DE956600C

DE956600C - Anordnung zur Erzeugung frequenzmodulierter HF-Schwingungen

Info

Publication number: DE956600C
Application number: DEP11090A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl-Heinz Fischer
Original assignee: PINTSCH ELECTRO GmbH
Current assignee: PINTSCH ELECTRO GmbH
Priority date: 1954-01-01
Filing date: 1954-01-01
Publication date: 1957-01-24

Description

Die Erfindung bezweckt die Erzeugung frequenzmodulierter Schwingungen vorzugsweise hoher Frequenz, bei der gleichzeitig nur eine geringe Amplitudenmodulation auftritt und zur Schwingungserzeugung und zur Modulation nur eine einzige Röhre verwendet wird. Es sind Verfahren zur Erzeugung frequenzmodulierter Schwingungen mit nur einer Röhre bekannt, die das gleiche Ziel verfolgen wie die Anmeldung, aber andere Wege gehen. In einem Fall ist bei einer Dreipunktschaltung der Frequenzhub klein (etwa 4%), das Frequenzband beschränkt und die unerwünschte Amplitudenmodulation so störend, daß Gegenmaßnahmen nicht einfacher Art nötig erscheinen. In eimern anderen Fall wird auch eine Dreipunktschaltung verwendet und mit dieser ebenfalls kein großer Frequenzhub erzielt.

Demgegenüber zeigt der Anmeldungsgegenstand erhebliche technische Vorteile. Durch Anwendung der Huth-Kühn-Schaltung wird eine im Maß der ao Röhrenverstärkung erhöhte Übertragung der zwi-' sehen Steuergitter und Anode wirksamen Kapazität in den Gitterkreis und damit ein besonders hoher und gut linearer Frequenzhub gewonnen. Diese Wirkung ist durch die an sich bekannte Änderung der Rückkopplungsspannung in Größe und Phase bedingt. Der große Hub wird mit geringem Aufwand und ohne erhebliche störende Amplitudenmodulation erreicht. Durch das Vorhandensein von zwei abgestimmten Kreisen ist die Schaltung besonders frequenzstabil bezüglich ihrer Mittelfrequenz.

Weiter ermöglicht die Schaltung nach der Erfindung außer der Nachrichtenübertragung mittels

der erzeugten frequenzmodulierten Schwingungen eine zusätzliche, überlagerte Übertragung weiterer Nachrichten in Form von einzelnen Signalen oder Signalfolgen, z. B. Rufsignalen oder Steuersignalen für Frequenznachstimmung. Dies wird weiter unten näher ausgeführt.

Ausführungsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung sind in den Abb. ι bis 4 dargestellt. Ausgegangen wird von der bekannten Huth-Kühn-Schaltung (Abb. 1). Eine Röhre mit mindestens zwei Gittern enthält im Steuergitterkreis einen aus der Selbstinduktivität L₁ und der veränderbaren Kapazität C₁ bestehenden Schwingungskreis, während im Anodenkreis der Röhre ein aus der Selbstinduktivität L₂ und der veränderbaren Kapazität C₂ bestehender Schwingungskreis liegt. Die rückkoppelnde, zwischen Anode A und Steuergitter G₁ liegende Kapazität C₁, die in der Abbildung gestrichelt eingezeichnet ist, wird in Abb. 1 durch ao die innere Röhrenkapazität dargestellt. Gemäß der Erfindung wird nun die am Gitter G₂ liegende Spannung verändert. Dadurch ändert sich die Raumladung zwischen der Anode A und dem Gitter G₁, und es tritt eine Änderung der wirksamen Rückkopplungskapazität und damit der erzeugten Oszillatorfrequenz ein. Diese Änderung der Oszillatorfrequenz erfolgt, da nur Elektronen an dem Vorgang beteiligt sind, nahezu trägheitslos. Die Höhe der über den Gitterwiderstand Rg₂ an das Gitter G₂ angelegten Gleichspannung Ug₂₀ ist für die Arbeitsweise der Schaltung nicht kritisch und kann in verhältnismäßig weiten Grenzen geändert werden. Die Zuführung der Modulationsspannung erfolgt in üblicher Weise über den Kondensator •35 Cg₂, die übrigen Schaltelemente — Kathodenwiderstand Rft Kathodenkondensator C^ und Anodenkondensator C_A — sind ebenfalls in der üblichen Weise bemessen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann man parallel zu der zu steuernden inneren Röhrenkapazität Cj (Abb. i) eine äußere, einstellbare Zusatzkapazität C_z (Abb. 2) legen. Ein solcher Zusatzkondensator bietet verschiedene Vorteile. Man kanu z. B. bei gegebener Größe der Modulationisspannung durch Veränderung von C₂ die Größe des Frequenzhubes einstellen. Weiter kann man durch diesen Kondensator bei Röhrentypen mit geringer innerer »Rückkopplungskapazität«, also geringer Schwingneigung, die Schwingeigenschaften wesentlieh verbessern. Nimmt man eine Verringerung des Frequenzhubes in Kauf, so läßt sich diese Schwingschaltung auch für niedrigere Frequenzen verwenden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann man in Reihe zu dem Zusatzkondensator C₂ einen nicht linearen Widerstand, z. B. eine Diode, eine Germaniumdiode oder einen Detektor legen. Diese Schaltung ist in. Abb. 3 dargestellt. Der nicht lineare Widerstand ist hierin mit D bezeichnet. Die modulierende Spannung U_mod wird an diesen nicht linearen Widerstand D angelegt und bewirkt, daß die Wirkung der Zusatzkapazität C₂ rhythmisch mit der Modulationsfrequenz schwankt. Dementsprechend schwankt die wirksame Rückkopplungskapazität und mit ihr die Momentanfrequenz des Oszillators, es erfolgt also ebenfalls eine Frequenzmodulation.

Die in Abb. 3 dargestellte Anordnung kann erfindungsgemäß auch mit der Anordnung nach Abb. ι kombiniert werden, indem die Modulationsspannung außer dem nicht linearen Widerstand, der in Reihe zu C₂ liegt, auch dem Gitter 2 der Röhre zugeführt wird. Eine solche Anordnung ist in Abb. 4 dargestellt. Die Zuführung der Modulationsspannung erfolgt über C_g2. Man kann hierdurch mit gleicher Modulationsspannung eine erhebliche Vergrößerung des Hubes erreichen.

Mit beiden eben beschriebenen Anordnungen (Abb. 3 und 4) läßt sich auch bei niedrigen Oszillatorfrequenzen ein großer Frequenzhub bei stabilen Schwingverhältnissen erreichen.

Zur Konstanthaltung der Mittelfrequenz des Oszillators ist es ferner möglich, dem Gitter G₂ der Röhre über einen Widerstand Rg₂ eine in bekannter Weise einer Frequenzdiskriminatorschaltung entnommene Gleichspannung zuzuführen und die Modulationsspannung unabhängig davon dem mit C_z 'in- Reihe liegenden Widerstand zuzuführen), oder auch umgekehrt. Man kann diese stabilisierende Gleichspannung aber auch zusätzlich anwenden.

Benutzt man nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung eine Röhre mit drei oder mehr Gittern, so hat man einfache Möglichkeiten, durch geeignete Wahl der Vorspannungen der nicht unmittelbar zur Frequenzmodulation oder Frequenznachstimmung verwendeten Gitter beispielsweise die Linearität der Hubkennlinie, den Schwingfrequenzbereich und in Verbindung mit abgestimmten Schwingkreisen das erzeugte Frequenzspektrum zu beeinflussen.

Die bisher beschriebenen Anordnungen bieten ferner die Möglichkeit, zusätzlich zu den frequenzmoduliert übertragenen Nachrichten weitere Signale in der Weise zu übertragen, daß diese in Form von kurzdauernden, impulsartigen Gleichspannungsstößen der Modulationsspannung überlagert werden. Bei dieser Arbeitsweise tritt jedes einzelne, impülsartige Signal der Zweitnachricht, nachdem es in bekannter Weise verstärkt worden ist, als Gleichspannungsstoß zusätzlich zur Modulationswechselspannung am Gitter 2 bzw. an dem nicht linearen, mit der Zusatzkapazität in Reihe liegenden Widerstand oder an beiden auf und muß so bemessen sein, daß es für die Dauer des Impulses den Oszillator außerhalb seines Schwingbereiches verschiebt. Die Folge der Aussetzzeiten der Oszillatorschwingungen (Schwinglücken) stellt dann den Inhalt der Zweitnachricht dar und kann auf der Empfangsseite mit bekannten Einrichtungen aufgenommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Anordnung zur Erzeugung frequenzmodulierender HF-Schwingungen mittels einer einzigen Röhre mit Kathode, Anode und mindestens zwei Gittern, dadurch gekennzeichnet, lag daß die Röhre in Huth-Kühn-Schaltung mit

Anodenschwingkreis arbeitet und die die Rückkopplung bewirkende Röhrenkapazität — gegebenenfalls mit dazu parallel geschalteter Außenkapazität — zwischen der Anode und dem am Gitterschwingkreis liegenden Steuergitter durch die Modulationsgröße beeinflußt wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierende Spannung an das außer dem an dem Gitterschwingkreis liegenden Gitter vorhandene zweite Steuergitter angelegt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel der zu steuernden inneren Röhrenkapazität eine veränderbare Zusatzkapazität (C₂) geschaltet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem äußeren Zusatzkondensator (C_z) ein nicht linearer Widerstand geschaltet ist, der seinen Widerstand in Abhängigkeit von der angelegten Modulationsspannung ändert.
5. Anordnung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsspannung sowohl dem zweiten Steuergitter als auch dem nicht linearen Widerstand zugeführt wird.
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer Frequenzdiskriminatorschaltung entnommene Gleichspannung dem zweiten Steuergitter oder dem nicht linearen Widerstand oder gegebenenfalls beiden zusätzlich zugeführt wird.
7. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Röhre mit drei oder mehr Gittern verwendet wird, an deren nicht unmittelbar zur Frequenzmodulation dienende Gitter Spannungen zur Beeinflussung der Arbeitscharakteristik angelegt werden.
8. Anordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zweitnachricht in Form von Gleichspannungsimpulsen zusätzlich zur Modulationsspannung an die Röhre gelegt wird, die so bemessen werden, daß für die Dauer der Impulse die Frequenzänderung ibis zum Aussetzen! der Sdhwingunfgen des Oszillators vergrößert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschrift Nr. 2454954;

französische Patentschriften Nr. 921 447,
928545, 981 931;

schweizerische Patentschriften Nr. 230 814,
249976;

britische Patentschrift Nr. 541 665;

»Wireless World«, April 1949, S. 122/123.

Hierzu, ι Blatt Zeichnungen

©609 576/351 7.56 (609 773 1.57)