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DE1045455B - Pulse modulator with a semiconductor area diode exhibiting the memory effect - Google Patents

Pulse modulator with a semiconductor area diode exhibiting the memory effect

Info

Publication number
DE1045455B
DE1045455B DES50653A DES0050653A DE1045455B DE 1045455 B DE1045455 B DE 1045455B DE S50653 A DES50653 A DE S50653A DE S0050653 A DES0050653 A DE S0050653A DE 1045455 B DE1045455 B DE 1045455B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pulse
pulses
diode
current
feed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DES50653A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Phys Hans-Joachim Harloff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
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Publication of DE1045455B publication Critical patent/DE1045455B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/02Amplitude modulation, i.e. PAM

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Schickt 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 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 Stromerhöhung vorhanden ist, nennt man auch Relaxationszeit. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt bei Flächendioden.If you send an electric current through a semiconductor junction diode, the flow of the Current in the boundary layer between n-semiconductors and p-semiconductors due to movement of electrons and Defects electrons (holes) causes. If this current flows in the forward direction, more will come Defects in the area of the η-semiconductor adjacent to the boundary layer, as the de-energized Equilibrium state or the static state under reverse voltage. It takes a so-called Carrier injection takes place in this area. Stick with germanium and silicon diodes in particular these additional defect electrons after switching off the forward current for a short time caused by the mean life of the same can be characterized, stored. As a result of diffusion and recombination their density decreases according to an exponential law. If you put a Blocking voltage to the diode, a higher current flows first than corresponds to the static blocking current. The current then decreases as the holes in the η-semiconductor disappear. This increases the blocking resistance again. With the reverse current itself is beyond that an additional recombination of the holes is connected. It therefore causes an additional reduction the density of the holes. The time during which the one opposite the static reverse current If there is a noticeable increase in current, it is also called the relaxation time. Particularly pronounced is this effect with 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«, Vol. 38, Nr. 10, Oktober 1954, S. 145 bis 148, ist eine Methode angegeben, wie sich mit Hilfe einer Diode mit Speichereffekt in einfacher Weise ein Impulsverstärker aufbauen läßt. Ein solcher Diodenverstärker ist in Fig. 1 dargestellt. Er besteht aus der Diode Dl mit Speichereffekt, aus der Diode D 2 ohne Speichereffekt, dem Arbeitswiderstand R 2, der groß gegenüber dem Durchlaßwiderstand und klein gegenüber dem Sperrwiderstand der Diode D1 ist, und dem Widerstand R1, der relativ klein gegenüber R 2 ist. Der Steuerelektrode E des Diodenverstärkers wird ein Steuerimpuls zugeführt, von dem ein Impuls in Fig. 2 b dargestellt ist. Der Speiseelektrode 61 des Diodenverstärkers wird ein zeitlich zum Steuerimpuls versetzter, unmodulierter Speiseimpuls zugeführt,Attempts have now been made to make particular use of this effect. In the American publication "National Bureau of Standards Technical News bulletin", Vol. 38, No. 10, October 1954, pp. 145 to 148, a method is given of how a pulse amplifier can be set up in a simple manner with the aid of a diode with a memory effect leaves. Such a diode amplifier is shown in FIG. It consists of the diode Dl with memory effect, of the diode D 2 without memory effect, the working resistance R 2, which is large compared to the forward resistance and small compared to the blocking resistance of the diode D 1, and the resistor R 1, which is relatively small compared to R 2 is. The control electrode E of the diode amplifier is supplied with a control pulse, one of which is shown in FIG. 2b. The feed electrode 6 1 of the diode amplifier is supplied with an unmodulated feed pulse that is offset in time to the control pulse.

Pulsmodulator mit einer den Speicher effekt aufweisenden Halbleiter-FlächendiodePulse modulator with a memory effect having a semiconductor flat diode

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

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

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

dessen Amplitude fast so groß wie die Sperrdurchschlagsspannung der Diode D1 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 D1 eine Trägerinjektion stattfinden kann, welche deren Sperrwiderstand während der Relaxationszeit herabsetzt. Durch den folgenden Speiseimpuls wird diese Diode in Sperrrichtung 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 undSpeiseimpuls 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 D1 und Arbeitswiderstand R2 auf. Die Diode D 2 wird hierbei in Sperrichtung beansprucht, so daß ihr Widerstand groß gegen den Widerstand R 2 ist und daher die Spannungsteilung nicht beeinflußt. Je größer die Amplitude des vorhergehenden Steuerimpulses war, desto größer war die Träger injektion, und desto kleiner ist der wirksame Sperrwiderstand von Diode D 2, und desto größer ist der zwischen der Ausgangselektrode A und Masse liegende Teil der Speiseimpulsspannung. Steuerimpulsamplitude und Ausgangsimpulsamplitude verändern sich also im gleichen Sinn. In Fig. 2 c istthe amplitude of which can be almost as large as the reverse breakdown voltage of diode D1 . 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 D 1 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 R 1, so that a carrier injection can take place in the η-conducting layer of the diode D 1, 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 D 1 and load resistor R2 . The diode D 2 is loaded in the reverse direction, so that its resistance is high compared to the resistance R 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 supply pulse voltage between the output electrode A and ground. Control pulse amplitude and output pulse amplitude therefore change in the same way. In Fig. 2 c is

WS 697/254 WS 697/254

die im Ausgang A abgegebene Spannung Ua dargestellt. Wenn die Amplitude der Steuerimpulse um den Betrag Λ Ue schwankt, so verändert sich die Amplitude der Ausgangsimpulse in diesem Beispiel um Δ 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 Sperrschicht und damit auch die Ausgangsimpulsamplitude 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 Durchlaßwiderstände der Dioden D 2 und D1 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.the voltage Ua output at output A is shown. If the amplitude of the control pulses fluctuates by the amount Λ Ue , the amplitude of the output pulses in this example changes by Δ 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. The carrier density in the barrier layer and thus the output pulse 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 an interference pulse, as the control pulse drives a current through the forward resistances of diodes D 2 and D1 and resistor R 1 and causes a corresponding voltage drop at the last two resistors . 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 als Modulator für Pulsmodulationen verwenden kann. Dazu führt man erfindungsgemäß über die Steuerelektrode des Verstärkers der Diode mit Speichereffekt einen mit dem Modulationssignal schwankenden und diese Diode in Durchlaßrichtung beanspruchenden Strom gleicher Richtung zu und gleichzeitig der Speiseelektrode die Speiseimpulse bestimmter Länge. Der durch die Diode fließende Strom ruft in dieser Trägerinjektionen hervor, deren Ausmaß sich mit der Stromstärke ändert. Damit die Dichte der Defektelektronen der Stromstärkeänderung folgen kann, muß die Periode der Stromschwankung größer als die mittlere Lebensdauer der Defektelektronen sein. Die Form der bei Zuführung von Speiseimpulsen am Ausgang des Modulators abgegebenen Ausgangsimpulse ist von dem unmittelbar von dem Einsatzzeitpunkt der Speiseimpulse fließenden Injektionsstrom abhängig. Durch geeignet gewählte Betriebsbedingungen kann man nun Ausgangsimpulse erzeugen, die mit dem im schwankenden Injektionsstrom enthaltenen Modulationssignal in gewünschter Modulationsart moduliert sind.The present invention shows a way how to use the diode amplifier as a modulator for pulse modulations can use. According to the invention, this is done via the control electrode of the amplifier the diode with memory effect fluctuates with the modulation signal and this diode in Forward direction claiming current in the same direction and at the same time the feed electrode Feed pulses of a certain length. The current flowing through the diode causes carrier injections in it, the extent of which changes with the strength of the current. So that the density of the defect electrons changes in the amperage can follow, the period of the current fluctuation must be greater than the mean life of the defect electrons. The form of the supply of feed pulses at the output of the modulator The output pulses emitted is from the immediately from the start of the feed pulses flowing injection current dependent. Output pulses can now be obtained through appropriately selected operating conditions generate that with the modulation signal contained in the fluctuating injection current in desired Modulation type are modulated.

Ein Ausführungsbeispiel für einen derartigen Modulator zeigt die Fig. 3. Er besteht aus einem Diodenverstärker, an dessen Steuerelektrode E ein Kondensator C und ein Widerstand R 3 angeschlossen sind. Am anderen Anschluß des Kondensators C liegt der Steuereingang M des Modulators. Ihm wird eine Wechselspannung zugeführt, welche das Modulationssignal darstellt, also veränderliche Amplitude und Frequenz haben kann. Am anderen Anschluß Q des Widerstandes RZ liegt eine Vorspannung, die so groß und so gepolt ist, daß über den Weg R 3-D 2-D1-R1 ein Strom Iq fließt, welcher in der Diode Dl Defektelektronen im η-Halbleiter der Diode Dl erzeugt. Diesem Strom überlagert sich der Wechselstrom Im, der infolge der am Kondensator C liegenden Wechselspannung über den Weg C-D 2-D1-R1 fließt. Für den daraus resultierenden Injektionsstrom Ii sind in den Fig. 4 b und 5 b zwei Beispiele gezeichnet worden. Diese Figuren enthalten auch die dazugehörigen Ströme Im und Iq. Der Strom Ii ist also ein schwankender Strom gleicher Richtung.An exemplary embodiment for such a modulator is shown in FIG. 3. It consists of a diode amplifier, to the control electrode E of which a capacitor C and a resistor R 3 are connected. The control input M of the modulator is connected to the other connection of the capacitor C. An alternating voltage is fed to it, which represents the modulation signal, i.e. it can have variable amplitude and frequency. At the other terminal Q of the resistor RZ there is a bias voltage which is so large and polarized that a current Iq flows via the path R 3-D 2-D1-R 1, which in the diode Dl is defect electrons in the η-semiconductor of the diode Dl generated. The alternating current Im, which flows via the path CD 2-D1-R1 as a result of the alternating voltage across the capacitor C , is superimposed on this current. For the resulting injection current Ii , two examples have been drawn in FIGS. 4 b and 5 b. These figures also contain the associated currents Im and Iq. The current Ii is therefore a fluctuating current in the same direction.

In den Fig. 4 a, 4 b und 4 c sind solche Betriebsbedingungen des Modulators nach Fig. 3 zusammengestellt worden, die zu einer Amplitudenmodulation der vom Modulator abgegebenen Impulse führen. Fig. 4 b zeigt den bereits erwähnten schwankenden Injektionsstrom Ii. Sein Mittelwert ist so gewählt worden, daß der Widerstand von Diode D1 in Sperrrichtung in derselben Größenordnung wie der Wert des Arbeitswiderstandes R 2 liegt. Die Spannung der Speiseimpulse, die in Fig. 4 a dargestellt sind, teilt sich an der Reihenschaltung von Diode Dl und Widerstand R2 auf. Am Ausgang wird der am4 a, 4 b and 4 c such operating conditions of the modulator according to FIG. 3 have been compiled which lead to an amplitude modulation of the pulses emitted by the modulator. 4 b shows the fluctuating injection current Ii already mentioned. Its mean value has been chosen so that the resistance of diode D1 in the reverse direction is of the same order of magnitude as the value of the operating resistance R 2. The voltage of the feed pulses, which are shown in Fig. 4a, is divided on the series connection of diode Dl and resistor R2 . At the exit, the on

ίο Widerstand R 2 abfallende Teil der Spannung abgegeben. Bei der Schwankung des Diodensperrwiderstandes erhält man am Ausgang einen verschieden großen Teil der Speiseimpulsspannung. Man erhält mithin atnplitudenmodulierte Ausgangsimpulse. Diese sind in Fig. 4 c dargestellt. Damit sich während der Dauer eines Speiseimpulses die Defektelektronendichte und damit der Diodensperrwiderstand nicht wesentlich ändert, muß die Dauer der Speiseimpulse hinreichend kurz sein gegen die Periode der Modulationswechselspannung. Auch darf sich die zusätzliche Rekombination von Defektelektronen noch nicht wesentlich bemerkbar machen.ίο Resistance R 2 dropped part of the voltage. If the diode blocking resistance fluctuates, a differently large part of the supply pulse voltage is obtained at the output. Thus amplitude-modulated output pulses are obtained. These are shown in Fig. 4c. So that the defect electron density and thus the diode blocking resistance do not change significantly during the duration of a feed pulse, the duration of the feed pulses must be sufficiently short compared to the period of the modulation alternating voltage. The additional recombination of defect electrons must also not yet make itself significantly noticeable.

Bei entsprechend anders gewählten Betriebsbedingungen kann man auch eine Längenmodulation der abgegebenen Ausgangsimpulse erreichen. Dieser Fall ist in den Fig. 5 a, 5 b und 5 c dargestellt. Durch die Wahl der Höhe des in Fig. 5 b dargestellten, über den Widerstand R 3 zugeführten Gleichstromes Iq zur Erzeugung von Defektelektronen wird der Sperrwiderstand der Diode Dl so weit herabgesetzt, daß er vernachlässigbar klein gegen den Arbeitswiderstand R 2 ist und daher zumindest im ersten Moment jedes Speiseimpulses am Ausgang^ des Modulators die Spannung des Ausgangsimpulses gleich der unverminderten Spannung des Speiseimpulses ist. Die Amplitude des dem Gleichstrom Iq überlagerten, von der Modulationswechselspannung erzeugten Wechselstromes Im soll so klein bleiben, daß sie die Anfangshöhe der Ausgangsimpulse nicht beeinflußt. In Fig. 5 a sind die zugeführten Speiseimpulse dargestellt. Sie sind so breit gemacht worden, daß sich über ihre Breite die zusätzliche Rekombination von Defektelektronen durch den Sperrstrom bemerkbar macht. AVährend jedes Speiseimpulses wird am Ausgang des Modulators ein Ausgangsimpuls abgegeben, der zunächst dieselbe Amplitude wie der Speiseimpuls hat, bis infolge der zusätzlichen Rekombination der Defektelektronen die Sperrschicht so sehr an Ladungsträgern verarmt, daß ihr Widerstand nicht mehr vernachlässigbar klein ist. Von diesem Augenblick ab steigt ihr Widerstand sehr schnell an, und die am Ausgang^ des Modulators abgegebene Spannung sinkt etwa nach einer Exponentialkurve. Die Zeitspanne, bis sich das Absinken bemerkbar macht, ist nun von dem Injektionsstrom Ii abhängig, der unmittelbar vor dem Einsatzzeitpunkt der Speiseimpulse fließt. Je größer der Injektionsstrom war, desto größer ist die Zeitspanne bis zum Beginn des etwa exponentiellen Abfalles der Spannung des Ausgangsimpulses. Durch die mithin schwankende Scheitelbreite sind die Ausgangsimpulse längenmoduliert, und zwar in Abhängigkeit von der Modulationsspannung, welche die Größe des Injektionsstromes Ii mitbestimmt.If the operating conditions are chosen differently, a length modulation of the output pulses can also be achieved. This case is shown in FIGS. 5 a, 5 b and 5 c. By choosing the level of the direct current Iq shown in Fig. 5b, fed through the resistor R 3 to generate defective electrons, the blocking resistance of the diode Dl is reduced so far that it is negligibly small compared to the load resistance R 2 and therefore at least in the first Moment of each feed pulse at the output ^ of the modulator, the voltage of the output pulse is equal to the undiminished voltage of the feed pulse. The amplitude of the superimposed on the direct current Iq, remain as small by the modulation AC voltage alternating current generated in the set that it does not affect the initial height of the output pulses. In Fig. 5 a, the supplied feed pulses are shown. They have been made so wide that the additional recombination of holes caused by the reverse current becomes noticeable across their width. During each feed pulse, an output pulse is emitted at the output of the modulator, which initially has the same amplitude as the feed pulse until, as a result of the additional recombination of the defect electrons, the barrier layer is so depleted of charge carriers that its resistance is no longer negligibly small. From this moment on, its resistance rises very quickly, and the voltage delivered at the output ^ of the modulator decreases roughly according to an exponential curve. The time until the drop becomes noticeable is now dependent on the injection current Ii , which flows immediately before the start of the feed pulses. The greater the injection current, the greater the period of time until the beginning of the approximately exponential drop in the voltage of the output pulse. The output pulses are length-modulated due to the consequent fluctuating peak width, specifically as a function of the modulation voltage, which also determines the size of the injection current Ii .

Die vom Modulator abgegebenen längenmodulierten Impulse können im Bedarfsfalle in phasenmodulierte Impulse umgewandelt werden. Hierzu wird gemäß Fig. 6 an den Ausgang A des Modulators MD ein Impulsgeber MK, beispielsweise eine monostabile Kippstufe MK, angeschlossen, welche durch die Rückflanken der längenmodulierten Impulse des ModulatorsThe length-modulated pulses emitted by the modulator can be converted into phase-modulated pulses if necessary. For this purpose, according to FIG. 6, a pulse generator MK, for example a monostable multivibrator MK, is connected to the output A of the modulator MD , which is triggered by the trailing edges of the length-modulated pulses of the modulator

angestoßen wird und daher mit der Rückflanke einsetzende, nunmehr phasenmodulierte Impulse abgibt. In Fig. 5 d sind die erzeugten phasenmodulierten Impulse dargestellt, die zu den in Fig. 5 c dargestellten längenmodulierten Impulsen gehören.is triggered and therefore starting with the trailing edge, now emits phase-modulated pulses. In Figure 5d are the phase modulated pulses generated which belong to the length-modulated pulses shown in FIG. 5 c.

Der bei dem angegebenen Modulationsverfahren benutzte Modulator gemäß Fig. 3 und 6 hat außer den durch seine mehrfache Anwendungsfähigkeit gegebenen Vorteilen noch den besonderen Vorteil, daß er nur aus passiven Schaltelementen aufgebaut ist und keine dem Verschleiß unterworfenen Elemente, wie z. B. Röhren, enthält. Aus experimentellen Untersuchungen hat sich ergeben, daß die Modulation mit einer beträchtlichen Verstärkung der Amplitude des Modulationssignals verbunden ist und daß sowohl die Modulationskennlinien in einem weiten Bereich als auch der Frequenzgang von der Frequenz Null bis zur halben Pulsfolgefrequenz linear sind. Die zum Betrieb zugeführte Gleichstrom-Dauerleistung ist sehr gering. Vorteilhaft ist ebenfalls, wie durch entsprechende Versuche festgestellt wurde, daß sich zwischen — 20 und etwa +50° C kein merklicher Einfluß der Temperatur auf die Gestalt der Ausgangsimpulse zeigte.The modulator used in the specified modulation method according to FIGS. 3 and 6 also has the due to its multiple applicability given advantages still the special advantage that he is made up only of passive switching elements and no elements that are subject to wear, such as z. B. tubes contains. Experimental studies have shown that the modulation with a considerable amplification of the amplitude of the modulation signal is connected and that both the Modulation characteristics in a wide range as well as the frequency response from frequency zero to are linear at half the pulse repetition rate. The continuous DC power supplied for operation is very high small amount. It is also advantageous, as has been determined by appropriate tests, that between - 20 and approx. + 50 ° C no noticeable influence of temperature on the shape of the output pulses showed.

Claims (5)

PA T E N T A N S P R D C H E:PA T E N T A N S P R D C H E: 1. Pulsmodulator unter Verwendung eines Diodenverstärkers, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode (E) des Diodenverstärkers ein mit dem Modulationssignal schwankender, die Dioden (Dl, D 2) des Verstärkers in Durchlaßrichtung beanspruchender Strom gleicher Richtung (Ii) derartiger Höhe zugeführt wird, daß sich durch diesen schwankenden Strom hervorgerufene, entsprechend sich ändernde Trägerinjektionen ergeben, die bei Zuführung eines Speiseimpulses bestimmter Länge an der Speiseelektrode (S) des Verstärkers an dessen Ausgang (A) einen entsprechend modulierten Ausgangsimpuls entstehen läßt.1. Pulse modulator using a diode amplifier, characterized in that the control electrode (E) of the diode amplifier is supplied with a fluctuating with the modulation signal, the diodes (Dl, D 2) of the amplifier in the forward direction demanding current in the same direction (Ii) of such a level that caused by this fluctuating current, correspondingly changing carrier injections result which, when a feed pulse of a certain length is supplied to the feed electrode (S) of the amplifier at its output (A), creates a correspondingly modulated output pulse. 2. Pulsmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Modulationssignal schwankende Strom gleicher Richtung (Ii) in der Weise erzeugt wird, daß der Steuerelektrode (E) über einen Vorwiderstand (R3) ein in Durchlaßrichtung fließender Gleichstrom (Iq) und über einen Kondensator (Q ein dem Modulationssignal entsprechender Modulationswechselstrom (Im) zugeführt werden.2. Pulse modulator according to claim 1, characterized in that the current with the modulation signal fluctuating in the same direction (Ii) is generated in such a way that the control electrode (E) via a series resistor (R3) a direct current flowing in the forward direction (Iq) and over a capacitor (Q is supplied with an alternating modulation current (Im) corresponding to the modulation signal. 3. Pulsmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzeugung von amplitudenmodulierten Ausgangsimpulsen der schwankende Strom gleicher Richtung (Ii) eine derartige Größe hat, daß der Widerstand der Diode (D 1) mit Trägerinjektionen bei Beanspruchung in Sperrichtung durch die der Speiseelektrode zugeführten Speiseimpulse in der Größenordnung des Arbeitswiderstandes des Diodenverstärkers liegt, und daß die Dauer der Speiseimpulse derart kurz ist, daß sich während der Impulsdauer die zusätzliche Rekombination von Ladungsträgern in der Diode (D 1) nicht wesentlich bemerkbar macht.3. Pulse modulator according to claim 1 or 2, characterized in that for the purpose of generating amplitude-modulated output pulses, the fluctuating current in the same direction (Ii) has such a size that the resistance of the diode (D 1) with carrier injections when stressed in the reverse direction by the feed electrode supplied feed pulses is of the order of magnitude of the working resistance of the diode amplifier, and that the duration of the feed pulses is so short that the additional recombination of charge carriers in the diode (D 1) is not significantly noticeable during the pulse duration. 4. Pulsmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Längenmodulation der Ausgangsimpulse der der Steuerelektrode (E) zugeführte schwankende Strom gleicher Richtung (Ii) so groß ist, daß der Widerstand der Diode (Dl) mit Träger injektion bei Beanspruchung in Sperrichtung durch die der Speiseelektrode (S) zugeführten Impulse beim Beginn eines jeden Impulses gegenüber dem Arbeitswiderstand vernachlässigbar klein ist, und daß die Breite der Speiseimpulse so groß ist, daß in Abhängigkeit von der Modulationswechselspannung während eines jeden Impulses eine wesentliche Vergrößerung des Diodenwiderstandes stattfindet.4. Pulse modulator according to claim 1 or 2, characterized in that for the purpose of length modulation of the output pulses of the control electrode (E) supplied fluctuating current in the same direction (Ii) is so large that the resistance of the diode (Dl) with carrier injection when stressed in the reverse direction is negligibly small compared to the load resistance due to the pulses fed to the feed electrode (S) at the beginning of each pulse, and that the width of the feed pulses is so large that, depending on the modulation alternating voltage, there is a substantial increase in the diode resistance during each pulse. 5. Pulsmodulatorschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflanken der am Ausgang (A) des Diodenverstärkers abgegebenen längenmodulierten Impulse einen angeschlossenen Impulsgeber (MK) auslösen, welcher in Abhängigkeit der Längenmodulation der Auslöseimpulse phasenmodulierte Impulse aussendet.5. Pulse modulator circuit according to claim 4, characterized in that the trailing edges of the length-modulated pulses emitted at the output (A) of the diode amplifier trigger a connected pulse generator (MK) which emits phase-modulated pulses as a function of the length modulation of the trigger pulses. In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift: »National Bureau of Standards Technical News bulletin«, 10/1954, S. 145 bis 148.
Considered publications:
Journal: "National Bureau of Standards Technical News bulletin", 10/1954, pp. 145 to 148.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 8O9 6J7/254-11.55© 8O9 6J7 / 254-11.55
DES50653A 1956-09-28 1956-09-28 Pulse modulator with a semiconductor area diode exhibiting the memory effect Pending DE1045455B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3131248A (en) * 1961-12-04 1964-04-28 Sigel David Amplitude modulator

Non-Patent Citations (1)

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None *

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