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Ring- oder Doppelgegentaktmodulator Die Erfindung betrifft einen Ring-
oder Doppelgegentaktmodulator, der auf der Ausgangsseite mit einem beliebigen Filter
und auf der Eingangsseite mit einem Filter abgeschlossen ist, dessen Scheinwiderstand
auf der dem Modulator zugekehrten Seite zu-Charakteristik bzw. T-Charakteristik
hat.
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Es ist bekannt, daß der Eingangswiderstand eines mit einem Filter
abgeschlossenen Modulators im allgemeinen komplex ist, weil der Eingangswiderstand
des Ausgangsfilters nur für einen Teil der am Modulatorausgang erscheinenden Frequenzen
annähernd reell ist. Bei Nachrichtensystemen mit Einseitenbandmodulation ist der
Eingangswiderstand des Ausgangsfilters sogar nur für das in den Durchlaßbereich
des Ausgangsfilters fallende Seitenband annähernd reell. Das kann zur Folge haben,
daß der Frequenzgang der Eingangsspannung ui bzw. des Eingangsstromes ü des Modulators
ganz erheblich von dem Frequenzgang abweicht, der dann auftreten würde, wenn das
Eingangsfilter mit dem reellen Widerstand abgeschlossen wäre, der der Filterberechnung
zugrunde gelegt worden ist. Durch einen falschen Abfichluß des Eingangsfilters entstehen
also Dämpfungsverzerrungen, die sich besonders im Durchlaßbereich des Filters sehr
störend auswirken; ebenso entstehen Dämpfungsverzerrungen, wenn das Ausgangsfilter
nicht über den der Filterberechnung zugrunde liegenden Vorwiderstand an die Bezugsspannung
angeschlossen ist.
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Um diese Dämpfungsverzerrungen zu vermeiden bzw. auf ein zulässiges
Maß herabzusetzen-, wurde bisher zwischen dem Modulator und einem der beiden Filter
ein Dämpfungsglied angeordnet; dieser zusätzliche Aufwand läßt sich jedoch erfindungsgemäß
dadurch vermeiden, daß man dann, wenn der Modulator eingangsseitig mit einem Filter
abgeschlossen ist, dessen Scheinwiderstand auf der dem Modulator zugekehrten Seite
ir-Charakteristik hat, das Übersetzungsverhältnis des Ausgangsübertragers so bemißt,
daß der Ausgangskurzschlußwiderstand des Modulators das Ausgangsfilter auf der dem
Modulator zugekehrten Seite richtig abschließt und das Übersetzungsverhältnis des
Eingangsübertragers so bemißt, daß der Eingangswiderstand des Modulators bei angeschlossenem
Ausgangsfilter das Eingangsfilter des Modulators auf der dem Modulator zugekehrten
Seite annähernd richtig abschließt (Anspruch 1).
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Ist dagegen der Modulator auf der Eingangsseite mit einem Filter abgeschlossen,
dessen Scheinwiderstand auf der dem Modulator zugekehrten Seite T-Charakteristik
hat, so muß das übersetzungsverhältnis des Ausgangsübertragers so bemessen werden,
daß der Ausgangsleerlaufwiderstand des Modulators das Ausgangsfilter auf der dem
Modula.tor zugekehrten Seite richtig abschließt, wobei das Übersetzungsverhältnis
des Eingangsübertragers ebenfalls so bemessen sein muß, daß der Eingangswiderstand
des Modulators bei angeschlossenem Ausgangsfilter das Eingangsfilter des Modulators
auf der dem Modulator zugekehrten Seite annähernd richtig abschließt (Anspruch 2).
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Diese Bemessungsregeln ergeben sich aus folgenden Überlegungen: Hat
der Scheinwiderstand des Eingangsfilters auf der dem Modulatar zugekehrten Seite
7i-Charakteristik bzw. T-Charakteristik, so ist die Eingangsspannung bzw. der Eingangsstrom
des Modulators im größten Teil des Durchlaßbereiches dieses Filters annähernd sinusförmig.
Die Quelle, die das Ausgangsfilter speist, besteht dann aus einer Urspannung bzw.
einem Urstrom, die sich nur um einen frequenzunabhängigen Faktor von der Eingangsspannung
bzw. dem Eingangsstrom des Modulators. unterscheiden.
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Bemißt man erfindungsgemäß das übersetzungsverhältnis des Ausgangsübertragers
so, daß der Ausgangskurzschlußwiderstand bzw. der Ausgangsleerlaufwiderstand des
Modulators das Ausgangsfilter auf der dem Modulator zugekehrten Seite richtig abschließt,
so tritt zwischen der Eingangsspannung bzw. dem Eingangsstrom des Modulators und
der Ausgangsspannung des Ausgangsfilters der bei der Berechnung der Betriebsdämpfung
des Ausgangsfilters zugrunde gelegte Frequenzgang auf.
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Wenn der Reflexionsfaktor des Ausgangsfilters im Durchlaßbereich nicht
allzu groß und sein Eingangswiderstand im Sperrbereich sehr klein oder sehr groß
gegenüber
dem Ausgangskurzschlußwiderstand bzw. dem Ausgangsleerlaufwiderstand des Modulators
ist, wird der Eingangswiderstand des mit dem Ausgangsfilter abgeschlossenen Modulators
annähernd reell und frequenzunabhängig. Durch richtige Bemessung des Übersetzungsverhältnisses
des Eingangsübertragers kann man dann erreichen, daß der Eingangswiderstand des
mit dem Ausgangsfilter abgeschlossenen Modulators das Eingangsfilter annähernd richtig
abschließt, so daß zwischen der Urspannung des Signalgenerators und der Eingangsspannung
bzw. dem Eingangsstrom des Modulators annähernd der der Berechnung der Betriebsdämpfung
des Eingangsfilters zugrunde liegende Frequenzgang auftritt.
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Bemißt man bei einer Schaltungsanordnung, bei der der Modulator eingangsseitig
mit einem Filter abgeschlossen ist, dessen Scheinwiderstand auf der dem Modulator
zugekehrten Seite n-Charakteristik hat, die Übersetzungsverhältnisse des Eingangs-
und Ausgangsübertragers nach den vorstehenden Bemessungsregeln, so hängen die Übertragungseigenschaften
der Schaltungsanordnung wesentlich von dem Kurzschlußwiderstand des Modulators ab.
Der Kurzschlußwiderstand des Modulators wird jedoch stark von den exemplarabhängigen,
temperaturabhängigen und nichtlinearen Durchlaßwiderständen der Dioden beeinflußt.
Diese störenden Einflüsse lassen sich jedoch wesentlich verringern, wenn man gemäß
weiteren Merkmalen der Erfindung zwischen den Wicklungen eines oder beider Übertrager,
über deren Mittelanzapfungen die Trägerspannung zugeführt wird, und den jeweils
angrenzenden Dioden je einen ohmschen Widerstand anordnet bzw. die übertragerwicklungen
so bemißt, daß ihr ohmscher Widerstand den Widerstand der zwischen den Wicklungen
und den Dioden angeordneten Widerstände ganz oder teilweise ersetzt (Ansprüche 3
und 4).
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Bei einer Schaltungsanordnung hingegen, bei der der Modulator eingangsseitig
mit einem Filter abgeschlossen ist, dessen Scheinwiderstand auf der dem Modulator
zugekehrten Seite T-Charakteristik hat und bei der die Übersetzungsverhältnisse
des Eingangs- und Ausgangsübertragers nach den vorstehenden Bemessungsregeln festgelegt
sind, hängen die Übertragungseigenschaften der Schaltungsanordnung wesentlich von
den Leerlaufwiderständen des Modulators ab. Der Leerläufwiderstand des Modulators
wird jedoch stark durch die exemplarabhängigen, temperaturabhängigen und nichtlinearen
Sperrwiderstände der Dioden beeinflußt.
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Dieser störende Einfluß läßt sich jedoch gemäß einem weiteren Merkmal
der Erfindung dadurch vermeiden, daß man zu jeder der beiden Wicklungshälften wenigstens
einer Übertragerwicklung, über deren Mittelanzapfung die Trägerspannung zugeführt
wird, einen Widerstand parallel schaltet (Anspruch 5).
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In beiden Fällen können die Reihen- bzw. Parallelwiderstände auch
ganz oder teilweise auf die dem bzw. den Filtern zugekehrte Seite des bzw. der übertrager
verlegt werden;- wendet man diese Maßnahme bei einer Schaltungsanordnung an, bei
der der Modulator eingangsseitig mit einem Filter abgeschlossen ist, dessen Scheinwiderstand
ar-Charakteristik hat, so ergibt sich daraus der weitere Vorteil, daß auch der durch
die Reihenwiderstände verursachte Verlust an Trägerleistung vermieden oder verringert
wird.
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Die Zeichnung zeigt drei Anwendungsbeispiele des Erfindungsgedankens:
Es zeigt Fig. 1 a eine Ringmodulatorschaltung mit einem Eingangsfilter, dessen Scheinwiderstand
auf der dem Modulator zugekehrten Seite -,-Charakteristik hat, Fig. 1 b eine ebensolche
Schaltung, jedoch mit einem Eingangsfilter, dessen Scheinwiderstand auf der dem
Modulator zugekehrten Seite T-Charakteristik hat, Fig. 2 eine Doppelgegentaktmodulatorschaltung.
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In den Figuren sind übereinstimmend jeweils der Eingangs- und der
Ausgangsübertrager mit 01 bzw. ü2, das Eingangs- und das Ausgangsfilter mit
F 1 bzw. F 2 und der Modulator selbst mit M bezeichnet.
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Ferner sind in Fig. 1 a die gemäß dem Merkmal des Anspruchs 3 zwischen
den modulatorseitigen Wicklungshälften des Ausgangsübertragers und den angrenzenden
Dioden angeordneten Widerstände mit R 1, und mit R 1' der diesen Widerständen entsprechende,
auf die dem Ausgangsfilter zugekehrte Seite des Ausgangsübertragers verlegte Widerstand
bezeichnet. Dementsprechend sind in Fig.1 b die gemäß dem Merkmal des Anspruchs
5 parallel zu jeder der modulatorseitigen Wicklungshälften des Ausgangsübertragers
parallel geschalteten Widerstände mit R 2 und der diesen Widerständen entsprechende,
auf die dem Ausgangsfilter zugekehrte Seite des Ausgangsübertragers verlegte Widerstand
mit R 2' bezeichnet.