JPS63149920A - 振幅変調送信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放送技術に関する。本発明はとくに、−少なく
とも１つの出力段励振管を備えた高周波（ＨＦ）出力段
と、 一低周波（ＮＦ）入力信号に基づいて変調された陽極電
圧を出力段真空管に付与する開閉増幅器の形式の主幹変
調器と 一搬送信号を発生する搬送周波数ソースと、搬送信号を
増幅して出力段真空管の制御格子に供給する後置のＨＦ
励振段とを有する高周波回路とを備えた振幅変調送信器
（ＡＭ放送送信機）に関する。

振幅変調高出力放送送信機、例えば送信出力が数１００
ＫＷの短波又は中波送信機では、達成可能な効率が動作
コストに重要な影響を及ぼす。効率にとって、使用され
る変調器の構造と動作特性が決定的な意味をもっている
。

従って、最近になって、従来は一般に利用されてきた２
個の高出力管を備えたブツシュブルーＢ変調器に代って
、パルス幅変調（ＰＤＭ）で動作するか、（例えばＥＰ
−Ｂ　Ｉ第００２５２３４号を参照）又はいわゆるパル
ス段変調器（ＰＳＭ）として構成されている（例えばブ
ラウン裏ベリイ技術１号（１９８５年）、２３５〜２４
０ページ参照）半導体搭載の開閉増幅器を利用する傾向
に変ってきている。

上記のいずれの場合も、変調に必要なＮＦ−入力信号の
出力増幅はもはや直線的な増幅器によって行なわれず、
一定に保たれた出力電圧をもった、時間的に制御された
開閉段の開閉によって行なわれる。そこで増幅されたア
ナログ信号は開閉増幅器の出力部にある低域フィルタに
よって復元される。

ＰＤＭ変調器の場合、使用される回路素子（例えばサイ
リスク）の最終的な開閉時間の故に、長さ変調パルスの
最小パルス長を下廻ることができない。その結果、変調
の谷間に於ては、すなわちＮＦ入力信号が最小である場
合、１００％の変調（ｍ＝１）に於て、必要であるＨＦ
−出力の零の値は達成できない。何故ならば、開閉増幅
器は下廻わることができない最小変調出力をＨＦ−出力
段に供給するからである。従ってこの変調方法では１０
０％の完全変調を達成することができない。

同様のことがＰＳＭ変調器の場合も該当する。

何故ならば、この場合、（例えば３２の）開閉段による
所望の出力電圧変化の階段状の粗い近似と並んで、重ね
合わせたパルス幅変調を介して微細な近似も行なわれる
からである。

本発明の目的は、開閉増幅器として形成された変調器に
よって達成可能な長所を備え、同時に１００％の完全変
調が可能な振幅変調放送送信機を製造することである。

この目・的は冒頭に述べた種類のＡＭ放送送信機に於て
、変調の谷間に於ても１００％の変調を実現するため、
変調の谷間におけるＮＦ−入力信号に基づく搬送信号の
制御を介して、ＨＦ出力段から出されるＨＦ−出力電圧
の零の値を無段階式に達成可能である手段を備えること
によって達成される。

従って本発明の核心は、はぼ１００％の変調に於ける変
調の谷間の出力段真空管用の陽極電圧の公知の変調に加
えて、搬送信号をも変調することによって、出力段真空
管の制御格子を介してＨＦ−出力電圧の零の値を無段階
式に調整することにある。

この搬送信号の補足的な変調は好適に、高周波回路内の
搬送周波数ソースのすぐ後に配設された補助変調器によ
って行なわれる。

その際、補助変調器の制御に必要であるＮＦ−入力信号
はとくに、主幹変調器の入力に於て直接ピックアップさ
れて遅延回路を介して補助変調器に送られ、前記遅延回
路は主幹変調器内の信号移動時間を補償する。

更にとくに好適であることは、遅延回路と補助変調器の
間には、特にＨＦ−出力段と補助変調器との非直線性を
補整し、且つ補助変調器内での搬送信号の補助的な変調
用に、前記変調が開始される開始点を設定する修正回路
が配設されていることである。

上述の及びその他の実施例は従属クレームに記載のとう
りである。

次に本発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明
するる。

以下の説明は、ＰＳＭ変調器を備えた放送送信機を例に
しているが、−膜性を限定するものではない。

冒頭に記した印刷物「ブラウン・ボベリイ技術」から公
知であるようなＰＳＭ変調器の基本回路図は第１図に示
しである。変調器の中心部は複数個の同類の開閉段７か
ら成る開閉増幅器である。

それぞれの開閉段７はほぼ一定の出力電圧Ｕ。

を有しており、これが連続的な信号パターンの近ｆ！２
に於ける段階の高さを規定する。（第２図）この出力電
圧Ｕ、を発生するため、各開閉段７は、−次側が例えば
中電圧回路（３〜２４ＫＶ）にて励振される主変圧器１
の固有の二次巻線と接続されている。

それぞれの二次巻線の交流電圧は各開閉段γ内で整流器
８によって整流され、平滑コイル９とコンデンサ・バン
ク２の組合わせによって平滑化される。開閉段７はその
出力部にある適宜のスイッチ３を介して、連続的に直列
接続され、又は直列接続から遮断されることが可能であ
る。

ＮＦ−人力１０に供給されるＮＦ−入力信号に基づくス
イッチ３の制御は、電位的に分離されたフォトコンダク
タ５を介して開閉膜制御機構４によって行なわれる。

直列接続された開閉段７の総和出力電圧Ｕ、は低域フィ
ルタ６に誘導され、この低域フィルタによって連続的な
アナログ信号が増幅された形態で復元される。低域フィ
ルタ６の前の段階状電圧と、低域フィルタ６の後の平滑
化された出力電圧ＵＡは共に第２図に曲線経路の例で示
されている。この例では出力電圧Ｕ、は１４ＫＶの平均
値から変動している。

第５図に示されている構成図から斜線を付した機能ブロ
ックを省いたものである公知の種類の放送送信機に於て
は、第１図に示す開閉増幅器は後置の低域フィルタ６を
有する主幹変調器１２として配設されている。出力電圧
ＵＡは、後置のＨＦ−出力段１４内に配設されている出
力段真空管１３、主として高出力四極管用の陽極電圧の
役割を果たす。

その振幅をＮＦ−入力信号に基づいて変調すべき搬送周
波数は、搬送周波数ソース１１、すなわち発振器又は周
波数合成器から発生する。搬送周波数ソース１１からの
搬送信号は（点線で示した経路を飛越えて）、励振器２
０及びＨＦ−励振段１９内で増幅され、その後、ＨＦ−
出力段１４内の出力段真空管１３の制御格子へと送られ
る。

励振器２０は、概して広帯域トランジスタ増幅器であり
、ＨＦ−励振段は励振管を備えていることが多い。これ
らの素子は搬送周波数ソース１１及びＨＦ−出力段１４
と共に高周波回路を形成している。この回路に類似する
構成は例えば「ブラウン・ボベリー通信Ｊ　５／６　（
１９８３年）２３５〜２４０ページで参照することがで
きる。

既述したとおり、開閉増幅器内の開閉段が比較的小数（
例えば３２）であることにより、平滑な曲線パターンを
達成するためには連続信号の微近似に補助的なパルス長
変調を加えることを余儀なくされる。従って、直列回路
内の開閉段の少なくとも１つは、周期Ｔと可変パルス長
（両矢印で示す）を存する第３図に示したパルスを発す
る。このパルス長変調動作では、使用される回路素子の
最終的な開閉時間の故に、斜線を付して示した最小パル
ス長を下廻ることができない。

このことは、第２図に示した理想的な場合とは異なり、
変調の谷間における１００％の変調に於て、ＵＡ＝Ｏの
値は恒常的には達成不能であることを意味する。そこで
送信機の出力側、すなわちアンテナ１５の位置には第４
図に示す信号が現われ、この信号の場合、搬送周波数Ｔ
Ｆは、最小では１００％変調用の（点線で示された）曲
線をたどらずに、単に最終的な最小値Ｅ。を呈する包絡
線を有する。しかしこのような曲線パターンは付加的な
ひずみと等価であるので、これまでは、従来の技術水準
に基づく送信機では１００％の完全変調を断念しなけれ
ばならず、変調の谷間ごとに包絡線の最小値Ｅ、に達す
るまでしか変調することができなかった。

開閉増幅器の形式の主幹変調器１２の長所の全てを保持
し、しかも１ｇｌＶｔ的に１００％の完全変調を達成可
能にするため、本発明に基づき、包路線が最小値Ｅ１に
達する変調の谷間の臨界位置で、補足的に高周波回路内
の搬送信号が変調、すなわち低減される。このようにし
て出力段真空管１３の制御格子を介して、陽極電圧ＵＡ
がその最小値に留まうている場合でもＨＦ−出力信号は
変調の谷間で再度低減されることが可能である。このよ
うに、陽極電圧と搬送信号を介した組合わせ変調によっ
て、何らかの欠点のない１００％の変調が可能となる。

搬送信号の補足的な変調のために、第５図に示す本発明
の好適な実施例では、高周波回路の搬送周波数ソース１
１のすぐ後に補助変調器１８が挿入されている。（点線
の導線はこの場合、意味を持たない。） 補助変調器１８の制御に必要なＮＦ−信号は主幹変調器
１２の入力にて直接ピックアップされる。

従って場合によってはＮＦ−人力１０に存在する入力フ
ィルタの後である。主幹変調器１２の信号通過時間は比
較的長く、しかし双方の変調は相互に時間的に同期的に
行なわなければならないので、補助変調器１８の前に先
ず遅延回路１６が挿入されなければならない。この遅延
回路は、とくに変調周波数が比較的高い場合、主幹変調
器１２に帰因する信号通過時間を補整するものである。

遅延回路１６内での遅延と並んで、ＮＦ−信号は以下の
理由から修正回路１７で予備修正されなければならない
。

−ＨＦ−出力段１４の非直線性、 一補助変調器１８の非直線性、 一補助変調の開始点が高変調領域になってからであるこ
と、 一出力段真空管１３のＩｇ＋に対する作用が最小限であ
ること、 −ＨＦ−スペクトルで付加的なスプリアス放射がないこ
と。

補助変調器１８と修正回路１７の実証済みの実施形態の
詳細な回路図を第６図に示す。

固存の補助変調器１８は二重電界効果トランジスタＴ３
、Ｔ４を備えた２段の制御可能な減衰器から成り、その
後に、後置の励振管２０による減衰器への不確定な負荷
を避けるため、トランジスタＴ５を有するインピーダン
ス変成器が続いている。

修正回路１７は演算増幅器■１乃至■４を備えた非直線
増幅器として構成されている。上述した理由により、搬
送信号の補助変調には、比較的狭い、負のピークしかも
たらされないが、何らかの不安定な過渡状態はともなわ
ない。

正弦波変調信号の条件下で（例えば第４図参照）、正弦
波の上部はダイオードＤ５乃至Ｄ８の非直線抵抗によっ
て強く圧縮される。

負のピークの形状は更に狭い正弦波ピークを加えること
によって変化させることができる。この正弦波ピークは
ダイオードＤ１、Ｄ２及び演算増幅器■２によって得ら
れ、且つその振幅は、１００％変調におけるひずみ率を
改善するために電位差計Ｐ３によって調整可能である。

トランジスタＴ１とＴ２及びＬＥＤ　（発光ダイオード
）が表示回路を形成する。ＬＥＤは、変調ピークごとに
、十分な接続持続時間を有するトランジスタＴＩとＴ２
により形成されたモノフロップにより制御されて、１０
０％変調の達成時に点灯する。この表示回路は主として
調整の補助の役割を果す。

電位差計Ｐ１によってＮＦ−入力信号が調整され、電位
差計Ｐ２によって所望の開始点が調整される。次に、ト
ランジスタＴ３、Ｔ４の変調特性曲線との適合、ひいて
は包絡線の所望の形状が電位差計Ｐ４及びＲ５によって
達成される。

補助変調器１８は３０ＭＨｚまでの周波数範囲を備えて
いる。

遅延回路１６の実証済みの実施例の詳細な回路図は第７
図に示しである。必要な走行時間及びＮ　Ｆ　−６５域
を得るための旧来の遅延線は高価なので、第７図の遅延
回路は、調整可能な全通過フィルタと組合わせた３段能
動低域フィルタとして構成されている。

３段の低域フィルタは演算増幅器■５乃至■７によって
実現される。電位差計Ｐ６は周波数が比較的高い場合に
、必要により振幅特性を修正でき、電位差計Ｐ７によっ
て、約４ＫＨｚにおける主幹変調器と補助変調器との間
の一致が調整される。

第７図の遅延回路によって５０Ｈｚ乃至５ＫＨｚの周波
数範囲で所望の遅延が達成される。

第６図及び第７図の回路の演算増幅器■１・・・・・・
■８、トランジスタＴＩ・・・・・・Ｔ６、ダイオード
Ｄ１・・・・・・Ｒ８、抵抗Ｒ１・・・・・・Ｒ４２、
コンデンサＣＩ・・・・・・Ｃ２３及び電位差計Ｐ１・
・・・・・Ｒ７用には、適宜の寸法の市販の素子を使用
可能である。

要約すると、本発明によって、開閉増幅器による変調の
利点を備え、同時に継続的に１００％までの完全変調が
可能なＡＭ放送送信機が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のＰＳＭ変調器の基本構成図、第２図は信
号パターン例の階段状の近似形態を示した第１図に基づ
く変調器の出力電圧曲線図、第３図は開閉増幅器内のパ
ルス長変調の図面、第４図は変調の谷間を有するＨＦ−
出力電圧の変調例、 第５図は本発明に基づく放送送信機の好適な実施例の構
成図、 第６図は第５図に基づく補助変調器と修正回路の実証済
みの実施形態の詳細な回路図、第７図は第５図に基づく
遅延回路の実証済みの実施形態の詳細な回路図である。 図中符号 １、主変圧器　　　　　１８、補助変調器２、コンデン
サバンク　１９．ＨＦ−励振段３、スイッチ　　　　　
２０．励振管 ４、開閉膜制御機構　　Ｃ１・・・・・・Ｃ２３コンデ
ンサ５、フォトコンダクタ　Ｐｌ・・・・・・Ｐｌ　　
電位差計６、低域フィルタ　　　Ｒ１・・・・・・Ｒ４
３抵抗７、開閉段　　　　　　Ｄｌ・・・・・・Ｒ８ダ
イオード８、整流器　　　　　　Ｔ１・・・・・・Ｔ６
トランジスタ９、平滑コイル　　　　ｖｌ・・・・・・
ｖ８　　演算増幅器１０、ＮＦ−人力　　　　ＬＥＤ発
光ダイオード１１、搬送周波数ソースＵＡ出力電圧（開
閉増幅器）１２、主幹変調器　　　Ｕ、出力電圧（開閉
段）１３、出力段真空管　　Ｅ　包路線 １４、ＨＦ−出力段　　Ｅ、最小値（包絡線）１５、ア
ンテナ　　　　Ｔ　持続時間 １６、遅延回路　　　　ＴＦ搬送周波数１７、修正回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの出力段励振管２０を備えた高周波
   （ＨＦ）出力段１４と、 低周波（ＮＦ）入力信号に基づいて変調された陽極電圧
   を出力段真空管１３に付与する開閉増幅器の形式の主幹
   変調器１２と、 搬送信号を発生する搬送周波数ソース１１と、搬送信号
   を増幅して出力段真空管１３の制御格子に供給する後置
   ＨＦ励振段１９とを有する高周波回路とを備えた振幅変
   調送信機に於て、変調の谷間においても１００％の変調
   を実現するため、変調の谷間におけるＮＦ入力信号に基
   づく搬送信号の制御を介して、ＨＦ出力段１４から出さ
   れるＨＦ出力電圧の零の値を無段階式に達成可能である
   手段を備えたことを特徴とする振幅変調送信機。 ２、前記手段は基本的に高周波回路内に挿入された補助
   変調器１８を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の振幅変調送信機。 ３、前記補助変調器１８は搬送周波数ソース１１の直後
   に配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の振幅変調送信機。 ４、補助変調器１８を制御するためのＮＦ入力信号は遅
   延回路１６を介して補助変調器１８に送られ、前記遅延
   回路１６は主幹変調器１２内の信号移動時間を補償する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の振幅変調
   送信機。 ５、補助変調器１８用のＮＦ入力信号は主幹変調器１２
   の入力にて直接ピックアップ（ａｂｇｅｇｒｉｆｆｅｎ
   ）されることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   振幅変調送信機。 ６、遅延回路１６と補助変調器１８の間には、特にＨＦ
   出力段１４と補助変調器１８の非直線性を補整し且つ補
   助変調器１８内での搬送信号の補助的な変調用に、前記
   変調が開始される開始点を設定する修正回路１７が配設
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の振
   幅変調送信機。 ７、補助変調器１８は二重電界効果トランジスタＴ３、
   Ｔ４と、後置のインピーダンス変成器とを備えた２段式
   の制御可能な減衰器として構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の振幅変調送信機。 ８、遅延回路１８は３段能動低域フィルタと調整可能な
   全通過フィルタの組合わせとして構成されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の振幅変調送信機。 ９、修正回路１７は、ＮＦ−入力信号から基本的に狭い
   負のピークを抽出し、形成し且つ補助変調器１８へと転
   送する非直線増幅器として構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載の振幅変調送信機。