DE3040272C2 - Amplitudenmodulierter Sender für Einseitenbandbetrieb - Google Patents
Amplitudenmodulierter Sender für EinseitenbandbetriebInfo
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Description
Oberbegriff des Patentanspruchs 1, Er muß eine Endstufe haben, welche die sie steuernde, trägerfrequente
Einseitenbandschwingung linear verstärkt Eine als Endstufe verwendete Senderöhre beispielsweise
muß daher eigentlich im B-Betrieb arbeiten und eine fesare ^-//a-Kennlinie aufweisen.
Da man bestrebt ist, die in der Endstufe anfallende Verlustleistung zu reduzieren, ist schon der Vorschlag
gemacht worden (DE-Offenlegungsschrift 77 06 586),
ίο die Anodenspannung so mitzumodulieren, daß sie bei
kleiner Aussteuerung am Steuergitter reduziert wird.
Es ist weiterhin versucht worden, dabei auftretende Verzerrungen dadurch zu vermeiden (US-Patentschrift
34 86 128), daß bei einem Transistor die (der Anodenspannungsmitmodulation
entsprechende) Beeinflussung der Kollektorspannung in Abhängigkeit erfolgt von der
augenblicklichen Differenz zwischen den Hüllkurven am Ausgang und am Eingang der Endstufe. Die Wirkung
einer solchen Hüllkurvengegenkopplung hat sich aber als nicht ausreichend erwiesen, weil die Regelkreisverstärkung
wegen Schwingneigung nicht im eigentlichen erforderlichen Maße hochgetrieben werden kann.
Für Tonfrequenzverstärker ist noch ein anderer Weg bekannt, die Verlustleistung zu reduzieren (Lehrbuch
der Funkempfangstechnik I, 5. Auflage, 1959 von Dipl.-Ing. Helmut Pitsch, §292). Es handelt sich um den
AB-Verstärker, bei welchem der Arbeitspunkt für kleine
Aussteuerungen auf einen kleineren Anodenstrom gelegt wird als für A-Verstärker, so daß sich eine
kleinere Verlustleistung als beim A-Verstärker ergibt bei noch einigermaßen kleinem Klirrfaktor für kleine
Aussteuerungen. Bei größeren Aussteuerungen verschiebt sich der Arbeitspunkt in Richtung zum B-Betrieb
durch einen bei der Aussteuerung auftretenden Gleichspannungsabfail an einem Kathodenwiderstand,
hervorgerufen durch einen Richtstrom infolge der teilweisen Gleichrichtung, die im B-Betrieb auftritt Der
Gleichspannungsabfall am Kathodenwiderstand wird als negative Gittervorspannung uxr Verschiebung des
Arbeitspunktes benutzt Da im B-Betrieb für große Aussteuerungen die negative Halblwelle beschnitten
wird, muß ein solcher AB-Verstärker in Gegentaktschaltung
betrieben werden, um den Klirrfaktor in Grenzen zu halten. Zur Reduzierung des verbleibenden
Klirrfaktors wird dabei eine relativ große Zeitkonstante von 0,15 Sekunden vorgeschlagen für die Parallelschaltung
des Kathodenwiderstandes (z.B 200 0hm) und eines Oberbrückungskondensators (von z. B. 750 μΤ7).
Dieser bekannte AB-Tonfrequenzverstärker hat also
Dieser bekannte AB-Tonfrequenzverstärker hat also
so gegenüber dem A-Verstärker in erster Linie das Ziel, die Verlustleistung zu reduzieren durch eine Arbeitspunktverschiebung
in Richtung B-Betrieb bei großen Aussteuerungen und eine verzögerte (durch die
Kathodenwiderstands/Kondensator-Kombination)
Rückkehr zum Α-Betrieb bei kleinen Aussteuerungen. Dabei wird bewußt eine Verschlechterung des Klirrfaktors
in Kauf genommen, die dann wieder abgemildert wird durch Gegentaktbetrieb und besondere Bemesjungsvorschriften
für die Kathodenwiderstand/Kondensator-Kombination.
Für die Endstufe eines Einseitenbandsenders kommt eine solche Schaltung aus mehreren Gründen nicht in
Frage:
Zunächst ist ein Gegentaktbetrieb bei einer Senderendstufe zu teuer.
Zunächst ist ein Gegentaktbetrieb bei einer Senderendstufe zu teuer.
Weiterhin gibt es zwar spezielle Einseitenband-Hochfrequenzröhren für B-Betrieb mit einer Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie,
die soweit wie möglich
einer Geraden angenähert ist; jedoch sind schon bei Verwendung einer solchen Röhre die Verzerrungen der
Hüllkurve der verstärkten Einseitenbandschwingung so groß, daß man bei dem Bemühen, Verlustleistung
einzusparen, keine weiteren Verzerrungen hinnehmen kann. Die: gilt erst recht bei der Verwendung einer
Endröhre mit einer gekrümmten Kennlinie, die nicht speziell für den Einseitenbandbetrieb einer Geraden
angenähert worden ist Die Methode der Verlustleistungseinsparung durch Verwendung eines ΛΒ-Verstärkers
ist daher für einen Einseitenbandsender ungeeignet, weil dabei zunächst einmal zusätzliche Verzerrungen
in Kauf genommen werden müßten. Es wäre auch nicht möglich, diese Verzerrungen durch eine besondere
Bemessung der Kathoden-Widerstand/Kondensator-Kombination
wieder zu eliminieren, da gerade durch diese Kombination bei der Verstärkung von Einseitenbandschwingungen
zusätzliche Verzerrungen hervorgerufen werden, weil die Verschiebung des Arbeitspunktes
nicht synchron mit der RF-Amplitudenänderung erfolgt
In anderem Zusammenhang, nämlich zur Beseitigung
von Verzerrungen in Zweiseitenbandempfärtgern dann, wenn diese Einseitenbandsignale empfangen, ist es
bekannt, im Einseitenbandsender gegensinnige Vorverzerrungen dadurch vorzunehmen, daß eine Einseitenbandschwingung
(beispielsweise eine bis auf ein Seitenband beschnittene, mit einer Modulierenden
amplitudenmodulierte Trägerschwingung) zusätzlich
mit derselben Modulierenden amplitudenmoduliert wird, um der Einseitenbandschwingung die Hüllkurve
der Modulierenden aufzuzwingen (Meinke-Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 2. Auflage,
Springer 1962, Seiten 1314 ff und DE-PS 9 50 788).
Die Erfindung befaßt sich im Gegensatz zu diesem Stand der Technik nicht mit Vorverzerrungsmaßnahmen,
sondern mit der möglichst unverzerrten, aber auch möglichst verlustleistungsarmen Linearverstärkung in
der Endstufe eines Einseitenbandsenders, bei dem die Einseitenbandmodulation — wie auch beim obigen
Stand der Technik — schon in einer Vorstufe vorgenommen ist
Zur Verlustleistungsreduzierung ist außerdem bekannt,
— aber nur in Zusammenhang mit Zweiseitenbandsendern,
wo allein es sinnvoll ist — eine Trägersteuerung vorzunehmen (sogenannte HAPUG-Modulation)
in der Weise, daß für die Dauer kleiner Modulationssignale die Trägeramplitude herabgesetzt
wird.
Dies geschieht aber nicht im Rhythmus des Verlaufes der Modulierenden, sontiern im Rhythmus des Verlaufes
von deren Dynamik (Lautstärkeschwankungen).
Für die möglichst linear, aber auch möglichst verlustleistungsarm verstärkende Endstufe in einem
Einseitenbandsender ist es Aufgabe der Erfindung, eine optimale Lösung zu finden für die im Widerstreit
stehenden Bestrebungen, sowohl die Verzerrungen als auch die Verlustleistung möglichst gering zu halten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Sender mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei ist es bemerkenswert, daß die Endstufe jetzt
entweder bei unveränderten Verzerrungen mit besserem Wirkungsgrad oder bei unverändertem Wirkungsgrad
mit geringeren Verzerrungen oder in einem Zwischenzustand zwischen diesen Möglichkeiten betrieben
werden kann und daß die Erfindung auch zur Verminderung anderer Verzerrungen verwendet werden
kann, die unabhängig von der Kennlinienkrümmung der Endstufe dann auftreten, wenn deren Betriebsspannung
synchron zur Hüllkurve der Einseitenbandschwingung im'tgesteuert wird (zur Verlustleistungseinsparung),
insbesondere wenn dazu ein Schaltverstärker benutzt wird, der mit pulslängenmodulierten Impulsen
arbeitet
Während noch in der einem anderen Zweck dienenden Senderschaltung nach der obengenannten
DE-PS 9 50 788 (Seite 3, Zeilen 40—56) von dem ίο üblichen Einseitenbandsenderprinzip (Vorstufenmodulation
mit anschließender Linearverstärkung) abgerückt worden ist, wird mit der vorliegenden Erfindung wieder
zu diesem Prinzip zurückgekehrt, denn die hier vorliegende Stromflußwinkelsteuerung der Endstufe
dient lediglich der Linearisierung der Verstärkung und darf nicht zum Beispiel mit einer Gitter-Amplitudenmodulation
verwechselt werden, bei der zwar auch eine Stromflußwinkelsteuerung stattfindet aber nach einer
ganz anderen Gesetzmäßigkeit
Anhand der Zeichnungen wird di' Erfindung und ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel ntfbsr erläutert
F i g. 1 zeigt eine bekannte Einseitenband-Senderendstufe,
die
F i g. 2 und 3 zeigen erläuternde Diagramme dbzu.
Fig.4 ist ein Diagramm zur Erläuterung der
Erfindung, zu der in
Fig.5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Gestalt
eines Blockschaltbildes dargestellt ist während F i g. 6 ein Detail zu F i g. 5 zeigt
Untereinander gleiche Teile haben in den Figuren untereinander gleiche Bezugszeichen.
In F i g. 1 wird einer im B-Betrieb arbeitenden Senderöhre 1 von einer Eingangsklemme 2 über einen
Kondensator 3 am Steuergitter eine Einseitenbandschwingung zugeführt mit einer Hüllkurve h. Diese
Einseitenbandschwingung ist links neben der Eingangsklemme 2 in Abhängigkeit von der Zeit * dargestellt,
wobei zwei repräsentative Schwingungen e und f hervorgehoben sind. Das Steuergitter der Senderöhre 1
ist über einen Widerstand 4 vorgespannt mit einer Gkichspannung Ug i, so daß am Steuergitter als
Steuerschwingung die Einseitenbandschwingung und als Steuergröße die Überlagerung der Einseitenbandschwingung
mit der Gittervorspannung Ug liegt
Zur Anode der Senderöhre 1 fließt aufgrund des ß-Betriebes mit einem konstanten Stromflußwinkel von
180° ein Anodenstrom Ia, der von einer Klemme 5 mit
der Spannung {/kommend über ein Netzwerk Nfließt
das auf das Einseitenband abgestimmt ist Das Netzwerk enthält einen Transformator T, über den eine Ausgangsspannung
ausgekoppelt wird für eine Antenne A.
In Fi g. 2 ist eine idealisierte L^//a-Kennlinie für die
SendirShre 1 dargestellt und gezeigt, wie die steuernde
Binseitenbandschwingung Ug am Steuergitter der Senderöhre 1 zeitabhängig in einen Anodenstrom Ia
umgesetzt wird. Dabei entsteht aus der eingangsseitigen
Hüllkurve h eine ausgangsseitige Hüllkurve Hi für den
Anodenstrom Ia und aus den repräsentativen Einzel*-
schwingungen e b^w. /werden ausgangsseitig Halbwellen
Ei bzw. Fl. Es ist ersichtlich, daß die positiven
Halbwellen der Steuerschwingung wegen des linearen Verlaufs der Kennlinie linear verstärkt werden. Durch
das Netzwerk N wird dafür gesorgt, daß von der /a-Ausgangsschwingung nur diejenigen Frequen/komponenten
in eine Absgangsspannung Ua am Transformator
Tund an der Antenne A umgesetzt werden, die in das Einseitenband fallen. Ausgesiebt werden dagegen
der Gleichspannungsanteil und die Oberwellen der
RF-Schv'ingung (Einseitenbandschwingung), so daß an
der Antenne A wieder eine genau proportional zur eingnngsseitigen Einseitenbandschwingung verlaufende
Spannung vorhanden ist.
In Wirklichkeit sind die Verhältnisse aber nicht so ideal, wie aus F i g. 3 hervorgeht, wo die entsprechenden
Schwingungsverläufe für eine realistischere Ug/Ia-Kennlinie
gezeigt sind. Aus der repräsentativen Einzelschwingung c wird nun ausgangsseitig eine
Schwingung El und aus /wird F2, so daß sich aus der
eingnngsseitigen Hüllkurve h eine Stromhüllkurve H2 ergibt Man sieht, daß diese Hüllkurve H2 erheblich
abweicht von der Hüllkurve H\ in F i g. 2. Die Folge Javon ist, daß die an der Antenne A entstehende
Spannung eine Hüllkurve aufweist, die gegenüber der eingangsseitigen Hüllkurve Λ verzerrt ist. Ursache für
die unerwünschte Form der Hüllkurve H 2 ist die Tatsache, daß am Arbeitspunkt B aufgrund der
gekrümmten Kennlinie sich bei gröberer Aussteuerung fcl letztlich eine größere Steilheit ergibt als bei kleinerer
Aussteuerung (f). Daran ändert sich auch im wesentlichen nichts, wenn der Arbeitspunkt ßnoch weiter nach
links verschoben wird.
Anhand von Fig.4 wird nun gezeigt, wie die unerwünschten Verzerrungen mit Hilfe der Erfindung
vermindert werden können. Je nach Größe der Amplitude der zu verstärkenden Einzelschwingung e, f
ergibt sich ein unterschiedlicher Stromflußwinkel, weil der Arbeitspunkt auf der Kennlinie verschoben wird.
Für die Steuerschwingung e mit ihrer großen Amplitude befindet er sich im Punkt Q so daß die Senderöhre im
C-Betrieb arbeitet. Entsprechend hat die Ausgangsschwingung
E3 einen Stromflußwinkel von weniger als 180". Für den linken Nulldurchgang der Steuerschwingung
/'mit ihrer kleineren Amplitude verschiebt sich der Arbeitspunkt entsprechend dem Pfeil 6 ungefähr nach B.
Die Steuerschwingung nimmt dabei die Lage f\ ein, so daß ausgangsseitig eine Schwingung F3 entsteht.
Sinkt die Amplitude der Steuerschwingungen auf Null, so verschiebt sich der Arbeitspunkt entsprechend dem
Pfeil 7 zum Punkt 4 entsprechend dem sogenannten A- Betrieb. Auf diese Weise entsteht für den Anodenstrom
la eine Hüllkurve H3, welche dafür sorgt, daß die
Hüllkurve der an der Antenne A entstehenden Spannung gegenüber der Hüllkurve Ader Steuerschwingung
wesentlich weniger verzerrt ist als im Falle der F ig. 3.
Es ist ersichtlich, daß bei der Betriebsweise nach Fig.4 für kleine Aussteuerungen, also bei einem
Arbeitspunkt entsprechend dem Λ-Betrieb mehr Verlustleistung
anfällt als bei ß-Betrieb. Dieser Nachteil wird aber dadurch kompensiert, daß bei großen
Aussteuerungen (e) im C-Betrieb, also mit sehr geringer Verlustleistung gearbeitet wird. Eine weitere Verbesserung
des Wirkungsgrades wird — wie später gezeigt — durch eine zusätzliche Mitsteuerung der Anodenspannung
erreicht In dem Blockschaltbild nach F i g. 5 sind als bevorzugtes Beispiel diejenigen Mittel gezeigt, mit
denen sich ein Sender nach der Erfindung aufbauen läßt
Um die an der Klemme 2 erforderliche Steuerschwingung in Gestalt einer Einseitenbandschwingung zu
erzeugen, ist in bekannter Weise an einem Tonfrequenzeingang 8 eine Mischstufe 9 vorgesehen, dem an einer
Klemme 10 eine trägerfrequente Schwingung zugeführt ist Dem Modulator 3 ist ein Bandpaß il nachgeschaltet
zur Unterdrückung des unerwünschten. Seitenbandes. Am Ausgang erscheint die Einseitenbandschwingung 12,
die schon in F i g. 1 gezeigt wurde, mit der Hüllkurve h.
Eine solche Hüllkurve ergibt sich beispielsweise bei
Modulation mit zwei Tonfrequenzschwingungen untereinander gleicher Amplituden. Bei Mehrtonmodulation
mit unterschiedlichen Amplituden kann sich die punktierte Hüllkurve /»'ergeben. Dem Einseitenbandfilter
11 folgt dann, evtl. unter Zwischenschaltung weiterer Verstärker, schließlich ein Treiberverstärker 13, der die
Steuerschwingung liefert für die Endröhre 1.
Zunächst zur Verringerung der Verzerrungen, die in der Endröhre 1 infolge der gekrümmten Verstärkungskennlinie auftreten, sind nun Mittel zur Steuerung des Arbeitspunktes dor Endstufe 1 vorgesehen, derart, daß sich prinzipiell die Verhältnisse nach Fig.4 erreichen lassen, so daß sich also die durch die Hüllkurven h (für
Zunächst zur Verringerung der Verzerrungen, die in der Endröhre 1 infolge der gekrümmten Verstärkungskennlinie auftreten, sind nun Mittel zur Steuerung des Arbeitspunktes dor Endstufe 1 vorgesehen, derart, daß sich prinzipiell die Verhältnisse nach Fig.4 erreichen lassen, so daß sich also die durch die Hüllkurven h (für
is Eintonmodulation) bzw. h' (für Mehrtonmodulation)
gekennzeichneten Einseitenbandschwingungen an dem abgestimmten Reaktanznetzwerk N möglichst linear
reproduzieren lassen. Das ist gewährleistet, wenn die Grundweiienampütuucii dar steuernden Einscitcnfcsr.d
schwingung bei den verschiedenen vorkommenden
nungsgrundwellenamplituden ergeben, die um einen konstanten Faktor vergrößert sind.
vendetektor 14, welchem die Einseitenbandschwingung 12 zugeführt ist, und im einfachsten Fall aus einer
nachgeschalteten Überlagerungsstelle 15 vor dem Steuei gitter der Endstufe 1, wenn das Ausgangssignal
16 des Hüllkurvendetektors 14 die richtige Polarität hat.
was davon abhängig ist, welche Art von Verstärkungselement (Röhre, pnp- oder pnp-Transistor) als Endstufe
1 verwendet wird. Im vorliegenden Fall wird die Polarität des Ausgangssignals 16 des Hüllkurvendetektors
14 noch durch einen Umkehrverstärker 17 umgekehrt (UM). Außerdem wird an der Überlagerungsstelle
15 zusätzlich über einen Widerstand 18 noch eine Gleichspannung Ug \ überlagert, um die richtige
Grundeinstellung für den Arbeitspunkt der Endstufe 1 einstellen zu können. An der Überlagerungsstelle 15
ergibt sich dann als gesamte Steuergröße eine Schwingung 19, bei der allerdings die Spannung Ug \
nicht berücksichtigt ist.
Auf diese Weise wird der Arbeitspunkt der im Eintaktbetrieb arbeitenden Endstufe 1 synchron, unverzögert
und hysteresefrei in Abhängigkeit von der Hüllkurve Λ bzw. /»'der Steuerschwingung 12 gesteuert,
wobei natürlich dafür gesorgt sein muß, daß die Laufzeiten vom Abzweigpunkt 20, wo der Hüllkurvendetektor
14 angeschlossen ist bis zur Überlagerungsstelle 15 untereinander gleich sind sowohl für den
Einseitenbandsignalweg 20-13-3-15 als auch für den Arbeitspunktsteuerweg 20-14-36-21-17-15.
Dem Hüllkurvendetektor 14 ist dabei noch ein Vorverzerrer 21 nachgeschaltet, der erforderlich werden
kann, wenn bezüglich der Hüllkurve die Linearität der Endstufe t noch nicht ausreichend sein sollte. Ais
Vorverzerrer 21 kann ein Diodenverzerrer benutzt werden mit gekrümmter Kennlinie, die durch Messungen
ermittelt werden kann und von der Verstärkungskennlinie der Senderröhre 1 abhängt
An dieser Stelle stellt sich die Frage, ob es nicht einfacher wäre, den Arbeitspunktsteuerweg 20-14-21-17-15
fortzulassen und dafür einen geeigneten Vorverzerrer in den Tonfrequenz- bzw. Einseitenbandsignalweg
11-20-13-3-15 zu legen. Dies wäre im Prinzip
möglich, aber sehr aufwendig, da eine sehr starke Vorverzerrung nötig wäre, die zu einer Beeinflussung
der bei Einseitenbandmodulation auftretenden Phasen-
modulation führen kann.
Demgegenüber braucht der Vorverzerrer 21 nach
dem Hüllkurvendetektor 14 nur noch eine schwache Vorverzerrung vorzunehmen, die viel leichter zu
beherrschen ist.
Abgesehen von der Linearisierung der Verstärkung der RF-Endstufe hat die Arbeitspunktsteuerung eine
zusäviiche Bedeutung im Rahmen der bisher noch nicht beschriebenen Schaltungsteile.
Zur Verlustleistungseinsparung in der Endstufe 1 wird deren Anodenspannung nämlich synchron zur Hüllkurve
Λ bzw. A'mitgesteuert. Als Mitsteuerungsmittel ist ein
Leistungsverstärker 22 vorgesehen, dessen Ausgang an die Klemme S angeschlossen ist und der gesteuert wird
(mittelbar) vom Ausgangssignal des Hüllkurvendetektors 14. Der Leistungsverstärker 22 wird also gesteuert
von einer Schwingung 23 und liefert als Betriebsspannung für die Endstufe 1 den verstärkten Spannungsver-
!s'jf 24. Dadurch wird di? Betricbssnsnn1."?" "iPr
Endstufe 1 immer dann herabgesetzt, wenn die Hüllkurve Λ bzw. h' eine Einschnürung aufweist. Am
Anodenstromverlauf la gemäß Fig.4 ändert sich dadurch nichts. Die Mitsteuerung der Anodengleichspannung
dient nicht zur Modulation sondern nur zur Wirkungsgradverbesserung. Der Anodenspannungsverlauf
ist in F i g. 5 unter Ziffer 25 angegeben, wobei die strichpunktierte Linie der Mittelwert ist, der durch das
Reaktanznetzwerk N herausgefiltert wird, weil die Grundwellen und die Oberwellen dieses Mittelwertes
im niederfrequenten Tonfrequenzbereich liegen. Die AnoJenspannung sinkt jeweils nur so weit ab, daß die
Röhre durch die RF-Schwingung noch nicht bis zur Restspannung ausgesteuert wird.
Bevorzugt wird für den Leistungsverstärker 22 eine Anordnung nach F i g. 6 verwendet, die ausgehend von
einem Abgriff 26, der auch in Fig.5 gezeigt ist, einen
Pulsdauermodulator (PDM) 27 mit nachgeschaltetem Verstärker 28 enthält Dieser steuert eine Schaltröhre
29, die zusammen mit einer Freilaufdiode 30 und einem nachgeschalteten Tiefpaß 31 einen Schaltverstärker
bildet, wie er als Modulationsverstärker bekannt ist aus der DPS 12 18 557 und dessen Wirkungsweise leicht
verständlich beschrieben ist in den Rundfunktechnischen Mitteilungen, Jahrgang 21, 1977, Heft 4, Seiten
153—157. Die Betriebsspannung wird der Klemme 32 zugeführt und von dort fließt ein Strom je nach
Schaltzustand der Schaltröhre 29 entweder über die eine oder die andere Wicklung einer Speicherspule 33.
Ein Kondensator 34 stellt für Oberwellen der Schaltfrequenz (z. B. 54 kHz) eine Verbindung zwischen den
beiden Wicklungen her; er ist erforderlich, da praktisch keine 100% ige Kopplung zwischen den Wicklungen der
Speicherspule 33 erreicht werden kann.
Es hat sich nun gezeigt, daß die Mitsteuerung der Anodenspannung durch die Ausgangsspannung 24 des
Leistungsverstärkers 22 in Fig.5 zusätzliche Verzerrungen
der durch die Endstufe 1 verstärkten Hüllkurve der Einseitenbandschwingung hervorrufen kann. Ursache
dafür ist der Anodendurchgriff der Senderöhre 1. Der Durchgriff hat Rückwirkungen der Anodenspannung
(Klemme 5) auf die Steuergröße am Steuergitter. Bei Verwendung eines Schaltverstärkers als Leistungsverstärker
22 ergeben sich aber auch Rückwirkungen auf diesen selbst und zwar in der Weise, daß störende
Einschwingvorgänge insbesondere im Tiefpaß 31 auftreten.
Es hat sich nun herausgestellt, daß sich die Rückwirkungen durch die mitgesteuerte Anodenspannung
durch die Mittel zur Arbeitspunktsteuerung günstig beeinflussen lassen. Diese Mittel erfüllen damit
also dann einen doppelten Zweck, wenn die Anodenspannung mitgesteuert wird.
Bei der Erfüllung dieses doppelten Zweckes hat sich allerdings gezeigt, daß (auch abhängig von der
Kennlinie der Senderöhre 1) die Dimensionierung der Verstärkung des Verstärkers 17 und des Vorverzerrers
21 wie auch der Gittervorspannung Ug ί eine etwas
ίο andere sein muß, je nachdem, ob eine Optimierung
bezüglich derjenigen Verzerrungen erreicht werden soll, welche durch die gekrümmte Kennlinie der
Leistungsröhre 1 hervorgerufen werden, oder ob Einschwingvorgänge im Leistungsverstärker 22 nach
Fig.6 weitgehend vermieden, werden sollen. Diese Einschwingvorgänge beruhen nämlich darauf, daß der
Tiefpaß 31 in F i g. 6 durch die Senderöhre 1 fehlangepaßt ist, weil die Senderöhre nicht bis zur
der Senderöhr; 1 ist dann nicht mehr klein genug, um Einschwingvorgänge im Schaltverstärker 22 nach
F i g. 6 ausreichend zu dämpfen. Um den Verstärker 22 nach F i g. 6 immer mit dem gewünschten Widerstand
abzuschließen, muß der Arbeitspunkt der Senderendstufe 1 bei kleiner werdender RF-Ansteuerung in den
^-Betrieb verschoben werden. Dadurch kann erreicht werden, daß sich der Anodengleichstrom proportional
mit der Ausgangsspannung 24 des Verstärkers 22 ändert, d. h. daß der Lastwiderstand des Schaltverstärkers
22 konstant ist.
Die Steuerung des Senderöhrenarbeitspunktes zur Anpassung des Verstärkers 22 hat bei der Schaltungsdimensionierung
Vorrang vor der Linearisierung der Verstärkung der Senderendröhre 1.
Abhängig von der Krümmung der Röhrenkennlinie kann dabei eine nicht vollständige Kompensation bzw.
eine Überkompensation der Verzerrungen der Senderöhre 1 auftreten.
Um einen guten Abschluß des Verstärkers 22 zu erreichen und gleichzeitig die Verzerrungen der Hüllkurve an der Antenne A auf einen möglichst kleinen Wert herabzusetzen, besteht die Möglichkeit, über eine zusätzliche Leitung 35 in F i g. 5 die die Arbeitspunktverschiebung steuernde Ausgangsgröße des Verstärkers 17 auch schon (evtl. umgepolt) der Steuerelektrode des Treiberverstärkers 13 zuzuführen. Beim Treiberverstärker 13 braucht man auf eine Wirkungsgradverschlechterung durch Verschiebung des Arbeitspunktes in Richtung zum /4-Betrieb bei kleiner Aussteuerung
Um einen guten Abschluß des Verstärkers 22 zu erreichen und gleichzeitig die Verzerrungen der Hüllkurve an der Antenne A auf einen möglichst kleinen Wert herabzusetzen, besteht die Möglichkeit, über eine zusätzliche Leitung 35 in F i g. 5 die die Arbeitspunktverschiebung steuernde Ausgangsgröße des Verstärkers 17 auch schon (evtl. umgepolt) der Steuerelektrode des Treiberverstärkers 13 zuzuführen. Beim Treiberverstärker 13 braucht man auf eine Wirkungsgradverschlechterung durch Verschiebung des Arbeitspunktes in Richtung zum /4-Betrieb bei kleiner Aussteuerung
so nicht so sehr Rücksicht zu nehmen wie bei der Endstufe 1. Durch die zusätzliche Leitung 35 wird es also möglich,
die Arbeitsweise der Endstufe 1 mehr nach Gesichtspunkten der Wirkungsgradverbesserung auszulegen
und hier die Einschwingvorgänge im Schaltverstärker 22 zu bekämpfen, während die Kompensation restlicher
Verzerrungen durch Arbeitspunktsteuerung im Treiberverstärker 13 und im Vorverzerrer 21 erfolgen kann. Ein
solcher Vorverzerrer kann übrigens auch in die Leitung 35 zusätzlich oder anstelle des Vorverzerrers 21
eingesetzt werden.
Zwischen dem Hüllkurvendetektor 14 und dem Abgriff 26 ist ein einstellbarer Kapper 36 vorgesehen.
Er schneidet von den positiven Halbwellen der Hüllkurve Λ, also von der Schwingung 16 die unteren
es Spitzen ab. Dadurch wird zum einen erreicht, daß der
Arbeitspunkt der Endstufe 1 nicht gar zu weit in positive Bereiche der Steuerspannung, also nicht allzuweit in den
y4-Betrieb hineingesteuert wird, weil sich dies als nicht
notwendig erwiesen hat. Außerdem sind auch bei der Schwingung 23 diese Spitzen abgeschnitten, was
deshalb insbesondere für einen Schaltverstärker nach F i g. 6 als Leistungsverstärker 22 von Vorteil ist, weil
dieser dadurch nicht einen so hohen Oberwellenanteil übertragen muß, als es mit den Spitzen der Halbwelle
der Hüllkurve h der Fall wäre, Durch Einstellung des Kappers kann der Abschluß des Verstärkers 22 nach
F i g. 6 weitei verbessert werden und es ist besonders
ίο
bei Modulation mit Frequenzen an der oberen NF-Bandgrenze eine Einstellung auf Verzerrungsminimum
möglich.
Durch geeignete Schaltungsmaßnahmen wird dafür gesorgt, daß die Signallaufzeiten des Verstärkers 22, des
RF-Vorverstärkers 13 und der Gittersteuerung (21, 17) so aufeinander abgestimmt sind, daß an der Senderendröhre
1 keine nennenswerten gegenseitigen Phasenverschiebungen auftreten.
Claims (8)
1. AmpUtudenmodulierter Sender für Einseitenbandbetrieb
mit einer trotz nichtlinearer Verstärkungskennlinie im wesentlichen linear verstärkenden,
hauptsächlich im B-Betrieb arbeitenden Endstufe (1), weiche Ober einen Steuerschwingungsweg
(20-13-2-3-15) gesteuert wird und ausgangsseitig ein
Reaktanznetzwerk (N) zur Dämpfung der außerhalb des Einseitenbandes erzeugten harmonischen Verzerrungen
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitspunktsteuerweg (20-14-36-21-17-15)
aus der Einseitenbandschwingung (12) mit Hilfe eines Hüllkurvendetektors (14) eine
Steuergröße (U 17 in den Fig.4 und 5) gewonnen
wird, mit welcher der Stromflußwinkel der Endstufe (1) im wesentlichen unverzögert, hysteresefrei und
synchron mit dem Verlauf der Hüllkurve (h, h')
gesteuert wird, und zwar bis in den C-Betrieb bei den
größten Amplituden der Einseitenbandschwingung (12).
2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunktsteuerweg (20-14-36-21-17-15)
ausgelegt ist zur Stromflußwinkelsteuerung bis in den /!-Betrieb bei den kleinsten Amplituden
der EinseitenbandschwmguEg.
3. Sender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Arbeitspunktsteuerweg
(20-14-36-21-17-15) gewonnene Steuergröße (U 17)
und die steuernde Einseitenbandschwingung (12) einander überlagert der Steuerelektrode der Endstufe
(1) zugeführt werden.
4. Sender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung (Klemme 5) der
Endstufe (1) durch zusätzliche Mitsteuerungsmittel (14,36,22) mitgesteuert ist, und zwar, abgesehen von
dem Bereich sehr kleiner Einseitenbandschwingungsamplituden, proportional dem Hüllkurvenverlauf
(h, A'jdieser Einseitenbandschwingung (12).
5. Sender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitsteuerungsmittel einen Schaltverstärker
(22; 29 bis 34) mit nachgeschaltetem Tiefpaß (31) enthalten, wobei dem Schaltverstärker ein
Pulsdauermodulator (27) vorgeschaltet ist
6. Sender nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Vermeidung von Einschwingvorgängen im Schaltverstärker (22; 29 bis 34) der Arbeitspunktsteuerweg
(20-14-36-21-17-15) so ausgelegt ist, daß eine nicht
vollständige oder aber eine übermäßige Kompensation der Verzerrungen der Endstufe (1) zugelassen
ist
7. Sender, bei dem der Arbeitspunktsteuerweg
(20-14-36-21*17-15) nach einem vorangehenden Anspruch und/oder die Mitsteuerungsmittel (14,36,
22) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 einen Kapper (36) enthalten zur Kappung von durch aneinanderstoßende
Halbwellen gebildeten Spitzen der Hüllkurve (h) in dem Bereich, in dem die Einseitenbandschwingung
sehr kleine Amplituden hat
8. Sender nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (1) im
Eintaktbetrieb arbeitet.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
DE3040272A DE3040272C2 (de) | 1980-10-23 | 1980-10-23 | Amplitudenmodulierter Sender für Einseitenbandbetrieb |
CH6641/81A CH659161A5 (de) | 1980-10-23 | 1981-10-16 | Amplitudenmodulierter sender fuer einseitenbandbetrieb. |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3040272A DE3040272C2 (de) | 1980-10-23 | 1980-10-23 | Amplitudenmodulierter Sender für Einseitenbandbetrieb |
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Family
ID=6115156
Family Applications (1)
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DE3040272A Expired DE3040272C2 (de) | 1980-10-23 | 1980-10-23 | Amplitudenmodulierter Sender für Einseitenbandbetrieb |
Country Status (3)
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CH667762A5 (de) * | 1985-02-14 | 1988-10-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Einseitenbandmodulationsverfahren, einseitenbandmodulator und rundfunksender. |
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US5249201A (en) * | 1991-02-01 | 1993-09-28 | Mst, Inc. | Transmission of multiple carrier signals in a nonlinear system |
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DE947985C (de) * | 1952-10-10 | 1956-08-23 | Telefunken Gmbh | Roehrengenerator |
DE950788C (de) * | 1954-01-09 | 1956-10-18 | Telefunken Gmbh | Senderschaltung zur Amplitudenmodulation einer Hochfrequenzschwingung mit herabgesetzter Bandbreite |
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US3564417A (en) * | 1964-02-15 | 1971-02-16 | Fujitsu Ltd | Single sideband transmission system for producing a maximum amplitude signal |
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DE1766586A1 (de) * | 1968-06-18 | 1971-07-29 | Collins Radio Co | HF-Leistungsverstaerkung mit hohem Wirkungsgrad mit Modulationssignal >>Zeitpunkt<<-geschaltetem Verstaerker-Gleichspannungspotential |
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- 1981-10-16 CH CH6641/81A patent/CH659161A5/de not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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CH659161A5 (de) | 1986-12-31 |
US4417358A (en) | 1983-11-22 |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |