DE1054489B - Demodulator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Demodulation amplitudenmodulierter Impulse. Die Demodulation erfolgt durch eine Wheatstonesche Brücke, deren Brückendiagonalen das zu demodulierende Signal sowie Impulse gleidher Frequenz und konstanter Amplitude zugeführt werden.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art besteht jeder der Brückenzweige aus einer Diode (vgl. »Waveforms«, McGraw Hill Book Co., 1949, MIT, Bd. 19, S. 519, Fig. 14.24). Dem Demodulator werden an der einen Brückendiagonale das zu demodulierende Signal und an der anderen Brückendiagonale die Impulse gleicher Frequenz und konstanter Amplitude zugeführt. Diese nicht modulierten Impulse werden d,er Brückendiagonale über einen Transformator zugeleitet. ....

Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß die Impulse dem Demodulator transformatorisch zugeführt werden, was eine weitgehende Begrenzung des Frequenzbereiches zur Folge hat. Außerdem bilden die Dioden der Brückenzweige im Betriebszustand einen niederen Eingangswiderstand. Dieser erfordert einen entsprechend geringen Innenwiderstand der Signalspannungsquelle.

Diese Nachteile der bekannten Einrichtung werden vermieden, indem erfindungsgemäß die Brücke zwei Gleichrichter und zwei Widerstände enthält und das modulierte Signal und die unmodulierten Eingangsimpulse durch entsprechende Polung subtraktiv gemischt werden, nachdem sie der Brückenschaltung über Kondensatoren solcher Bemessung zugeführt sind, daß die Gleichrichter zwischen den Eingangsimpulsen den Stromfluß sperren.

Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2 beschrieben.

Fig. 1 zeigt die grundsätzliche Arbeitsweise des Demodulators, und in

Fig. 2 ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer schrittförmigen, linear ansteigenden Spannung dargestellt.

Nach Fig. 1 bestehen die oberen Zweige der Brückenschaltung (gemäß der Zeichnung) aus den Dioden D und die unteren beiden Zweige der Brückenschaltung aus den beiden gleich großen Widerständen R. Zwei Eingangsklemmen sind über jeweils eine Kapazität mit den beiden Enden einer Brückendiagonale verbunden. Die erste Eingangsklemme 1 ist durch einen Kondensator C₂ mit einem Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand und einer Diode verbunden. Ein weiterer Kondensator ist zwischen dem anderen Verbindungspunkt eines Widerstandes und einer Diode und der Eingangsklemme 2 angeordnet. Die Dioden D befinden sich vorzugsweise in einem Gehäuse, um soweit als mög-

Anmelder:

Marconi's Wireless Telegraph Company Ltd., London.

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt, Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 19. September 1955 und 18. Juni 1956

Henryk Mirzwinski, Chelmsford,

Essex (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

Hch zu gewährleisten, daß ihre Kennlinien gleichbleiben und während der Betriebszeit konstant gehalten werden. Ein Kondensa-tor C₁ verbindet die beiden anderen Diagonalpunkte der Brücke, wobei der Verbindungspunkt der beiden Widerstände geerdet ist. Der Kondensator C₁ liegt an der Ausgangsspannung und wird über die Klemme. 3 gespeist.

Im Betrieb werden die amplitudenmodulierten Impulse, deren Modulationsgleichrichtung bei negativer Amplitude erfolgt, der Klemme 1 zugeführt. Entsprechende Impulse aus irgendeiner passenden S tromquelle, die unmoduliert in positivem Sinn verlaufen, werden der Klemme 2 zugeführt. Wenn die modulierten Impulse positive Amplituden aufweisen würden, müßten sie der Klemme 2 zugeführt werden. Die entsprechenden, in diesem Fall unmodulierten Impulse, würden an die Klemme 1 angelegt werden.

Wie allgemein üblich, wird der Verlauf der Eingangsspannungen an den beiden Eingangsklemmen dargestellt. Die Kondensatoren C₂ und C₃ sind so> bemessen, daß die Dioden während dar Zeitabschnitte zwischen den einzelnen Impulsen sperren, Wenn Impulse gleicher Amplitude an den Klemmen ί und 2 vorliegen, ist die Brücke abgeglichen, so daß der Kondensator C₁ keine Ladung aufnimmt. W^Tenn indessen die Impulsamplitude bei 1 größer ist als bei 2, erfährt die Ladung des Kondensators C₁ eine positive Ladungszunahme. Ebenso erhält der Kondensator C₁ eine negative Ladungszunahme!, wenn im umgekehrten Falle die Impulsamplitude bei 1 geringer ist als bei 2. In dieser Weise ändert sich die Ladung an dem

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Kondensator C₁, ά. h., die Ausgangsspannung an der Klemme 3 ändert sich in einer Schrittfolge mit der Amplitudenmodulation der an der Klemme 1 wirksamen Eingangsspannung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Phaseuunterschied der Eingangsspannung gegenüber der Ausgangsspannung 180°. Wenn die Impulsfrequenz der Eingangsspannung hoch ist im Vergleich zur Modulationsfrequenz, wird sich der Verlauf der Ausgangsspannung weitgehend der Modulationsform der Eingangsspannung angleichen. Bei diesem Demodulator treten nur kleine oder gar keine Phasendifferenzen zwischen den Ein- und Ausgangssignalen, auf. Ebenso wird die am Ausgang wirksame Energie zur Mehrheit aus der Modulationsfrequenz bestehen, wobei der Anteil der Impulsfrequenz nur ganz gering ist. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die besondere, in. Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung. Zum Beispiel können die Widerstände R durch Dioden ersetzt werden.

Die Fig. 2 zeigt einen Generator für die Erzeugung eines sahrittförmigen Spannungsverlaufs gemäß der Erfindung. Die Klemmen 1, 2 und 3 in. Fig. 2 entsprechen den Klemmen 1, 2 und 3 der Fig. 1, und die mit diesen Klemmen verbundene Brückenschaltung ist ebenso wie die Fig. 1 ausgeführt (mit der Ausnahme, daß die Dioden D als die Teile einer doppelten Diode dargestellt sind). Für die gleichen Teile werden in beiden Figuren die gleichen Bezugszeichen benutzt. Die Gesamteinrichtung der Fig. 2 ist dazu bestimmt, schrittweise eine sägezahnförmige Spannung zu erzeugen, bei welcher der mittlere Spannungsvcrlauf (die mittlere Verbindungslinie der einzelnen Schrittabsätze) im, wesentlichen linear verläuft.

Eine Spannungsquelle 4 speist den Eingang einer Verstärkerröhre 5 mit linearem sägezähnförmigem Spannungsverlauf. Eine Trennröhre 6 ist mit der Röhre 5 verbunden. Die Einrichtung wirkt in der Weise, daß die Röhre 5 nur dann Strom führt, wenn die Röhre 6 nicht sperrt. Die Spannungsquelle 4 speist den Leiter 7 mit Steuerimpulsen, um eine Arbeitsfrequenz rechteekförmiger Impulse bei der Spannungsquelle 8 zu steuern, so> wie bei einem freischwingenden Vielfachfrequenzerzeuger, dessen Impulsfrequenz ein Vielfaches der Frequenz der Spannungsquelle 4 beträgt. Die bei der Spannungsquelle 8 abgehenden Ausgangsimpulse haben negative Amplituden. Sie werden zu einem die Röhre 9 enthaltenden Phasentrenner geführt, dessen negative Impulse die Trennröhre 6 steuern. Daher enthält das Signal an der Anode der Röhre 5 Impulsfrequenzen der Spannungsquelle 8, wobei sich die Amplituden der genannten Impulse in Abhängigkeit von der Spannungsquelle 4 verändern.

Am Ausgang der Röhre 5 besteht eine amplitudenmodulierte Impulsfolge, wie dies dargestellt wurde. Sie wird über einen Kathodenverstärker 10 zu der Klemme 1 geführt. Positive unmodulierte Impulse·, die an der Anode der Phasentrennröhre 9 erhalten werden, werden zu der Klemme 2 geführt. Die durch den Kondensator C₁ zwischen der Klemme 3 und Erde aufgebaute: Ladung wird durch einen. Verstärker 11 verstärkt und erscheint an dem Ausgangsleiter

ίο 12 in der Form, wie dies als linearer, schrittweise sägezahnförmiger Spannungsverlauf angegeben wurde.

Dieser Generator für den absatzförmigen Spannungsverlauf hat den großen. Vorteil, daß die Zahl der am Ausgang vorhandenen Spannungsschritte schnell durch die Änderung der Frequenz der Spannungsquelle 8 verändert werden kann. Die Treppenform des Spannungsverlaufs läßt sich durch eine geringfügige Einstellung an. der Spannungsquelle 4 ändern, um die durch die Einrichtung erzeugte Sägezahnform zu ändern. Die Spannungsquellen, 4 und 8 können in bekannter Waise ausgeführt sein und bedürfen deshalb keiner Beschreibung. - Die typischen, in verschiedenen Teilen der Schaltung-sanordnung vorhandenen Spannungsverläufe sind in der üblichen Darstellungsweise in Fig. 2 angegeben. Es ist offensichtlich, daß sich die Anordnung nicht auf den Gebrauch von Spannuiigsverläufen der besonderen angegebenen Form, beschränkt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Demodulator für amplitudenmodulierte Impulse mit Hilfe einer Wheatstoneschen Brücke, deren Brückendiagonalen das zu demodulierende Signal sowie Impulse gleicher Frequenz und konstanter Amplitude zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke zwei Gleichrichter und zwei Widerstände; enthält und das modulierte Signal und die unmodulierten Eingangsimpulse durch entsprechende Polung subtraktiv gemischt werden, nachdem sie der Brückenschaltung über Kondensatoren solcher Bemessung zugeführt sind, daß die Gleichrichter zwischen den Eingangsimpulsen den Stromfluß sperren.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu demodulierenden Impulse sägezalmförmig amplitudenmoduliert sind und daß die Ausgangs spannung des Demodulators einen schrittförmigen, linear ansteigenden. Spannungsverlauf aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: »Waveforms«, 1949, McGraw Hill Book Comp., S. 511 ff., Kap. 14.4 und 14.5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen