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Frequenzteileranordnung zur Gewinnung von Trägerfrequenzen für Trägerfrequenzsysteme
Die Erfindung betrifft eine Frequenzteileranordnung zur Gewinnung von Trägerfrequenzen
für Trägerfrequenzsysteme, im wesentlichen bestehend aus einer Frequenzteilereinheit,
die einen impulsförmigen Strom in den Ausgangskreis zu liefern vermag, und einer
zugehörigen Aufnahmevorrichtung an den Trägerfrequenzgestellen, in die der Frequenzteiler
einschiebbar ist.
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Bekanntlich werden die Übertragungsbänder verschiedener Trägerfrequenzsysteme
aus einheitlichen Gruppen von Kanälen vorgegebener Kanalzahl und Frequenzlage zusammengesetzt.
Dabei wird so verfahren, daß das Frequenzband eines jeden Kanals mit einer Trägerfrequenz
umgesetzt wird, jeweils mehrere derartige Frequenzbänder zusammengefaßt und wiederum
mit einer gemeinsamen Trägerfrequenz umgesetzt werden usw., bis sich schließlich
ein gewünschtes Übertragungsband ergibt. Die Erzeugung der zur Umsetzung benötigten
Trägerfrequenzen erfolgt dabei so, daß man aus einer Grundfrequenz von 4 kHz durch
Frequenzvervielfachung und nachfolgender Aussiebung die jeweiligen Kanalträgerfrequenzen
12, 16 und 20 kHz erhält. Durch eine weitere Vervielfachung der von 4 kHz abgeleiteten
Grundfrequenz von 12 kHz erhält man dann wieder die für die Umsetzung in die nächstfolgende
Ebene notwendigen Gruppenträger mit den Frequenzen von 84, 96, 108 und 120 kHz.
Bei Systemen, bei denen noch mehrere Kanäle pro Übertragungsleitung zusammengefaßt
werden sollen, sind dann noch zur Umsetzung in eine nächste übertragungsebene weitere
Trägerfrequenzen erforderlich. Da die absolute Frequenzgenauigkeit der einzelnen
Trägerfrequenzen ± 2 Hz beträgt, wächst die relative Frequenzgenauigkeit bei steigender
Frequenz an. Die Frequenzgenauigkeit der einzelnen Trägerfrequenzen ist jedoch von
der Frequenzkonstanz des Grundquarzes, mit dem die Grundfrequenz, im speziellen
Beispiel also 4 kHz, erzeugt wird, abhängig. Bei sehr hohen Trägerfrequenzen, wie
sie z. B. für die Erzeugung eines 2700-Kanalsystems erforderlich sind, reicht aber
die Genauigkeit in bezug auf die Frequenzkonstanz bei Frequenzen im Kilohertzbereich
nicht mehr aus. Es lassen sich jedoch für den Frequenzbereich ab 1 MHz Quarze als
Dicken-Scherungs-Schwinger herstellen, die sich durch eine sehr hohe Frequenzkonstanz
und durch Temperaturkoeffizienten annähernd gleich Null auszeichnen. Von dieser
Erkenntnis ausgehend hat man Schaltungen entwickelt, bei denen man zur Ableitung
der benötigten Trägerfrequenzen von einer Grundfrequenz von 4,4 MHz, die mit einem
Quarzoszillator erzeugt wird, ausgeht, und durch eine Frequenzteilung die entsprechenden,
unterhalb 4,4 MHz liegenden Trägerfrequenzen erhält. Da in den einzelnen Trägerfrequenzsystemen
zum Teil verschiedene Trägerfrequenzen benötigt werden, ergibt sich daher für jedes
System ein eigener, nur für das betreffende System einsetzbarer Frequenzteiler.
Es sind also für verschiedene Systeme eine Vielzahl von Frequenzteilern notwendig.
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Es sind Trägerfrequenzsysteme und Baugruppen für derartige Systeme
bekannt, die sich durch einfache Umschaltung sowohl für den Einsatz im Vierdrahtbetrieb
als auch für den Einsatz im Zweidrahtbetrieb eignen.
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Der Erfindung liegt nun die besondere Aufgabe zugrunde, eine Frequenzteileranordnung
zu schaffen, die für unterschiedliche Trägerfrequenzsysteme eingesetzt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung die Teileranordnung
so ausgebildet, daß dem Eingang des Frequenzteilers die Frequenz 1368 kHz zugeführt
ist und der Frequenzteiler mit mehreren Ausgängen ausgebildet ist, an denen direkt
oder mittels nachgeschalteter Filter und/oder Frequenzvervielfacher die Frequenzen
114, 228, 342, 456 bzw. 684 kHz entnehmbar sind, die zugleich Trägerfrequenzen verschiedener
Trägerfrequenzsysteme sind, daß die nachgeschalteten Filter und/oder Verzerrer,
die zur Entnahme der jeweils zu einem Trägerfrequenzsystem gehörigen von den Ausgängen
des Frequenzteilers entnehmbaren Trägerfrequenzen dienen, in der Aufnahmevorrichtung
zusammengefaßt sind und in der Aufnahmevorrichtung Mittel zum Kurzschließen der
für das jeweilige Trägerfrequenz-
System nicht benötigten Ausgänge
des Frequenzteilers vorgesehen sind.
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Weiterhin kann die Teileranordnung auch so ausgebildet sein, daß im
Ausgangskreis des Frequenzteilers mehrere Breitbandübertrager als Ausgangsübertrager
in Reihe geschaltet sind, die vom impulsförmigen Ausgangsstrom durchflossen werden.
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Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der Frequenzteiler der Teheranordnung
nach der Erfindung zugleich für verschiedene Trägerfrequenzsysteme brauchbar ist.
Durch einfaches Einschieben des Frequenzteilers in die jeweilige, für -ein Trägerfrequenzsystem
passend ausgerüstete Aufnahmevorrichtung werden die für dieses Trägerfrequenzsystem
erforderlichen Trägerfrequenzen den entsprechenden Ausgängen des Frequenzteilers
entnommen. Durch die in den Aufnahmevorrichtungen vorgesehenen Mittel werden jeweils
nicht benötigte Ausgänge des Frequenzteilers kurzgeschlossen, so daß ihr Anteil
an der Gesamtausgangsleistung für die anderen Ausgänge des Frequenzteilers zur Verfügung
steht. Die Frequenz 114 kHz der Grundwelle des impulsförmigen Ausgangsstromes des
Frequenzteilers ist dabei vorteilhaft so gewählt, daß aus den Harmonischen dieses
impulsförmigen Ausgangsstromes Trägerfrequenzen verschiedener Trägerfrequenzsysteme
gewonnen werden können.
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Ferner kann man die Telleranordnung auch so ausbilden, daß der Frequenzteiler
ein einstufiger Rückmischteiler ist und am Ausgang des in diesem Rückmischteiler
enthaltenen Frequenzvervielfachers übertrager in Reihe geschaltet sind und an den
übertragerausgängen die Trägerfrequenzen 114, 228, 342 und 456 kHz entnehmbar sind.
Zweckmäßig ist dabei, daß die Teilerstufe des Rückmischteilers zugleich zur Frequenzvervielfachung
dient und an den Ausgängen der Ausgangsübertrager die Frequenzen 114, 228, 342 und
456 kHz entnehmbar sind. Diese Teileranordnung läßt sich vorteilhaft dann anwenden,
wenn der Frequenzteiler als Rückmischteiler ausgebildet ist, da dem in einem Frequenzteiler
stets vorhandenen Frequenzvervielfacher, der für die Erzeugung der zur Synchronisation
notwendigen Oberwelle dient, zugleich Trägerfrequenzen in Form weiterer Oberwellen
entnehmbar sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Frequenzteiler als
zweistufiger Rückmischteiler ausgebildet sein und das Teilungsverhältnis der ersten
Teilerstufe 3: 1 und das Teilungsverhältnis der zweiten Teilerstufe 4: 1
betragen, außerdem können in den Ausgangskreisen beider Teilerstufen mehrere auf
je eine Trägerfrequenz abgestimmte Ausgangsübertrager in Reihe geschaltet sein,
und die Abstimmung dieser Ausgangsübertrager kann derart erfolgen, daß aus der ersten
Teilerstufe die Frequenz 456 kHz und aus der zweiten Teilerstufe die Frequenzen
114 und 228 kHz entnehmbar sind.
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Weiterhin läßt sich die Teileranordnung auch so ausgestalten, daß
der Frequenzteiler als zweistufiger Rückmischteiler ausgebildet ist und das Teilungsverhältnis
der ersten Teilerstufe 4: 1 und das Teilungsverhältnis der zweiten Teilerstufe 3:
1 beträgt, daß in den Ausgangskreisen beider Teilerstufen auf je eine Trägerfrequenz
abgestimmte Ausgangsübertrager in Reihe geschaltet sind und die Ausgangsübertrager
derart abgestimmt sind, daß aus der ersten Teilerstufe die Frequenzen 684 und 342
kHz und aus der zweiten Teilerstufe die Frequenz 114 kHz entnehmbar sind. Die Aufteilung
des Teilungsverhältnisses 12: 1 in zwei Stufen hat den Vorteil, daß der Mitnahmebereich
des Rückmischteilers sehr groß ist, so daß sich eine solche Schaltungsanordnung
nach der Erfindung überall dort vorteilhaft einsetzen läßt, wo ein sehr großer Mitnahmebereich
gefordert wird. Durch die Ausbildung der Sekundärwicklungen der in Reihe geschalteten
Übertrager zu Schwingkreisen ergibt sich der weitere Vorteil, daß man wegen dieser
Vorsiebung bei den in der Aufnahmevorrichtung eingebauten, dem Rückmischteiler nachgeschalteten
Filtern mit geringerer Flankensteilheit auskommt, so daß sich der Aufbau der Filter
vereinfacht und die Herstellungskosten gesenkt werden. Bei geringeren Anforderungen
in bezug auf die Genauigkeit der Frequenz des Trägers können die Filter sogar gänzlich
entfallen. Vorteilhaft ist weiterhin, daß durch Vertauschen der Teilungsverhältnisse
in den beiden Stufen jeweils verschiedene Trägerfrequenzen entnommen werden können.
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Die Erfindung wird an Hand der in den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele beschrieben und näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine universell für mehrere Systeme einsetzbare Teileranordnung;
F i g. 2 zeigt eine Teileranordnung, bei der der Frequenzteiler als einstufiger
Rückmischteiler mit dem Teilungsverhältnis 12: 1 ausgeführt ist und die zu teilende
Frequenz 1368 kHz und die Grundwelle des impulsförmigen Ausgangsstromes 114 kHz
beträgt. Die entnehmbaren Trägerfrequenzen 228, 342 und 456 kHz sind dabei Oberwellen
des impulsförmigen Ausgangsstromes; F i g. 3 zeigt eine Teileranordnung, bei der
der Frequenzteiler als zweistufiger Rückmischteiler ausgebildet ist und das Teilungsverhältnis
der ersten Teilerstufe 3: 1 und das Teilungsverhältnis der zweiten Teilerstufe 4:
1 beträgt. Die zu teilende Eingangsfrequenz ist ebenfalls 1368 kHz und dem Frequenzteiler
sind die Frequenzen 114, 228 und 456 kHz entnehmbar; F i g. 4 zeigt eine Teileranordnung,
bei der der Frequenzteiler ebenfalls zweistufig ausgebildet ist, jedoch das Teilungsverhältnis
der ersten Teilerstufe 4: 1 und das Teilungsverhältnis der zweiten Teilerstufe 3:1
beträgt. Bei .einer Eingangsfrequenz von 1368 kHz sind diesen Teilern die Trägerfrequenzen
114, 342 und 684 kHz entnehmbar.
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Beim Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist
innerhalb der strichlierten Linie ein Ausschnitt der Endstufe eines transistorisierten
Frequenzteilers gezeigt. Die Schaltungsteile -außerhalb der strichlierten Linie
gehören hierbei der Aufnahmevorrichtung an und sind in diese fest eingebaut.
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Im Kollektorkreis des Transistors T 1 sind die Breitbandübertrager_Ü1...
Ü3 in Reihe geschaltet. Die Primärwicklungen p 1 ... p 3 dieser Übertrager
werden von dem impulsförmigen Ausgangsstrom I durchflossen. An der Sekundärwicklung
s 1 des Übertragers Ü 1 liegt der Eingang des Filters F 1. Dem Filter F 1 nachgeschaltet
ist der Verstärker V l. An der Sekundärwicklung s 2 des Übertragers Ü 2 liegt
der Eingang des Filters F2. Dem Filter F2 ist der Verstärker V2 nachgeschaltet.
Die Sekundärwicklung s 3 des übertragers Ü3 ist mit dem Kurzschlußbügel KB kurzgeschlossen.
Mittels der Filter F1, F2 werden jeweils gewünschte Trägerfrequenzen an den Ausgängen
I und II des Frequenzteilers ausgesiebt und von den
Verstärkern
V 1 bzw. V 2 verstärkt, Der Ausgang des Übertragers U3 ist in diesem Falle kurzgeschlossen,
da eine weitere Frequenz nicht benötigt wird.
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Ist der Frequenzteiler der Teheranordnung ein Rückmischteiler, so
läßt sich auch vorteilhaft die Schaltungsanordnung nach Fig,2 verwenden. Der innerhalb
der strichpunktierten Linie dargestellte Teil der Schaltungsanordnung gehört dem
Rückmischteiler an und die Baugruppen außerhalb dieser Linie sind fest in die Aufnahmevorrichtung
eingebaut. Innerhalb der strichlierten Linie ist der Ausgangskreis des in diesem
Rückmischteiler enthaltenen Frequenzvervielfächers in seinen wesentlichen Teilen
gezeigt. Im Kollektorkreis des Transistors T2 sind die Übertrager ü4... U7 in Reihe
geschaltet. Der impulsförmige Strom fließt über die Primärwicklungen dieser übertrager
zum negativen Pol der Versorgungsspannungsquelle. Parallel zum Ausgang der Sekundärwicklung
s 7 des Übertragers Ü 7 liegt der Kondensator Cl.
Über die Sekundärwicklung
s7 des Übertragers Ü7 wird eine Spannung mit der Frequenq (n -1) f an den Eingang
des Modulators M des Rückmischteilers zurückgekoppelt und mit der ebenfalls dem
Eingang dieses Modulators zugeleiteten, zu teilenden Frequenz nf = 1368 kHz
gemischt, so daß am Ausgang A des Rückmischteilers die Frequenz von 114 kHz
entnehmbar ist. Den Übertragern ü4 ... Ü6 sind jeweils die Filter F4 ... F6 und
diesen wiederum die Verstärker V 4 ... V 6 nachgeschaltet. Die Filter sind
dabei so abgestimmt, daß sich am Ausgang des Verstärkers V 4 die Frequenz 228 kHz,
am Ausgang des Verstärkers V 5 die Frequenz 342 kHz und am Ausgang des Verstärkers
V6 die Frequenz 456 kHz entnehmen läßt. Die Frequenz von 114 kHz kann unmittelbar
am Ausgang A des Rückmischteilers abgenommen werden. Diese Schaltungsanordnung hat
den Vorteil, daß die durch den Frequenzvervielfacher stets vorhandenen Oberwellen
zugleich zur Erzeugung von Trägerfrequenzen verwandt werden können.
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Während in den Ausführungsbeispielen nach F i g.1 und 2 Teileranordnungen
beschrieben wurden, bei denen an den Ausgängen der in Reihe geschalteten Übertrager
je nach der Frequenz des nachgeschalteten Filters verschiedene Trägerfrequenzen
entnommen werden können, wird in den Schaltungsanordnungen nach den F i g. 3 bis
4 je eine Ausführungsform gezeigt, bei der die einzelnen Übertrager durch Parallelschaltung
entsprechender Kondensatoren auf eine jeweils gewünschte Frequenz abgestimmt sind,
so daß am Ausgang eines jeden Übertragers jeweils nur eine Frequenz entnommen werden
kann. Die Frequenzteilung wird bei den Schaltungsanordnungen nach den F i g. 3 und
4 in zwei Stufen vorgenommen.
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Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 erfolgt die Frequenzteilung
in der ersten Stufe mit dem Teilungsverhältnis 3: 1 und in der zweiten Stufe
mit dem Teilungsverhältnis 4 : 1, so daß man insgesamt wieder den Teilungsfaktor
12 für die gesamte Teileranordnung erhält. Dem Eingang der ersten Teilerstufe wird
die zu teilende Frequenz von 1368 kHz zugeführt. Im Ausgangskreis der ersten Teilerstufe
sind die übertrager VS und Ü9 in Reihe geschaltet. An der Sekundärwicklung
s $ des Übertragers Ü8 läßt sich die Frequenz 456 kHz entnehmen. Die Sekundärwicklung
s 9 des Übertragers ü9 ist zwischen Basis des Transistors T3 der nachfolgenden zweiten
Teilerstufe und dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle B geschaltet. Zwischen
dem Emitter des Transistors T 3 und dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle
B liegen die Primärwicklungen p10 und p11
der Übertrager V 10 und ü
11 in Reihe. Die Sekundärwicklungen s 10 und s 11 der Übertrager f110 und Ü 11 sind
im Kollektorkreis des Transistors T 3 ebenfalls in Reihe geschaltet. Der
Sekundärwicklung s 10 des Übertragers 0 10 ist der Kondensator C 2 parallel geschaltet
und so bemessen, daß ein auf 22& kHz abgestimmter Schwingkreis entsteht. Liese
Frequenz wird über eine Tertiärwicklung t10 des f:Ibertragers k10 ausgekoppelt.
Der Übertrager 611 besteht ebenfalls aus drei Wicklungen p11, s11 und t11. Der Sekundärwicklung
s 11 ist der Kondensator C 3 parallel geschaltet. Er ist so bemessen, daß ein auf
1.1.4 kHz abgestimmter Schwingkreis entsteht, Über die Tertiärwicklung t11 ist dann
die Frequenz von 114 kHz entnehmbar.
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In der Schaltungsanordnung nach F i g. 4 sind die Teilungsverhältnisse
der beiden Teilerstufen gegenüber der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 vertauscht,
so daß also die erste Teilerstufe das Teilungsverhältnis 4: 1 und die zweite Teilerstufe
das Teilungsverhältnis 3: 1 aufweist. Die einzelnen Teilerstufen sind analog den
Teilerstufen in der Schaltungsanordnunig nach F i g. 3 aufgebaut. Dem Eingang der
ersten Teilerstufe wird die Frequenz 1368 kHz zugeführt. Am Ausgang der ersten Teilerstufe
lassen sich dann die Frequenzen 342 und 684 kHz entnehmen und am Ausgang der zweiten
Teilerstufe ist die Frequenz 114 kHz abnehmbar. Die Schaltungsanordnungen nach den
F i g. 3 und 4 haben den Vorteil, daß die Trägerfrequenzen verschiedener Trägerfrequenzsysteme
direkt am Ausgang des Frequenzteilers entnehmbar sind, so daß im allgemeinen nachgeschaltete
Filterbaugruppen entfallen können. Durch eine einfache Vertauschung der Reihenfolge
der Teilungsverhältnisse ist es möglich, unterschiedliche Frequenzen, die zugleich
Trägerfrequenzen sind, zu erzeugen.
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Die Teileranordnung nach der Erfindung ist nicht auf die in der Erfindung
angegebenen Frequenzen beschränkt, sondern läßt sich auch vorteilhaft zur Gewinnung
anderer Frequenzen verwenden.