekannten Schaltung nur mit Hilfe von zwei parallel geschalteten, in
entgegengesetzten Richtungen durchlässigen Dioden möglich ist.
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Fig.2 zeigt ein Schema der bekanntenWirkungsweise einer Schaltung
nach Fig. i. Der Arbeitspunkt der Röhre i liegt auf dem unteren Knick der zugehörigen,
etwas idealisierten Kennlinie B. Die Hochfrequenzschwingungen haben die Form und
Lage der Kurven 9, welche die Röhre i ins Gitterstromgebiet hineinsteuern und damit
in bekannter Weise eine selbsttätige Gittervorspannung bewirken können.
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Entsprechend der Vorspannung der Diode durch die Batterie 7 und die
an den Klemmen 6 liegende Signalspannung wird diese bei einer bestimmten Amplitude
der ins Gitterstromgebiet hineinragenden Schwingung geöffnet werden und auf Grund
ihrer Stromwiderstandskennlinie von diesem Werte ab einen sehr niedrigen Parallelwiderstand
zum Widerstand q. darstellen. Es kann sich also an diesem kein größerer Spannungsabfall
einstellen, als es der Öffnung der Diode, d. h. ihrer Vorspannung, entspricht. Durch
diese Beschneidung der Gitterspannung folgt zwangsläufig eine Verringerung der Schwingungsamplitude
im Anodenkreise, und zwar sowohl in der positiven als auch in der negativen Halbwelle.
-Da der Schwingungskreis 2, 3 auf die Schwingungsfrequenz abgestimmt ist, ergibt
sich an ihm immer eine rein sinusförmige Spannung, obwohl die Gitterschwingung infolge
der Abschneidung ihrer Amplitudenspitze nicht 'sinusförmig, sondern mehr oder weniger
rechteckig ist. Neben diesem Vorteil ergibt sich ein anderer. Es ist klar, daß dann,
wenn die Diode. die Gitterschwingung bereits bei ihrem Eintritt ins positive Gebiet
abschneidet, keine Gittervorspannung entsteht und damit sich auch keine Schwingung
auf der Anodenseite ausbildet. Das bedeutet aber, daß für einen Modulationsgrad
von i:oo°/o nur eine Signalspannungsamplitude notwendig ist, die der Spannungsamplitude
der ins Gitterstromgebiet hineinragenden Gitterschwingung entspricht. Dies ergibt
sich besonders aus zwei Tatsachen: einerseits verringert sich diese entsprechedd
dem Unterteilungsverhältnis der Anodenspule, andererseits verschiebt sich der Arbeitspunkt
nach kleineren negativen Gittervorspannungen und unterstützt damit noch die Wirkung
der Diodenstrecke. Bei der bekannten Schaltung war für diesen Zweck neben zwei Diodenstrecken
eine Signalspannung von der Größe der am Anodenschwingungskreis auftretenden Schwingungsamplitude
erforderlich. Auf Grund praktischer Versuche hat sich ergeben, .daß sich die erforderlichen
Signalspannungen bei der erfindungsgemäßen und bei der bekannten Schaltung wie i
: io verhalten.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltung kommt hinzu, daß immer der Widerstand
q. und nicht die modulierende Elektronenstrecke der Diode 5 gitter--vorspannungserzeugend
ist. Aus diesem Grunde spielt die Elektronenlaufzeit in der Diodenstrecke nur eine
sehr untergeordnete Rolle. Dies bildet
einen weiteren beträchtlichen
Vorteil gegenüber bekannten Schaltungen, bei denen als Gitterwiderstand eine Dreipolröhre
angeordnet ist, deren Innenwiderstand im Rhythmus der Signalspannung geändert wird.
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Schließlich kommt noch hinzu, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung
eine Frequenzverwerfung wesentlich geringer ist, was besonders bei Frequenzen oberhalb
von 3 - ioa Hz von Vorteil ist, da bei diesen und insbesondere bei selbsterregten
Schwingungserzeugern eine Gleichspannungsänderung auf der Gitterseite der Röhre
einen viel geringeren Einfluß hat als eine solche auf der Anodenseite. Diese Tatsache
ist besonders bei ,der Verwendung derart modulierter Sender zur Übertragung von
Fernsehdarbietungen wichtig.