DE1766313A1

DE1766313A1 - Verfahren und Einrichtung zur Verminderung der Quermodulationsverzerrung von Wanderfeldroehren-Leistungsverstaerkern

Info

Publication number: DE1766313A1
Application number: DE19681766313
Authority: DE
Inventors: Laszlo Dipl-Ing Falus; Laszlo Dipl-Ing Hetenyi
Original assignee: EMV ELEKTROMECHANIKAI VALLALAT
Current assignee: EMV ELEKTROMECHANIKAI VALLALAT
Priority date: 1967-05-05
Filing date: 1968-05-03
Publication date: 1971-07-01
Also published as: GB1218947A; FR1565813A; AT290625B

Description

Patentanwälte 1 Berlin 33, den 3. Mai 1968

-Inc··. W. Moisi-nor Herberitstr. 22

'-Jng. H. TUchοr Pr/L )

E.M.V. ELEKTUUMECHANIKAI VALLALAT, Budapest XI., Petzval J&3ef-u.31

Verfahren und Einrichtung zur Verminderung der QuernuxiulatieixsvQi^aeryuag. von .Wändej»feldröhren-Leistungsverstärkern

Die Erfindung ae-tiiiift. ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verminderung der Quermodulation.sverzerrungen von Wanderfeldrö^hren-Leißtungsverstärkern, wobei die Phase oder die Phase und die Amplitude der modulierten Hochfrequenzsignale in Abhängigkeit der Modulation vorentzerrt wird«

Die Wanderfeldröhren-Leistungsverstärker werden zur Zeit "bei Frequenzen höher als 2oo MHz verwendet. Bei diesen Verstärkern ist die hohe Leistungeverstärkung und die große Bandbreite von großer Bedeutung. Diese Verstärker sind im ffernsehband IV-V (47O-860 IiHa) als Umsetzereinrichtungen, in DeziiaeterwellentQChnik als Leistungsverstärker» uev, vorteil-

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haft verwendbar. Nachteilig ist jene Eigenschaft, daß bei Erhöhung der Ausgangsleistung die Amplituden- und Phasenverzerrungen sich vergrößern.

Entsprechend den Phasen- und Amplitudenverzerrungen bei Anwesenheit von zwei oder mehreren Hochfrequenzsignalen am Ausgang des Wanderfeldröhren-Leistungsverstärkers enthält das Ausgangssignal bei Vergrößerung des Ausgangspegels zunehmende Quermodulationsprodukte. Das heißt einerseits, daß bei Vergrößerung der Ausgangsleistung die Quermodulationsprodukte vergrößert werden, an&ar&d&fcs aber bei kleineren Quermodulationsprodukten die verwendbare Ausgangsleistung vermindert werden soll· Im ersten Falle entstehen bei den Pernseh Bild- und Tonübertragungen Verzerrungen, bei Mehrkanalfernsprechübisrtragung aber wird das Obersprechen zwischen den einzelnen Kanälen vergrößert· Der zweite Fall verschlechtert den Wirkungsgrad des Wanderfeldröhren-Lei stungsverstärkers,

hat

Die Erfindung erfieilr die Verminderung der Quermo-

dulationsverzerrungen der Wanderfeldröhren-Verstärker.zur Aufgabe«

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verminderung der Quermodulationsverzerrungen der Wanderfeldröhren-Leistungaverstärker_t wobei die Quermodulationsverzerrungen bei Verstärkung von Hochfrequenzsignalun entstehen. Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfdiliegt darin, daß das Signal in Abhängigkeit des Mo

Yoremtzerrt mentanwbrtus der Modulationsspannung ioimk wird. Das Signal kann in Phase, oder in Phase und Amplitude vorentatrrt werden. Das Verfahren kann auch derart ausgeführt werden, daß die Vorantzorrung mit einem solchen Vorentzerr-

signal durchgeführt wird, dessen Phase in Abhängigkeit der Mo-" duXa-bionsfrequenz verzögert wird. Gemäß einer Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Amplitude des νorentζerrenden Signals in Abhängigkeit der Modul xfcionsfrequenz verändert werden. Eine weitere Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß gleichzeitig mit der Phasenverzögerung des Vor^ntzerrsignals auch dessen Amplitude verändert wird.

Die zur Verwirklichung des Verfahrens erforderliche Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß an einem Eingang eines Zirkulators der Ausgang eines modulierten Hochfrequenzgenerators j an einem ersten Ausgang eines Zirkulators eine spannungsabhängige Reaktanzf an einem zweiten Ausgang ein Ein-

daß μ gang einer Wanderfeldröhre angeschlossen ist, ^nt die Einrichtung einen Grundbereichverstärker, dessen Ausgang an einer spannungsabhängigen Reaktanz und dessen Eingang am Ausgang eines Demodulators mit einem Hochfrequenzauskopptilclement am Ausgang eines Generators zusammengeschaltet ist. üSr daß zwischen dem Ausgang des Generators und den Eingang des Zirkulators ein Hochfrequenzverzögerungselement eingeschaltet ist. Gemäß einer Ausführungsvariante ist am zweiten Ausgang des Zirkulators auch ein spannungsabhängiger Widerstand angeschlossen, welcher mit dem Ausgang des Grundbereichverstärkers zusammengeschlossen ist.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann dtr spannungsabhängige Widerstand statt dem zweiten Ausgang des Zirkulators am ersten Ausgang desselben angeschlossen wenden* Eb ist ferner möglich, daß die spannungsabhängige Reaktanz aus einer, oder mehreren Varactordioden besteht, Der spannungs-

_BAD

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abhängige jViA&yfl-bnnd ifnnn ■β,μιρ.]\_ρηρι-.ο·ϊηρ3^<> oder mehreren Dioden b-estehen. Der Grundbereichverstärker kann derart ausgeführt werden, daß dieser einen Phasenkorrektor enthält. Der Grundbereichverstärker kann mit einem Amplitudenkorrektor versehen werden. Als Ausführungsvariante ist der Grundbereichverstärker gleichzeitig mit dem Phasenkorrektor und dem Amplitudenkorrektor versehen»

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher.erläutert.

Pig, 1 zeigt die Phasenverzerrung der Wanderfeldröhre in Abhängigkeit der Aussteuerungsleistung,

Pig, 2 zeigt die Ainplitudenverzerrung in Abhängigkeit der Aussteuerungsleistung,

Pig, 3 zeigt das Blockschaltbild der Einrichtung nach der Erfindung,

Pig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, entsprechend der Pig, 3 ,

Pig» 5 zeigt das Blockschaltbild des Grundbereich-Verstärkers,

Aua den Figuren 1 und 2 ist er-sichtbar, daß der Phasenfehler in Abhängigkeit der Ausgangsleistung sich linear vergrößert, der Amplitudenfehler aber vergrößert sich nur über einem gegebenen Leistungspegel wesentlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Pig, 3

dargestellt.

IdBk)JBJe* Am Ausgangspunkt eines Hochfrequenzauskoppelele-

mentes 1 schließt sich ein Demodulator 2 an, Das demodulierte Signal wird mit einem Grundbereichverstärker 3 verstärkt. Ein erster Ausgang 7 eines Zirkulators 6 wird mit

einer spannungsabhängigen Rüaktana 8, die die Phasenvorentjserrung ermöglicht, über eine Serienreaktanz 9 abgeschlossen. Der Gleichstromarb,eitspunkt da» spannungsabhängigen Reaktan2rkann über einen Begrenzungswiderstand IO mittels eines

wir d

Spannungsteilers 11 eingestellt 7*xätsx. Die Größe der Aussteuerung im Grundbereich kann mmttels eines Pegelreglers geregelt werden. Die Gleichstromkomponente werden mittels eines Kondensators 12 abgetrennt.

Bin amplitudenvorentzerrender spannungsabhängiger Widerstand 13 schließt sich über einen Gleichspannungsabt rennkondensator 14 an einem zweiten Ausgang 15 des Zirkulators 6, Der Gleichstromarbeitspunkt des spannungsabhängigen Widerstandes Ij5 kann über eintn Widerstand 16 mit einem Spannungsteiler 17 eingestellt werden. Die Aussteuerung im Grundbfereich kann über einen Gleichstromabtrennkondensator 18 mit einem Pegelregler 5 geregelt werden·

Ein Kabel 19 leitet das unvorentzerrte modulierte Hochfrequenzsignal von dem Ausgang des Generators zu einem Eingangsanschluß 20 des Zirkulators 6, Das Hochfrequenzkabel 19 ist zwischen dem Hochfrequenzauskoppelelement und dem Eingangsanschlüß 20 so lang, daß die über dieses entstehende? hochfrequente Phasenverzögerung des Grundbereichverstärkers kompensiert·

Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung ist wie folgt»

Das hochfrequente· Signal von dem Eingangsanschluß dos Zirkulators 6 wird aA dem ursten Ausgang 7 angeschlossen, Von Our spannuncfliibhrin^Lgeii. Hti'.ktana Π (vortciilhn.ft;' Varactor-

1 0 fJ B ? / / 0 /, iJ /ι

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diode, oder Varicapdiode) wird das Signal an den zweiten Ausgang 15 reflektiert« Die Phase des reflektierten Signals hängt davon ab, mit welcher Reaktanz die spannungsabhängige Reaktanz 8 in dem gegebenen Zeitpunkt den ersten Auegang 7 abschließt« V/eil die Größe der spannungsabhängigen Reaktanz θ mit dem Momentanwert des aussteuernden Grundbereichsiyiials proportional ist, erscheint am zweiten Auegang 15 ein mit der Amplitude des modulierenden Signals proportionalee phasenvorentzerrendes Signal, Das Maß der Vorentaerrung kann mit dem Fegelregler 4 für einen Minimumwert der Quermodalationsprodukte eingestellt werden,

kann Die Amplitude der Quermodulationsprodukte k£aa*m

welter vermindert werden, wenn die Amplitude des den Lei* stungsverstärker 24 modulierenden Signals auih in Abhängigkeit des Moiaentanwerts der modulierenden Signalamplitude vor-» entzerrt wird. Die Aniplitudenvorentzerrung wird mit dem spannungsabhängigen Widerstand IJ (vorteilhaft eine Diode) so durchgeführt, daß diese am zweiten Ausgang 13 für das modulierte HochfrecLuenzsignal als eine Überschußbelastung wirkt, abhängig von der Moaentanaoplitude des aussteuernden Grundbereichsignals, Das Maß der Überschußbelastung kann mittels des Pegelreglers 5 für Minimumwert der Quermodulationsprodukte eingestellt werden.

Der AusganGsanschluß Z*> des Phasen- oder Phasen- und Amplitudenvorentzerrers gemäß der Erfindung ist an Leistungsverstärker*; iugang 24 dos Wanderfeldröhrenverstärkers angeschlosiion.

Eint; Aunführunc3nöfc;llchkeit der Erfindung ist JLn der

1 Π 9 ^¹ ? 7 / 0 A 9 A

BAD ORKSfNAL

dargestilt.
Fig· 4· sfcdrklttx. Der spannungsabhängige Widerstand 13 schließt sich nicht mx den zweiten Ausgang 15 des Zirkulators 6, sondern zueammen mit der ßpannun^sabhänßigen Reaktanz 8 ah den ersten Ausgang % Die Arbeitsweise ist mit jener der Ausführungsform der Pig. 3 identisch.

Fig, 5 zeigt eine Variation der Ausführungsforiiien der Fig, 3 und 4 Sä, bei welcher dem GrundbereichversMrker 3 ein im Grundbereich arbeitender, an sich bekannter

zugeordnet

Phasenkorrektor 21 acbfcsckjEanua ist, der in der -rollen Hoohfrequenzbandbreite entsprechend dem Grundberei#h für einen Minimalwürt der Queraiodulationsprodukte eingeregelt werden kann.

Ebenso ist in dem Grundbereiohverstärker 3 zusammen mit dtm frequenzabhängigen Phasenkorrektur 21 oder ohne diesen ein an eich bekannter frequenssabhängiger Amplitudenkorrektur 22 verwendbar,, mit Einstellung dessen die Quer-. modulationsprodukte in der gesamten Hoehfrequenzbandbreitie entsprechend dem Grundbereich weiter vermindert werden können.

Der groß* Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei Verwendung derselben bei einem gegebenen Quermodulatio'nswert die ausnehiabare Hochfrequenzleistung der Wanderfeldröhren-IifciBtungsverstärker wesentlich, für mehr als den Doppelwert, vergrößert werden kann» Diese erhebliche Leistungserhöhung ermöglicht von einem einzigen Wanderfeldröhren-Leistunßsverstärker eine solche Ausgangsleistung auszunehmen, wie früher von zwei parallelgeschalteten Verstärkern. Somit kann bei jeder Anlage eine ganze Wanderfeldröhrenverstarkereinheit mit den Hilfseinrichtungen erspart werden»

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Claims

Patentansprüche

·· 1« Verfahren zur Verminderung der Quernodulationsverzerrungen von Wanderfeldröhren-Leistungsverstärkern, wobüi diese Que modulationsverzerrung^ bei Verstärkung von modulierten Hochfrequenzsignalen entstehen, dadurch gekennzeichnet , daß das Signal - in Abhängigkeit vom Monentanwert der Modulationsspannung - vorentzerrt wird.

2. Verfahren nach .Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß das Signal in Phase oder in Phase und Amplitude vorentzerrt wird«

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorentzerrung mit einem solchen Vorentzerrsignal durchgeführt wird, dessen Phase in Abhängigkeit der Modulationsfrequenz verzögert wird,

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des vorentzerrenden Signals in Abhängigkeit von der Modulationsfrequenz verändert wird,

5« Verfahren nach Anspruch j3i dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Phasenveraögerung des Vorentzerrsignals auch dessen Amplitude verändert wird.

( 6/ Einrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Verminderung jener Queraodulationsverzerrungen bei T/anderfeldrohren-Leistungsverstarkern, die bei Verstärkung von Hochfrequenzsignalen entstehen, dadurch

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BAD ORfGfNAL

^ θ k ennz-fric hü ■&. * , cLaß an einem Linßcuag (20) eines ZirJailators (⁶> ^ er .Au/rgang eines modulierton Hochfrequenzgenoratorsf an einem ersten Ausgang (7) eines Zirkulator (6) eine spannungsabhängigo Reaktanz (8)f an einem zweite» Ausgang (15) ein Eingang einer Wanderfeldröhre (23)

daß
angeschlossen ist, πχτχ&χχχ*άάα±Μ die Einrichtung einen

enthält
Grundbereichverstärker·(3y, dessen Ausgang an einer span- .

nungsabhängigen Reaktanz (8) und dessen Eingang an Auegang eines Demodulators (3) mit einem Hoohfrequönaauskoppelelement (1) am Ausgang eines Generators ausa-amengesohaltet ist, und ferner, daß zwischen dem Ausgang des Generators und dem Eingang (£0) des Zirkulators (6) ein Hoohfrequenaveraiigörungselfciaent (19) eingeschaltet ist,

7ι Einrichtung naoh Anspruch 6 zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß am zweiten Ausgang (15) des Zirkulators (6) auch ein spannuugsabhangiger Widerstand (13) angeschlossen ist, welcher mit dem Ausgang des Grundbereichverstäfkers (3) zusammengeschlossen iet, 8.'Ausführungsvarianto der üinrichtung nach Anspruch

7 t dadurch gekennzeichnet! daß der apan-

. an

nungsabhängige Widerstand (13) statt/dem zweiten Ausgang (15)

des Zirkulators (6), am ersten Ausgang (7) desselben anist,
geschlossen:

9. Einrichtung nach einen der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet , daß die spannungsabhängig© Reaktanz (8) aus einer, oder mehreren Varactordioden besteht,

-9-

10» Einrichtung nach Anspruch 7 oder v, dadurch gekennzeichnet , daß der epcnnungeabbängige Widerstand (13) aus einer odtr mehreren Dioden besteht,

11« Einrichtung nach einen der Ansprüche 6-8, für Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 3> dadurch gekenna eichnet , daß der Grundbereichverstärker (3) auch einen Phasenkorrektur (21) enthält·

12· Einriehtung nach οineα 4er Ansprüche 6*8, für Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennEfcichnet, daß der Grundbfereicbver~ stärker (3) auch einen Amplitudenkorrektur (22) enthält,

13. Einrichtung nach Anspruch 11, »ur Verwirklichung des Verfahrens aach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet , daß der Grundbereichverstärker (3) gleichzeitig mit den Phasenkorrektor (21)_eund den Amplitudenkorrektur (22) versehen

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