DE962271C - Schaltungsanordnung zur Frequenzmodulation - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 18. APRIL 1957

L 20373 Villa/2Id*

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur frequenzmäßigen Modulation oder zur Frequenztastung von Schwingungserzeugern durch Veränderung der Blindwiderstände der Abstimmelemente. Die Modulation bzw. Tastung erfolgt dadurch, daß den Abstimmelementen Blindwiderstände zugeschaltet werden. Die Zuschaltung erfolgt über gesteuerte Widerstände oder Ventile, z. B. über Röhren oder Sperrschichtgleichrichter,

ίο deren Vorspannung im Rhythmus der Modulationsfrequenz geändert wird. Es ist aber auch möglich, gesteuerte Elektronenröhren oder spannungsabhängige Widerstände hierzu zu verwenden.

Da jedoch die Wirkung des Ventils bzw. des Gleichrichters oder Widerstandes auf die Frequenz nicht linear ist, sondern von der Kennlinie des jeweiligen Elements und der Wirksamkeit der Steuerung des Stromflußwinkels abhängt, besitzt die Kennlinie einer Gleichrichterstrecke einen zunächst flach ansteigenden Teil, der hierauf eine steilere Richtung einnimmt· und schließlich wieder eine Abflachung erfährt. Für eine einwandfreie Modulation ist diese S-förmige Modulationskurve nur zum Teil nutzbar. Ferner hängt die Wirksamkeit der Ventile außer von der Modulationsspannung auch von der zu steuernden Hochfrequenzspannung ab. Dadurch gewinnen ~ B'etriebsspan,-nungsschwankungen der Elektronenröhren Einfluß auf die Modulatiönskennlinie. Bei kleinerer Hochfrequenzspannung ist beispielsweise die Kennlinie steiler als bei höheren Spannungen. Auch Temperaturänderungen, insbesondere bei Sperrschichtgleichrichtern, beeinflussen die Kennlinie. Hierdurch können Verschiebungen der Kennlinie in

bezug auf die Nullinie eintreten, was besonders bei Frequenzumtastung nachteilig ist.

Es ist bereits eine Anordnung zur Frequenzmodulation bekannt, bei der eine Anzahl von Ventilen, die jeweils mit einem Widerstand in Reihe liegen, parallel geschaltet sind. Durch die Ventile werden diese Widerstände im frequenzbestimmenden Teil des Oszillators wirksam gemacht. Die Steuerung der Ventile erfolgt hierbei ίο aber nicht unmittelbar durch die angeschalteten Modulations- und Vorspannungen, sondern auf dem Umweg über Gasentladungsröhren, die den Ventilen vorgeschaltet sind. Da diese Gastrioden in schneller periodischer Folge - immer wieder gelöscht werden müssen, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Anordnung, abgesehen von dem erheblich verringerten Aufwand, ein wesentlich glatterer Verlauf der Modulationscharakteristik:

Zur Beseitigung der erwähnten Nachteile ist es bekannt, zwei parallel geschaltete Ventile zu verwenden, welchen eine Gegentaktsteuerspannung zugeführt wird. Eines der Ventile beeinflußt die Kapazität und das andere die Induktivität eines Schwingkreises. Es ist auf diese Weise möglich, den Wirkungsgrad einer Modulationseinrichtung bis zu einem bestimmten Grad zu verbessern. Diese bekannte Anordnung ist jedoch in ihrem Aufbau insbesondere wegen der Erzeugung von Gegentaktsteuerspannungen verhältnismäßig umständlich und erlaubt auch keine beliebige Vergrößerung der Kennlinie. Gemäß der Erfindung werden die beschriebenen und die der bekannten Anordnung noch anhaftenden Nachteile dadurch vermieden, daß zwei oder mehrere mit je einem in Serie mit einem gleichartigen Blindwiderstand liegenden Ventil hochfrequent zueinander parallel geschaltet sind, wobei jedem Ventil die Modulations- bzw. Tastspannung gleichsinnig als Steuerspannung, aber je eine besondere, zweckmäßig in gleichen Beträgen voneinander abweichende Vorspannung zugeführt wird.

Die Parallelschaltung zweier oder mehrerer Ventile war am Tage der Anmeldung zum Aufbau einer resultierenden Kennlinie aus zwei oder mehreren Einzelkennlinien bereits bekannt. Diese bekannte Anordnung erlaubt jedoch nicht ohne weiteres den Aufbau einer einzelnen Kennlinie mit Vergrößerung ihres ■ geradlinigen Teiles, wie es durch die Erfindung ermöglicht wird. Auch ist diese bekannte Anordnung nicht in Verbindung mit Frequenzmodulationsanordnungen angewendet worden.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist es jedoch möglich, den linearen Teil der Kennlinie zu vergrößern, da sich die linearen Teile der Kennlinien eines jeden Ventils zu einer gemeinsamen linearen Kennlinie zusammensetzen. Die Ventile, gleichgültig, ob Gleichrichter, gesteuerte Elektronenröhren oder spantiungsabhängige Widerstände, schalten den Blindwiderstand, der mit dem jeweiligen Element in Serie geschaltet ist, nacheinander an den Schwingungskreis an, so daß bei geeigneter Dimensionierung der Vorspannung eine gleichmäßige und stetige Frequenzmodulation bzw. Frequenztastung über ein größeres Gebiet der Modulationskennlinie möglich ist.

Ändert sich auf Grund von Änderungen der Hochfrequenzspannung oder durch andere Ursachen die Steilheit der Einzelkennlinien, so tritt dadurch eine Änderung des allgemeinen Verlaufs der zusammengesetzten Kennlinien nicht ein. Diese Steilheitsänderungen machen sich lediglich durch .Änderungen im Verlauf des oberen und unteren Endes der zusammengesetzten Kennlinien bemerkbar.

Die geringe verbleibende Welligkeit innerhalb des geraden Teiles der Kennlinie ist lediglich eine Aufwandsfrage. Mit der Zahl der Elemente steigt die Linearität. Die Temperaturabhängigkeit der Elemente verursacht keine Steilheitsänderung der Kennlinie, sondern eine Parallelverschiebung und ist leicht kompensierbar, indem beispielsweise der Blindwiderstand als Kondensator gegenläufiger Temperaturkoeffizienten gewählt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Fig. ι zeigt ein Schaltungsbeispiel, während Fig. 2 die Kennlinie zeigt, welche mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erreicht wird.

In Fig. ι ist L die Schwingkreisinduktivität und C die Schwingkreiskapazität. Dem Element C sind fünf gleichartige Serienschaltungen, bestehend aus je einem Kondensator Ci bis C5, einem Gleich- gs richter Gi bis G 5 und einem weiteren Kondensator Ci' bis C 5' parallel geschaltet. Die Modulationsspannung wird an den Klemmen K1 und K 2 zugeführt, und zwar über Widerstände Ri bis R 5 an die Verbindungspunkte zwischen den Gleichrichtern Gi bzw. bis G 5 und den Kondensatoren Ci bis C 5. Die Vorspannung der Gleichrichter Gi bis G 5 wird Spannungsteilern entnommen, welche aus den Arbeitswiderstandspaaren Si bis S 4 bestehen, die an der Spannungsquelle E liegen. Es ist zu erkennen, daß die Modulationsspannung allen Gleichrichtern Gi bis G 5 gleichmäßig zugeführt wird, während jeder Gleichrichter vom Spannungsteiler 5" ι bis 5" 4 eine unterschiedliche feste Vorspannung erhält.

Dem Modulationsteil ist ein Widerstandskomplement zugeschaltet, welches den spiegelbildlichen Aufbau der Modulation, jedoch ohne Blindwiderstände, zeigt. Dieses Komplement ergänzt den spannungsabhängigen Eingangswiderstand des Modülationsspannungseinganges zu einem konstanten. Wert. Es besteht aus den Spannungsteilern Si bis S4., analogen Elementen Si' bis S4', Gleichrichtern Gi' bis G 5' und Widerständen R1' bis R5'. Die Kondensatoren Ci' bis Cs' liegen an den Gleichrichtern Gi bis G 5 und an der Klemme Ki, um die Hochfrequenzspannung vom Gleichrichter fernzuhalten.

Fig. 2 zeigt die Kennlinie, welche sich aus einer Schaltung nach Fig. 1 ergibt. Der Serienschaltung Ci, Gi, Ri entspricht die Kennlinie Ki, welche

stetig in die Kennlinie K 2 der Elemente C 2, Gz, JR.2 usw. einläuft. Es kommt bei richtiger Einstellung der Vorspannung eine lineare Kennlinie zustande. Fig. 2 zeigt einen vollständigen Lineartaster. Die Einstellung der Kennlinie erfolgt so, daß die Wirksamkeit der Überlappung der Einzel· kurven durch Reduzierung der angelegten HF-Spannung aufgehoben wird und eine Treppenkurve entsteht.

ίο Wird die Modulationskennlinie durchfahren, so müssen die Frequenzsprünge von einer Treppe zur anderen den gewünschten Wert haben, z. B. bei 4 V Spannungsabstand und einer erwünschten Hubsteilheit von 50 Hz/V gleich 50X4= 200 Hz sein. Dies wird mit den Hubkondensatoren eingeregelt.

Des weiteren verschiebt man -die Vorspannung der Einzelelemente mittels der Spannungsteiler 5" 1 bis S4 so lange, bis bei der eingestellten Modulationsspannung der Hub den Sollwert hat.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltungsanordnung zur Frequenzmodulation oder Frequenztastung mit veränderlicher Modulations- bzw. Hochfrequenzspannung unter Benutzung eines gesteuerten Ventils, welches in Serie mit einem Blindwiderstand dem Blindwiderstand des SchwingungsTcreises parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Ventile mit je einem in Serie liegenden gleichartigen Blindwiderstand parallel geschaltet sind, wobei jedem Ventil die Modulations- bzw. Tastspannung gleichsinnig als Steuerspannung und je eine besondere,

   zweckmäßig in gleichen Betragen voneinander abweichende Vorspannung zugeführt wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile Sperrschichtgleichrichter .sind.
3. 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente symmetrische Kennlinien besitzen und diese Symmetrie durch veränderliche Vorwiderstände für den Modulationsstrom oder durch veränderlichen Blindwiderstand oder beides, gegebenenfalls durch Ausbildung der genannten Widerstände als Spannungsteiler, erzielt wird.
4. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturunabhängigkeit der Ventile durch einen gegenläufigen Temperaturkoeffizient einzelner Schaltelemente kompensiert ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebespannung zur weiteren Linearisierung mit der Modulationsspannung gegengekoppelt ist.
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der An-' sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein spiegelbildliches Widerstandskomplement, bestehend aus der gleichen, gegenläufig wirksamen Modulationsanordnung, jedoch ohne Hochfrequenzmodulation, parallel geschaltet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 560 227, 831 562; schweizerische Patentschrift Nr. 258 470;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 469 837.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 66O/3Ö6 10.56 (609 863 4.57)