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Schaltung zur Erzeugung einer auszusendenden modulierten hochfrequenten
Trägerschwingung Auf dem Gebiet der Hochfrequenznachrichtentechnik sind Schaltungen
zur Erzeugung einer auszusendenden modulierten hochfrequenten Trägerschwingung einstellbarer
Frequenz durch Mischung zweier Hochfrequenzschwingungen bekannt, von denen die eine
einen Träger einer Signalmodulation und die andere eine frequenzstabilisierte Hochfrequenzschwingung
wählbarer Frequenz bildet oder enthält. Die Signalmodulation kann beispielsweise
eine Einseitenbandmodulation sein, mit welcher die Trägerschwingung in einem besonderen
Schaltungsteil versehen worden ist, dessen Aufbau und Wirkungsweise in dem hier
zu betrachtenden Zusammenhang nicht von Interesse sind. Die frequenzstabilisierte
Hochfrequenzschwingung wählbarer Frequenz wird einem anderen besonderen Schaltungsteil
entnommen, dessen Ausgestaltung hier ebenfalls nicht genauer besprochen zu werden
braucht. Beispielsweise kann als Erzeuger dieser frequenzstabilisierten Schwingung
ein kristallkontrollierter Normalfrequenzgenerator verwendet werden, dessen zahlreiche
Oberwellen einen Raster ausnutzbarer unveränderlicher Frequenzen darstellen. Zwischenwerte
lassen sich durch eine Mischung mit einer sogenannten Interpolationsschwingung in
bekannter Weise gewinnen.
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Nach dem Zusammenmischen der modulierten Trägerschwingung mit einer
entsprechend ausgewählten frequenzstabilisierten Schwingung und erforderlichenfalls
einer Interpolationsschwingung geeignet eingestellter Frequenz erhält man als Ergebnis
mit dem Signal modulierte Summen- und Differenzfrequenzschwingungen, von denen die
eine oder andere aus dem Frequenzgemisch herausgesiebt und als Steuerschwingung
für den nachfolgenden Leistungsverstärker des Senders verwendet wird.
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In F i g. 1 ist eine nach diesem bekannten Prinzip aufgebaute Schaltung
als weitgehend vereinfachtes Blockschaltbild dargestellt. Auf der Leitung 1 wird
dem Schaltungseingang die dem Signal entsprechende elektrische Spannung zugeführt.
Es sei angenommen, daß es sich um ein Niederfrequenzsignal NF handelt. Mit
2 ist der Schaltungsteil bezeichnet, in welchem eine Trägerfrequenzschwingung erzeugt
wird, welche mit dem Signal in irgend einer Weise moduliert wird. Es sei angenommen,
daß es sich um eine Einseitenbandmodulation handelt. Am Ausgang des Schaltungsteiles
2 erscheint dann eine Zwischenträgerschwingung, welche das Signal in Form einer
Einseitenbandmodulation enthält. In F i g. 1 sind wie auch in F i g. 2 die übertragungs-
bzw. Wirkungsrichtungen der einzelnen Leitungsverbindungen durch eingezeichnete
Pfeilspitzen angedeutet. Da die Zwischenträgerfrequenz, abgesehen von den die Modulation
wiedergebenden Seitenfrequenzen, unveränderlich sein kann, ist es möglich, innerhalb
des Schaltungsteiles 2 für Trägerfrequenzerzeugung, Modulation und Signalaufbereitung
mit fest eingestellten Selektionskreisen zu arbeiten. Dies ist ein wesentlicher
Vorteil der Schaltung, der sich durch die Umsetzung der Zwischenträgerfrequenz mit
Hilfe der Schwingung des Generators 4 ergibt, dessen Frequenz auf einen dafür geeigneten
Wert eingestellt werden kann. Diese Umsetzung erfolgt in der Mischstufe 3, an deren
Ausgang die mit dem Signal modulierten Summen- und Differe=frequenzschwingungen
auftreten. Da nur eine der beiden als auszusendende Schwingung zur Wirkung kommen
soll, muß die andere unterdrückt werden. Dies geschieht mit Hilfe des selektiven
Verstärkers 5, der auf die durchzulassende Frequenz abgestimmt werden muß und beispielsweise
im Falle einer Einseitenbandmodulation die auszusendende Trägerfrequenz zusammen
mit einem Modulationsseitenband übertragen muß. Bei jedem Frequenzwechsel des Senders
werden die Selektionsmittel mit Hilfe des auf diese einwirkenden Einstellorgans
6 auf die neue Frequenz abgestimmt, welche an der Ausgangsklemme 7 abgenommen werden
kann.
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Die Notwendigkeit, bei jedem Frequenzwechsel die Selektionsmittel
neu abstimmen zu müssen, bildet einen schweren Nachteil der Schaltung, der von der
Erfindung überwunden werden soll.
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Zur Aussonderung einer wählbaren Harmonischen aus dem Oberwellenspektram
eines Normalfrequenzgenerator ist eine als Rückmischanordnung bekanntgewordene Schaltung
sehr -vorteilhaft, weil sie mit fest eingestellten Selektionsmitteln auskommt. Wesentliches
Merkmal einer @Rückmischanordnung ist, daß sie an ihrem Eingang und an ihrem Ausgang
je eine Mischstufe aufweist und daß beiden Mischstufen
die Schwingungen
eines Hilfsoszillators zugeführt werden, dessen Frequenz einstellbar ist. Hinter
der Eingangsmischstufe ist ein fest eingestelltes Bandfilter angeordnet. Wird dem
Eingang dieser Anordnung nun das Frequenzspektrum eines Normalfrequenzgenerators
angeboten, so wird von dem festen Bandfilter hinter der Eingangsmischstufe diejenige
Kombination der Hilfsträgerschwingung mit einer der Eingangsschwingung herausgesiebt,
die der Durchlaßfrequenz des Filters entspricht. Bei einer Veränderung der Frequenz
der Hilfsträgerschwingung ist es jeweils eine andere Schwingung des Normalfrequenzspektrums,
die mit der Hilfsträgerschwingung die »feste« Zwischenfrequenzschwingung bildet.
In der Ausgangsmischstufe wird durch Subtraktion der Hilfsträgerschwingung die ausgewählte
Eingangsschwingung wieder frei und erscheint am Ausgang der Rückmischanordnung.
Wird im Zwischenfrequenzteil der Rückmischanordnung eine weitere Mischstufe vorgesehen,
in der der Zwischenfrequenz die Schwingungen eines in seiner Frequenz veränderlichen
Interpolationsoszillators beigemischt werden, so ist statt der diskreten Normalfrequenzen
jeder beliebige Zwischenwert der Frequenz der Ausaangsschwingung einstellbar.
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y Eine solche bekannte Schaltung benutzt nun die Erfindung, um eine
modulierte Hochfrequenzschwingung hoher Frequenzkonstanz zu erzeugen.
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Eine Schaltung zur Erzeugung einer auszusendenden modulierten hochfrequenten
Trägerschwingung einstellbarer Frequenz am Ausgang einer Rückmischanordnung, deren
Eingang ein Harmonischenspektrum eines Normalfrequenzgenerators zugeführt wird und
in deren Zwischenfrequenzteil hinter jeder Mischstufe wenigstens ein festabgestimmtes
Filter für die Auswahl der gewünschten Zwischentrequenz liegt, ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß in einer Mischstufe des Zwischenfrequenzteiles eine
Signalschwingung in Gestalt einer modulierten hochfrequenten Trägerschwingung konstanter
Frequenz beigemischt wird und daß in jeder weiteren Mischstufe des Zwischenfrequenzteiles
der Zwischenfrequenzschwingung eine Interpolationsschwingung beigemischt wird, die
wenigstens über eine Harmonischendiflerenz der Eingangsschwingungen kontinuierlich
veränderbar ist. Besondere Vorteile bildet die erfindungsgemäße Schaltung, wenn
die auszusendende hochfrequente Schwingung eine Einseitenbandschwingung sein soll.
Die in einer üblichen Schaltung aufbereitete, d. h. in eine geeignete Frequenzlage
gebrachte Einseitenbandschwingung kann in einem Teil der Senderschaltung zugemischt
werden, in dem, unabhängig davon, wie die Frequenz der Ausgangsschwingung eingestellt
ist, nur eine frequenzkonstante Zwischenfrequenzschwingung auftritt. An Hand der
F i g. 2 der Zeichnung, die ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung
darstellt, ist die Wirkungsweise der Schaltung leicht erkennbar.
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In F i g. 2 erzeugt der Normalfrequenzgenerator eine kristallstabilisierte
Hochfrequenzschwingung von der Frequenz f1. Diese Schwingung wird in dem Schaltungsteil
9 impulsförmig verzerrt, so daß am Ausgang von 9 die in der Zeichnung angedeutete
oberwellenreiche Schwingungsform vorhanden ist. Darauf folgt ein gewöhnlicher Breitbandverstärker,
der mit 10 bezeichnet ist. In dem Tiefpaß 11 wird nur der für die Ausnutzung in
Betracht kommende Teil des von den Oberwellen eingenommenen Frequenzbereiches durchgelassen;
höhere, nicht auszuwertende Frequenzkomponenten werden dagegen an dieser Stelle
nicht übertragen. Mit 12 ist die erste, mit 16 die zweite der beiden
obenerwähnten Mischstufen des Rückmischteiles bezeichnet. Zwischen den beiden Mischstufen
12 und 16 liegt der Zwischenfrequenzteil der Rückmischanordnung, der
die Mischstufen 21 und 14 sowie die Filter 13, 22 und 15 enthält und der
abweichend vom Bekannten aufgebaut ist. An der linken Eingangsklemme der Mischstufe
12 liegt nun der in den ausgenutzten Frequenzbereich fallende Teil des Oberwellenspektrums,
also eine Schar von Harmonischen der Frequenz f, mit der Frequenzreihe
I - f,, m - f l, n - f 1, worin I, m und n
ganze
Zahlen sind.
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Es sei angenommen, daß die Frequenzkomponente n - f, ausgewählt werden
soll. Die von dem frei abstimmbaren Hilfsoszillator 17 erzeugte Hilfsfrequenz
f" wird dazu so eingestellt, daß die in der Mischstufe 12
aus n - f, und f.
gebildete Summen- oder Differenzfrequenz in den Durchlaßbereich des fest eingestellten
Bandpasses 13 fällt. Alle übrigen Mischkomponenten werden durch diesen Bandpaß
ausreichend gedämpft. Wird beispielsweise die am Ausgang von 12 vorhandene
Summenfrequenz ausgenutzt, so wird der Mischstufe 21 über den Bandpaß
13 eine Schwingung von der Frequenz n f, + f, zugeführt.
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Die Mischstufe 21 hat die Aufgabe, dieser Schwingung eine Schwingung
variabler Frequenz f3 beizumischen. Das hat folgenden Grund: Es ist häufig erwünscht,
die auszusendende Schwingung nicht nur auf eine ausgewählte Frequenz einer zur Verfügung
stehenden Schar diskreter Frequenzen, sondern auch auf Werte zwischen diesen einstellen
zu können. Diese Aufgabe läßt sich in an sich bekannter Weise durch Verwendung eines
Interpolationsoszillators lösen, dessen Schwingungen in den Zwischenfrequenzteil
einer oben beschriebenen Rückmischanordnung eingemischt werden. Ein solcher Interpolationsoszillator
wird auch bei der Schaltung nach der Erfindung verwendet und ist in F i g. 2 mit
20 bezeichnet. Dessen Schwingungen mit der Frequenz f3 bilden in der erwähnten
Mischstufe 21 mit der vom Bandpaß 13
kommenden Schwingung eine neue
Schwingung der Frequenz n f, + f , ± ß. Die Frequenz f,; des Interpolationsoszillators
20 ist wenigstens über eine Anderungsstufe der frequenzstabilisierten Hochfrequenzschwingung,
d. h. über den Abstand f i zweier frequenzbenachbarter Harmonischer der Normalfrequenzschwingung
kontinuierlich veränderbar. Das am Ausgang der Mischstufe 21 angeschaltete
Filter 22 unterdrückt die bei der Mischung entstehenden unerwünschten Modulationsprodukte.
Die das Filter 22 passierende Schwingung wird nunmehr in der Mischstufe
14 mit der Modulationsträgerschwingung der Frequenz f2 gemischt, die von
dem Schaltungsteil 2 geliefert wird, der hier dieselbe Aufgabe erfüllt wie in F
i g. 1. Auch hier ist die Ausgangsschwingung von 2 eine Zwischenträgerschwingung
fester Frequenz, die beispielsweise mit einem Einseitenbandsignal moduliert sein
kann. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber F i g. 1 besteht jedoch darin, daß
beide Eingangsschwingungen der Mischstufe 14,
welche mit der Mischstufe
3 der F i g. 1 vergleichbar ist, im wesentlichen feste Frequenzen haben.
Daher ist auch die Frequenz ihrer Ausgangsschwingung unveränderlich, und der Bandpaß
15, der hier die
Selektionseigenschaften des selektiven Verstärkers
5 ausübt, kann fest abgestimmt sein. Daß sich die Frequenz der vom Filter 22 zur
Mischstufe 14 gelangenden Schwingung um die Interpolationsfrequenz ändert, ist wegen
der entsprechenden Bandbreite des Bandpasses 15 unschädlich. Der ganze zur Einmischung
des modulierten Zwischenträgers vorgesehene Schaltungsteil arbeitet also mit Eingangs-und
Ausgangsschwingungen fester Frequenz und braucht bei einem Wechsel der Senderfrequenz
nicht mehr neu eingestellt zu werden. Die hinter dem Filter 15 erscheinende Ausgangsschwingung
hat je nach Seitenbandwahl eine Frequenz nft + fo ± fs ± fz,
die sich als Summe oder Differenz der beiden zu den Eingangsschwingungen der Mischstufe
14 gehörenden Frequenzen ergibt.
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Diese Schwingung fester Frequenz, welche nun die gewünschte Modulation
aufweist, wird der zweiten der obenerwähnten Mischstufen des Rückmischteiles zugeführt,
welche mit 16 bezeichnet ist. In dieser Mischstufe wird diese Schwingung wiederum
mit der Hilfsschwingung des Generators 17 von der Frequenz f. gemischt. Dabei werden
wieder die Summen- und Differenzfrequenz gebildet. Wurde hinter der Mischstufe 12
die Summenfrequenz ausgenutzt, so wird hinter der Mischstufe 16 die Differenzfrequenz
von dem Filter 18 durchgelassen und verwendet. Dieses Filter kann ein einfacher,
fest abgestimmter Tiefpaß sein, da die notwendigen Selektionseigenschaften bereits
auf fester Trägerfrequenz durch das Filter 15 gewährleistet sind. Hinter dem Tiefpaß
ist dann die gewünschte modulierte, auszusendende Trägerfrequenz (n.fi+fo±f.: ±fs)_fo-n.fi±fz±f3
allein vorhanden. Diese ergibt sich demnach als Summe oder Differenz der ausgewählten
Harmonischen der Normalfrequenz f 1, der Zwischenträgerfrequenz f. der Modulationsaufbereitung
und der Interpolationsfrequenz f3. Auf das Filter 18 folgt ein gewöhnlicher Breitbandverstärker
19, dessen Ausgang mit der Klemme 7 verbunden ist, an die z. B. die zu steuernden
Leistungsstufen eines Hochfrequenzsenders angeschlossen werden.
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Als neu und fortschrittlich ergibt sich bei einer nach der Erfindung
ausgebildeten Schaltung die Methode, das Erzeugnis der Modulationsaufbereitung in
einer Senderanordnung in Gestalt eines die Modulation in beliebiger Form aufweisenden
Zwischenträgers von der Frequenz f2 in den Übertragungsweg an einer Stelle der Rückmischanordnung
einzuführen, welche zwischen den beiden Mischstufen 12 und 16 dieser Anordnung liegt.
Die zu diesem Zweck vorgesehene Mischstufe 14 arbeitet dann nämlich bei festen Eingangs-
und Ausgangsfrequenzen, wobei von den Änderungen der die Modulation wiedergebenden
Seitenfrequenzen abgesehen wird. Der Vorteil gegenüber bisher bekannten Schaltungen
liegt in einer wesentlich vereinfachten Bedienung und in einer Verringerung des
Aufwandes, da bei einem Frequenzwechsel außer der Einstellung des Generators 17
zur Auswahl der Harmonischen der Normalfrequenzschwingung n Ei (Grobstufen) und
des Interpolationsoszillators 20 zur Einstellung von Zwischenwerten (Feineinstellung)
die Einstellungen keiner weiteren Selektionsmittel geändert werden müssen.