DE975984C - Schaltungsanordnung zur Demodulation von phasenmodulierten Impulsen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 3. JANUAR 1963

T 2526 VIII Ck/ 21 al·

(Ges. v. 15.7.1951)

Zur Demodulation von fernübertragenen phasenmodulierten Impulsen wird nach bekannten Verfahren derart vorgegangen, daß zunächst die phasenmodulierten Impulse in längen- oder amplitudenmodulierte Impulse umgewandelt werden und der Inhalt an den gewünschten Modulationsfrequenzen im Frequenzspektrum dieser letzteren Impulsreihen im Modulationsempfänger verwertet wird.

Eine solche Umwandlung einer phasenmodulierten Impulsreihe in eine amplitudenmodulierte geschieht nach diesen bekannten Verfahren z. B. in der Weise, daß ein ständig in einer beliebigen Kurve oder geraden Linie sich bewegender Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre durch, die zusätzlich an dem einen Ablenkplattenpaar dieser Röhre liegenden zeitmodulierten Impulse aus seiner Bahn abgelenkt wird und dabei für die kurze Zeit der Impulsdauer auf eine leitende oder halbleitende Kontaktschicht trifft. Letztere ist dabei als Widerstand in einen Stromkreis geschaltet, welcher über einen Außenwiderstand und eine Spannungsquelle durch den jeweils auf treffen den Kathodenstrahl geschlossen wird. Die zeitmodulierten Impulse lenken dann den Strahl der Kathodenstrahlröhre bei jeder Bewegung entsprechend ihrer jeweiligen zeitlichen Lage an einer anderen Stelle seiner Bahn aus, und

209 745/15

der Strahl trifft daher jeweils eine andere Stelle des Kontaktstückes, so daß zu jedem Impuls ein durch die plötzliche Ablenkung des Kathodenstrahles hervorgerufener ganz bestimmter Widerstandswert gehört. Im Stromkreis treten demnach der zeitlichen Auslenkung entsprechend proportionale Stromschwankungen auf, die am Außenwiderstand des Stromkreises als ebensolche Spannungsimpulse in Erscheinung treten.
ίο Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht nun darin, daß es technisch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist, die in den Braunschen Röhren angeordnete Leiter- oder Halbleiterschicht mit über ihrer ganzen Ausdehnung gleichmäßiger Dicke auszubilden, was für ein einwandfreies, verzerrungsfreies Arbeiten der Anordnung jedoch unbedingt erforderlich ist. Dieses Widerstandselement, das in seiner Eigenschaft als Halbleiter oder durch den Einfluß der auftretenden Wärme eine nichtlineare Strom-Spannungs-Charakteristik besitzt, bewirkt daher eine nichtlineare Verzerrung des Modulationsinhaltes.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, bei Systemen, welche auf der Empfangsseite einen elektronischen Schalter in Form einer Braunschen Röhre zur Kanalauftrennung benutzen, diese Nachteile zu vermeiden und eine verzerrungsfreie Demodulation mit einfachsten Mitteln zu erzielen.

Bei einer Schaltungsanordnung zur Demodulation von phasenmodulierten Impulsen, welche die Intensität des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre steuern, der in linearer Abhängigkeit von der Zeit ausgelenkt wird, wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß, in Richtung des Elektronenstrahls gesehen, hinter dem Leuchtschirm der Röhre lichtdurchlässige Elemente angeordnet sind, deren Lichtdurchlaßwiderstand sich linear in Richtung der seitlichen Auslenkung des Elektronenstrahles ändert, und daß das durch die Elemente hindurchgegangene Licht Photozellen steuert, die hinter diesen Elementen angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich somit gegenüber den bekannten Zeitmultiplexsystemen für Impulsphasenmodulation durch einen wesentlich verringerten Aufwand aus. Außerdem können die lichtdurchlässigen Elemente (optische Graukeile) mit extrem großer Linearität ihrer Flanken hergestellt werden. Dies ist von ausschlaggebender Bedeutung für kommerzielle Anlagen, bei denen mehrmals demoduliert wird, bis das Signal zum endgültigen Verbraucher gelangt, da die Deniodulationsverzerrungen sich addieren. Deshalb dürfen die Klirrverzerrungen in der einzelnen Station höchstens 2 %o betragen, was mit den bekannten Methoden nur mit großem Aufwand erreicht werden kann.

An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden. Als Kathodenstrahlschalter möge eine Braunsche Röhre verwendet werden, auf deren Leuchtschirm ein Kreis oder eine mit annähernd konstanter Geschwindigkeit durchlaufene gerade Linie geschrieben wird, in Verbindung mit einer Anzahl von Photozellen, die den einzelnen Nachrichtenempfängern zugeordnet sind. Der Helligkeitssteuerelektrode der Braunschen Röhre mögen die fernübertragenen phasenmodulierten Impulse zugeführt werden. Zwischen Leuchtschirm und jeder einzelnen Photozelle, von denen in der Fig. 1 nur die Zellen 11 und 12 dargestellt sind, befindet sich ein Graukeil 13 bzw. 14. Bei konstanter Geschwindigkeit des Kathodenstrahls werden die phasenmodulierten Impulse je nach dem augenblicklichen Wert der Modulationsspannung als Leuchtfleck an irgendeiner Stelle des Leuchtschirmbereiches, welcher dem betreffenden Nachrichtenkanal zugeordnet ist, erscheinen. Liegen die Impulse mehr an der transparenten Seite des Graukeils, wie vor der Photozelle 11 durch den fernübertragenen Impuls 15 dargestellt, so erscheint im Photozellenkreis der Impuls 16, welcher eine große Amplitude aufweist. Liegt der fernübertragene Impuls 17 dagegen mehr an der lichtabsorbierenden Kante des Graukeils, so ist die Amplitude des entsprechenden Impulses 18 im Stromkreis der Photozelle 12 auch nur sehr klein. Bei dieser Ausführungsform stellt die Braunsche Röhre mit ihrem abgelenkten Kathodenstrahl, den Photozellen und den einzelnen Graukeilen die Einrichtung von zeitproportional veränderlichem Über- go tragungsmaß dar.

Da man die Braunsche Röhre und die Photozellen bereits benötigt, um die einzelnen Nachrichten auf die verschiedenen zu speisenden Empfänger zu verteilen, erfordert die Demodulation nur die Anbringung der kleinen Graukeile 13, 14 usw. vor den Photozellen.

An Stelle je eines Graukeiles und je einer Photozelle je Nachrichtenempfänger kann man auch zwei Graukeile zusammen mit einer Gegentaktschaltung zweier Photozallen verwenden, wie Fig. 2 zeigt. Die Graukeile 19 und 20 müssen mit ihren lichtundurchlässigen Seiten aneinander angrenzen. Liegt der fernübertragene Impuls vor dem Graukeil 19, so fließt der Strom der Photozelle 21 in der Richtung des Pfeiles 22; liegt der fernübertragene Impuls dagegen vor dem Graukeil 20, so fließt der Strom der Photozelle 23 in der Richtung des Pfeiles 24. Man erreicht so bei gleichem Lichtstrom am Leuchtschirm einen doppelt so großen Stromunterschied zwischen den gewonnenen Impulsen bei den beiden Extremlagen des fernübertragenen Impulses.

Für die praktische Herstellung der Graukeile auf photographischem Wege empfiehlt sich eine Ausführung, die an Hand der Fig. 3 erläutert werden soll und die darauf Rücksicht nimmt, daß die photographische Schwärzungskurve keineswegs so verläuft, daß es möglich wäre, einen Graukeil mit linear abgestufter Transparenz durch Belichtung iner photographischen Platte mit von Punkt zu Punkt zeitproportional zunehmender Belichtung zu erzeugen. Um von dem Verlauf der Schwärzungskurve vollkommen unabhängig zu werden, wird deshalb gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, den Graukeil aus lichtabsorbierenden Streifen

25 aufzubauen, die in gleichen Abständen angeordnet sind. Die Entfernungen α (Abstand von der linken Kante jedes Streifens 25 bis zur nächsten Kante) sind also gleich groß. Diese Abstände sind kleiner zu wählen als der Leuchtfleckdurchmesser, der in Fig. 3 mit 26 bezeichnet ist. Die Breite der lichtabsorbierenden Streifen 25 soll in der Laufrichtung des Leuchtflecks, die durch den Pfeil 27 angedeutet ist, linear veränderlich sein. Die Zwischenräume b zwischen den einzelnen Strichen nehmen also in der Richtung des Pfeiles 27 linear zu. Einen Graukeil nach Fig. 3 kann man auf photographischem Wege sehr leicht herstellen, indem man eine Reihe von tiefschwarzen Papierstreifen vor einer von hinten beleuchteten Milchglasplatte photographiert. Wenn die Aufnahme genügend stark belichtet und entwickelt wird, wird man von der Schwärzungskurve der photographischen Emulsion vollkommen unabhängig, und wenn man die Anzahl der Streifen gegenüber dem Leuchtfleckdurchmesser

26 groß genug wählt, erhält man dieselbe Wirkung wie bei einem gewöhnlichen Graukeil mit linear veränderlicher Transparenz.

Wenn man versucht, statt eines Intensitätsgraukeiles etwa an eine Blende nach Fig. 4 zu denken und den Leuchtfleck 28 auf dem Schirm einer Braunschen Röhre in Richtung des Pfeiles 29 an der schrägen Blendenkante vorbeilaufen lassen will, so erkennt man besonders leicht, daß nicht in allen Fällen eine kreisförmige Anordnung der Photozellen hinter dem Schirm einer gewöhnlichen Braunschen Röhre günstig sein wird. Die Intensitätsverteilung über den Leuchtfleck 28 ist nämlich nach zwei zueinander senkrechten Richtungen keineswegs unbedingt gleich, und es wird daher, je nachdem, ob der betreffende Nachrichtenkanal an der Stelle 30 oder 31 in Fig. 5 auf dem Leuchtschirm liegt, bei der gleichen Phasenmodulation ein verschieden demodulierter Impuls gewonnen. Außerdem wird man, um keine allzu große Ausdehnung der Graukeile in der Laufrichtung des Leuchtflecks zu erhalten, dem Kathodenstrahlfleck zweckmäßig eine kleine Ausdehnung in der Laufrichtung und eine große Ausdehnung senkrecht dazu erteilen, also eine Form, wie sie bei einem Lauf in Richtung des Pfeiles 32 in Fig. 6 durch das schraffierte Rechteck 33 angedeutet ist. Bei einer kreisförmigen Bewegung auf dem Leuchtschirm der üblichen Braunschen Röhre kann man aber nur mit sehr umständlichen Hilfsmitteln erreichen, daß der Leuchtfleck 33 mit seiner Längsachse immer in der Richtung des Radius des Leuchtschirmes liegt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung soll daher eine bereits an anderer Stelle vorgeschlagene Braunsche Röhre verwendet werden, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Bei dieser ist das Röhrengefäß 34 oberhalb der gestrichelten Linie A-B aus Metall ausgeführt, und der kegelähnliche Körper liegt auf demselben Potential wie die Röhrenkathode. Die Kathodenstrahlen werden, da das Metallrohr 34 sich auf Anodenpotential befindet, etwa parallel mit der sich trichterförmig erweiternden Wand 34 verlaufen und erzeugen auf dem kreiszylinderförmigen Leuchtschirm 36 einen streifenförmigen Lichtfleck, der in der Richtung der Röhrenachse seine größte Ausdehnung hat und — worauf es in erster Linie ankommt — zu den Photozellen ohne weitere Hilfsmittel bei jedem Wert des Kreisablenkfeldes gleich orientiert ist.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Demodulation von phasenmodulierten Impulsen, welche die Intensität des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre steuern, der in linearer Abhängigkeit von der Zeit ausgelenkt wird, da durch gekennzeichnet, daß, in Richtung des Elektronenstrahles gesehen, hinter dem Leuchtschirm der Röhre lichtdurchlässige Elemente angeordnet sind, deren Lichtdurchlaßwiderstand sich linear in Richtung der seitlichen Auslenkung des Elektronenstrahles ändert, und daß das durch die Elemente hindurchgegangene Licht Photozellen steuert, die hinter diesen Elementen angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einzelne lichtdurchlässige Element aus einer Platte besteht mit lichtabsorbierenden Streifen, die nebeneinander angeordnet sind undl die Abstände aufweisen, deren Breite kleiner ist als der Leuchtfleckdurchmesser und die sich linear mit der Laufrichtung des Leuchtfleckes ändert.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulation eines Impulses durch zwei in Gegentaktschaltung angeordnete, lichtdurchlässige Elemente erfolgt, die in derselben Ebene liegen und die an den gegenseitig angrenzenden Kanten den größten Lichtdurchlaßwiderstand aufweisen.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer Elektronenstrahlröhre mehrere Modulationsempfänger zugeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 677798, 710723; französische Patentschrift Nr. 833929; französische Zusatzpatentschrift Nr. 49 159 zur Patentschrift Nr. 833929;

USA.-Patentschriften Nr. 2 231 998, 2 250 708.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ι 20ί 745715 12.62