DEP0020697DA

DEP0020697DA - Circuit for modulating electrical vibrations.

Info

Publication number: DEP0020697DA
Authority: DE
Inventors: Johannes Ensink
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1950-08-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Modulierung elektrischer Schwingungen, die eine doppelte Gegentaktschaltung von Gleichrichtern enthält, wobei die Durchlassrichtung der Gleichrichter der einen Gegentaktschaltung derjenigen der anderen entgegengesetzt ist und der Trägerwellengenerator, der die zu modulierenden Schwingungen liefert, zwischen den elektrischen Mittelpunkten von jeder der Gegentaktschaltungen angeschlossen ist. Eine solche Schaltung, die unter der Bezeichnung doppelter Gegentaktmodulator bekannt ist, ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt; sie enthält zwei Gegentaktschaltungen von Gleichrichtern A(sub)1 und A(sub)2 bezw. B(sub)1 und B(sub)2, die über Transformatoren T(sub)1 und T(sub)2 bezw. verbunden sind einerseits mit dem Eingangskreis, dem die modulierenden Schwingungen zugeführt werden, die durch eine die Spannung e(sub)q liefernder Spannungsquelle dargestellt sind, und andererseits mit dem Ausgangskreis, der durch einen Belastungswiderstand R(sub)s dargestellt wird und dem die modulierten Schwingungen entnommen werden. Die elektrischen Mittelpunkte der Sekundärwicklungen des Eingangstransformators T(sub)1 und der Primärwicklungen des Ausgangstransformators T(sub)2 sind je miteinander und ausserdem mit einem Trägerwellengenerator verbunden, der durch eine Spannungsquelle e(sub)P mit einem Innenwiderstand R(sub)P dargestellt ist.The invention relates to a circuit for modulating electrical oscillations, which contains a double push-pull circuit of rectifiers, the forward direction of the rectifiers of one push-pull circuit being opposite to that of the other and the carrier wave generator, which supplies the oscillations to be modulated, between the electrical centers of each the push-pull circuits are connected. Such a circuit, known as the double push-pull modulator, is shown in FIG. 1 of the drawing; it contains two push-pull circuits of rectifiers A (sub) 1 and A (sub) 2 respectively. B (sub) 1 and B (sub) 2, respectively via transformers T (sub) 1 and T (sub) 2. are connected on the one hand to the input circuit, to which the modulating oscillations are fed, which are represented by a voltage source supplying the voltage e (sub) q, and on the other hand to the output circuit, which is represented by a load resistor R (sub) s and to which the modulated Vibrations are taken. The electrical centers of the secondary windings of the input transformer T (sub) 1 and the primary windings of the output transformer T (sub) 2 are each connected to one another and also to a carrier wave generator, which is represented by a voltage source e (sub) P with an internal resistance R (sub) P is.

Die Spannung e(sub)q kann eine Niederfrequenzspannung oder eine Hochfrequenzspannung sein, die mit der Trägerwelle e(sub)P demoduliert oder gemischt werden muss.The voltage e (sub) q may be a low frequency voltage or a high frequency voltage that needs to be demodulated or mixed with the carrier wave e (sub) P.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist bekannt, sodass sich eine nähere Beschreibung derselben erübrigt.The mode of operation of this circuit is known, so that a more detailed description of the same is unnecessary.

Dem doppelten Gegentaktmodulator haftet folgender Nachteil an. In einer bestimmten Phase der Trägerwellenspannung e(sub)p werden die Gleichrichter A(sub)1 und A(sub)2 leitend über diese entsteht ein Spannungsverlust e(sub)A von der Trägerwellenfrequenz. Diese Spannung e(sub)A kommt als Sperrspannung e(sub)B über die Gleichrichter B zu stehen. Wenn die Gleichrichter eine ideelle Charakteristik haben würden, d.h. einen unendlich hohen Widerstand in der Sperrichtung und einen unendlich niedrigen Widerstand in der Durchlassrichtung, würde die Spannung e(sub)A und somit auch die Sperrspannung über die Gleichrichter B gleich Null werden. Da die Vorrichtung nur als Modulator wirken kann solange die modulierende Spannung e(sub)q nicht hinreichend gross ist um die gesperrten Gleichrichter B wieder aufzudrücken, heisst dies, dass der mit idealen Gleichrichtern versehene Modulator nicht als Modulator wirksam sein könne. Die in der Praxis verwendeten Gleichrichter sind nicht ideal; der Widerstand in der Durchlassrichtung hat keinen unendlich niedrigen Wert, sodass über die Gleichrichter, die während einer bestimmten Phase der Trägerwellenspannung e(sub)P gesperrt sein sollen, immer eine Sperrspannung steht und der Modulator somit funktionieren kann. Trotzdem bleibt diese Spannung e(sub)B klein. Sie wird vom Verhältnis zwischen dem Widerstand r der Gleichrichter in der Durchlassrichtung und dem häufig wesentlich grösseren Innenwiderstand R(sub)P des Trägerwellengenerators bestimmt.The double push-pull modulator has the following disadvantage. In a certain phase of the carrier wave voltage e (sub) p, the rectifiers A (sub) 1 and A (sub) 2 become conductive. A voltage loss e (sub) A from the carrier wave frequency occurs via these. This voltage e (sub) A comes across the rectifier B as reverse voltage e (sub) B. If the rectifiers had an ideal characteristic, ie an infinitely high resistance in the reverse direction and an infinitely low resistance in the forward direction, the voltage e (sub) A and thus also the reverse voltage across the rectifier B would be zero. Since the device can only act as a modulator as long as the modulating voltage e (sub) q is not high enough to push the blocked rectifier B back on, this means that the modulator provided with ideal rectifiers cannot be effective as a modulator. The rectifiers used in practice are not ideal; the resistance in the forward direction does not have an infinitely low value, so that there is always a blocking voltage across the rectifiers, which should be blocked during a certain phase of the carrier wave voltage e (sub) P, and the modulator can thus function. Nevertheless, this voltage e (sub) B remains small. It is determined by the ratio between the resistance r of the rectifier in the forward direction and the often much greater internal resistance R (sub) P of the carrier wave generator definitely.

Wenn die Amplitude der modulierenden Schwingungen e(sub)q grösser als die Sperrspannung e(sub)B wird, werden auch die Gleichrichter, die eigentlich gesperrt sein sollten, leitend, mit der Folge, dass nun die beiden Gegentaktschaltungen einen Strom in dem gemeinsamen Belastungswiderstand R(sub)s fliessen lassen. Da diese Ströme entgegengesetzt gerichtet sind, tritt eine Abnahme des resultierenden modulierten Ausgangsstroms bezw. der Ausgangsspannung auf, oder mit anderen Worten: der Modulator hat eine begrenzende Wirkung. Diese begrenzende Wirkung ist manchmal erwünscht, z.B. in Trägerwellentelephoniesystemen, bei denen Modulatoren der beschriebenen Art verwendet werden und bei denen verhütet werden soll, dass das modulierte Signal einen bestimmten Höchstwert überschreitet.If the amplitude of the modulating oscillations e (sub) q is greater than the blocking voltage e (sub) B, the rectifiers, which should actually be blocked, also become conductive, with the result that the two push-pull circuits now generate a current in the common load resistor Let R (sub) s flow. Since these currents are oppositely directed, a decrease in the resulting one occurs modulated output current respectively. the output voltage, or in other words: the modulator has a limiting effect. This limiting effect is sometimes desirable, for example in carrier wave telephony systems in which modulators of the type described are used and in which the aim is to prevent the modulated signal from exceeding a certain maximum value.

In anderen Fällen hingegen ist eine begrenzende Wirkung des Modulators gerade unerwünscht im Zusammenhang mit den durch die Begrenzung erzeugten unerwünschten Modulationsprodukten.In other cases, however, a limiting effect of the modulator is precisely undesirable in connection with the undesired modulation products generated by the limitation.

Die Erfindung verfolgt nun den Zweck den Punkt, an dem die begrenzende Wirkung des doppelten Gegentaktmodulators anfängt, beliebig einstellbar zu machen.The invention now has the purpose of making the point at which the limiting effect of the double push-pull modulator begins to be adjustable as required.

Gemäss der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erreicht, dass in wenigstens eine der Verbindungsleitungen des Trägerwellengenerators mit einem elektrischen Mittelpunkt jeder Gegentaktschaltung eine Impedanz für zumindest die Frequenz der zu modulierenden Schwingungen eingeschaltet wird.According to the invention, this purpose is achieved in that an impedance for at least the frequency of the oscillations to be modulated is switched on in at least one of the connecting lines of the carrier wave generator with an electrical midpoint of each push-pull circuit.

Fig. 2 der Zeichnung stellt eine Schaltung nach der Erfindung dar. Diese entspricht der Schaltung nach Fig. 1; es ist aber in eine Verbindungsleitung zwischen dem Trägerwellengenerator und der Gegentaktschaltung, welche die Gleichrichter A(sub)1 und A(sub)2 enthält, ein Widerstand R(sub)A und in die Verbindungsleitung zwischen dem Trägerwellengenerator und der die Gleichrichter B(sub)1 und B(sub)2 enthaltenden Gegentaktschaltung, ein Widerstand R(sub)B aufgenommen. Die Sperrspannung e(sub)B, die nun über den gesperrten Gleichrichter steht, angenommen, dass dies die Gleichrichter B(sub)1 und B(sub)2 sind, ist annäherungsweise gleich: und ist also durch die Wahl des Widerstands R(sub)A einstellbar. Ein ähnlicher Ausdruck gilt für die Sperrspannung, die an den Gleichrichtern A(sub)1 und A(Sub)2 während der Zeit zur Wirkung kommt, in der die Gleichrichter B(sub)1 und B(sub)2 leitend sind. Da die Grösse der Sperrspannung e(sub)B den Punkt bestimmt, an dem die begrenzende Wirkung des Modulators anfängt, ist es klar, dass durch Einstellung des Widerstandes R(sub)A dieser Punkt einstellbar ist. Wenn die Gleichrichter die gleichen Kennlinien haben, können die Widerstände R(sub)A und R(sub)B gleich gross gewählt werden; im anderen Fall müssen sie ein wenig verschieden sein, um zu bewirken, dass die Sperrspannung der Gleichrichter der beiden Gegentakthälften die gleiche ist.Fig. 2 of the drawing shows a circuit according to the invention. This corresponds to the circuit of Fig. 1; but there is a resistor R (sub) A in a connecting line between the carrier wave generator and the push-pull circuit, which contains the rectifiers A (sub) 1 and A (sub) 2, and in the connecting line between the carrier wave generator and the rectifier B (sub ) 1 and B (sub) 2 containing push-pull circuit, a resistor R (sub) B was added. The reverse voltage e (sub) B, which is now above the blocked rectifier, assuming that these are rectifiers B (sub) 1 and B (sub) 2, is approximately the same: and can therefore be set by choosing the resistor R (sub) A. A similar expression applies to the reverse voltage applied to rectifiers A (sub) 1 and A (Sub) 2 during the time in which rectifiers B (sub) 1 and B (sub) 2 are conducting. Since the magnitude of the reverse voltage e (sub) B determines the point at which the limiting effect of the modulator begins, it is clear that this point can be set by adjusting the resistor R (sub) A. If the rectifiers have the same characteristics, the resistors R (sub) A and R (sub) B can be chosen to be the same size; in the other case they have to be a little different to make the reverse voltage of the rectifiers of the two push-pull halves the same.

In Fig. 3 der Zeichnung ist ein vereinfachter Modulator der doppelten Gegentaktart dargestellt, bei dem ein Ausgangstransformator T(sub)2 mit einer einzigen Primärwicklung zur Verwendung kommt. Die Widerstände R(sub)A und R(sub)B sind hierbei in ähnlicher Weise wie beim in Fig. 2 dargestellten Modulator angebracht.In Fig. 3 of the drawings, a simplified modulator of the double push-pull type is shown in which an output transformer T (sub) 2 with a single primary winding is used. The resistors R (sub) A and R (sub) B are attached in a manner similar to that of the modulator shown in FIG.

Claims

A circuit for modulating electrical oscillations which contains a double push-pull circuit of rectifiers, the forward direction of the rectifiers of one push-pull circuit being opposite to that of the other and the carrier wave generator supplying the oscillations to be modulated being connected between the electrical centers of each of the two push-pull circuits, characterized in that, that in at least one of the connecting lines between the carrier wave generator and an electrical center point of each of the push-pull circuits, an impedance for at least the frequency of the oscillations to be modulated is switched on.