DE1203835B - Schaltungsanordnung zur Frequenzteilung und Frequenzvervielfachung - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Frequenzteilung und Frequenzvervielfachung Zusatz zum Patent: 1168 508 Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Teilung und Vervielfachung einer Frequenz nf in einem vorgegebenen, rationalen Teilungsverhältnis n gleich oder größer 3 unter Verwendung eines mitgezogenen Oszillators mit Mehrfachrückkopplung mittels in Reihe geschalteter Schwingkreise im Ausgangskreis des Oszillators und einer Reihenschaltung der den einzelnen Schwingkreisen zugehörigen Kopplungswicklungen im Rückkopplungskreis des Oszillators, der nach dem Hauptpatent so ausgebildet ist, daß bei Teilungsverhältnissen die sich in q-Faktoren PI, p2 ... p" zerlegen lassen, q-Rückkopplungswege bestehen, die auf die Frequenzen abgestimmt und so bemessen sind, daß sich die Schwingungen in der Reihenfolge von hohen zu tiefen Frequenzen erregen, daß bei anderen Teilungsverhältnissen zwei Rückkopplungswege bestehen, die auf die Frequenzen (n-1) f und f abgestimmt und so bemessen sind, daß sich die Schwingung mit der tieferen Frequenz zuerst erregt, daß jeder in einem Rückkopplungsweg liegende Schwingkreis einen Amplitudenbegrenzer enthält und daß eine während des Betriebs dauernd am Oszillatoreingang liegende Vorspannung den Teilungsvorgang unterbricht, wenn die absolute Größe der Eingangsspannung mit der zu teilenden Frequenz nf kleiner ist als die absolute Größe der Vorspannung.
• Zur weiteren Vervollkommnung der Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent werden gemäß der Erfindung die Amplitudenbegrenzer derart ausgebildet, daß sie nur eine Halbwelle der jeweiligen Schwingkreisspannung begrenzen. Ferner wird im Emitterkreis des- jeweiligen Transistors eine aus ohmschem Widerstand und Kapazität bestehende Parallelschaltung zur Gleichstromgegenkopplung angeschaltet. Der ohmsche Widerstand dieser Parallelschaltung kann vorteilhaft zugleich in den zur Erzeugung der Transistorvorspannung angeschalteten Spannungsteiler einbezogen sein. Bei mehreren gleichartigen, unmittelbar hintereinandergeschalteten Teilerstufen erfolgt die Aussteuerung der nachfolgenden Stufe mit der nichtbegrenzten Halbwelle der vorhergehenden Stufe.
• Durch diese Maßnahmen wird eine Einsparung von Bauteilen, insbesondere von Halbleiterdioden und Kondensatoren, erreicht. Die Einbeziehung des RC-Gliedes, das der Gleichstromgegenkopplung dient, in den zur Startpunkteinstellung vorgesehenen Spannungsteiler ermöglicht ferner eine Erniedrigung des Gleichstromverbrauchs gegenüber bisher bekannten Frequenzteilerschaltungen, da der Gleichstromgegenkopplungswiderstand größer gewählt werden kann als der bei den bekannten Schaltungen benötigte Wechselstromgegenkopplungswiderstand. Bei unmittelbarer Hintereinanderschaltung gleichartiger Frequenzteilerstufen werden die gleichen günstigen Eigenschaften der Schaltung wie bei sinusförmiger Aussteuerung erreicht, da jeweils nur die nicht verzerrte Halbwelle der Ausgangsspannung der Vorstufe zur Aussteuerung der nachfolgenden Stufe verwendet wird.
• An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.
• Es wird eine Schaltungsanordnung gezeigt, bei der zwei gleichartige Frequenzteilerstufen in Reihe geschaltet sind. Die Temperaturkompensation für diese Stufen erfolgt zentral mit Hilfe des zwischen den Basen der beiden Transistoren 1 und 2 und dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 3 geschalteten Thernewiden 4, des zu ihm parallelliegenden kapazitiven Widerstandes 5 sowie des zwischen dem Verbindungspunkt dieser Parallelschaltung und dem negativen Pol der Spannungsquelle 3 liegenden ohmschen Widerstandes 6. Das Teilungsverhältnis der beiden Frequenzteilerstufen beträgt jeweils 4:1. Die Eingangsspannung mit der zu teilenden Frequenz 41 wird über die Basis des Transistors 1 angekoppelt. In Reihe zur Sekundärwicklung 8 des Eingangsübertragers 7 liegen die zu den im Kollektorkreis des Transistors 1 angeschalteten Resonanzübertragern 9 und 10 gehörigen Rückkopplungswicklungen 11 und 12. Der Resonanzübertrager 9 ist mittels der Kapazitäten 13 auf die Frequenz 2 f und der Resonanzübertrager 10 ist mittels der Kapazität 14 auf die Frequenz f abgestimmt. Dem Kollektor wird eine negative Spannung über die Primärwicklungen der Resonanzübertrager 9 und 10 zugeleitet. Der Emitter ist über den Gleichstromgegenkopplungswiderstand 15, der durch eine Kapazität 16 wechselstrommäßig überbrückt ist, sowie über den zum Spannungsteiler für die Starteinstellung der Teilerstufe gehörigen Widerstand 17 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle 3 verbunden. Zwischen Emitter und negativem Pol der Gleichspannungsquelle liegt der ebenfalls zum Spannungsteiler für die Starteinstellung gehörige ohmsche Widerstand 18. Die Spannungsbegrenzung der an den Resonanzübertragern entstehenden Spannungen erfolgt mittels der induktiv an die Resonanzübertrager angekoppelten Halbleiterdioden 19 und 20. Die Begrenzerdioden sind so geschaltet, daß in der Kollektorstrom führenden Phase die jeweilige Schwingkreisspannung begrenzt wird. Die 2. Stufe der Teileranordnung ist genauso aufgebaut wie die bereits beschriebene Teilerstufe 1.
• Die zu teilende Frequenz 4 f wird dem Eingangskreis der 1. Teilerstufe zugeführt. Durch die spezielle Dimensionierung der im Kollektorkreis liegenden Schwingkreise beginnt zuerst der auf 2 f abgestimmte Schwingkreis anzuschwingen. Durch Rückkopplung der Frequenz 2 f und Mischung mit der Eingangsfrequenz 4 f im Transistor 1 entsteht eine stabile Frequenz von 2f. Etwas später schwingt der auf die Frequenz f abgestimmte Schwingkreis an, und durch Mischung mit der Frequenz 2 f im Transistor 1 entsteht schließlich die gewünschte geteilte Ausgangsfrequenz f. Um bei einer derartigen Mehrfachrückkopplung die Unterdrückung von Schwingungen verschiedener Frequenz durch jeweils eine Schwingung einer bestimmten Frequenz zu vermeiden, sind Amplitudenbegrenzer zur Begrenzung der Spannungen der jeweils angelegten Frequenzen für jeden Schwingkreis vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel wird jeweils nur eine Halbwelle der entstehenden Schwingungen begrenzt. Das Anschwingen des Frequenzteilers erfolgt beim eingestellten Schwellwert. Die Einstellung dieses Schwellwertes wird mittels des aus den Widerständen 18, 17 und 15 bestehenden Spannungsteilers dadurch vorgenommen, daß am Emitter eine negative Vorspannung entsteht, die erst durch die Eingangsspannung mit der zu teilenden Frequenz überwunden werden muß. Die Ausgangsfrequenz f wird dann einer zweiten Teilerstufe zugeführt, in der eine weitere Teilung 4:1 erfolgt. Zur Temperaturkompensation, die bei diesem Ausführungsbeispiel zentral vorgenommen wird, dient der bereits erwähnte Thernewid 4. Wegen des geringen Gleichstromverbrauchs läßt sich eine derartige Schaltungsanordnung besonders vorteilhaft bei Anordnungen verwenden, die für tragbare Geräte oder ferngespeiste Ämter benötigt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Teilung und Vervielfachung einer Frequenz nf in einem vorgegebenen rationalen Verhältnis für Teilungsverhältnisse n gleich oder größer 3 unter Verwendung eines mitgezogenen Oszillators mit Mehrfachrückkopplung mittels in Reihe geschalteter Schwingkreise im Ausgangskreis des Oszillators und einer Reihenschaltung der den einzelnen Schwingkreisen zugehörigen Kopplungswicklungen im Rückkopplungskreis des Oszillators und bei dem nach Patent 1168 508 bei Teilungsverhältnissen, die sich in q-Faktoren p1, p2 . .. p. zerlegen lassen, q-Rückkopplungswege bestehen, die auf die Frequenzen abgestimmt und so bemessen sind, daß sich die Schwingungen in der Reihenfolge von hohen zu tiefen Frequenzen erregen, daß bei anderen Teilungsverhältnissen zwei Rückkopplungswege bestehen, die auf die Frequenzen (h-1) f und f abgestimmt und so bemessen sind, daß sich die Schwingung mit der tieferen Frequenz zuerst erregt, daß jeder in einem Rückkopplungsweg liegende Schwingkreis einen Amplitudenbegrenzer enthält und daß eine während des Betriebs dauernd am Oszillatoreingang liegende Vorspannung den Teilungsvorgang unterbricht, wenn die absolute Größe der Eingangsspannung mit der zu teilenden Frequenz nf kleiner ist als die absolute Größe der Vorspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenbegrenzer derart ausgebildet sind, daß sie nur eine Halbwelle der jeweiligen Schwingkreisspannung begrenzen.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Emitterkreis des . jeweiligen Transistors eine aus ohmschem Widerstand und Kapazität bestehende Parallelschaltung zur Gleichstromgegenkopplung angeschaltet ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche Widerstand der Parallelschaltung zur Gleichstromgegenkopplung zugleich in den zur Erzeugung der Transistorvorspannung angeschalteten Spannungsteiler einbezogen ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren gleichartigen, unmittelbar hintereinandergeschalteten Teilerstufen die Aussteuerung der nachfolgenden Stufe mit der nicht begrenzten Halbwelle der vorhergehenden Stufe erfolgt.