DE890663C

DE890663C - Arrangement for demodulating frequency-modulated electromagnetic waves

Info

Publication number: DE890663C
Application number: DENDAT890663D
Authority: DE
Inventors: Munchen-SoMn Dipl.-Ing. Eduard Seitoi
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1953-08-13

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Demodulation frequenzmodulierter elektromagnetischer Wellen, wie sie beispielsweise unter dem Namen Diskriminator bekannt ist. Eine bekannte Anordnung ist in Fig. ι dargestellt. Sie besteht aus den miteinander gekoppelten Resonanzkreisen ι und 2 und den nicht näher bezeichneten Gleichrichtern, Widerständen und Kondensatoren. Vom Resonanzkreis ι führt außerdem eine kapazitive Verbindung ίο zu einem Mittelpunktsanschluß der Induktivität des Resonanzkreises 2. Führt man an die Eingangsklemmen α des Resonanzkreises ι eine frequenzmodulierte Spannung, so erhält man an den Ausgangsklemmen b der Schaltungsanordnung die demodulierte Nachricht. Eine solche Schaltungsanordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß die beiden Resonanzkreise kein gemeinsames Nullpotential aufweisen können. Auch ist eine solche Schaltungsanordnung ungünstig zum Aufbau der Anordnung mit Hilfe von Hohlraumresonatoren, koaxialen Resonanzkreisen od. dgl.The invention relates to an arrangement for demodulating frequency-modulated electromagnetic waves, such as is known, for example, under the name discriminator. A known arrangement is shown in Fig. Ι. It consists of the mutually coupled resonance circuits ι and 2 and the unspecified rectifiers, resistors and capacitors. From the resonance circuit ι also leads a capacitive connection ίο to a center connection of the inductance of the resonance circuit 2. If a frequency-modulated voltage is applied to the input terminals α of the resonance circuit ι, the demodulated message is obtained at the output terminals b of the circuit arrangement. However, such a circuit arrangement has the disadvantage that the two resonance circuits cannot have a common zero potential. Such a circuit arrangement is also unfavorable for the construction of the arrangement with the aid of cavity resonators, coaxial resonance circuits or the like.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Anordnung zur Demodulation von frequenzmodulierten elektromagnetischen Wellen verschiedene Gleichrichterzweige über je zwei getrennte Kopplungselemente an verschiedene Kreise eines Filters bzw. an FilterelementeAccording to the invention are in an arrangement for demodulating frequency-modulated electromagnetic Waves different rectifier branches via two separate coupling elements each to different ones Circles of a filter or of filter elements

so induktiv gekoppelt, daß eines der Kopplungselemente im entgegengesetzten Sinne wie die andern einwirkt.so inductively coupled that one of the coupling elements in the opposite sense as the other acts.

Zur näheren Erläuterung ist in Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel dargestellt. In der Figur ist ein kapazitiv gekoppeltes Bandfilter angegeben, an dessen Induktivitäten die in den Gleichrichterzweigen der ' Gleichrichter Gl₁ und Gl₂ liegenden, als Kopplungselemente wirkende Induktivitäten L₁, L₂, L₃ und L₄ ίο angekoppelt sind, und zwar so, daß die Induktivitäten L₁ und L₂ untereinander gegensinnig auf die Induktivität des ersten Bandfilterkreises und' die beiden Induktivitäten L₃ und L₄ gleichsinnig auf die Induktivität des zweiten Bandfilterkreises koppeln. Der Kopplungssinn ist durch die zwischen die Induktivitäten gezeichneten Pfeile angedeutet. Durch die Gleichrichterwirkung der Gleichrichter Gl₁ und Gl₂, entstehen an den Kondensatoren 3 und 4 Spannungsschwankungen, deren Summe an den Ausgangsklemmen c zur Verfügung steht.For a more detailed explanation, an embodiment is shown in FIG. In the figure, a capacitively coupled band filter is indicated, to whose inductances the _{inductances L 1} , L ₂ , L ₃ and L ₄ ίο located in the rectifier branches of the rectifiers Gl ₁ and Gl ₂ and acting as coupling elements are coupled, namely as follows: that the inductances L ₁ and L _{2 are} mutually opposite to the inductance of the first band filter circuit and ' _{couple the two inductances L 3} and L _{4 in the} same direction to the inductance of the second band filter circuit. The sense of coupling is indicated by the arrows drawn between the inductances. Due to the rectifying effect of the rectifiers Gl ₁ and Gl ₂ , voltage fluctuations occur on the capacitors 3 and 4, the sum of which is available at the output terminals c.

In Fig. 3 ist das Vektordiagramm für den Fall aufgestellt, daß an der Anordnung eine mit der Resonanzfrequenz des Bandfilters übereinstimmende Frequenz liegt; dabei stellen die mit Ul₁, U_L2, Ul₃ und U_i4 bezeichneten Vektoren die an den zugehörigen Kopplungsinduktivitäten entstehenden Spannungen nach Größe und Phase dar; an den Gleichrichtern Gl₁ und Gl₂ liegen damit die Spannungen UgI₁ und UeI₂-Es läßt sich zeigen, daß bei einer Frequenz, die gleich der Resonanzfrequenz des Bandfilters ist, die resultierende demodulierte Spannung Null ist. Bei Frequenzabweichungen von der Bandfiltermittenfrequenz ändert sich dagegen die Phasenlage der Spannungsvektoren, so daß an den Ausgangsklemmen c eine von der Frequenzabweichung abhängige Spannung entsteht.In FIG. 3, the vector diagram is set up for the case that the arrangement has a frequency which corresponds to the resonance frequency of the band filter; The vectors labeled Ul ₁ , U _L2 , Ul ₃ and U _{i4 represent the} voltages arising at the associated coupling inductances according to magnitude and phase; be due to the rectifiers Gl ₁ and Gl ₂ so that the voltages UGI ₁ and UEI ₂ - It can be shown that at a frequency equal to the resonant frequency of the bandpass filter, the resulting demodulated voltage is zero. In the case of frequency deviations from the band filter center frequency, on the other hand, the phase position of the voltage vectors changes, so that a voltage which is dependent on the frequency deviation arises at the output terminals c.

Der Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung liegt insbesondere darin, daß die Resonanzkreise ein gemeinsames Nullpotential besitzen und daher einpolig zusammengeschaltet werden können. Die Schaltungsanordnung hat besondere Bedeutung bei Anwendung im Gebiet sehr kurzer Wellen, bei denen man die Resonanzkreise vorteilhafterweise durch Hochfrequenzleitungsstücke, Hohlraumresonatoren od. dgl. darstellt. Hierzu ist in Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Die Resonanzkreise bestehen hier aus zwei koaxialen Leitungsstücken, die durch die gemeinsame, schraffiert gezeichnete Trennwand getrennt und über eine kreisringförmige, dem Innenleiter zu liegende Ausdrehung in dieser Trennwand miteinander gekoppelt sind. Die Ankopplung der Anschlußleitungen 5 und 6, z. B. einer Speiseleitung, kann in bekannter Weise ausgeführt sein, z. B. durch Kopplungsschleifen. Die gemeinsame Trennwand enthält Bohrungen, in denen je ein Gleichrichter Gl₁ und Gl_% von dem einen Resonanzkreis zum anderen führt. Dabei sind die Gleichrichter Gl₁ und Gl₂ an den Resonanzkreis 7 gleichsinnig und an den Resonanzkreis 8 gegensinnig über nicht näher bezeichnete Kopplungsschleifen gekoppelt. Die auf der Seite des Resonanzkreises 7 liegenden Enden der Gleichrichter werden über Kopplungsschleifen nach außen geführt, wobei an den Durchführungsstellen durch den Außenleiter der Resonanzkreise die Kapazitäten 9 und 10 ausgebildet werden, beispielsweise durch Durchführungskondensatoren oder durch mit der Kopplungsschleife leitend verbundene Kapazitätsbeläge am Außenleiter des Resonanzkreises. Die Kopplungsschleifen können insbesondere auch so ausgebildet werden, daß sie als Halterung für die Gleichrichter verwendbar sind. An den äußeren Anschlußklemmen d kann die demodulierte Signalspannung abgenommen werden.The advantage of the circuit arrangement according to the invention is in particular that the resonance circuits have a common zero potential and can therefore be connected together with one pole. The circuit arrangement is of particular importance when used in the field of very short waves, in which the resonance circuits are advantageously represented by high-frequency line sections, cavity resonators or the like. For this purpose, an exemplary embodiment is shown in FIG. 4. The resonance circles here consist of two coaxial line pieces that are separated by the common, hatched partition and coupled to one another via a circular recess in this partition, which is located on the inner conductor. The coupling of the connecting lines 5 and 6, for. B. a feed line can be carried out in a known manner, for. B. by coupling loops. The common dividing wall contains bores in each of which a rectifier Gl ₁ and Gl _{% leads} from one resonance circuit to the other. The rectifiers Gl ₁ and Gl ₂ are coupled in the same direction to the resonance circuit 7 and in opposite directions to the resonance circuit 8 via coupling loops, which are not designated in any more detail. The ends of the rectifiers on the side of the resonance circuit 7 are led to the outside via coupling loops, with capacitances 9 and 10 being formed at the feed-through points through the outer conductor of the resonance circuits, for example through feed-through capacitors or through capacitance coatings on the outer conductor of the resonance circuit that are conductively connected to the coupling loop . The coupling loops can in particular also be designed so that they can be used as a holder for the rectifier. The demodulated signal voltage can be picked up at the external connection terminals d.

Die Größe der Kopplung zwischen den Gleichrichterkreisen und den Resonanzkreisen und die Polung der Gleichrichter kann dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden. Bei entsprechender Wahl der Kopplung ist die Bedämpfung der Resonanzkreise durch die Gleichrichter vernachlässigbar klein.The size of the coupling between the rectifier circuits and the resonance circuits and the The polarity of the rectifier can be adapted to the respective purpose. With the appropriate When choosing the coupling, the damping of the resonance circuits by the rectifier is negligible small.

Die Anordnung nach der Erfindung ist ganz allgemein zur Demodulation frequenzmodulierter elektromagnetischer Wellen, beispielsweise auch zur Gewinnung einer Regelspannung für automatische Frequenzkontrolle verwendbar. Auf Grund ihres Aufbaues kann sie als normales Bandpaßfilter in einen Leitungszug, z. B. in eine Antennenzuführungsleitung, geschaltet und zugleich zur Demodulation frequenzmodulierter elektromagnetischer Wellen benutzt werden.The arrangement according to the invention is very general for demodulating frequency-modulated electromagnetic Waves, for example to generate a control voltage for automatic frequency control usable. Due to its structure, it can be used as a normal bandpass filter in a Cable run, e.g. B. in an antenna feed line, switched and at the same time frequency-modulated for demodulation electromagnetic waves can be used.

Die bereits erwähnten Kopplungsschleifen in den Gleichrichterzweigen werden nach Größe und Lage vorzugsweise so angeordnet, daß sie keine zusätzliche Kopplung der beiden Kreise bewirken. Außerdem ist die Entfernung zwischen den Kopplungsschleifen desselben Gleichrichterzweiges möglichst Idein zu halten, um unerwünschte Phasenverschiebungen der ausgekoppelten Spannungen zu vermeiden.The already mentioned coupling loops in the rectifier branches are determined by size and position preferably arranged so that they do not cause any additional coupling of the two circles. aside from that the distance between the coupling loops of the same rectifier branch is as close as possible to Idein hold in order to avoid undesirable phase shifts in the coupled-out voltages.

Die Erfindung ist keinesfalls auf die Ausbildung des Filters als Bandfilter beschränkt. Es ist durchaus too möglich, bei einem der in der Fig. 2 als Resonanzkreis gezeichneten Kreise die Kreiskapazität wegzulassen. In Analogie hierzu lassen sich auch Anordnungen aus koaxialen Resonanzkreisen oder Kreisen aus Hohlleitungsstücken verwirklichen.The invention is in no way limited to the design of the filter as a band filter. It is quite too possible to omit the circular capacitance in one of the circles drawn as a resonance circuit in FIG. 2. In analogy to this, arrangements made up of coaxial resonance circles or circles made up of hollow pipe sections can also be used realize.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Arrangement for demodulating frequency-modulated electromagnetic waves, characterized in that that different rectifier branches each have two 'separate coupling elements different circles of a filter or to filter elements are so inductively coupled that one the coupling elements acts in the opposite sense as the others.

2. Arrangement according to claim 1 using in particular from coaxial line pieces, hollow pipe pieces or cavity resonators existing resonance circuits, characterized in that the rectifiers are arranged in bores in a common partition wall are.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the coupling to the resonance circuits is done by coupling loops.

4 · Arrangement according to claim 3, characterized in that the rectifier holder is structurally combined with the coupling loops.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by the use in frequency adjustment devices.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the feed to an antenna is arranged.

Referred publications:
Swiss Patent No. 232 246;
Funk 1940, p. 233.

1 sheet of drawings

1 5427 9.53