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Gegentaktmodulator zur Amplitudenmodulation mit zwei Transistoren
Die Erfindung betrifft einen Gegentaktmodulator zur Amplitudenmodulation mit zwei
Transistoren, bei dem die Anzapfungen je einer Symmetriewicklung eines eingangsseitigen
und eines ausgangsseitigen Symmetrieübertragers über eine Eingangsschaltung und
eine dazu in Serie liegende Versorgungsspannungsquelle miteinander verbunden sind
und dessen Transistoren kollektorseitig jeweils an ein Ende der Symmetriewicklung
des ausgangsseitigen Symmetrieübertragers geführt sind.
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Es ist üblich, Nachrichtenbänder, beispielsweise zum Zweck der gemeinsamen
übertragung, in eine andere Frequenzlage umzusetzen. Bei einer solchen Umsetzung
wird eine Trägerschwingung durch ein Signal, das ein Nachrichtenband mit einer Vielzahl
von modulierenden Einzelschwingungen umfaßt, moduliert. Dabei treten in der Praxis
außer den gewünschten auch unerwünschte Modulationsprodukte auf, die besonders störend
sind, wenn sie in das umgesetzte Nachrichtenband fallen, und die ferner einen mehr
oder weniger großen Filteraufwand bedingen, wenn sie außerhalb dieses Nachrichtenbandes
liegen. So ist es beispielsweise zweckmäßig, bei der bekannten Einseitenband'übertragung
der Trägerfrequenztechnik, mittels der nach dem Frequenz-Multiplex-Verfahren eine
Vielzahl einzelner, frequenzmäßig nebeneinanderliegender Seitenbänder gemeinsam
übertragen werden, Modulatoren vorzusehen, die den Träger unterdrücken.
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Bei Gegentaktmodulatoren, die am Ausgang entweder den Träger oder
das modulierende Signal unterdrücken, treten am Ausgang die Modulationsprodukte
aller Vielfachen des Trägers mit den ungeraden Vielfachen des Signals oder umgekehrt
auf. Trotz dieser Vielzahl von Modulationsprodukten im Ausgang werden solche Modulatoren
häufig vorteilhaft verwendet, weil sie wegen ihres einfacheren Aufbaus billiger
sind als Doppelgegentaktmodulatoren.
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Bei einem bekannten Gegentaktmodulator zur Amplitudenmodulation mit
zwei Transistoren sind die Kollektoren der Transistoren an die Enden einer Symmetriewicklung
eines Ausgangsübertragers, die Emitter jeweils über einen Widerstand an die Enden
einer Symmetriewicklung eines als Trägerübertrager vorgesehenen Eingangsübertragers
geführt, und die miteinander verbundenen Basisanschlüsse der Transistoren liegen
am Verbindungspunkt einer übertragerwicklung mit einer Spannungsquelle, die in Serie
zueinander in die Verbindung der Anzapfungen der Symmetriewicklungen eingeschleift
sind. Bei diesem Gegentaktmodulator wird in dieser Betriebsart der Träger nicht
unterdrückt. Vertauscht man bei diesem Gegentaktmodulator den Trägereingang mit
dem Signaleingang, so wird zwar der Träger am Ausgang unterdrückt, jedoch ergibt
sich .dabei der Nachteil, daß das Eingangssignal, das bei breiten Bändern und/oder
hohen Eingangsfrequenzen häufig aus einer unsymmetrischen Quelle stammt, am Eingang
des Modulators einem Symmetrieübertrager zugeführt werden muß, der erfahrungsgemäß
für breite Frequenzbänder infolge seiner Wicklungskapazitäten schwer zu realisieren
ist.
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Es ist ferner bereits ein Modulator mit komplementären Transistoren
bekannt, in dessen Wechselstromersatzschaltbild bei den komplementären Transistoren
die Emitter unmittelbar und die Basisanschlüsse über die symmetrische Sekundärwicklung
eines Eingangsübertragers miteinander verbunden sind. Bei der praktischen Anwendung
ist bei diesem Modulator eine symmetrische Versorgungsspannungsquelle erforderlich,
die jedoch vielfach nicht ohne weiteres zur Verfügung steht und daher in vielen
Fällen einen zusätzlichen Aufwand bedingt. Außerdem müssen bei diesem Modulator
besondere Maßnahmen getroffen werden, um die an verschiedenen Potentialen liegenden
Eingangskreise der Transistoren galvanisch voneinander zu trennen. Darüber hinaus
ist es dabei noch erforderlich, besondere Strompfade vorzusehen, die jeweils den
Gleichstromweg in den Eingangskreisen der Transistoren schließen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gegentaktmodulator zur Umsetzung
breiter Frequenzbänder zu schaffen, der im Hinblick auf die genannten Schwierigkeiten
einfach aufgebaut ist.
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Gemäß der Erfindung wird der Gegentaktmodulator zur Amplitudenmodulation
mit zwei Transistoren, bei dem die Anzapfungen je einer Symmetriewicklung eines
eingangsseitigen und eines ausgangsseitigen Symmetrieübertragers über eine Eingangsschaltung
und
eine dazu in Serie liegende Versorgungsspannungsquelle miteinander verbunden sind
und dessen Transistoren kollektorseitig jeweils an ein Ende der Symmetriewicklung
des ausgangsseitigen Symmetrieübertragers geführt sind, derart ausgebildet, daß
am Verbindungspunkt der Versorgungsspannungsquelle mit der Eingangsschaltung die
Basis des einen Transistors und der Emitter des anderen Transistors liegt und daß
der Emittei des einen Transistors und die Basis des anderen Transistors jeweils
mit einem Ende der Symmetriewicklung des eingangsseitigen Symmetrieübertragers verbunden
ist. Es ist ferner zweckmäßig, daß die Eingangsschaltung durch einen Obertrager
gebildet ist, über dessen Sekundärwicklung die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung
des eingangsseitigen Symmetrieübertragers mit der Versorgungsspannungsquelle verbunden
ist, und dessen Primärwicklung einen Modulatoreingang für eine der Eingangsspannungen
darstellt.
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Dieser mit Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps realisierte Gegentaktmodulator
hat den Vorteil, daß beim Anlegen des Eingangssignals an einen einfach aufgebauten,
d. h. breitbandigen und kapazitätsarmen übertrager der über den eingangsseitigen
Symmetrieübertrager zugeführte Träger am Ausgang kompensiert wird und dabei nur
eine einzige Versorgungsspannungsquelle erforderlich ist. Dabei braucht der eingangsseitige
Symmetrieübertrager nur zur übertragung einer Frequenz geeignet zu sein. Der Gegentaktmodulator
ist damit besonders vorteilhaft für Trägerfrequenzsysteme mit Einseitenbandübertragung
zu verwenden, in denen breite Frequenzbänder von einer tieferen in eine höhere Frequenzlage
umgesetzt werden, d. h. in solchen Anwendungsfällen, bei denen der Abstand des Trägers
vom Nutzseitenband klein und die relative Bandbreite des Eingangssignalbandes, verglichen
mit der des Ausgangssignalbandes, groß ist.
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Der übertrager kann dabei als Sparübertrager ausgebildet werden, dessen
Anzapfung je nach dem übersetzungsverhältnis entweder an einer der Eingangsspannungsquellen
oder im Zuge der Verbindung der Versorgungsspannungsquelle mit der Sekundärwicklung
des eingangsseitigen Symmetrieübertragers liegt.
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Ein besonders einfacher Aufbau des Modulators läßt sich ferner dadurch
erzielen, daß die Eingangsschaltung durch eine Drossel gebildet ist, deren Enden
einen Modulatoreingang für eine der Eingangsspannungen darstellen.
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Ist die Eingangsschaltung direkt durch den Innenwiderstand einer der
beiden Eingangsspannungsquellen gegeben und ist der Gleichstrominnenwiderstand dieser
Eingangsspannungsquelle niederohmig, so daß der Gleichstromweg über diesen geschlossen
ist, so braucht in vorteilhafter Weise weder ein Eingangsübertrager noch eine Drossel
an den Modulatoreingang geschaltet zu werden. .
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Die Erfindung wird an Hand des in er Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die Figur zeigt einen Gegentaktmodulator mit zwei Transistoren.
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Der in der Figur dargestellte Gegentaktmodulator enthält außer den
Transistoren 4 und 5 gleichen Leitfähigkeitstyps, hier vom Typ pnp, im wesentlichen
den eingangsseitigen Symmetrieübertrager 1, als Eingangsschaltung 13 den
übertrager 2 und ferner den ausgangsseitigen Symmetrieübertrager 3. Ein Ende der
Symmetriewicklung 7 des eingangsseitigen Symmetrieübetrragers 1 ist an den Emitter
des einen Transistors 4, das andere Ende an die Basis des anderen Transistors 5
geführt. Die Kollektoren der Transistoren 4 und 5 liegen jeweils an einen' Ende
der Symmetriewicklung 10 des ausgangsseitigen Symmetrieübertragers 3, deren Mittelanzapfung
am negativen Pol der Spannungsquelle 12 liegt. Der positive Pol der Spannungsquelle
12 ist mit der Basis des einen Transistors 4 und dem Emitter des anderen
Transistors 5 verbunden und liegt über die Sekundärwicklung 9 des Eingangsübertragers
2 an der Mittelanzapfung der Symmetriewicklung 7 des eingangsseitigen Symmetrieübertragers
1. Bei der Verwendung von npn-Transistoren muß die Versorgungsspannungsquelle 12
mit entgegengesetzter Polarität angeschlossen werden.
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Die Primärwicklung 6 des eingangsseitigen Symmetrieübertragers
1 kann als Trägereingang des Modulators dienen. Der Signaleingang wird dann
durch die Primärwicklung 8 des Eingangsübertragers 2 gebildet. Bei dieser Betriebsart
wird die Trägerfrequenz am Ausgang des Modulators, d. h. an der Sekundärwicklung
11 des Ausgangsübertragers 3 unterdrückt. Man kann aber auch die genannten Modulatoreingänge
miteinander vertauschen und erhält damit einen Modulator, der das Eingangssignal
am Ausgang unterdrückt.
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Eine an die Primärwicklung 6 des eingangsseitigen Symmetrieübertragers
1 angelegte Trägerspannung steuert beide Transistoren 4 und 5 während
derselben Halbwelle gleichzeitig durch. Auf Grund der Gegentaktanordnung der Kollektoren
am ausgangsseitigen Symmetrieübertrager 3 wird der Trägerstrom am Ausgang kompensiert.
Liegt gleichzeitig ein Eingangssignal am überträger 2 an, so wird, während beide
Transistoren 4 und 5 durch die Wirkung einer durchsteuernden Trägerhalbwelle leitend
sind; die Aussteuerung eines Transistors 4 oder 5 erhöht und die des anderen Transistors
5 oder 4 verkleinert. Dadurch erscheint während dieser Trägerhalbwelle das Eingangssignal
verstärkt am Ausgang des Modulators, d. h. an der Sekundärwicklung 11 des ausgangsseitigen
Symmetrieübertragers 3. Das Eingangssignal tritt also - im Takt der Trägerfrequenz
unterbrochen - bei dem derart betriebenen Gegent'äktmodulator am Ausgang auf, während
dort die Trägerspannung unterdrückt wird.
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Man kann auch an Stelle des übertragers 2 in die Verbindung der Versorgungsspannungsquelle
12 mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 7 des eingangsseitigen Symmetrieübertragers
1 eine Drossel einfügen, der eine Eingangsspannung des Modulatbrs zugeführt wird.
Eine Eingangsspannungsquelle mit sehr kleinem Gleichstrominnenwiderstand kann. auch
direkt in diese Verbindung gelegt werden, über die in beiden Fällen der Gleichstromweg
insbesondere für den Emitterstrom des einen Transistors 4 geschlossen ist.