DE963789C - Verfahren und Einrichtung zur Impulszeitmodulation - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Übertragung von Nachrichten mittels Impulsen durchzuführen, indem deren zeitliche Dauer oder die Lage entsprechend dem modulierenden Signal verändert wird. Nach einem bekannten Verfahren wird¹ z.B. die Länge der Impulse derart entsprechend den veränderlichen Modulationsspannungen beeinflußt, daß jeweils die Lage der einen Impulskante (Abstand der Kante von der äquidistanten anderen Impulskante) dem

ίο mit der Kante zeitlich zusammenfallenden Spannungswert des Modulationssignals entspricht.

An Hand von Fig. ι sei die Wirkungsweise dieses bekannten Verfahrens gezeigt. Nach bestimmten Zeiten T wird jeweils mit dem Außenende eines Impulses begonnen, dessen Länge X₁ (X₁', X₁", X₁'") linear abhängig ist von einem Momentanwert ^₁ Cy₁, y", y{") der Spannung des modulierenden Signals S₁. Die Länge der Impulse reicht bis zu den Zeitpunkten,. wo die unter sich parallelen Geraden (g/, Jf₁", If₁'") die Kurve S₁ schneiden, so daß die Länge X₁ stets proportional ist zum Spannungswert^. Dieses Verfahren führt bei kleiner Impulsfrequenz zu erheblichen nichtlinearen Verzerrungen, d. h., die durch Demodulation, ζ. B. .Tiefpaßfilterung, aus den Impulsen gewonnenen Niederfrequenzsignale enthalten hörbare Störkomponenten, welche aus Kombinationsfrequenzen der Raster- und der Signalfrequenzen bzw. Oberwellen derselben bestehen.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen diese Nachteile vermieden werden, indem die von äquidistanten Punkten aus gemessenen Abstände min-

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destens der einen Kante eines jeden Impulses aus in äquidistanten Zeiten herausgegriffenen Werten des Verlaufs der modulierenden Spannungen hergeleitet werden. Zu diesem Zweck wird ein Kondensator in äquidistantem Zeitpunkt entsprechend dem jewefiligen Momentanwert der modulierenden Spannung aufgeladen. Unmittelbar darauf beginnt Entladung des Kondensators über einen ohmschen Widerstand oder eine Elektronenröhre. Der Zeitto punkt, in dem dabei eine bestimmte minimale Spannung erreicht wird, kennzeichnet die jeweilige Lage einer Impulskante. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß durch besondere Mittel für möglichst lineare Entladung dieses Kondensators gesorgt werden muß, um nichtlineare Verzerrungen zu vermeiden; d.h., es wird jeweils ein konstanter Entladestrom verlangt, unabhängig vom ursprünglichen Ladezustand dieses Kondensators. Diese Schwierigkeiten bzw. die daraus resultierenden Verao zerrungen werden nach der Erfindung vermieden. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Impulszeitmodulation, bei welchem ein Kondensator periodisch entsprechend den in äquidistanten Zeitpunkten herausgegriffenen Momentanwerten des modulierenden Signals geladen wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die Kondensatorspannung so lange auf dem erreichten Wert bleibt, bis mittels einer Sägezahnspannung konstanter Amplitude mit gleicher Wiederholungsfrequenz bei Erreichen eines der Ladespannung entsprechenden Wertes die Entladung des Kondensators einsetzt, und daß der Zeitpunkt der Entladung eine Kante des zeitmodulierten Impulses bildet.

Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 gezeigt. Die den Verlauf der modulierenden Spannung kennzeichnenden Impulse U₁ entsprechen den in äquidistanten Zeitpunkten entnommenen Momentanwerten dieser Spannung. Sie sind dem Steuergitter der Röhre V₁ zugeführt, so daß der im Anodenkreis dieser Röhre liegende Kondensator C auf einen proportionalen Wert aufgeladen wird. Die Gasentladungsröhre Vq_E, welche parallel zu C liegt, ist zunächst nicht gezündet, so daß die Spannung am Kondensator C auf dem erreichten Wert gehalten wird. Dem Steuergitter dieser Röhre wird eine periodische Sägezahnspannung U₂ von konstanter Amplitude und' gleicher Wiederholungsfrequenz zugeführt, deren Maximalwert jeweils höher ist als die Zündspannung: Die zur Zündung notwendige Gitterspannung einer Gasentladungsröhre hängt bekanntlich von der jeweiligenAnodenspannung ab, und es bestellt ein linearer Zusammenhang zwischen Anodenspannung und Gitterspannung im Zeitpunkt der Zündung. Bei vergrößerter Anodenspannung vermindert sich die zur Zündung erforderliche Gitterspannung, d. h., der Zeitpunkt der Zündung verschiebt sich gegenüber einem Extremwert um Beträge, welche der jeweiligen Spannung am Kondensator C proportional sind.

In Fig. 3 ist der Verlauf der auftretenden Spannungen beispielsweise erläutert. Im Zeitabschnitt ^ti'^t2 (^DZW· ^ti''^ti' usw.) wird der Kondensator C jeweils entsprechend den in äquidistanten Zeiten auftretenden Werten des Modulationssignals aufgeladen. Diese Aufladung kann natürlich gegebenenfalls bedeutend schneller erfolgen, wobei die Ladezeit also klein ist gegenüber den übrigen Zeitabschnitten, Auch ist es natürlich nicht erforderlich, daß die Aufladung in Funktion der Zeit einen linearen Verlauf hat. Im Zeitpunkt t₂ (bzw. t₂" usw.) ist die Auf ladung beendet, d.h., die Ladeimpulse am Gitter der Röhre V_L sind unterbrochen, bzw. der Durchlaß dieser Röhre wird durch Anlegen einer Sperrspannung an einem weiteren Gitter unterbrochen. Gleichzeitig beginnt der lineare Anstieg der an der Elektronenröhre, zweckmäßig an der Gasentladungsröhre V_QE angelegten Sägezahnspannung U₂. Die Zündung erfolgt im Zeitpunkt f₃' (bzw. t_s" usw.), sobald U₂ den Momentanwert U₂ (bzw. U₂") erhält, der vom jeweiligen Ladezustand (Spannung E_c' bzw. E_c" usw.) linear abhängt. Die zeitliche Verschiebung des Zündmomentes ist also vom jeweiligen vorausgehenden Momentanwert des modulierenden Signals linear abhängig.

Der Moment des beginnenden Stromflusses durch das Elektronenrohr bestimmt den Zeitpunkt einer Impulskante der zu erzeugenden zeitmodulierten Impulse. Dabei wird eine von der Kondensatorspannung und der Sägezahnspannung abhängige Größe von bestimmtem Wert erreicht.

An Stelle der Gasentladungsröhre V_GE kann natürlich auch ein anderes Schaltmoment zur Verwendung kommen, dessen Funktion von zwei zugeführten Spannungen (Ladespannung des Kondensators C bzw. Sägezahnsteuerspannung U₂) nach einer linearen Beziehung abhängig ist. Es kann sich z.B. um eine normale Verstärkerröhre handeln, der die Summe (oder Differenz) der beiden Spannungen über ein Steuergitter zugeführt wird, wobei bei Überschreitung eines bestimmten Grenzwertes dieser Gitterspannung ein Anodenstrom zu fließen beginnt.

Zur Bildung der zeitmodulierten Impulse eignen sich sowohl die Spannung am Ladekondensator (z. B. die zeitliche Ableitung der Kondensatorspannung) als auch, je nach der verwendeten Schaltung, der Lade- bzw. Entladestrom desselben. Im allgemeinen wird es sich empfehlen, zur Bildung der zeitmodulierten Impulse aus diesen Strömen reelle oder komplexe Widerstände vorzusehen, an denen ein vom Strom abhängiger Spannungsabfall entsteht.

Die nicht modulierte zweite Kante des Impulses tritt jeweils in äquidistanten Zeitpunkten auf. Es entstehen so einseitig breite modulierte Impulse.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Impulszeitmodulation, bei welchem ein Kondensator periodisch entsprechend den in äquidistanten Zeitpunkten herausgegriffenen Momentanwerten des .modulierenden Signals aufgeladen wird, dgl. daß die Kondensatorspannung so lange auf dem erreichten Wert bleibt, bis mittels einer Sägezahn-

   Spannung konstanter Amplitude mit gleicher Wiederholungsfrequenz bei Erreichen eines der Ladespannung entsprechenden Wertes die Entladung des Kondensators einsetzt, und daß der Zeitpunkt der Entladung eine Kante des zeitmodulierten Impulses bildet.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorspannung und die Sägezahnspannung einer Elektronenröhre zugeführt werden, deren Entladung einsetzt, sobald eine bestimmte Differenz bzw. Summe dieser beiden Spannungen erreicht ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhre eine Gasentladungsröhre ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 458 650, 523 675, 706452;

   USA.-Patentschrift Nr. 2 266 401;

   E. N.T. Januar 1938, Bd. 16, Nr. 2, S. 148bis 156.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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