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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.
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Radio station.
The invention relates to a circuit arrangement for modulating carrier oscillations in their phase according to the signal frequency to be transmitted. Such high-frequency oscillations, modulated in phase with the signals, are subject to the so-called fading or fading phenomena less than amplitude-modulated waves, assuming the same transmission energy, and, in contrast to amplitude modulation, they also enable the transmitter to work with full output energy while with Amplitude modulation reduces the energy and the transmitter must be operated with about a quarter of the full output energy.
According to the invention, the carrier oscillations are phase-modulated in accordance with the signal frequencies to be transmitted in that the carrier energy source is connected to the input electrodes of a thermion tube, the output circuit of which contains a resonance circuit tuned to the carrier frequency, and is provided with means to measure the effective value of or at the impedance - to change components of the resonance circuit according to the modulating signal potentials, d. H. to modulate, and that the output oscillations of the arrangement are determined by this resonance circuit.
In particular, the modulating means contain a circuit which carries signal oscillations and which is connected to the resonance circuit by a capacitive or inductive coupling.
In order to increase the extent of the phase modulation, a known form of a frequency multiplier can be connected between the output circuit of the tube and a useful circuit. The frequency multiplication of the phase-modulated oscillations causes an increased phase shift in the energy with a multiplied frequency, which corresponds to the order of the harmonic or the order of the frequency multiplication.
In order to eliminate the amplitude modulation introduced by the phase modulation, an amplitude limiter can be connected upstream of the frequency multiplier, which can be of any type, but preferably of one which contains thermionic devices operating with saturation. If desired, the frequency multiplier can be followed by a force amplifier.
In the drawings, the subject matter of the invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments.
In the circuit arrangement shown in FIG. 1 for the generation and transmission of phase-modulated high-frequency waves according to the invention, the waves to be transmitted by an antenna circuit 34 are supplied by the carrier frequency source 2 which is connected to an amplifier tube 14 by means of a transformer T. The tuned circuit in the output of the amplifier tube contains a capacitor and an induction shunted to it. This induction forms the primary winding of a transformer 18, the secondary of which is connected to the amplitude limiter 40. A capacitor 12 is directly connected to the anode of the amplifier tube 14, the other side of which is directly connected to the anode of a modulator tube 11.
The amplifier
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tube; however, any type of tube, be it a triode, a pentode, or a screen grid tube, can be used. A radio or high frequency inductor. M, which has a high impedance to the carrier frequency, connects the anode voltage source to the anode of the tube 11. A microphone 24 with any suitable modulating input device is used to generate the signal waves which are fed through the transformer 17 to the modulating tube 11.
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The capacitor 12 is in series with the anode impedance of the modulator tube 11 and so is connected in parallel with the capacitor in the tuned circuit. Any change in the anode impedance of the tube 11, as it is caused by the waves hitting the microphone membrane 24, causes a change in the effective capacitance of 12 or the effective value of the parallel connection of this capacitance in series with the tube impedance to the capacitor of the tuned circuit and thus changes the resulting capacitance of the tuned circuit such that the output of the amplifier is phase modulated according to the signal wave.
Any unwanted amplitude modulation generated in this circle can be removed by sending the modulated wave through an amplitude limiter 40. The limiter may contain overloaded amplifiers, the output of which is limited to a certain value, however much the input may be increased. If desired, a frequency multiplier 32 can be used to increase the phase shift of the modulated wave. The frequency-multiplied wave, which is limited in its amplitude, can be used directly or in an amplified manner by a force amplifier 38.
FIG. 1 a shows a circuit arrangement that is identical in many respects to that of FIG. 2 with the difference that the effective induction of the tuned anode circuit instead modulates the capacitance
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which is coupled to the inductance of the tube 14 tuned circuit. In this arrangement, the high-frequency choke M has been omitted from the output circuit of the modulator tube. Any change in the anode impedance of the modulator tube 11 changes the phase of the amplifier output of the signal wave accordingly in the same way as was set out above in the description of the operation of the arrangement according to FIG.
How oscillations modulated in phase or in frequency are received is described in detail in the Austrian patent specification No. 138521. When phase-modulated signals are received in a receiver set up to receive frequency-modulated signals, the peculiar difference between the signals modulated in frequency and those modulated in phase causes the signal output of the receiver for frequency-modulated signals to change in amplitude as the frequency of the signal in the input of the receiver changes. The consequence of this is that the audio frequency output from this receiver will be distorted and have a dropout at low frequencies.
The output of the receiver, instead of being the same for all frequencies, as indicated by the dashed line in FIG. 2 b, will be proportional to the signal frequency impressed on the input of the receiver, as the solid line in FIG. 2 a shows. In order to compensate for this distortion, a filter or correction circuit can be used, in the output of which the amplitude of the signal frequency is inversely proportional to the frequency of the signals imposed on the input of the circuit, as the fully drawn curve in FIG. 2b shows. As a result, the signals are corrected in such a way that phase-modulated signals can be received in a receiver for frequency-modulated signals.
It follows from the above that by applying appropriate corrections to the audio frequency signals used to modulate a frequency modulator, a modulated wave can be obtained which can be received in a phase modulation receiver. A corresponding arrangement is illustrated schematically in FIG. 2, in which the source 24 of the signal frequencies is connected to a frequency modulator FM by means of a correction circuit KK. The frequency modulator can be used directly or via an amplitude limiter 40, frequency multiplier. ?, Force amplifier 38 etc. can be connected to a load or useful circuit.
The correction circuit connected between the frequency modulator and the signal source should have a characteristic as shown in FIG. 2a; this means that the amplitude of the signals in the output of this filter should be proportional to the frequency of the signals impressed on the input of the filter. This filter or correction circuit can be of any desired shape and contain any known electrical elements which distort the signals impressed on them in the desired manner; he can z. B., as Fig. 2c shows, be set up.
In the correction circuit shown in Fig. 2c for example, the audio frequencies are fed to the primary winding of the transformer 80 and pressed by the potentiometer P connected to its secondary via a resistor 81 of the control electrode of a tube 82 which is connected to the via an inductance 84 and a current source 86 Cathode of the tube is connected. The resistor 81 is very large compared to the impedance or reactance of the inductance 84. This has the effect that the current through the elements 81 and 84 essentially depends on the resistor 81, so that a constant current flows through these two elements regardless of the frequency. The voltage drop across inductance 84
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given; it is therefore proportional to the frequency since L and I are constant.
With this arrangement, the resistance of the potentiometer should be small compared to resistor 81. The corrected signals can be fed to the frequency modulator by means of a transformer 8'1.
The reverse distortion occurs when frequency modulated waves are received in a phase modulation receiver. The signals are distorted in the manner indicated by the solid line in FIG. 2b and can be corrected by putting them through a circle with a
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sends such a characteristic that the signals are distorted in the manner illustrated by FIG. 2 a. It follows that modulations can be generated in a phase modulator, which can be received without distortion in a frequency modulation receiver, by using an arrangement as is illustrated schematically in FIG.
In this arrangement, the signal oscillations are added to a phase modulator PhM via a correction circuit KK, which is connected to the useful circuit directly or via an amplitude limiter, etc. The correction circuit should be arranged and set up in such a way that it distorts the signals passing through it in the manner indicated in FIG. 2b; d. H. that the amplitude in the output of the correction circuit changes in inverse proportion to the frequency of the signals applied to the input of the circuit.
Such a correction circuit is shown, for example, in FIG. 3 a. The signals to be corrected are pressed onto the input winding of a transformer 80, the secondary winding of which is connected to the input electrode of a thermion tube 82 by means of a potentiometer and a resistor 81. The control electrode of the tube 82 is via a capacitance 88 and a current or. Voltage source 86 connected to the cathode of the tube. The resistor 81 has a high impedance for the signal current compared to the impedance of the capacitance 88. The current passing through the circuit elements 81, 88 is mainly determined by the resistor 81.
As a result, the current through 81, 88 is constant, regardless of the frequency, so that the voltage across the capacitance 88 is inversely proportional to the frequency of the signal that is applied, since the impedance of the capacitor 88 is inversely related to the frequency of the signal applied to its terminals changes. The distorted potentials occurring at the output electrodes of the tube 82 can be fed to the phase modulator by means of a transformer and transmitted further in the usual manner.
PATENT CLAIMS:
1. Circular arrangement for the phase modulation of carrier oscillations according to the signal frequency to be transmitted, characterized in that the carrier energy source is connected to the input electrodes of a thermion tube, the output circuit of which contains a resonance circuit tuned to the carrier frequency, and is provided with means to measure the effective value of one or both of the To change impedance components of the resonance circuit according to the modulating signal potentials, d. H. to modulate, and that the output oscillations of the arrangement are determined by this resonance circuit.