DE917260C - Magnetischer oder dielektrischer Modulator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen oder dielektrischen Modulator zum Verstärken oder Modulieren eines elektrischen Signals mit der Frequenz f_a, wobei Schwingungen mit den Frequenzen k · f j, ± f_a {k — 0, I, 2, 3...) erzeugt werden, die einem Klemmenpaar entnommen werden können.

So führen z. B. die Primärwicklungen eines üblichen magnetischen Modulators, der aus zwei nichtlinearen Transformatoren mit gleichen Übersetzungsverhältnissen und gleichen Magnetisierungskurven aufgebaut ist, deren Primärwicklungen gleichsinnig in Reihe, deren Sekundärwicklungen gegensinnig in Reihe geschaltet sind, einen polarisierenden Gleichstrom und gleichzeitig ebenso wie die Sekundärwicklungen unter dem Einfluß einer an ihnen liegenden, meist einfachen, harmonischen Speisespannung mit der Grundfrequenz f_v einen verzerrten Wechselstrom, und zwar die Primärwicklungen einen Wechselstrom mit den Frequenzen 2/"j,, ^f₉ usw., die Sekundärwicklungen einen Wechselstrom mit den Frequenzen f_v, ^f₁, «0 usw.

Wird dem polarisierenden Gleichstrom ein kleines Signal mit der Frequenz f_Q überlagert, so wird jede Komponente der Wechselströme mit der Frequenz f_q moduliert. »5

Durch Intermodulation zwischen auf diese Weise entstandenen Modulationskomponenten und Komponenten mit der Speisefrequenz f_v oder einer Harmonischen derselben entstehen im Signalkreis, d. h. in den Primärwicklungen, wieder Komponenten mit der

Frequenz f_a, d. h. es besteht eine Rückwirkung der Ausgangssignale auf die Signalquelle.

Bei einem magnetischen Verstärker, der aus einem magnetischen Modulator und einem hinter diesen geschalteten Demodulator besteht, liegt eine solche Rückwirkung auf die Signalquelle gleichfalls vor.

Bei dielektrischen Modulatoren und Verstärkern, denen das gleiche Prinzip zugrunde liegt, bei denen aber an Stelle nichtlinearer Induktivitäten ebensolche

ίο Kapazitäten verwendet werden, entsteht eine ähnliche Rückwirkung auf die Signalquelle.

Diese Rückwirkung auf die Signalquelle ist im allgemeinen unerwünscht. Die Schaltung nach der Erfindung vermeidet diesen Nachteil weitgehend und weist das Kennzeichen auf, daß an dem Klemmenpaar, an dem die gewünschte Schwingung Wf₂, Jl· f_a auftritt, wobei η einer der Werte von k mit Ausnahme von k — ο ist, eine Impedanz liegt, die zusammen mit der inneren Ausgangsimpedanz der weiteren Vor-

ao richtung eine Impedanz Z bildet gemäß

C«f, + fa)^a

wobei ZJ₂, ^₁ die komplexe Impedanz Z für die Frequenz nf_p + f_q und Z_n._p^_a den konjugiert komplexen Wert der Impedanz Z für die Frequenz nf_P —fq darstellt, wobei ferner« = 1, falls es sich um einen dielektrischen Modulator, und a = — 1, falls es sich um einen magnetischen Modulator handelt, und wobei Z die Ersatzimpedanz der Parallelschaltung der äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz ist, falls sämtliche Spannungskomponenten mit Frequenzen kf^-j- f_a(k — ο und n) gegenüber den Spannungskomponenten mit den Frequenzen f_a und nf_p ± f_g verschwindend klein sind, bzw. wobei Z die Ersatzimpedanz der Reihenschaltung der äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz ist, falls sämtliche Stromkomponenten mit Frequenzen k f _p ± f₅ (k = 0 und n) gegenüber den Stromkomponenten mit den Frequenzen f _a und nf_v ± f _a verschwindend klein sind. Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren erläutert.

Fig. ι zeigt einen magnetischen Modulator der üblichen Art,

Fig. 2 ein Schaltschema nach der Erfindung für einen magnetischen Modulator, bei dem die Speisefrequenz sehr hoch gegenüber der Signalfrequenz und die mit dem Signal modulierte Grundschwingung das gewünschte Ausgangssignal ist,

Fig. 3 eine Abart der Sekundärseite eines magnetischen Modulators, bei dem die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz nicht sehr hoch und ein Seitenband der mit dem Signal modulierten Grundschwingung das gewünschte Ausgangssignal ist, Fig. 4 das Ersatzschema der Schaltung nach Fig. 3, Fig. 5 einen dielektrischen Modulator der üblichen Art,
Fig. 6 ein Schaltschema nach der Erfindung für einen dielektrischen Modulator, bei dem die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz sehr hoch und die mit dem Signal modulierte Grundschwingung das gewünschte Ausgangssignal ist, Fig. 7 eine Abart der Sekundärseite eines dielektrischen Modulators, bei dem die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz nicht sehr hoch und ein Seitenband der mit dem Signal modulierten Grundschwingung das gewünschte Ausgangssignal ist, Fig. 8 das Ersatzschema der Schaltung nach Fig. 7, Fig. 9 ein Schaltschema nach der Erfindung für einen magnetischen Modulator der in Fig. 1 dargestellten Art, bei dem die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz sehr hoch und die mit dem Signal modulierte zweite Harmonische das gewünschte Ausgangssignal ist,

Fig. 10 ein Schaltschema nach der Erfindung für einen dielektrischen Modulator der in Fig. 5 dargestellten Art, bei dem die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz sehr hoch und die mit dem Signal modulierte zweite Harmonische das gewünschte Ausgangssignal ist,

Fig. 11 ein Schaltschema nach der Erfindung für einen magnetischen Modulator, bei dem die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz nicht sehr hoch und ein Seitenband der mit dem Signal modulierten zweiten Harmonischen das gewünschte Ausgangssignal ist, und

Fig. 12 ein Schaltschema nach der Erfindung für einen dielektrischen Modulator, bei dem die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz nicht sehr hoch und ein Seitenband der mit dem Signal modulierten zweiten Harmonischen das gewünschte Ausgangssignal ist.

Zum leichteren Verständnis der Erfindung betrachten wir das bereits erwähnte Beispiel eines magnetischen Modulators der in Fig. 1 dargestellten Art, der zwei nichtlineare Transformatoren T₁ und T₂ mit Kernen 5 und 6 besitzt, die in einem nichtlinearen Teil der die Induktion als Funktion der magnetischen Feldstärke darstellenden Kurve betrieben werden. Die Transformatoren haben gleiche Kurven und gleiche Übersetzungsverhältnisse, ihre Primärwicklungen ι und 2 sind in Reihe und ihre Sekundärwicklungen 3 und 4 gegensinnig in Reihe geschaltet, wodurch eine an den Klemmen C, D liegende periodische Speisespannung mit der Grundfrequenz f_v ausschließlich Strom- bzw. Flußkomponenten mit den Kreisfrequenzen 2p, 4p, 6p usw. an den Klemmen A, B und ausschließlich Strom-bzw. Flußkomponenten mit den Kreisfrequenzen p, 3p, $p usw. an den Klemmen C, D ergibt. Ein gleichzeitig durch die Primärwicklungen fließender Gleichstrom J₀ erzeugt dabei eine einstellbare Vormagnetisierung. Hierbei ist p = 2 π f j, angenommen.

Ist zunächst dem Gleichstrom J₀ noch kein Signal überlagert, so gilt, wenn die Augenblickswerte der Flüsse und der Ströme an den Klemmen A, B Φ_χ bzw. J₁ und an den Klemmen C, D Φ₂ bzw. J₂ sind, abgesehen von Hysteresis- und Wirbelstromverlusten in den Kernen,

J₁ = J₁ ((P₁, Φ₂), J₂ = 4 (Φι, Φ2).

Bei Einführung eines hinreichend kleinen Signals an den Klemmen A, B gilt für die Änderungen erster

Ordnung von I₁, I₂, Φ₁ und Φ₂ gegenüber dem Anfangszustand

öl ^{A T}

Ai₁ = -jr-+ a a

^δΙ*

Mit Hilfe von Energiebetrachtungen ist nachweisbar, daß γ— = Yjg-. Da A I₁ und A Φ₁ nur Komponenten ^s

mit den Kreisfrequenzen 2p, 4p usw. und A I₂ und A Φ_% nur Komponenten mit den Kreisfrequenzen p, 2p usw. enthalten, kann man die Änderungen von I₁, I₂, Φ_χ und Φ₂ schreiben

A I₁ = [«„ + a₂ cos (2pt + OC₂) + ...] A Φ₁ + [O₁ cos pt + a₃ cos (3^ + oc₃) + ...] A Φ₂, AI₂ = Ia₁ cos pt + «3 cos (3pt + a₃) + ...] Λ Φ_χ + [δ₀ + b₂ cos (2^ + ^₂) + ...] A Φ₂,

k — o, i, 2, 3 usw. Das mit den Primär- und Sekundärwicklungen verbundene äußere System sei nun derart, daß nur Flußkomponenten und daher Spannungskomponenten mit den Frequenzen f_Q und fv i f q auftreten, also wenn q = 2 π f_q,

wobei einfachheitshalber der Phasenwinkel von cos p t gleich Null angenommen ist.

Falls A I₁, Δ I₂, Δ Φ_χ und A Φ₂ durch ein kleines Signal mit der Frequenz f_q erzeugt werden, so enthalten diese Änderungen im allgemeinen Komponenten mit den Frequenzen k · f_v ± f_Q, wobei

»ο Δ Φ_χ = cp_q cos {qt + 0_β) ,

Δ Φ₂ = <p_v__q [cos (/> — ?)*+ ©„-J + <p_v+q cos [(p + q)t+6_1)+q].

Diese A Φ_λ und A Φ₂ ergeben sodann Komponenten mit der Frequenz f _q in A I₁, die durch A I_q = «_Og?_ecos (qt + θ_α) + τ/2 Ci₁ ψ_ν _ _Q cos (qt— θ_ν-α) + ¹I^{2 α}ι Ψ ν + α ^cos ii^t + ^v+a)

oder

i_qej{at + y>_Q) =a_o<p_Qej(qt+ 0_e) + 1/2 α_ιΨρ __a ε / {qt — θ_ρ __β) + τ/2 a_l(p_v+Q ε j {q t + Θ_ν+(Ι)

bedingt werden.

In A I₂ sind keine Komponenten mit der Frequenz f_q vorhanden.

Ein Übergang nach gerichteten Werten, wobei k_a ε j θ_χ = K_x und k_x — j θ_χ = K % gilt und K *daher der konjugiert komplexe Wert von K_x ist, ergibt

Auf ähnliche Weise ergibt sich für die Stromkomponenten mit den Frequenzen f_v + f_a und fv — /"« in /11₂

In Δ I₁ sind keine Komponenten mit den Frequenzen f„ + f_Q und f_v — f_q vorhanden.

Beim Übergang von den magnetischen Flüssen zu Spannungen und nach Umwandlung von I₁, _ _q in Ip-_q werden die letzten drei Gleichungen

ί q — «0 ·

v% -_a V.

V +Q

¹ i(P+q) '

iq

γ Iν +1 = 1/2 «1 77 — ^x/2 ^₂ ε / ^₂

Nach der Erfindung wird die äußere Impedanz

derart bemessen, daß sie zusammen mit der inneren Ausgangsimpedanz der weiteren Vorrichtung, wie sie zwischen den Klemmen C₁D gemessen wird, eine Ersatzimpedanz Z bildet, welche der Bedingung

(/υ Ta)' Zp-q= (fj, + f „)-

entspricht, wobei Z_P+Q die Ersatzimpedanz für die Parallelschaltung der äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz für die Frequenz f_B + f_q und Zp _ j den konjugiert komplexen Wert dieser Ersatzimpedanz für die Frequenz f_v — f_q darstellt.

Wie im nachfolgenden nachgewiesen wird, entspricht diese Bedingung

V* V ,

' V — 3 ¹D +Q

p—q ~ P+q

In diesem Falle ergibt sich nämlich, wie aus der Formel für I_q folgt, daß dann Komponenten mit den Frequenzen f_v + f_q und f_v — f_q keinen Einfluß auf Komponenten mit der Frequenz f „ haben, mit anderen Worten, daß dann eine Rückwirkung auf die Signalquelle vermieden ist.

Wenn die an die Klemmen C, D angeschlossene Belastung eine Impedanz Z' oder eine Admittanz Y'

= -^₇- hat, so gilt

τ , V < V ,

j* γι* γ*

■*■ P — Q -*■ P — Q " P — Qt

wobei Y'_P+_a der Wert von Y' für die Frequenz f_v ~\- f_a und Y'p-q der konjugiert komplexe Wert von Y' für die Frequenz /„—f _a ist.

Nach Beseitigung von I₂, _+a und IJ __a mittels dieser Admittanz können aus den Gleichungen für I₃₁₊,, und Ip __a Fp-j-a und Fp __B ermittelt werden. Die Substitution in die Bedingung für Rückwirkungsfreiheit — _ — liefert folgende Formel:

wobei die Asterisk wieder andeutet, daß der konjugiert komplexe Wert der Formel zwischen Akkoladen genommen werden muß.

Die Gleichung für I₃,_{+ a} kann wie folgt geschrieben werden:

Hieraus ergibt sich, daß die innere

Ausgangsadmittanz für die Frequenz f_v + ^_a darstellt. Ebenso ist aus der Gleichung für Ip __a nachweisbar, daß

——11 V

i^nnere Ausgangsadmittanz für die Frequenz f_% —f_g darstellt. Der Wert (δ₀ — iJ2b_zsjß₂)—¹ hat die Dimension einer Induktivität. Definiert man Y als die Ersatzadmittanz für die außen angeschlossene Admittanz Y' und die parallel zu dieser liegende innere Ausgangsimpedanz, so kann für die Bedingung der Rückwirkungsfreiheit geschrieben werden

oder

(fv fa)

-q— (fn +

+0 wobei also Z₁, _+e die Ersatzimpedanz für die Parallelschaltung der äußeren Impedanz Z' und der inneren Ausgangsimpedanz für die Frequenz f_p + f_a und Zp _ _Q den konjugiert komplexen Wert dieser Ersatzimpedanz für die Frequenz f_v —f_a darstellt. Es ist

♦5 nachweisbar, daß die abgeleitete Bedingung für Rückwirkungsfreiheit nicht auf den Fall beschränkt ist, in dem an den Eingangsklemmen nur geradzahlige Harmonische der Speisefrequenz und an den Ausgangsklemmen nur ungerade Harmonische auftreten wie

jo im gewählten Beispiel, sondern für jeden beliebigen magnetischen Modulator gilt, der z. B. aus einer einzigen nichtlinearen Induktivität oder einem nichtlinearen Transformator oder aus zwei nichtlinearen gleichen Transformatoren bestehen kann, bei dem aber die Trennung zwischen geraden und ungeraden Harmonischen auf andere Weise bewirkt ist, z. B. bei dem die Wicklungen 1 und 2 von Fig. 1 nicht in Reihe, sondern parallel geschaltet sind. Auch muß man in hinreichendem Maße die Voraussetzung erfüllen, die der Analyse zugrunde gelegt wurde, nämlich daß die Flußkomponenten und daher auch die Spannungskomponenten mit den Frequenzen kfj,±f_Q für k~>2 gleich Null oder wenigstens nahezu gleich Null ν + a T

j (P + q)

sind. Durch die Eingangsklemmen A, B fließen im gewählten Beispiel nach Fig. 1 Ströme mit den Frequenzen f_q, 2f„± f'_Q, 4f_P±f_a usw. Ist die äußere Impedanz zwischen den Klemmend, B für die Frequenzen 2/^ ± f_a, 4f_v ± f_a usw. sehr klein gegenüber der äußeren Impedanz für die Frequenz f_t, so sind die Spannungskomponenten an diesen Klemmen mit den Frequenzen 2f_v± f_a, \f_p ± f_a usw. gegenüber den Spannungskomponenten mit der Frequenz f_a verschwindend klein. Ist diese Bedingung nicht automatisch erfüllt, z. B. wenn die Signalquelle eine impedanzlose Spannungsquelle ist, so kann dies durch Einschaltung einer geeigneten Kapazität zwischen den Klemmen A, B erreicht werden. Ebenso muß man an den Ausgangsklemmen dafür Sorge tragen, daß die Impedanz Z', in der die Impedanz des Speisegenerators enthalten gedacht ist, für die Frequenzen f_v ± f_a einen hohen Wert hat gegenüber der Impedanz für die anderen an den Klemmen C, D auftretenden Frequenzen, d. h. sf_v ± f_q, 5 fm db fq usw.

Hat das Signal einen Frequenzbereich zwischen fq—Äfq und f_Q+Af_Q, so muß die abgeleitete Bedingung, wenigstens annähernd, für sämtliche Frequenzen zwischen f_Q —Af_a und f_q+Af_a erfüllt sein.

Bei einem magnetischen Verstärker gelten ähnliche Betrachtungen, jedoch muß dann in der äußeren Impedanz Z' die von einem Demodulator gebildete Belastung berücksichtigt werden.

Falls die Signalfrequenz f_a sehr klein gegenüber der Speisefrequenz f_v ist, kann die Bedingung für Rückwirkungsfreiheit durch Einschalten einer Kapazität zwischen den Ausgangsklemmen C und Ό erfüllt werden, gegebenenfalls je nach der Anwendung in Reihe mit oder parallel zu einem Belastungswiderstand. In Fig. 2 ist die Schaltung für diesen Fall dargestellt. Der Vierpol M kann einen magnetischen Modulator beliebiger Art enthalten. Der Parallelresonanzkreis, der aus der inneren Ausgangsimpedanz mit induktivem Charakter in einem Parallelzweig und der Kombination einer Kapazität C₂ und eines Widerstandes R und, falls der Speisegenerator nicht impedanzlos ist, der Impedanz des Speisegenerators im iao anderen Zweig besteht, muß dann auf die Frequenz f_p abgestimmt sein. Der Speisegenerator ist in Fig. 2 in Reihe mit der äußeren Impedanz C₂—R dargestellt, kann jedoch auch parallel zu dieser geschaltet sein, wobei auch dann die innere Impedanz zu berücksichtigen ist. Die Kapazität C₂ bewirkt gleichzeitig,

daß Komponenten mit höheren Frequenzen als fp ± fa· welche gegenüber den Komponenten mit den Frequenzen f_p ± f_q ohnehin niedrig sind, noch weiter abgeschwächt werden. Die Kapazität C₁ im Eingangskreis erfüllt eine solche Aufgabe für Komponenten, die oberhalb der Frequenz f_q des Eingangssignals liegen. Der Widerstand R kann hier z. B. die von einem Demodulator gebildete Belastung sein, welche in diesem Falle, also wenn die Signalfrequenz f_q ίο sehr niedrig gegenüber der Speisefrequenz f_v ist, ein Phasendemodulator sein muß, denn der Ausdruck

V j.
__ —p_+_Q entspricht dem Ausdruck

P + q

V* P—i

^jp+q>

wie es aus der Formel für I_q, ausgedrückt in Φ_α, Φρ_₈ und 0„_+e, hervorgeht.
Dies bedeutet also, daß

also <Pp-q ε—jöji-a = —ψρ+q ψρ-q = 9?j,_+i; Vp-_q = ~

Unter Verwendung dieser Gleichungen ergibt sich für O₂, d. h. die an den Klemmen C, D auftretenden Ströme

oder

A Φ₂ = — 9P,_+ecos[(# — ?)*—0, + J + <p_P+qcos[(p+q)t Λ Φ₂ = —2 (p_p+q sin pt ■ sin (qt +

Für die Spannung an den Klemmen C, D ergibt sich daher

Vcd = —2p(p_{P + q} cospt- sin (^ + φ_Ρ+α) —2q<p_P+q sin ^i cos (qt + θ_ν+α).

Wenn p groß gegenüber q ist, so kann man für Vcd schreiben:

= —2p(p_v+q cos

sin

Aus den Ausdrücken für Δ I₁ und Zl I₂ in Abhängigkeit von A Φ₁ und Zl Φ₂ kann abgeleitet werden, daß die Komponente mit der Grundfrequenz von Φ₂ proportional zu cos pt, also die Speisespannung proportional zu sin pt ist. Da die Spannung Vcd proportional zu cos p t ist, ist daher die Speisespannung mit dem Signal der Frequenz f_q phasenmoduliert und frei von Amplitudenmodulation. Falls f_q nicht sehr niedrig gegenüber f_P ist, ergibt sich keine reine Phasenmodulation, da in Vcd das Glied —2q<p_P+_q sin pt cos (qt + 0_{P +q}) nicht mehr vernachlässigbar ist, so daß auch Amplitudenmodulation auftritt. Falls die Speisefrequenz nicht mehr sehr hoch gegenüber der Signalfrequenz ist, z.B. wenn ein Zwischenfrequenzband zwischen den Frequenzen f_q — Af_q und f _q-\- Af _q verstärkt oder moduliert werden soll, von dem z. B. das untere Seitenband f_p —(f_q± Δ f_q) benötigt wird, so ist eine Schaltung verwendbar, wie sie für die Sekundärseite in Fig. 3 dargestellt ist. Hier ist die innere Ausgangsimpedanz als Induktivität Zi schematisch dargestellt. Dieses Netzwerk sechster Ordnung enthält drei Induktivitäten sowie drei Kapazitäten in Dreieckschaltung und kann daher durch die Reihenschaltung zweier Parallelkreise L_a-C_a und L_t-C_b nach Fig. 4 ersetzt werden. Die Resonanzfrequenzen dieser beiden Kreise müssen bei den Frequenzen f_v + f_Q bzw. f_p — f_q liegen. Um die Bedingung für Rückwirkungsfreiheit zu erfüllen, müssen L_a und L₆ folgender Beziehung entsprechen:

L_n U

f I f f . f '

I ρ \ I q Ip Iq

wodurch außerdem die absolute Bandbreite der beiden Parallelkreise gleichbleibt, wenn gleichzeitig die Spulen etwa das gleiche Verhältnis von Reihen-

widerstand: Induktivität haben. Hierdurch sind naturgemäß die Kapazitäten C_a und C₆ festgelegt. Wenn entsprechend dem Vorhergehenden der Kreis L_a-C_a auf die Frequenz f^ + f_q abgestimmt ist, so bedeutet dies, daß in Fig. 3 die Kreise Zj-C₁ und go L₂-C₂ gleichfalls auf die Frequenzen f_P + f_q abgestimmt sind, wobei dann für den Kreis X₃-C₃ ein Freiheitsgrad verbleibt, der dazu dienen kann, der Übertragung der Frequenzen f_v — ((₉±Δ f_q) eine gewünschte Größe zu geben. Für Komponenten mit höheren Frequenzen als f„ + f_q bildet die an die Klemmen C, D angeschlossene Schaltung einen Kurzschluß, so daß unerwünschte Spannungskomponenten an diesen Klemmen nicht auftreten können. Die Spannungskomponente mit der Frequenz f_v -j- (f_q i Zl f„) tritt am Kreis L₂-C₂ auf, so daß an den Klemmen E, F nur Spannungen mit den Frequenzen f_v —(/"₄± Zl f_q) auftreten. Ist der Speisegenerator keine reine impedanzlose Spannungsquelle, so muß sein Innenwiderstand berücksichtigt werden. Ferner dürfen die erwähnten Kreise auch Parallel- oder Reihenwiderstände enthalten, die dann bei der Abstimmung entsprechend berücksichtigt werden müssen. So kann z. B. ein parallel zum Kreis L₃-C₃ liegender Widerstand die von einem Demodulator gebildete Belastung darstellen.

Es ist einleuchtend, daß jedes durch Transformation aus dem Netzwerk zwischen den Klemmen C, D von Fig. 3 gefundene Netzwerk gleichfalls den gestellten Bedingungen entspricht.

Will man aber den Frequenzbereich /"„ + (f_q ± Δ f_Q) weiter verwenden, so müssen die beiden Kreise Zj-C₁ und L₂-C₂ auf die Frequenz f_v —f_q abgestimmt sein, und es treten an den Klemmen E, F nur Spannungskomponenten mit Frequenzen f_P + (f_q ± Zl f_q) auf.

Im vorhergehenden wurde vorausgesetzt, daß das mit den primären und sekundären Wicklungen verbundene äußere System derart ist, daß nur Flußkomponenten und daher Spannungskomponenten mit den Frequenzen f_q und f_P ± f_q auftreten. Das

äußere System kann aber auch derart sein, daß nur Stromkomponenten mit den Frequenzen f_a und fp±fa auftreten.

Dient z. B. als Signalquelle eine Vorrichtung, die als Stromquelle mit hohem innerem Widerstand aufzufassen ist, so können bei der Schaltung nach Fig. ι Ströme mit den Frequenzen 2 f_p ± f_a, 4f„±f_a usw. nicht auftreten. Wird außerdem dafür Sorge getragen, daß die an den Klemmen C, D angeschlossene äußere Impedanz Z' für die Frequenzen f_v +_ f_a niedrig gegenüber der Impedanz für die Frequenzen 3 f_v + f_Q, Sfviifa usw. ist, so ist im allgemeinen in hinreichendem Maße die Voraussetzung erfüllt, daß nur Stromkomponenten mit
treten.

den Frequenzen f „ und f _v auf-

= [c₀ + c₂cos (2 pt + ?>₂) + ..·] Δ I₁ +[C₁COsPt + c₃ cos {3 pt + γ₃) + ... .]4J₂, = t^ci cosp t + C₃ cos (3 p t + γ₃) + .. .] Λ J₁, + [d₀ + d₂ cos (2 p t + <5₂) + · ·.] A J₂,

Für die Beziehung zwischen kleineren Änderungen von J₁, I₂, Φ_χ und Φ₂ kann man auf ähnliche Weise wie im vorhergehenden schreiben:

wobei einfachheitshalber der Phasenwinkel von cos pt wieder gleich Null gewählt ist.

Wenn wieder ΔI₁, Δ J₂, Δ (P₁ und Δ Φ₂ unter dem Einfluß eines kleinen Signals mit der Frequenz f_g entstehen, so enthalten diese Änderungen im allgemeinen Komponenten mit den Frequenzen kf_p+_ f_a. Gemäß der obenstehenden Annahme gilt sodann

ZlJ₁ = J₄ cos (qt +A₀),

Δ J₂ = J₃₁-JCOs[^- q) t + A₃₁-J + i_{P + 8} cos [{p + q) t +

Dies führt zu folgenden Gleichungen in zeitunabhängigen komplexen Werten, wobei die Flüsse durch 25 Spannungen ersetzt sind.

Ll

= c₀ J₈ + 1/2 C₁I*__e + 1/2 C₁ J₃₁₊₅-

ν*

^V P-Q

j (P — ?) — jd₂ J₃₁₊₄

V j ⁼

-Q +

Aus dieser Gleichung ergibt sich, daß eine Rückwirkung auf die Signalquelle von Komponenten mit den Frequenzen fp + fq und f_v —f_a vermieden ist, wenn gilt

T* T

·*» — (T — ^± ι

Ip+q ■·

Durch Einführung der an die Klemmen C, D an-

• [Z'_P+a

q) (d₀ —1/2 d_z ε j O₂)] = geschlossenen äußeren Impedanz Z' können aus den

Gleichungen für ^·

und

V,

4-j

wieder

3 (■P — i) """ 3 (P+1) Vp—g, und F₂₁₊₈ beseitigt und diese nach Jp__? und J₃₁₊₈ aufgelöst werden.

Substitution der so gefundenen Werte für Ip-q und J₃₁₊₈ in die Gleichung J£_₂ =—J₃₁₊₈ ergibt

p — q ■ [Z'_P _

— q) (d₀ —1/2 d₂ ε j <5₂)].

Es ist wieder nachweisbar, daß / (p + q) (d₀ —1/2 d_z ε j δ₂) die innere Ausgangsimpedanz für die Frequenz f_B + f_a und / (p — q) (d₀ — ΐ/2ίΖ₂ ε j <5₂) die innere Ausgangsimpedanz für die Frequenz f j,-—fq darstellt. Die Größe (d₀ — 1/2 ίϋ₂ ε / O₂) hat die Dimension einer Induktivität. Definiert man Z als die Gesamtimpedanz der äußeren Impedanz Z' und der mit dieser in Reihe liegenden inneren Ausgangsimpedanz, so kann die Bedingung für Rückwirkungsfreiheit geschrieben werden als

p- q

oder

p—q

(/D Γ Ql ^P-I ~~ \tρ "Γ Tq)

wobei also Z₃₁₊₈ die Ersatzimpedanz für die Reihenschaltung der äußeren Impedanz Z' und der inneren Ausgangsimpedanz für die Frequenz f_v + f_Q und Z£_j den konjugiert komplexen Wert dieser Ersatzimpedanz für die Frequenz f_P—f_a darstellt.

In dem besonderen Falle, daß die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz sehr hoch ist, ist der Speisestrom rein phasenmoduliert und daher frei von Amplitudenmodulation. Man kann sich aber dann nicht damit begnügen, als äußere Impedanz eine Kapazität zwischen die Klemmen C, D zu schalten, da hierdurch nicht vermieden wird, daß Stromkomponenten mit höheren Frequenzen als fj, + f_Q auftreten. In diesem Falle müssen die Komponenten mit höheren Frequenzen unterdrückende Sperrkreise in Reihe mit der Kapazität geschaltet werden.

Wenn f% gegenüber f_q nicht sehr hoch ist, so tritt auch Amplitudenmodulation auf. Auch in diesem Falle ist es nicht ausreichend, an der Sekundärseite eine Schaltung nach Fig. 3 zu verwenden, sondern man muß auch hier Komponenten mit höheren

Frequenzen als f_v-\-fq unterdrückende Sperrkreise in Reihe mit der inneren Ausgangsimpedanz schalten. Bisher wurde nur über magnetische Modulatoren und Verstärker gesprochen. Dielektrische Modulatoren sind als Dualschaltungen magnetischer Modulatoren aufzufassen, und wenn in den für letztere geltenden Gleichungen die Flüsse Φ durch Ladungen φ und die Spulenströme I durch Kondensatorspannungen V ersetzt werden, so kommt man zu ähnlichen Gleichungen.

ίο In Fig. 5 ist ein dielektrischer Modulator üblicher Art dargestellt, wobei C₁ und C₂ nichtlineare Kapazitäten darstellen. Die Schaltung ist wieder derart gewählt, daß eine periodische Speisespannung mit der Grundfrequenz f_o ausschließlich Strom- bzw. Spannungskomponenten mit den Kreisfrequenzen ij>, 4 ft usw. an den Klemmend, B und ausschließlich Strom- bzw. Spannungskomponenten mit den Kreisfrequenzen ft, 2>ft usw. an den Klemmen C, D ergibt. Hierbei ist gleichfalls p = 2 π f_P angenommen.

Die Gleichspannung F₀ dient dabei als einstellbare Vorspannung. Diese ist bei Verwendung eines Dielektrikums mit remanenter Polarisation, einem sogenannten Elektret, nicht erforderlich. Wird hier das äußere Netzwerk derart gewählt, daß keine anderen

as Ladungskomponenten, also Stromkomponenten, als die mit den Frequenzen f_g und f_v ± f_a auftreten, wobei f_t wieder die Frequenz des Eingangssignals ist, so muß zur Vermeidung einer Rückwirkung auf die Signalquelle eine solche Impedanz an das Klemmenpaar C, D angeschlossen werden, daß die Gesamtimpedanz dieser äußeren Impedanz und der mit ihr in Reihe liegenden inneren Ausgangsimpedanz, die in diesem Falle kapazitiv ist, folgender Bedingung entspricht:

(/3> + Iq) Zp + j = (fp f_q) Z_p_q ,

wobei Z₁₁₊₅ den Wert dieser Ersatzimpedanz für die Frequenz f_v + f_a und Zp _ _q den konjugiert komplexen Wert der Ersatzimpedanz für die Frequenz fj,—f_Q darstellt. Auch hier muß bei einem dielektrischen Verstärker die von einem Demodulator gebildete Belastung in der äußeren Impedanz Z' berücksichtigt werden. Ferner gilt die hier angegebene Formel wieder für einen dielektrischen Modulator bzw. Verstärker beliebiger Art und ist nicht auf einen Typ gemäß Fig. 5 beschränkt.

Bemerkt wird noch, daß bei einem Frequenzbereich des Signals zwischen f_q—Af_a und f_Q+Af_g die obenerwähnte Bedingung für sämtliche Frequenzen zwischen f_g — Af _g und f_g-\-Af_g wenigstens annähernd erfüllt sein muß, wenn eine Rückwirkung auf die Signalquelle vermieden werden soll.

Falls die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz sehr hoch ist, kann die Bedingung für Rück-Wirkungsfreiheit dadurch erfüllt werden, daß zwischen die Klemmen C, D eine Induktivität, gegebenenfalls, je nach der Anwendung, in Reihe mit oder parallel zu einem als reelle Belastung dienenden Widerstand, oder einem von einem Demodulator gebildeten Widerstand geschaltet werden. Der aus der inneren Ausgangsimpedanz und der Reihen- oder Parallelschaltung der Induktivität und des Widerstandes bestehende Reihenkreis muß dann auf die Frequenz f_v abgestimmt sein, wobei auch die etwaige Impedanz des Speisegenerators zu berücksichtigen wäre. Außerdem ist dann in hinreichendem Maße die Voraussetzung erfüllt, daß durch die Klemmen C, D nur Ströme mit den Frequenzen f_v-\-f_g und f_v —f_a fließen. Stromkomponenten mit höheren Frequenzen, die gegenüber den Stromkomponenten mit den Frequenzen f_v + f_Q und f_p —f_q ohnehin schwach sind, werden von der Induktivität noch weiter unterdrückt. Damit durch die Klemmend, B keine Ströme mit höheren Frequenzen als f_a fließen, kann in Reihe mit der Signalquelle, wenn diese nicht schon eine wenigstens für Frequenzen oberhalb der des Signals verhältnismäßig hohe innere Impedanz besitzt, gleichfalls eine Induktivität geschaltet werden. In Fig. 6 ist eine Schaltung für diesen Fall dargestellt, bei welcher der Vierpol E ein beliebiger dielektrischer Modulator ist. Die Reihenschaltung von L₂ und R stellt die äußere Impedanz und L₁ die induktivität dar, welche die an den Klemmen A, B auftretenden unerwünschten Stromkomponenten unterdrückt.

An den Klemmen C, D tritt, ebenso wie im ähnlichen Falle beim magnetischen Modulator, eine phasenmodulierte Spannung auf. Ist die Frequenz f_Q nicht mehr niedrig gegenüber der Speisefrequenz f_v, so muß für die Ausgangsimpedanz ein verwickelteres Netzwerk gewählt werden, und es wird auch keine reine Phasenmodulation erhalten. Fig. 7 zeigt eine Schaltung für die Sekundärseite eines dielektrischen Modulators für den Fall, daß man wieder ein Frequenzband fqa:Af_a modulieren und nur eines der Seitenbänder weiterbenutzen will, wobei die innere, bei dielektrischen Modulatoren kapazitive Ausgangsimpedanz durch die Kapazität Z_t schematisch dargestellt ist. Die Schaltung nach Fig. 7 ist dual zu der Schaltung nach Fig. 3. Das Netzwerk sechster Ordnung enthält drei Induktivitäten und drei Kapazitäten in Sternschaltung und kann daher durch die Parallelschaltung zweier Reihenkreise L_a-C_a und L_rC_b nach Fig. 8 ersetzt werden. Auch hier müssen die Resonanzfrequenzen bei den Frequenzen f_v + f_a und f_B —f_a liegen, und es muß folgende Beziehung zwischen L₀ und L₆ bestehen:

T ν ' T q Td Tq

Außerdem müssen die Verhältnisse zwischen Reihenwiderstand und Induktivität der Spulen etwa gleich groß sein, damit die beiden Reihenkreise gleiche absolute Bandbreite besitzen. Auch hier dürfen die erwähnten Kreise Parallel- oder Reihenwiderstände enthalten, die bei der Abstimmung der Kreise, ebenso wie die etwaige Impedanz des speisenden Generators, berücksichtigt werden müssen. Ein im Kreis X₃-C₃ liegender Widerstand kann wieder die von einem Demodulator gebildete Belastung darstellen.

Jedes aus dem in Fig. 7 dargestellten Netzwerk transponierbare Netzwerk entspricht ebenfalls den iao gestellten Anforderungen.

Ist das gewünschte Frequenzband wieder f₉ — (f_a ± Af q), so müssen die Reihenkreise Z₁-L₁ und L₂-C₂ auf die Frequenz f„ + f_a abgestimmt sein, und das Band f„—(fq±Af_a) kann den Klemmen E, F entnommen werden.

Es ist aber auch möglich, das äußere System derart zu wählen, daß nur Spannungskomponenten mit den Frequenzen f_q und f_v ± f_a auftreten. Ist die Signalquelle z. B. als eine impedanzlose Spannungsquelle aufzufassen, so können in einer Schaltung nach Fig. 5 Spannungskomponenten der Frequenzen 2,fp±f_q, 4/ρ uz f g usw. nicht an den Klemmen A₁ B auftreten. Man muß dann dafür Sorge tragen, daß die an die Klemmen C₁ D angeschlossene äußere Impedanz für

to die Frequenzen f_v + f_q und f_v —f_q hoch ist gegenüber der Impedanz für die Frequenzen 3 /\p ± fq, 5fvazfq usw., so daß also Spannungskomponenten mit den Frequenzen $f_v ±f _q, 5f_v±fa gegenüber Spannungskomponenten mit den Frequenzen f^ + f._q und f_P —f_q verschwindend klein sind.

Die an die Klemmen C, D angeschlossene äußere Impedanz muß dann zur Vermeidung einer Rückwirkung auf die Signalquelle derart sein, daß die Ersatzimpedanz der Parallelschaltung dieser äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz folgender Bedingung entspricht:

(/ ν "t" /β

wobei Z₃, _|__s der Wert dieser Ersatzimpedanz für die Frequenz f_p -f- f _a und Z*_v^_g der konjugiert komplexe

Wert der Ersatzimpedanz für die Frequenz f_v —f _q ist.

Auch gilt wieder, daß bei einem Frequenzbereich

des Signals zwischen f_v —Af_a und f_q+Af_q die Bedingung, wenigstens annähernd, für sämtliche Frequenzen zwischen f_a — Λ f_a und f_Q+Af_q erfüllt sein muß.

In dem besonderen Falle, daß die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz sehr hoch ist, ist die Speisespannung wieder rein phasenmoduliert. Ebenso wie beim magnetischen Modulator, bei dem die Stromkomponenten bestimmten Bedingungen entsprechen müssen, genügt es aber nicht, als äußere Impedanz eine Induktivität zwischen die Klemmen C, D zu schalten, sondern aus ähnlichen Gründen müssen parallel zur Ausgangsimpedanz Glieder vorgesehen werden, die für höhere Frequenzen als f_p annähernd die Impedanz Null aufweisen. Auch bei einer Schaltung nach Fig. 7 muß diese Maßnahme zur Vermeidung unerwünschter Spannungskomponenten getroffen werden.

Als gewünschtes Ausgangssignal wurde bisher die Grundschwingung der Speisespannung mit der auf dieser vorhandenen Modulation betrachtet. Dabei wird durch geeignete Wahl des äußeren Systems dafür Sorge getragen, daß nur Strom- oder Spannungskomponenten mit den Frequenzen f_a, f_v —f_q und fp + fq auftreten.

Es ist aber möglich, daß in einem bestimmten Falle eine höhere Harmonische der Speisespannung mit der auf dieser vorhandenen Modulation als Ausgangssignal gewünscht wird. Man muß dann mit Hilfe des äußeren Systems dafür Sorge tragen, daß nur Stromoder Spannungskomponenten mit den Frequenzen f_q, nf'Jf-³T f Q und η f_v —η f_Q (wobei η eine ganze Zahl ist) auftreten oder jedenfalls daß die Strom- oder Spannungskomponenten mit anderen Frequenzen gegenüber denen bei den Frequenzen f_q, η f_v + f _a und »/\p—f_q verschwindend klein sind. Die Bedingung, die zur Vermeidung einer !Rückwirkung auf die Signalquelle erfüllt werden muß, lautet in diesem Falle

wobei für dielektrische Modulatoren und Verstärker a = ι bzw. für magnetische Modulatoren und Verstärker« = — 1 gilt. Ζ_ην-^._α ist der komplexe Wert der Impedanz Z für die Frequenz refj, + /"«, und Z%j,— _q ist der konjugiert komplexe Wert der Impedanz Z für die Frequenz nf_v —f_q.

Z stellt dabei die Ersatzimpedanz der Parallelschaltung der äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz dar, falls die Spannungskomponenten mit den Frequenzen kf_v±f_a (k = 0 und n) gegenüber den Spannungskomponenten mit den Frequenzen f_a und nf_v±f_q verschwindend klein sind bzw. ist Z die Ersatzimpedanz der Reihenschaltung der äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz, falls die Stromkomponenten mit den Frequenzen kf_v3zf_Q (k = 0 und n) gegenüber den Stromkomponenten mit den Frequenzen f_q und nfv-nfq verschwindend klein sind.

Wenn das gewünschte Ausgangssignal eine mit dem Eingangssignal modulierte, geradzahlige Harmonische der Speiseschwingung ist, kann gewünschtenfalls auf eine Vorspannung des dielektrischen Modulators verzichtet werden, insoweit dies für bestimmte Anwendungen keine Nachteile mit sich bringt, da dann auch im Ausgangssignal eine Schwingung mit der Trägerwellenfrequenz fehlt.

Bei den in den Fig. 1 und 5 dargestellten üblichen Typen müssen geradzahlige Harmonische den Klemmen A, B entnommen werden. Es ist einleuchtend, daß dies bei den magnetischen Modulatoren und Verstärkern auch mittels parallel zu den Primärwicklungen liegender getrennter Wicklungen erfolgen kann. Ebenso können, die Grundschwingungen und die höheren ungeraden Harmonischen durch parallel zu den Sekundärwicklungen liegende getrennte Wicklungen geliefert werden.

Falls das gewünschte Ausgangssignal eine mit dem Eingangssignal modulierte geradzahlige Harmonische ist und die Speisefrequenz gegenüber der Signalfrequenz sehr hoch ist, lassen sich unter bestimmten Verhältnissen einfache Schaltungen angeben, bei denen das Auftreten einer Rückwirkung auf die Signalquelle vermieden ist, wenn Modulatoren verwendet werden, bei denen an einem Klemmenpaar nur Frequenzen f_a, 2,f_v±f_q, 4f_P±f_a usw. und an einem anderen Klemmenpaar nur Frequenzen f_B i f_a, Zfvzhfq usw. auftreten, wie es bei üblichen Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 5 der Fall ist. Angenommen, daß im Falle eines magnetischen Modulators der Speisegenerator eine impedanzlose Spannungsquelle ist, so wird die Bedingung für Rückwirkungsfreiheit dadurch erfüllt, daß zwischen die Klemmend, B eine Kapazität C₁, gegebenenfalls in Reihe mit oder parallel zu einem Widerstand R, wie in Fig. 9 geschaltet wird, der mit der inneren Ausgängsimpedanz auf die Frequenz 2 f_P abgestimmt ist, wobei auch wieder die Impedanz der Signalquelle zu berücksichtigen ist. Die Signalquelle liegt in Fig. 9

parallel zur äußeren Impedanz, kann jedoch auch mit ihr oder nur mit R in Reihe geschaltet sein, was eine wirksamere Kurzschlußfunktion von C₁ für höhere Frequenzen als f_q bewirkt. Die Kapazität bildet für höhere Harmonische, d. h. ^f₁, usw., einen Kurzschluß, so daß an der Primärseite keine Spannungskomporienten mit den Frequenzen 4 f_v± f_Q, 6fpuzf_q usw. auftreten. Da an der Sekundärseite die Speisequelle eine impedanzlose Spannungsquelle ist, wenigstens für andere Frequenzen als f_v, treten auch dort keine unerwünschten Frequenzen auf. Die gewünschte zweite Harmonische wird durch das Signal wieder rein phasenmoduliert. Damit die Gleichspannungsquelle einen polarisierenden Gleichstrom liefern kann, ohne daß diese Quelle einen Kurzschluß für gewünschte Komponenten bildet, kann eine magnetisch parallel zur Primärwicklung liegende zweite Wicklung Anwendung finden, was naturgemäß auch in allen anderen Fällen unbedenklich durchführbar ist. Für die Vormagnetisierung ist statt dessen auch ein Dauermagnet verwendbar.

Sollen nur die gewünschten Stromkomponenten auftreten, so müssen wieder Sperrfilter für die unerwünschten Komponenten verwendet werden. Besitzt im Falle des dielektrischen Modulators der Speisegenerator eine sehr hohe Impedanz, wenigstens für höhere Frequenzen als f₉, so wird die Bedingung für Rückwirkungsfreiheit dadurch erfüllt, daß zwischen die Klemmen A, B eine Induktivität L, gegebenenfalls in Reihe mit oder parallel zu einem Widerstand R, gewünschtenfalls über einen Trenntransformator wie in Fig. 10 geschaltet wird, dessen Reihenschaltung mit der inneren Ausgangsimpedanz auf die Frequenz 2 f_v abgestimmt ist. Auch hier werden unerwünschte Stromkomponenten stark abgeschwächt. Die gewünschte zweite harmonische Stromkomponente ist wieder rein phasenmoduliert.

Sollen beim dielektrischen Modulator nur gewünschte Spannungskomponenten auftreten, so müssen wieder Kurzschlüsse verwendet werden.

Wenn f_P nicht sehr hoch gegenüber f_a ist und man ein Seitenband der vom Signal modulierten zweiten Harmonischen weiterbenutzen will, so kann im Falle eines magnetischen Modulators, wenn der Speisegenerator eine wenigstens für andere Frequenzen als f_v impedanzlose Spannungsquelle ist, die in Fig. 3 zwischen den Klemmen C, D liegende oder eine aus dieser durch Transformation entstandene Schaltung zwischen die Klemmen A, B geschaltet werden, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Für L_a und L₆ muß dann gelten

L_n U

₂f a f ~~~ 2f f '

und die Kreise Z₁-C₁ und L₂-C₂ müssen auf das unerwünschte Seitenband abgestimmt sein, wobei wieder die Impedanz der Signalquelle zu berücksichtigen ist.
Ebenso kann man im Falle des dielektrischen Modulators, wenn der Speisegenerator eine sehr hohe Impedanz wenigstens für andere Frequenzen als f'_v aufweist, die in Fig. 7 zwischen den Klemmen C, D liegende oder eine aus dieser durch Transformation entstandene Schaltung zwischen die Klemmen A, B schalten, wie in Fig. 12 gezeigt. Auch hier muß gelten

L_a U

und die Kreise Zj-L₁ und L₂-C₂ müssen auf das unerwünschte Seitenband abgestimmt sein. Im Falle von Verstärkern muß wieder die von einem Demodulator gebildete Belastung berücksichtigt werden.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Magnetischer oder dielektrischer Modulator zum Modulieren oder Verstärken eines elektrischen Signals der Frequenz f_g mittels einer Speiseschwingung mit der Grundfrequenz f_p, wodurch Schwingungen mit den Frequenzen kf_v± f_g (wobei k = 0, i, 2, 3...) erzeugt werden, die einem Klemmenpaar entnommen werden können, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Klemmenpaar, an dem die gewünschte Schwingung nf_v ±/"_e auftritt, wobei η einer der Werte von k mit Ausnahme von k = ο ist, eine Impedanz liegt, die zusammen mit der inneren Ausgangsimpedanz der weiteren Vorrichtung eine Impedanz Z bildet, gemäß

   wobei Zn 3,+ _s die komplexe Impedanz Z für die Frequenz η f„ + f _a und Ζ_η3,__β den konjugiert komplexen Wert der Impedanz Z für die Frequenz nfj,—f_a darstellt, wobei ferner a = 1, falls es sich um einen dielektrischen Modulator, und a = — 1, falls es sich um einen magnetischen Modulator handelt, und wobei Z die Ersatzimpedanz der Parallelschaltung der äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz ist, falls sämtliche Spannungskomponenten mit den . Frequenzen kfvnzfq (k = ο und n) verschwindend klein gegenüber den Spannungskomponenten mit den Frequenzen f _Q und nf_v±f_Q sind, bzw. Z die Ersatzimpedanz der Reihenschaltung der äußeren Impedanz und der inneren Ausgangsimpedanz ist, falls sämtliche Stromkomponenten mit den Frequenzen kf_P±f_q (k = 0 und n) verschwindend klein gegenüber den Stromkomponenten mit den Frequenzen /"„ und nf_v±f_q sind.
2. 2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisefrequenz f_v so hoch gegenüber der Signalfrequenz f_a ist, daß die gewünschte Ausgangsschwingung frei von Amplitudenmodulation ist.
3. 3. Magnetischer Modulator nach Anspruch 2, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung f_P±f_g ist und eine Signalspannungsquelle mit einer wenigstens für Frequenzen oberhalb der der Signalspannung verhältnismäßig kleinen inneren Impedanz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Impedanz eine Kapazität enthält und mit der inneren Ausgangsimpedanz einen auf die Frequenz f_p abgestimmten Parallelresonanzkreis i»5 bildet.
4. 4· Dielektrischer Modulator nach Anspruch 2, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung fvazfq ist und eine Signalstromquelle mit einer wenigstens für Frequenzen oberhalb der der Signalstromquelle verhältnismäßig hohen inneren Impedanz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Impedanz eine Induktivität enthält und mit der inneren Ausgangsimpedanz einen auf die Frequenz f_p abgestimmten Reihenresonanzkreis bildet.
5. 5. Magnetischer Modulator nach Anspruch 2, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung zfvuzfa ist und der an einem Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f _a, 2 f „ ± f _a, 4fv±fa usw. und an einem anderen Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f_v ± f _Q,

   3 f D ± f β usw. erzeugt und bei dem eine Speisespannungsquelle mit einer verhältnismäßig kleinen inneren Impedanz wenigstens für andere als die Speisefrequenz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Impedanz eine Kapazität enthält und mit der inneren Ausgangsimpedanz einen auf die Frequenz 2 f_v abgestimmten Parallelresonanzkreis bildet.
6. 6. Dielektrischer Modulator nach Anspruch 2, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung zfvdzfa ist und die an einem Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f_q, 2f_vuz f_Q,

   4 f-B db fq usw. und an einem anderen Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f_v ± f_a, 3fpuzfa ^usw· erzeugt und bei dem eine Speisestromquelle mit einer verhältnismäßig hohen inneren Impedanz wenigstens für andere Frequenzen als die Speisefrequenz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Impedanz eine Induktivität enthält und mit der inneren Ausgangsimpedanz einen auf die Frequenz 2 f_v abgestimmten Reihenresonanzkreis bildet.
7. 7. Magnetischer Modulator nach Anspruch i, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung ein Seitenband der vom Signal modulierten Grundschwingung ist und eine Signalspannungsquelle mit einer wenigstens für Frequenzen oberhalb der der Signalspannung verhältnismäßig kleinen inneren Impedanz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung der inneren Ausgangsimpedanz und der äußeren Impedanz zwei in Reihe liegenden Parallelresonanzkreisen entspricht, von denen einer auf das unerwünschte Seitenband und der andere auf das gewünschte Seitenband abgestimmt ist.
8. 8. Dielektrischer Modulator nach Anspruch 1, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung ein Seitenband der vom Signal modulierten Grundschwingung ist und eine Signalstromquelle mit einer wenigstens für Frequenzen oberhalb der der Signalstromquelle verhältnismäßig hohen inneren Impedanz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der inneren Ausgangsimpedanz und der äußeren Impedanz zwei parallel liegenden Reihenresonanzkreisen entspricht, von denen einer auf das unerwünschte Seitenband und der andere auf das gewünschte Seitenband abgestimmt ist.
9. 9. Magnetischer Modulator nach Anspruch 1, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung ein Seitenband der vom Signal modulierten zweiten Harmonischen ist und der an einem Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f_a, 2 fj, ± f _a,

   4/'vif Q ^usw- und an einem anderen Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f_v 4^ f_a,

   3 f& ifα usw. erzeugt und bei dem eine Speisespannungsquelle mit einer wenigstens für andere Frequenzen als die Speisefrequenz verhältnismäßig niedrigen inneren Impedanz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung der inneren Ausgangsimpedanz und der äußeren Impedanz zwei in Reihe liegenden. Parallelresonanzkreisen entspricht, von denen einer auf das unerwünschte Seitenband und der andere auf das gewünschte Seitenband abgestimmt ist.
10. 10. Dielektrischer Modulator nach Anspruch 1, bei dem die gewünschte Ausgangsschwingung ein Seitenband der vom Signal modulierten zweiten Harmonischen ist und der an einem Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f_Q, zf^if,,

    4 f j> dz f α usw. und an einem anderen Klemmensatz Komponenten mit den Frequenzen f _v ± f_a, 3fj>dzfa usw. erzeugt und bei dem eine Speisestromquelle mit einer wenigstens für andere Frequenzen als die Speisefrequenz höheren inneren Impedanz verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der inneren Ausgangsimpedanz und der äußeren Impedanz zwei parallel liegenden Reihenresonanzkreisen entspricht, von denen einer auf das unerwünschte Seitenband und der andere auf das gewünschte Seitenband abgestimmt ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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