DE767701C - Anordnung zur Umwandlung amplitudenmodulierter elektrischer Impulse in laengenmodulierte Impulse - Google Patents

Description

• Anordnung zur Umwandlung amplitudenmodulierter elektrischer Impulse in längenmodulierte Impulse Bei der Übertragung von Nachrichten mittels längenmodulierter elektrischer Impulse tritt häufig die Aufgabe auf, amplitudenmodulierte Impulse in längenmodulierte Impulse umzuwandeln. Die Schwierigkeit hierbei besteht vor allem darin, zu vermeiden, daß bei der Umwandlung längere Impulsschwänze, hervorgerufen, z. B. durch exponentielle Ab, klingvorgänge, auftreten, die bewirken würden, daß. die aüfeinanderfolgenden Impulse einander überlappen. Insbesondere würde dies bei der Mehrfachübertragung von Nachrichten durch Ineinanderschachtelung verschieden modulierter Impulsreihen ein gegenseitiges Übersprechen der einzelnen Kanäle mit sich bringen. Außerdem ist es in vielen Fällen erwünscht, daß die mittlere Länge der längenmodulierten Impulse gleich der Länge der amplitudenmodulierten Impulse ist, daß also der ursprüngliche Impuls durch die Modulation sowohl kürzer als auch länger als der ursprüngliche amplitudenmodulierte Impuls gemacht werden kann.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung, die beide Forderungen erfüllt und das Kennzeichen aufweist, daß die amplitudenmodulierten Impulse einer Pentode oder einer elektrisch gleichwertigen Röhre in solcher Polung zugeführt werden, daß der Anodenstrom in den Impulspausen am größten ist und in den Impulszeiten einen der Impulshöhe entsprechenden kleineren Wert annimmt, daß ferner die Anodenspannung an diese Röhre über einen Widerstand angelegt wird, der zusammen mit der zwischen Kathode urid Anode #wirksamen Kapazität eine zur Erzielung der -.-wünschten Impulsbreite geeignete Zeitkonstante besitzt, und daß die von der Anode abgenommenen Impulse einer die Impulsspitzen abschneidenden Begrenzereinrichtung zugeführt «;-erden.
• Die erfindungsgemäße Schaltung arbeitet demnach in der Weise, daß durch den amplitudenmodulierten Impuls eine Röhre mehr oder weniger gesperrt wird, so daß sich die zwischen Kathode und Anode dieser Röhre li,e,-ende Kapazität, die aus der Eigenkapazität der Röhre und gegebenenfalls zugeschalteten Kapazitäten besteht, während der Sperrzeiten der Röhre über einen hohen Widerstand auflädt und nach Beendigung des Impulses wieder über die Pentode entlädt. Hierbei wird die Eigenschaft der Pentode ausgenutzt, zwischen hohen und sehr niedrigen Werten der Anodenspannung einen konstant bleibenden Anodenstrom zu führen, so daß die Entladung der Kapazität bis zu sehr kleinen Spannungswerten herunter annähernd linear verläuft. Der Pentode elektrisch gleichwertig sind Schirmgitterröhren, in denen der Sekundärelektronenfluß durch andere Maßnahmen als das Bremsgitter, z. B. durch eine Raumladung oder durch Entakticierung der Elektroden, verhindert ist, oder Röhren (auch Trioden), die im Sättigungsbereich der Kathode arbeiten.
• Die Abb. i zeigt eine gemäß der Erfindung aufgebaute Schaltung, deren Wirkungsweise an Hand der Abb. i a und i b erläutert wird. In Abb. i a sind übereinander die Spannungsverläufe an den mit A, B, C und D bezeichneten Punkten der Abb. i aufgetragen. Um die Arbeitsweise der Röhren erkennbar zu machen. sind daneben die in Betracht kornmenden Kennlinien dargestellt. Am Punkt <d, d. 1i. am Steuergitter der Pentode i, werden die amplitudenmodulierten Impulse JA mit solcher Polarität zugeführt, daß sie das Gitterpotential negativ machen. Dabei ist jedoch dafür zu sorgen, daß die Impulse nicht über den Anodenstromeinsatzpunkt a. in negativer Richtung hinausgehen, weil sonst Verzerrungen auftret,-n würden. Der Pentode i wird die Anodengleichspannung über einen hochohmigen Widerstand 2 zugeführt. Zwischen Anode und Kathode ist die Kapazität 3 wirksam, die unter Umständen nur aus den Elektroden und den Schaltungskapazitäten bestehen kann. Am Punkt B ergibt sich ein

  Spannungsverlauf, der durch einen annähernd

  linearen Anstieg während der Dauer eines

  Impulses und durch einen annähernd linearen

  Abfall nach dem Impulsende gekennzeichnet

  ist. Der Ruhewert des Anodenpotentials ist

  mit b bezeichnet. Wenn der Anodenstrom

  durch den Impuls herabgesetzt wird, beginnt

  eine weitere Aufladung des Kondensators 3.

  welche mit dem Ende des Impulses aufhört

  und von der Entladung über die Anoden-

  Kathoden-Strecke der Röhre i gefolgt wird.

  Für den Anstieg der Spannungskurve wäh-

  rend der Ladezeit ist die Zeitkonstante des

  aus dem Widerstand 2 und der Kapazität 3

  bestehenden Schaltungsteiles maßgebend. Die

  Zeitkonstante ist so zu bemessen. daß wäh-

  rend der Impulsdauer ein stetiger Anstieg der

  Spannung am Kondensator zustande kommt.

  Wenn die Zeitkonstante dieses Kreises wesent-

  lich größer als die Dauer eines Impulses ist.

  kann mit einem praktisch linearen Verlauf

  der Ladekurve gerechnet werden. Unter L"ni-

  ständen ist allerdings auch eine kleinere

  Zeitkonstante brauchbar, jedoch darf die Zeit-

  konstante nicht so klein werden, daß die

  Anodenspannungsimpulse im Punkt B eine

  praktisch formgetreue Abbildung der Ein-

  gangsimpulse am Punkt <-i sind.

  In Abb. i b ist das Kennlinienfeld der

  Pentode i dargestellt. Während der mit e, f,

  ä, lt. bezeichneten Abschnitte eines Eingangs-

  impulses bzw. einer Impulslücke durchläuft

  das Potential am Punkt b' die in Abb. i b dick

  ausgezogenen, mit dem gleichen Puclistal-)eii

  bezeichneten Karten. Der Ruhepunkt R ergibt

  sich als Schnittpunkt der Widerstands-

  geraden 1I' mit der obersten Kennlinie, welche

  für die beim Fehlen eines Impulses vorhandene

  Gitterspannung gilt. Durch die Impulsflanke e

  wird der Arbeitspunkt auf der Steuergitter-

  spannung-Anodenstrom-Kennlinie in nega-

  tiver Richtung verschoben, was dein Rück-

  gang auf die unterste Kennlinie in Abb. 11)

  entspricht. Nun beginnt bei praktisch kon-

  stant bleibendem Anodenstrom die Aufladung

  der Kapazität 3 (Abschnitt f). Wenn man auf

  einen linearen Spannungsanstieg Wert legt.

  wählt man den Widerstand 2 so groß, daß

  der Impuls beendet ist, bevor sich die Span-

  nung am Punkt B auf den neuen Arbeits-

  punkt R' (Schnittpunkt der Widerstands-

  geraden TI' mit der untersten Kennlinie) stabi-

  lisiert hat. Die Rückfront g des Impulses

  führt denArbeitspunkt wieder auf die oberste

  K=ennlinie zurück, und während der anschlie-

  ßenden Impulslücke h erreicht dieser wieder

  seine Ausgangslage R. Das Anod@nrulie-

  potential b kann bei handelsüblichen Pentoden

  mit nur 2o bis 30 Volt angenommen werden,

  während das höchste Anodenpotential im

  Punkt B ein Vielfaches davon sein kann.

  Die an Punkt B auftretenden dreieckigen Spannungsimpulse TB werden anschließend einer Begrenzereinrichtung zugeführt, welche die Dreieckspitzen abschneidet b@z.w. aus den dreieckigen Impulsflächen zur Grundlinie parallele Streifen herausschneidet, die eine praktisch rechteckige Gestalt und eine der Höhe der ursprünglichen amplitudenmodulierten Impulse entsprechende Länge haben. Dies kann beispielsweise, wie in Abb. i gezeigt wird, durch eine nachgeschaltete Röhre 4 erfolgen, in welcher die Impulskuppen durch den Gitterstromeinsatz abgeschnitten werden. Zu diesem Zweck liegt im Gitterstromkreis der Röhre 4 ein Widerstand 5, der für die hohen Impulsoberschwingungen durch einen Kondensator 6 überbrückt sein kann. Der Impulsverlauf am Punkt C ist in Abb-. i a dargestellt. Durch eine zwischen der Kathode und -dem Steuergitter wirksame negative Vorspannung c wird der Arbeitspunkt jenr seits des Anodenstromeinsatzpunktes gelegt. Die im Punkt B entstehenden dreieckigen Spannungsimpulse werden dem Steuergitter der Röhre 4 in solcher Polung zugeführt, daß sie das Potential des Steuergitters in positiver Richtung verschieben. Das Potential kann jedoch den mit O bezeichneten Gitterstromeinsatzpunkt wegen des an dem Gitterwiderstand 5 entstehenden Spannungsabfalls nicht überschreiten, Der Anoidenstromkreis der Röhre4 führt infolgedessen rechteckige längenmodulierte Stromimpulse konstanter Höhe, die am Punkt D Spannungsimpulse gleicher Form erzeugen. Die Länge dieser Impulse entspricht mit der bei Modulationskennlinien üblichen Genauigkeit der Höhe der am Punkt A zugeführten amplitudenmodulierten Impulse.
• Die Begrenzung der dreieckigen Impulse, die im Punkt B auftreten, kann: auch auf andere Weise erfolgen. Gemäß Abb. a ist das Steuergitter der nachgeschalteten Röhre 4 einerseits mit der Anode der Pentode i über eine Diode 7 und andererseits mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle über den Widerstand 8 verbunden. Infolge einer negativen Vorspannung des Steuergitters. gegen die Kathode der Röhre 4 arbeitet diese Röhre im A-Betrieb. Die Diode? stellt eine Schwelle dar, welche nur diejenigen Teile der dreieckigen Spannungsimpulse, die eine gewisse Höhe überschreiten, durchläßt. Das` Abschneiden der dreieckigen Spitzen bei einem etwas höher gelegenen Spannungswert erfolgt dadurch, daß das Steuergitterpotential der Röhre 4 unter den Anodenstromeinsatzpunkt absinkt. Die in Abb. z dargestellte Schaltung hat den Vorteil, daß die Beschneidung des Impulses von oben und unten zwei voneinander getrennten Organen, nämlich einerseits der Diode und andererseits der Entladungsröhre 4, die sich gegenseitig nicht beeinflussen können, zugewiesen ist.
• Da die Anoden.strom-Anodenspan.nungs-Kennlin.ie der Pentode i bekanntlich nicht von hohen Anodenspannungen bis zur Ano@denspannung o herunter geradlinig verläuft, sondern wie aus Abb. i b ersichtlich, etwa bei dem Anodenspannungswert b plötzlich abfällt, verläuft die Entladung der Kapazität 3 nicht ganz bis zum Schluß linear, sondern läuft am Ende in einen kurzen exponentiellen Schwanz aus. Sollte dieser Schwanz stören, so läßt er sich dadurch beseitigen, daß man in Reihe mit dem Anodenwiderstand a eine kleine lnduktivität 9 (vgl. Abb. a) legt und die Zeitkonstante von Widerstand und Induktivität gleich der Zeitkonstanten des exponentiellen Abklingvorganges macht. Eine solche Kompensation kann übrigens auch an der Begrenzerröhre 4 vorgenommen werden. Wie eine genaue Betrachtung der Vorgänge zeigt, ist eine solche Kompensation mit Rücksicht auf die Güte der üblichen Pentoden nur in vereinzelten Sonderfällen notwendig, während im allgemeinen der verbleibende exponentielle Schwanz nicht stört, da er kurz gegen die Länge des eigentlichen Impulses bzw. der Impulslücke ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Umwandlung amplitudenmodulierter Impulse in längenmodulierte Impulse, dadurch gekennzeichnet, daß die amplitudenmodulierten Impulse einer Pentode oder elektrisch gleiichwertigen Röhre in solcher Polung zugeführt werden, daß der Anodenstrom in den Impulspausen am größten ist und in den Impulszeiten einen der Impulshöhe entsprechend kleineren Wert annimmt, daß ferner die Anodenspannung an, diese Röhre über einen Widerstand angelegt wird, der zusammen mit der zwischen. Kathode und Anode wirksamen Kapazität eine zur Erzielung der gewünschten Impulsbreite geeignete Zeitkonstante besitzt und daß die von der Anode abgenommenen dreieckigen Impulse einer die Impulsspitze abschneidenden Begrenzerein.richtung zugeführt werden. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die dreieckigen Impulse dem einen Widerstand (5) enthaltenden Gitterkreis Gitterkreis einer weiteren Entladungsröhre (4) zugeführt werden, deren Anodenstromanstieg durch den Gitterstromeinsatz begrenzt wird. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das. Steuergitter einer der Pentode nachgeschalteten Röhre einerseits über eine Gleichrichterstrecke (Diode 7) mit der Anode der Pentode (i) und andererseits über einen Widerstand (S) mit dem Pluspol einer Spannungsquelle verbunden ist. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Anodenwiderstand (2) der Pentode (i) eine Induktivität (c9) in Reihe geschaltet, die zusammen mit dem Widerstand eine Zeitkonstante ergibt, welche gleich ist der Zeitkonstanten eines am Impulsende auftretenden Abklingvorganges.