DE838913C

DE838913C - Anordnung zur Phasenmodulation

Info

Publication number: DE838913C
Application number: DEA1119A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Diethelm Zschokke
Original assignee: Autophon AG
Current assignee: Autophon AG
Priority date: 1947-03-10
Filing date: 1950-03-25
Publication date: 1952-05-12
Also published as: DE838147C; FR962988A; CH270715A; CH267231A; GB660645A; US2561455A; GB660579A; BE481048A

Description

Es sind Schaltungsanordnungen bekannt, welche gestatten, eine hochfrequente Wechselspannung in der Frequenz zu modulieren, indem man deren Phase moduliert, wobei die momentane Phasenverschiebung bezüglich der Trägerfrequenz bei positiver Modulierspanimng voreilend, bei negativer Modulierspannung nacheilend ist.

Für Zwecke der Nachrichtenübermittlung ist es erwünscht, Phasenhübe von 8oo oder noch mehr

ίο Winkelgraden anzuwenden, d. h. die momentane Vor- oder Xacheilung der Phase soll mehrere Perioden ausmachen. Die bisher bekannten technischen Modulationsverfahren gestatten nicht, große Hübe direkt zu erzeugen. Die erreichbaren Phasenhübe bei hinreichend linearer Modulation betragen bei den bekannten Schaltungsanordnungen nur einige Winkelgrade. Um aiif Phasenhübe von einigen hundert Winkelgraden zu gelangen, hilft man sich dadurch, daß man die Trägerfrequenz klein wählt und nach der erreichten Modulation vervielfacht, wobei sich der Phasenhub im gleichen Verhältnis vervielfacht. Um nicht zu große Vervielfachung anwenden zu müssen, bleibt die Forderung, möglichst große Phasenhübe in der Modulation zu erreichen, weiterhin bestehen. Gleichzeitig besteht weiter die Forderung, daß die Phasenverschiebung dem Momentanwert der Modulierspannung weitgehend direkt oder indirekt proportional ist, d. h., daß die Modulation möglichst linear sein soll.

Es liegt in der Eigenart der meisten bekannten Phasenmodulatoren, daß die Modulation keine absolut lineare Funktion der Modulierspannung ist, sondern dem Gesetz des Arcus Sinus oder des Arcus Tangens unterliegt und nur im Bereich arc sin φ £ώ arc tg φ hinreichend linear und praktisch verwendbar ist. Dieses Gebiet beträgt nur einen Bruchteil des theoretisch' möglichen Bereiches. Bei den bekannten Phasenmodulatoren beträgt dieser

theoretisch mögliche Phasenhub 90° oder bei anderen Schaltungsanordnung^ i8o° im Maximum. Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus einer Brückenschaltung bestehende Anordnung zur Phasenmodulation; die dadurch- gekennzeichnet ist, daß je die beiden zum gleichen Arm der Brücke gehörenden Brückenzweige einen beim Fehlen der Modulationsspannung auf die Frequenz der zu modulierenden Spannung abgestimmten Serienschwingkreis bilden, wobei der eine Arm als fester Spannungsteiler wirkt, der die Eingangs spannung in zwei gleich .große phasenverschobene Komponenten zerlegt, während der andere Arm eine durch die Modulation im Betrag veränderbare, in der Phase konstante Impedanz aufweist und daß die Impedanzen beider Arme derart dimensioniert sind, daß die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den beiden Brückenzweigen des festen Armes um i8o° kleiner ist als die doppelte Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den leiden Brückenzweigen des veränderbaren Armes. Die Modulierung wird dadurch erreicht, daß mindestens ein Arm der Brücke eine im Betrag veränderbare Impedenz' aufweist, die derart ausgebildet ist, daß deren Phasenwinkel konstant bleibt. Der andere Arm der Brücke wirkt als fester Spannungsteiler, der die Eingangsspannung in zwei gleich große phasenverschobene Komponenten zerlegt. Diese Schaltung ermöglicht es, mit einer stets induktiv oder kapazitiv bleibenden Impedenz auszukommen. Beträgt die Phasenverschiebung dieser Komponenten i8o° — α, so wird der maximale Phasenhub 360⁰ — a, und da vorteilhafterweise α <C 90⁰ gewählt wird, wird der maximale erreichbare Phasenhub auf alle Fälle größer als 180°.

In Fig. ι ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, während Fig. 2 das dazugehörende Vektordiagramm darstellt. In Fig. ι stellen Q₁ und g₃ zwei verlustbe'haftete Kapazitäten dar, Q₄ ist eine feste induktive Impedanz und 3₂ eine veränderbare induktive Impedanz. Derartige Verhältnisse können z. B. bei der Anwendung der Phasenbrücke in einem Sender auftreten, wobei 3₂ durch mindestens eine Röhre gebildet werden kann. Die Anordnung bleibt dabei in ihrer Wirkungsweise unverändert, wenn z. B. die Impedanz Q₂ fest und die Kapazitanz Q₁ steuerbar ist, und die Wahl, ob 3i °d^er S2 veränderbar sein soll, ist abhängig von der Art der die Impedanz bildenden Röhren. Für die Impedanzen Q₃ und Q₄ besteht die Bedingung, daß ihre Absolutwerte für die zu _ modulierende Eingangsspannung einander gleich sind. Legt man an die Klemmen α und b der Brücke eine Wechselspannung ll_e, so entstehen über den beiden Impedanzen §₃ und g₄ zwei gleich große Spannungen U₃ und U₄, die in der Phase i8o° — α gegeneinander verschoben sind. Die Vektoren sind in Fig. 2 dargestellt. Auch über Q₁ und Q₂ entstehen Spannungen U₁ und U₂, die verschieden groß sein können und in der Phase i8o° — β gegeneinander verschoben sind. Wählt man nun 3₃ und §₄ gegenüber 3i ^ur>d S2 derart, daß die Phasenverschiebung zwischen U₃ und U₄ um i8o° kleiner ist als die doppelte Phasenverschiebung zwischen U₁ und U₉, d. h.

oder α = 2 β

so entsteht zwischen den Punkten d und e der Brücke eine Spannung U₀, deren Betrag gleich den Betragen U₃ und U₄ ist, deren Phase aber bei Veränderung von §₂ gedreht wird. Die Pfeilspitze des Vektors U_a dreht auf einem Kreis durch die Punkte A, B, E um den Mittelpunkt D. Der theoretisch erreichbare Phasenhub beträgt 360⁰ — α und α ist klein bei kleinen Verlusten von §₃ und Q_r Bei der ganzen Phasendrehung über den Bogen — α erfährt Q₂ keine Vorzeichenänderung.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der maximal erreichbare Phasenhub in jedem Fall größer ist als i8o°, wird erreicht, daß der praktisch benutzbare Phasenhub bei maximal zulässiger Verzerrung ein Mehrfaches, mindestens das Doppelte des Phasenhubs bisher bekannter Schaltungsanordnungen beträgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Phasenmodulation, bestehend aus einer Brückenschaltung mit vier Brückenzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß je die beiden zum gleichen Arm (α, e, b bzw. a, d, b) der Brücke gehörenden Brückenzweige einen beim Fehlen der Modulationsspannung auf die Frequenz der zu modulierenden Spannung abgestimmten Serienschwingkreis bilden, wobei der eine Arm (a, d, b) als fester Spannungsteiler wirkt, der die Eingangsspannung in zwei gleich große phasenverschobene Komponenten zerlegt, während der andere Arm (α, e, b) eine durch die Modulation im Betrag veränderbare, in der Phase konstante Impedanz aufweist und daß die Impedanzen beider Arme derart dimensioniert sind, daß die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den beiden Brückenzweigen des festen Armes um i8o° kleiner ist als die doppelte Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den l>eiden Brückenzweigen des veränderbaren Armes.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Arm im einen Brückenzweig eine feste, verlustbehaftete Kapazität (9₃) und im andern Brückenzweig eine ebensolche Induktivität (Q₄) aufweist, wobei die Absolutwerte der Impedanzen dieser beiden Brückenzweige gleich groß sind, während der veränderbare Arm im einen Brückenzweig eine verlustbehaftete Kapazität (3i) und im andern Brückenzweig eine verlustbehaftete Induktivität (3₂) aufweist und mindestens die Impedanz des einen Brückenzweiges dieses Armes unter Konstanthaltung des Phasenwinkels im Betrag veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen