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Anordnung zur Längen- bzw. Häufigkeitsmodulation von Hochfrequenzimpulsen
Es ist bereits vorgeschlagen worden, kurze Hochfrequenzimpulse dadurch zu erzeugen,
daß an das Gitter einer in Selbsterregerschaltung angeordneten Schwingröhre eine
zusätzliche Hochfrequenzspannung von der Frequenz (Trägerfrequenz) des Rährenschwingungserzeugers
gelegt wird. Diese zusätzliche Hochfrequenzspannun.g braucht nur eine geringe
Amplitude, verglichen mit der Ausgangsamplitude des Röhrengenerators, zu besitzen,
muß jedoch eine erheblich über der Rauschspannung am Eingang des Generators. liegende
Amplitude aufweisen. Durch die zusätzliche Spannung wird erreicht, daß der Generator,
wenn er einen Impuls abgeben soll, von wohldefinierten Anfangsbedingungen aus hochschwingt
und seine Endamplitude daher jeweils nach der gleichen Zeit erreicht, während, sofern
nur die Rauschspannung am Eingang des Generators vorhanden wäre, hierzu verschieden
lange Zeiten erforderlich wären. Man erhält also gemäß diesem Vorschlag Hochfrequenzimpulse
von stets gleicher Länge, wenn die Steuerimpulse, bei deren Beginn der Sender hochzuschwingen
beginnt, stets gleiche Länge haben.
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Gemäß der Erfindung soll zur Längen- bzw. Häufigkeitsmodulation von
Hochfrequenzimpulsen, die durch einen selbsterregten Generator, der zur
Längenmodulation
durch Gleichstromimpulse getastet wird bzw. der zur Häufigkeitsmodulation mit intermittierender
Selbsterregung arbeitet, erzeugt werden, eine den Generator zugeführte zusätzliche
Hochfrequenzspannung von über der Rauschspannung liegender Amplitude zur Erzeugung
der Längen- bzw: Häufigkeitsmodulation der Impulse amplitudenmoduliert werden.
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Es soll also gemäß der Erfindung die zusätzliche Hochfrequenzspannung,
die gemäß dem älteren Vorschlag die Anfangsamplitude des Schwingungserzeugers verursacht,
gleichzeitig zu einer Längen-bzw. einer Häufigkeitsmodulation( des erzeugten Hochfrequenzimpulses
verwendet werden.
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Das Einschwingen eines selbsterregten Senders erfolgt nämlich angenähert
nach einer Funktion U-Üleat@ wo U die Amplitude des Senderschwingungskreises, Ui
die Anfangsamplitude beim Einsatz des Gleichstromimpulses und a eine von, den Schaltungsgrößen
abhängige Konstante bedeutet. Bestimmt man hieraus den Zeitpunkt t, zu dem
die Amplitude U einen gewünschten Endwert, z. B. den Maximalwert der mit
dem Sender überhaupt herstellbaren Schwingung, erreicht, so erhält man die Beziehung
wo mit T die Zeit, die der Sender braucht, um von der Amplitude Ui auf die gewünschte
Amplitude U2 zu gelangen, bezeichnet ist. Diese Verhältnisse sind in Abb. i -dargestellt,
in welcher ein gegebener Gleichstromimpuls- G und :der Verlauf .des Schwingungsvo-rganges
am .Senderausgangskreis eingezeichnet ist. Variiert man nun die Anfangsamplitürde
Ui, so verändert sich die Zeit T, d. h. die Impulsbreite wird proportional zum Logarithmus
aus der Anfangsamplitude beeinflußt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung für die Längenmodulation zeigt
Abb. 2. Es ist hier mit R3 eine selbsterregte Senderöhre bezeichnet, die durch den
einen Impulsgenerator J in der Anodenspannung getastet wird. Eine kleine selbsterregte
Röhre R, erzeugt eine Hochfrequenzschwingung, die über eine Röhre R2 an den. Sen@derschwingungskreis,
d. h. an. das Gitter der Senideröhre angelegt wird. Wird nun die Röhre 122 über
den Modulationstransformator M im Modulatiönsrhythmus ,gesteuert, so gelangt an
den Senderschwingungskrei-s eine im Modulationsrhythmus in ihrer Amplitude schwankende
Hochfrequenz, .die die Anfangsamplitude des sich beim Einsatz des Gleichstromimpulses
aufschaükelndeh_ Schwingungsvorganges darstellt. Aus der obigen Formel ergibt sich,
daß die Längenmodulation in logarithmischer Abhängigkeit von der Anfangsamplitude
erfolgt. Um dies auszugleichen; kann die Röhre R2 mit einer exponentiellen Kennlinie,
d. h. als Regelröhre Verwendung finden, so daß die -Anfangsamplitude in exponentieller
Abhängigkeit von der Modulationsspannung gesteuert wird.. Die Längenmodulation ist
dann- linear. Da das Rauschen, das die unterste Grenze der Amplitude der Zusatzhochfrequenz
darstellt, bei üblichen Schaltungen in der Größenordnung von io ,uV liegt, kommen
als Zusatzhochfrequenzspannungen schon äußerst kleine Werte in der Umgebung von
i ,uV in Frage, die gegenüber der Endamplitude des Kreises von z. B. mehreren hundert
Volt völlig zu vernachlässigen sind. Die Modulation derart großer Impulsspannungen
wird also durch winzige Werte einer zusätzlich erzeugten Hochfrequenz bewirkt.
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Stört bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 die auch
in den Impulspausen am Senderkreis liegende Hochfrequenz, so kann, wie es bereits
in dem eingangs erwähnten älteren Vorschlag gesagt ist, die Zusatzhochfrequenz mitgetastet
werden, wobei nur zu beachten ist, daß bereits beim Einsatz der vom Generator J
gelieferten eigentlichen Sendertastspannung schon eine über dem Rauschen liegende
Anfangsamplitude des Senderschwingungskreises vorhanden sein muß. Eine solche Amplitude
kann, man z. B. auch in der Weise sicherstellen, daß man an den Generator für die
Zusatzhochfrequenz die Sendertastspannung gleichzeitig anlegt wie an den zu modulierenden
Sender, aber 'dem Generator der Zusatzhochfrequenz eine sehr feste Rückkopplung
gibt. Da die Zeitkonstante des Hochschwingers eines selbsterregten Generators umgekehrt
proportional-,dem Rückkopplungsfaktor ist, schaukelt sich der Generator für die
Zusatzhochfrequenz .dann aus dem Rauschen in, sehr kurzer Zeit auf seine Endamplitude
auf. Diese Zeit kann etwa einZehntcl der Zeit betragen, die der zu modulierende
Hochfrequenzgenerator benötigt, da dessen Kopplung nicht annähernd so fest gewählt
werden kann, um, die erstrebte Modulation, zu ermöglichen. i Die Einschwingzet des
Zusatz hochfrequenzgenerators ist nun zwar @ von der zufälligen Rauschamplitude
abhängig, jedoch ist der Einfluß dieser Schwankung auf die Einschwingzeit des Hauptgenerators
gering, da dessen Einsehwin.gzeit ja ein Vielfaches derjenigen des Zusatzgenerators
beträgt.
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Abb. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei
wird die Zusatzhochfrequenz nicht einem besonderen Oszillator, sondern unmittelbar
dem Impulsgenerator J entnommen. Ist nämlich der Impuls genügend scharf, so besitzt
er Oberwellen, die mit der Resonanzfrequenz des Senderschwingungskreises übereinstimmen
und diesen daher anregen können. Damit der Schwingungskreis jedoch nicht dauernd
mit konstanter Größe durch den Impuls angestoßen wird; besteht der Sender aus einer
rückgekoppelten Gegentaktschaltung mit den Röhren R4 und R5, der am Symmetriepunkt
des Gitterschwingungskreises der Gleichstromimpuls aus .dem Impulsgenerator J zugeführt
wird, so daß der Impuls des Generators J selbst nicht imstande ist, eine Schwingung
mit wohldefinierter Anfangsamplitude im Röhrenkreis zu erzeugen. Erst auf dem Umweg
über die Röhre R2, die wie in Abb.2 moduliert wird und die den Gleichstromimpuls
an, einen nicht symmetrisch zu
den beiden Steuergittern der Röhren.
R4, R5 liegenden Punkt leitet, findet eine Anregung des Kreises in steuerbarem Maße
statt.
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Die Impulstastung des Senders braucht nicht durch einen zusätzlichen
Impulsgenerator erfolgen, sondern kann nach dem Prinzip der intermittierenden Selbsterregung
(Tröpfelmodulation) in die Senderöhrensch.altung selbst aufgenommen werden. Es ergeben
sich dann häufigkeitsmodulierte Impulse, d. h. Impulse, die alle gleich lang sind
und deren; Zahl je Zeiteinheit der Modulatio:nsspannung proportional ist. Eine Schaltung
für diesen Zweck ergibt sich aus der Abb. 2 dadurch, daß man den Impulsgenerator
J fortläßt und das Widerstandskondensatorglied, welches das untere Ende des Schwingkreises
mit dem Steuergitter von R3 koppelt, so bemißt, daß nach Aufladung des Kopplungskondensators
durch. den Gitterstrom die Schwingröhre gesperrt bleibt, bis sich der Kondensator
wieder genügend entladen hat.