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Radiosender.
Die Erfindung betrifft eine Kreisanordnung zur Modulation von Trägerschwingungen in ihrer Phase entsprechend der zu übertragenden Signalfrequenz. Solche, in der Phase den Signalen entsprechend modulierte Hochfrequenzschwingungen sind, gleiche Übertragungsenergie vorausgesetzt, weniger als amplitudenmodulierte Wellen den sogenannten Fading-oder Schwunderscheinungen unterworfen und sie ermöglichen bei entsprechender Anordnung auch, im Gegensatz zur Amplitudenmodulation, ein Arbeiten des Senders mit voller Ausgangsenergie, während bei Amplitudenmodulation die Energie verringert und der Sender etwa mit einem Viertel der vollen Ausgangsenergie betrieben werden muss.
Gemäss der Erfindung werden die Trägerschwingungen entsprechend den zu übertragenden Signalfrequenzen dadurch phasenmoduliert, dass die Trägerenergiequelle mit den Eingangselektroden einer Thermionenröhre verbunden ist, deren Ausgangskreis einen auf die Trägerfrequenz abgestimmten Resonanzkreis enthält, und mit Mitteln versehen ist, um den Effektivwert eines oder bei der der Impedanz- komponenten des Resonanzkreises gemäss den Moduliersignalpotentialen zu verändern, d. h. zu modulieren, und dass die Ausgangsschwingungen der Anordnung durch diesen Resonanzkreis bestimmt werden.
Insbesondere enthalten die Moduliermittel einen Signalschwingungen führenden Kreis, der mit dem Resonanzkreis durch eine kapazitive oder eine induktive Kopplung verbunden ist.
Um das Ausmass der Phasenmodulation zu vergrössern, kann eine bekannte Form eines Frequenzmultiplikators zwischen den Ausgangskreis der Röhre und einen Nutzkreis geschaltet werden. Die Frequenzvervielfachung der phasenmodulierten Schwingungen bewirkt eine vergrösserte Phasenverschiebung in der Energie mit vervielfachter Frequenz, die der Ordnung der Harmonischen bzw. der Ordnung der Frequenzvervielfachung entspricht.
Um die durch die Phasenmodulation eingeführte Amplitudenmodulation zu beseitigen, kann dem Frequenzmultiplikator ein Amplitudenbegrenzer vorgeschaltet werden, der von beliebiger Bauart sein kann, vorzugsweise aber von einer solchen ist, die mit Sättigung arbeitende thermionische Vorrichtungen enthält. Auf den Frequenzmultiplikator kann, falls erwünscht, ein Kraftverstärker folgen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand durch Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulich.
In der in Fig. 1 dargestellten Kreisanordnung zur Erzeugung und Übertragung von phasenmodulierten Hochfrequenzwellen gemäss der Erfindung werden die durch einen Antennenkreis 34 zu übertragenden Wellen von der Trägerfrequenzquelle 2 geliefert, die mittels eines Transformators T mit einer Verstärkerröhre 14 verbunden ist. Der abgestimmte Kreis in dem Ausgang der Verstärkerröhre enthält einen Kondensator und eine Induktion im Nebenschluss zu diesem. Diese Induktion bildet die Primärwicklung eines Transformators 18, dessen Sekundäre mit dem Amplitudenbegrenzer 40 verbunden ist. An die Anode der Verstärkerröhre 14 ist unmittelbar ein Kondensator 12 angeschlossen, dessen andere Seite unmittelbar mit der Anode einer Modulatorröhre 11 verbunden ist.
Die Verstärker-
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röhre ; doch kann jede Röhrenbauart, sei es eine Triode, eine Pentode oder eine Schirmgitterröhre, verwendet werden. Eine Radio-oder Hochfrequenz-Drosselspule. M, die für die Trägerfrequenz eine hohe Impedanz besitzt, verbindet die Anodenspannungsquelle mit der Anode der Röhre 11. Ein Mikrophon 24 mit irgendeiner geeigneten Moduliereingangseinrichtung dient zur Erzeugung der Signalwellen, die durch den Transformator 17 der Modulierröhre 11 zugeführt werden.
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Der Kondensator 12 liegt in Reihe mit der Anodenimpedanz der Modulatorröhre 11 und ist so in Parallelschaltung mit dem Kondensator in dem abgestimmten Kreis verbunden. Jede Veränderung der Anodenimpedanz der Röhre 11, wie sie durch die auf die Mikrophonmembran 24 auftreffenden Wellen hervorgerufen wird, verursacht eine Änderung der effektiven Kapazität von 12 bzw. des Wirkwertes der Parallelschaltung dieser Kapazität in Reihe mit der Röhrenimpedanz zum Kondensator des abgestimmten Kreises und ändert dadurch die resultierende Kapazität des abgestimmten Kreises derart, dass der Ausgang des Verstärkers gemäss der Signalwelle phasenmoduliert ist.
Jede in diesem Kreise etwa erzeugte unerwünschte Amplitudenmodulation kann dadurch entfernt werden, dass die modulierte Welle durch einen Amplitudenbegrenzer 40 hindurchgeschickt wird. Der Begrenzer kann überlastete Verstärker enthalten, deren Ausgang auf einen bestimmten Wert begrenzt ist, wie sehr auch der Eingang gesteigert werden mag. Falls erwünscht, kann ein Frequenzmultiplikator, 32 angewendet werden, um die Phasenverschiebung der modulierten Welle zu vergrössern. Die in ihrer Amplitude begrenzte frequenzvervielfachte Welle kann unmittelbar oder erst noch durch einen Kraft- verstärker 38 verstärkt verwertet werden.
Die Fig. 1 a zeigt eine in vieler Hinsicht der der Fig. 2 gleiche Kreisanordnung mit dem Unterschied, dass die effektive Induktion des abgestimmten Anodenlreises statt dessen Kapazität moduliert
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die mit der Induktanz des abgestimmten Kreises der Röhre 14 gekoppelt ist. Bei dieser Anordnung ist die Hochfrequenzdrossel M in dem Ausgangskreis der Modulatorröhre fortgelassen worden. Jede Änderung der Anodenimpedanz der Modulatorröhre 11 ändert die Phase des Verstärkerausganges der Signalwelle entsprechend in der gleichen Weise, wie oben bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 dargelegt worden ist.
Wie in der Phase oder in der Frequenz modulierte Schwingungen empfangen werden, ist in der österr. Patentschrift Nr. 138521 ausführlich beschrieben. Wenn phasenmodulierte Signale in einem für den Empfang von frequenzmodulierten Signalen eingerichteten Empfänger empfangen werden, so bewirkt der eigenartige Unterschied zwischen den in der Frequenz und den in der Phase modulierten Signalen, dass der Signalausgang des Empfängers für frequenzmodulierte Signale sich in der Amplitude so ändert, wie sich die Frequenz des Signals in dem Eingang des Empfängers ändert. Die Folge davon ist, dass der Hörfrequenzausgang dieses Empfängers verzerrt wird und einen Ausfall an niedrigen Frequenzen hat.
Der Ausgang des Empfängers wird, statt für alle Frequenzen gleich zu sein, wie die gestrichelte Linie der Fig. 2 b andeutet, proportional der dem Eingang des Empfängers aufgedrückten Signalfrequenz sein, wie die volle Linie der Fig. 2 a zeigt. Um diese Verzerrung auszugleichen, kann ein Filter-oder Korrekturkreis angewendet werden, in dessen Ausgang die Amplitude der Signalfrequenz verkehrtproportional der Frequenz der dem Eingang des Kreises aufgedrückten Signale ist, wie die voll gezeichnete Kurve in Fig. 2 b zeigt. Dadurch werden die Signale derart korrigiert, dass phasenmodulierte Signale in einem Empfänger für frequenzmodulierte Signale empfangen werden können.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass durch die Anwendung entsprechender Korrekturen an den zur Modulierung eines Frequenzmodulators verwendeten Hörfrequenzsignalen eine modulierte Welle erhalten werden kann, die in einem Phasenmodulationsempfänger empfangen werden kann. Eine entsprechend Anordnung ist in Fig. 2 schematisch veranschaulicht, in der die Quelle 24 der Signalfrequenzen mittels eines Korrekturkreises KK mit einem Frequenzmodulator FM verbunden ist. Der Frequenzmodulator kann unmittelbar oder über einen Amplitudenbegrenzer 40, Frequenzmultiplikator. ?, Kraftverstärker 38 usw. mit einem Last-oder Nutzlreis verbunden werden.
Der zwischen Frequenzmodulator und Signalquelle geschaltete Korrekturkreis soll eine Charakteristik haben, wie sie Fig. 2 a zeigt ; das bedeutet, dass die Amplitude der Signale in dem Ausgang dieses Filters proportional der Frequenz der dem Eingang des Filters aufgedrückten Signale sein soll. Dieser Filter-oder Korrekturkreis kann von beliebiger Form sein und beliebige bekannte elektrische Elemente enthalten, die die ihnen aufgedrückten Signale in der gewünschten Weise verzerren ; er kann z. B., wie Fig. 2 c zeigt, eingerichtet sein.
In dem in Fig. 2 c beispielsweise dargestellten Korrekturkreis werden die Hörfrequenzen der Primärwicklung des Transformators 80 zugeführt und von dem an seine Sekundäre gelegten Potentiometer P über einen Widerstand 81 der Steuerelektrode einer Röhre 82 aufgedrückt, die über eine Induktanz 84 und eine Stromquelle 86 mit der Kathode der Röhre verbunden ist. Der Widerstand 81 ist im Vergleich zur Impedanz oder Reaktanz der Induktanz 84 sehr gross. Dies bewirkt, dass der Strom durch die Elemente 81 und 84 im wesentlichen von dem Widerstand 81 abhängt, so dass ein konstanter Strom unabhängig von Frequenz durch diese zwei Elemente fliesst. Der Spannungsabfall längs der Induktanz 84
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gegeben ; er ist daher proportional der Frequenz, da L und I konstant sind.
Bei dieser Anordnung soll der Widerstand des Potentiometers klein im Vergleich zum Widerstand 81 sein. Die korrigierten Signale können mittels eines Transformators 8'1 dem Frequenzmodulator zugeführt werden.
Die umgekehrte Verzerrung findet statt, wenn frequenzmodulierte Wellen in einem Phasenmodulationsempfänger empfangen werden. Die Signale werden in der durch die volle Linie der Fig. 2b angedeuteten Weise verzerrt und können korrigiert werden, indem man sie durch einen Kreis mit einer
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solchen Charakteristik schickt, dass die Signale in der durch Fig. 2 a veranschaulichten Weise verzerrt werden. Daraus ergibt sich, dass Modulationen in einem Phasenmodulator erzeugt werden können, die ohne Verzerrung in einem Frequenzmodulationsempfänger empfangen werden können, durch Anwendung einer Anordnung, wie sie in Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist.
Bei dieser Anordnung werden die Signalschwingungen über einen Korrekturkreis KK einem Phasenmodulator PhM zugefügt, der unmittelbar oder über einen Amplitudenbegrenzer usw. mit dem Nutzkreis verbunden ist. Der Korrekturkreis soll so angeordnet und eingerichtet sein, dass er die durch ihn gehenden Signale in der in Fig. 2 b angedeuteten Weise verzerrt ; d. h. dass die Amplitude in dem Ausgang des Korrekturkreises sich im um- gekehrten Verhältnis zur Frequenz der dem Eingang des Kreises aufgedrückten Signale ändert.
Ein solcher Korrekturkreis ist beispielsweise in Fig. 3 a dargestellt. Die zu korrigierenden Signale werden der Eingangswicklung eines Transformators 80 aufgedrückt, dessen Sekundärwicklung mittels eines Potentiometers und eines Widerstandes 81 mit der Eingangselektrode einer Thermionenröhre 82 verbunden ist. Die Steuerelektrode der Röhre 82 ist über eine Kapazität 88 und eine Strom-bzw. Spannungsquelle 86 mit der Kathode der Röhre verbunden. Der Widerstand 81 hat im Vergleich zur Impedanz der Kapazität 88 eine hohe Impedanz für den Signalstrom. Der durch die Kreiselemente 81, 88 gehende Strom ist hauptsächlich durch den Widerstand 81 bestimmt.
Dies hat zur Folge, dass der Strom durch 81, 88 konstant ist, unabhängig von der Frequenz, so dass die Spannung an der Kapazität 88 verkehrt proportional der Frequenz des aufgedrückten Signals ist, da die Impedanz des Kondensators 88 sich im umgekehrten Verhältnis zur Frequenz des an seine Klemmen gelegten Signals ändert. Die an den Ausgangselektroden der Röhre 82 auftretenden verzerrten Potentiale können mittels eines Transformators dem Phasenmodulator zugeführt und in der üblichen Weise weiter übertragen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kreisanordnung zur Phasenmodulation von Trägerschwingungen entsprechend der zu übertragenden Signalfrequenz, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerenergiequelle mit den Eingangselektroden einer Thermionenrohre verbunden ist, deren Ausgangskreis einen auf die Trägerfrequenz abgestimmten Resonanzkreis enthält, und mit Mitteln versehen ist, um den Effektivwert eines oder beider der Impedanzkomponenten des Resonanzkreises gemäss den Moduliersignalpotentionalen zu verändern, d. h. zu modulieren, und dass die Ausgangssehwingungen der Anordnung durch diesen Resonanzkreis bestimmt werden.