DE863221C - Hochfrequenzsender mit phasengesteuerter Amplitudenmodulation - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzsender mit phasengesteuerter Amplitudenmodulation und stellt eine Verbesserung und Abänderung bereits bekannter, nach diesem Prinzip arbeitender Sender dar.

Sender dieser Art besitzen zwei gleiche Röhren bzw. Röhrenstufen, deren Gittern beim Betrieb HocMrequenzspanjnungen, ζ. B. im Bereich .der Rundfunkfrequenzen, in einer bestimmten gegenseitigen Phasenlage zugeführt werden. Der Sender wird! nun dadurch moduliert, daß die positiven und negativen Halbwellen der Modulationisspannung eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung der genannten Phasendifferenz der Hochfrequenzspaniniungen bewirkt. Die Anodenkreise sämtlicher Röhren sind abgestimmte Kreise, die im wesentlichen einander gleich sind. Der zu speisende Verbraucher wird an die abgestimmten Kreise mit Hilfe eines Scheinwiderstandstransformators mit Viertelwellenlängencharakter oder einer geeigneten Schaltung angekoppelt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß eine Änderung der genannten Phasendifferenz eine im wesentlichen lineare Stromänderung im Verbraucher zur Folge hat.

Ein erfiniduingsgemäßer Hochfrequenzsender mit phasengesteuerter Amplitudenmodulation besteht aus einer Hoohfrequenzoszillatorstufe, einem ersten und einem zweiten Paar Elektronenröhren, einem abgestimmten Eingangskreis zur Ankopplung des Oszillatorausganges an die Steuergitter sämtlicher

Röhren derart, daß die Röhren eines jeden Röhrenpaares eingangsseitig in- Gegentakt geschaltet sind, d. h. also gegenphasig erreg* werden. Die Röhren des ersten Paares besitzen eigene Anodenäbstimmkreise, die Röhren dies zweiten Paares einen gemeinsamen Anodenabstimmkreis. Die Hoehfrequenzauisgangsleistung wird von den beiden Röhren des ersten- Paares ausgekoppelt. Ferner ist eine Vorrichtung' vorgesehen, die das Verhältnis der ίο von den beiden Röhren des zweiten Paares an den gemeinsamen Anadenabstimmkreis gelieferten Hochfrequenzströme steuert. Dieser gemeinsame Abstimmkreis i&t durch ein Paar Kopplungsireaktanzen bzw. aus solchen aufgebaute Schaltungen mit den beiden Röhren des ersten Paares verbunden. Je nach dem Verhältnis bzw. der Differenz der Hocnfrequenzströme, die die beiden¹ Röhren des zweiten Paare's, an ihren gemeinsamen Abstimmkreis liefern, ergibt sich also eine Schwenkung dar Phasenlagen der an den beiden Ausgangs^ klemmen stehenden Spannungen zueinander hin bzw. voneinander f ort, so daß man dieses Verfahren der Sender modulation auch PihasenschwenkmQdulation nennt.

Die genannte Steuervorrichtung für das zweite Röbrenpaar kann beispielsweise erfindungsgemäß aus einer Gleicbspannungsqueile bestehen, die so eingestellt werden kann, daß beide Röhren des zweiten Paares einen Hochfrequenz strom gleichen Betrages (gleicher Amplitude) an den gemeinsamen Anodenabstimmkreis liefern, sowie eine Modu-lationsspannungsquelle, die diese Gleicbvorspannungin für beide Röhren verschiedener Weise ändert.

Die genannten beiden Koppel reaktanzen können beispielsweise erfindtaigBgemäß Kapazitäten-- sein, die so bemessen sind, daß sie jeweils in Verbindung mit dem gemeinsamen Abstimmkreis des zweiten Röhrenpaares und dem eigenen Abstimmkreis der jeweiligen Röhre des ersten Paares eine Koppiungssohaltung mit Viertelwellenlängencharakter bilden. An Stelle der Kapazitäten können aiudh Induktivitäten verwendet werden, die zum Zweck der Sperrung von Gleichströmen mit Kondensatoren in Reihe geschaltet werden.

Die Röhren des ersten und/oder .zweiten Paares können Pentoden sein. Dann legt man die Hochfrequenzeingangsspannung an die Steuergitter aller Röhren, während die im -vorletzten Absatz genantiten Gleich- und Modulationsspanoungen- an die Bremsgitter der Röhren des zweiten Paares gelegt werden.

. Die Erfindung' wird durch die· Zeichnung, die ■ein Schaltbild und ein Vektordiagramm enthält, in einer- möglichen Ausführungsform erläutert.

In dem Schaltbild bilden die beiden Pentodien V1 und V2 das obenerwähnte erste Röhrenpaar. Jede von ihnen besitzt einen abgestimmtem Anodenkreis, TC ι bzw. TC 2. Die Anodengleichspannung HT⁺ wird über die Abstimmkreis« zugeführt. Eingangsseitig- sind die beiden Röhren an einen gemeinsamen abgestimmten GitterkreisTCf angeschlossen, der über einen Transformator T induktiv an einen Hochfrequerazoszillator angekoppelt ist. Der Oszillator selbst ist nicht gezeichnet; er "ist bei RF e₅ angeschlossen zu denken. Die Sekundärwicklung des- Transformators bildet die Induktivität des abgestimmten Gitterkreises, dessen Enden mit den Gittern g'i der beiden Röhren Vi und V 2 kapazitiv verbunden sind. Der Gitterkreis ist kapazitiv symmetriert und die Mitte bei E geerdet. Die Gitter g 2 und g$ der Röhren Vx und V 2 erhalten in bekannter Weise geeignete Vorspannungen. Sämtliche Abstimmkreise sind auf die Oszillator frequenz abgestimmt, die Gitter g 1 der Röhren V1 und V 2 werden auf Grund der Gegemtakteingangsschaltung gegenphasig erregt, und die -Hochf requenizausgangsspannung bzw. der Ausgangsstirom und die Ausgangsleistung beider Röhren können an den Anschlußklemmen ν I₀ bzw. V2_a abgenommen werden. Die Ausgangsspannungen sind gegenphasig, wie es in dem Vektordiagramm durch die Vektoren v_t und v_o dargestellt ist.

Die Anode der Röhre Vi ist durch einen Kondensator C ι mit dem Punkt P verbunden, ebenso· die. Anodia der. Röhre V2 durch den Kondensator C 2. Da nun die Hochfrequenzspannungen an diesen Anoden um i8o° gegeneinander phasenverschoben sind, wird, unter der Annahme, daß die Kondensatoren C1 und C 2 geeignet gewählt bzw. eingestellt sind, der Punkt P keine Hochfrequenz-Spannung gegenüber den Anoden der Röhren Vi und. V2 führen.

Das Schaltbild zeigt ferner ein zweites Pentodenpaar V 3 und V 4, das vorstehend !genannte zweite Paar, das einen gemeinsamen Anodienabstimmkreis TC 34 besitzt. Die beiden Enden des abgestimmten Eingangskreises TCg sind mit den Steuergittern, g ι der Röhren V 3 und V 4 verbunden. Die Schirmgitter g"2 der Röhren F3 und ί "4 ioo erhalten in üblicher Weise eine Gleichspannung, während ihre Bremsgitter g 3 mit einer bei GB angedeuteten, aber nicht eingezeichneten einstellbaren Gleichspannungsquelle verbunden sind. Diese Gleichspanniungsquielle ist vorzugsweise so angeordnet, daß die beiden Gleichspannungen für die Röhren auch verschieden groß eingestellt werden können. Wenn man bei dieser Schaltung unter Berücksichtigung der Röhren- und Kreisdaten die Gleichspannungen der Bremsgitter g 3 der Röhren Vz 1-10 und V 4 so einstellt, daß das System abgeglichen ist, wird der Punkt P keine-Hochfrequenzausgangsspannung von dem Röhnenpaar V 3 und V 4 erhalten. Der Gleichspannung GB wird nun eine niederfrequente Wechselspannung von der bei LF angedeuteten, aber nicht eingezeichneten Spannungsquelle überlagert, so daß sie die Spannungen der Bremsgitter g 3 der Röhren V 3 und V4 in verschiedener Weise ändert. Diese niederfrequente Wechselspannung kann eine Sigrialfolge, z. B. Sprache oder Musik darstellen. Da die Spannungen der Bremsgitter £3 der Röhren V 3 und V 4 auf verschiedene Weise geändert werden, tritt am Punkt P ■eine Auisgangswecliselspannung auf, deren Phasenlage. , dadurch bestimmt wird, welche der beiden Röhren V 3 und V4 einten größeren. Ausgangs-

Wechselstrom an den abgestimmten Kreis TC 34 liefert. Die Amplitude wird durch die Größe der durch die Niederfrequenzspannung hervorgerufenen Gleichgewichtsstörung bestimmt. Die hochfrequent© Ausgangs spannung am Punkt P liegt in Phase entweder mit der Ausgangsspannung dler Röhre Vi am Anschluß Wi₀ oder mit der der Röhre V 2 am Anschluß v2₀, je nachdem, welche der beiden Röhren V3 und V4. einen größeren Hochfrequenzausgangsstrom an Punkt P liefert.

Der Kondensator C1 wird unter Berücksichtigung der Daten der Abstimmkreise TC1 und TC 34 so bemessen, daß er mit diesen zusammen einen Kopplungskreis mit Viertelwellenlängencharakter zwischen PunktP und Anschluß Wi₀ bildet. Entsprechendfes gilt für den Kondensator C 2, der zwischen Punkt P und Anschluß w2₀ liegt. Die am Punkt P auftretende: Hochfrequenzspannung, die an diesem Punkt in Phase mit der Spannung am Anschluß Wi₀ oder t'2_o, d.h. mit dem Vektor wi oder ν2 dies Vektordiagramms ist und deren Größe von der Amplitude der Niederfrequenzspannung abhängt, wird infolge des Viertelwellenlängencbarakters der beiden Kopplungen zwischen Punkt P und Anschluß Wi₀ bzw. W2_O uim 90⁰ phasengedreht, so* daß am Anschluß w I₀ und W2_O vom Punkt P her eine Spannung auftritt, die im Vektordiagramm entweder dem Vektor w 3 oder dem Vektor W4 entspricht. Die von den beiden Röbrenpaaren gelieferten Hochfrequenzspanniumgen vereinigen sich an den Anschlüssen Wi₀ und V2_O zu resultierenden Spannungen. Wenn also zu einem bestimmten Zeitpunkt die ModulationSiSpannung derart ist, daß die vom Punkt P an die Anschlüsse ν i₀ und w 2₀ gelieferten Hochfrequenzspamniungen ■durch den Vektor w 3 dargestellt werden, wobei dann natürlich der Vektor w4 fortfällt, dann wird bei sich ändernder Amplitude der Spannung W3 die Phase und die Amplitude der resultierenden Spannung eine Mannigfaltigkeit von Werten durchlaufen, deren zwei- durch die Vektorenpaare ν α und va_t sowie vb und Vb₁. dargestellt sind. Entsprechend wird, wenn die Modulationsspaniiiung derart ist, daß vom Punkt P her an die Anschlüsse wi₀undw2₀ eine durch den Vektor w4 dargestellte Spannung geliefert wird, wobei jetzt natürlich w3 fehlt, bei einer Amplitudenänderung der Spannung W4 Phase und Amplitude der resultierenden Spannung eine Mannigfaltigkeit von Werten, dürchlaufen, deren zwei durch die Vektorenpaare ve und Vc₁ sowie vd und Vd₁ dargestellt sind.

Das Röhrenpaar V 3 und V4 stellt also mit den dazugehörigen Gitter-. und Anodenkreisen eine übliche Trägerfrequenzsperre dar, die bei Verwendung innerhalb der Gesamtschaltung, wie im Schaltbild gezeigt, eine einfache und wirksame Anordnung darstellt, um zwei Ausgangs spannungen zu erzeugen, deren gegenseitige Phasenlage gesteuert werden kann. Um eine im wesentlichen lineare Beziehung zwischen den Phasenänderungen der Hochfrequenzausgangsspannungen und der bei LF angelegten Modulationsspannung zu gewährleisten, muß die Amplitude der niederfrequenten Modulationsspannung und entsprechend die Amplitude der Vektoreni w 3 bzw. w 4 innerhalb gewisser Grenzen gehalten werden.

Man kann die obengenannte Schaltung zur Phasensteuerung natürlich auch für eine verhältnismäßig niedrige¹ Ausgangsleistung auslegen und ihr übliche Verstärkerstufen bzw. eine als Kathodenverstärker ausgebildete Kopplungsstufe nacbs ehalten.

Da die Änderung der durch die Gleicbspannungsquelle GB festgelegten Bremsgitterspannungen der Röhren V 3 und V 4 durch die bei LF zugeführte niederfrequente Modulatiansspannungeinei Schwenkung der Phasenlage der Ausgangsspannungen bei w I₀ und w2₀ bewirkt, kann man natürlich für den unmodulierten Zustand auch irgendeine andere gegenseitige Phasenlage für diese Ausgangsspannungen bei Wi₀ undz'2_o festlegen als, wie im vorstehendien' beispielsweise beschriebenen, i8o°, indem man lediglich die Gleichspannung GB entsprechend wählt; in diesem allgemeinen Fall, in dem man also irgendeine beliebige, jedoch konstante gegenseitige Phasenlage der Ausgangs spannungen als Nullage, entsprechend dem lunmodulierten Zustand, vorsieht, wird natürlich, wie dem Fachmann ersichtlich ist, dar Träger nicht unterdrückt.

Erfolgt die Einstellung der Bremsgittergleichspannungen für die Röhren V 3 und V 4, wie vorstehend beschrieben wurde, so, daß beim NuIlwerden der Modulationsspannung keine Hochfreqiuenzspannung am Punkt P auftritt, so wird die Trägerfrequenz, im folgenden kurz Träger genannt. im -unmodulierten und im modulierten Zustand des Senders unterdrückt, so daß nur die Seitenbänder vom Ausgang des Senders abgegeben: werden..

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Hochfrequenzsender mit phasengesteuerter Amplitudenmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß i. der unmodulierte Träger (RF) einer Oszillatorstufe über einen abgestimmten Eingangskreis auf sämtliche Steuergitter von zwei Paaren von Elektronenröhren so gegeben wird, daß die Röhren eines jeden Paares· eingangsseitig im Gegentakt gesteuert werden, 2. die ■beiden Röhren (Vi und V2) des ersten Paares je einen eigenen¹ abgestimmten Anodenkreis (TC ι bzw. TC 2) besitzen, 3. die Röhren (V 3 und V 4) des. zweiten Paares einen gemeinsamen abgestimmten Anodenkreis (7'C34) besitzen, 4. das Verhältnis der von den beiden Röhren! (V)3 und V4) des zweiten Paares an den- gemeinsamem Anodenabstimmkreis (TC 34) abgegebenen Hochfrequenzs>tröme durch eine zur Modulation dienende Vorrichtung gesteuert wird, 5. die Anode jeder Röhre (Vi bzw. V2) des ersten Paares mit der Anode je einer der beiden Röhren (V3 bzw. V4) des zweiten Paaires durch eine Reaktanz (z. B. C1 bzw. C2) bzw. eine als Reaktanz wirkende Schaltanordnttng gekoppelt ist und 6. die modulierte Aus-

   gangsspanniung bzw. die Ausgangsleistung von den Anoden der beiden Röhren (Vi bzw. V 2) des ersten Paares abgenommen wird.
2. 2. Hochfrequenzsender nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Ziffer 4 genannte ModuAationsvorrichtung erstens aus einer Gleichispanmunigsquelle (GB) zur: Erzeugung der Gittervorspannungen fürd'ie beiden Röhren (V 3 unld V 4) des zweiten Paares besteht, die so eingestellt werden können, daß im unimoduliertem Zustand die Differenz der von diesen beiden Röhren an den gemeinsamen Anodenabstimmkreis (TC 34) abgegebenen, gegenpliasdgeni Ausgangswechselströme nach Betrag und nach Vorzeichen einen bestimmten,

   vorgegebenen Wert hat, sowie zweitens, aus

   . einer Modulationsspannungsquelle (LF), die diese beiden GittergleichvorspanrLungen der beiden Röhren in verschiedenem Maße ändert und dadurch die genannte Differenz ändert.
3. 3. Hochfrequemzsender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittervorspannungen der beiden Röhren (V 3 und V4) . des zweiten Paares so eingestellt werden können, daß die genannte Differenz der von diesen beiden Röhren an den gemeinsamen. Anodenabstknmkreis !(TC 34) abgegebenen Aiisg!angswechiselströme im unmodulierten Zustand verschwindet, so daß die vom Sender abgegebene HocMrequenzaiuisgangsispannung im unmodulierten Zustand Null ist und im modulierten Zustand nur die Seitenbänder enthält, während der Träger unterdrückt ist.
4. 4. Hochfrequenz'sender nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsreaktanzen aus Kapazitäten (Ci bzw. C 2) bestehen, deren jede zusammen mit dem abgestimmten Anodenkreis (TC 34) des zweiten Röhrenpaanes (F3, V4) und dem abgestimmten Anodenkreis (TC 1 bzw. TC 2) der jeweiligen Röhre (V 1 bzw. V2) des ersten Paares einen Koppelkreis mit Viertelwellenlängencharakter bildet.
5. 5. Hochfrequenzsender nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, diaß die Kopplungsireaktanzen aus Induktivitäten bestehen, die zwecks· Sperrung des Gleichstromes jeweils mit einem Kondensator in Reihe geschaltet sind und deren jede zusammen mit dem ab-, gestimmten Anodenkreis¹ (TC 34) des zweiten Röhrenpaares und dem abgestimmten Anodenkreis (TC ι bzw. TC 2) der jeweiligen Röhre des, 'ersten Paares einen Koppelkreis mit Viertelwellenlängencharakter bildet.
6. 6.' Hochfrequenzsender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren eines und/oder beider Paare Pentoden sind, wobei die Hochfriequenzeingangsspannung dem Steuergitter (gi) aller Röhren zugeführt wird, während die Modulationsispannungen den Bremsgittern (^3) der Röhren des zweiten Paares zugeführt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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