DE1282742B - Verfahren zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingung grosser Leistung mit grossem Wirkungsgrad und Schaltung zu seiner Durchfuehrung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingung großer Leistung mit großem Wirkungsgrad und Schaltung zu seiner Durchführung Die Erfindung bildet eine Ergänzung eines Verfahrens zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingung großer Leistung mit großem Wirkungsgrad, bei dem zunächst längenmodulierte Rechteckinipulse erzeugt werden, welche nach Durchlaufen der -Senderstufe-einem Filter zugeführt werden, das lediglich die Grundwelle mit den durch die gewünschte Amplitudemnodulation bedingten Seitenbändern an den Verbraucher durchläßt, und bei welchem nach Patentanmeldung T 24 869 lXd/21 a4 durch eine zweiweggleichgerichtete Hochfrequenz-Sinussch,wingung und eine die halbe Amplitude dieser Hochfrequenz-Sinusschwingung aufweisende Modulationsschwingung und durch eine überlagerte Gleichspannung ein oder mehrere Schwellenschalter so gesteuert werden, daß längenmodulierte Rechteckimpulse mit alternierender Polarität entstehen. - Die Bildung einer in der angegebenen Weise pulslängenmodulierten Rechteckschwingung wird damit als gegeben vorausgesetzt. Die Erfindung betrifft die nachfolgende Verstärkung solcher längenmodulierten Impulse auf die für Sendezwecke erforderliche Leistung unter Aufrechterhaltung des Vorteiles eines großen Wirkungsgrades auch innerhalb der Verstärkerschaltung und unter Vermeidung von Überlastungen der Verstärkerelemente.
• Beim Betrieb einer mit einer pulslängenmodulierten Rechteckschwingung ausgesteuerten Leistungsverstärkerstufe, die man auch als Schaltverstärker (oder gesteuerten Wechselrichter) bezeichnen kann, treten - besonders, wenn als Schaltverstärker Transistoren verwendet werden - Schwierigkeiten auf, wenn die Verstärkerstufe nicht mit einem reellen, sondern mit einem komplexen Verbraucherwiderstand belastet wird. Das trifft gewöhnlich zu, wenn dem Verbraucher ein Filter vorgeschaltet ist, das die Grundwelle der verstärkten Rechteckschwingung aussieben soll. Ein solches Filter enthält in jedem Falle wenigstens eine mit dem Verbraucher in Reihe geschaltete Spule und kann beispielsweise ein Reihenschwingkreis sein. Die Schwierigkeiten entstehen nun dadurch, daß der durch den Verbraucherkreis fließende Strom von den Schaltverstärkern nicht unterbrochen werden kann, ohne daß an diesen hohe, von der Spule herrührende Überspannungen auftreten, die zur Zerstörung der Schaltverstärker führen können. Es wäre naheliegend, den Schaltverstärkern Schutzgleichrichter parallel zu schalten, die die Überspannungen ableiten.
• In F i g. 1 der Zeichnung ist eine Schaltverstärkeranordnung dargestellt, die mit einem komplexen Verbraucherwiderstand belastet ist und bei der solche Schutzmaßnahmen angewendet sind. An ihr soll die besondere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe erläutert werden.
• In F i g. 1 sind Sll und S12 als Schaltverstärker dienende Schalttransistoren, die während ihres leitenden Zustandes abwechselnd die von Betriebsgleichspannungsquellen Ull und U12 gelieferte Spannung an den aus einer Spule L, einem Kondensator C und dem Verbraucher R gebildeten Verbraucherkreis legen. Den Schalttransistoren Sll und S12 sind Schutzgleichrichter oder Ventile Gll und G12 parallel geschaltet, deren Durchlaßrichtung der der Schalttransistoren entgegengesetzt ist.
• In F i g. 2 a und 2 b sind die Schaltzustände der Schalttransistoren Sll und S12, im folgenden Schaltverstärker genannt, in ihrer zeitlichen Folge für eine bestimmte, willkürlich gewählte Pulsbreite der steuernden Rechteckspannung dargestellt. Mit A ist der gesperrte, mit E der leitende Zustand angedeutet. vv ist die Zeit einer Schaltperiodendauert, während der eine der Schaltverstärker leitend ist. Gewünscht wird der in F i g. 2c als geschlossener Linienauszug dargestellte Verlauf der Spannung u, am Verbraucherkreis. Ein solcher Spannungsverlauf ist aber mit einer Schaltung nach F i g. 1 nicht zu erreichen. Wird nämlich der Schaltverstärker Sll zur Zeit t, gesperrt, zwingt die Spule L den im Verbraucherkreis fließenden annähernd sinusförrnigen Strom i, über das Ventil G 12 und die Spannungsquelle U12 weiterzufließen (ohne die Ventile Gll undCr12 würden die Transistoren infolge der von der Spule gelieferten hohen Induktionsspannung zerstört werden). Nun wirkt aber über das leitende Ventil G12 die Betriebsgleichspannungsquelle U12 so auf den Verbraucher-kreis.ein, als ob der Schaltverstärker S12-leiten-d wäre. Nach der U.nikehrung des Stromest, im Verbra'ticherkreis (N-düdurchgang des Stromes zur Zeit -tb)-:ffeßt -dieser über da§ Ventil Gll und die Spannuhgsquelle Ull weiter, bis zur Zeit tp der Schaltverstärker S12 leitend wird. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich jetzt in umgekehrter Richtung, wenn zur Zeit t, der Schaltverstärker S12 gesperrt wird" Die-Sp4pp#gng.i4, am Verbraucherkreis hat qualitativ den gestrichelt eingezeichneten Verlauf, der aber schon bei geringer Veränderung der Abstimmung des Verbraucherkreises ein völlig anderes -Bild ergibt. Bei einer Veränderung der Pulsbreite vE verändert sich sowohl die, Kurvenforin der Spannung am Verbraucherkreis, nicht aber der Effektivwert des Verbraucherstromes in gleichei Weise. Es ist ersichtlich, daß bei derart undefinierten Verhältnissen eine einwandfreie Modulation nicht möglich ist.
• Mit der-Erfindungsoll der -prinzipielle Mangel dieser und ähnlicher Schaltungen be#eitigt-werden, daß eine einwandfreie Modulation der Amplitude des Stromes im Verbraucherkreis durch eine Veränderun g der Pulsbreite der Steuerschwingung Ünd damit eine verzerrungsfreie Verstärkung der steuernden Impulse nicht möglich ist.
• Ausgehend von einem Verfahren zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten flochfreq'uenzschwingung großer Leistung mit großem Wirkungsgrad nach der Patentanmeldung T 24 269 IXd/21a4 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß erfind:ungsgemäß bei Verwendung derartiger Filterelem.ente in Vethindung mit dem Verbraucherkreis, daß bei der Grundwelle der steuernden Rechteckschwingung - ein ' reeller Anpassungsw'iderstand und bei den-Oberwellen ein induktiver Eingangs# blindwiderstand auftritt, steuerbare elektronische Schaltelemente (Schaltverstärker) eine Betriebsgleichspannung periodisch mit gleicher oder wechselndm Polarität und mit den steuernden längenmodulierten Rechteckimpulsen entsprechender Dauer an einen Verbraucherkreis legen und parallel zum Verbraucherkreis angeordnete elektronische Schaltelemente (Hilfsschalter) derartig gesteuert werden,. daß -während des Sperrm zustandes der Schaltverstärker ein Weiterfließen des. Stromesr im Verbraucherkreis ermöglicht wird.
• Durch die Schaffung eines Stromweg es für den Stro . m im Verbraucherkreis, der die Betriebsgleichspannungs# quellen nicht einschließt, -ist die einwandfreie Modulation der verstärkten Impulse gesichert. Die Erfindung und ihre weiterbildenden Merkmale werden än Hand von Schaltungsbeispielen und Diagrammen die in den: F i g. 3 bis 8 der Zeichnung dargestellt sind, näher be-, schrieben. werden.
• F i g. 3 ist eine gemäß der Erfindung ergänzte Schaltung nach F i g. 1; F i g. 4 ist ein Steuer- und Stromverteilungsdiagramm;-F i g. 5, 6, 7 und 8 -sind abgewandelte Schaltungen nach F i g. 3.
• Das Schaltungsbeispiel nach F i g. 3 ist mit Transistoren des npn-Typs aufgebaut, von denen, die r mit. S21 und- S32 bezeichneten als Schaltverstärker dienen und die Betriebsgleiclispannungsquellen U31 und U32 periodisch an einen aus einer Reihenschaliung einer Spule L, eines # ]#-ondensators C und -eines Verbrauchers R bestehenden Verbraucherkreis leger). Die Resonanzfrequenz des Verbraucherkreises ist gleich der Schaltfrequenz, d. h. gleich der Pulsfrequenz der die Schalter steuernden Rechteckschwingung- gewählt, Parallel zum V-erbrauchärkreis liegende Transistoren H31 und H32 dienen als Hilfsschalter zur Aufrechterhaltung des Stromflusses im Verbraucherkreis bei gesperrten Schaltverstärkera S31 und S32. Ihre Durchlaßrichtungen sind einander entgegengesetzt. Den TransistorenH31 und H32 sind Gleichrichter oder Ventile D 31, D 32 vorgeschaltet, die die gleiche Durchlaßrichtung wie die zugehörigen Transistoren haben. Diese ,Ven-t.ile-.sin.d notwendig,. weil an den Transistoren Spannungen liegen, die eine der normalen Betriebsspainnung eines Transistors entgegengesetzte Polarität haben. -Es ist aber bekannt, daß ein Transistor- nur eine wesentlich kleinere Spannung sperren kann, wenn. seine Basis-Kollektor-Strecke in Durchlaßrichiung Ünd seine Basis-Emitter-Strecke in Sperrichtüni betriebenwird. In diesem Bethebszustand sollen die Ventile D 31" D 32 di6 Spannung aufnehmen. Weitere Ventile D 33, D34, die mit entgegengesetzter Durchlaßiichtung zu den Transistoren H31, 1132 lieg#ii, habendie Aufgabe sicherzustellen, däß'.die zu sperrende Spannung -tatsächlich nur- an den'- Ventilen D 31i D 32 liegt und sich nicht auf Transistor uncL vorgeschaltetes Ventir verteilt. An Stelle der Ventile D33,.D34 können auch Wider-. stände eingeschaltet werden, die groß gegenüber dem Durchlaßwiderstand >der -Transistoren H31, H32, je - doch klein' gegenüber dem Speriwiderstand der den Transistoren vorgeschalteten Ventile sind.. Die Ventile D31, D32, D33, D34 können wegfallen, wenn statt der Transistoren gesteuerte Nierschichthalbleiter- -oder Röhren verwendet w- erden. Die Steuerung der Schaltverstärker S31 und S32 sowie de'r- Hilfsschalter H31 und'H- 32 erfolgt nach dem in F i g. 4b gezeigten Steuerdiagrarbm,. dessen Kurvenzüge dem Verlauf der steu-' ernden Rechteckspanmingen (F 1 g.4 a) -an -.den Basisanschlüssen* der Transistoren mit der Zeit t entspre-, chen. -In diesem Diagramm isv irgendeine Pulsbreite der steuernden Rechteckscliwm*gung willkürlich angenommen. Mir, A ist der gesperrte Zustand, mit E der leitende Zustand des jeweiligen SchaltVefstärkers angedeutet. Das Steuerdiagramm gilt für alle rioch zu bä-. schreibenden- Schaltungen mit den entsprechenden Bezugszeich#n für die Schaltverstärker und Hilfsschalter. Die Schaltung nach F i g. 3 arbeitet folgendermaßen: Zur Zeit t', beginnt der Schaltverstärker S31 zu leiten und legt die konstante Spannung der - Betriebs-' gleichspannungsquelle U31 an- - die Anschlußpunkte 1 -und 2 des- Verbraucherkreises.- Der durch den'Yerbraucherkreis Iließende Strom entspricht im eingeschwungenen Zustande um so besser der Sinusform, je größer die Güte des Verbraucherkreises ist, das bedeutet in diesem Falle, je größer das Verhältnis des induktiven Widerstandes der Spule zum Verbraucher--. widerstand ist. Während des leitenden Zustandes d -es Schaltverstärkers S31 muß der Hilfsschalter H31 gesperrt sein, weil -sonst die Spannungsquelle U31 über ihn kurzgeschlossen würde. Nach der Sperrung des Schaltverstärkers S31'zur Zeit t, fließt der Strom-im Verbraucherkreis durch -den zu dieser Zeit. leitenden Hilfsschalter H32 bis zu seiner Richtungsumkehr weiter. Nach der Richtungsumkehr des Stromes im Verbraucherkreis (NÜlldurchga-ng des, sinusförmigen Verbraucherstromes*zur Zeit to) übernimmt der nach der Zeit . t.,' wieder leitende Hilfsschalter H31 den Stro _in, bis der Schaltverstärker S32 zur Zeit t, leitend wird und die Spannung der zweiten Betriebsgleichspannungsquelle U32 an den Verbraucher legt. Während des leitenden Zustandes des Schaltverstärkers S32 muß nun der Hilfsschalter H32 gesperrt sein, um einen Kurzschluß der Spannungsquelle U32 zu vermeiden. Es wiederholen sich die geschilderten Vorgänge in umgekehrter Richtung bis zur Einschaltung des Schaltverstärkers S31 zur Zeit t3. Der Verlauf -des Stromes im und der Spannung am Verbraucherkreis isc in F i g. 4d bzw. 4c dargestellte Die Spannung u, am Verbraucherkreis ist rechteckförmig, wie aus F i g. 4c zu ersehen ist. F i. g. 4 d zeigt den sinusförinigen Verlauf des Stromes iv im Verbraucherkreis, wie er durch den Reihenschwingkreis LC erzwungen wird. Er setzt sich zusammen aus einem während der Zeiten t, bis t,' und t, bis t,' durch die Spannungsquellen fließenden Anteil und einem während der übrigen Zeit über die Hilfsschalter fließenden Anteil. Zur Zeit t, wechselt der Strom seine Richtung für eine Halbperiode -r/2. In F i g. 4e ist für F i g. 3 und für die noch zu erläuternden F i g. 5 bis 8 in Tabellenform angegeben, welche Schaltverstärker und Ventile zu den verschiedenen Zeiten stromführend sind. Bei einer Veränderung der Pulsbreite -rE in der in F i g. 4 durch Pfeile angedeuteten Richtung ändert sich die maximale Stromamplitude im Verbraucherkreis (F i g. 4d) nicht proportional mit -rE, sondern nach einem sinusförmigen Zusammenhang, der in der Beschreibung der Hauptpatentanmeldung ausführlich abgeleitet wurde. Um keine zusätzliche Phasenmodulation der modulierten Hochfrequenzschwingung am Verbraucher R zu erhalten, muß' bei der Aufbereitung der Steuerschwingung ust (F i g. 4 a) beachtet werden, daß eine Anderung der Pulsbreite -vv symmetrisch zur Pulsmitte (t.) erfolgt und nicht etwa bei festgehaltener Pulsflanke, da nur dann die Nulldurchgänge ("t,) des Stromes im Verbraucherkreis sich nicht verschieben.
• Die in F i g. 3 eingezeichneten Ventile G31 und G32 haben bei normalem Betrieb keine Aufgabe, sie treten lediglich beim Zusammentreffen ungünstiger Umstände in Aktion. Solch ein ungünstiger Umstand ist beispielsweise, daß die Resonanzfrequenz des Verbraucherkreises nicht genau mit der Pulsfrequenz der steuernden Rechteckschwingung (Schaltfrequenz) übereinstimmt und daß gleichzeitig das Impulsverhältnis gleich Eins ist; das bedeutet, daß sich der leitende Zustand des einen Schaltverstärkers ohne Unterbrechung an den leitenden Zustand des anderen Schaltverstärkers anschließt. Da aus Sicherheitsgründen die Schaltverstärker und die zugehörigen Hilfsschalter nie gleichzeitig geschaltet werden können, sondern ein gewisser Sicherheitsabstand eingehalten werden muß (z. B. muß der Hilfsschalter H31 zur Zeit t, bereits gesperrt sein, ehe der Schaltverstärker S31 leitend wird), kann es vorkommen, daß für einen sehr kleinen Zeitraum keine leitende Verbindung zwischen den Endpunkten 1 und 2 des Verbraucherkreises besteht. Das wäre an sich nicht schädlich, da normalerweise während dieser Zeit (t.) der Strom im Verbraucherkreis nahezu gleich Null ist, also stromlos geschaltet wird. Weicht aber die Resonanzfrequenz des Verbraucherkreises von der Schaltfrequenz ab, stimmen Umschaltzeitpunkt und Zeitpunkt des Nulldurchganges des Verbraucherstromes nicht mehr überein. Jetzt ist es möglich, daß während der kurzen Zeit der Stromkreisunterbrechung Überspannungen am Verbraucherkreis auftreten, die die Schalttransistoren gefährden. Während dieser sehr kurzen Zeit bis zur Einschaltung eines der Hilfsschalter leiten die Ventile G31 und G32 den Verbraucherstrom weiter und verhindern die Ausbildung einer schädlichen Überspannung.
• Bei der Schaltung nach F i g. 3 ist es, unbequem, daß ein Schaltverstärker und ein Hilfsschalter, nämlich die Transistoren S32 und H31, vom Hochfrequenzpotential her angesteuert werden müssen. Das gilt auch bei der Verwendung von Elektronenröhren oder gesteuerten Vierschichthalbleitern als Schaltverstärker. In sehr viel einfacherer Weise läßt sich das Ansteuerungspro-; blem lösen,* wenn an den genannten Stellen Transistoren vom komplementären Leitungstyp verwendet werden, in diesem Schaltungsbeispiel also die Transistoren S32 und H.31 vom pnp-Typ sind. Dann können alle Schaltverstärker in einfacher Weise vom Massepotential her gesteuert werden.
• Durch Weglassen einer - Betriebsgleichspannungsquelle und eines Schaltverstärkers (z. B. von U32 und S32) kann die Schaltung nach F i g. 3 zu einer Eintaktschaltungabgeändert werden, deren Wirkung sich von der nach F i g. 3 nur dadurch unterscheidet, daß die Maximalamplitude des Verbraucherstromes halb so groß ist. Einer der Hilfsschalter (H32) kann in diesem Falle durch einen einfaches Ventil ersetzt werden.
• - In einer Abwandlung der Schaltung nach F i g. 3, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist, wird durch Verwendung eines Gegentakttransformators T5 eine Betriebsspannungsquelle eingespart. Hier wird die Spannung einer. einzigen Betriebsgleichspannungsquelle U5 abwechselnd von den Schaltverstärkern S51 und S52 an die primären Wicklungshälften des Gegentakttransformators T5 gelegt. Der Verbraucherkreis ist an die Sekundärwicklung des# Transformators angeschossen.
• Parallel zu den primären Wicklungshälften des Gegentakttransformators liegt je ein Hilfsschalter H.51 bzw. H52. Die Hilfsschalter haben die Aufgabe, die in. der Primärwicklung fließenden sinusförmigen Ströme (entsprechend dem im Verbraucherkreis fließenden Strom) nach Sperrung der Schaltverstärker S51 oder S52 aufrechtzuerhalten. Bei idealem Transformator ist es im Prinzip belanglos, an welche seiner Wicklungen die Hilfsschalter angeschlossen sind (sie können z. B.-auch an die Sekundärwicklung angeschlossen sein). Mit Rücksicht auf die vorhandene Streuinduktivität des Transformators ist jedoch die dargestellte Schaltung zweckmäßig. Die Steuerung der Schaltverstärker und Hilfsschalter erfolgt nach dem Steuerdiagramm in F i g. 4b. Strom- und Spannungsverlauf sind aus F i g. 4c und 4d zu ersehen. F i g. 4c zeigt die Spannung an den Wicklungen des Gegentakttransformators,! wenn zur Zeit t, der Schaltverstärker S51 und zur Zeit t, der Schaltverstärker S52 leitend wird (Tabelle F i g. 4 e), F i g. 4 d den Strom im Verbraucherkreis und in den Wicklungen, wobei jede primäre Wicklungshälfte nur während einer Halbperiode Stromführt. Die Ventile G51, G52, D51, D52, D53 und D54 entsprechen in ihrer Wirkung den Ventilen G31, G32, D31, D32, D33 und D34 in F i g. 3.
• Eine andere Möglichkeit, einen Gegentaktbetrieb mit nur einer Betriebsgleichspannungsquelle zu erreichen, ist in F i g. 6 dargestellt. Hier sind vier Schaltverstärker S61, S62, S63 und S64 in einer Brückenschaltung angeordnet, an deren eines diagonales Anschfußpaar die Betriebsgleichspannungsquelle U6 und an deren anderes diagonales Anschlußpaar der Verbraucherkreis angeschlossen ist. Die Schaltverstärker, S61, S63 werden gleichzeitig und gleichsinnig gesteuert, ebenso die Schaltverstärker S62, S64, so daß die Spannung der Spannungsquelle U6 mit wechselnder Polarität an den Verbraucherkreis gelegt wird. Die Hilfsschalter H61, H62, deren Arbeitsweise der der Hilfsschalter in F i g. 3 entspricht, machen eine Pulslängenmodulation mit der für reine Wechselrichtung an sich bekannten Schaltung möglich. Die den Schaltverst4rkern parallelgeschalteten Ventile G61 bis G64 haben die gleiche Aufgabe wie die Ventile G31 und G32 in F i g. 3. Ebenso entsprechen die Ventile D 61 bis D 64 den Ventilen D 31 bis D 34 in F i g. 3. Zur Vereinfachung -der Ansteuerung der Schaltverstärker kann auch bei dieser Schaltung von der Möglichkeit der Verwendung von Komplementärtransistoren Gebrauch gemacht werden. So sind z. B. der Schaltverstärker S61 und der Hilfsschalter H61, die entsprechend dem Steuerdiagramm in F i g. 4b entgegengesetzt gesteuert werden, Komplementärtransistoren, desgleichen der Schaltverstärker S64 und der Hilfsschalter H62.
• F i g. 7 zeigt eine aus der Schaltung nach F. i g. 3 abgeleitete Schaltungsvariante. Bei ihr sind jeweils ein Schaltverstärker571 bzw. S72 und ein Hilfsschalter H72 bzw. H71 mit der zugehörigen Betriebsgleichspannungsquelle U71 bzw, U72 in Reihe geschaltet. Das hat zur Folge, daß jeder der Schaltverstärker nur mit der halben Spannung, belastet wird, verglichen mit den Schaltverstärkern der bisher beschriebenen Schalngen. Dadurch können entweder weniger spannungsfeste Schaltverstärker verwendet werden, oder die Be# triebsspannung kann erhöht werden. Obwohl die Wirkungsweise dieser Schaltung im Prinzip der der Schal---tung nach F i g. 3 entspricht, bestehen doch einige wesentliche Unterschiede. Die Ventile D 71, - D 72 haben nun nicht nur wie die Ventile D31 und D3Z in F i g. 3 die Aufgabe, die Hilfsschalter H71- und H72 vor Spannungen umgekehrter Polarität zu schützen, sondern sind außerdem erforderlich, um die Hilfsschalterjeweils über die Schaltverstärker S71 bzw. S72 und die Spannungsquelle U71 bzw. U72 hinweg mit dem Anschlußpunkt 1 des Verbraucherkreises zu verbinden. Diese Ventile sind also auch notwendig, wenn als Schaltverstärker Elektronenröhren oder gesteuerte Vierschichthalbleiter Verwendung enden, Die Steuergng der Schaltverstärker und Hilfsschalter erfolgt nach dem Steuerdiagramm, in F i g. 4b. Der Stromverlauf in der Schaltung unterscheidet sich von dem der Schaltung Dach F i g. 3 dadurch, daß die Hilfsschalter nicht nur bei gesperrten Schaltverstärkern S71, S72 vom über die Ventile D 71, D 72 fließenden Verbraucherstrom durch-flossen werdrn, sondern- bei leitenden Schaltverstärkern auch den Schalterstrom führen, so daß die Mlfsschalter H71, H72 jeweils für eine Halbperiode des im Verbraucherkreis fließenden sinusförmigen Stromes stromführend sind (Tabelle F ig. 4e). Auch bei dieser Schaltung kann zur Vereinfachung der Ansteuerungsprobleme mit Vorteil von der Verwendung von Komplementärtransistoren Gebrauch gemacht werden, Eine im Prinzip in gleicher Weise arbeitende Schaltung wie die nach F i g. 7 ist in F i g. 8 dargestellt.. Bei dieser wird - analog dem Übergang von der Schaltung nach F i g. 3 zu der nach F i g. 5 - ein GegentakttrausformatorT8verwendet, um eine Betriebsgleichspannungsquelle einzusparen. Auchbei dieser Schaltung sind die Schaltverstärker S81 und S82 und HilfsschalterH82 bzw, H81 mit der Betriebsgleichspannungsquelle U8 in Reihe geschaltet und brauchen deshalb .nur je für die halbe Spannung beraessen zu sein" Die Ventile D81 und D82 haben die gleiche Funktion wie die Ventile D 71 und D 72 in F i g. 7. Für Strom- und Spannungsverlauf gelten die Kurven in F i g. 4c und 4d unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Schaltung nach F i g. 7.
• Die den Schaltverstärkern und Mlfsschaltern parm allelgeschalteten Ventile G71 bis G74 in F i g. 7 bzw. die Ventile G81 bis G84 in F i g. 8 werden bei phasenreinem Betrieb, bei dem der Verbraucherkreis exakt auf die Schaltfrequenz abgestimmt ist, niemals beansprucht. Bei einer Phasenverschiebung des - Verbraucherstromes, wie sie als Folge ungenauer Abstimmung des Verbraucherkreises auftritt, gibt es bei langen Impulsen (Impulsverhältnis etwa gleich Eins) Zeiten, in denen diese Ventile Strom führen und dadurch die jeweilige Gegenspannung vorzeitig anschließen, was korrigierend auf den Phasenfehler einwirkt (vgl, Beschreibung der Wirkungsweise der Ventile G31 und- G32 der Schaltung nach F i g. 3).

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Höchlrequenzschwingung großer Leistung mit großem Wirkungsgrad, bei dem zunächst längenmodulierte Rechteckimpulse erzeugt w erden, welche nach Durchlaufen der Senderstufe einem Filter zugeführt werden, das lediglich die Grundwelle mit den durch die gewünschte Amplitudenmodulation bedingten Seitenbändern an den Verbraucher durchläßt, bei welchem durch eine zweiweggleichgerichtete Hochfrequenz-Sinusschwin-, gung und eine die halbe Amplitude -dieser Hochfrequenz-Sinusschwingung aufweisende Modulationsschwingung und durch. eine überlagerte Gleichspannung ein oder mehrere Schwellenschalter so gesteuert werden, daß längenmodulierte Rechteckimpulse, mit alternierender Polarität entstehen, nach Patentaumeldung T 24 869 IXd/21 a4, d a d u r c h gekennzeichnet, daß bei Verwendung derartiger Filterelemente in Verbindung mit dem Verbraucherkreis, daß bei der Grundwelle der steum. ernden Rechteckschwingung ein reeller Anpassungswiderstand und bei den Oberwellen ein induktiver Eingangsblindwiderstand auftritt, steuerbare elektronische Schaltelemente (Schaltverstärker) eine Betriebsgleichspannung periodisch mit gleicher oder wechselnder Polarität und mit den steuernden längeamodulierten Rechteckimpulsen entsprechender Dauer an einen Verbraucherkreis gelegt und parallel zum Verbraucherkreis angeordnete elektronische- Schaltelemente (Hilfsschalter) derartig gesteuert werden, daß während des Sperrzustandes der Schaltverstärker ein weiterfließen des Stromes im Verbraucherkreis ermöglicht wird.
2. 2. Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßjedem Schaltverstärker ein Ventil mit einer der des Schaltverstärkers entgegengesetzten Durchlaßrichtung parallel geschaltet ist. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus, der Reihenschaltung einer Spule (L), eines Kondensators (C) und eines Verbrauchers (R) bestehende Verbraucherkreis eine Resonanzfrequenz gleich der . Pulsfrequenz der steuernden Rechteckschwingung oder ein Verhalten aufweist, das dem einer so bemessenen Reihenschaltung entspricht. . 4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Reihenschaltung einer Spule und eines Kondensators und aus einem dem Kondensator parallelgeschalteten Verbraucher bestehende Verbraucherkreis eine Resonanzfrequenz gleich der Pulsfrequenz der steuernden Rechteckschwingung oder ein Verhalten aufweist, das dem einer so bemessenen Schaltung entspricht. 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Betriebsgleichspannungsquellen (U31, U32) vorgesehen sind, die von je einem Schaltverstärker (S31, -S32) abwechselnd mit entgegengesetzter Polarität an den Verbraucherkreis geschaltet werden, daß dem Verbraucherkreis zwei Hilfsschalter (H31, H32) mit einander entgegengesetzten Durchlaßrichtungen parallel geschaltet sind und daß die Hilfsschalter so gesteuert werden, daß jeweils der Hilfsschalter, dessen Durchlaßrichtung mit der augenblicklichen Stromrichtung im Verbraucherkreis übereinstimmt, wenigstens während des Teiles der Schaltperiode (Periode der steuernden Rechteckschwingung), in dem der diese Stromrichtung bewirkende Schaltverstärker leitend ist, gesperrt ist, während des restlichen Teiles der Schaltperiode jedoch wenigstens für eine Halbperiode des im Verbraucherkreis fließenden annähernd sinusförmigen Stromes leitend ist. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegentakttransformator (T5) vorgesehen ist, an dessen primäre Wicklungghälften abwechselnd mittels zweier Schaltverstärker (S51, S52) eine Betriebsgleichspannungsquelle (U5) angeschaltet wird, deren einer Pol mit der Mittelanzapfung der Primärwicklung verbunden ist, daß jeder primären Wicklungshälfte des Gegentakttransformators ein Hilfsschalter (H51, H52) parallel geschaltet ist, dessen Durchlaßrichtung der Stromrichtung in der parallel liegenden primären Wicklungshälfte entgegengesetzt ist, daß die Hilfsschalter so gesteuert werden, daß jeweils der Hilfsschalter, dessen Durchlaßrichtung mit der augenblicklichen Stromrichtung in der Primärwicklung übereinstimmt, wenigstens während des Teiles der Schaltperiode (Periode der steuernden Rechteckschwingung), in dem der diese Stromrichtung bewirkende Schaltverstärker leitend ist, gesperrt ist, während des restlichen Teiles der Schaltperiode jedoch wenigstens für eine Halbperiode des in der Primärwicklung fließenden annähernd sinusförmigen Stromes leitend ist, und daß der Verbraucherkreis an die Sekundärwicklung des Gegentakttransformators angeschlossen ist. 7. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vier Schaltverstärker (S61, S62, S63, S64) in vier Zweigen einer Brückenschaltung so angeordnet sind, daß, von einem Brückenanschlußpunkt ausgehend, in gleichem Sinne je zwei Schaltverstärker mit gleicher Durchlaßrichturig in Reihe geschaltet sind, daß an die beiden diagonalen Anschlußpunkte dieser Reihenschaltungen eine Betriebsgleichspannungsquelle (U2) und an die anderen beiden diagonalen Anschlußpunkte der Brückenschaltung der Verbraucherkreis (R, C, L) angeschlossen ist, daß dem Verbraucherkreis zwei Hilfsschalter (H61, H62) mit einander entgegengesetzten Durchlaßrichtungen parallel geschaltet sind, daß je zwei in den gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnete Schaltverstärker (S61, S63; S62, S64) gleichzeitig in den leitenden oder gesperrten Zustand gesteuert werden und daß die Hilfsschalter gemäß Anspruch 5 gesteuert werden. 8. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsgleichspannungsquelle und der zugehörige Schaltverstärker fortgelassen sind und daß der Hilfsschalter, dessen Durchlaßrichtung der Stromrichtung im Verbraucherkreis, die sich bei leitendem Zustand des verbleibenden Schaltverstärkers einstellt, entgegengesetzt ist, durch ein Ventil mit gleicher Durchlaßrichtung ersetzt ist. 9. Schaltung nach einem der Ansprüche 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Schaltverstärker und Hilfsschalter als Transistorenjedem Hilfsschalter ein Ventil mit gleicher Durchlaßrichtung vorgeschaltet ist. 10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Hilfsschalter ein Ventil mit einer der des Hilfsschalters entgegengesetzten Durchlaßrichtung parallel geschaltet ist. 11. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Hilfsschalter ein Widerstand parallel geschaltet ist, der groß gegenüber dem Durchlaßwiderstand des Hilfsschalters, jedoch klein gegenüber dem Sperrwiderstand des dem Hilfsschalter vorgeschalteten Ventils ist. 12. Schaltung nach Ansprach 5 oder 6 und einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Schaltverstärker und der während des leitenden Zustandes dieses Schaltverstärkers gesperrte Hilfsschalter Komplementärtransistoren sind und daß sowohl die Schaltverstärker als auch die Hilfsschalter Komplementärtransistoren sind. 13. Schaltung nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das in gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnete Schaltverstärkerpaar gegenüber dem während des leitenden Zustandes dieser Schaltverstärker gesperrten Hilfsschalter durch Transistoren vom komplementären Typ gebildet wird. 14. Schaltung nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverstärker und Hilfsschalter Kornplementärtransistoren sind. 15. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbraucherkreis je eine Reihenschaltung aus einem Hilfsschalter (H71, H72) und einem Ventil (D71, D72) gleicher Durchlaßrichtung parallel geschaltet ist, wobei die Durchlaßrichtungen der beiden Reihenschaltungen einanderentgegengesetzt sind, daß je eine Betriebsgleichspannungsquelle (U71, U72) und ein mit dieser in Reihe liegender Schaltverstärker (S71, S72) den obengenannten Ventilen (D 71, D 72) parallel geschaltet sind, wobei die Durchlaßrichtung des Ventils und die Stromrichtung in dem parallelliegenden, die Betriebsgleichgpannungsquelle enthaltenden Zweig gleich sind, und daß die Hilfsschalter gemäß Anspruch 5 gesteuert werden. 16. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn eichnet, daß ein Gegentakttransformator (T8) vorgesehen ist, an dessen primäre Wicklungshälften je eine Reihenschaltung aus einem ffl#schqltpr (11,91, I:.tgg) u -gd einem Ventil (D81, D82) gleicher l#urchlaßriqhtung sQ an- äpsgülossen'i4f,'daß die Elekt poden gIpi#beg, Vor- zeichens der Ventile mit der Mittela#nzapfung der PZimarwicklling verbundeg sind, daß gi46 petilebs- gleichspannunjiquelle (U.4) vQr-geßehen ist, deren einer P,91 mif - der Mit#elanzgpfung der Primär- wickli,mg des mit_C Gegenlakttrgpsfoinl?-tprs #effiunden ist und die ., s w eies Schgitverstärker (,g 81 S89) »wechselnd ag dir, Verbindup&spupkte zwgclien HüfsschaltQr und Ventil dgr obeggen4un- wird'- " ' te,n geihensgbaltujig,2#n 4nge#chaltpt wobei die Polarität der -Betriegsgleichspannu##squelle und der Schaltverstärker so gewählt ist, d,19#ü,i den au§ Ißetrigbsgipic#spannungsquelle, Ig einem der Scbtaitver#tgrkerundje,eine#id Veiftflegebild ten er .. . .#e Mitschen bei, ieitgnjein'eghalt.er kein , Stromfluß möglich ist, da& die fflsschalteZ in der ei-!#e4 aus Betriebs gl.eichspannungsquelle, Sg,-.haltver§t:ärker, M'N # , ssp.häfter -Ülid - prffiiärer Wiet14ng§4ätfte. des 9#_geptg,kttransform"iitgrs _ggtildeten Masche. we- inZstens währnd des Teiles der Sch4Itperiode (Periode der steu den Rechteckschwinpgg) ge- -9]#4 - - -- I iperrt ist, in der der Sch4i#verstä]#k#r in der aiiarren Mas ,phe leitenj ist, währ e nd des restlichen T eil es der SQhaltperi:ode jedpch-weni#gtem'für eine Halb- peripde- d#-s in der Primärwickliing fließenden an- näher44 sinusförmigen -Stromes leiiend ist. und daß d r Verb aucherk-rgis andi e' - ##näq_ -wic'k'lilpg des eeg#nlgkttransformators angeschlossen ist. f7. Schaltung gagh Apspiuch 15 oder 16, da- d-qrg#h gikenni#ichnet, dpLi#'"Qv##üs pin Schaltver- stärker uni iler währe'nd des leitenden Zustandes dieses 5chalte.rs ges o te Hilfsschalter Koin p,rr - , # ple- #4gLi#grtr_a'A#lstoreü sind und daß sowohl ee Schalt- verstärker als auch die Hilfsschalter für sich Kom- plenigUtärtransistoren silld, 18. ßphaltqng nach ei 4em der Ansprüche 15, 16 oder 117, dadurih g##kennzeichnet, daß ]edein Sc#alt- v#,ystärker und jedem HiÜ#Aph;41ter #i . p Ventil mit gntge,geji.gesetzt#r I?prcWaßrichtgng pgLrallel ge- schältet ist.