DE1256273B

DE1256273B - Modulator with a bridge circuit and diodes of variable capacitance

Info

Publication number: DE1256273B
Application number: DEK49025A
Authority: DE
Inventors: Nobuhiko Aoki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1962-02-22
Filing date: 1963-02-21
Publication date: 1967-12-14

Description

Modulator mit einem Brückenkreis und Dioden veränderlicher Kapazität Die Erfindung betrifft einen Modulator mit Dioden veränderlicher Kapazität.Modulator with a bridge circuit and variable capacitance diodes The invention relates to a modulator with diodes of variable capacitance.

Es ist bekannt, daß ein Modulator unter Verwendung der Tatsache gebaut werden kann, daß die Grenzschicht-Kapazität einer Halbleiterdiode sich gemäß der Größe der an die Dioden-Klemmen angelegten Spannung ändert. Da ein derartiger Modulator mit Dioden veränderlicher Kapazität eine beträchtlich höhere Eingangsimpedanz als andere Modulatoren aufweist, ist er besonders für die Modulation von Gleichstromverstärkern hoher Eingangsimpedanz in elektronischen Steuergeräten u. dgl. geeignet. Ein bekannter derartiger Modulator besteht aus einem Brückenkreis, der zumindest in einem seiner vier Zweige eine Diode veränderlicher Kapazität aufweist, wobei an zwei gegenüberliegende Knotenpunkte der Brücke die Eingangssignale unter Vorschalten eines Eingangswiderstandes gelegt sind, während am anderen Knotenpaar ein über einen Transformator zugeführtes Trägersignal liegt. Dieser Modulator hat jedoch den Nachteil, daß dann, wenn die Erregerspannung in Durchlaßrichtung auf die Diode bzw. Dioden gegeben wird, die Gleichstromimpedanz sehr niedrig ist. Insbesondere dann, wenn zur Erzielung eines hohen Modulationseffekts die Amplitude der Erregerspannung hoch ist, ergibt sich für die effektive Eingangsimpedanz ein unbefriedigender Wert. Außerdem führt der Betrieb der Diode symmetrisch zu ihrem Nullpunkt zu einer geringen Temperaturstabilität.It is known that a modulator is built using the fact can be that the junction capacitance of a semiconductor diode according to the The amount of voltage applied to the diode terminals changes. As such a modulator with variable capacitance diodes has a considerably higher input impedance than has other modulators, it is particularly suitable for modulating DC amplifiers high input impedance in electronic control units and the like. A friend Such a modulator consists of a bridge circuit, at least in one of its four branches has a variable capacitance diode, with two opposite one another Nodes of the bridge receive the input signals with an upstream input resistor are placed, while at the other pair of nodes a transformer is supplied Carrier signal lies. However, this modulator has the disadvantage that when the Excitation voltage is applied in the forward direction to the diode or diodes, which DC impedance is very low. Especially when to achieve a high modulation effect, the amplitude of the excitation voltage is high, results an unsatisfactory value for the effective input impedance. In addition, the Operation of the diode symmetrically to its zero point leads to a low temperature stability.

Es ist auch bereits versucht worden, diese Nachteile dadurch zu überwinden, daß an die Diode bzw. Dioden eine Vorspannung angelegt wird. Auf diese Weise wird zwar tatsächlich eine hohe Eingangsimpedanz des Modulators erhalten, andererseits jedoch besteht das Erfordernis eines zusätzlichen, die Vorspannung erzeugenden Kreises. Außerdem ist die Betriebsstabilität vergleichsweise gering, was insbesondere auf kaum vermeidbare Schwankungen der im Vorspannungskreis liegenden Stromquelle zurückzuführen ist.Attempts have also been made to overcome these disadvantages by that a bias voltage is applied to the diode or diodes. That way will while actually getting a high input impedance of the modulator, on the other hand however, there is a requirement for an additional bias generating circuit. In addition, the operational stability is comparatively low, which is particularly due to attributable to barely avoidable fluctuations in the current source lying in the bias circuit is.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Modulator mit Dioden veränderbarer Kapazität zu schaffen, der bei großer Betriebsstabilität und einfachem Aufbau eine hohe Eingangsimpedanz gewährleistet. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Übertragungsweg des Trägersignals vom Transformator zum Brückenkreis eine Halbleiterdiode eingesetzt ist, die derart geschaltet ist, daß sie in den nichtleitenden Zustand gelangt, ; wenn eine Spannung mit einer Polarität auftritt, welche die in der Brücke befindliche Diode in den leitenden Zustand überführt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Trägerspannung die im Brückenkreis befindlichen Dioden nicht in den leitenden Zustand zu versetzen vermag, womit, ohne das Erfordernis eines zusätzlichen Vorspannungskreises und ohne Verminderung der Betriebsstabilität, eine hohe Eingangsimpedanz gewährleistet ist.The object of the invention is therefore to provide a modulator with diodes that can be changed To create capacity with great operational stability and a simple structure high input impedance guaranteed. According to the invention this object is achieved solved that in the transmission path of the carrier signal from the transformer to the bridge circuit a semiconductor diode is used, which is connected in such a way that it is in the non-conductive State reached; when a voltage occurs with a polarity which corresponds to that in The diode located in the bridge is switched to the conductive state. In this way it is achieved that the carrier voltage does not affect the diodes in the bridge circuit able to put in the conductive state, with which, without the requirement of a additional bias circuit and without reducing the operational stability, a high input impedance is guaranteed.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die in den Übertragungsweg eingesetzte Diode eine zum Transformator parallelgeschaltete Zenerdiode, und die an die Brückendiode veränderlicher Kapazität angelegte Spannung wird zwischen einem Nullpunkt und einem Punkt gewünschter Spannung abgenommen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zeitkonstante des Brückenkreises größer als die Trägerspannungsperiode ist.According to a further development of the invention, that is in the transmission path The diode used is a Zener diode connected in parallel to the transformer, and the Voltage applied to the variable capacitance bridge diode is between a Zero point and a point of the desired voltage removed. Particularly beneficial it is when the time constant of the bridge circuit is greater than the carrier voltage period is.

Es war zwar grundsätzlich bereits bekannt, bei Brückenmodulatoren, bei denen die Brücke eine vom Träger zwischen zwei Extremwerten gesteuerte Impedanz darstellt, die im Querzweig des Signalübertragungsweges liegt, in die Trägerzuleitung Gleichrichter einzuschalten. Bei all diesen bekannten Anordnungen jedoch wirken die Gleichrichter nicht als Kapazitäten, sondern lediglich als reelle Widerstände. So dient bei einem bekannten Modulator zum Kompensieren von Signalverzerrungen der imTrägerkreis liegende Gleichrichter, neben anderen Schaltelementen, dazu, dem Modulator eine Dienungscharakteristik zu geben, wobei der Gleichrichter als nichtlinearer Widerstand wirkt. Bei einem anderen bekannten Modulator sind in den Trägerkreis Röhrendioden eingesetzt, die dazu dienen, ein direktes Einwirken der Trägerspannung auf die Dioden des Brückenkreises zu verhindern und damit eine. Überlastung derselben zu vermeiden. Dabei kommen für den Trägerkreis ausschließlich Röhrendioden in Frage, und diese Dioden müssen im Gegensatz zur Erfindung so geschaltet sein, daß sie durch eine Trägerspannung in den leitenden Zustand versetzt werden, wenn die Trägerspannung eine Polarität aufweist, welche die Dioden des Brückenkreises in den leitenden Zustand versetzt.In principle, it was already known that with bridge modulators, where the bridge has an impedance controlled by the carrier between two extreme values represents, which lies in the shunt of the signal transmission path, into the carrier feed line Switch on rectifier. In all of these known arrangements, however, work the rectifiers not as capacitances, but only as real resistances. In a known modulator, for example, to compensate for signal distortions, the Rectifiers in the carrier circuit, along with other switching elements, in addition to the modulator to give a service characteristic, the rectifier being non-linear Resistance works. With another known modulators are in the carrier circuit tube diodes are used, which serve a direct action to prevent the carrier voltage on the diodes of the bridge circuit and thus a. To avoid overloading the same. Thereby only come for the sponsoring group Tube diodes in question, and in contrast to the invention, these diodes must be connected in this way be that they are put into the conductive state by a carrier voltage, when the carrier voltage has a polarity which the diodes of the bridge circuit put into the conductive state.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser zeigt A b b. 1 ein Schaltschema eines bekannten Dioden-Modulators, A b b. 2 eine grafische Darstellung der Kennlinien der Modulatoren von A b b. 1, 4, 5 und 6, A b b. 3 eine grafische Darstellung der Änderung der Kennlinien von A b b. 2 mit der Temperatur, A b b. 4 ein Schaltschema eines weiteren bekannten Dioden-Modulators und A b b. 5 und 6 Schaltdiagramme von Modulatoren nach der Erfindung.Further details and advantages of the invention emerge from the Description and the drawing. In this shows A b b. 1 a circuit diagram of a known diode modulator, A b b. 2 a graphical representation of the characteristic curves the modulators of A b b. 1, 4, 5 and 6, A b b. 3 is a graphical representation of the Change in the characteristics of A b b. 2 with the temperature, A b b. 4 a circuit diagram another known diode modulator and A b b. 5 and 6 circuit diagrams of Modulators according to the invention.

Der bekannte Modulator mit Dioden veränderlicher Kapazität nach A b b. 1 besteht aus einer Brücke B, die aus Dioden Dl und D, veränderlicher Kapazität sowie Widerständen R1, R., und R3 aufgebaut ist. Die Brücke B wird durch einen Oszillator O über einen Erregertransformator T betrieben und von einer Eingangssignalquelle E über einen Widerstand R4 mit Eingangssignalen gespeist.The well-known modulator with diodes of variable capacitance according to A b b. 1 consists of a bridge B, which is made up of diodes Dl and D, variable capacitance and resistors R1, R., and R3. The bridge B is operated by an oscillator O via an excitation transformer T and fed with input signals from an input signal source E via a resistor R4.

Bei einer Eingangsspannung E mit dem Wert Null ist die Brücke B abgeglichen, d. h., der veränderliche Widerstand R, ist so eingestellt, daß eine durch den Oszillator O erzeugte Wechselspannung zu diesem Zeitpunkt zwischen den Ausgangsklemmen 1 und 2 der Brücke B kein Spannungsgefälle hervorruft. Wenn jedoch eine niederfrequente Signalspannung sehr kleinen Betrags von der Eingangsquelle E erzeugt wird und zu diesem Zeitpunkt die Impedanz der Dioden Dl und D, veränderlicher Kapazität bezüglich der Signalspannung gegenüber dem Widerstand R4 und den Widerständen R1, R, und R3 genügend hoch ist, so wird angenähert die gesamte Signalspannung des Eingangs E auf die Dioden Dl und D., aufgeprägt. Wenn somit die Signalspannung des Eingangs E auf der Seite der Eingangsklemme 3 positiv ist, so wird auf die Diode Dl eine Spannung in Sperrichtung aufgeprägt und die Grenzschicht-Kapazität dieser Diode verändert. Andererseits wird der Diode D2 eine Spannung in Durchlaufrichtung aufgeprägt und somit deren Grenzschicht-Kapazität erhöht. Das heißt, wird eine sehr kleine Eingangsspannung an die Eingangsklemmen 3 und 4 gelegt, so wird der abgeglichene Zustand der Brücke B gemäß der Größe dieser Spannung gestört, und die Erregerspannung des Oszillators O erscheint zwischen den Ausgangsklemmen 1 und 2, und zwar in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Störung des abgeglichenen Zustandes der Brücke B. Der auf diese Weise erzeugte, unabgeglichene Ausgang wird durch einen Gleichstrom-Sperrkondensator Cl geführt und, wenn erforderlich, einer Impedanzanpassung unterworfen, und zwar durch Verwendung von Abstimmspulen, Transformatoren und anderen Schaltelementen, worauf der sich ergebende Ausgang einem Wechselstromverstärker zugeführt wird. Ein derartiger, bekannter Dioden-Modulator, dessen grundsätzlicher Aufbau im obigen beschrieben worden ist, weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, wie nachfolgend erläutert wird: Die Erregerspannung des Oszillators O wird gemäß der jeweiligen Polarität in Durchlaß- und Sperrrichtung auf die Dioden Dl und DZ aufgeprägt, die keine Vorspannung aufweisen. Wenn also eine Erregerspannung in Sperrichtung auf die Dioden Dl und D, gegeben wird, so ist die Gleichstromimpedanz zu diesem Zeitpunkt sehr hoch, wenn jedoch die Erzeugung in Durchlaßrichtung erfolgt, so ist die Gleichstromimpedanz niedriger. Wenn außerdem zur Erzielung eines hohen Modulationseffekts die Amplitude der Erregerspannung auf einen bestimmten Betrag erhöht wird, so ist die effektive Impedanz, betrachtet von der Eingangsseite her, niedrig, und der Vorteil hoher Eingangsimpedanz, die eine der besonderen Eigenschaften der Dioden veränderlicher Kapazität ist, geht verloren.When the input voltage E has the value zero, the bridge B is balanced, that is, the variable resistor R is set so that an alternating voltage generated by the oscillator O does not cause a voltage gradient between the output terminals 1 and 2 of the bridge B at this point in time. However, if a low-frequency signal voltage of a very small amount is generated by the input source E and at this point in time the impedance of the diodes Dl and D, variable capacitance with respect to the signal voltage with respect to the resistor R4 and the resistors R1, R, and R3 is sufficiently high, so becomes approximately the entire signal voltage of the input E is impressed on the diodes Dl and D. If the signal voltage of the input E on the side of the input terminal 3 is positive, a voltage in the reverse direction is impressed on the diode Dl and the boundary layer capacitance of this diode is changed. On the other hand, the diode D2 is impressed with a voltage in the forward direction and thus its boundary layer capacitance is increased. That is, if a very low input voltage is applied to input terminals 3 and 4 , the balanced state of bridge B is disturbed according to the magnitude of this voltage, and the excitation voltage of oscillator O appears between output terminals 1 and 2, depending on the extent of the disturbance of the balanced state of the bridge B. The unbalanced output generated in this way is passed through a DC blocking capacitor Cl and, if necessary, subjected to an impedance matching by using tuning coils, transformers and other switching elements, whereupon the resulting output is fed to an AC amplifier. Such a known diode modulator, the basic structure of which has been described above, has a number of disadvantages, as will be explained below: The excitation voltage of the oscillator O is according to the respective polarity in the forward and reverse directions on the diodes Dl and DZ impressed, which have no bias. Thus, when a reverse excitation voltage is applied to the diodes D1 and D1, the direct current impedance is very high at that time, but when it is generated in the forward direction, the direct current impedance is lower. In addition, if the amplitude of the excitation voltage is increased to a certain amount in order to obtain a high modulation effect, the effective impedance viewed from the input side is low, and the advantage of high input impedance, which is one of the special properties of variable capacitance diodes, goes lost.

Außerdem führt der Betrieb der Dioden Dl und D2 in der Umgebung des Nullpunktes der Kennlinie zu einer geringen Stabilität bezüglich der Temperatur. Dieser Nachteil soll nun an Hand der A b b. 2 und 3 näher betrachtet werden. A b b. 2 zeigt das Verhältnis zwischen der Grenzschicht-Kapazität der Dioden veränderlicher Kapazität und der aufgeprägten Spannung. Das Bezugszeichen e bezeichnet die Erregerspannung. A b b.3 zeigt die Abweichung a der Grenzschicht-Kapazität in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Aus A b b. 3 ist zu ersehen, daß die Abweichung der Grenzschicht-Kapazität infolge von Temperaturänderungen mit Anstieg der aufgeprägten Spannung in Durchlaßrichtung größer wird. Wenn somit die Erregerspannung in Durchlaß- und in Sperrichtung symmetrisch zum Nullpunkt aufgeprägt wird, wie im Fall von e1 in A b b. 2, so wird die Eingangsimpedanz vermindert, und die Stabilität bezüglich der Temperatur ist sehr gering.In addition, the operation of the diodes Dl and D2 in the vicinity of the Zero point of the characteristic curve leads to a low stability with regard to the temperature. This disadvantage should now be based on the A b b. 2 and 3 are considered in more detail. Away b. 2 shows the relationship between the junction capacitance of the diodes more variable Capacity and the applied voltage. The reference symbol e denotes the excitation voltage. A b b.3 shows the deviation a of the boundary layer capacitance as a function of the Ambient temperature. From A b b. 3 it can be seen that the deviation of the boundary layer capacitance as a result of temperature changes with an increase in the applied voltage in the forward direction gets bigger. Thus, if the excitation voltage is symmetrical in the forward and reverse directions is impressed at the zero point, as in the case of e1 in A b b. 2, so will the input impedance and the stability with respect to temperature is very poor.

Es ist nun bereits versucht worden, diese Nachteile der Anregung ohne Vorspannung dadurch zu überwinden, daß eine Vorspannung vorgesehen wird. A b b. 4 zeigt einen bekannten Modulator mit einem Vorspannungskreis, der aus Vorspannungswiderständen R5, R6, R1, R, und R3 sowie einer den Vorspannungsstrom liefernden Gleichstromquelle E6 besteht. Bei dieser bekannten Anordnung wird, nachdem eine Gleichstromvorspannung El in Sperrichtung auf die Dioden Dl und D, veränderlicher Kapazität aufgeprägt worden ist, der Ausgang des Erregertransformators über Kondensatoren C." C3 an die Brücke B gelegt und damit, wie durch e2 in A b b. 3 angedeutet, die Dioden Dl und D2 veränderlicher Kapazität nur im Bereich der Sperrspannung betrieben.Attempts have now been made to overcome these disadvantages of the excitation To overcome bias in that a bias is provided. A b b. Figure 4 shows a known modulator with a bias circuit made up of bias resistors R5, R6, R1, R, and R3 and a direct current source supplying the bias current E6 exists. In this known arrangement, after a DC bias El impressed in the reverse direction on the diodes Dl and D, variable capacitance has been, the output of the excitation transformer via capacitors C. "C3 to the Bridge B placed and with it, as with e2 in A b b. 3 indicated, the diodes Dl and D2 variable capacitance operated only in the reverse voltage range.

Da bei dieser bekannten Anordnung nach A b b. 4 keine Spannung in Durchlaßrichtung auf die Dioden Dl und D2 gegeben wird, ist eine sehr hohe Eingangsimpedanz möglich. Andererseits jedoch besteht das Erfordernis eines zusätzlichen Vorspannungskreises zwecks Erzeugung der Vorspannung in Sperrichtung. Da außerdem bereits kleine Schwankungen der Stromquelle EU dieses Vorspannungskreises beträchtliche Abweichungen verursachen, ist eine Stromquelle extrem hoher Stabilität erforderlich. Darüber hinaus entstehen bei Verwendung eines Sammlers als Stromquelle EU eine Reihe von Schwierigkeiten, insbesondere bedingt durch die vergleichsweise geringe Lebensdauer derartiger Sammler. In A b b. 5 ist nun ein erfindungsgemäßer Modulator dargestellt, bei dem die obigen Schwierigkeiten vermieden sind. Dieser Modulator ist mit einer Diode D versehen, deren übliche, unipolare Leitungseigenschaft ausgenutzt wird und die in den Zuführungskreis für die Erregerspannung mit umgekehrter Polarität bezüglich der Dioden Dl und DZ der Brücke eingesetzt ist. Auf Grund der so eingesetzten Diode D wird die Ausgangsspannung des Erregertransformators T nur während derjenigen Zeitspanne durchgelassen, während der die Ausgangsspannung in Sperrrichtung an die Dioden Dl und Dz angelegt ist. Wenn jedoch die Ausgangsspannung des Transformators in Durchlaßrichtung bezüglich der Dioden Dl und D, verläuft, so wird diese Spannung durch die Diode D gesperrt, d. h., die Diode D stellt sicher, daß nur die Spannung des Erregertransformators T in Sperrrichtung an die Brücke B gelangt.Since in this known arrangement according to A b b. 4 no tension in Forward direction is given to the diodes D1 and D2, is a very high input impedance possible. On the other hand, however, there is a need for an additional bias circuit for the purpose of generating the bias in the reverse direction. In addition, there are already small fluctuations cause the EU power source of this bias circuit considerable deviations, a power source of extremely high stability is required. In addition arise when using a collector as a power source EU a number of difficulties, in particular due to the comparatively short service life of such collectors. In A b b. 5, a modulator according to the invention is now shown in which the above Difficulties are avoided. This modulator is provided with a diode D, whose usual, unipolar line properties are used and those in the feed circuit for the excitation voltage with reverse polarity with respect to the diodes Dl and DZ the bridge is in place. Due to the diode D used in this way, the output voltage becomes of the excitation transformer T only allowed through during that period of time during which the output voltage is applied in the reverse direction to the diodes Dl and Dz. However, if the output voltage of the transformer is forward relative of the diodes Dl and D, then this voltage is blocked by the diode D, d. i.e., the diode D ensures that only the voltage of the excitation transformer T reaches bridge B in the blocking direction.

In dem erfindungsgemäßen Kreis besteht deshalb nicht die Notwendigkeit besonderer Vorspannungskreise wie im Fall des bekannten Modulators von A b b. 4, und es wird lediglich eine einzige Diode benötigt, um eine Erniedrigung der Eingangsimpedanz zu verhindern. Somit kann die gewünschte hohe Eingangsimpedanz auf denkbar einfachste Weise erreicht werden.There is therefore no need in the circle according to the invention special bias circuits as in the case of the known modulator of A b b. 4, and only a single diode is required to lower the input impedance to prevent. Thus, the desired high input impedance can be achieved in the simplest possible way Way to be achieved.

Es soll nun der Fall betrachtet werden, daß auf den Modulator nach der Erfindung eine Rechteck-Eingangsspannung gegeben wird. Wenn die Zeitkonstante des Brückenkreises B, d. h. die Zeitkonstante des aus den Widerständen R1, R, und R3 sowie der Grenzschicht-Kapazität der Dioden D1 und D, bestehenden Gleichstromkreises, genügend klein im Vergleich zur Zeitdauer der Erregerspannung ist, so wird die an die Brücke B gelegte Erregerspannung eine gleichgerichtete Rechteckwelle sein, wie sie in A b b. 2 bei e3 dargestellt ist. Diese Erregerspannung e3 unterscheidet sich von der Erregerspannung e2 des bekannten Modulators nach A b b. 4 mit Vorspannungskreis dadurch, daß sie nullseitig einen Pegel a aufweist, der stets auf dem Spannungswert Null gehalten wird, und zwar selbst dann, wenn die Amplitude der Erregerspannung schwankt, in welchem Fall dann lediglich die Höhe des Maximalpegels b sich ändert.Let us now consider the case that on the modulator after the invention is given a square wave input voltage. If the time constant of the bridge circle B, d. H. the time constant of the resistors R1, R, and R3 as well as the boundary layer capacitance of the diodes D1 and D, existing direct current circuit, is sufficiently small compared to the duration of the excitation voltage, the on the bridge B applied excitation voltage be a rectified square wave, like they in A b b. 2 is shown at e3. This excitation voltage e3 differs from the excitation voltage e2 of the known modulator according to A b b. 4 with bias circuit in that it has a level a on the zero side which is always at the voltage value Is held zero even if the amplitude of the excitation voltage fluctuates, in which case only the height of the maximum level b changes.

Diese Betriebsweise ergibt bezüglich der im Brückenkreis befindlichen Dioden wesentliche Vorteile. Wie aus den A b b. 2 und 3 zu ersehen, ist die Änderung der Grenzschicht-Kapazität der Dioden veränderlicher Kapazität in Abhängigkeit von der aufgeprägten Spannung in der Nähe der Spannung Null am höchsten und nimmt mit Anstieg der Spannung in Sperrichtung ab. Die Stabilität bezüglich der Temperatur wird um so geringer, je höher die aufgeprägte Spannung in Durchlaßrichtung ist, und um so besser, je höher die Spannung in Sperrichtung ist. Auf der Seite der Nullspannung ist somit, wie oben beschrieben, die Grenzschicht-Kapazität groß, die Stabilität bezüglich der Temperatur aber gering. Da jedoch der nullseitige Pegel a der Erregerspannung völlig konstant und unabhängig von Amplitudenschwankungen ist, ergibt sich erfindungsgemäß ein Betrieb der Brücke, der extrem stabil bezüglich Schwankungen der Erregerspannung und Temperaturänderungen ist.This mode of operation results in relation to those in the bridge circuit Diodes major advantages. As shown in the A b b. The change can be seen in 2 and 3 the junction capacitance of the variable capacitance diodes as a function of of the applied voltage is highest in the vicinity of the voltage zero and takes with it Increase in voltage in the reverse direction. The stability with respect to temperature becomes lower, the higher the applied voltage is in the forward direction, and the higher the reverse voltage, the better. On the side of zero tension Thus, as described above, the interface capacitance is large, the stability but low in terms of temperature. However, since the zero-side level a of the excitation voltage is completely constant and independent of amplitude fluctuations, results according to the invention an operation of the bridge that is extremely stable with regard to fluctuations in the excitation voltage and temperature changes is.

Wenn die Zeitkonstante der Brücke B derart bemessen ist, daß sie nicht als klein bezüglich der Zeitdauer der Erregerspannung anzusehen ist, so wird sich infolge der Grenzschicht-Kapazität der Dioden D1 und D, eine statische Ladung aufbauen, so daß selbst dann, wenn die gleichgerichtete Erregerspannung Null ist, ein Strom in Sperrichtung und eine Spannung in Sperrichtung existieren. Aus diesem Grund wird es unmöglich, den Bereich starker Abweichungen der Grenzschicht-Kapazität in der Nähe der Spannung Null auszunutzen. Damit aber verringert sich der Modulationseffekt, und der Vorteil, der sich ergibt, wenn die eine Seite der gleichgerichteten Erregerspannung am Nullpunkt festgehalten wird, wird vermindert. Da andererseits aber in diesem Fall eine weitere Erhöhung der Eingangsimpedanz auftritt, eignet sich diese Anordnung für den Fall, daß ein Modulator mit besonders hoher Eingangsimpedanz gewünscht ist.If the time constant of bridge B is such that it does not is to be regarded as small with regard to the duration of the excitation voltage, it will be build up a static charge due to the boundary layer capacitance of diodes D1 and D, so that even when the rectified excitation voltage is zero, a current in the reverse direction and a voltage in the reverse direction exist. Because of this, will it is impossible to determine the range of large variations in the junction capacitance in the Exploit near zero voltage. But this reduces the modulation effect, and the advantage that results when one side of the rectified excitation voltage is held at the zero point, is decreased. On the other hand, in this one If there is a further increase in the input impedance, this arrangement is suitable in the event that a modulator with a particularly high input impedance is desired.

Bei dem in A b b. 5 gezeigten Erfindungsbeispiel wird nur eine einzige Gleichrichterdiode verwendet. Wird eine weitere gleichrichtende Diode, und zwar in die Leitungsseite gegensätzlicher Polarität des Erregertransformators eingesetzt, so wird der Abgleich der Modulator-Brücke zum Zeitpunkt der Aufprägung eines Eingangs mit dem Wert Null weiter verbessert. Eine Abwandlungsform des erfindungsgemäßen Modulators ist in A b b. 6 dargestellt. Der Schaltkreis der Ausführungsform nach A b b. 6 entsteht aus dem Schaltkreis von A b b. 5 durch Parallelschalten einer Sperrdiode Da zu den Brückenklemmen für die Erregerspannung und durch einen parallel zur Diode D geschalteten Widerstand R5.In the case of A b b. 5, only a single rectifier diode is used. If a further rectifying diode is inserted into the line side of opposite polarity of the exciter transformer, the balancing of the modulator bridge at the point in time when an input is impressed with the value zero is further improved. A modification of the modulator according to the invention is shown in A b b. 6 shown. The circuit of the embodiment according to A b b. 6 is created from the circuit of A b b. 5 by connecting a blocking diode Da in parallel to the bridge terminals for the excitation voltage and by a resistor R5 connected in parallel to diode D.

Wenn eine Erregerspannung, die auf der Seite der Diode D positiv ist, am Ausgang des Erregertransformators T erzeugt wird, so wird eine Erregerspannung in Sperrichtung über die Diode D den Dioden Dl und D.; aufgeprägt. Wenn jedoch eine Erregerspannung umgekehrter Polarität erzeugt wird, so geht die Diode D in den nichtleitenden Zustand über, und die Sperrdiode Da wird durch eine Spannung, die ihr durch den Widerstand RS aufgeprägt wird, leitend, wodurch die Brücke B durch die Diode Du mit einer Spannung in Durchlaßrichtung erregt wird. Obwohl diese Spannung in Durchlaßrichtung der Diode Du den Dioden Dl und D_, veränderlicher Kapazität in der Durchlaßrichtung zugeführt wird, werden die Dioden Dl und D2 trotzdem nicht vollständig aufgeladen, da diese Spannung in Durchlaßrichtung nur einen extrem niedrigen Betrag aufweist, der nicht ausreicht, um die Dioden Dl und D2 in den leitenden Zustand zu versetzen. Es ergibt sich daher keine wesentliche Erniedrigung der Eingangsimpedanz. Im Fall dieses Stromkreises wird also zwar die Eingangsimpedanz um einen bestimmten, kleinen Wert erniedrigt, aber es kann innerhalb eines großen Bereichs der Änderung der Grenzschicht-Kapazität in unmittelbarer Nähe des Nullpunkts der Dioden D1 und D2 wirkungsvoll gearbeitet und damit die Spannungsmodulation verbessert werden.If an excitation voltage, which is positive on the side of the diode D, is generated at the output of the excitation transformer T, an excitation voltage in the reverse direction via the diode D is the diodes D1 and D .; imprinted. However, if an excitation voltage of opposite polarity is generated, the diode D changes to the non-conductive state, and the blocking diode Da becomes conductive by a voltage impressed on it by the resistor RS, whereby the bridge B through the diode Du with a Voltage is excited in the forward direction. Although this voltage in the forward direction of the diode Du is fed to the diodes Dl and D_, of variable capacitance in the forward direction, the diodes Dl and D2 are still not fully charged, since this forward voltage is only extremely low, which is insufficient to to put the diodes Dl and D2 in the conductive state. There is therefore no significant reduction in the input impedance. In the case of this circuit, the input impedance is reduced by a certain, small value, but it is possible to work effectively within a large range of the change in the boundary layer capacitance in the immediate vicinity of the zero point of the diodes D1 and D2, thus improving the voltage modulation.

Wenn darüber hinaus eine Element wie beispielsweise eine Zenerdiode, die eine fallende Kennlinie bezüglich der Sperrspannung aufweist, als Sperrdiode Du verwendet wird, so wird sowohl die Erregerspannung in Durchlaßrichtung der Dioden D1 und DZ veränderlicher Kapazität (beispielsweise auf dem Wert Null) als auch die Erregerspannung in Sperrichtung der Dioden Dl und D2 auf einem bestimmten Wert stabilisiert, wobei letzterer durch die Zenerspannung dieser Zenerdiode gegeben ist. Wenn außerdem die Widerstandswerte der Widerstände R1, R2 und R, des in A b b. 6 gezeigten Stromkreises geeignet bemessen sind, so kann dieser Schaltkreis sogar ohne die Diode D auskommen. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Fall, d. h. bei Verwendung einer Zenerdiode Du, die Stabilisierung der Erregerspannung durch das Weglassen der Diode D sogar noch verbessert wird.In addition, if an element such as a Zener diode, which has a falling characteristic with respect to the reverse voltage, is used as the blocking diode Du , then both the excitation voltage in the forward direction of the diodes D1 and DZ become variable capacitance (for example at the value zero) and the excitation voltage in the reverse direction of the diodes Dl and D2 stabilized at a certain value, the latter being given by the Zener voltage of this Zener diode. In addition, if the resistance values of resistors R1, R2 and R, of the in A b b. 6 are suitably dimensioned, this circuit can even do without the diode D. It has been shown that in this case, ie when using a Zener diode Du, the stabilization of the excitation voltage is even improved by omitting the diode D.

Die Erfindung kann mit gleichem Erfolg auch auf Modulatoren angewendet werden, die eine selbstabgleichende Brückenanordnung aufweisen.The invention can be applied to modulators with equal success that have a self-balancing bridge arrangement.

Claims

Claims: 1. Modulator with a bridge circuit that at least has a variable capacitance diode in one of its four branches, wherein at two opposite nodes of the bridge, the input signals are connected upstream of an input resistor are placed, while at the other node pair one via one The carrier signal fed to the transformer lies, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h one in the transmission path of the carrier signal from the transformer (T) to the bridge circuit (D1, D2, R1, R2, R3) used semiconductor diode (D), which is connected in such a way, that it goes into the non-conductive state when a voltage with one polarity occurs, which the diode located in the bridge (Dl, D2) in the conductive state convicted.

2. Modulator according to claim 1, characterized in that the diode (D) used in the transmission path is a Zener diode (Drx) connected in parallel to the transformer (T) and that the voltage applied to the bridge diode (D1, D2) of variable capacitance is between a zero value and a point of desired tension is removed.

3. Modulator according to claim 1 or 2, characterized in that the time constant of the bridge circuit is greater than the carrier voltage period. Documents considered: German Patent No. 815198; German Auslegeschrift No. 1092 073; U.S. Patent Nos. 2,293,628, 2,799,829, 2817057.