DE1034216B - Vorrichtung zur Erzeugung einer laengenmodulierten Impulsfolge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In Impulsverbindungsanlagen sind oft an irgendeiner Stelle auf der Empfangsseite längenmodulierte Impulsfolgen vorhanden, die in NiederfrequenzspannuBgen umgesetzt werden sollen, die den Zeichenspannungen entsprechen, welche die Modulation der Impulsfolgen, auf der Empfangsseite bewirkt haben. Wenn eine solche Umsetzung erfolgt, wird eine längenmodulierte Impulsfolge im allgemeinen an einen i?C-Kreis geliefert. Die Impulse laden, den Kondensator in dem Kreis auf eine der Länge der entsprechenden Impulse proportionale Spannung' wieder auf, und der Kondensator wird während, des Zeitintervalls zwischen den Impulsen entladen. Falls die längenmodulierten Impulse keine konstante Amplitude haben, ist die Kondensatorspannung der Länge der Impulse nicht direkt proportional, wodurch das wieder auftretende Modulationszeichen verzerrt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Erzeugung einer längenmodulierten Impulsfolge, bei welcher der genannte Nachteil vermieden wird.

Dies wird erfmdungsgemäß erreicht durch eine Anordnung zur Konstanthaltung des Ladestromes eines Kondensators während der Aufladeperiode, derart, daß diese Anordnung mit den Anoden zweier Dioden verbunden ist, die Kathode der ersten Diode mit einem Belastungskreis und die Kathode der zweiten Diode über eine Impedanz mit einer Vorspannungsquelle verbunden, ist, und durch Mittel, um die Vorspannung einer der Dioden periodisch zu variieren, und durch eine Modulationsspannungsquelle, um die Vorspannung der einen und/oder der anderen Diode oder den Strom der Anordnung zur Konstanthaltung des Ladestromes des Kondensators im Takte der Modulationsspannung zu variieren.

Die Erfindung wird im Zusammenhang mit der Zeichnung genauer beschrieben, in der die Fig. 1 bis 5 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt. Die Eingangsklemmen der Vorrichtung sind mit 1 und 2 bezeichnet, und. die Klemme 2 ist geerdet. Die Klemme 1 ist über einen Kondensator 3 mit der Kathode einer Diode 4 sowie mit einem Widerstand 5 verbunden, dessen anderes Ende an einer Spannungsquelle 6 mit negativer Polarität liegt. Die Anode der Diode 4 ist an eine Spule 7, deren anderes Ende an Erde 2 liegt, sowie an die Anode einer anderen Diode 8 angeschlossen. Die Kathode der Diode 8 ist über einen parallel zu einem Kondensator 10 geschalteten, Widerstand 9 geerdet. .Die Ausgangsklemmen der Vorrichtung sind mit 11 und 2 bezeichnet.

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:

Vorrichtung zur Erzeugung einer längenmodulierten Impulsfolge

Anmelder:

Telefonaktiebolaget LM Ericsson, Stockholm

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: Schweden vom 24. März und 12. November 1954

Gunnar Gideon Emanuelsson, Hagersten (Schweden), ist als Erfinder genannt worden

Normalerweise fließt ein Strom von Erde 2 über die Spule 7', die Diode 4 und den Widerstand 5 an, die negative Spannungsquelle 6. Die Diode 4 ist somit leitend und die Diode 8 nichtleitend, wobei die Anode dieser letztgenannten Diode ein Potential hat, das gegen Erde ziemlich negativ ist. Eine Spannung positiver Polarität, z. B. ein positiver Impuls, wird an die Eingangsklemmen der Vorrichtung angelegt. Die Kathodenspannung der Diode 4 vermindert sich nun auf ein höheres Potential als Erde, so daß die Diode 4 nichtleitend wird. Während der Zeit, während der der Strom durch die Spule 7 zu der negativen Vorspannungsquelle fließt, ist die Spule auf eine bestimmte •elektromagnetische Energie aufgeladen worden. Wenn die Diode 4 gesperrt ist, bewirkt diese Energie einen Strom über die Diode 8 und den Belastungskreis 9, 10 an Erde. Wenn der an die Eingangsklemmen gelieferte Impuls verschwindet, wird die Kathode der Diode 4 wieder negativ gegen Erde. Die Diode 4 wird dann wieder leitend, und die Diode 8 wird nichtleitend, so daß der Strom über die Spule 7 über die Diode 4 und den Widerstand 5 an die negative Vorspannungsquelle 6 fließt.

Wenn die den Emgangsklemmen zugeführten Impulse kurze Dauer mit Bezug auf das Zeitintervall zwischen den Impulsen haben und wenn die Induktivität der Spule ziemlich groß ist, ändert sich die elektromagnetische Energie der Spule nur geringfügig während der Zeit, während der der Strom über die Spule zu dem Belastungskreis 9, 10 fließt. Der Kondensator 10 wird dann durch einen konstanten Strom während der Dauer eines angelegten Impulses

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wieder aufgeladen und durch den Widerstand 9 wäh- die Sekundärwicklung des Übertragers 15 an Erde 2. rend der zwischen den Impulsen liegenden Zeit ent- Während der Zeit, während der die Diode 8 leitend laden. Die Wiederaufladung des Kondensators erfolgt ist, wird der Strom über das letztgenannte Element mit konstantem Strom unabhängig davon, ob die an hauptsächlich durch den ziemlich hohen Widerstand die Eingangsklemmen, angelegten Impulse konstante 5 12 bestimmt. Dieser Strom ist deshalb ziemlich Amplitude haben, oder nicht, wobei die Amplitude der konstant in der Zeit, während der die Diode 8 leitend Impulse nur so groß ist, daß die Diode 4 während der ist. Die Induktivität der Spule 14 hat nur irgendwelche Gesamtdauer eines Impulses leitend ist. Bedeutung, wenn die Diode 8 von dem leitenden in

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Vor- den nichtleitenden Zustand oder umgekehrt übergeht. richtung nach der Erfindung. Diese unterscheidet sich io Der Strom durch die Spule 14 kann nicht kurzzeitig von der vorher beschriebenen Vorrichtung dadurch, geändert werden, so daß dann negative und positive daß die Spule 7', die in Fig. 1 zwischen die Anoden Potentialabfälle über die Spule 14 in Form negativer der Dioden und Erde geschaltet war, durch einen und positiver Impulse vorhanden sind. Die negativen Widerstand 12 ersetzt ist, der zwischen den Anoden Spannungsimpulse werden durch die Diode 18 elimider Dioden und einer Vorspannungsquelle 13 mit 15 niert. Somit werden zwischen der Ausgangsklemme positiver Polarität liegt. 19 und Erde 2 nur positive Impulse erhalten. Diese

Die Vorrichtung arbeitet in ähnlicher Weise wie Impulse treten zu den Zeiten auf, während denen die die vorher beschriebene Anordnung. Hierbei fließt Diode 8 von dem nichtleitenden in den leitenden Zunormalerweise ein Strom von der Spannungsquelle 13 stand übergeht. Diese Zeiten können in der Umgebung zu der Spannungsquelle 6 über den Widerstand 12, 20 ihrer Mittelwerte durch Veränderung der Vorspandie Diode 4 und den Widerstand 5. Die Widerstände nung der Diode 8 variiert werden. Dies wird dadurch sind so gewählt, daß die Diode 8 nichtleitend ist. bewirkt, daß eine Modulationsspannung, z. B. eine Wenn eine Spannung positiver Polarität an die Ein- Sprechspannung, an die Eingangsklemmen 16, 2 des gangsklemmen angelegt wird, wird die Diode 4 Übertragers 15 angelegt wird. Falls eine konstante gesperrt. Der Strom über den Widerstand 12 fließt 25 Zeitverschiebung der Impulse aus ihren Mittelwerten dann über die Diode 8 an den Belastungskreis 9, 10, gewünscht wird, wird eine Gleichspannung an die solange die Diode 4 gesperrt ist. Wenn die angelegte Diode 8 angelegt. Dies kann beispielsweise dadurch Spannung verschwindet, wird die Diode 4 wieder hervorgerufen werden, daß die Sekundärwicklung des leitend, und die Diode 8 wird nichtleitend. Während Übertragers 15 an eine positive oder negative Vorder Zeit, während der die Diode 8 leitend ist, wird ₃₀ spannungsquelle statt an Erde angeschlossen wird. der Strom zu dem Belastungskreis hauptsächlich Die Umschaltung zwischen Erde und der Vorspandurch das Potential der Vorspannungsquelle 13 und nungsquelle kann mit einem Relais vorgenommen den hohen Widerstand 12 festgelegt. werden, das beispielsweise durch Impulszeichen, wie

Die Spule 7 und der Widerstand 12 dienen mit der etwa Wählimpulse usw., gesteuert wird. Die Mittel-Vorspannungsquelle als Vorrichtungen zur Konstant- 35 werte der Impulse werden durch die Spannungen der haltung des Stromes und können natürlich auch durch Spannungsquellen 6 und 13 und durch die Widerandere an sich bekannte Vorrichtungen mit gleicher stände 5 und 12 bestimmt. Diese Werte werden Wirkung ersetzt werden. geeignet eingestellt, so daß. wenn die angelegte

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung Modulationsspannung Null ist, die Diode 8 leitend zur Erzeugung längenmodulierter Impulse. Die Vor- 40 bzw. nichtleitend zu den Zeiten für die Nulldurchrichtung ist im wesentlichen so ausgebildet wie die gänge der an die Eingangsklemmen 1, 2 angelegten Vorrichtung nach Fig. 2. Der Belastungskreis 9, 10 Sinusspannung ist. Die möglichen Amplitudenändeist jedoch durch einen anderen Belastungskreis ersetzt, rungen dieser Spannung beeinflussen dann, nicht die der aus einer Spule 14, z. B. einer Hochfrequenz- Zeitstellungen der erhaltenen Impulse. drosselspule, besteht, die zwischen die Kathode der 45 In Fig. 4 sind die Eingangsklemmen der Vorrich-Diode 8 und die Sekundärwicklung des Modulations- tung mit den Bezugsziffern 1 und 2 bezeichnet. Die Übertragers 15 geschaltet ist, deren anderes Ende Klemme 2 ist geerdet, und die Klemme 1 ist über geerdet ist. Diet Primärwicklung des Übertragers ist einen Kondensator 3 einerseits mit der Kathode der mit den Eingangsklemmen 16 und 2 verbunden. Die Diode 4 sowie mit einem Widerstand 5 verbunden, Sekundärwicklung ist parallel zu einem Kondensator 50 dessen anderes Ende an eine Vorspannungsquelle 6 17 geschaltet. Die Spule 14 liegt parallel zu einer mit negativem Potential angeschlossen ist. Die Anode Diode 18, deren Kathode mit der Kathode der Diode 8 der Diode 4 ist mit der Anode einer anderen Diode 8 , sowie mit einer Ausgangsklemme 19 verbunden ist. und über einen Widerstand 12 mit einer Vorspan-

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: nungsquelle 13 mit positiver Polarität verbunden, Die Eine periodische Spannung, z. B. eine Sinusspannung, 55 Kathode der Diode 8 liegt an einer Belastung, die aus wird an die Eingangsklemmen 1, 2 angelegt. Jedoch einer Spule 14, beispielsweise einer Hochfrequenzkönnen auch andere Spannungen, beispielsweise eine drosselspule, besteht, die ihrerseits an die Sekundär- ;' Sägezahnspannung, angelegt werden. Eine Bedingung wicklung eines Modulationsübertragers 15 ange- : ist jedoch, daß die Kurvenform der Spannung geneigt schlossen ist. Die Primärwicklung des Übertragers ist ist und ziemlich gerade innerhalb eines bestimmten 60 mit den Eingangsklemmen 16 und 2 verbunden, und ■ ' Bereiches verläuft, am zweckmäßigsten beim Null- die Sekundärwicklung ist parallel zu einem Konden- _; ^! durchgang der Spannung. Während der negativen sator 17 geschaltet. Die Spule 14 liegt einer Diode 18 ·. Halbperiode der Sinusspannung ist die Diode 4 parallel, deren Kathode mit der Kathode der Diode 8 ^:;| leitend, so daß ein Strom von der Spannungsquelle 13 und mit einer Ausgangsklemme 19 verbunden ist. ^ über den Widerstand 12, die Diode 4 und den Wider- 65 Außerdem ist ein Gegenkopplungskreis von der Aus- ^ifi| stand 5 zu der Spannungsquelle 6 fließt. Während der gangsklemme 19 zu der Kathode der Diode 4 angepositiven Halbperiode der Sinusspannung ist die ordnet.

Diode 4 gesperrt. Der Strom von der Spannungsquelle Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Eine

fließt in diesem Falle über den Widerstand 12, die periodische Spannung, z. B. eine Sinusspannung, Diode 8, die Spule 14 und den Kondensator 17 und 70 möglicherweise eine Sägezahnspannung, wird an die

Eingangsklemmen 1 und 2 angelegt. Bedingung ist, daß die Kurvenform der Spannung geneigt ist und ziemlich gerade innerhalb eines bestimmten Bereiches verläuft, am zweckmäßigsten beim Nulldurchgang der Spannung. Während der negativen Halbperiode der Sinusspannung ist die Diode 4 leitend, so- daß ein Strom von der Spannungsquelle 13 über den, Widerstand 12. die Diode 4 und den Widerstand 5 zu der Spannungsquelle 6 fließt. Während der positiven. Halbperiode der Sinusspannung ist andererseits die Diode 4 gesperrt. Der Strom von der Spannungsquelle 13 fließt über den Widerstand 12, die Diode 8, die Spule 14, den Kondensator 17 und die Sekundärwicklung des Übertragers 15 an Erde 2. Während der Zeit, während der die Diode 8 leitend ist, ist der Strom durch das letztgenannte Element hauptsächlich durch den ziemlich hohen Widerstand 12 bestimmt. Dieser Strom ist deshalb während der Zeit, während der die Diode 8 leitend ist, ziemlich konstant. Die Induktivität der Spule 14 hat eine gewisse Bedeutung nur zu den Zeiten, während denen die Diode 8 von dem leitenden in den nichtleitenden Zustand oder umgekehrt, übergeht. Der Strom durch die Spule 14 kann sich nicht kurzzeitig ändern. Deshalb treten zu den genannten Zeiten negative und positive Spannungsabfälle an der Spule 14 in Form negativer und positiver Impulse auf. Die negativen Spannungsimpulse werden durch die Diode 18 eliminiert, und zwischen der Ausgangsklemme 19 und Erde 2 werden nur positive Impulse erhalten, die zu den Zeiten auftreten, während denen die Diode 8 von dem nichtleitenden in den leitenden Zustand übergeht. Diese Zeiten können in der Umgebung ihrer Mittelwerte durch Änderung der Vorspannung der Diode 8 variiert werden. Dies wird dadurch bewirkt, daß eine Modulationsspannung, z. B. eine Sprechspannung, an die Eingangsklemmen 16 und 2 des Übertragers 15 angelegt wird. Der positive Impuls, der in der Spule 14 entsteht, kann dann über einen Gegenkopplungskreis an den Eingang der Vorrichtung, möglicherweise über einen Verstärker, zurückgeleitet werden. Infolgedessen, wird der oben beschriebene Vorgang beträchtlich beschleunigt, woraus sich ergibt, daß die Ausgangsimpulse an den Klemmen 19 und 2 eine schnell ansteigende und, große Amplitude verglichen mit dem Fall haben, bei dem ein solcher Gegenkopplungskreis fehlt.

Fig. 5 zeigt eine mehr für die Praxis zugeschnittene Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 4. Die in Fig. 4 benutzten Bezugszeichen wurden beibehalten. Hierbei wird die periodische Spannung zwischen, den Klemmen 1 und 2 an den Übertrager Tl und die Modulationsspannung zwischen den. Klemmen, 2 und an den Übertrager T 2 angelegt. Diese beiden Spannungen werden dann in, dem Übertrager Tl addiert und an den Übertrager T 3 über eine Verstärkerröhre Vl angelegt. Die Spannung über die Sekundärwicklung des Übertragers T3 betätigt dann die eigentliche Schaltvorrichtung 4, 12, 8 mit ihrem Belastungskreis, nämlich der Spule 14. Die über diesen Bauteilen auftretenden Impulse werden in. einer Verstärkerstufe V 2 verstärkt, wobei die Polarität dieser Impulse: in dem Impulsübertrager T 4 geändert wird und die Impulse dann als positive Impulse an der Ausgangsklemme 19 auftreten. Der Gegenkopplungskreis verläuft über den Kopplungskondensator an, die Kathode der Diode 4.

Längenmodulierte Impulse können auch, durch eine Überlagerung eines Modulationsstromes auf den Strom durch den Widerstand 12 oder die Spule 7 erhalten werden.

Falls die an die Eingangsklemmen angelegten Impulse oder Spannungen entgegengesetzte Polarität zu den überlagerten Impulsen oder Spannungen haben, muß die Polarität aller in der Vorrichtung enthaltenen Dioden und der Vorspannungsquellen 6 und 13 geändert werden.

In allen beschriebenen Ausführungsformen, der Erfindung sind als die beiden Elemente mit unsymmetrischer Leitfähigkeit Kristalldioden verwendet worden. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, da auch andere Bauteile mit ähnlichen leitenden Eigenschaften innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer längenmodulierten Impulsfolge, gekennzeichnet durch eine Anordnung (7, 12) zur Konstanthaltung des Ladestromes eines Kondensators während der Aufladeperiode, derart daß diese Anordnung mit den Anoden zweier Dioden, (4,8) verbunden ist, die Kathode der ersten Diode (8) mit einem Belastungskreis und, die Kathode der zweiten Diode (4) über eine Impedanz (5) mit einer Vorspannungsquelle verbunden ist, und durch Mittel, um die Vorspannung einer der Dioden periodisch zu variieren, und durch eine Modulationsspannungsquelle, um die Vorspannung der einen und/ oder der anderen Diode oder den Strom der Anordnung zur Konstanthaltung des Ladestromes des Kondensators im, Takte der Modulationsspannung zu variieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dioden Kristalldioden, sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Konstanthaltung des Ladestromes des Kondensators eine Spule ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Konstanthaltung des Ladestromes des Kondensators ein an eine Spannungsquelle angeschlossener Widerstand ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, durch welche die Vorspannung der mit dem Belastungskreis verbundenen Diode im Takte der Modulationsspannung variiert wird, im Be:- lastungskreis liegt und daß die Kathode der zweiten Diode mit einem Generator für die Erzeugung einer periodischen, Spannung verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungskreis aus einem Modulationsübertrager (15) besteht, der mit einem Ableitungskreis, z. B. einer Hochfrequenzdrosselspule (14), in Reihe geschaltet ist, deren Blindwiderstand für die Frequenz der Modulationsspannung und für die Wiederholungsfrequenz der periodischen Spannung niedrig ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der zweiten Diode mit einer mit einer Modulationsspannung überlagerten periodischen Spannung gespeist ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Gegen-

kopplungsweg vom Ausgang (der Vorrichtung) bis zum Eingang· der Vorrichtung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkopplungsweg einen Verstärker umfaßt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Waveforms, McGraw Hill Book, 1949, S. 86, Fig. 3.59, S. 328fL, Fig. 9.4b, S. 333, Fig. 9.8, S. 353, 5 Fig. 9.35.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen