DEP0028873DA - Nicht-lineare Reaktanzkreise mit keramischem Material von hoher Dielektrizitätskonstante - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf spannungsabhängige Kapazitäten und Kreise, die solche Kapazitäten benutzen.

Ein Gegenstand dieser Erfindung ist, kompakte, stabile, nicht lineare Kapazitäten zu schaffen, und das Arbeiten von Frequenz-, Amplitude- und Phasenmodulatoren zu verbessern, die von spannungsabhängigen Kapazitäten Gebrauch machen.

Grundzüge der Erfindung sind: die Schaffung einer Vorspannung durch ein elektrisches Feld und eine Gleichstrom-Vorspannung von wechselnder Polarität für Titankondensatoren mit hoher Dielektrizitätskonstante und deren Gebrauch als Reaktanzen von hoher Dielektrizitätskonstante im Besitzt von einer nicht linearen Spannungs-Ladungscharakteristik in automatisch gesteuerten Oszillator- und Resonanzkreisen.

Die vorliegende Erfindung gebraucht keramische Stoffe von hoher und veränderlicher Dielektrizitätskonstante, bemerkenswerterweise Bariumtitanate und ähnliche, welche in Einklang mit der Erfindung als im Besitz optimaler Eigenschaften in der Anpassung an diese Ziele gefunden wurden.

Keramische Stoffe können in der Hauptsache als organische Oxyde oder deren Mischungen definiert werden, die auf eine hohe Temperatur, beispielsweise 400 Grad Celsius oder mehr, erhitzt werden, wodurch eine harte, dauerhafte Substanz (Keramik) gebildet wird, welche in ihrer Natur kristallin oder amorph sein kann. Beispiele dafür sind Glas, Porzellan, Magnesiumsilikate und die Titanate.

Materialien mit einer hohen Dielektrizitätskonstante und geringem Verlust, effektiv über einen großen Frequenzbereich und anwendbar bei gewöhnlichen Temperaturen, sind sehr wünschenswert im Bereich der Anwendungen. Rutil, eine natürlich vorkommende Form von Titandioxyd, und auch das chemisch gebildete Titandioxyd, sind in ihrer Art wohl bekannt und sind gekennzeichnet durch einen geringen Verlust und eine Dielektrizitätskonstante von annähernd 100.

In dem höchsten bekannten Bereich der Dielektrizitätskonstanten, nämlich 1000 bis 10.000, sind die einzig bekannten Substanzen augenscheinlich Beignette-Salz von der gewöhnlichen und der Schwerwasser-Type, und eine keramische Substanz, nämlich Bariumtitanat oder dessen Mischung mit Stromtiumntitanat.

Titanate der Metalle der 2. periodischen Gruppe können in 3 Hauptklassen eingeteilt werden gemäß der Größe ihrer Dielektrizitätskonstante. Die erste Klasse, gekennzeichnet durch <Nicht lesbar> kleiner 100 umfaßt die Titanate von Magnesium (<Nicht lesbar> = 17), Zink (<Nicht lesbar> = 30), Cadmium (<Nicht lesbar> = 62), Beryllium (<Nicht lesbar> = 70). Die 2. Klasse mit einem <Nicht lesbar> zwischen 100 und 1000 schließt die Titanate von Calcium (<Nicht lesbar> = 115) und Strontium (<Nicht lesbar> = 155) ein. Die 3. Klasse mit <Nicht lesbar> > 1000 schließt Bariumtitanat und seine Mischung mit Strontiumtitanat ein. Die Werte der Dielektrizitätskonstanten, in Klammern stehend, gelten für Raumtemperaturen und eine Frequenz von etwa MHz. Die Dielektrizitätskonstante für jede der Klassen wächst hauptsächlich mit wachender elektrischer Polarisation des Metallions an. Für Titanate, wie Barium, Calcium und Strontium, welche Kristallgitter der Perovakit-Type bilden, wächst die Dielektrizitätskonstante mit dem Abstand zwischen den Zentren des Sauerstoffs und des Titanium-Ions an und erreicht besonders hohe Werte bei Bariumtitanat.

Der Ausdruck "nichtlinearer Kondensator" solle eine nichtlineare Beziehung zwischen angelegter Spannung und Ladung kennzeichnen.

Im Einklang mit der Erfindung wurde gefunden, daß die Gleichstromkapazität von keramischen Kondensatoren, und im besonderen von Bariumtitankondensatoren von der angelegten Spannung abhängig ist, nichtlinear mit der Spannung anwächst bei hohem Prozentgehalt, und daß deren effektive Kapazität für Wechselströme eine ähnliche Änderung zeigt. Ebenfalls wurde im Einklang mit der Erfindung gefunden, daß die Leistung von Bariumtitankondensatoren oder dergleichen, in Anwendung auf Nieder- oder Hochfrequenzkreise bedeutend verbessert werden kann durch eine Gleichstrom-Vorspannung, und weiter im besonderen durch Anwendung einer Vorspannung, die intermittierend in der Polarität wechselt.

Im Einklang mit der Erfindung entwickelte Kreise, welche Bariumtitankondensatoren oder dergleichen von hoher Dielektrizitätskonstante enthalten, beispielsweise <Nicht lesbar> > 1000, sind gekennzeichnet durch Einfachheit, kompakten Aufbau und außergewöhnliche Stabilität im Hinblick auf mechanische, physikalische, chemische und Temperaturänderungen. Im einzelnen stellen diese Kreise in dem Anwendungsbereich verbesserte Formen von nichtlinearen Reaktanzen dar, empfindliche Impedanz-Regleer und automatische Abstimmer, welche durch Spannungsänderung die hohe Kapazität der besprochenen Titanatkondensatoren verändern.

Weiter sind, im Einklang mit der Erfindung, Kreise mit Titanatkondensatoren mit hoher Dielektrizitätskonstante <Nicht lesbar> > 1000 fähig, Frequenz-, Phasen- und Amplitudenmodulation bei gewöhnlichen Temperaturen und über einen weiten Frequenzbereich zu bilden. Wenn ein Wechselstromträger und eine Modulationsspannung von bedeutend niedrigerer Frequenz zugleich an einen keramischen Kondensator von Bariumtitanat oder ähnlichem angelegt werden, wechselt dessen effektive Kapapzität für den Träger mit der Modulationsspannung. Die Amplitude, Frequenz und Wellenform des modulierten Ausganges hängen nicht allein von modulierenden Eingang ab, sondern davon, ob eine Polarisationsspannung n die Kondensatoren angelegt ist, und wielange sie angelegt worden ist oder nicht. Diese Änderung mit der Zeit ist unwünschenswert. Die Polarisationsspannung oder Vorspannung wird im Einklang mit der Erfindung in häufigen Zwischenräumen umgekehrt, wobei der nicht wünschenswerte Effekt auf ein Minimum gebracht wird, und stabile Leistung und verbesserte Charakteristiken für den Modulator erzielt werden.

In einigen Beispielen wurden geeignete Kapazitätsvariationen mit einer Trägerwelle von 52 kHz und Modulationsfrequenzen von 10 - 7000 Schwingungen pro Sekunde und Modulations- spannungen bis hinunter zu 2,5 V erzeugt.

Die Beziehung zwischen Modulationsspannung und (Delta) C (der Kapazitätsänderung des Bariumtitankondensators) ist beinahe linear bis zu einer durch die Polarisations-Gleichspannung bestimmten Eingangsspannung.

Die Beziehung zwischen der Modulationsfrequenz und (Delta) C mit einer Trägerfrequenz von 36 kHz ist praktisch bis 2000 Hz geradlinig und nur 6 Zehntel bei 4000 Hz abgefallen. Wenn die Trägerfrequenz auf 49 kHz vergrößert ist, wird die Gradheit der Charakteristik verbessert, und die Modulationsempfindlichkeit wächst.

Die Empfindlichkeit für eine Modulationsspannung wächst direkt proportional mit der Dickenabnahme des Dielektrikums, und ist direkt proportional mit der pro Dickeneinheit angelegten Spannung. Die Änderung der Dielektrizitätskonstanten hängt ab von dem Potentialgradienten in dem Dielektrikum. So würde die für irgendeinen gegebenen Prozentsatz der Kapazitätsänderung nötige Spannung proportional der Dicke des Dielektrikums sein.

Figur 1 zeigt einen spannungsgesteuerten Resonanzkreis gemäß der Erfindung.

Figur 1 A zeigt eine nicht lineare Charakteristik, verglichen mit einer linearen Charakteristik der früheren Art.

Figur 1 B zeigt eine spannungsgesteuerte Impedanz zum Einschalten in Wechselstromkreise.

Figuren 2,3,4 und 6 zeigen verschiedene <Nicht lesbar> von Modulatorkreisen gemäß der Erfindung.

Figur 5 zeigt einen abgeglichenen Modulatorkreis.

Figur 7 zeigt einen Frequenzmodulatorkreis.

Figur 8 zeigt in graphischer Darstellung die Wirkung, die Vorspannung eines Bariumtitankondensators auf den frequenzmodulierten Ausgang hat.

Der in Figur 1 gezeigte Kreis stellt einen spannungsgesteuerten Resonanzkreis dar, mit einem nichtlinearen Kondensator von Bariumtitanat oder ähnlichem für eine automatische Abstimmung desselben. Der Kreis enthält eine Selbstinduktionsspule L in Serie mit einem keramischen Kondensator C von Bariumtitanat. Die Eingangsspannung E wird von einer Wechselspannungquelle mit einer etwas niedrigeren Frequenz geliefert als die, für die L-C-Kombination bei einer niedrigeren Spannung in Resonanz ist.

Die spannungsabhängige Charakteristik von Bariumtitanat ist so, daß dessen Dielektrizitätskonstante mit E wächst, was ein Anwachsen der effektiven Kapazität C verursacht, und L und C näher zur Resonanz bringt. Auf diese Weise wird eine Selbstabstimmung durch Spannungssteuerung erhalten. Wie graphisch in Figur 1 A gezeigt (Kurve I), wachsen EC, die Spannung über dem Bariumtitanatkondensator, und I, der Strom in dem Resonanz-L-C-Kreis, schneller als E. Dies veranschaulicht, daß der Bariumtitanatkondensator eine nicht-linerare Charakteristik in gegensätzlichem Unterschied zu der linearen Charakteristik von gewöhnlichen Kondensatoren, wie in Kurve II dargestellt, hat. Wenn der Kreiswiderstand R der LC-Kombination klein genug ist, erfolgt der Übergang in Resonanz plötzlich bei einer gewissen kritischen Spannung.

In einem Beispielsfalle wurde ein Strom mit einer Einzelfrequenz von etwa 1000 Perioden pro Sekunde angewandt. Die effektive Kapazität von C, die durch die Resonanzbedingung mit einer festen Tätigkeit L bestimmt ist, nahm um etwa 20% zu, sobald die angewandte Spannung von 10 auf 100 V Effektivwert erhöht wurde.

Wenn Bariumtitanat von der Dicke des Dielektrikums eines praktisch bemessenen Kondensators benutzt wird, hat man gefunden, daß die scheinbare Kapazität, wenn solch ein Kondensator in einem abgestimmten Kreis benutzt wird, um etwa 100% anwächst, wenn 300 V Scheitelwert einer bestimmten Frequenz angelegt werden, dies gilt wenigstens für die niedrigen Frequenzen.

Ein einfacher spannungsgesteuerter Kreis unter Benutzung eines Bariumtitanatkondensators ist in Figur 1B gezeigt. Der Kreis gestattet feine Änderungen in der Impedanz unter der Steuerung einer sanft-variierten Gleichstromspannung. Der Kreis ist in Differenzschaltung und enthält ein Paar gleicher Impedanzen Z und einen Bariumtitankondensator C als Shunt, welcher mit einem Arbeitskreis über symmetrisch angeordnete Verriegelungskondensatoren C' verbunden werden kann. Ein Potentiometer P sieht eine veränderliche Einstellung der von der Batterie B gelieferten Spannung vor, wodurch die Dielektrizitätskonstante und damit die Kapazität des Bariumtitanatkondensators verändert werden kann. Die Verriegelungskonden- satoren sind viel größer als der gesteuerte keramische Kondensator C, während die Impedanzen Z groß genug sind, um ihren Wechselstromdurchgang vernachlässigbar zu machen. Die Kapazität des Kondensators C kann über einen beträchtlichen Bereich und in sehr kleinen Stufen verändert werden, abhängig davon, wie fein das Potentiometer ist.

Der in Figur 2 abgebildete Kreis stellt eine Schaltung dar, bei der unter Benutzung eines keramischen Kondensators von Bariumtitanat oder ähnlichem Phasen- oder Amplitudenmodulation einer Trägerwelle hervorgerufen wird. In der Schaltung sind 2 Maschen von abgestimmten Kreisen C1L1 und C2L2 durch eine kleine Induktivität L3 gekoppelt, die in Serie mit einem relativ großen Verriegelungskondensator C(sub)3 zur Trennung von Träger und Modulationsspannungen geschaltet ist. Die Kondensatoren C(sub)1 und C(sub2) sind nichtlineare keramische Kondensatoren von Bariumtitanat oder dessen Mischung mit Strontiumtitanat.

Die Trägerspannung Fc besitzt eine auf oder in der Nähe der Resonanzfrequenz der Schaltung liegende Frequenz und ist über einen Transformator T(sub)1 an den Resonanz-Kreis C(sub)1L(sub)1 angelegt. Die Modulation wird im Ausgang entweder direkt oder nach Demodulation beobachtet. Die Modulationsspannung Em, die z.B. durch Tonsignale ausgelöst werden können wie gezeigt, oder getastete Tonfrequenz-Telegraphen-Signale, wird über den Blockierungskondensator C(sub)3 in Serie mit der Gleichstrom-Vorspannung gelegt, welche automatisch über gleiche Perioden von einer oder mehr Sekunden umgepolt wird. Die Vorspan- nung wird mit einer Batterie E(sub)B oder einer ähnlichen Spannungsquelle abgenommen und in Verbindung mit den Wechselstromspannungen Fc und Em bewirkt sie an den kramischen Kondensatoren C(sub)1 und C(sub)2 eine nichtlineare Kapazitätsänderung, wodurch eine in Amplitude und Phase modulierte Ausgangsleistung erzeugt wird.

Die umkehrbare Polarität der Vorspannung wird durch ein Relais (REL) erzeugt, dessen Kontakt zwischen dem positiven und negativen Pol der Batterie <Nicht lesbar> in angemessenen Intervallen umgeschaltet wird. Widerstände r1 und r2 sind in dem Batteriekreis eingesetzt, um das Maß von Ladung und Entladung der Kondensatoren C(sub)1 und C(sub)2 zu steuern.

Anstatt einer Batteriespannung, die in Abständen durch ein Relais umgekehrt wird, kann die von dem Anodenkreis eines Multivibrators (nicht gezeigt) abgenommen werden, der auf niedriger Frequenz schwingt.

Die Polarisationsspannung kann selbstverständlich auch in jeder anderen passenden Weise an den keramischen Kondensator angelegt werden, so z.B. parallel mit der Modulations-Eingangsspannung, wobei eine passende Impedanz in den Kreis eingeschaltet ist, um zu verhindern, daß die Batterie die Modulations-Eingangsspannung um einen unzulässigen Betrag schwächt.

Wenn die Polarisationsspannung weggelassen wird, wird die Hauptkomponente des modulierten Ausganges die doppelte Frequenz des Modulations-Eingangsstromes haben, und die Wirksamkeit der Modulation wird beträchtlich vermindert sein.

Es ist selbstverständlich, daß verschiedene Abänderungen in der Schaltung der Figur 2 vorgenommen werden können, z. B. die Zahl der Stromkreise kann vergrößert werden, oder die Kopplung zwischen den IC-Kreisen kann induktiv statt kapazitiv sein.

Die in Figur 3 gezeigte Schaltung ist eine Abänderung von der in Figur 2 dargestellten, welche auch dazu dient, Phasen- und Amplitudenmodulation zu erzeugen. Ihr Hauptunterschied gegenüber der Schaltung von Figur 2 besteht in der Einschaltung eines Frequenzhalbierers in den Weg zwischen den Modulations-Eingangsströmen und den nichtlinearen Bariumtitanatkondensatoren C(sub)1 und C(sub)2.

Der Gebrauch einer Frequenzhalbiererschaltung als ein Ersatz für die Gleichstromvorspannung der Kondensatoren C(sub)1 und C(sub)2 wird vorgezogen, wo der Strom des Modulationssignals aus einer Einzelfrequenz oder einer Anzahl von Einzelfrequenzen besteht, die über eine Oktave oder ähnlich verteilt sind. Durch Benutzung der Frequenzhalbierungskonstruktion von Figur 3 läßt sich eine auf einen Träger modulierte verständliche Sprache übertragen.

Die in Figur 4 dargestellte Schaltung ist eine Abänderung der in Figur 2 gezeigten Schaltanordnung, bei der die Kopplung zwischen den Resonanzkreisen L1C1 und L2C2 kapazitiv ist und durch einen Kondensator C(sub)3 bewirkt wird. Eine Drosselspule L(sub)3 in dem Modulationseingang dient dazu, die Wege des Trägers und der Modulation zu trennen. Anstatt die nichtlinearen Bariumtitanatkondensatoren C(sub)1 und C(sub)2 durch eine Batterie zu polarisieren, wie in Figur 2 gezeigt, wird die Modulationswechselstromspannung mittels Halbwellengleichrichter H(sub)1, H(sub)2 gleichgerichtet, was die unerwünschte Doppelfrequenzkomponente, die vorher erwähnt ist, in dem modulierten Ausgang erheblich reduziert, wenn auch nicht vollständig, aufhebt. Dies wird durch das Anlegen nur einer Polarität an die Kondensatoren C(sub)1 und C(sub)2 durch die Gleichrichter H(sub)1, H(sub)2 bedingt.

Um die Gleichstromkomponente der gleichgerichteten Modulationsspannung davon abzuhalten, in den Kondensatoren C(sub)1C(sub)2 eine absorbierte gegensätzliche Spannung zu erzeugen, ist es notwendig, die Verbindungsrichtung der Gleichrichter zu den keramischen Kondensatoren C(sub)1 C(sub)2 in häufigen und gleichen Intervallen mittels des Schaltrelais umzukehren. Eine geeignete Begrenzung des Impedanzwertes, auf welche der Gleichrichter wirkt, kann durch den dem Kopplungskondensator C(sub)3 parallel geschalteten Widerstandszweig R(sub)3 vorgesehen werden.

Die Schaltungen der Figuren 2,3,4 erfordern, daß die Trägerfrequenz vielmals höher ist als die höchste Modulationsfrequenz, um eine halbwegs gradlinige Beziehung zwischen dem Träger Fc und dem modulierten Ausgang zu haben. Dies eignet sich für die einfache, gezeigte Methode der Trennung von Träger- und Modulationsweg. In Schaltungen wie diesen wurde die Amplituden- und Phasenmodulation mit Modulationsfrequenzen von 300 Hz und mit Trägern bis 5000 Hz in einigen beispielhaften Aufbauten erzeugt. Eine wirksamere Trennung von Träger- und Modulationsweg ist möglich, wenn die nichtlinearen Kondensatoren und die mit ihnen verbundenen Schaltungs- komponenten so angordnet sind, daß eine abgeglichene Beziehung zwischen den Trägerklemmen und Modulationsklemmen besteht.

Figur 5 stellt eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Phasen- und Amplitudenmodulation dar, bei der eine wirksamere Trennung von Trägerweg und Modulationsweg mittels einer abgeglichenen Beziehung zwischen den Trägerklemmen und den Modulationsklemmen erreicht ist. In dieser Abänderung wird die ganze Modulationsspannung Em an beide Bariumtitanatkondensatoren C(sub)1 und C(sub)2 angelegt. Die Kapazitäten dieser Kondensatoren sind so gewählt, daß sie die Streureaktanz der Eingangs- und Ausgangstransformatoren T(sub)1 und T(sub)2 abstimmen, wodurch ein geringer Verlust für die Trägerwelle gegeben ist, wenn die Kondensatoren nicht durch eine Modulations-Einmgangsspannung, die bei <Nicht lesbar> angelegt wird, betrieben werden. Die Vorspannung, entnommen der Batterie B, wird in Intervallen durch ein polarisiertes Relais, das durch eine Niederfrequenz-Wechselstromquelle oder dergleichen in der beschriebenen Weise von Figur 2 betrieben wird, umgekehrt.

Die in Figur 6 gezeigte Schaltung stellt eine Anordnung zur Erzeugung von Amplituden- und Phasenmodulation mittels eines Resonanzkreises dar. Eine Wheatstonsbrücke von 4 gleichen nichtlinearen Bariumtitanatkondensatoren ist in den Resonanzkreis eingeschaltet. Die Induktivitäten L(sub)1 und (sub)2 sind gleich, während die Kapazitäten C und die Nebenschluß-Widerstände R so gewählt sind, daß sie eine maximale Übertragungsdämpfung für einen Strom von etwas verschiedener als der angelegten Frequenz geben, welche so gewählt werden kann, daß sie auf dem schrägen Teil der Übertragungs-Dämpfungskurve liegt, wenn die Kondensatoren unmoduliert sind.

Das Anlegen von Spannung an die Enden A, B der Wheatstonebrücke W (gegenüberliegend jenen Ecken, die mit den Induktivitäten L(sub)1 und L(sub)2 und der gemeinsamen Zuleitung verbunden sind) verursacht dann eine Phasen- und Amplitudenänderung der Trägerwelle in der Impedanz Z(sub)2. Die in Figur 6 gezeigte Batterie, deren Spannung in Abständen mittels des Relais REL umgepolt wird, liefert eine Polarisationsspannung an die Kondensatoren C der Wheatstonsbrücke W. Jeder der gleichen Kondensatoren C wird durch denselben hohen Widerstand R geshuntet, um die glatte und schnelle Zerstreuung der elektrischen Ladung daran zu sichern. Die Ecken A B der Wheatstonebrücke W oder der Modulationseingangstransformator T(sub)3 können irgendeiner Impedanz oder einem Stromkreis geshuntet werden, der geeignet ist, eine gewünschte Beziehung zwischen den Frequenzen der Modulations-Eingangsspannung und der an A,B angelegten Spannung herzustellen.

In einem praktischen Aufbau der in Figur 6 gezeigten Schaltung wurde ein Träger von 100000 Hz moduliert bei nacheinanderfolgenden verschiedenen Frequenzen bis zu einer Frequenz von etwa 5000 Hz. Als die Modulationsfrequenz sich der des Trägers näherte, war die resultierende Frequenz, die Summen- und die Differenzfrequenz in dem modulierten Ausgang höher.

Schaltungen der vorher beschriebenen Type sind auch fähig, die Kapazität von nichtlinearen Bariumtitankondensatoren dergleichen bei beträchtlich höheren Frequenzen zu modulieren als jene, die in den Beispielaufbauten gezeigt wurden. Das anlegen von Gleichstrom-Vorspannung an die keramischen Kondensatoren von hohen Dielektrizitätskonstanten <Nicht lesbar> > 1000 ist wünschenswert für gutes Arbeiten bei niedrigen und hohen Frequenzen, und die Umkehrung der Vorspannungspolarität verursacht eine beträchtliche Verbesserung in der Natur der Modulations-Produkte.

Figur 7 stellt eine Schaltung für die Frequenzmodulation eines Oszillators durch Kapazitätsänderungen eines nichtlinearen Bariumtitanatkondensators dar, der in dessen Frequenzsteuerkreis enthalten ist. Der Oszillator H ist in der bekannten induktiven Dreipunktschaltung Hartley-Schaltung) so geschaltet, daß er durch eine Wheatstonebrücke W von 4 gleichen Kondensatoren C von Bariumtitanat oder dergleichen in den Zweigen derselben gesteuert wird. Die Modulations-Eingangsspannung Em ist an die Wheatstonebrücke an einem Eckenpaar AB derselben angelegt, und der Oszillator H ist mit dem gegenüberliegenden Paar der Ecken F,G der Brücke verbunden. Die Anordnung der Vorspannungsbatterie ist ähnlich der in Figur 6 gezeigten. Dem Oszillator folgt ein Verstärker (Amp) und ein zweistufiger Begrenzer, um jegliche Amplitudenmodulation am Ausgang des Verstärkers fernzuhalten. Dem Begrenzer folgt ein Belastungskreis, welcher einen Kathodenstrahloscillographen enthält.

Bezugnehmend auf die graphische Darstellung in Figur 8 werden 3 Kurven vorgeführt, die die Beziehung zwischen dem frequenzmodulierten Ausgang und der Modulationsspannung von 1000 Hz für die Schaltung von 7 zeigt, für die Fälle, wo (1) keine Vorspannung, (2) 50 V Vorspannung, (3) 100 V Vorspannung an die Bariumtitanatkondensatoren angelegt sind, die beiden letzteren sind dabei einmal pro Sekunde in der Polarität umgekehrt.

Mit keiner Vorspannung an den Kondensatoren C ist der Ausgang 2 <Nicht lesbar> mit einer schwachen Komponente von <Nicht lesbar> . Mit der 50- und 100 V-Vorspannung ist die Ausgangsspannung angenähert sinusförmig bis zu der Stelle, wo die Modulationsspannung die Vorspannung überschreitet und die Kurve sich beugt.

Verschiedene Anordnungen der in Figur 7 gezeigten Kondensatorbrücke W können ohne wesentliche Änderung des Modulationskreises in seinem Arbeiten gebraucht werden. Zum Beispiel können 2 der Brückenzweige ersetzt werden durch gleiche Widerstände oder Induktivtäten; in diesem Fall kann jeder der Kondensatoren C in seiner Größe geändert werden, um eine Änderung der Oscillatorfrequenz zu vermeiden.

Obgleich die keramischen Titanatkondensatoren hauptsächlich als Elemente von IC-Kreisen dargestellt werden, ist es verständlich, daß sie auch in RC-Schaltungen benutzt werden können, um Phasen- und Amplitudenmodulation eines Trägers während des Laufs durch die Schaltung zu erzeugen, entsprechend der Modulationsspannung, die an den Bariumtitanatkondensator oder dergleichen angelegt ist.

Claims (16)

1. Nichtlinearer elektrischer Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum aus einem keramischen Material besteht, dessen Dielektrizitätskomponente sich in Abhängigkeit von der angelegten Spannung ändert.

2. Kondensator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum ein Tintanat eines Metalles der 2. Gruppe des periodischen Systems enthält.

3. Kondensator gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum Bariumtitanat oder eine Mischung von Bariumtitanat und Strontiumtitanat enthält.

4. Kondensator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum ein Erdalkali-Titanat enthält.

5. Schaltanordnung für einen Kondensator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Vorspannung eines konstanten oder intermittierend umgepolten Gleichstrompotentiales versehen ist.

6. Schaltanordnung für einen Resonanzkreis mit einer Induktivität und einem nichtlinearen Kondensator gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß er durch eine Wechselstrompotentialquelle gespeist wird.

7. Veränderliche Impedanzanordnung mit einem nichtlinearen Kondensator gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator durch ein mit einer

Gleichstrompotentialquelle verbundenes Potentiometer gesteuert wird.

8. Modulatorschaltung, verbunden mit einer Quelle von Trägerquellen und einer Quelle von Modulationswellen, mit einem oder mehreren nichtlinearen Kondensatoren gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren zur Modulation der Trägerwellen entsprechend der an sie angelegten Modulationswellen dienen.

9. Modulatorschaltung gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel für Frequenzhalbierung der Wellen, die von der Quelle der Modulationswellen her zugeführt sind.

10. Modulatorkreis gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren durch ein intermittierend umgepoltes Gleichstrompotential mit Vorspannung versehen sind mithilfe eines Relais, das zwischen dem positiven und negativen Polen einer Batterie geschaltet ist.

11. Modulatorschaltung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren durch ein intermittierend umgepoltes Gleichstrompotential mit Vorspannung versehen sind mithilfe eines Relais, das zwischen die Klemmen eines Gleichrichters geschaltet ist, der positive und negative gleichgerichtete Komponenten von den Modulationswellen liefert.

12. Modulatorschaltung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei abgestimmte Resonanzkreise mit der Trägerwellenquelle und einem Ausgangskreis wechselseitig verbunden sind und jeder einen nicht- linearen Kondensator gemäß einem der Ansprüche 1 - 5 enthält, wobei die Resonanzkreise durch eine Induktivität in Serie mit einem Kondensator gekoppelt sind, an den die Modulationsspannung angelegt ist.

13. Modulatorschaltung gemäß einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie als ein abgeglichener Brückenkreis angeordnet ist, in dem die nichtlinearen Kondensatoren an gegenüberliegenden Seiten der Brücke zwischen den Klemmen des Trägers und der Modulationswelle verteilt sind.

14. Modulatorschaltung entsprechend einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlinearen Kondensatoren in den Zweigen einer Wheatstonebrücke derart angeordnet sind, daß deren gegenüberliegende Elementpaare jeweils mit der Modulationswellenquelle und einer Impedanz verbunden sind, an die die Trägerwellen angelegt sind.

15. Modulatorschaltung mit einem oder mehreren nichtlinearen Kondensatoren gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren in einem mit einem Oszillator und einer Modulationswellenquelle verbundenen Resonanzkreis so angeordnet sind, daß er die Frequenz des Oszillators moduliert.

16. Modulatorschaltung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator in der an sich be- bekannten induktiven Dreipunktschaltung (Hartley-Schaltung) so geschaltet ist, daß er durch eine Wheatstonebrücke gesteuert wird, die in ihren Zweigen die nichtlinearen Kondensatoren enthält, und bei der die Modulationswellenquelle mit einem gegenüberliegenden Klemmenpaar der Brücke und der Oszillator mit deren anderem Klemmenpaar verbunden ist.