DE1090276B - Als Modulator verwendeter Zweirichtungsverstaerker - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind Netzwerke bekannt, bei denen durch Anlegen einer Spannung an ein Hilfsklemmenpaar die Übertragungseigenschaften zwischen den zwei Hauptklemmenpaaren geändert werden. So wird z. B. bei einem Modulator in Abhängigkeit von einer an einem Klemmenpaar liegenden Trägerwechselspannung der Übertragungsweg zwischen den anderen Klemmenpaaren abwechselnd durchlässig geschaltet und gesperrt. Bei Ringmodulatoren mit passiven nichtlinearen Schaltelementen wird die Durchlaßrichtung des Übertragungsweges periodisch umgekehrt.

Bei bekannten, mit aktiven Schaltelementen, ζ. Β. Transistoren, bestückten Modulatoren ist eine Umkehrung der Übertragungsrichtung im allgemeinen nicht möglich. Es ist bereits ein Modulator mit Transistoren vorgeschlagen worden, bei dem die Übertragungsrichtung in Abhängigkeit von der angelegten Trägerwelle periodisch umgekehrt wird. Bei dieser Schaltung werden alle drei Klemmenpaare mit Übertragern angeschlossen, und die verwendeten Transistören müssen symmetrisch sein, um eine Verstärkung in beiden Richtungen abwechselnd zu erzielen. Eine Anwendungsmöglichkeit eines Netzwerkes mit aktiven Schaltelementen und zwei Hauptklemmenpaaren und einem Hilfsklemmenpaar besteht bei der Zweirichtungsverstärkung auf einer Zweidrahtleitung. Es ist bereits vorgeschlagen worden Eingang und Ausgang eines Verstärkerelementes, z.B. einer Röhre oder eines Transistors, mit Hilfe einer an das eine Klemmenpaar angelegten Wechselspannung periodisch wechselweise mit den beiden übrigen Klemmenpaaren zu verbinden. Für diese Umpolung sind jedoch nichtlineare Schaltelemente, ζ. B. Dioden, erforderlich, die zusätzliche nichtlineare Verzerrungen der verstärkten Signale hervorrufen können.

Für die Aufgabe, eine verstärkte Übertragung in beiden Verkehrsrichtungen eines Zweidrahtsystems zu ermöglichen, sind ferner Zweirichtungsverstärker bekannt, bei denen zwei Verstärker entgegengesetzter Durchlaßrichtung parallel geschaltet sind und bei denen die beiden Einzelverstärker durch eine Steuerwechselspannung abwechselnd gesperrt bzw. geöffnet werden.

Die Erfindung liegt in der Verwendung eines solchen an sich bekannten Zweirichtungsverstärkers als aktiver Modulator für beide Verkehrsrichtungen eines Trägerfrequenz-Zweidraht-Gleichlagesystems, indem als Steuerwechselspannung die gewünschte Trägerfrequenz angelegt wird.

Die Trägerfrequenz wird also an ein Hilfsklemmenpaar angelegt, während die Übertragung von einem Hauptklemmenpaar zum anderen und' umgekehrt erfolgt. An einem der beiden Hauptklemmenpaare liegt die zu modulierende Nachrichtenspannung, und an Als Modulator verwendeter
Zweirictitungsverstärker

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz

Aktiengesellschaft,

Stuttgar t-Zuff enhaus en,

Hellmuth-Hirth-Str. 42

Herbert Aulhorn, Stuttgart-Weil im Dorf,

und Otto Marschall, Konstanz (Bödensee},

sind als Erfinder genannt worden

diesen Klemmenpaaren erscheinen dann die Modulationsprodukte und die niederfrequente Nachrichtenspannung. Während bei einem Modulator mit passiven Schältelementen immer ein Leistungsverlust in der Übertragungsrichtung auftritt, können die Arbeitspunkte der aktiven Schaltelemente bei der erfindungsgemäßen Anordnung so eingestellt werden, daß die Verstärkung in der Übertragungsrichtung mindestens Eins ist. Da immer einer der beiden Verstärker gesperrt ist, wenn der andere durchlässig ist, kann keine gegenseitige Beeinflussung der Modulator-Abschlußnetzwerke entstehen. Ausgangs- und Eingangswiderstand von Einrichtungsverstärkern sind bekanntlich gegeneinander entkoppelt. Gegenüber bekannten Modulatoren hat das erfindungsgemäße Netzwerk daher den besonderen Vorteil der leichten Anpassungsmöglichkeit der Abschlußwiderstände.

Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn an den Ausgang des Modulators ein oder mehrere Filter geschaltet werden sollen, wie es zur Unterdrückung unerwünschter Seitenbänder üblich ist;

Die Erfindung soll nun an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es sind dargestellt in

Fig. 1 ein Netzwerk mit zwei Verstärkern,

Fig. 2 ein Netzwerk mit zwei Verstärkern in symmetrischer Schaltung.

Das in Fig. 1 dargestellte Netzwerk hat drei Klemmenpaare 1, 2, 3, 4 und 5, 6. An die Klemmen 1, 2 und 3, 4 wird das zu übertragende bzw. zu modulierende Nachrichtenband gelegt. Die Transistoren Ts 1 und Ts2 erhalten Vorspannungen aus einer 24-V-

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Batterie B1. Die Transistoren sind vom p-n-p-Typ und erhalten über die Widerstände Rl bzw. J? 4 negative Kollektorspannung. In den Basiszuleitungen liegen die Vorwiderstände R2 bzw. R5. Die Vorspannung für die Emitter und damit der jeweilige Arbeitspunkt der Transistoren ändert sich in Abhängigkeit von der an den Klemmen 5, 6 angelegten Wechselspannung. Bei einer positiven Halbwelle der Wechselspannung erhält z. B. der Transistor TsI eine positive bzw. Tj2, Ts4 in symmetrischer Schaltung. Es werden daher zusätzliche Vorwiderstände i^l'bis R& und zusätzliche Koppelkondensatoren Cl' und CTI benötigt. Die Eingänge 1, 2 bzw. 3, 4 sind erdsymmetrisch, so daß sich diese Schaltung besonders für symmetrische Leitungen oder bei sonstigen Symmetrieforderungen eignet. Ähnlich wie beim Ringmodulator ist bei dieser Schaltung an den Klemmen 1, 2 und 3, 4 die Trägerfrequenz nicht bzw. stark gedämpft ent

Vorspannung und verstärkt ein an den Klemmen 3, 4 io halten. Wird an den Ausgang des Netzwerkes ein liegendes Signal, das über den Kondensator CI zwi- Filter geschaltet, das eingangsseitig eine Spule im sehen Basis und Emitter eingekoppelt wird. Gleich- Querzweig enthält, so kann diese Spule als Übertrager zeitig ist die Emittervorspannung des Transistors ausgebildet sein, dessen Primärwicklungen an Stelle TsI negativ, so daß dieser gesperrt ist. der Widerstände R4, i?4' in die Schaltung eingefügt

Während der negativen Halbwelle wird der Tran- 15 werden. Der Ausgang ist dann gleichstromfrei und sistor Ts2 geöffnet und kann ein an den Klemmen 1, 2 kann durch entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Übertragers an den Eingangswiderstand des anschließenden Filters gut angepaßt werden. Auf die Koppelkondensatoren C 4, C 4' kann in diesem ao Falle natürlich verzichtet werden.

liegendes, über den Kondensator C1 zwischen Basis und Emitter eingekoppeltes Signal verstärken. Die Kondensatoren C 3 und C 4 dienen der gleichstromfreien Auskopplung der Signale.

Zur Verschiebung der Transistorarbeitspunkte in einen für die Sperrung und EntSperrung der beiden Übertragungswege besonders günstigen Bereich der Kennlinie ist es zweckmäßig, der Steuerwechselspannung eine Gleichspannung zu überlagern. Dies kann z. B. durch die in der Zeichnung gestrichelt angedeutete Gleichstromquelle B 2 erfolgen.

Die an den Klemmen 5, 6 liegende Wechselspannung bewirkt also zwischen den Klemmen 1, 2 und 3,4 in beiden Richtungen eine ihrer Frequenz entsprechende periodische Unterbrechung der Nachrichtenspannung, die ihrerseits in beiden Verstärkern verstärkt sein kann. An den Klemmen 1, 2 und 3, 4 entsteht daher eine modulierte Wechselspannung. Das angelegte, nicht umgesetzte Nachrichtenband ist ebenfalls an beiden Klemmenpaaren vorhanden. Je nach dem Verwendungszweck können die nicht gewünschten Frequenzbereiche am Ausgang durch Filter oder Gabelschaltungen unterdrückt werden. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung als Modulator kann das nicht umgesetzte Nachrichtenband infolge von Reflexionen zur Selbsterregung der Anordnung führen, da die Nachrichtenspannung höher ist als die der Modulationsprodukte. Zur Vermeidung dieses Nachteils kann einer der beiden Koppelkondensatoren durch Siebmittel in Form von Filtern oder Gabelschaltungen ersetzt werden. In diesem Falle ist das Netzwerk für die (niedrige) Nachrichtenspannung nur in einer Richtung, für die Modulationsprodukte jedoch in beiden Richtungen durchlässig. Der Eingangspegel kann erheblich höher sein als beim Ringmpdulator, ohne daß zusätzliche nichtlineare Verzerrungen entstehen. Da keine Übertrager an den Klemmen 1, 2 und 3, 4 benötigt werden, ist der Aufwand der erfindungsgemäßen Schaltung geringer als bei bekannten Modulatoren oder Zweirichtungsverstärkern.

Die Funktion der Schaltung nach Fig. 2 entspricht im Prinzip der Anordnung nach Fig. 1. Die beiden Verstärker enthalten je zwei Transistoren TsI, Ts3

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines an sich bekannten Zweirichtungsverstärkers, bei dem zwei Verstärker entgegengesetzter Durchlaßrichtung parallel geschaltet sind und bei dem die beiden Einzelverstärker in an sich bekannter Weise durch eine Steuerwechselspannung abwechselnd gesperrt bzw. geöffnet werden, als aktiver Modulator für beide Verkehrsrichtungen eines Trägerfrequenz-Zweidraht-Gleichlagesystems, indem als Steuerwechselspannung die gewünschte Trägerfrequenz angelegt wird.

2. Zweirichtungsverstärker, der nach Anspruch 1 als aktiver Modulator für beide Verkehrsrichtungen eines Trägerfrequenz-Zweidraht-Gleichlagesystems verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß seine beiden Einzelverstärker zur Unterdrückung der Trägerfrequenz Gegentaktverstärker sind.

3. Sechspolnetzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrischen Stufen mit Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps bestückt sind.

4. Sechspolnetzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrischen Stufen mit Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps bestückt sind.

5. Sechspolnetzwerk nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine der S teuer wechselspannung überlagerte Gleichspannung die Transistorarbeitspunkte zusätzlich verschoben sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 351 958, 915 828, 692;

österreichische Patentschrift Nr. 151 815; SEG-Nachrichten, Heft 2/1957, S. 93 bis 100.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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