DE1045454B

DE1045454B - Pulse modulation converter with a semiconductor surface diode exhibiting the memory effect

Info

Publication number: DE1045454B
Application number: DES50650A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans-Joachim Harloff
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-09-28
Filing date: 1956-09-28
Publication date: 1958-12-04

Description

Sdhickt man durch eine Halbleiter-Flächendiode einen elektrischen Strom, so wird das Fließen des Stromes in der Grenzschicht zwischen n-Halbleiter und p-Halbleiter durch Bewegung von Elektronen und Defektelektronen (Löcher) bewirkt. Wenn dieser Strom in Durchlaßrichtung fließt, so gelangen mehr Defektelektronen in den der Grenzschicht benachbarten Bereich des η-Halbleiters, als dem spannungslosen Gleichgewichtszustand oder dem statischen Zustand unter Sperrspannung entspricht. Es findet eine sogenannte Trägerinjektion in diesen Bereich statt. Insbesondere bei Germanium- und Siliziumdioden bleiben diese zusätzlichen Defektelektronen nach dem Abschalten des Durchlaßstromes für kurze Zeit, die durch die mittlere Lebensdauer derselben charakterisiert werden kann, gespeichert. Infolge der Diffusion und Rekombination nimmt ihre Dichte mit der Zeit nach einem Exponentialgesetz ab. Legt man während dieser Speicherzeit eine Sperrspannung an die Diode, so fließt zunächst ein größerer Strom, als dem statischen Sperrstrom entspricht. Der Strom nimmt danach in dem Maße ab, wie die Defektelektronen' in dem η-Halbleiter verschwinden. Dadurch steigt der Sperrwiderstand wieder an. Mit dem Sperrstrom selber ist darüber hinaus eine zusätzliche Rekombination der Defektelektronen verbunden. Er bewirkt daher eine zusätzliche Verminderung der Dichte der Defektelektronen. Die Zeit, während der eine gegenüber dem statischen Sperrstrom merkliche Stromerhöhiung vorhanden ist, nennt man auch Relaxationszeit. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt bei Flächendioden.Sdhickt through a semiconductor junction diode an electric current, the current will flow in the interface between n-semiconductors and p-type semiconductors caused by movement of electrons and holes. If this Current flows in the forward direction, so more defect electrons get into those adjacent to the boundary layer Area of the η semiconductor, as the de-energized equilibrium state or the static state under reverse voltage corresponds. A so-called carrier injection takes place in this area. In particular with germanium and silicon diodes, these additional defect electrons remain after switching off of the forward current for a short time, which is characterized by the mean life of the same can be saved. As a result of diffusion and recombination, their density increases over time according to an exponential law. If a reverse voltage is applied to the diode during this storage time, so initially a higher current flows than corresponds to the static reverse current. The current decreases afterwards as the holes in the η-semiconductor disappear. This increases the Blocking resistance on again. With the reverse current itself there is also an additional recombination of the holes connected. It therefore causes an additional reduction in the density of the Defects. The time during which a noticeable increase in current compared to the static reverse current is also called the relaxation time. This effect is particularly pronounced at Flat diodes.

Verwendet man diese Dioden als Gleichrichter oder Schaltdioden bei hohen Frequenzen, so wirkt die Trägerinjektion und Speicherung störend, da dadurch die Dioden gleichsam mit einer gewissen Trägheit arbeiten.If you use these diodes as rectifiers or switching diodes at high frequencies, it works Carrier injection and storage disruptive, as this causes the diodes to act with a certain inertia work.

Man hat nun versucht, diesen Effekt besonders auszunutzen. In der amerikanischen Veröffentlichung »National Bureau of Standards Technical News Bulletin«, VoI. 38, Nr. 10, Oktober 1954, S. 145 bis 148, ist eine Methode angegeben, wie sich mit Hilfe einer Diode mit S ρ ei eher effekt in einfacher Weise ein Impulsverstärker aufbauen läßt. Ein solcher Diodenverstärker ist in Fig. 1 dargestellt. Er besteht aus der Diode D1 mit Speichereffekt, aus der Diode D2 ohne Speichereffekt, dem Arbeitswiderstand R2, der groß gegenüber dem Durchlaßwiderstand und klein gegenüber dem Sperrwiderstand der Diode Dl ist, und dem Widerstand R1, der relativ klein gegenüber R2 ist. Der Steuerelektrode £ des •Diodenverstärkers wird ein Steuerimpuls zugeführt, von dem ein Impuls in Fig. 2 b dargestellt ist. Der Speicherelektrode 5" des Diodenverstärkers wird ein zeit-Attempts have now been made to make particular use of this effect. In the American publication "National Bureau of Standards Technical News Bulletin," VoI. 38, No. 10, October 1954, pp. 145 to 148, a method is given how a pulse amplifier can be constructed in a simple manner with the aid of a diode with S ρ ei rather more effectively. Such a diode amplifier is shown in FIG. It consists of the diode D 1 with memory effect, of the diode D 2 without memory effect, the working resistance R2, which is large compared to the forward resistance and small compared to the blocking resistance of the diode Dl , and the resistor R1, which is relatively small compared to R 2. The control electrode £ of the diode amplifier is supplied with a control pulse, one of which is shown in FIG. 2b. The storage electrode 5 "of the diode amplifier is a time-

PulsmodulationswandlerPulse modulation converter

mit einer den Speichereffektwith one the memory effect

aufweisenden Halbleiter-Flächendiodehaving semiconductor junction box

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Phys. Hans-Joachim Harloff, München,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Hans-Joachim Harloff, Munich,
has been named as the inventor

Hch zum Steuerimpuls versetzter, unmoduiierter Speiseimpuls zugeführt, dessen Amplitude fast so groß wie die Sperrdurchschlagsspannung der Diode Dl sein kann-. Der zum in Fig. 2 b gezeichneten Steuerimpuls gehörende Speiseimpuls ist mit seiner zeitlichen Versetzung in Fig. 2 a dargestellt. Die beiden Dioden D1 und D 2 sind so gepolt, daß sie von den Steuerimpulsen in Durchlaßrichtung beansprucht werden. Infolge eines solchen Impulses fließt daher ein Strom über die Dioden D 2, Dl und den Widerstand R1, so daß in der η-leitenden Schicht der Diode Dl eine Trägerinjektion stattfinden kann, welche deren Sperrwiderstand während der Relaxationszeit herabsetzt. Durch den folgenden Speiseimpuls wird diese Diode in Sperrichtung beansprucht. Der in diesem Moment wirksame Sperrwiderstand ist abhängig von der Stärke der vorhergehenden Trägerinjektion, also von der Amplitude des Steuerimpulses, und von der inzwischen verstrichenen Zeit. Zwischen Steuerimpuls und Speiseimpuls besteht eine konstante zeitliche Versetzung, so daß der Sperrwiderstand hier allein von der Amplitude des Steuerimpulses abhängig ist. Die vom jeweiligen Speiseimpuls gelieferte Spannung teilt sich an der Reihenschaltung von Diode Dl und Arbeitswiderstand R 2 auf. Die Diode D 2 wird hierbei in Sperrichtung beansprucht, so daß ihr Widerstand groß gegen den Widerstand i?2 ist und daher die Spannungsteilung nicht beeinflußt. Je größer die Amplitude des vorhergehenden Steuerimpulses war, desto größer war die Trägerinjektion, und desto kleiner ist der wirksame Sperrwiderstand von Diode D 2, und desto größer ist der zwischen der Ausgangselektrode A und Masse liegende Teil derHch supplied to the control pulse offset, unmoduiierter feed pulse whose amplitude can- be almost as large as the barrier breakdown voltage of the diode Dl. The feed pulse belonging to the control pulse shown in FIG. 2 b is shown with its time offset in FIG. 2 a. The two diodes D1 and D 2 are polarized so that they are stressed by the control pulses in the forward direction. As a result of such a pulse, a current flows through the diodes D 2, Dl and the resistor R1, so that a carrier injection can take place in the η-conductive layer of the diode Dl , which lowers its blocking resistance during the relaxation time. This diode is stressed in the reverse direction by the following feed pulse. The blocking resistance effective at this moment depends on the strength of the previous carrier injection, i.e. on the amplitude of the control pulse, and on the time that has elapsed in the meantime. There is a constant time offset between the control pulse and the feed pulse, so that the blocking resistance here depends solely on the amplitude of the control pulse. The voltage supplied by the respective feed pulse is divided between the series connection of diode Dl and load resistor R 2. The diode D 2 is loaded in the reverse direction, so that its resistance is high compared to the resistance i? 2 and therefore does not affect the voltage division. The greater the amplitude of the preceding control pulse, the greater the carrier injection, and the smaller the effective blocking resistance of diode D 2, and the greater the part of the between the output electrode A and ground

809 6Ϊ7/253809 6-7 / 253

Speiseimpulsspannung. Steuerimpulsamplitude und Ausgangsamplitude verändern sich also im gleichen Sinn. In Fig. 2c ist die im Ausgang .^ abgegebene Spannung Ua dargestellt. Wenn die Amplituden der Steuerimpulse um den Betrag -A Ue schwanken, so ver-~ ändert sich die Amplitude der Ausgangsimpulse in diesem Beispiel um A Ua. Als Höhe der Impulse ist der sich jeweils ergebende Mittelwert der Höhe zwischen Impulsanfang und Impulsende eingezeichnet worden. Über die Impulsdauer nimmt nämlich auch die Trägerdichte in der η-leitenden Schicht und damit auch die Ausgangsamplitude ab. Während des Steuerimpulses tritt am Ausgang auch ein Impuls mit kleiner Amplitude auf, der als Störimpuls wirken kann, da der Steuerimpuls einen Strom über die Durchlaß widerstände der Dioden D 2 und Dl sowie den Widerstand R1 treibt und an den letzten beiden Widerständen einen entsprechenden Spannungsabfall hervorruft. Während des Speiseimpulses tritt ein wesentlich größerer Ausgangsimpuls auf, welcher der verstärkte Impuls ist und dessen Amplitude fast so groß wie die Speiseimpulsamplitude werden kann. Der Diodenverstärker liefert also eine Verstärkung und zeitliche Verschiebung der Steuerimpulse. Die Verstärkungsenergie wird von den Speiseimpulsen geliefert. Feed pulse voltage. Control pulse amplitude and output amplitude therefore change in the same sense. In Fig. 2c, the output. ^ Output voltage Ua is shown. If the amplitudes of the control pulses fluctuate by the amount -A Ue , then the amplitude of the output pulses in this example changes by A Ua. The respective resulting mean value of the height between the start of the pulse and the end of the pulse has been drawn in as the height of the pulses. This is because the carrier density in the η-conductive layer and thus also the output amplitude also decrease over the pulse duration. During the control pulse, a pulse with a small amplitude occurs at the output, which can act as a glitch, since the control pulse drives a current through the forward resistances of the diodes D 2 and Dl and the resistor R 1 and a corresponding voltage drop across the last two resistors evokes. During the feed pulse, a significantly larger output pulse occurs, which is the amplified pulse and the amplitude of which can be almost as large as the feed pulse amplitude. The diode amplifier thus provides an amplification and a time shift of the control pulses. The boost energy is provided by the feed pulses.

Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, wie man den Diodenverstärker benutzen kann, tun die Modulationsart von modulierten Impulsen in eine gewünschte andere Modulationsart umzuwandeln. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei Zuführung modulierter Impulse an die Steuerelektrode des Diodenverstärkers durch Zuführung unmodulierter Speiseimpulse gleicher Tastfrequenz an die Speiseelektrode, in bestimmter zeitlicher Verschiebung mit bestimmter Breite in dem durch die Dauer und Höhe der Steuerimpulse bestimmten, durch Trägerinjektion gegebenen Relaxationszeitraum liegend, am Ausgang des Diodenverstärkers Impulse mit der gewünschten anderen Modulationsart abgegeben werden.The present invention shows one way how one can use the diode amplifier that does To convert modulation type of modulated pulses into a desired other modulation type. this is achieved according to the invention in that when modulated pulses are supplied to the control electrode of the diode amplifier by supplying unmodulated feed pulses with the same sampling frequency to the feed electrode, in a certain temporal shift with a certain width in that by the duration and height of the control pulses determined by the carrier injection relaxation period lying at the output of the diode amplifier pulses with the desired other modulation type can be emitted.

Bei dem in der Einleitung beschriebenen Diodenverstärker gemäß Fig. 1 tritt bei Betrieb des Verstärkers am Ausgang, wie aus Fig. 2 c zu ersehen ist, außer dem gewünschten Nutzimpuls noch der eingangs erwähnte Störimpuls als Rest des Steuerimpulses auf. Die folgende Methode gibt eine Möglichkeit an, diese Störimpulse auf zweckmäßige Weise unwirksam zu machen, was bei bestimmten Modulationsartumwandlungen unerläßlich ist. Bei dieser Methode wird in Kette zum Diodenverstärker ein Amplitudensieb geschaltet, welches nur solche Impulse durchläßt, deren Amplituden eine festgelegte Größe überschreiten. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für ein solches Amplitudensieb dargestellt. Am Ausgang^ des Diodenverstärkers ist eine Diode D 3 angeschlossen, die so gepolt ist, daß sie die ihr zugeführten Impulse durchläßt. Sie erhält aber über den an der Elektrode Q mit positiver Gleichspannung gespeisten Spannungsteiler R3-R4:, an dessen Abgriff sie mit ihrem anderen Anschluß angeschlossen ist, der zugleich den Ausgang Z der Kettenschaltung darstellt, eine solche positive Vorspannung Uv, daß am Ausgang Z der Kettenschaltung nur solche positiven Impulse erscheinen, deren Amplitude größer als Uv ist. Die Vorspannung Uv wird nun so groß gemacht, daß die Störimpulse . unterdrückt werden. Die gesamte Kettenschaltung wird im folgenden als Modulationswandler bezeichnet. In the case of the diode amplifier according to FIG. 1 described in the introduction, when the amplifier is operated at the output, as can be seen from FIG. The following method provides a way of rendering these glitches ineffective in an expedient manner, which is essential for certain type of modulation conversions. In this method, an amplitude filter is connected in a chain to the diode amplifier, which only lets through those pulses whose amplitudes exceed a specified size. In Fig. 3, an embodiment of such an amplitude sieve is shown. At the output ^ of the diode amplifier, a diode D 3 is connected, which is polarized so that it lets through the pulses supplied to it. But it receives via the voltage divider R3-R4: fed to the electrode Q with positive direct voltage, to whose tap it is connected with its other terminal, which at the same time represents the output Z of the chain circuit, such a positive bias voltage Uv that at the output Z the Chain connection only those positive pulses appear whose amplitude is greater than Uv . The bias voltage Uv is now made so large that the interference pulses. be suppressed. The entire chain circuit is referred to below as a modulation converter.

Im ersten Beispiel für einen solchen Modulationswandler wird der Fall behandelt, in dem längenmodu lierte Steuerimpulse in amplitudenmodulierte Ausgangsimpuilse umgesetzt werden. Der in Fig. 3 gezeichnete Modulationswandler wird dazu an der - Steuerelektrode Emit längenmodulierten Steuerimpulsen gespeist und an der Speiseelektrode mit unmodulierten Speiseimpulsen. Da die Länge der Steuerimpulse schwankt, verändert sich der Abstand zwischen der Hinterflanke der Steuerimpulse und der Vorderflanke des folgenden Speiseimpulses. In derIn the first example of such a modulation converter, the case in which the length modulus is dealt with lated control pulses are converted into amplitude-modulated output pulses. The one drawn in FIG For this purpose, the modulation converter is connected to the - control electrode with length-modulated control pulses fed and at the feed electrode with unmodulated feed pulses. Because the length of the control pulses fluctuates, the distance between the trailing edge of the control pulses and the changes Leading edge of the following feed pulse. In the

ίο Fig. 4b ist ein Steuerimpuls und in Fig. 4a der folgende Speiseimpuls über der Zeit t dargestellt. Die Höhe des vom Speiseimpuls erzeugten Ausgangsimpulses ist von der Höhe, von der Dauer und vom Abstand des vorhergehenden Steuerimpulses abhängig, da von diesen Faktoren das Ausmaß und die Nachwirkung der Trägerinjektion bestimmt wird. Bei der hier vorgesehenen Umsetzung wird nun die Abhängigkeit, die von dem angegebenen Abstand herrührt, verwendet, so daß die Höhe der Ausgangs-ίο Fig. 4b is a control pulse and in Fig. 4a the following feed pulse is shown over time t . The height of the output pulse generated by the feed pulse is dependent on the height, the duration and the spacing of the preceding control pulse, since these factors determine the extent and the aftereffect of the carrier injection. In the implementation provided here, the dependency resulting from the specified distance is now used, so that the height of the starting point

ao impulse mit der Längenmodulation der Steuerimpulse schwankt. Damit die Höhe der Ausgangsimpulse zwischen ihrer Vorderfianke, die kleineren Abstand vom Steuerimpuls hat, und ihrer-Hinterflanke, die größeren Abstand vom Steuerimpuls hat, relativ wenig abas nimmt^ müssen die Ausgangsimpulse und die sie erzeugenden gleich breiten Speiseimpulse hinreichend schmal sein. In der Fig. 4 c ist als sich ergebende Höhe der Mittelwert des Ausgangsimpulses zwischen Vorderflanke und Hinterflanke eingezeichnet. Zu der Längenschwankung AI des Steuerimpulses gehört die Höhenschwankung, zl\Ua des.Ausgangsimpulses.ao impulse fluctuates with the length modulation of the control impulses. So that the height of the output pulses decreases relatively little between their front edge, which has a smaller distance from the control pulse, and their rear edge, which has a greater distance from the control pulse, the output pulses and the feed pulses of equal width that generate them must be sufficiently narrow. In FIG. 4 c, the mean value of the output pulse between the leading edge and the trailing edge is shown as the resulting height. To the length fluctuation AI of the control pulse belongs the height fluctuation, zl \ Ua of the output pulse.

Wenn die Steuerimpulse nicht längenmoduliert, sondern phasenmoduliert sind, so ändert sich ebenfalls der .Abstand zwischen den. Steuerimpulsen gemäß Fig· 5 b und Speiseimpulsen, gemäß Fig. 5 a, so daß sich ebenfalls eine Amplitudenmodulation der Ausgangsimpulse gemäß Fig. 5 c ergibt. Entsprechend der zeitlichen Verschiebung./] t der Steuerimpulse ergibt sich eine Höhenschwankung A Ua und damit eine Amplitudenmodulation der Ausgangsimpulse.If the control pulses are not length-modulated, but phase-modulated, the .Abstand between the. Control pulses according to FIG. 5 b and feed pulses according to FIG. 5 a, so that there is also an amplitude modulation of the output pulses according to FIG. 5 c. Corresponding to the time shift /] t of the control pulses, there is a height fluctuation A Ua and thus an amplitude modulation of the output pulses.

Man kann auch eine Längenmodulation der Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von der Modulation der Steuerimpulse erreichen. .Dazu müssen die Betriebsbedingungen gegenüber den beiden vorher behandelten Fällen jedoch wesentlich verändert werden. Es werde zunächst der Fall der Umwandlung einer Amplitudenmodulation in eine Längenmodulation behandelt: In Fig. 6b ist ein Steuerimpuls dargestellt. Er kann wegen seiner Modulation. um den Betrag A Ue schwanken.. In Fig. 6 a ist ,der darauffolgende Speiseimpuls gezeichnet. Der Steuerimpuls soll hier in jedem Fall eine so starke Trägerinjektion hervorrufen, daß beim Einsetzen des Speiseimpulses der Widerstand der in Sperrichtung beanspruchten Diode öl wegen der Trägerinjektion und Trägerspeicherung noch so klein ist, daß er gegenüber dem Arbeitswiderstand .i? 2 vernachlässigt werden kann. Am Ausgang Z des Wandlers wird daher der Anfang des Ausgangsimpulses die gleiche Höhe haben wie der Speiseimpuls. Nach einer gewissen Zeit, die von der Amplitude des vorherigen Steuerimpulses in der Weise abhängt, daß sie um so größer, ist, je höher diese Amplitude war, ist der Widerstand der Diode Dl wegen Diffusion und Rekombination der Träger sowie wegen der zusätzlichen Rekombination von Trägern durch den Sperrstrom so stark angestiegen, daß der Widerstand nicht, mehr vernachlässigbar klein ist. Er steigt dann noch weiter, an und ruft von diesem .Zeitpunkt an eine Abnahme der Amplitude des Ausgangsimpulses hervor, da sich nun die SpannungIt is also possible to modulate the length of the output pulses as a function of the modulation of the control pulses. To do this, however, the operating conditions must be changed significantly compared to the two cases discussed above. The case of converting an amplitude modulation into a length modulation will first be dealt with: A control pulse is shown in FIG. 6b. It can because of its modulation. fluctuate by the amount A Ue .. In Fig. 6 a, the subsequent feed pulse is drawn. In any case, the control pulse should produce such a strong carrier injection that when the feed pulse starts, the resistance of the diode oil, which is stressed in the reverse direction, is still so small because of the carrier injection and carrier storage that it is so small compared to the working resistance .i? 2 can be neglected. At the output Z of the converter, the beginning of the output pulse will therefore have the same height as the feed pulse. After a certain time, which depends on the amplitude of the previous control pulse in such a way that it is the greater, the higher this amplitude was, the resistance of the diode Dl is due to diffusion and recombination of the carriers and because of the additional recombination of carriers increased so much by the reverse current that the resistance is no longer negligibly small. It then rises still further, and from this point in time causes a decrease in the amplitude of the output pulse, since the voltage is now

des Speiseimpulses zwischen der Diode D1 und dem Widerstand i?2 aufteilt. Von diesem Zeitpunkt an -entsteht eine etwa exponentiell abfallende Rückflanke des Ausgangsimpuilses, wie in Fig. 6 c dargestellt ist. Damit dieser Vorgang eintritt, muß der Speiseimpuls einerseits mit hinreichend kleinem Abstand auf den Steuerimpuls folgen und andererseits genügend breit sein, damit während seiner zeitlichen Dauer der Diodenwiderstand so stark ansteigt, daß die etwa exponentiell abfallende Rückflanke des Ausgangsimpulses entsteht. Je größer die Höhe des vorhergehenden Steuerimpulses war, um so später setzt die Rückflanke des Ausgangsimpulses ein. Zur Amplitudenschwankung Δ Ue des Steuerimpulses in Fig. 6b gehört die Längenschwankung des Ausgangsimpulses ΔI in Fig. 6 c. Damit ist die Amplitudenmodulation der Steuerimpulse in eine Längenmodulation der Ausgangsimpulse umgewandelt.of the feed pulse between the diode D 1 and the resistor i? 2. From this point in time, an approximately exponentially falling trailing edge of the output pulse occurs, as shown in FIG. 6c. In order for this process to occur, the feed pulse must follow the control pulse with a sufficiently small distance and be sufficiently wide so that the diode resistance increases so much during its duration that the approximately exponentially falling trailing edge of the output pulse occurs. The greater the height of the previous control pulse, the later the trailing edge of the output pulse begins. To the amplitude of fluctuation Δ Ue of the driving pulse in Fig. 6b includes the length variation of the output pulse .DELTA.I in Fig. 6 c. The amplitude modulation of the control pulses is thus converted into a length modulation of the output pulses.

Führt man dem Wandler bei genügend langen Speiseimpulsen phasenmodulierte Steuerimpulse mit ausreichend großer Amplitude zu, so verschiebt sich wegen des variablen Abstandes zwischen Rückflanke der Steuerimpulse und Vorderflanke der Speiseimpulse ebenfalls der Zeitpunkt des Einsetzens der Rückflanke der Ausgangsimpulse. Je kleiner der Abstand zwischen den Impulsen, desto später setzt die Rückflanke ein. Hierbei werden also phasenmodulierte in längenmodulierte Impulse umgewandelt.If the converter is fed with phase-modulated control pulses when the feed pulses are sufficiently long sufficiently large amplitude is shifted because of the variable distance between the trailing edge of the control pulses and the leading edge of the feed pulses are also the time of the onset of the Trailing edge of the output pulses. The smaller the distance between the pulses, the later it resumes Trailing edge a. Here, phase-modulated pulses are converted into length-modulated pulses.

Führt man dem Modulationswandler unter den zuletzt beschriebenen Betriebsbedingungen längenmodulierte Impulse zu, so verändert sich auch hier mit der Wirkung der Modulation der Abstand zwischen Steuerimpuls und Speiseimpuls, so daß die Ausgangsimpulse ebenfalls längenmoduliert sind. Wegen der Eigenart dieser Impulsumsetzung ist die Längen-Schwankung der Ausgangsimpulse größer als die der Steuerimpulse, so daß eine Erhöhung des Modulationsgrades stattgefunden hat. Bei einer Demodulation erhält man daher ein Signal mit größerer Amplitude als bei einer Demodulation ohne vorherige Impulsumsetzung. Durch die Impulsumsetzung kann daher beispielsweise eine Verstärkung des demodulierten Signals erspart werden.If you run the modulation converter length-modulated under the operating conditions described last Impulses, the distance between changes with the effect of the modulation Control pulse and feed pulse, so that the output pulses are also length-modulated. Because of the The peculiarity of this pulse conversion is that the length fluctuation of the output pulses is greater than that of the Control pulses, so that an increase in the degree of modulation has taken place. With demodulation one therefore obtains a signal with a greater amplitude than in the case of demodulation without a previous one Impulse conversion. The pulse conversion can therefore, for example, amplify the demodulated Signals can be saved.

Die vom Modulationswandler abgegebenen längenmodulierten Impulse können in phasenmodulierte Impulse umgewandelt werden. Hierzu wird gemäß Fig. 7 an den Ausgang A des Modulationswandlers MW ein Impulsgeber, beispielsweise eine monostabile Kippstufe MK, angeschlossen, welche durch die Rückflanke der längenmodulierten Impulse des Modulationswandlers angestoßen wird und daher mit der Rückflanke einsetzende, nunmehr phasenmodulierte Impulse abgibt. In der Fig. 6 d sind die erzeugten phasenmodulierten Impulse dargestellt, die zu den in Fig. 6 c dargestellten längenmodulierten Impulsen gehören. Entsprechend der Längenschwankung ΔI der längenmodiulierten Impulse verändern sich die Anfangszeitpunkte der phasenmodulierten Impulse um den Zeitpunkt Δ t. Bei dieser Umwandlung der modulierten Impulse ist es notwendig, daß keine von den Eingangsimpulsen herrührenden Störimpulse am Ausgang des Modulationswandlers MW abgegeben werden, welche ein falsches Ansprechen der monostabil en Kippstufe hervorrufen könnten. Es ist daher hier die Unterdrückung der Störimpulse durch ein Amplitudensieb, wofür ein Beispiel in Fig. 3 angegeben worden ist, zweckmäßig.The length-modulated pulses emitted by the modulation converter can be converted into phase-modulated pulses. For this purpose, a pulse generator, for example a monostable multivibrator MK, is connected to output A of the modulation converter MW according to FIG. In Fig. 6d the generated phase-modulated pulses are shown, which belong to the length-modulated pulses shown in Fig. 6c. Corresponding to the length fluctuation ΔI of the length-modulated pulses, the starting times of the phase-modulated pulses change by the time Δt. In this conversion of the modulated pulses, it is necessary that no interference pulses originating from the input pulses are emitted at the output of the modulation converter MW , which could cause the monostable multivibrator to respond incorrectly. It is therefore expedient here to suppress the interference pulses by means of an amplitude filter, for which an example has been given in FIG. 3.

Der bei den angegebenen Modulationswandlungen verwendete Modulationswandler gemäß Fig. 1 bzw. 3 hat außer den durch seine vielfältige Anwendungsfähigkeit gegebenen Vorteilen noch den besonderen Vorteil,, daß er aus nur wenigen passiven Schaltelementen aufgebaut ist, die keine dem Verschleiß unterworfenen Elemente, wie z. B. Röhren, enthalten. Vorteilhaft ist noch, wie durch entsprechende Versuche festgestellt wurde, daß sich zwischen —20 und etwa +50° C kein feststellbarer Einfluß der Temperatur auf die Gestalt des Ausgangsimpulses zeigte.The modulation converter used in the specified modulation conversions according to FIG. 1 or 3 apart from the advantages given by its diverse applicability, it also has a special one Advantage, that it consists of only a few passive switching elements is constructed which does not contain any elements subject to wear, such as e.g. B. tubes included. It is also advantageous, as has been determined by appropriate tests, that between -20 and about + 50 ° C showed no noticeable influence of the temperature on the shape of the output pulse.

Claims

Patent claims:

1. Modulation converter using a diode amplifier, characterized in that when modulated control pulses are supplied to the control electrode by supplying unmodulated ones Feed pulses with the same scanning frequency to the feed electrode, with a certain time shift with a certain width in that determined by the duration and height of the control impulses, relation period given by carrier injection lying at the output of the diode amplifier Pulses with the desired other modulation type can be emitted.

2. Modulation converter according to claim 1, characterized in that a at its output Amplitude filter is connected, which only passes those pulses whose amplitudes are a exceed the specified size.

3. Modulation converter according to claim 2, characterized in that the amplitude filter consists of a suitably polarized and sufficiently prestressed directional guide.

4. modulation converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Control electrode of the diode amplifier length-modulated control pulses and the feed electrode unmodulated, sufficiently narrow feed pulses so offset in time with respect to the control pulses are supplied so that the pulses emitted at the output of the diode amplifier are amplitude-modulated are.

5. Modulation converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Control electrode of the diode amplifier phase-modulated control pulses and the feed electrode unmodulated, sufficiently narrow feed pulses so offset in time with respect to the control pulses are supplied so that the pulses emitted at the output of the diode amplifier are amplitude-modulated are.

6. modulation converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Control electrode of the diode amplifier, amplitude-modulated control pulses and the feed electrode unmodulated, sufficiently wide feed pulses so offset in time with respect to the control pulses are supplied that emitted length-modulated pulses at the output of the diode amplifier will.

7. modulation converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Control electrode of the diode amplifier phase-modulated control pulses and the feed electrode unmodulated, sufficiently wide feed pulses so offset in time with respect to the control pulses are supplied that emitted length-modulated pulses at the output of the diode versitary amplifier will.

8. modulation converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Control electrode of the diode amplifier length-

modulated control pulses and the feed electrode unmodulated, sufficiently wide feed pulses are supplied offset in time with respect to the control pulses that at the output of the Diode amplifier emits length-modulated pulses with an increased degree of modulation.

9. modulation converter according to one of claims 6 to 8, characterized in that the Trailing edges of the diode amplifier output

kers emitted length-modulated pulses trigger a connected pulse generator, which emits phase-modulated pulses depending on the length modulation of the trigger pulses.

Considered publications:
Journal: National Bureau of Standards Technical News Bulletin, 10/1954, pp. 145 to 148.

1 sheet of drawings