DE735909C - Modulationsanordnung - Google Patents

Description

I 63970

Die Erfindung bezieht sich auf Modulationsanordnungen, bei denen die Übertragung der unmodulierten Trägerwelle und der anderen unerwünschten Frequenzkomponenten im wesentlichen verhütet wird.

Zu diesem Zweck sind abgeglichene Gleichrichterbrückenanordnungen bekannt, bei denen eine Trägerwelle der Brücke symmetrisch in bezug auf die Anschlußpunkte der Belastung zugeführt wird, so daß beim Ausbleiben der Modulationsscliwingung keine Trägerfrequenz in den Belastungskreis gelangt, während die Modulation den Abgleich der Brücke stört, so daß die Modulationsprodukte dem Belastungskreis zugeführt werden.

Wenn bei solchen Anordnungen für eine der aufgedrückten Spannungen ein breites Frequenzband in Frage kommt, wie z. B. bei der Fernsprechübertragung oder besonders beim Fernsehen, so ist es erfox'derlich, daß die abgeglichenen Spulen einen sehr großen Bereich von Signalfrequenzen übertragen. Infolgedessen kann der Aufbau und die Herstellung der Spulen schwierig und unwirtschaftlich werden. Bei allen bekannten doppelt abgeglichenen Systemen werden eine oder mehrere Spulen verwendet, und einzelne von ihnen müssen den vollen Bereich der aufgedrückten Frequenzen, die das Signalband darstellen, übertragen.

Bei der Anwendung von billigen Modulationseinrichtungen, wie z. B. Kupferoxydgleichrichtern, werden jedoch die Modulatoren weniger kostspielig als die Spulen. Infolgedessen ist es zur Verringerung der (Kosten zweckmäßig, die Anzahl der zur Verwendung kommenden Modulatoren zu vergrößern, falls dies eine Verringerung in der

Anzahl der erforderlichen Spulen zur Übertragung des breiten Frequenzbandes ermöglicht. Bei dem erfindungsgemäßen System werden 16 !Modul?toren verwendet, mit dem Ergebnis, daß alle Spulen in dem Teil der Schaltung, der zur Übertragung der breiten Frequenzbänder dient, in Fortfall kommen. Obgleich auch ferner zum Aufdrücken der Trägerwelle auf das System Spulen verwendet ίο werden, brauchen diese Spulen doch nur eine einzige Frequenz zu übertragen, und es sind nicht mehr als vier Spulen nötig.

Gemäß der Erfindung wild eine vorzugsweise aus Gleichrichtern bestehende Modulationsanordnuug verwendet, die in Form einer Wheatstoneschen Brücke angeordnet ist, die im folgenden als Primärbrücke bezeichnet werden soll. Jeder Zweig der Primärbrücke besteht aus einer Gruppe von vier Gleichrichtern, die selbst in Form einer Wheatstoneschen Brücke angeordnet sind, welche im folgenden als Sekundärbrücke bezeichnet wird. Die Gleichrichter in den Sekundärbrücken sind so angeordnet, daß sie gleiches zeitig eine Vorspannung haben, die sie in einen leitfähigen Zustand versetzt oder die sie unter der Steuerung einer einem Paar von diagonal gegenüberliegenden Ecken aufgedrückten Trägerwelle in einen nichtleitfähigen Zustand versetzt. Die Sekundärbrücke ist in der Primärbrücke an dem anderen Eckenpaar angeschlossen.

Zum Aufdrücken der Trägerwelle auf die vier Sekundärbrücken in der richtigen Phasenlage für jede Sekundärbrücke, in der zwei gegenüberliegende Arme der Primärbrücke leitfähig werden, während die anderen beiden Arme nicht leitfähig gemacht werden, ist ein Transformator mit mehreren Wicklungen vorgesehen. Die Signalquelle und der Belastungskreis liegen in entgegengesetzten Diagonalen der Primärbrücke. Die Einwirkung der Trägerwelle verursacht eine periodische Umkehr der Verbindungen zwischen der Signalquelle und der Belastung. Diese Umkehr tritt in einem Maße auf, das durch die Trägerfrequenz bestimmt ist, so daß eine reine modulierte Welle, die frei von der Signalfrequenz und der unmodulierten Trägerfrequenz ist, auf die Belastung übertragen wird. Der Transformator braucht nur die Trägerfrequenz zu übertragen, da die Signalfrequenz und die Seitenbänder der modulierten Welle keine Windung des Transformators durchlaufen. Die Erfindung soll an Hand der Abbildungen näher erläutert werden.

In Abb. i, die ein Schaltbild für eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, sind die Verbindungspunkte A, B, C, D die'Ecken der Primärbrücke. Der Primärbrückenzweig AB enthält eine Sekundärbrücke 1, die wiederum aus den Modulatoren oder Gleichrichtern 11, 12, 13, 14 zusammengesetzt ist. In ähnlicher Weise enthält der Zweig BC eine Sekundärbrücke 2, deren Zweige aus den Gleichrichtern 21, 22, 23, 24 bestehen. Der Arm CD enthält die Brücke 3 mit den Sekundärzweigen 31, 32, 33, 34, während der Zweig DA die Brücke 4 mit den Sekundärzweigen 41, 42, 43, 44 enthält. Die iö Gleichrichter sind vorzugsweise einander gleich. Die Richtung ihrer Leitfähigkeit ist durch die Pfeilrichtung in dem Symbol für den Gleichrichter dargestellt. An die Diagonale BD der 'Primärbrücke ist eine Signalquelle 5 angeschlossen, während ein Belastungskreis 7 in der Diagonalen AC liegt. An die Primärwicklung 60 des Transformators T, der mehrere Sekundärwicklungen 6i, 62, 63 und 64 besitzt, ist die Quelle der Trägerfrequenz 6 angeschlossen. Es wird angenommen, daß die Sekundärwicklungen alle in der gleichen Richtung gewickelt sind, so daß man annehmen kann, daß die induzierten Ströme in jedem Augenblick in allen Spulen von unten nach oben oder in der umgekehrten Richtung fließen. Die tatsächliche Wicklungsrichtung der Wicklungen des Transformators kann natürlich in irgendeiner geeigneten Weise gewählt und die Verbindungen zwischen den Spulen und der Brücke können so hergestellt werden, daß sich die gewünschte Phasenbeziehung ergibt. Zur Bestimmung dieser Phasenbeziehung soll angenommen werden, daß die Ströme in allen Spulen von unten nach oben fließen. Die An-Schlüsse der Sekundärbrücke sind dann so auszuführen, daß der Strom in der Spule 61 entgegengesetzt zur Durchlaßrichtung aller Gleichrichter der Sekundärbrücke 1 fließt, während der Strom in "der Spule 63 entgegengesetzt zu der Durchlaßrichtung der Gleichrichtung der Brücke 3 fließt. Die Strome in den Spulen 62 und 64 fließen in der Durchlaßrichtung der Gleichrichter in den Brücken 2 und 4.

Beim Betrieb des Systems nach Abb. 1 ist die Primärbrücke mit Ausnahme der Einwirkung der Trägerfrequenzquelle 6 abgeglichen, so daß die Signalquelle 5 im wesentlichen keinen Strom zur Belastung 7 fließen lassen kann. Die Trägerfrequenzqnelle dient bei ihrer Einwirkung auf die Gleichrichter dazu, die Brücke zunächst auf einer Seite und dann auf der anderen Seite in den unabgeglichenen Zustand zu versetzen, so daß ein Signalstrom in Impulsen auf die Belastung in einem Maße fließen kann, das durch die Trägerfrequenz bestimmt ist. Andererseits dient die Brücke zur Umkehr der Verbindungen zwischen der Signalquelle und der Belastung in einem durch die Trägerfrequenz bestimmten Maß. Außerdem wirkt die Brücke als

Kommutator, der mit der Trägerfrequenz arbeitet.

Um nähere Einzelheiten der Wirkung des Systems zu betrachten, soll angenommen werden, daß die Trägerfrequenzquelle in einem gegebenen Augenblick in jeder der Spulen 61, 62, 63, 64 einen von unten nach oben fließenden Strom produziert. Dann sind, wie vorher erwähnt, die induzierten Trägerströme der Durchlaßrichtung entgegengerichtet, d. h. sie blockieren die Gleichrichter der Sekundärbrücken ι und 3,. während sie die Leitfähigkeit der Gleichrichter in den Sekundärbrücken 2 und 4 unterstützen. Infolgedessen entsteht für die Signalspannungen ein Strompfad über die Primärbrückenzweige AD und BC zum Belastungskreis, wie er durch die ausgezogenen Linien in Abb. 2 dargestellt ist. Natürlich ist der Signalstrom dem Trägerstrom in den leitfähigen Gleichrichtern überlagert. Dieser Schaltzustand dauert fort, bis die Trägerwelle ihre Polarität umkehrt, so daß die Sekundärbrücken 1 und 3 leitfähig werden, während die Brücken 2 und 4 blockiert werden. Die leitfähigen Strompfade sind jetzt mit AB und CD durch die ausgezogenen Linien der Abb. 3 dargestellt. Vergleicht man die Abb. 2 und 3, so ergibt sich ohne weiteres, daß die Wirkung der Brücke unter der Steuerung der Trägerfrequenz derart ist, daß die Verbindungen .zwischen der Signalquelle und dem Belastungskreis mit jeder Umkehr der Trägerwelle \-ertauscht werden. Infolge dieser Wirkung entsteht in bekannter Weise eine Modulationsträgerwelle in dem Belastungskreis. Die Wirkung der Schaltung nach Abb. ι als doppelt abgeglichener Kreis ist grundsätzlich die gleiche wie bei den bekannten Anordnungen, bei denen die Signalquelle, die Trägerfrequenzquelle und der Belastungskreis wechselseitig konjugierte Lagen im System einnehmen. Infolge dieser Lagen wird eine einfache Übertragung von der Signalquelle auf die Trägerfrequenzquelle oder auf den Belastungskreis im wesentlichen verhindert. In gleicher Weise wird eine einfache Übertragung von der Trägerfrequenzquelle auf die Signalquelle oder den Belastungskreis im wesentlichen verhindert. Außerdem würde eine im Belastungskreis angeordnete Spannungsquelle nicht in der Lage sein, auf die Signal quelle oder die Trägerfrequenzquelle übertragen zu werden. Mit einfacher Übertragung ist in diesem Zusammenhang eine Übertragung ohne Frequenzänderung und ohne das Eintreten eines irgendwie gearteten Modulationsvorganges gemeint. Bei der Schaltung nach Abb. 1 wird die Trägerfrequenz in jeder der Sekundärbrücken abgeglichen, so daß von der Trägerfrequenzquelle kein Strom zur Signalstromquelle oder zum Bclastungskreis in irgendeinem Augenblick fließen kann. Dabei ist zu beachten, daß der Abgleich der Sekundärbrücken während des Betriebes des Systems nicht gestört 6g wird. Das System arbeitet also in der Weise, daß es die Trägerfrequenz unterdrückt.

Zur -Erzielung eines guten Abgleiches sind die obenerwähnten Gleichrichter vorzugsweise gleich. Mit den heute üblichen Herstellungsverfahren macht es, insbesondere wenn Kupferoxydgleichrichter verwendet werden, keine Schwierigkeiten, die Gleichrichter einander gleichzumachen. Wenn gewünscht, kann jeder der in Abb. 1 dargestellten Gleichrichter aus zwei oder mehreren Gleichrichtern zusammengesetzt sein, um möglichst genau identische Brückenzweige zu erhalten. Die \ erwendung von mehreren Gleichrichtern ist natürlich ein Mittel, um eine mittlere Arbeitscharakteristik zu erzielen, die der mittleren Arbeitscharakteristik eines anderen Gleichrichtersatzes besser angepaßt ist als die Charakteristik eines Gleichrichters der eines anderen Gleichrichters.

Die Wicklungen 61, 62, 63 und 64 sollen gleichfalls gut abgeglichen sein, d. h. sie sollen vorzugsweise identisch und zur Spule 60 symmetrisch sein. Diese Wicklungen brauchen jedoch, wie oben erwähnt, nur für eine einzige Frequenz, nämlich die Trägerfrequenz, bestimmt sein. Infolge des doppelten Abgleiches durchläuft die Signalspannung und die modulierte Trägerspannung nicht diese Wicklungen.

Es ist klar, daß die Signalspannungsquelle 5 und der Belastungskreis 7 miteinander vertauscht werden können, ohne daß die Arbeitsweise der Schaltung im wesentlichen beeinflußt wird. Die Modulatoren können von irgendeiner beliebigen Art sein und brauchen nicht Gleichrichter zu sein. Beispielsweise können irgendwelche Anordnungen verwendet werden, die in zwei Richtungen verschiedene Leitfähigkeit haben, und sie können in bekannter Weise durch Gitter oder andere Mittel gesteuert werden außer der direkten Zuführung der Trägerwelle. Die Signalspannungsquelle kann auch durch eine Spannungsquelle ersetzt werden, die modulierte Fre- queixzen liefert. In diesem Fall kann die Schaltung nach Abb. 1 als Detektor oder Demodulator betrieben werden, und die demodulierten Zeichen können im Belastungskreis empfangen werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Modulationsanordnung, die aus einer Gleichrichterbrücke besteht, bei der eine Wechselstromquelle an alle Zweige angeschlossen ist und eine andere Wechselstromquelle und eine Belastung an ent-

   gegengesetzten Diagonalen der Brücke liegen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Gleichrichterelementen besteht, die in Form einer primären Wheatstoneschen Brücke angeordnet sind, deren Brückenzweige je vier Gleichrichterelemente enthalten, die selbst in Form einer sekundären Wheatstoneschen Brücke mit je einer ihrer Diagonalen in einen Zweig der Primärbrücke eingeschaltet sind, und daß Mittel vorgesehen sind, um abwechselnd ein Paar von gegenüberliegenden Zweigen der Primärbrücke nach dem anderen Paar leitfähiger zu machen.
2. 2. Modulationsanordnung· nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit mehreren Wicklungen ausgerüsteter Transformator vorgesehen ist, über den eine Trägerfrequenzquelle an der freien Diagonale jeder der sekundären Brückenanordnungen liegt und der so ausgebildet ist, daß die Phasenlage der einem Paar von gegenüberliegenden Brückenzweigen der Primärbrücke aufgedrückten Trägerfrequenzen entgegengesetzt zu der Phasenlage der dem anderen Paar von Primärbrückenzweigen aufgedrückten Trägerfrequenz ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen