DE690729C - Schaltungsanordnung fuer Sender, bei denen die Traegerfrequenzamplitude entsprechendeiner von den Modulationsamplituden abgeleiteten Gleichspannung geaendert wird - Google Patents

Description

Zur Modulierung ,eines verstärkten Trägers von unhörbarer bzw. Hochfrequenz gibt es eine Reihe von Verfahren. Ein zweck-■ mäßiges Verfahren ist z. B. die Modulierung eines Hochfrequenz-C-Verstärkers durch einen Modulations-B-Verstärker bei konstantem¹ Träger. Eine solche Schaltung hat einen recht guten Wirkungsgrad, jedoch ist die in dien Modulationspausen und währeind schwacher Modulierung ausgestrahlte Leistung übermäßig hoch. Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, von den Modulatinsströmen einen Gleichstrom abzuleiten, dessen Größe abhängig von der Modulationsstärke ist und durch diesen Gleichstrom den Arbeitsruhepunkt der Modulations charakteristik zu verschieben. Zur Durchführung einer solchen Trägerregelung können z.B. dem· Gitter einer Hochfrequenzverstärkerstufe die Modulationsströme und gleichzeitig eine durch Gleichrichtung der ModulatLonsströrne erhaltene Gleichspannung als variable Vorspannung zugeführt werden. Bei einer anderen bekannten Schaltung mit Trägerregelung wird die Anodenspannung in der Endstufe eines Hochfrequenzerzeugersi moduliert und gleichzeitig durch die gleichgerichteten mittleren Modulationsströme variiert.

Bei der Erfindung wird die Verwendung eines besonderen Gleichrichters zur Erzeugung der Regelgleichspannung vermieden, indem die Gleichspannung zur Änderung der Trägerfrequenzamplitude von dem Anodengleichstrom' erzeugt wird, der in einer als B-Verstärker geschalteten Modulationsverstärkerstufe fließt. Bekanntlich tritt in einem B-Verstärker eine Gleichstromkomponente auf, so daß diese Gleichstromkomponente zur Trägerregelung benutzt werden kann. Der Erfindungsgedanke besteht also· in der gleichzeitigen Verwendung eines B-Verstärkers zur Modulation und zur TrägerweEenregelung.

In Ausführung dieses Gedankens werden zwei Beispiele gegeben, die in Abb. 1 und 4 schaltbildmäßig dargestellt sind. Die Abb. 2 zeigt die Spannungsverhältnisse in den Ausgangskreisen des Systems gemäß der Abb. i, während Abb. 3 Kennlinien für die Signalspannung und den Ausgangsstrom dieses Systems zeigt.

In Abb. ι ist 10 eine Träger wellenquelle von überhörbarer bzw. Hochfrequenz, deren Schwingungen in der Röhre 11 erzeugt werden. Diese Trägerwellen werden der Verstärkerstufe 12 aufgedrückt, die eine im- C-Betrieb arbeitende Röhre 13 enthält mit Ka-

thode 14, Gitter 15 und Anode 16 sowie Heiztransformator ij. Die Signalströme werden von. dem Mikrophon 18 über die Niederfrequenzverstärkerstufe 19, die die Röhre 20 und den Transformator 21 enthält, einem Modula¹' tor 22 zugeführt^ der zwei im Gegentakt ge schaltete B-Verstärkerröhren 23 mit Anoden 24 und Kathoden. 25 enthält. Der Ausgangstransformator 27 ist 'mit der Primärwicklung 26 durch eine den· Kondensator 29 -enthaltende Leitung mit den Kathoden 25 verbunden, deren Beheizung über die Leitungen 31 von dem Transformator 30 erfolgt.

Der Anodenstrom für die verschiedenen Röhren wird von der Quelle 32 geliefert. Die erforderliche Anodenspannung der Verstärkerröhre 13 und den Modulatorröhren 23 zuzuführen und die Verbindungen herzustellen, wodurch der Träger durch die Signalströme moduliert wird, ist die Hochspanmingsquelle 32 erfindungsgemäß mit den Ausgangskreisen des Verstärkers 12 und des Modtilators 22 in Reihe verbunden. Diese Reihenverbindung verläuft folgendermaßen:

Batterie 32, Leitung 33, Sekundärwicklung 28 des Transformators 27, Ausgangskreis 34 der Röhre 13, Anode 16, Kathode 14, Leitungen 3 5, Sekundärwicklung 36 des Heiztransformators 17, Leitung 37, Primärwicklung 26 des Transformators 27, Anoden 24 und Kathoden 25 der Röhren 23, Leitungen 31, Sekundärwicklung 38 des Heiztransformators 30, Leitung 39; zurück zur Batterie.

Im Betriebe ist unter normalen Modulationsbedingungen innerhalb des Bereiches vom Minimum zum Maximum der von dem Mikrophon zugeführten. Signalströme die Impedanz des Anoden-Kathoden-Kreises bzw. die Anodenimpedanz der Verstärkerröhre 13 im wesentlichen, konstant. Die Impedanz des Anoden-Kathoden-Kreises bzw. die Anodenimpedanz des Modulators 22 ist jedoch nicht konstant, sondern, ändert sich innerhalb des Modulationsbereiches¹. Wenn keine Modulation vorhanden ist, bilden die Modulatorröhren 23 eine hohe Impedanz für den Anodenstrom in dem aus der An©denbatterie32 und den Anodenkreisen 13 und 23 gebildeten Serienkreis. Unter diesen Bedingungen ist derjenige Teil der Gesamtspannung, sie beträgt beispielsweise 600 Volt an den Klemmen der Batterie 32, der am 'Modulatoranodenkreis liegt, verhältnismäßig hoch und derjenige Teil der Gesamtspannung, der an dem Anodenkreis des¹ Hochfrequenzverstärkers liegt, Mein, wie man aus Abb. 2 erkennt.

Wenn- der Modulationsgrad von Null auf

iooo/o steigt, wie in Abb. 2 dargestellt, bilden die Modulatorröhren 23 für den Anodenstrom im Serienkreis eine stetig abnehmende Impedanz. Unter diesen Bedingungen wird, da die Impedanz des Hochfrequenzverstärkers im wesentlichen, konstant ist, der Teil der Ge- ^Samtspannung, der an. den Modulatorröhren $y liegt, entsprechend mit der Abnahme der ;~\nodenimpedanz des Modulators abnehmen _t Und derjenige Teil der Gesamtspannung, der an dem Hochfrequenzverstärker 13 liegt, entsprechend zunehmen.

Das Aufdrücken einer Spannung von einer Quelle 32 auf den Anodenkreis des Verstärkers 13, welche sich, wie oben beschrieben, entsprechend mit der Änderung des den Modulatorröhren 23 zugeführten Signalstromes ändert, bewirkt, daß die Trägeramplitude im Ausgang von 13 entsprechend der mittleren Amplitude der signalfrequenten Wellen geändert wird. Gleichzeitig jedoch werden Modulationsspannungen entsprechend den durch' das; Mikrophon 18 erzeugten Spannungen, der Anode 16 des Verstärkers 13 aufgedrückt. Die Mikrophonströme werden in den Verstärkern 19 und 23 verstärkt, und es werden dann die Modulationsspannungen von dem &5 Modulator auf die Röhre 13 durch die Sekundärwicklung 28 übertragen, die in Reihe mit der Anodenibatteiie32 und dem Anodenkreis von 13 liegt.

Es ist also die Größe des Trägers im Aus- 9» gang von 13 eine Funktion des Anodenstromes in dieser Röhre, der seinerseits bestimmt wird erstens durch die sich ändernde Impedanz der Modulatorröhren 23 und zweitens durch die Größe des von dem Mikrophon, gelieferten Signalstromes. Während dabei der Träger im Ausgang· von 13 sich mit der mittleren Amplitude des Signalstromes ändert, haben die Änderungen- der ModulationshüJlkurve dieselben Amplituden wie bei Modula- <oo tionssystemen mit konstantem Träger. Dieses ist in Abb. 3 dargestellt, wo die Signalwellei 40- bewirkt, daß die Umhüllende der trägerfrequenten, Schwingungen, wie in Kurve 41 gezeigt, entsprechend der Signal welle moduliert wird.

Bei der Ausführung 'eines Systems gemäß Abb. ι ist es vorteilhaft, im Modulator die Vorspannung Null und Röhren von einem hohen Verstärkungsgrad zu verwenden. Bei "« solchen Röhren ist der Anodenstrom bei Vorspannung Null klein und nimmt mit zunehmender Anodenspannung in geringem Maße zu. Die Verwendung dieser Röhren als Modulatoren gestattet eine Verringerung des Trägerwellenpegels auf etwa ¹Zs oder einen noch kleineren Bruchteil des Wertes für iooo/oige Modulation. Das bedeutet eine Verminderung der Leistung im Ausgang des Hochfrequenzverstärkers auf 40/0 oder weniger des Maximalwertes der Trägerwelle, die bei looo/oiger Modulation auftritt. Dieses Abnehmen des

Trägerwellenpegels kann geregelt werden entsprechend dem verschiedenen Verstärkungsfaktor von verschiedenen der Röhren oder durch die Verwendung einer !deinen (nicht gezeichneten) Vorspannung an den Modulatorröhren oder durch einen zusätzlichen Widerstand 42 parallel zum· Kondensator 29 des Modulatorkreises, wodurch das Ansteigen der Anodenspannung in den Modulatorröhren begrenzt wird.

Bei der Ausführung der Erfindung gemäß Abb. ι ist zu beachten, daß der Trägerwelleneingang, der von 'der Trägerwellenquelle 10 dem Verstärker 13 zugeführt wird, in dem üblichen Fall zu iooo/₀ moduliert werden muß. Die Modulatorröhren 23 müssen die Hälfte des Maximalwertes der signalfrequenten Leistimg liefern, die von den Ausgangsklemmen des Transformators 21 abgenommen wird. Wenn der Gesamtwirkungsgrad des: Modulatoranodenkreises für 100 o/oige Modulation mit 500/0 angenommen wird, dann wird die Anodenkreiseingangsleistung der Modulatorröhren 23 gleich der Anodenkreiseingangsleistung des Verstärkers 13 sein. Da der von der Batterie 3 2 gelieferte Anodenstrom in dem Serienkreis, bestehend aus den Anodenkreisen von 23 und 13, durchgehend derselbe sein muß, wird sich daher idiie Ano'denispannung für 100O/0 Modulation in gleicher Weise zwischen dem Modulator und dem Hochfrequenzverstärker verteilen. Diese letztere. Bedingung ist in Abb. 2 dargestellt;, wo bei 100 0/0 Signalspannung die Spannung am Modulator gleich der Spannung am Hochfrequenzverstärker dargestellt ist.

In praktischen. Fällen sollte es jedoch möglich sein, 100 o/oige Modulation der Trägerwelle zu erhalten, wenn die Anodenspannung des Modulators bei 100 0/0 Signälspannung etwas kleiner ist als die Anodenspannung des Hochfrequenzverstärkers, da der Gesamtwirkungsgrad des die Röhren 23 enthaltenden B-Modulators 600/0 oder mehr sein soll, angenommen einen Signalaus|gangstransformator mit gutem Wirkungsgrad.

Der Kondensator 29 ist so bemessen, daß seine Reaktanz klein im Vergleich mit dem Belastungswiderstand des Modulators bei der geringsten gewünschten Signalfrequenz ist.

Bei dem Betrieb eines Senders mit B-Modulatorröhren in. der üblichen Anordnung hat sich gezeigt, daß der Anodenleistungseingang des Modulators bei Signal Null und 300 Volt ungefähr 10 Milliampere betrug, während der Anodenstrom bei iooo/₀ Modulation ungefähr 100 Milliampere betrug. Der gesamte Anodenleistungseingang des, Modulators und Hochfrequenzverstärkers betrug bei der bisherigen Anordnung 40 Watt bei 250/0 durchschnittlicher Modulation, wobei eine Hochfrequenzverstärkereingangsbelastung von ι οσ Milliampere bei 300Volt, d.h. 30Watt, .eingeschlossen war.

Vergleicht man die Arbeitsweise dieser früheren Systeme mit B-Modulatoren mit der Arbeitsweise eines ähnlichten Systems gemäß der Erfindung nach Abb. i, so zeigt sich, daß in letzterem Falle der Leistungs eingang¹ nach den Anodenkreisen des Modulators¹ und nach dem Anodenkreis· des Hochfrequenzverstärkers für dieselbe durchschnittliche Modulation 24Watt beträgt, d.h. wenig mehr als die Hälfte der für die frühere Anordnung benötigten Leistung.

Die Ausführungsform gemäß Abb. 4 enthält wie die Ausführungsform gemäß Abb. 1 die Trägerquelle 10, den Hochfrequenzverstärker 43, das Mikrophon. 18, den Signalverstärker 19 und den Modulator 22. Es liefert jedoch hier die Batterie 32 Strom einer Reihenschaltung, enthaltend, wie in Abb. 1, 'die Anodenkreise der Modulator-B-Röhren 23 und außerdem, anstatt des Ausgangskreises des Hochfrequenzverstärkers, einen Widerstand 44, der, zweckmäßig in Reihe mit einer Vorspannungsbatterie 45, im Gitter-Kathoden-Kreis des Hochfrequenzverstärkers 46 liegt. Zum Zwecke des Aufdrückens der signalfrequenten Spannung auf den Widerstand 44 zur Erzielung der Modulation des Trägers ist in der Rückleitung vom Widerstand 44 die Sekundärspule 28 des Mo dulato rausgangs transformator s 27 angeordnet.

Die Schaltung gemäß Abb. 4 bildet demnach ein seriengeschaltetes Gittervorspannungsmodulationsisystem, indem der Hochfrequenzverstärker 46 ein solcher ist, der sich für das Gittervorspannungsmodulationsverfahren 'eignet. Im Betrieb wird eine konstante, dem Gitter 47 des Hochfrequenzverstärkers 13 zugeführte Vorspannung zwecks Modulation der Trägerwelle durch den Spannungsabfall am Widerstand 44 geändert, der sich entsprechend den Signalfrequenzen ändert, 'die dem ">5 Serienkreis vom Modulator 22 aufgedrückt werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Schaltungsanordnung für Sender, bei 11 ο denen die Trägerfrequenzamplitude entsprechend einer von den Modulationsamplituden abgeleiteten Gleichspannung geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung von dem· Anodengleichstrom erzeugt wird, der in einer als B-Verstärker geschalteten Modulationsverstärkerstufe fließt.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 1) der . Gegentakt-B-Verstärker nach Art der Serienmodulation, als Gleichstromwider-

   stand im Anodenkreis der Trägerfrequenzröhre liegt und die dem Gegentakt-B-Verstärker entnommenen Modulationsspannungen vorzugsweise der Anode der Trägerfrequenzröhre zugeführt werden.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 4) der Anodengleichstrom des Gegentakt-B-Verstärkers einen im Gitterkreis der Trägerfrequenzröhre liegenden Widerstand durchfließt und die dem Gegentakt-B-Verstärker entnommenen Modulationsspannungen vorzugsweise der Anode der Trägerfrequenzröhre zugeführt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen