DE1541591B2 - Schaltungsanordnung mit zweimaliger Frequenzumsetzung - Google Patents

Description

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 065 023 ist ein Frequenzrasteroszillator bekannt, der auch im Gebiet sehr hoher Frequenzen, beispielsweise im Meter-, Dezimeter- und Zentimeterwellenbereich, arbeiten kann. Zu diesem Zweck wird das Oberwellenspektium einer verzerrten Grundschwingung mittels eines Modulators und eines besonderen, in kleinen Stufen einrastbaren Oszillators zunächst in eine höhere Frequenzlage hinaufgesetzt. Anschließend wird dieses transponierte Spektrum in einem zweiten Modulator mit der Frequenz des einzurastenden Oszillators verglichen, wobei eine beim Vergleich anfallende Regelspannung zur Frequenznachstellung des einzurastenden Oszillators auf eine bestimmte der Rasterfrequenzen dient. Damit kann das Raster, dessen jeweiliger Frequenzabstand die Grundschwingungsfrequenz beträgt, jeweils um den Rasterfrequenzabstand des in kleinen Stufen einrastbaren Oszillators verschoben werden. Es handelt sich bei dieser bekannten Anordnung jedoch nicht um eine Einrichtung zur Frequenzumsetzung einer beliebigen Eingangsfrequenz mittels zweier aufeinanderfolgender Umsetzstufen, sondern um einen Frequenzrasteroszillator als solchen, der an das Frequenzspektrum der Harmonischen einer Grundschwingung angebunden ist.

Zur Frequenzumsetzung einer Eingangsfrequenz über mehrere Zwischenfrequenzen ist es bekannt, mehrere unabhängig voneinander von dem gleichen Pulsspektrum einer verzerrten Grundschwingung eines Quarzoszillators synchronisierte Umsetzoszillatoren zu verwenden. Diese bekannten Schaltungen sind verhältnismäßig aufwendig, weil eine mit der Anzahl der Umsetzfrequenzen übereinstimmende Zahl von Phasenregelsystemen vorhanden sein muß, die jeweils außer einer Mischstufe noch eine Frequenznachstellvorrichtung und einen Tiefpaß aufweisen.

Der Erfindung liegt eine Schaltung mit zweimaliger Frequenzumsetzung, bei der die Frequenzen der Umsetzoszillatoren von einer Grundschwingung abgeleitet sind, zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Diese Schaltung für die beiden von einem einzigen Mutteroszillator mit der Frequenz /₀ abgeleiteten Umsetzfrequenzen J₁ und /₂ enthält nur einen Frequenzregelkreis und läßt für die beiden Umsetzfrequenzen J₁ und /₂ eine maximale Frequenzablage zu, die für beide Umsetzoszillatoren nach Richtung und Größe gleich ist. Außerdem ist ein großer Nebenwellenabstand der ersten Umsetzfrequenz J₁ gegenüber der verzerrten Grundschwmgung ±m · /_o (h = 1; 2; 3; ...) des Mutteroszillators gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Signalisierungseinrichtung schaltet sich ein, wenn die Frequenz der beiden Umsetzoszillatoren außerhalb des Nachstimmbereiches liegt. Diese Anzeige ist besonders zweckmäßig, wenn ein Empfänger ohne einfallendes Signal empfangsbereit sein soll.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 und 2 näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur doppelten Frequenzumsetzung einer Eingangsfrequenz f_e mittels zweier veränderbarer Umsetzfrequenzen J₁ und /₂, wie sie beispielsweise bei Kurzwellensendern üblich ist. Die Frequenz J₁ wird mit der Eingangsfrequenz f_e in einer Umsetzstufe 1 umgesetzt, deren in ihrem Modulationsgemisch auch die Summenfrequenz /e+/i enthaltende Ausgangsspannung an einen für den Frequenzbereich f_e+fi ausgelegten Bandpaß 2 geführt ist. An den einenEingang einer dem Bandpaß 2 nachgeschalteten zweiten Umsetzstufe 3 gelangt nur die Summenfrequenz f_e+fi, während dem zweiten Eingang der Umsetzstufe 3 die zweite Umsetzfrequenz /₂ zugeführt wird. Ausgangsseitig wird der zweiten Umsetzstufe 3 die ausfilterbare Ausgangsfrequenz fa = /2—ife+fi) entnommen. Die zweite Umsetzfrequenz /₂ ist zusätzlich in Stufen von einer Grundfrequenz fe veränderlich. Zur Erreichung einer hohen Frequenzstabilität werden die beiden Umsetzfrequenzen Z₁ und /₂ von einem Mutteroszillator abgeleitet. Die beiden Umsetzfrequenzen J₁ und /₂ dürfen, da in der ausfilterbaren Ausgangsfrequenz f_a die Differenz /2—/1 vorkommt, um den gleichen Betrag Af in der gleichen Richtung abweichen, ohne daß sich, die Ausgangsfrequenz f_a ändert. Es gilt dann für /„' als Ausgangsfrequenz bei einer Frequenzabweichung Af:

fa' = fi+Af-fe-A-Af = fa.

Die maximale Frequenzabweichung Af_max wird von der Durchlaßbreite des Bandpasses 2 bestimmt.

F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung in Blockschaltbildform für die Erzeugung der beiden Umsetzfrequenzen fi und /₂. Ein quarzstabilisierter Mutteroszillator 4 liefert die. Rastergrundschwingung /₀, aus der in einer nachgeschalteten Verzerrerstufe S Oberwellen (Rasterfrequenzspektrum η · /₀) gebildet werden, welche ein Frequenzband bedecken, das bis zu der höchsten Differenzfrequenz /₂—/1 zwischen einem abstimmbaren Oszillator 7 für die zweite Umsetzfrequenz /₂ und einem abstimmbaren Oszillator 10 für die erste Umsetzfrequenz Z₁ reicht. In einer Mischstufe 6 werden die Schwingungen des Oszillators 7 mit dem Rasterfrequenzspektrum η ■ f₀ überlagert. Über einen Bandpaß 8 für die Differenzfrequenz /₂ — η · f₀ ist ausgangsseitig an die Mischstufe 6 eine weitere Mischstufe 9 angeschaltet, in der die vom Bandpaß 8 in Form eines Frequenzspektrums kommende Schwingungen mit der Frequenz /₂ — η · /₀ ,mit den Schwingungen der ersten Umsetzfrequenz f₁ aus einem ebenfalls abstimmbaren Oszillator 10 verglichen werden. Von den beiden die Umsetzfrequenzen /₂ und f_x liefernden Oszillatoren 7 und 10 wird nur der letztere elektrisch nachgestimmt. Er wird mittels der Mischstufe 9, einem Tiefpaß 11 und einer Nachstellvorrichtung 12, z. B. einer Varaktordiode, jeweils auf die der Mischstufe 6 entstammende Differenzfrequenz /₂—η ·/„ hingezogen, solange diese. Differenzfrequenz in den Durchlaßbereich des Bandpasses 8 fällt, und die Steilheit der Regelschleife von der Mischstufe 9 über den Tiefpaß 11, die Nachstellvorrichtung 12 und den Oszillator 10 ausreicht. Fällt bei zu großer Abweichung der Umsetzfrequeriz /₂ der Regelkreis außer Tritt, so setzt die auftretende Differenzfrequenz zwischen den Eingangsfrequenzen der Mischstufe 9 einen an den Regelkreis zwischen dem Tiefpaß 11 und der Nachstellvorrichtung 12 über einen Kondensator 13 angekoppelten Suchoszillator 14, d. h. eine in bekannter Weise ausgeführte Wobbelschaltung, in Betrieb, welcher seinerseits mit dem Flackern einer nachgeschalteten Anzeigelampe 15 bekannt gibt, daß der Oszillator 7 von Hand nachgestimmt werden muß, bis die Lampe 15 wieder kontinuierlich brennt, was bedeutet, daß das nunmehr mittels des Suchoszillators 14 beschleunigt erfolgte Einfangen des Regelkreises wiederhergestellt wurd;.

Der quarzgesteuerte Mutteroszillator 4 liefert die

Grundfrequenz /₀, welche in der Verzerrerstufe 5 so verzerrt wird, daß ihre Harmonischen ausreichend vorhanden sind für die Umsetzung der veränderlichen Umsetzfrequenz /₂ jeweils in das Durchlaßgebiet des Bandpasses 8. Dabei kann sich z. B. die Frequenz /₂ über den Bereich von 30 MHz, d. h. den gesamten Bereich der Kurzwelle, ändern. Beträgt z. B. die Grundfrequenz /₀100 kHz, die zweite Umsetzfrequenz /₂ 36 bis 64,5 MHz, und ist der Bandpaß 8 für die Mittenfrequenz 33 MHz ausgelegt, so wurden die 30. bis 315. Harmonische der Grundfrequenz /₀ benötigt werden. Vergrößert man die zweite Umsetzfrequenz /₀, so ändert sich die erste Umsetzfrequenz J₁ zunächst gleichsinnig, bis die Regelschleife außer Tritt fällt. Bei weiterer Vergrößerung der zweiten Umsetzfrequenz /₂ findet das Einfangen schließlich wieder mittels der nächsthöheren Harmonischen der Grundfrequenz /₀ statt. Die Durchlaßbreite des Bandpasses 8 kann ohne Rücksicht auf den erforderlichen Nebenwellenabstand der ersten Umsetzfrequenz Z₁ nur nach den Belangen der natürlichen Konstanz des Oszillators 7 festgelegt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit zweimaliger Frequenzumsetzung einer Eingangsfrequenz f_e mittels zweier aufeinanderfolgender Umsetzstufen in eine Ausgangsfrequenz f_a, unter Verwendung zweier in jeweils einem abstimmbaren Oszillator gewonnener Umsetzfre^uenzen Z₁ und /₂ und einem aus einem mit der Frequenz /₀ schwingenden Mutteroszillator durch Verzerrung abgeleiteten Frequenzspektrum η ·/₀, wobei η eine ganze Zahl ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: es wird das vom Mutteroszillator (4) abgeleitete Frequenzspektrum mit der zweiten Umsetzfrequenz /₂ gemischt (6), das dabei gewonnene Signal über einen Bandpaß (8) geleitet und die Phase des gefilterten Signals in einer weiteren Mischstufe (9) mit der Phase der ersten Umsetzfrequenz f_x verglichen, die bei dem Phasenvergleich gewonnene Regelspannung über einen Tiefpaß (11) einer Nachstimmeinrichtung (12) zugeleitet, die den Oszillator (10) zur Erzeugung der ersten Umsetzfrequenz Z₁ nachgestellt, die erste Umsetzfrequenz /_a außerdem mit der Eingangsfrequenz f_e in der ersten Mischstufe (1) gemischt und die hierbei gewonnene Summenfrequenz /«+Λ in der zweiten Umsetzstufe (3) mit der zweiten Umsetzfrequenz /₂ zu der ausfilterbaren Differenzfrequenz l(A-(fe+fi)] gemischt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten (1) und der zweiten Umsetzstufe (3) ein für den Frequenzbereich fe+fi ausgelegter Bandpaß (2) eingeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einen über einen Kondensator (13) zwischen die Nachstellvorrichtung (12) und den Tiefpaß (11) angeschalteten Suchoszillator (14) eine Signalisierungseinrichtung (15), z. B. eine Lampe, angeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen