DE616900C

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Publication number: DE616900C
Application number: DENDAT616900D
Authority: DE
Priority date: 1931-07-10
Also published as: US2025610A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
26. FEBRUAR 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 616900 KLASSE 21a⁴ GRUPPE (3

P 64128 VIII aj2i o⁴ Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 11. Juli 1935

Telefunken Gesellschaft für drahtlose Telegraphie m. b. H. in Berlin*) Verfahren zur Frequenzverdopplung bzw. zur mehrfachen Frequenzverdopplung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Oktober 1931 ab

Die Priorität der Anmeldung in Polen vom io. Juli 1931 ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Frequenzvervielfachung und eignet sich insbesondere zur Frequenzvervielfachung modulierter Schwingungen.
Die Vorteile eines Einseitenbandmodulationsverfahrens für drahtlose Nachrichtenübermittlung sind wohlbekannt. Man ist bei Einseitenbandtelephonieanordnungen zur Verwendung von Filterkreisen gezwungen, die eine scharfe Aussiebung nur des einen Seitenbandes ermöglichen. Es läßt sich aber eine wirksame Unterdrückung des einen Seitenbandes, während das andere Seitenband unbeeinflußt bleiben soll, nur bei verhältnismäßig niedrigen Trägerfrequenzen ausführen, bei welchen der Abstand der Seitenbänder voneinander gegen die Frequenz der Trägerwelle nicht allzu klein ist. Man bedient sich daher häufig des Verfahrens, zunächst eine Trägerwelle niedriger Frequenz zu modulieren und das eine Seitenband durch Filtermittel zu entfernen, welche in Anbetracht der niedrigen Trägerfrequenz keine prozentual allzu große Trennschärfe zu besitzen brauchen, und alsdann unter Verwendung von Röhrenanordnungen mit nicht linearer Charakteristik Harmonische zu erzeugen. Dabei macht sich der Übelstand bemerkbar, daß Frequenzen der Seitenbänder Kombmationsfrequenzen miteinander bilden, die nach entsprechender Vervielfachung unter Umständen störend im Übertragungsband auftreten.

Das Frequenzvervielfachungsverfahren gemäßig der Erfindung ist von Störungserscheinungen, die auf derartige Quermodulationen zurückzuführen sind, frei. Der Erfindung liegt das bekannte Frequenztransponierungsverfahren nach dem Heterodyne-Prinzip zugrunde, welches darin besteht, daß man durch Überlagerung zweier Frequenzen f_s und f/, die Frequenzen f_s-\-ff, und /_s — f_h erzeugen kann. Gemäß der Erfindung geht man derart vor, daß man aus der vorzugsweise modulierten steuernden Frequenz /_s und der Hilfsfrequenz f_h zunächst die Schwebungsfrequen- 7 en /s + /n und /_s — f_h erzeugt und die beiden Schwebungsfrequenzen ihrerseits nach dem Überlagerungsverfahren kombiniert, wobei die Summenfrequenz der beiden Schwebungsfrequenzen entsprechend der Gleichung f_s ~f_h + f_s + f_h = 2 F₃ ergibt. Die so oihalLene doppelte Frequenz 2f_s kann weiterhin nochmals mit der Frequenz f_h oder auch, was zweckmäßig sein kann, mit einer Harmonischen derselben überlagert werden, so daß man auf diese Weise aus der Frequenz f_s Oberwellen von der Frequenz 2" · /_s erzeugen kann.

In Abb. ι ist die Erfindung schematisch näher dargestellt. Bei L werden die modu-

*) Von dem Patentiucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing Josef v. Plebanski in Warschau.

Claims

lierenden Ströme zugeführt, f_s ist die Quelle der steuernden Hochfrequenz, f_h die der Hilfshochfrequenz. Bei α wird /_s mit den Modulationsschwingungen, die bei L zugeführt werden, moduliert. Bei b wird die Hilfsfrequenz ff, zugeführt und auf diese Weise eine modulierte Trägerwelle erzeugt, deren Trägerfrequenz die Frequenz f_s — /7, besitzt. In die Stufe b ist ein Filter mit scharfer Siebwirkung eingeschaltet, welches das eine Seitenband unterdrückt. Gegebenenfalls kann auch die Trägerwelle mit unterdrückt werden; es ist dies jedoch nicht notwendig. Die Unterdrückung der Trägerwelle selbst kann auch in der Weise geschehen, daß man in einer späteren Stufe in geeigneter Phasenlage Schwingungen der Trägerwellenfrequenz zusetzt und auf diese Weise dieselben unterdrückt. In der Stufe b' wird aus der unmodulierten Frequenz f_s und der Frequenz f_h die unmodulierte Schwebungsfrequenz /"_s +//, gebildet, in der Stufe//' in gleicher Weise die unmodulierte Differenzschwebungsfrequenz /_s — f_h. In der Stufe c wird dann die modulierte Differenzfrequenz |_s— fI₁ mit der der Stufe/?' entnommenen unmodulierten Summenschwebungsfrequenz /_s -f- ff, kombiniert und die Frequenz 2 f_s gebildet. Da die der Stufe b entnommene Frequenz /_s — f_h moduliert war, ist auch die durch Kombination gebildete Frequenz 2/_s moduliert. In der Stufe c' hingegen wird aus den den Stufen b' und b" entnommenen unmodulierten Schwingungen f_s + f_h und f_s — f_h die unmodulierte Frequenz 2/_s gebildet. Durch nochmaliges Hinzusetzen der Frequenz f_h zu den den Stufen c und c' entnommenen Schwingungen 2 f_s moduliert und 2 f_s unmoduliert, werden in den Stufen d und d' und d" die Frequenzen 2f_s — /'_Λ moduliert, 2/_s-\~f_h unmoduliert und 2 f_s — f_h unmoduliert gebildet, die ihrerheits wieder wie /,in or in dm Stufen c, c' kombiniert werden, so daß in den Stufe« e, e die Frequenz 4f_s moduliert und 4f_s unmoduliert erhalten wird. Dieses Verfahren läßt sich beliebig oft wiederholen. Man erhält in der Ausgangsstufe 2" · f_s unmoduliert und 2" - f_s moduliert, die auf den bei α und b angeschlossenen Verbraucherkreis derart angekoppelt sind, daß die Trägerwelle der modulierten Schwingungen 2" /_s durch die Frequenz 2ⁿ /_s ausgeglichen wird. Dem Verbraucher wird dann ein Frequenzband zugeführt, welches dem einen Seitenband einer modulierten Hochfrequenz 2" f_s entspricht. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß, wenn in der Stufe b die Trägerwelle fs — fh ganz oder teilweise durch das Filter mit unterdrückt wird, der Zusatz der unmodulierten Welle 2" f_s in der Ausgangsstufe in solcher Weise erfolgt, daß die Trägerwelle im Ausgangskreis in gewünschter Weise vorhanden ist, so daß zur Ausstrahlung eine nur ein Seitenband besitzende Hochfrequenz gelangt.

In der Abb. 1 sind übersichtshalber sämtliche Stufen, welche modulierte Wellen führen, als schraffierte Rechtecke, die, welche unmodulierte Wellen führen, als unschraffierte Rechtecke dargestellt. Zur Erzeugung der Summen- bzw. Difterenzfrequenzen aus den zur Überlagerung gebrachten Grundfrequenzen können sowohl Röhren mit nicht linearer Charakteristik als auch Gleichrichter mit Trockenkontakten oder Kristallen, letztere vorzugsweise in Brückenschaltung, Anwendung finden.

Ein näheres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 2 wiedergegeben. Es sind die lokalen Generatoren f_s und f_h vorgesehen. Die Modulationsschwingungen werden bei e zugeführt, m ist die Modulatorstufe, in welcher nach dem Anodenspannungsmodulationsverfahren in dem Ausgangskreis der Röhre η die mit den bei e zugeführten Schwingungen modulierte Trägerwelle /_s auftritt. Die modulierten Schwingungen /_s werden mit der Hilfsfrequenz f_h im Eingangskreis der Röhre α kombiniert, so daß in dem Ausgangskreis der Röhre α modulierte Schwingungen der Frequenz f_s — f_h auftreten. Im Ausgangskreis der Röhre ist ein Filter f vorgesehen, welches das eine Seitenband unterdrückt. Die unmodulierten Schwingungen f_s und fh werden im Eingangskreis der Röhre a zusammengeführt, so daß im Ausgangskreis der Röhre a' die gewünschten Schwebungswellen /_s — f_h und /_s -f- ff, in auf dieselben abgestimmten Kreisen ausgesiebt auftreten. Die unmodulierten Schwingungen f_s -f- ff, werden einerseits dazu verwendet, um im Eingangskreis der Röhre b mit den nur ein Seitenband besitzenden modulierten Schwingungen f_s — ff, zusammengeführt zu werden und in dem entsprechend abgestimmten Ausgangskreis der Röhre b als modulierte, nur ein Seitenband besitzende Schwebungswelle der Frequenz 2 /_s aufzutreten. Die unmodulierten Schwingungen f_s — fi,, welche dem Ausgangskreis der Röhre α entnommen werden, werden ferner mit den unmodulierten Schwingungen der Frequenz /_s -\- f_h im Eingangskreis der Röhre V zusammengeführt, so daß man im Ausgangskreis dieser Röhrenstufe die unmodulierte Frequenz 2/_s erhält. Diese unmodulierte Frequenz 2 /_s wird wiederum dem Eingangskreis der Röhre a' zugeführt, so daß man in entsprechend abgestimmten Kreisen des Anodenkreises der Röhre α' auch die Schwebungen 2/_s — f_h und ² fs + fh erhält. Auf den Gitterkreis der

Röhre c wirken sowohl die dem Anodenkreis der Röhre b entnommenen einseitig modulierten Schwingungen der Frequenz 2/_s wie auch die Hilfsfrequenz f_h ein, so daß man im Ausgangskreis der Röhre c die Frequenz 2/_s — //, moduliert erhält. Diese Frequenz wird mit der dem Ausgangskreis der Röhre α entnommenen Frequenz 2f_s-\-f_h unmoduliert im Eingangskreis der Röhre d zusammengeführt,

ίο so daß in dem Ausgangskrcis dieser Röhre die einseitig modulierte Schwebungsfrequenz 4/_s auftritt. In der Röhre b" werden die dem Ausgangskreis der Röhre a' entnommenen Schwingungen 2/_s—■ f_h und 2/_s + f_h zu der Schwebungsfrequenz 4/_s kombiniert. Auf den bei a, b angeschlossenen Verbraucher wirken die einseitig modulierte Frequenz 4/s (entnommen dem Ausgangskreis der Röhre d) und die unmodulierte Frequenz 4/_s (entnommen dem Ausgangskreis der Röhre //') zusammen, derart, daß je nach Wunsch 'He Trägerwelle 4/_s vollkommen unterdrückt wird oder aber in gewünschter Stärke auftritt.

In der Abb. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher Einseitenbandausstrahlung ohne Unterdrückung der Trägerwelle erfolgt. Es ist in den Kreisen, welche keine modulierten Wellen führen, von der bekannten Oberwellenerzeugung unter Benutzung von Röhrenkreisen mit nicht linearer Charakteristik Gebrauch gemacht. Die Anordnung ähnelt einer Anordnung gemäß Abb. 2. Es findet lediglich im Eingangskreis der Röhre c Zuführung der unmodulierten Frequenz 2/7, statt, so daß im Ausgangskreis dieser Röhre die Frequenz, welche mit einem Seitenband moduliert ist, 2f_s — f_h auftritt. Im Ausgangskreis der Röhre b' wird andererseits die Frequenz zweimal f_s + fj, unmoduliert erzeugt und dem Eingangskreis der Röhre d zugeführt, so daß im Ausgangskreis derselben die mit einem Seitenband modulierte Frequenz 4f_s als Schwebungsfrequenz auftritt.

Es kann das Verfahren weiter fortgesetzt werden, wobei in dem Ausgangskreis der Röhre b' die Frequenz 4 f_s -f- f_h entnommen werden kann, um mit der einseitig modulierten Frequenz 4/_s — f_h, welche durch Überlagerung mit der Frequenz 4/_ft aus der Frequenz 4/_s gebildet werden kann, zur Schwebung gebracht zu-werden.

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Frequenzverdopplung bzw. mehrfachen Frequenzverdopplumg, dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung des an sieh bekannten Überlagerungsfrequenztransponierungsverfahrens aus der Grundfrequenz (/_s) und einer Hilfsfrequenz {fh) ihre Summen- und DifFerenzfrequenzen (/s-j-/λ und /_s — /_Λ) gebildet werden und aus diesen Summen- und Differenzfrequenzen wiederum unter Benutzung des Heterodyne-Verfahrens die doppelte Frequenz (/₄) erzeugt und dieses Verfalrreii gegebenenfalls wiederholt wird.
2. Verfahren zur mehrfachen Frequenzverdopplung modulierter Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreisen, in welchen eine Frequenzvervielfachung der modulierten Ströme stattfindet, das Heterodyne-Verfahren Anwendung findet, in den Stromkreisen hingegen, in welchen die mit den modulierten Schwingungen zu kombinierenden unmodulierten Ströme vervielfacht werden, das bekannte Verfahren der Harmonischenbildung durch Röhren verzerrender Charakteristik Anwendung findet.
3. Schaltung zur Einseitenband-Hochfrequenzübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hochfrequenzgeneratoren (f_s und /_Λ) vorgesehen sind, die Schwingungen des Generators (/_s) zunächst einer Modulationsstufe zugeführt, die modulierten Schwingungen der Frequenz (/_s) mit den Schwingungen des Hilfsgenerators (f_ft) zur Schwebung gebracht werden und Mittel zur Unterdrückung des einen Seitenbandes und gegebenenfalls auch der Trägerwelle in der die Ströme von der Frequenz (/_s — f_h) führenden Stufe vorgesehen sind.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer folgenden, vorzugsweise der Endstufe, unmodulierte, mehrfach verdoppelte Schwingungen in geeigneter Stärke zugesetzt werden.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den unmodulierten Schwingungen (/_s und fh) gebildetenSchwebungsf requenzen {f_s — fh) in einer weiteren Stufe zu der Summenfrequenz (ßf_s) kombiniert und diese Frequenzen in den Kreis zurückgeführt werden, in welchem die Frequenzen {f_s und fh) kombiniert werden, so daß der die Kombinationsfrequenzen (f_s — f_h und fs + fh) führende Ausgangskreis in weiteren abgestimmten Kreisen auch die Frequenzen (2 f_s — f_h und 2f_s-\- fh) nutzbar zu machen gestattet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen