DEP0049493DA - Gleichrichterschaltung für die Demodulation frequenzmodulierter Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Demodulation frequenzmodulierter Hochfrequenzschwingungen, z.B. in drahtlosen Empfangsgeräten für die Aufnahme frequenzmodulierter Sender. Es sind bereits Demodulatoren in Form von Gegentakt-Gleichrichterschaltungen bekannt, bei denen gegensinnig zur Trägerfrequenz verstimmte Schwingungskreise, an denen frequenzabhängige Teilspannungen entstehen, für die Umformung der Frequenzmodulation in Amplitudenmodulation benutzt werden. In Verbindung damit ist aber in der Vorstufe eine Amplitudenbegrenzerröhre erforderlich, damit der Einfluss von Amplitudenschwankungen bzw. der Amplitudenmodulation ausgeschaltet wird, die ausser der Frequenzmodulation bei der Hochfrequenz als Störspannung vorhanden ist; hierdurch wird die Empfindlichkeit herabgesetzt, sodass eine erhöhte Vorverstärkung erforderlich ist. Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil bei einer Gleichrichterschaltung mit mindestens zwei gegensinnig zur Trägerfrequenz verstimmten Schwingungskreisen, an denen frequenzabhängige Teilspannungen entstehen. Erfindungsgemäss werden bei dieser Schaltung für die Bildung einer nur vom Verhältnis der Teilspannungen abhängigen Niederfrequenzspannung hinter den Gleichrichtern Mittel zur Konstanthaltung der Summe der gleichgerichteten Teilspannungen vorgesehen und die Niederfrequenzspannung als halbe Diffe- renz der Teilspannungen z.B. im Diagonalzweig der Gleichrichterschaltung abgenommen. Dies ergibt den Vorteil, daß die Niederfrequenzspannung nahezu unabhängig von der Amplitude der zugeführten frequenzmodulierten Hochfrequenzspannung bzw. von deren schädlichen Amplitudenmodulation wird;die vorgeschaltete Amplitudenbegrenzerröhre ist damit überflüssig, die Schaltung ist also empfindlicher und wirkungsvoller. Die Mittel zur Spannungskonstanthaltung bestehen erfindungsgemäss vorteilhaft aus einem Kondensator, der durch geeignete Bemessung seiner Kapazität, vorzugsweise in Verbindung mit einem Parallelwiderstand geeigneter Grösse, eine gegenüber der Schwingungsdauer der tiefsten übertragenen Niederfrequenz grosse Entladezeitkonstante besitzt. Anstelle des Kondensators kann auch eine feste Spannungsquelle, z.B. eine Batterie oder dergl., zur Stabilisierung vorgesehen werden. Bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung sind die Gleichrichter gleichsinnig geschaltet, sodass an ihren Abschlußwiderständen die Summe der Teilspannungen entsteht, vorzugsweise erfolgt dies derart, dass ungleiche Pole der Gleichrichter über die Eingangskreise bzw. Abschlußwiderstände miteinander in Verbindung stehen. Die Mittel zur Spannungskonstanthaltung sind zweckmässig mit der einen Seite unmittelbar an einem Pol des einen Gleichrichters und mit der anderen Seite am entgegengesetzten Pol des andern Gleichrichters angeschlossen. Die Niederfrequenzspannung wird vorzugsweise einerseits an der Mitte zwischen den Abschlußwiderständen und andererseits an der Mitte zwischen den Schwingungskreisen im Eingang der Schaltung abgenommen.

Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind anhand der Abbildung beispielsweise erläutert.

In der Abbildung ist eine Gegentakt-Gleichrichterschaltung nach der Erfindung dargestellt; sie ist mit dem Vorkreis 1 gekoppelt, der mit dem Hochfrequenz- oder Zwischen- frequenzverstärker eines Empfangsgerätes in Verbindung steht. In jedem Gleichrichterkreis liegt ein Schwingungskreis 2 bzw. 3, von denen der eine nach oben und der andere nach unten gegenüber der Trägerfrequenz verstimmt ist. Die daran entstehenden Teilspannungen sind frequenzabhängig und verändern sich im Gegentakt entsprechend der Frequenzmodulation. Für die Gleichrichtung der Teilspannungen sind die Gleichrichter 4 bzw. 5 vorgesehen, die durch die Abschlußwiderstände 6 bzw. 7 abgeschlossen sind. Die Polung der Gleichrichter 4 bzw. 5 ist dabei derart, daß an den Aussenpunkten 8 und 9 der in Reihe liegenden Abschlußwiderständen 6 und 7 die Summe der gleichgerichteten Teilspannungen entsteht; die Gleichrichter sind also gleichsinnig geschaltet, d.h. ungleiche Pole stehen über die Eingangskreise 2 und 3 bzw. über die Abschlußwiderstände 6 und 7 miteinander in Verbindung. Hinter den Gleichrichtern 4 und 5 an die Aussenpunkte 8 und 9 ist erfindungsgemäss als Mittel zur Spannungskonstanthaltung ein Kondensator 10 angeschlossen. Er liegt mit der einen Seite unmittelbar an einem Pol des Gleichrichters 4 und mit der andern Seite am entgegengesetzten Pol des Gleichrichters 5. Seine Kapazität ist so bemessen, dass er zusammen mit den parallel liegenden Abschlußwiderständen 6 und 7 eine Entladezeitkonstante besitzt, die groß gegenüber der Schwingungsdauer der tiefsten übertragenen Niederfrequenz ist; die Kapazität beträgt beispielsweise einige Mikrofarad und die Zeitkonstante z.B. 0,1...0,2 sec. Hierdurch wird erreicht, dass die hinter den Gleichrichtern 4 und 5 am Kondensator 10 wirksame Spannung, die gleich der Summe der gleichgerichteten Teilspannungen ist, infolge des Stromverlaufs in den Gleichrichtern zwangsläufig auf diesem Festwert gehalten wird. Es stellt sich dort also ein fester Spannungswert ein, der unabhängig von niederfrequenten Schwankungen der Eingangsspannung ist und als Vorspannung für die Gleichrichter wirkt. Anstelle des Kondensators 10 kann auch eine feste Spannungs- quelle, z.B. eine Batterie, entsprechender Spannung für die Stabilisierung benutzt werden, gegebenenfalls auch ein Glimmspannungsstabilisator. Im Diagonalzweig der Gegentaktschaltung, d.h. im gemeinsamen Zweig der Gleichrichterkreise, entsteht an den Ausgangspunkten 11 und 12 die halbe Differenz der gleichgerichteten Teilspannungen; sie ist aufgrund der Maßnahmen der Erfindung nur von der Frequenzmodulation abhängig, nicht jedoch von der Amplitudenmodulation. Sie wird als Niederfrequenzspannung dort einerseits, z.B. an der Mitte zwischen den Abschlußwiderständen 6 und 7 und andererseits z.B. an der Mitte zwischen den Schwingungskreisen 2 ind 3 abgenommen und dem Niederfrequenzverstärker des Empfangsgerätes zugeführt. Die Kondensatoren 13 und 14 dienen zum Kurzschluß der Hochfrequenz. Die Niederfrequenz kann auch einerseits an einem Aussenpunkt eines der Schwingungskreise 2 oder 3 und andererseits einem Anschlußpunkt der Abschlußwiderstände 6 oder 7 abgenommen werden, z.B. zwischen den Punkten 15 und 8 oder zwischen 16 und 9.

Die Schaltung kann im Rahmen der Erfindung in gewissem Maße abgewandelt werden, z.B. können anstelle der beiden Gleichrichter auch mehrere, z.B. vier, verwendet werden, analog wie beim Ringmodulator. Als Gleichrichter sind Trockengleichrichter oder Gleichrichterröhren verwendbar. Die Erfindung ist im übrigen nicht auf die Demodulation bei der Frequenzmodulation beschränkt, sie kommt vielmehr auch für äquivalente Verwendungszwecke in Betracht, bei denen eine Frequenzabweichung in eine Gleichspannung umgesetzt werden soll, z.B. für die Erzeugung einer Regelspannung bei der selbstätigen Scharfabstimmung von Schwingungskreisen in Empfangsgeräten.

Claims (5)

1. Gleichrichterschaltung für die Demodulation frequenzmodulierter Hochfrequenzschwingungen mit mindestens zwei gegensinnig zur Trägerfrequenz verstimmten Schwingungskreisen, an denen frequenzabhängige Teilspannungen entstehen, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bildung einer nur vom Verhältnis der Teilspannungen abhängigen Niederfrequenzspannung hinter den Gleichrichtern (4, 5) Mittel zur Konstanthaltung der Summe der gleichgerichteten Teilspannungen vorgesehen sind und die Niederfrequenzspannung als halbe Differenz der Teilspannungen z.B. im Diagonalzweig der Gleichrichterschaltung abgenommen wird.

2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Spannungskonstanthaltung aus einem Kondensator (10) bestehen, der durch geeignete Bemessung seiner Kapazität, vorzugsweise in Verbindung mit einem Parallelwiderstand (6, 7) geeigneter Grösse, eine gegenüber der Schwingungsdauer der tiefsten übertragenen Niederfrequenz grosse Entladezeitkonstante besitzt.

3. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichter (4, 5) gleichsinnig geschaltet sind, sodass an ihren Abschlußwiderständen (6, 7) die Summe der Teilspannungen entsteht, vorzugsweise derart, dass ungleiche Pole der Gleichrichter (4, 5) über die Eingangskreise (2, 3) bzw. Abschlußwiderstände (6, 7) miteinander in Verbindung stehen.

4. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Spannungskonstanthaltung mit der einen Seite unmittelbar an einem Pol des einen Gleichrichters (4) und mit der andern Seite am entgegengesetzten Pol des andern Gleichrichters (5) liegen.

5. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederfrequenzspannung einerseits an der Mitte zwischen den Abschlußwiderständen (6, 7) und andererseits an der Mitte zwischen den Schwingungskreisen (2, 3) im Eingang der Schaltung abgenommen wird.