DE729111C - Einrichtung zur Umwandlung einer frequenzmodulierten Schwingung in eine amplitudenmodulierte Schwingung - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Umwandlung einer frequenzmodulierten Schwingung in eine amplitudenmodulierte Schwingung Bekanntlich wandelt man eine frequenzmodulierte Schwingung in eine amplitudenmodulierte Schwingung um, indem man den frequenzmodulierten Hochfrequenzstrom einem frequ:enzabhängigen Widerstand, z. B. einer Spule oder einem verstimmten Resonanzkreis oder einem anderen Filter, dessen ansteigende oder abfallende Frequenzkurve ausgenutzt wird, zuführt. .Die von diesem frequenzubhängigen Widerstand entnommene Hochfrequenzspannung ist dann amplitudenmoduli.ert. Den frequenzabhän.gigen Widerstand schaltet man im allgemeinen als Anodenwiderstand einer Verstärkerröhre.
• Hierbei ergeben sich zwei wesentliche Nachteile. Gleichzeitig mit der Ffequenzabhängigkeit der Amplitude tritt eine Frequenzabhängigkeit der Phase der Hochfrequenzschwingung und damit Unterschiede der Phasen- und Gruppenlaufzeiten der übertragenen Hochfrequenz und Seitenbänder auf. Dies wirkt sich besonders bei einer Frequenzmodulation mit kleinem Modulationsindex (Verhältnis des Frequenzhubes zur Modulationsfrequenz) aus. Unterschiede der Laufzeiten sind z. B. bei der Übertragung von Impulsen störend, da die Form der Impulse dann verändert wird.
• Der zweite Nachteil ist folgender: Bei großem absolutem Frequenzhub ist es nicht mehr- möglich, mit aus Blindwiderständen zusammengesetzten Umwandlern einen genügend hohen Arbeitswiderstand zu erzielen, so daß man nur kleine Spannungen für den folgenden Gleichrichter, der aus der amplitudenmodulierten Schwingung die Niederfrequenz herausholt, zur Verfügung hat. Bei den üblichen Diodengleichrichtern sind jedoch zur verzerrungsfreien Gleichrichtung große Spannungen erforderlich. Die Erfindung vernneidet diese Nachteile und besteht darin, daß als frequenzabhängiger Widerstand ein Widerstand verwendet ist, bei welchem die Hautwirkung hauptsächlich maßgebend für die Frequenzabhängig-keit des Widerstandes ist. Dann ist nämlich der Widerstand praktisch ein Wirkwiderstand und verursacht daher keine Phasendrehung und keine Laufzeiten.
• Ein günstiges :Mittel zur Erzielung einer genügenden Hautwirkung besteht darin, den Widerstand aus einem Leiter hoher nnagnetischer Permeabilität, z. B. einer-Nickel-Eisen-Legierung, herzustellen. Der Widerstand kann gerade ausgestreckt oder zu einer Spule aufgewickelt sein, da der induktive Widerstand gegenüber dem Wirkwiderstand kaum eine Rolle spielt.
• Der Wirkwiderstand R", ist für verschiedene Größen von a (siehe die letzte Formel, unten) durch folgende drei Formeln bestimmt, in denen Rg der Gleichstromwiderstand ist:

  Es bedeuten : y- - Drahtradius in cm.

  y = magnetische Permeab.ilität.

  a = Leitvermög en j e m und nnm'.

  f = Frequenz in Hz.

  `'Wird der frequenzabbängige Widerstand z. B. :durch Anwendung eines Leiters hoher Permeabilität so bemessen, daß die Hautwirkung überwiegend maßgebend für die Frequenzabhängigkeit des Widerstandes ist, so geben die obigen drei Formeln für R", den Zusammenhang zwischen dem Wirkwiderstand und der Frequenz f für drei Frequenzbereiche wieder. Im ersten Frequenzbereich nimmt der Wirkwiderstand R", quadratisch ,mit der Frequenz f und im dritten Frequenzbereich mit der Wurzel aus der Frequenz f zu. In einem Teil des zweiten Bereiches muß daher ein lineares Gebiet auftreten, wie Abb. i veranschaulicht. Die Kurve kann oben rechts infolge der Eigenkapazität des Widerstandes umbiegen, wie gestrichelt angedeutet ist. Man wird zweckmäßig das lineare Gebiet ausnutzen. Ist der Innenwiderstand der Wechselstromquelle groß, so zeigt diese Kennlinie zugleich die Abhängigkeit der an dem frequenzabhängigen Widerstand abgenommenen Ausgangsspannung von der Frequenz. Durch eine geeignete Wahl des Innenwiderstandes der Wechselstromquelle läßt sich der lineare Bereich der Abhängigkeit der Ausgangsspannungsänderung von der Frequenzänderung beträchtlich erweitern.
• In Abb. -: ist der maßgebende Innenwiderstand der Wechselstromquelle gleich der Parallelschaltung des Innenwiderstandes der Amplitu:denbegren.zerröhre A und ihres Anodenwiderstandes RR. Von dem frequenzabhängigen Widerstand R", wird die annplitudennnodulierte - Schwingung abgenommen und im Gleichrichter D gleichgerichtet. Inn Ausgang erscheint die Niederfrequenz 11'F.
• Abb.3 zeigt für verschiedene Größen des erwähnten Innenwiderstandes der Wechselstromquelle die Abhängigkeit der Ausgangsspannung U., (bei gegebener Ein.gangspannung U1) von der Frequenz. Man sieht, daß sich für einen Innenwiderstand R; = 3000 Olnn ein großer linearer Bereich ergibt.
• Eine Änderung des Innenwiderstandes der Wechselstromquelle läßt sich auch z. B. durch Vorschalten eines Widerstandes R,. in Abb.2 erzielen.
• Wenn man den Umwandler in an sich bekannterWeise gleichzeitig zur Abnahme einer Regelspannung für eine selbsttätige Frequenzregelung (selbsttätige Scharfabstimmung) verwenden will, so muß man zwei Umwandler mit gegenläufigen Frequenzkurven .anwenden, damit nur Frequenz_änderungen, jedoch nicht Amplitudenänderungen eine Regelspannung erzeugen. Im vorliegenden Fall ist es nicht möglich, dem Widerstand selbst eine umgekehrte Abhängigkeit von der Frequenz zu geben, sondern man muß besondere Schaltungen verwenden, welche die beabsichtigte Wirkung hervorrufen. Solche Schaltungen sind in den Abb. q. und 5 dargestellt. In beiden Schaltungen sind zwei frequenzabhängige Widerstände R,11 und R".= mit frequenzunabhängigen Widerständen R1 und R= zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet. In unserem Zweig in Abb. q. wird die erhaltene amplitudenmodulierte Schwingung nicht von dem frequenzabhängigen, sondern von denn frequenzunabhängigen Widerstand abgenommen und gleichgerichtet. Die Schaltung nach Abb.5 ist für den Anschluß an eine Gegentaktstufe an .der linken Seite geeignet.
• Damit die Ausgangsspannung auch unabhängig von der Temperatur der einzelnen Widerstände ist, wählt man die Temperaturabhängigkeit der einzelnen Widerstände in den Brückenschaltungen so, daß die den Gleichrichtern zugeführte Ausgangsspannung temperaturunabhängig ist. Dies erreicht man in den dargestellten Schaltungen nach Abb. q. und 5 dadurch, daß die Temperaturabhängigkeit der Vorsühaltwiderständ.e Rl und R2 genau so groß ist wie die Temperaturabhängigkeit der frequenzabhängi,gen Widerstände R",1 und R",2.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Einrichtung zur Umwandlung einer frequenzmodulierten Schwingung in eine amplitudenmodulierte Schwingung unter Anwendung eines frequenzabhängigen Widerstandes, dadurch gekennzeichnet; daß ein Widerstand vtrwendet ist, bei welchem die Hautwirkung hauptsächlich maßgebend für die Frequenzabhängigkeit des Widerstandes ist. z. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand aus einem Leiter mit hoher Perineabilität, z. B. aus einer Nickel-Eisen-Legierung, besteht. 3. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Hautwirkung maßgebenden Größen, nämlich die geometrischen Abmessungen, die Leitfähigkeit und die Permeabilität, so bemessen sind, daß in dem gewünschten Frequenzgebiet eine annähernd lineare Abhängigkeit zwischen der Widerstandsänderung und der Frequenzänderung besteht. q.. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenwiderstand der den frequenzabhängigen Widerstand speisenden Wechselstromquelle selbst oder durch Zuschalten y-On Widerständen so bemessen ist, daß die Abhängigkeit der Änderung der an dem frequenzabhängi:gen Widerstand abgenommenen amplitudenmodulierten Hochfrequenzspannung von der Frequen.zänderung auf einem größeren Frequenzbereich linear ist wie die Abhängigkeit der Widerstandsänderung des fr:equenzabhängigen Widerstandes von der Frequenzänderung. 5. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umwandlungseinrichtungen zu einer Brückenschaltung so zusammengeschaltet sind, daß die von den beiden zugehörigen Gleichrichtern gelieferten Gleichspannungen sich bei der Trägerfrequenz aufheben (Abb. q. und 5). 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabhängigkeit der einzelnen Widerstände der Umwandlungseinrichtung so gewählt ist, daß die Ausgangsspannung der zugehörigen Gleichrichter temperaturunabhängig ist.