DE1018100B - Circuit arrangement for phase-locked halving of a pulse repetition frequency - Google Patents
Circuit arrangement for phase-locked halving of a pulse repetition frequencyInfo
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
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Description
Bei der Nachrichtenübertragung mit Hilfe von Impulsen, insbesondere bei Pulsmodulationssystemen, tritt häufig die Aufgabe auf, aus einer Impulsfolge eine Rechteckspannung, eine Sinusspannung oder eine andere Impulsfolge mit einer niedrigeren Frequenz als der ursprünglichen Impulsfolgefrequenz phasenstarr abzuleiten. Zur phasenstarren Frequenzteilung eignen sich vor allem bistabile Multivibratoren, da hierbei die Kippschwingung im Arbeitspunkt größter Steilheit bei einem definierten, röhrenunabhängigen Ansprechpotential ausgelöst wird; diese Schaltungen benötigen jedoch zwei Röhren. Kippschaltungen mit nur einer Röhre — z. B. Multivibratoren mit Rückkopplung zwischen Schirmgitter und Bremsgitter oder Sperrschwinger mit Transformatorrückkopplung, bei denen die Gittervorspannung durch ein i?-C-Glied erzeugt wird — sind zur phasenstarren Frequenzteilung weniger geeignet, da hierbei der Kippzeitpunkt stark von den Röhrendaten, den Betriebsspannungen und der Amplitude der Steuerspannung abhängt.When transmitting messages with the help of pulses, especially with pulse modulation systems, the task often occurs to convert a pulse train into a square wave voltage, a sinusoidal voltage or a other pulse train with a frequency lower than the original pulse train frequency phase-locked derive. In particular, bistable multivibrators are suitable for phase-locked frequency division, since the Tilting oscillation at the working point of greatest steepness with a defined, tube-independent response potential is triggered; however, these circuits require two tubes. Flip circuits with only one Tube - e.g. B. Multivibrators with feedback between the screen grid and brake grid or blocking oscillator with transformer feedback, in which the grid bias is generated by an i? -C element - are less suitable for phase-locked frequency division, since the breakover point is strong here depends on the tube data, the operating voltages and the amplitude of the control voltage.
Es ist eine als Multiar bezeichnete Sperrschwingerschaltung mit einer Röhre bekanntgeworden, die die Zeitgenauigkeit einer Multivibratorschaltung mit zwei Röhren aufweist. Bei dieser Schaltung wird der Rückkopplungsweg durch einen Gleichrichter im Steuergitterkreis geöffnet oder gesperrt. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Vervielfachung oder Teilung einer Impulsfolgefrequenz einen zusätzlichen Rückkopplungsweg mit einem vorzugsweise auf eine Harmonische oder Subharmonische der Impulsfolgefrequenz abgestimmten Schwingkreis vorzusehen. Da zum Sperren und EntSperren der Röhre negative und positive Steuerimpulse notwendig sind, kann nur der zeitlich genau festliegende Sperrvorgang durch einen Impuls der unipolaren Impulsfolge ausgelöst werden; das EntSperren der Röhre erfolgt frei in der Pause zwischen zwei Steuerimpulsen durch die im Schwingkreis erzeugte Schwingung. Damit die Röhre sicher durch einen Steuerimpuls und nicht durch die Eigenschwingung gesperrt wird, ist der stark gedämpfte Schwingkreis gegenüber der Ausgangsfrequenz auf eine etwas tiefere Frequenz abgestimmt. Die an der Anode entstehende Rechteckspannung hat daher ungleich lange Halbwellen, und nur ihre eine Flanke stimmt zeitlich mit dem Steuerimpuls überein. Es besteht also keine völlig phasenstarre Verknüpfung zwischen der Eingangsimpulsfolge und der Ausgangs-Rechteckspannung oder einer daraus abgeleiteten Sinusspannung.It has become known as a multiar barrier oscillator circuit with a tube that the Having time accuracy of a multivibrator circuit with two tubes. In this circuit, the Feedback path opened or blocked by a rectifier in the control grid circuit. It was already proposed an additional feedback path for multiplying or dividing a pulse repetition frequency with a preferably on a harmonic or subharmonic of the pulse repetition frequency Provide a coordinated resonant circuit. Since for locking and unlocking the tube negative and positive control pulses are necessary, only the precisely timed locking process can be performed by a Pulse of the unipolar pulse train are triggered; the tube can be unlocked during the break between two control pulses due to the oscillation generated in the resonant circuit. So that the tube is safe is blocked by a control pulse and not by the natural oscillation, is the heavily damped Resonant circuit tuned to a slightly lower frequency compared to the output frequency. The one at the The square-wave voltage produced by the anode therefore has half-waves of unequal length, and only its one flank coincides with the timing of the control pulse. So there is no completely phase-locked link between the input pulse train and the output square wave voltage or one derived from it Sinusoidal voltage.
Die Erfindung zeigt einen einfachen Weg, für den Fall der Frequenzhalbierung einer Impulsfolge eine völlige Phasenstarrheit zu erreichen. Die Erfindung ist durch eine Multiarschaltung mit einem differenzierenden und einem nicht differenzierenden Rück-Schaltungsanordnung zur phasenstarren Halbierung einer ImpulsfolgefrequenzThe invention shows a simple way, in the event of the frequency halving of a pulse train to achieve complete phase rigidity. The invention is through a multi-circuit with a differentiating and a non-differentiating reverse circuit arrangement for phase-locked halving of a pulse repetition frequency
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2
Dipl.-Ing. Walter Arens,Dipl.-Ing. Walter Arens,
Dipl.-Ing. Hans-Martin ChristiansenDipl.-Ing. Hans-Martin Christiansen
und Dipl.-Ing. Hermann Pfeifer, München,and Dipl.-Ing. Hermann Pfeifer, Munich,
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
kopplungsweg gekennzeichnet, die durch einen Gleichrichter im Steuergitterkreis geöffnet und gesperrt werden, und durch ein Eingangs-Differenzierglied, über das die zu teilende Impulsfolge dem Steuergitterkreis zugeführt wird, wobei die Zeitkonstanten der Rückkopplungswege und des Eingangs-Differenziergliedes derart gewählt sind, daß die Multiarröhre durch aufeinanderfolgende Eingangsimpulse abwechselnd geöffnet und gesperrt wird.Coupling path marked, which is opened and blocked by a rectifier in the control grid circuit are, and by an input differentiator, via which the pulse train to be divided is fed to the control grid circuit, the time constants of the Feedback paths and the input differentiator are chosen such that the multi-tube is alternately opened and blocked by successive input pulses.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen inThe invention will be explained in more detail with reference to the drawings using an exemplary embodiment. The drawings show in
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur phasenstarren Halbierung einer Impulsfolgefrequenz,1 shows a circuit arrangement for phase-locked halving of a pulse repetition frequency,
Fig. 2 die zeitlichen Vorgänge bei der Frequenzhalbierung. 2 shows the time processes when halving the frequency.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 stellen der Gleichrichter Gl und der differenzierende Rückkopplungsübertrager Tl (Kathode—Gitter) die für die Multiarschaltung typischen Schaltelemente dar. Ein zweiter Rückkopplungsweg (Anode—Gitter) wird durch den nicht differenzierenden Übertrager T 2 gebildet. Es ist auch möglich, die Primärwicklungen der beiden Rückkopplungsübertrager in Reihe zu schalten und sie entweder in die Kathoden- oder in die Anodenzuleitung zu legen. Die zu teilende Impulsfolge gelangt über b und das Differenzierglied Cl, Rl in den Steuergitterkreis. Die Ausgangsspannung kann am Außenwiderstand i?4 über / abgenommen werden. Zur Einstellung eines positiven KathodenpotentialsIn the circuit arrangement of FIG. 1, the rectifier Gl and the differentiating feedback transformer Tl (cathode grids) are typical of the Multiarschaltung switching elements. A second feedback path (anode grid) is formed by the non-differential transformer T 2. It is also possible to connect the primary windings of the two feedback transformers in series and place them either in the cathode or in the anode lead. The pulse train to be divided reaches the control grid circuit via b and the differentiating element Cl, Rl. The output voltage can be increased / decreased at the external resistance i? 4. For setting a positive cathode potential
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gegen Erde dient der Widerstand R 2 in der Kathodenzuleitung, der durch einen Kondensator C 2 überbrückt ist. Die Anodenspannungsquelle ist zwischen +Al und Erde geschaltet, das Gitter der Röhre erhält über den Widerstand RZ vorzugsweise ein positives Potential (+A2) gegen die Kathode. The resistor R 2 in the cathode lead, which is bridged by a capacitor C 2, is used against earth. The anode voltage source is connected between + Al and earth, the grid of the tube receives a positive potential (+ A2) against the cathode via the resistor RZ.
Zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung sind in Fig. 2 die Strom- und Spannungsverläufe an den kenntlich gemachten Punkten dar- stante des differenzierenden Übertragers T1 wird so gewählt, daß sie zwar klein gegen den Abstand der Eingangsimpulse ist, jedoch immerhin noch so groß, daß die in den Gitterkreis transformierten Schaltimpulse (Fig. 2, Zeile k) genügend langsam abklingen, und die Zeitkonstante des Differenziergliedes Cl, Rl hat eine solche Größe, daß die differenzierten Impulse nur wenig unter ihre Nullinie durchschwingen, so daß im Zeitpunkt der Impulsruckflanke U2>U1 istTo explain the operation of the circuit arrangement, the current and voltage waveforms at the indicated as points in Fig. 2 DAR constant of the differentiating the transformer T 1 is chosen such that it is small against the distance of the input pulses, however, after all, still so large that the switching pulses transformed into the grid circle (Fig. 2, line k) decay sufficiently slowly, and the time constant of the differentiating element Cl, Rl has such a size that the differentiated pulses swing through only a little below their zero line, so that at the time of the pulse return edge U2 > U1 is
gestellt. Der jeweilige Zustand des Gleichrichters Gl io (Fig. 2, Zeilen«? und c). Durch richtige Einstellungposed. The respective state of the rectifier Gl io (Fig. 2, lines «? And c). With the right attitude
— durchlässig oder gesperrt — ist in der untersten Zeile durch einen geschlossenen oder offenen Schalter angedeutet.- permeable or blocked - is in the bottom line by a closed or open switch indicated.
Die Röhre sei zunächst stromführend; dabei fließt der Kathodenspannung Uk mit Hilfe des Widerstandes R2 läßt sich in jedem Fall erreichen, daß die Röhre so lange stromführend bleibt, bis sie durch die Rückflanke des folgenden Impulses 3 wieder gesperrt wirdThe tube is initially live; The cathode voltage Uk flows with the aid of the resistor R2 . In any case, it can be achieved that the tube remains energized until it is blocked again by the trailing edge of the following pulse 3
über R3 und die Gitter-Kathoden-Strecke ein kleiner 15 (Zeitpunkt i3). Damit ist ein Zyklus durchlaufen. Gitterstrom, so daß das Gitterpotential annähernd Es entsteht also ein rechteckförmiger Anodenstromvia R3 and the grid-cathode segment a less than 15 (point in time i3). A cycle has now been run through. Grid current, so that the grid potential is approximately. A rectangular anode current is created
Uk). - - UK). - -
mit der halben Impulsfolgefrequenz der Steuerimpulse. Zeitlich stimmen die steile abfallende Flanke des Anodenstroms mit der Rückflanke eines Steuerwith half the pulse repetition frequency of the control pulses. The steep sloping flank of the is correct in terms of time Anode current with the trailing edge of a control
gleich dem Kathodenpotential ist (Ug ä* Uk). Der
Kathodenwiderstand R 2 bewirkt ein positives Potential (Uk) der Kathode gegen Erde. Die Summe der
im Gitterkreis auftretenden Spannungen im Punkt e 20 impulses und die etwas flacher ansteigende Flanke
ist positiv und überwiegt die Kathodenspannung Uk des Anodenstroms mit der Vorderflanke des folgenden
(Fig. 2, Zeilen e und g); der Gleichrichter Gl ist also Steuerimpulses überein. Das Tastverhältnis (Impulsgesperrt, dauer zu Impulsabstand) für den Anodenstrom ist
Die Zeitkonstante Cl-Rl des am Eingang b etwas größer als 1:2, da die Dauer des Stromflusses
liegenden Differenziergliedes liegt in der Größenord- 25 um die doppelte Dauer der Steuerimpulse größer ist
nung der Dauer der ankommenden Impulse, so daß die als die Strompause.is equal to the cathode potential (Ug ä * Uk). Of the
Cathode resistance R 2 causes a positive potential (Uk) of the cathode to earth. The sum of the
voltages occurring in the grid circle at point e 20 pulse and the slightly flatter rising edge is positive and outweighs the cathode voltage Uk of the anode current with the leading edge of the following (Fig. 2, lines e and g) ; the rectifier Gl is therefore the same as the control pulse. The pulse duty factor (pulse blocked, duration to pulse spacing) for the anode current is the time constant Cl-Rl of the differentiating element located at input b is slightly greater than 1: 2, since the duration of the current flow is in the order of magnitude, which is twice the duration of the control pulses tion of the duration of the incoming pulses, so that as the current break.
mit positiver Polarität ankommenden Impulse am Soll anstatt der Rechteckschwingung am AusgangWith positive polarity incoming pulses at the target instead of the square wave at the output
Punkt c die in Fig. 2, Zeile c, dargestellte Spannungs- deren sinusförmige Grundschwingung abgenommen form erhalten. Der quasidifferenzierte Impuls 1 be- werden, so ist der Anodenwiderstand i?4 durch eine wirkt, daß die Spannung im Punkt e zunächst ansteigt 30 Filteranordnung mit einem möglichst frequenzunab-Point c the voltage shown in FIG. 2, line c, whose sinusoidal fundamental oscillation is obtained. If the quasi-differentiated pulse 1 is loaded, the anode resistance i? 4 has the effect that the voltage at point e first rises.
und dann abfällt, und zwar sinkt sie wegen des abfallenden Impulsdaches unter die Kathodenspannung Uk (Fig. 2, Zeilen e und g). Dadurch wird der Gleichrichter Gl leitend und öffnet die beiden Rückkopplungswege, wodurch die Röhre augenblicklich gesperrt wird. In diesem Zeitpunkt ti der Impulsrückflanke treten folgende Spannungen auf: Der Übertrager T 2 transformiert die Anodenspannung Ua mit umgekehrtem Vorzeichen in den Gitterkreis, wo durch hängigen Wellenwiderstand zu ersetzen.and then falls, namely it falls below the cathode voltage Uk (FIG. 2, lines e and g) because of the falling pulse roof. As a result, the rectifier Gl becomes conductive and opens the two feedback paths, whereby the tube is immediately blocked. At this point in time ti of the pulse trailing edge, the following voltages occur: The transformer T 2 transforms the anode voltage Ua with the opposite sign into the grid circle, where it is replaced by a pending wave resistance.
Aus dem rechteckförmigen Anodenstrom kann auch eine andere. Impulsfolge mit beliebiger Impulsdauer abgeleitet werden, wenn an Stelle des Anodenwider-Standes RA ein stromgespeistes pulsformendes Netzwerk gesetzt wird. Dabei werden die gewünschten Impulse mit Vorteil aus den steilen Abschaltflanken des Anodenstroms gewonnen.A different from the rectangular anode current can also be used. Pulse sequence with any pulse duration can be derived if a current-fed pulse-forming network is set in place of the anode resistor RA. The desired pulses are advantageously obtained from the steep cut-off edges of the anode current.
Wird anstatt einer Triode eine Pentode verwendet,If a pentode is used instead of a triode,
Überlagerung mit den quasidifferenzierten Impulsen 40 so wird deren Bremsgitter zweckmäßig auf Schirmeine
Spannungsform entsteht, wie sie in Fig. 2, Zeile d, gitterpotential gelegt. Dies ergibt einen kleinen, für
wiedergegeben ist. Der Übertragern transformiert die Leistungsabgabe der Röhre maßgeblichen Innendie
an der Kathode auftretenden Sperrimpulse (Fig. 2, widerstand RiL; außerdem bewirkt ein hoher Anoden-Zeile
£) gleichphasig in den Gitterkreis, so daß sich widerstand durch Anodenreststrombegrenzung eine
durch Überlagerung mit der Spannung am Punkt d die 45 von den Röhrendaten weitgehend unabhängige
in Fig. 2, Zeile e, gezeichnete Spannungsform ergibt. Anodenrechteckspannung.
Über den leitenden Gleichrichter Gl tritt am Gitter g·
eine große negative Spannungsspitze auf, die die
schnelle Sperrung der Röhre bewirkt. Da die Zeitkonstante des Übertragers T 2 groß gegen den Im- 50
pulsabstand gewählt ist, bleibt die Spannung am
Punkt d und damit auch die Gitterspannung bis zum
Eintreffen des nächsten Impulses genügend negativ, so
daß sich die Röhre nicht selbst entsperren kann.When the quasi-differentiated pulses 40 are superimposed, their braking grid is expediently produced on the screen with a voltage form as shown in Fig. 2, line d, grid potential. This gives a small one for is reproduced. The transformer transforms the power output of the tube mainly inside the blocking impulses occurring at the cathode (Fig. 2, resistance R iL ; in addition, a high anode line causes £) in-phase into the grid circuit, so that resistance is created by limiting the residual current of the anode and by superimposing the voltage on Point d gives the voltage waveform drawn in FIG. 2, line e, which is largely independent of the tube data. Anode square voltage. Via the conductive rectifier Gl , g
a large negative voltage spike, which the
causes rapid blocking of the tube. Since the time constant of the transformer T 2 is large compared to the Im- 50
pulse spacing is selected, the voltage remains on
Point d and thus also the grid tension up to
Arrival of the next impulse sufficiently negative, so
that the tube cannot unlock itself.
Beim Eintreffen von Impuls 2 im Zeitpunkt i2 wird die Röhre wieder entsperrt, und zwar auf folgende Weise: Die Vorderflanke des Impulses ergibt einen Anstieg der Gitterspannung auf positive Werte, so daß Anodenstrom zu fließen beginnt. Da die Spannung am Punkt e die Spannung am Gitter g übersteigt, werden der Gleichrichter Gl und damit auch die beiden Rückkopplungswege gesperrt. Da die Rückkopplung beim Stromanstieg unwirksam, beim Stromabfall dagegen wirksam ist, so ist auch die Steilheit der Vorderflanke der Anodenstromimpulse etwas geringer als die Steillieit der Rückflanke.When pulse 2 arrives at time i2, the tube is unlocked again, in the following way: The leading edge of the pulse results in an increase in the grid voltage to positive values, so that anode current begins to flow. Since the voltage at point e exceeds the voltage at grid g , the rectifier Gl and thus also the two feedback paths are blocked. Since the feedback is ineffective when the current rises and is effective when the current falls, the steepness of the leading edge of the anode current pulses is also somewhat less than the steepness of the trailing edge.
Damit die Rückflanke von Impuls 2 die Röhre nicht sofort wieder sperrt, darf die Spannung am Punkt e nicht unter die Kathodenspannung Uk absinken. Dies läßt sich folgendermaßen verhindern: Die Zeitkon-So that the trailing edge of pulse 2 does not immediately block the tube again, the voltage at point e must not drop below the cathode voltage Uk. This can be prevented as follows: The time con-
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES49258A DE1018100B (en) | 1956-06-29 | 1956-06-29 | Circuit arrangement for phase-locked halving of a pulse repetition frequency |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DES49258A DE1018100B (en) | 1956-06-29 | 1956-06-29 | Circuit arrangement for phase-locked halving of a pulse repetition frequency |
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| DE1018100B true DE1018100B (en) | 1957-10-24 |
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ID=7487195
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| DES49258A Pending DE1018100B (en) | 1956-06-29 | 1956-06-29 | Circuit arrangement for phase-locked halving of a pulse repetition frequency |
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|---|---|
| DE (1) | DE1018100B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1200382B (en) * | 1961-01-18 | 1965-09-09 | Siemens Ag | Frequency divider |
-
1956
- 1956-06-29 DE DES49258A patent/DE1018100B/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1200382B (en) * | 1961-01-18 | 1965-09-09 | Siemens Ag | Frequency divider |
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