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Anordnung zur Erzielung eines Gleichlaufs zweier oder mehrerer vorzugsweise
frequenzstabilisierter Schwingungserzeuger Es sind bereits Anordnungen zur Synchronisierung
zweier oder mehrerer Schwingungserzeuger bekannt, bei denen eine Einrichtung, die
auf Frequenz- oder Phasenabweichungen anspricht, ständig die Frequenzen der Schwingungserzeuger
miteinander vergleicht. Bei einer solchen Anordnung erfolgt in Abhängigkeit der
Vergleichseinrichtung ein selbsttätige Gleichlaufnachregelung, beispielsweise durch
mechanisch wirkende Frequenznachstellung. So kann entsprechend der Frequenz- oder
Phasenabweichung ein Motor in einem bestimmten oder entgegengesetzten Drehsinn eingeschaltet
-,werden, der auf -die Abstimmittel eines der Schw ingungserzeuger, beispielsweise
auf einen Drehkondensator, einwirkt. Auf diese Weise findet eine selbsttätige Nachregelung
der Frequenz eines Tochtersenders entsprechend der Frequenz einer Generatorstation
statt.
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Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß durch die mechanische
Regelung ein erheblicher Raumaufwand entsteht. Außerdem stellt eine solche Regelung
große Anforderungen an die Fabrikationsgenauigkeit, um Geräuschfreiheit und sauberes
Arbeiten zu gewährleisten.
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Die Erfindung geht davon aus, daß es zur Erzielung einer ausreichenden
Gleichlaufbedingung nicht unbedingt notwendig ist, dauernd eine Nachstimmung eines
Generators derart vorzunehmen,
daß in jedem Augenblick-die zu synchronisierenden
Frequenzen genau miteinander übereinstimmen. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung,
die von auf Frequenz- oder Phasenabweichungen ansprechenden Frequenz- bzw. Phasenvergleichseinrichtungen
gesteuert wird, derart ausgebildet, daß bei jedem den Wert der zulässigen Frequenz-
oder Phasen-Abweichung überschreitenden Gleichlauffehler eine Verstimmung eines
oder mehrerer der zu synchronisierenden Schwingungserzeuger bis zur Wiederherstellung
der Gleichlaufbedingungen erfolgt. Nach Beseitigung des Gleichlauffehlers wird die
Verstimmung dann wieder aufgehoben und die Schwingungserzeuger schwingen wieder
in ihrer ursprünglich eingestellten Frequenz.
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Die Verstimmung kann derart erfolgen, daß in dem Kreis; der die frequenzbestimmenden
Glieder enthält, besondere Schaltelemente zu- oder abgeschaltet werden. Andererseits
kann auch das frequenzbestimmende Element abgeschaltet und an seine Stelle ein anderes
Schaltelement gesetzt werden. Die zur Verstimmung dienenden Schaltelemente sind
zweckmäßig so bemessen, daß die Verstimmung nur kurzzeitig vorgenommen zu werden
braucht. Dadurch ist rasch der Gleichlauffehler Null erreicht, und die Verstimmungsglieder
können wieder abgeschaltet werden. Andererseits soll aber keine derartige Verstimmung
erfolgen, daß der Gleichlauffehler zu schnell beseitigt wird, da hierdurch insbesondere
bei Trägerfreqüenzsystemen eine plötzliche Frequenz- bzw. Phasenverzerrung eintritt,
die sich bei der Nachrichtenübertragung störend bemerkbar macht: Außerdem wird die
Frequenzverstimmung zweckmäßig nur so groß gemacht, daß die Zeit: bis zui- Erreichung
des Gleich-Laufs Null groß gegen die Ansprech- und Abfallzeiten der Schaltvorrichtungen,
beispielsweise Schaltrelais, ist. Anderenfalls besteht die Gefahr, daß eine rechtzeitige
Abschaltung bei Erreichung des Gleichlauffehlers Null in Frage gestellt wird.
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Die Erfindung weist auch gegenüber bekannten Gleichlaufsteuerungen,
wie sie zum Teil beim Gleichwellenrundfunk verwendet werden und bei denen ein mechanisches
Getriebe zur Verstellung der Abstimmittel in der Phasenvergleichseinrichtung enthalten
ist, den Vorteil einer exakteren Regelung bei geringemAufwand auf. Angenommen, .die
Frequenzen zweier Schwingungserzeuger seien nach Frequenz und Phase dauernd genau
gleich, so würde keine Nachregelung möglich sein. Nun hängt aber an den Schwingungserzeugern
je ein mechanisches Getriebe, das sich entsprechend der Frequenz des Generators
dreht, also beispielsweise mit einer um ein ganzes Vielfaches kleineren Frequenz.
Diese Getriebe können auch bei genau gleicher Frequenz der hochfrequenten Schwingungserzeuger
einen Phasen- oder Winkelunterschied haben, d. h. ihr Fehler kann ein ganzes Vielfaches
der hochfrequenten Periode betragen: In diesem Fäll ermöglicht die Erfindung; den
Fehler in kurzer Zeit dadurch auf Null zu bringen, daß man die eine hochfrequente
Schwingung kurzzeitig mehr oder weniger grob verstimmt. An Hand der Zeichnung soll
die Erfindung näher erläutert werden. In Fig. z ist das Prinzip der kurzzeitigen
Nachregelung von Gleichlaufanlagen durch Verstimmen kurvenmäßig dargestellt. In
der Abszisse ist die Zeit t eingetragen, während die Ordinate den Gleichlauffehler
f angibt. Der zulässige Fehler F ist durch die gestrichelte Linie dargestellt.
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` Zu Beginn sei zunächst ein grober Gleichlauffehler vorhanden. Im
Zeitpunkt t1 setzt die Regelung ein. Zweckmäßig kann die selbsttätige Nachregelung
so ausgebildet sein, daß eine grobe Verstimmung zur Beseitigung großer Gleichlauffehler
neben einer feiner arbeitenden Verstimmung zur Beseitigung kleiner Gleichlauffehler
vorgesehen ist. Durch die grobe Verstimmung kann ein großer Gleichlauffehler in
kurzer Zeit auf Null gebracht werden, während derselbe Gleichlauffehler mit der
Feinregelung erheblich längere Zeit zu seiner Beseitigung benötigen w(ü'rde.
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Zu dem Zeitpunkt t2 ist .die Grobregelung beendet. Der Gleichläuffehler
ist zu Null geworden. Die Verstimmungsglieder werden wieder abgeschaltet und die
Schwingungserzeuger arbeiten mit ihren ursprühglich eingestellten Frequenzen weiter.
Dadurch entsteht allmählich ein immer größerer Fehler, der schließlich an dem Zeitpunkt
t3 wieder die zulässige Fehlergrenze F erreicht. Falls die Schwingungserzeuger besondere
Einrichtungen zur Frequenzstabilisierung, wie z. B. Schwingkristalle, Stimmgabeln
öd. dgl., besitzen, dauert diese Zeit verhältnismäßig lange. Am Zeitpunkt t, setzt
dann die selbsttätige Verstimmung wieder ein, so daß am Zeitpunkt t4 wieder der
Wert Null für den Gleichlauffehler erreicht ist. Die Schwingungserzeuger arbeiten
dann wieder mit ihrer ursprünglich eingestellten Frequenz, so daß nach einer bestimmten
Zeit wieder die zulässige Fehlergrenze erreicht wird und das Spiel sich wiederholt.
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In Fig. 2 ist die Frequenzverstimmung am Beispiel eines kristallgesteuerten
Generators erläutert. Fig. 2 zeigt dabei einen Teil des frequenzbestimtuenden Kreises
in einem solchen Schwingungserzeuger. Mit Hilfe des Kristalls K möge die Frequenz
auf einen solchen Wert konstant gehalten werden, daß sich eine Frequenzabweichung
des betreffenden Schwingungserzeugers gegenüber der Frequenz eines anderen ähnlich
aufgebauten Schwingungserzeugers nur nach verhältnismäßig längerer Zeit ergibt.
Zur kurzzeitigen Frequenzverstimmung sind Kondensatoren Cl und C2 vorgesehen, die
in Reihe mit dem Schwingkristall K liegen. Die Kondensatoren C, und C2 sind im Ruhezustand
durch die Schaltkontakte r1 und r2 kurzgeschlossen. Die Schaltkontakte r, und y2
werden durch zwei Relais Ri und R2 betätigt, die von der Frequenz- bzw. Phasenvergleichseinrichtung
aus gesteuert werden. Zur Grobverstimmung ist ein weiterer Schwingkreis vorgesehen,
der aus einer Induktivität L mit in Serie geschalteter Kapazität C3 besteht. Ein
veränderbarer Kondensator C4 kann der Kapazität C, noch parallel geschaltet sein,
um den Grad der Verstimmung ändern zu können. Dieser Schwingkreis dient zur Grobverstimmung
und wird durch das Relais R3
betätigt, das den Schaltkontakt r,
zum Zwecke der Verstimmung von dem Schwingkristallkreis auf den Reihenresonanzkreis
umschaltet.
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Um Gleichlauffehler mit positivem und negativem Vorzeichen beseitigen
zu können, ist es, falls nur an einem einzigen Schwingkreis eine Änderung vorgenommen
werden soll, notwendig, eine Frequenzverstimmung nach höheren und nach niedrigeren
Frequenzwerten vornehmen zu können. Dies kann z. B. derart erfolgen, daß einer der
Kondensatoren C1 oder C2 im normalen Betriebszustand dem Schwingkristall K vorgeschaltet
ist. Eine Frequenzänderung in der einen Richtung kann dann durch Öffnen des anderen
Schaltkontaktes erfolgen, so daß dann die beiden Kondensatoren Cl und C2 in Reihe
liegen, oder in der anderen Richtung dadurch, daß der im ursprünglichen Zustand
in Reihe mit dem Kristall liegende Kondensator kurzgeschlossen wird. Ähnlich ist
es auch möglich, zur Grobverstimmung an Stelle eines einzigen Reihenresonanzkreises
C3 C4 L zwei solche Kreise zu verwenden, von denen der eine Kreis eine Abstimmung
auf. eine unterhalb und der andere eine Abstimmung auf eine oberhalb der durch den
Kristall bestimmten Frequenz ergibt.
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Es ist aber auch möglich, eine Frequenzverstimmung nur in einer einzigen
Richtung vorzunehmen. Dann wird es aber notwendig, falls die Generatoren nicht von
sich aus so eingerichtet sind, daß der Fehler nur immer in einem Richtungssinn auftritt,
daß beide zu vergleichenden Schwingungserzeuger verstimmbar sind. In diesem Fall
wird dann wahlweise der Schwingungserzeuger verstimmt, bei dem eine Verstimmung
in der bestimmten Richtung ein Nullwerden des Gleichlauffehlers bewirkt.