DE1181285B - Schaltungsanordnung zur Abgabe von Signalen mit verschiedenen wahlbar vorgesehenen Frequenzen am Ausgang eines Signalerzeugers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 b

Deutsche Kl.: 21 a4- 8/02

Nummer: 1181285

Aktenzeichen: A 35423 ΪΧ d / 21 a4

Anmeldetag: 25. August 1960

Auslegetag: 12. November 1964

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Abgabe von Signalen mit verschiedenen wählbar vorgesehenen Frequenzen am Ausgang eines Signalerzeugers, dessen Frequenz/ in einem großen Frequenzbereich in Stufen 2Af veränderbar ist und genau eingehalten werden soll, mit Hilfe eines Hauptoszillators mit der festen Frequenz F, einer ersten Mischstufe für die Frequenzen F und / zur Bildung einer Frequenz/—F oder F—f, einem Bezugsgenerator zur wahlweisen Erzeugung einer von mehreren festen Bezugsfrequenzen WF₁, wobei die Werte von m ungerade Zahlen sind, und einer zweiten Mischstufe für die gewählte Bezugsfrequenz TnF₁ und die Frequenz f—F oder F—f zur Bildung der Differenz zwischen diesen beiden Frequenzen.

Bei bekannten Schaltungen wird das Frequenzregelsignal aus einem Frequenzdiskriminator abgeleitet, der auf eine feste Frequenz abgestimmt ist. Der Zweck der Unterteilung der Endfrequenz voider Bildung der Regelgröße besteht bekanntlich darin, daß der schmalbandige Diskriminator bereits sehr geringe Frequenzabweichungen wahrnehmen kann. Um nun am Eingang des Diskriminators stets die gleiche Frequenz erscheinen zu lassen, müssen bei bekannten Schaltungen sämtliche HilfsOszillatoren abgestimmt werden. Das bedeutet einen erheblichen Aufwand an kristallgesteuerten oder sonstwie frequenzgeregelten Oszillatoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Gewinnung des Frequenzregelsignals den bisher erforderlichen Aufwand zu verringern.

Erfindungsgemäß ist F₁ ein gerades Vielfaches von /, und die Frequenz f—F bzw. F—f unterscheidet sich von der gewählten Bezugsfrequenz InF₁ um nicht mehr als F₁, und die Bezugsfrequenzen InF₁ werden vom gleichen Kristalloszillator gesteuert, und am Ausgang der zweiten Mischstufe sind mehrere wahlweise anschließbare Frequenzdiskriminatoren vorgesehen, deren Mittelfrequenzen die Werte Af, 3 Af ... η Af besitzen, wobei η eine ungerade Zahl

ist und deren Anzahl gleich dem Wert

F₁ 2Af

und mittels getasteter Verstärker ist derjenige Diskriminator mit der zweiten Mischstufe verbunden, dessen Mittelfrequenz der Ausgangsfrequenz dieser Mischstufe entspricht und die am Ausgang des betreffenden Frequenzdiskriminators bei Frequenzabweichung des Signalerzeugers von der vorbeschriebenen Frequenz / auftretende Regelspannung wird über einen automatischen Frequenzregelungskanal mit der richtigen, vom Vorzeichen der Frequenz-Schaltungsanordnung zur Abgabe von Signalen
mit verschiedenen wählbar vorgesehenen
Frequenzen am Ausgang eines Signalerzeugers

Anmelder:

AVCO Corporation, Cincinnati, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,

Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

George Brück, Wyoming, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. August 1959
(835 911)

differenzen f—F und InF₁ ±(f—F) abhängigen Polarität dem Signalerzeuger zugeführt.

In vorteilhafter Weise kann der mit Höchstfrequenz arbeitende erste Hilfsoszillator mit fester Frequenz betrieben werden, so daß er nicht umgeschaltet werden muß. Es wird nicht nur ein einziger Frequenzdiskriminator vorgesehen, sondern es werden mehrere nebeneinander angeordnet und je nach der am Ausgang der letzten Mischstufe auftretenden Frequenz eingeschaltet. Obwohl ein größerer Aufwand an niederfrequenten Frequenzdiskriminatoren in Kauf genommen wird, wird doch der Vorteil erreicht, daß die außerordentlich komplizierte Abstimmbarkeit des Grobschrittoszillators beseitigt wird.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Im dargestellten Beispiel sind vier Bezugsfrequenzen VnF₁ vorhanden, aber offensichtlich ist die Erfindung nicht auf diese Anzahl beschränkt. Auch kann ein anderer Wertevorrat als F₁, 3 F₁, 5 F₁... für die Festfrequenzen gewählt werden, z. B. 0, 2F₁, 4F₁₁OF₁...

Die Gesamtzahl der mit Hilfe der Schaltungsanordnung verfügbaren Frequenzen in den irgendwie vorgeschriebenen Frequenzgrenzen kann durch Verwendung zusätzlicher Diskriminatoren oder von Diskriminatoren mit geringerem Abstand zwischen

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ihren Mittelfrequenzen, als nachstehend beschrieben, erhöht werden. Das gesamte überstrichene Frequenzband kann durch Erhöhung der Anzahl der festen Bezugsfrequenzen mit den Frequenzen mF_x zwecks Erweiterung der oberen und unteren Frequenzgrenzen verbreitert werden. Zusätzliche Frequenzstufen können auch durch Veränderung der Frequenz des Hauptoszillators mit der Nennfrequenz F gewonnen werden, so daß sich weitere WerteF±Aa, F+ 2Δα... ergeben, im allgemeinen F+yAa. Dabei ist J α wesentlich kleiner als A f.

Der Mehrfachfrequenzerzeuger gemäß der Erfindung liefert also eine große Anzahl fester Frequenzen, die jeweils den gleichen Abstand voneinander haben, wobei sämtliche verfügbaren Frequenzen nach Wunsch mittels einer beschränkten Anzahl von Steuersignalen gewählt werden können. Wenn z. B. vier Frequenzdiskriminatoren, vier Oszillatoren mit festen Frequenzen und zwei Polaritäten der Regelspannung verfügbar sind, erhält man zweiunddreißig Frequenzen über dem durch den Hauptoszillator gelieferten Bezugswert und die gleichen zweiunddreißig Frequenzen unterhalb dieses Bezugswertes. Hat man einen Hauptoszillator, der in >■ Stufen abstimmbar ist, so ergibt sich die Anzahl der verfügbaren Frequenzen 32>'. Wenn allgemein die Anzahl der verfügbaren Frequenzdiskriminatoren mit D und die Anzahl der Festfrequenzoszillatoren mit O sowie die Anzahl der verfügbaren Frequenzen des Hauptoszillators mit y bezeichnet wird, so ist die Gesamtzahl der mit der Schaltungsanordnung erzeugbaren Frequenzen oberhalb und unterhalb eines Bezugswertes DOy.

Um die Schaltungsanordnung voll ausnutzen zu können, ist es wesentlich, daß die Mittelfrequenzen der Frequenzdiskriminatoren alle kleiner als der größte gemeinsame Teiler F₁ der festen Oszillatorfrequenzen sind, daß die Mittelfrequenzen den gleichen Abstand Af von der Frequenz 0 und F₁ haben und daß sie jeweils durch den Frequenzabstand 2 Af getrennt sind. Für eine Frequenz F₁ = 30 MHz kann z.B. eine Frequenzstufe Af =2,5 MHz zugrunde gelegt werden, wobei die Mittelfrequenzen der einzelnen Frequenzdiskriminatoren 2,5, 7,5, 12,5, 17,5, 22,5 und 27,5 MHz betragen. Bei der nachstehend beschriebenen Ausführungsform ist dagegen Af zu 3,75 MHz gewählt, so daß sich für die Mittelfrequenzen der Frequenzdiskriminatoren die Werte 3,75,11,25,18,75 und 26,25 MHz ergeben.

In der Zeichnung ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Der Bezugsoszillator 10 besteht aus einem kristallgesteuerten Oszillator mit der Frequenz F₁=SO MHz. Er arbeitet auf einen normalerweise gesperrten Verstärker 11 mit der Ausgangsleitung 12. Ferner wird die Frequenz des Oszillators 10 im Frequenzverdreifacher 13 und anschließend im Frequenzverdoppler 14 multipliziert und der Ausgang des Frequenzverdopplers 14 wird in der Mischstufe 15 mit der ursprünglichen Frequenz des Oszillators 10 überlagert, so daß sich außer der Frequenz von 30 MHz noch Frequenzen von 90, 150 und 210 MHz ergeben. Diese Frequenzen stellen die Frequenzen mF_x dar, wobei F₁ == 30 MHz. Die Ausgangsspannung des Frequenzverdreifachers 13 gelangt auf einen normalerweise gesperrten 90-MHz-Verstärker 16, also einen Hochfrequenzverstärker mit der Durchlaßfrequenz 3 F₁, der ebenfalls auf die Ausgangsleitung 12 arbeitet. Der Ausgang des Frequenzverdopplers 14 mit 180 MHz, d.h. 6F₁, wird in der Mischstufe 15 mit der Frequenz des Oszillators 10 gemischt, so daß sich die oberen und unteren Seitenbänder bei 150 und 210MHz, d.h. 5F₁ und 7F₁, ergeben. Diese Frequenzen werden getrennt in den normalerweise gesperrten Hochfrequenzverstärkern 17 und 18 verstärkt. Auch diese sind mit der Ausgangsleitung 12 verbunden.

ίο Die Hochfrequenzverstärker 11, 16, 17 und 18 können nach Wunsch oder gemäß einem vorbestimmten Programm geöffnet werden, indem Öffnungssignale von einer Programmeinrichtung 20 über Leitungen 21, 22, 23 bzw. 24 angelegt werden. Die Programmeinrichtung 20 kann aus einem mechanischen Kommutator oder einem entsprechenden elektronischen Umschalter bestehen, der gemäß einer vorher eingegebenen Zeitfolge arbeitet. Er ist an sich bekannt und braucht deshalb nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Mittels der bisher beschriebenen Bauelemente 10 bis 24 kann somit eine vorbestimmte Folge von Frequenzen, die aus den Werten 30, 90 und 150 und 210MHz, d.h. F₁, 3F₁, 5F₁ und 7F₁ gewählt sind,

auf die Leitung 12 gegeben werden. Diese Frequenzen sind alle mit der Ausgangsfrequenz des Oszillators 10 verknüpft. Diese oder weitere Frequenzvielfache könnten aber auch auf andere bekannte Weise erzeugt werden.

Der eigentliche Schwingungserzeuger der Anordnung besteht aus dem Breitband-Höchstfrequenzgenerator 30. Ziel der Erfindung ist also die Abstimmung des Mikrowellengenerators 30 in rascher und willkürlicher Weise auf eine verhältnismäßig große Anzahl verschiedener, genau geregelter Frequenzen/, die durch Zwischenräume ηAf getrennt sind. Die Ausgangsspannung des Generators 30 wird über einen Richtkoppler 31 auf einen Kristallmischer 32 gegeben. Dem letzteren wird auch die Ausgangsspannung eines abstimmbaren Hauptoszillators 33 zugeführt, dessen Ausgangsfrequenz F auch fest sein und während des Betriebs der Anordnung fest bleiben könnte, vorzugsweise jedoch in einem verhältnismäßig kleinen Wertbereich genau gewählt werden kann.

Eine geeignete Nennfrequenz F für den Hauptoszillator 33 ist 5000 MHz. Er kann aber auch stufenweise abstimmbar sein, so daß sich benachbarte Werte F ± y Δα ergeben, wobei Δ α in der Größen-Ordnung von 0,1 MHz liegt und y eine Reihe von ganzen Zahlen bedeutet.

Die Ausgangsspannung des Mischers 32, die gleich der Differenz zwischen den Frequenzen der Oszillatoren 30 und 33 ist, also den Wert/—F oder F-/ hat, je nachdem ob / oder F größer ist, wird in einem Breitbandverstärker 34 verstärkt, dessen Durchlaßband zwischen 3,75 und 236,25 MHz liegt. Der Ausgang des Verstärkers 34 gelangt auf eine Mischstufe 35 und wird dort mit dem von der Leitung 12 herkommenden Signal kombiniert, so daß sich eine Differenzfrequenz mit einer der Frequenzen F₁, 3 F₁, 5 F₁ und 7 F₁ ergibt. Am Ausgang der Mischstufe 35 befindet sich ein verhältnismäßig schmalbandiger Verstärker 36 mit dem Durchlaßband 3,75 bis 26,25 MHz. Dieser Verstärker arbeitet auf eine Anordnung 37 getasteter Verstärker mit Begrenzern 42, 50, 51, 52 und nachgeschalteten Frequenzdiskriminatoren 43, 53, 54, 55, die in vier parallelen Kanälen

38 bis 41 angeordnet sind. Als Mittelfrequenzen die- Frequenz des Hauptoszillators 33 und der Zwischenser Diskriminatoren sind z. B. die Werte 3,75, 11,25, frequenz des Verstärkers 79 abgestimmt, der ein 18,75 und 26,25 MHz gewählt, d.h. Af, 3Af, 5Af Schmalbandverstärker ist. — Beispielsweise ist die und 7 Af. Abgesehen von den Mittelfrequenzen kön- Sollfrequenz des Hauptoszillators 33 5000 MHz und nen diese Kanäle identisch aufgebaut sein, so daß 5 die Zwischenfrequenz 30 MHz. — Der Resonanznur ein Kanal beschrieben wird. hohlraum 78 ist dann auf 5030 MHz abgestimmt.

So enthält der Kanal 38 einen getasteten Verstärker Wenn nun der Zwischenfrequenzverstärker 79 eine

und Amplitudenbegrenzer 42, dem ein kristallgesteu- gewisse Ausgangsspannung mit 30 MHz zeigt, so erter Frequenzdiskriminator 43 mit zwei verschie- wird diese Spannung in der Diode 76 mit der Ausdenen Steilheiten nachgeschaltet ist. Er kann aus der io gangsspannung des Hauptoszillators 33 von 5000 MHz Reihenschaltung eines Breitbanddiskriminators mit gemischt und ergibt eine Summenfrequenz von dem Frequenzverlauf gemäß der Kurve 44 und eines 5030 MHz, auf welche der Hohlraumresonator 78 Schmalbanddiskriminators mit dem Frequenzverlauf anspricht. Der Hohlraumresonator 78 ist seinerseits gemäß 45 bestehen. Der Gesamtfrequenzverlauf ent- mit der Diode 77 gekoppelt, die eine Differenzspricht dann der Kurve 46 und umfaßt einen Breit- 15 frequenz von 30 MHz zwischen dem Signal im Hohlbandteil 47 mit geringer negativer Neigung und einen raumresonator mit 5030 MHz und dem Signal des mittleren Teil 48 mit starker negativer Neigung. Der Hauptoszillators 33 mit 5000 MHz erzeugt. Der Zwi-Diskriminator ist also im ganzen gesehen ein Breit- schenfrequenzverstärker kann mit ausreichender Verbanddiskriminator und in dieser Beziehung ungenau, Stärkung bei seiner Resonanzfrequenz arbeiten, um hat aber eine sehr genaue Mittelfrequenz infolge des 20 die Schwingungen mittels der beschriebenen Uberstarken Abfalls im Mittelteil 48. Die getasteten Ver- lagerung in der Regelschleife aufrechtzuerhalten, die stärker und Begrenzer in den Kanälen 39, 40 und 41 aus den Dioden 76 und 77, dem Hohlraumresonator sind mit 50, 51 und 52 und die Diskriminatoren mit 78 und dem Zwischenfrequenzverstärker 79 besteht, 53, 54 und 55 bezeichnet. falls die Gesamtphasenverschiebung in der Rück-

Die Ausgänge der Diskriminatoren 43, 53, 54 und 25 kopplungsschleife2rc nf Hertz beträgt, wobei η eine 55 sind parallel an eine Leitung 56 angeschlossen, ganze Zahl bedeutet.

die zu einem Regelspannungsverstärker 57 führt. Wenn nun die Frequenz des Hauptoszillators 33

Dieser arbeitet auf einen in der Polarität umsteuer- sich ändert, so ändert sich auch die gesamte Phasenbaren Umkehrverstärker 58, der eine Regelspannung verschiebung im Rückkopplungskreis, weil die an die Frequenzregelelektrode des abstimmbaren 30 ß-Faktoren des Hohlraums 78 und des Verstärkers Höchstfrequenzgenerators 30 anlegt. Eine positive 79 stark voneinander abweichen. Dieser ß-Faktor Regelspannung dient zur Erhöhung der Frequenz bestimmt aber die Phasenverschiebung je Hertz Fredieses Generators und eine negative Regelspannung quenzänderung in einem Resonanzkreis. Die Ändezur Erniedrigung derselben. Die getasteten Ver- rung in der Gesamtphasenverschiebung im Rückstärker 42, 50, 51 und 52 lassen sich willkürlich mit 35 kopplungskreis bewirkt eine entsprechende kompen-Hilfe von Programmsignalen wählen, die von der sierende Frequenzänderung der Schwingungen in der Programmvorrichtung über Leitungen 60 bis 63 Rückkopplungsschleife, die normalerweise 30 MHz laufen. Die Polarität des Umkehrverstärkers 58 wird betragen. Die Frequenz der Schwingungen in der von der Programmvorrichtung 20 über die Leitung Schleife ist also eine Funktion der Frequenz des 64 gewählt. 40 Hauptoszillators 33, und die Beziehung ist so ge-

Die Programmvorrichtung 20 liefert weiter über wählt, daß eine sehr kleine prozentuale Änderung in einen Treppenspannungsgenerator 70 eine Reihe ver- der Frequenz des Hauptoszillators 33 als sehr große schiedener Spannungswerte zur Frequenzabstimmung prozentuale Änderung der Rückkopplungsfrequenz des abstimmbaren Generators 30. Hierdurch steuert wiedergespiegelt wird.

die Programmvorrichtung den Generator 30 derart, 45 Die auf die Leitung 71 von der Programmierdaß er mindestens angenähert eine der eng benach- einrichtung 20 gegebenen Steuerspannungen dienen barten durch die Frequenzstufen A f getrennten Fre- zur Veränderung der Frequenz des Bezugsgenerators quenzen annimmt. Die Aufgabe der übrigen Anord- 72 um sehr kleine Stufen A a, die zwischen den — wie nung liegt darin, daß die so gewählten und nähe- oben beschrieben — gewählten Stufen Af von je rungsweise vom Generator 30 eingenommenen 50 3,75 MHz liegen. Beispielsweise können fünf Stufen Frequenzen entsprechend der programmierten Steuer- von je 0,1 MHz vorgesehen sein. Diese Frequenzspannung genau eingestellt und so beibehalten werden, stufen sind so klein, daß der jeweils eingeschaltete Der Hauptoszillator 33 liefert den Grundwert F Diskriminatorkanal 37 die Frequenz des Generafür die Steuerung der Frequenz / des Oszillators 30, tors 30 erfassen und festhalten kann, d. h., die Banddie in Stufen A f veränderlich ist. Es ist also wesent- 55 breite der Kennlinie 46 jedes Diskriminators ist grölich, daß dieser Oszillator in der Frequenz genau ßer als 3,75 MHz, was für die angegebenen Kleingeregelt wird. Diese Regelung geschieht vorzugsweise stufen ausreicht.

mittels automatischer Frequenzregelung. Der Oszil- Der abstimmbare Bezugsoszillator 72 enthält einen

lator 33, der z. B. als Reflexklystron ausgebildet ist, kristallgesteuerten Oszillator 80 mit einer Frequenz arbeitet auf Kammern 74 und 75, die je eine Halb- 60 von 29 MHz, der in Reihe mit einem positivzählenleiterdiode 76 und 77 enthalten, welche mit dem den Frequenzdiskriminator 81, der als Zähler ausge-Hauptoszillator 33 gekoppelt ist. Mit den Kammern bildet ist, geschaltet ist. Ferner ist ein abstimmbarer und 75 ist ein Hohlraumresonator 78 mit hoher Oszillator 82 vorgesehen, der in Reihe mit einem Güte gekoppelt. Die Diode 77 ist mit dem Eingang negativzählenden Frequenzdiskriminator 83 geschaleines Zwischenfrequenzverstärkers 79 verbunden, €5 tet ist. Letzterer besteht ebenfalls aus einem Zähwährend die Diode 76 mit dem Ausgang dieses Ver- ler. Die Zähler 81 und 83 Hefern Spannungen, die stärkers verbunden ist. Der Hohlraumresonator 78 ihrer jeweiligen Zählung entsprechen, an die Verist auf die Summe oder Differenz der gewünschten gleichsanordnung 84, die eine der jeweiligen Differenz

der beiden Zähler entsprechende Spannung als Regelspannung auf eine Reaktanzröhre 85 geben, die zur Frequenzregelung des Oszillators 82 dient. Da die Diskriminatoren 81 und 83 gleiche Zählung zeigen, wenn die Frequenzen der Oszillatoren 80 und 82 gleich sind, während ihre Abweichungen größer und kleiner je nach dem Unterschied der Frequenz des Oszillators 80 gegenüber derjenigen des Oszillators 82 werden, hält die Regelanordnung die Frequenz des Oszillators 82 im Normalfall ständig gleich der Frequenz des Oszillators 80. Einem der beiden Zähler kann jedoch eine Steuerspannung zugeführt werden, die sich zu der normalen Ausgangsspannung des Zählers addiert. Hierdurch läßt sich eine feste Frequenzdifferenz zwischen den Ausgängen der Oszillatoren 80 und 82 aufrechterhalten, die eine Funktion der Steuerspannung ist.

Die am Ausgang 73 verfügbare Ausgangsfrequenz, die gleich der Frequenz des kristallgesteuerten Oszillators 80, vermehrt oder vermindert um eine Frequenzstuf e ist, welche durch die Steuerspannung dem Zähler 83 über die Leitung 71 von der Programmiervorrichtung 20 zugeführt wurde, wird auf eine mit dem Hauptoszillator 33 verbundene Frequenzsteuerschaltung gegeben. Das vom Zwischenfrequenzver- as stärker 79 gelieferte Ausgangssignal, das eine Funktion der Frequenz des Hauptoszillators 33 ist, gelangt auf einen Verstärker 86, der seinerseits diese Frequenz (im Normalfall 30 MHz) auf eine Mischstufe 87 gibt. Der letzteren wird auch die Ausgangsspannung des abstimmbaren Bezugsoszillators 72 zugeführt, die nominell 29 MHz beträgt. Das Mischergebnis wird einem Frequenzdiskriminator 88 zugeführt» der auf 1,0 MHz eingestellt ist und dem Hauptoszillator 33 eine Regelspannung in solcher Polarität zuführt, daß die Konstanz des Oszillators 33 aufrechterhalten wird.

Jede Änderung der Bezugsfrequenz des Oszillators 72 spiegelt sich als entsprechende Frequenzänderung des Hauptoszillators 33 wieder. Wenn z. B. die vom Oszillator 72 gelieferte Nennfrequenz, d. h. 29 MHz, um eine Frequenzstufe A α erhöht wird, so wird die dem Diskriminator 88 zugeführte Differenzfrequenz verringert, und der letztere entwickelt eine positive Regelspannung, die dem Hauptoszillator 33 zugeführt wird, wodurch die Frequenz des letzteren steigt. Eine Steigerung der Ausgangsfrequenz des Hauptoszillators 33 bewirkt eine entsprechende Steigerung der Ausgangsfrequenz des Verstärkers 79, die sich so lange fortsetzt, bis der Verstärker 79 eine Frequenzsteigerung Δ α mitgemacht hat, woraufhin die Regelbedingung in der Regelschleife, in der sich der Diskriminator 88 befindet, erfüllt ist. Wenn der Frequenzdiskriminator 88 seine Mittelfrequenz bei 1,0 MHz hat, muß Δα offenbar wesentlich kleiner als 1,0 MHz sein. Im Prinzip können aber auch andere Frequenzbeziehungen als die oben angegebenen verwendet werden, wenn größere Werte von Δα zugelassen sein sollen.

Die im obigen Ausführungsbeispiel erreichbaren Frequenzwerte sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben, wobei am Kopf der einzelnen Spalten angegeben ist, welche der Torschaltungen 11, 16, 17 und 18 geöffnet ist.

30MHz	90MHz	150 MHz	210 MHz
F± 3,75MHz	F± 63,75MHz	F± 123,75MHz	F+ 183,75MHz
11,25 MHz	71,25 MHz	131,25 MHz	191,25 MHz
18,75 MHz	78,75 MHz	138,75 MHz	198,75 MHz
26,25 MHz	86,25 MHz	146,25 MHz	206,25 MHz
33,75 MHz	93,75 MHz	153,75 MHz	213,75 MHz
41,25 MHz	101,25 MHz	161,25 MHz	221,25 MHz
48,75 MHz	108,75 MHz	168,75 MHz	228,75 MHz
56,25 MHz	116,25 MHz	176,25 MHz	236,25 MHz

Die am Ausgang der ersten Mischstufe 32 verfügbaren Frequenzwerte sind j—F oder F-/, je nachdem ob / größer oder kleiner als F ist. Diese Differenzwerte können mit \Af\ und |—Af\ bezeichnet werden. Die Zeichen |... j in diesen Ausdrücken bedeuten die Summation von Aj, die in der ersten Mischstufe durchgeführt wurde, d.h. \Aj\ kann Aj, 3 Δ f... η Δ j bis zu 63 A j sein. Die zweite Mischstufe erzeugt dann ein Signal mit den Frequenzen TnF₁-[Aj] oder \Aj\ — mF_v je nachdem ob die Frequenz TnF₁ oder \Aj\ größer ist. In jedem Mischer werden also nur subtraktive Überlagerungsprodukte verwendet.

Nimmt man />F an, so ergeben sich folgende Verhältnisse bei der automatischen Frequenzregelung. Wenn \Aj\ etwas größer als vorgeschrieben ist, so erzeugt TnF₁ — j Aj j eine positive Regelabweichung, und I Aj X-TnF₁ erzeugt eine negative Regelabweichung im Regelkreis, da die Diskriminatoren negative Steigung mit zunehmender Frequenz haben. Für diese Fälle sind also entgegengesetzt gepolte Regelspannungen erforderlich, da eine positive Regelspannung / und damit \Aj\ erhöht, während eine negative Regelspannung / und damit \Aj\ erniedrigt. Die Ausgänge der Frequenzdiskriminatoren 43, 53, 54 und 55 müssen positiv für positive Regelabweichungen und umgekehrt sein. Für den Fall /> F und \Aj\~>mF₁ ergibt sich für ein größeres \Aj\ als vorgeschrieben am Ausgang der Frequenzdiskriminatoren eine positive Spannung, und diese kann nach Polaritätsumkehr als Regelspannung verwendet werden. Wenn dagegen /WF₁ > \Aj\ ist, so ist keine Polaritätsumkehr erforderlich. Wenn F>/ ist, d.h. \Aj\ negativ, so erzeugt die zweite Mischstufe wieder Signale mit den Frequenzen TnF₁ — \ A j | oder

[Aj\ —mF_v Um \Aj\ zu verringern, muß / vergrößert werden, d. h., es muß eine positive Regelspannung dem Primärgenerator 30 zugeführt werden. Umgekehrt muß für eine Steigerung von \Aj\ j verringert werden, was mittels einer negativen Regelspannung geschieht.

Wenn \Aj\ zu groß ist und |/f/|>/rtFj, so ist auch IA j I — TnF₁ zu groß, und von den Frequenzdiskriminatoren 43, 53, 54 und 55 wird eine positive

Spannung abgegeben. Eine Polaritätsumkehr dieser Regelspannung ist nicht erforderlich, da eine Erhöhung von / angezeigt wird. Wenn dagegen — | Δ f j zu klein ist, muß die Polarität der Regelspannung umgekehrt werden. Entgegengesetzte Bedingungen gelten für mF_x > | Δ f j.

Damit ergeben sich zusammengefaßt die folgenden Bedingungen:

f>F(+Af)

Af Af

>mF₁ >mF₁

Umkehr

ja
nein

Af Af

>mF_i >mF_i

Umkehr

ίο

nein ja

Diese Bedingungen werden erfüllt durch entsprechende Steuerung des Umkehrverstärkers 58.

Zur weiteren Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung an Hand von zahlenmäßigen Frequenzwerten sei angenommen, daß die Frequenz ao des Primärgenerators 30 etwas höher als ein Sollwert von 5003,75 MHz ist. Die Abweichung soll Ax betragen. Die Ausgangsspannung der Mischstufe 32 ist dann um dieselbe Abweichung Ax höher als 3,75 MHz, aber die Ausgangsspannung der Misch- as stufe 35 beträgt dann 30 - (3,75 + Δ χ) MHz, ist also um den Wertzlx kleiner als 26,25 MHz. Die Ausgangsspannung des Diskrimininators 55 ist damit positiv. Diese positive Spannung wird im Umkehrverstärker 58 in eine negative Spannung verwandelt und als negative Regelspannung dem Primärgenerator 30 zugeführt, so daß dessen Frequenz auf ihren Sollwert 5003,75 MHz verringert wird.

Wenn die Sollfrequenz des Generators 30 5011,25MHz betragen soll, wird der Generator 30 mittels der Programmiereinrichtung angenähert auf diese Frequenz eingestellt. Die Mischstufe 32 liefert dann eine Ausgangsfrequenz von 11,25 MHz und die Mischstufe 35 eine Frequenz von 30 — 11,25 = 18,75 MHz. In diesem Fall sind der Verstärker und Begrenzer 51 in Betrieb, und der umsteuerbare Verstärker 58 kehrt die Polarität um, so daß die vom Diskriminator 54 abgegebene Regelspannung den Generator 30 auf die richtige Frequenz einstellt. Entsprechende Bedingungen gelten für die Frequenzen 5018,75 und 5026,25 MHz, bei denen die Diskriminatoren 53 bzw. 43 ins Spiel kommen.

Um eine Frequenz von 5033,75 MHz zu erzeugen, wird der Generator 30 angenähert auf diese Frequenz eingestellt. Der Mischer 32 liefert nun eine Frequenz von 33,75 MHz, die im Mischer 35 mit 30 MHz von der Torschaltung 11 kombiniert werden, so daß sich eine Frequenz von 3,75 MHz ergibt, die der Diskriminatoranordnung 37 zugeführt wird. Es sei nun angenommen, daß der Generator 30 um einen Wert Δ χ von der Sollfrequenz nach oben abweicht. Der Ausgang des Mischers 32 weicht um dieselbe Frequenz Ax nach oben ab, und die Ausgangsfrequenz des Mischers 35 ist ebenfalls um den Wert Δ χ zu hoch, da die letztere Frequenz gleich 33,75 — 30 MHz ist. Demgemäß ist die Ausgangsspannung des Diskriminators 43 negativ, was schon die richtige Polarität für die Rückführung des Fehlers A χ auf Null darstellt. Unter diesen Umständen ist also der Verstärker so zu steuern, daß er die Regelspannung ohne Polaritätsumkehr durchläßt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Abgabe von Signalen mit verschiedenen wählbar vorgesehenen Frequenzen am Ausgang eines Signalerzeugers, dessen Frequenz / in einem großen Frequenzbereich in Stufen 2 Af veränderbar ist und genau eingehalten werden soll, mit Hilfe eines Hauptoszillators mit der festen Frequenz F, einer ersten Mischstufe für die Frequenzen F und f zur Bildung einer Frequenz / —F oder F — f, einem Bezugsgenerator zur wahlweisen Erzeugung einer von mehreren festen Bezugsfrequenzen mF_v wobei die Werte von m ungerade Zahlen sind, und einer zweiten Mischstufe für die gewählte BeZUgSfTCqUeIiZmF₁ und die Frequenz / — F oder F — f zur Bildung der Differenz zwischen diesen beiden Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß F₁ ein gerades Vielfaches von / ist, daß die Frequenz / — F bzw. F — f sich von der gewählten Bezugsfrequenz TnF₁ um nicht mehr als F₁ unterscheidet, daß die Bezugsfrequenzen TnF₁ vom gleichen Kristalloszillator (10) gesteuert werden, daß am Ausgang der zweiten Mischstufe (35) mehrere wahlweise anschließbare Frequenzdiskriminatoren (43, 53, 54, 55) vorgesehen sind, deren Mittelfrequenzen die Werte Af, 3 Af ... η Af besitzen, wobei η eine ungerade Zahl ist, und deren Anzahl

   gleich dem Wert -=-rv ist, daß mittels getasteter

   Verstärker (42, 50, 51, 52) derjenige Diskriminator mit der zweiten Mischstufe verbunden ist, dessen Mittelfrequenz der Ausgangsfrequenz dieser Mischstufe entspricht, und daß die am Ausgang des betreffenden Frequenzdiskriminators bei Frequenzabweichungen des Signalerzeugers von der vorgeschriebenen Frequenz / auftretende Regelspannung über einen automatischen Frequenzregelungskanal (56, 57, 58) mit der richtigen, dem Vorzeichen der Frequenzdifferenzen f — F und TnF₁ ± (f — F) abhängigen Polarität dem Signalerzeuger (30) zugeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1011 003; USA.-Patentschriften Nr. 2 581 594, 2 860 241.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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