10R EXPERIMENTEEL RADIO-ONDERZOEK

Transcriptie

1 MAAND 10R EXPERIMENTEEL RADIO-ONDERZOEK

2

3

4

5

6

7

8 l FREQUENT IE-MODULATIE NA in het eerste artikel 1 enig begrip gekregen te hebben omtrent het wezen van de frequentiegenioduleerde trilling, gaan we hiermede gewapend in dit artikel de frequentie-gemoduleerde zenders bzspreken om in een derde artikel aan de ontvangers voor F.M. onze aandacht te wijden. Allereerst zullen we enige numerieke waarden voor maximale frequentiezwaai, L.F. bandbreedte en centrale frequenties vaststellen. Voor oiliroepdoeleinden wordt F.M. gebruikt als kwaliteitsmodulatie door zijn grote storingsvrijheid. Het ligt dus voor de hand om het gehele L.F. bereik van bijv. een syrnphonie-orkest volledig door te geven. Principieel zouden we dan tot 15.ooo Hz moeten gaan. (Vergelijk hiermede de 4500 HZ welke voor omroepzenders op middengolf is toegestaan). Een groot aantal waarneniingen heeft cchter als resultaat opgeleverd, dat nagenoeg geen kwaliteitsvermindering optreedt, wanneer we de bovenste L.F. grens bij 1o.ooo Hz leggen, een waarde die men ook in de practijk aanhoudt. In het eerste artikel is aangetoond dat het voor storingsvrije F.M. noodzakelijk is, dat de maximale frequentiezwaai groot is t.o.v. de hoogste door te geven modulatiefrequentie, dus groot t.o.v. 10.0oo Hz (zie grafiek in art. I). F.C.C. heeft in Amerika de max. frequentiezwaai vastgesteld op 75 khz. We D004 H. L. BERKHOUT, PAoHL i K.G. band niet, zodat men met een dergelijke kwa- ~ liteits F.M. oniroep beneden 10 m gaat. In Amerika zijn een aantal,,f.m.-broadcast" banden in de buurt van de aangewezen. Dit heeft weer het bezwaar i van de geringe reikwijdte evenals bij televisie; we ~ inoeten echter bedenken dat F.M. in een grote stad juist uitkomst brengt, waar tengevolge van het hoge I storingsniveau de normale A.M. oniroepprogramma's 1 vaak ongenietbaar zijn. Het gebruik van deze hoge frequenties brengt ook nog een andere moeilijkheid met zich mede. Wanneer we voor deze frequenties een oscillator moesten maken rnet een behoorlijke frequentie-constantheid, zouden we onze toevlucht nemen tot kristalsturing op een lagere frequentie en dan vermenigvuldiging toepassen. Het zal duidelijk zijn dat zo'n,,starre 2 ' oscillator niet,,frequentie te moduleren" is. Het is wel mogelijk om dit via phasemodulatie indirect te doen (Armstrong, zie later). Er worden echter veelvuldig schakelingen toegepast, die door een soort,,frequentietegenkoppelingu de frequentiedrift tot een nunimum beperken. Tot slot van deze eisenformulering nog iets over amateur-toepassingen. Voor amateurverbindingen komt alleen spraak in aannierking. Nu kunnen wij voor spraak tevreden zijn als we zoo0 Hz nog doorgeven. We komen dan op een max. zwaai van 2/10.75 = I j Hz, hetgeen een bandbreedte van 40 khz vereist. Op de normale amateurbanden van 10 m en hoger mogen wij met een dergelijke bandbreedte niet werken. F.M. voor amateurs wordt dus uitsluitend op de V.H.F. banden toegepast en geniet daar in Amerika reeds een grote mate van populariteit. Fig. I - BI = oscillatorbuis. BZ = reactantiebuis. moeten nu wel bedenken dat de ingenomen bandbreedte groter is dan z X 75 = 150 khz. Irnmers, er vallen nog zijbanden van het spectrum buiten. Wel nemen deze in amplitude steeds af, zodat wc practisch niet een bandbreedte van z X IOO = zoo kiiz kunnen rekenen. U zult nu begrijpen, dat we uitzendingen met een dergelijke bandbreedte niet bijv. op middengolf kunnen doen plaats vinden. Voor kwaliteitsontvangst leent zich in het algeineen ook de normale Zie,,~lectron" 1947, Februari, pag. 38. Een frequentie gemoduleerde zender bestaan als iedere andere uit een aantal trappen, waarvan de eerste dient om de frequentie op te wekken en de overige om de energie tot op het gewenste niveau op te voeren. Bij een F.M. zender is de frequentie van de stuurtrap niet constant, doch bevat reeds de modulatie. De amplitude is echter constant; het is dus duidelijk dat de volgende trappen in zgn. telegrafieinstelling kunnen staan met een max. ren&ment. Een bijkomstig voordeel is dit van F.M., hetgeen voor de omroepdoeleinden niet zo belangri~k is, daar zijn vereenvoudigingen en besparingen in de ontvanger ons meer welkom dan iri de zender. Het eerste probleem is dus : Hoe maak ik een frequentie gemoduleerde oscillator? Menig amateur zal hier glimlachen en zeggen:,,vertel me liever hoe ik een oscillator nraak van constante frequentie." In de oertijd van het zendam~teurisme werd nl. veel gewerkt met zgn. ongestuurde zenders. Men maakte dan een oscillator, meestal van niet te goede frequentieconstantheid en ging deze,,amplitude-moduleren", tenminste dat dacht men. Wat gebeurde er naillelijk? Bij het moduleren verandert men een der

9 Fig. z - I. master-oscillator; 2. buffer-trap; 3. frequentie-verdrievoudiging; 4. idem; 5. eindtrap; 6. reactantiebuis; 7. discrinunator; 8. mengtrap; g. pre-emphasis; 10. freqiientieverdrievoudiging; I I. kristal-oscillator; 12. L.F.*versterlcer. instelspanningen van de oscillatorbuis; bijv. de roosterspanning. Tegelijk met deze spanningsvariatie treedt echter ook een capaciteitsvariatie van bijv. de roostercapaciteit op en in de oscillatorschakeling staat deze capaciteit parallel aan de kring of een gedeelte hiervan met als gevolg dat met de amplitude ook de frequentie in L.F. rythme varieert. Hoewel deze eenvoudige methode ons een frequentie-gemoduleerde oscillator oplevert, is zij voor ons doel ongeschikt, omdat ze naast de gewenste F.M. ook in grote mate ongewenste A.M. oplevert; 1 maar het principe is bereikbaar en dit is: Schakel parallel aan de afgestemde oscillatorkring een 1 reactantie, waarvan de grootte zich in L.F. rhytlinie i wijzigt. In ons voorbeeld was dit een buiscapaciteit. I Een tweede voor de hand liggende methode is het *bruikmaken van een condensatormicrofoon. Deze 1 hicrofoon bestaat uit een condensator waarvan de 1 capaciteit zich in L.F. rhythiiie wijzigt bij het be- ' spreken. Schakelen we deze dus rechtstreeks parallel 1 aan de oscillatorkring, dan levert de oscillator bij het bespreken een frequentie-gemoduleerde trilling. Een 1 benvaar van deze methode is dat het noodzakelijk is I i I i een deel van de H.F. uitrusting van de zender in de studio aan te brengen. Toch wordt deze methode wel eens toegepast. Dit bezwaar wordt ondervangen - en nu komen wij tot de ineest gebruikelijke methode -bij de zgn.,,reactantiebuisschakeling". Hierbij wordt een buis zodanig geschakeld, dat zij exact dezelfde eigenschappen heeft als een reactantie (zelfinductie of capaciteit). Bovendien is de grootte van de reactantie afhankelijk van de steilheid. Gebruiken we nu een buis met een dusdanige kromine karakteristiek, dat de steilheid evenredig is met de roostergelijkspanning (kwadratische Sa-Vg karnkteristiek), dan zal als we aan dit rooster een L.F. wisselspanning aanleggen de reactantie zich overeenkomstig wijzigen. Hoe werkt nu zo'n reactantiebuis? In Fig. I is getekend een triode-oscillator in de bekende driepuntschakeling. Parallel aan de oscillatorkring is de reactantiebuis geschakeld. We moeten nu even bedenken dat we de impedantie van een schakeling kunnen vinden door op deze schakeling een spanning V te zetten en dan te zien welke strooni I er dooivloeit: de impedantie Z is dan liet quotient V/I. Zetten we deze spanning V nu eens tussen de punten Aen B van Fig. I. De keuze van RI en C1 is nu zo, dat: I. de strooin door RI en CI klein is t.o.v. de stroom die de buis aan de trillingskring levert; 2. RI groot is t.o.v. de impedantie I /~CI van CI. De stroom welke aldus van A naar B vloeit, is dus practisch in pliase met V. Deze stroom zal over de condensator CI een spanning leveren, welke go 0 naijlt bij I en dus bij V. Deze spanning dient als roosterspanning voor de reactantiebuis, en de plaatwisselstroom welke de buis levert is in phase met deze roosterspanning. Door de buis vloeit dus een stroom, welke go 0 naijlt bij de spanning en de buis gedraagt zich dus als een zelfinductie. Echter is dit alleen geen bewijs voor het karakter van de reactantiebuis. We eisen van een zelfinductie niet alleen de go 0 phasedraaïing tussen spanning en stroom. Bij Fig. 3 - I. L.F.-verstcrlcer; 2. correctiefilter; 3. balans-modulator + go gr. draaiing, 24 briiiden; q. kristal-oscillator; j. buffertrap; 6. draaggolf-vcrsterlcer; X vemirnigvuldigen; 8. buffertrap; q. 2 X vennciiigvulùigeri: 10. inengtrap; 11. kristd-oscillator; X vcnnciiigvuldigcn.

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43 I I ' I 8 bevat 3 kernen Ersin vloeimiddel 8 steeds juiste verhouding vloeimiddel-soldeer geen verhoging electrische weerstand 8 laag smeltpunt oxydatie van de las uitgesloten levering uit voorraad Importeur voor Nederland: NIERSTRASZ N.V. - Ingenieurs PLANTAGE MIDDENLAAN 62, AMSTERDAM, TEL Radio Technisch Bureau H, A, Blaauw Parklaan 13 - Groningen Giro Telefoon (K 5900) Het adres voor RADIO-MATERIALEN, ook voor U!! Wij geven U gaarne alle inlichtingen of maken offerte Verzending door geheel Nederland l ADRES VOOR IE KLAS RADIO-ONDERDELEN GEEN PRIJSCCURANT 1 CORNELISSTEEG 11, HAARLEM 1 DELEN p AURORA AMSTERDAM. VIJZELSTR d; 29 KONTAKT DEN HAAG, WAGENSTRAAT 49 KONTAKT ROTTERDAM. STATIONSSINGEL 8 7 POSTORDERS WORDEN VLOT VERZORGD &

44