DE1287167B

DE1287167B - Automatic device for remote setting of the oscillation frequency of an oscillator

Info

Publication number: DE1287167B
Application number: DE1964H0052000
Authority: DE
Original assignee: HERZAN JOHANN; JOSEF DIPL ING; KINIGER
Current assignee: HERZAN JOHANN; JOSEF DIPL ING; KINIGER
Priority date: 1963-03-11
Filing date: 1964-03-10
Publication date: 1969-01-16
Also published as: AT252323B

Description

Die Erfindung betrifft eine automatisch arbeitende Einrichtung zur Ferneinstellung der Schwingfrequenz eines Oszillators unter Verwendung eines von diesem gespeisten elektronischen Frequenzzählers, dessen Zählergebnis mit einem der gewünschten Schwingfrequenz entsprechenden Sollwert verglichen wird, wobei aus dem Vergleich ein Nachstimmkriterium für den Oszillator gewonnen wird.The invention relates to an automatically operating device for Remote adjustment of the oscillation frequency of an oscillator using one of this powered electronic frequency counter, whose counting result with a the setpoint corresponding to the desired oscillation frequency is compared, with off a retuning criterion for the oscillator is obtained from the comparison.

Die Anforderungen an die Vorrichtungen zur Frequenzeinstellung für Empfänger, Sender und Meßgeräte hinsichtlich der Treffsicherheit und Einstellgeschwindigkeit sind mit der Zunahme der Ausnutzung des Frequenzspektrums so angestiegen, daß hierfür besondere Einrichtungen verwendet werden müssen.The requirements for the devices for frequency adjustment for Receivers, transmitters and measuring devices with regard to accuracy and setting speed are so increased with the increase in the utilization of the frequency spectrum that this special facilities must be used.

Die Abstimmung über große Frequenzbereiche ist durch die Verkehrsentwicklung auch für verschiedene Funkdienste von steigender Bedeutung, weil die Zahl der mit den Betriebsgeräten zu benutzenden Frequenzkanäle ansteigt und wegen der schrittweisen Verkleinerung der Kanalabstände auch die Stabilitätsforderungen sich erhöhen. Es gibt bereits einige Bänder, in denen mehr als 1000 Frequenzkanäle durchstimmbar sein müssen.The coordination over large frequency ranges is due to the traffic development also of increasing importance for various radio services, because the number of with the frequency channels to be used increases and because of the gradual Reducing the channel spacing also increases the stability requirements. It There are already some bands in which more than 1000 frequency channels are tunable must be.

Da die Stabilität von Oszillatoren mit Eigenerregung nicht mehr ausreicht, wird die Quarzsteuerung in Mischschaltungen mit einer Anzahl von Quarzen oder in dekadischen Normalfrequenzoszillatoren verwendet. Die praktischen Ausführungen solcher Stabilisierungsschaltungen führen zu wesentlichen Vergrößerungen des elektronischen Aufwandes. Auch bei großem Aufwand können jedoch unerwünschte Kombinationsfrequenzen nicht vollständig unterdrückt werden. Diese Nachteile der dekadischen Oszillatoren können durch Verwendung von Frequenzzählern vermieden werden, die in Verbindung mit einem durchstimmbaren Oszillator entsprechender Konstanz so angewendet werden, daß die einzustellende und konstant zu haltende Frequenz in gewissen Zeitintervallen regelmäßig ausgezählt und bei Nichtübereinstimmung mit dem voreingestellten Sollwert auf diesen nachgeregelt wird.Since the stability of oscillators with self-excitation is no longer sufficient, the crystal control in mixer circuits with a number of crystals or in decadal normal frequency oscillators are used. The practical executions of such Stabilization circuits lead to substantial enlargements of the electronic Effort. Even with great effort, however, undesired combination frequencies can occur cannot be completely suppressed. These disadvantages of decadal oscillators can be avoided by using frequency counters in conjunction can be used with a tunable oscillator of appropriate constancy, that the frequency to be set and kept constant in certain time intervals counted regularly and if they do not match the preset target value is readjusted to this.

Aus der Zeitschrift »Electronics« vom 30.10.1959, S. 56 und 57, ist z. B. eine Anordnung zur exakten Einstellung eines Oszillators bekannt, in welcher ein elektronischer Zähler dazu benutzt wird, eine Anzahl der von dem Oszillator ausgeführten Schwingungsperioden zu zählen und dadurch das Zeitintervall zu bestimmen, in welchem eine vorbestimmte Anzahl von Perioden abläuft, auf die der Zähler eingestellt ist. Nach jedem Ablauf einer solchen Anzahl von Perioden gibt der Zähler einen elektrischen Impuls ab. Die zeitlichen Abstände dieser Impulse entsprechen dem erwähnten zu bestimmenden Zeitintervall und bilden ein Maß für die Dauer einer Periode, also für eine mit der Frequenz in reziprokem Zusammenhang stehende Größe. In entsprechender Weise wird auch von der Schwingung eines Normalfrequenzgenerators eine Impulsreihe abgeleitet. Das Prinzip der bekannten Anordnung besteht nun darin, daß durch gewisse dem Fachmann bekannte Schaltungsteile aus den beiden Impulsreihen eine resultierende Impulsreihe abgeleitet wird, welche je nachdem, ob der von dem zu regelnden Oszillator abgeleitete Impuls seiner Reihe früher oder später eintritt als der zugehörige Normalfrequenzimpuls, im ersten Fall einen positiven bzw. im zweiten Fall einen negativen Impuls enthält. Durch elektrische Integration der resultierenden Impulse wird eine in einem begrenzten Bereich des Frequenzfehlers diesem nach Richtung und Größe entsprechende Regelgröße gewonnen,. welche auf den mit dem Frequenzfehler behafteten Oszillator in korrigierendem Sinne zur Einwirkung gebracht wird.From the magazine "Electronics" of October 30, 1959, pp. 56 and 57, is z. B. an arrangement for the exact setting of an oscillator is known in which an electronic counter is used to count a number from the oscillator count the executed oscillation periods and thereby determine the time interval, in which a predetermined number of periods expires, to which the counter is set is. After each expiry of such a number of periods, the counter gives an electrical Impulse off. The time intervals between these impulses correspond to the one to be determined mentioned Time interval and form a measure for the duration of a period, i.e. for one with the quantity that is reciprocally related to the frequency. In a corresponding way a series of pulses is also derived from the oscillation of a normal frequency generator. The principle of the known arrangement is that by certain the expert known circuit parts from the two pulse series a resulting pulse series is derived, which depends on whether the derived from the oscillator to be controlled Pulse of its series occurs earlier or later than the associated normal frequency pulse, contains a positive pulse in the first case and a negative pulse in the second case. By electrically integrating the resulting impulses, one is limited in one Range of the frequency error controlled variable corresponding to this in terms of direction and size won ,. which on the oscillator afflicted with the frequency error in corrective Senses is brought into action.

Bei dieser bekannten Anordnung ist es notwendig, den Empfänger von Hand etwa auf die Sollfrequenz abzustimmen, wodurch eine Fernabstimmung nicht ohne weiteres realisiert werden kann.With this known arrangement, it is necessary to contact the receiver from Hand to tune approximately to the target frequency, whereby a remote tuning is not without further can be realized.

Es ist auch schon bekannt (deutsche Auslegeschrift 1001343), eine der gerade eingestellten Frequenz des abzustimmenden Oszillators entsprechende Impulszahl einem elektronischen Zähler zuzuführen, der auf eine der Sollfrequenz des Oszillators entsprechende Impulszahl voreingestellt wird. Bei Abweichen der Istimpulszahl von der Sollimpulszahl wird dort je nach der Richtung der Abweichung ein Motor in die eine oder andere Richtung gedreht. Diese Motordrehung wird zur Korrektur der Frequenzeinstellung ausgenutzt. Eine derartige Abstimmeinrichtung eignet sich zwar für die Fernabstimmung, jedoch arbeitet sie relativ träge.It is also already known (German Auslegeschrift 1001343), one number of pulses corresponding to the currently set frequency of the oscillator to be tuned an electronic counter to be fed to one of the setpoint frequency of the oscillator corresponding number of pulses is preset. If the actual number of pulses deviates from depending on the direction of the deviation, a motor is in the direction of the target pulse number rotated one or the other direction. This rotation of the motor is used to correct the frequency setting exploited. Such a voting device is suitable for remote voting, however, it works relatively sluggishly.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung für die Ferneinstellung der Schwingfrequenz von Oszillatoren zu schaffen, die eine sehr schnelle Abstimmung mit geringem Aufwand zuläßt.The object on which the invention is based is to provide a device for remote adjustment of the oscillation frequency of oscillators to create the one allows very quick coordination with little effort.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß Vergleichsschaltungen vorgesehen sind, in denen die einzelnen von den Zählstufen des Zählers abgegebenen, dem Istwert der Schwingfrequenz entsprechenden, in digitaler Form vorliegenden Signale mit den fernmeldemäßig von fern übertragenen, dem Sollwert entsprechenden und im gleichen Digitalcode in Speichergliedern abgelagerten Signalen verglichen werden und denen bei Nichtübereinstimmung der Istwerte mit den Sollwerten ein der Abweichung entsprechendes Nachstimmkriterium erzeugt wird, welches so lange und in einer solchen Richtung auf den Oszillator zurückwirkt, daß eine Abstimmung auf die Sollfrequenz zustande kommt.This object is achieved in that comparison circuits are provided are, in which the individual output of the counting stages of the counter, the actual value The signals corresponding to the oscillation frequency and present in digital form with the remotely transmitted in terms of telecommunication, corresponding to the setpoint and in the same way Digital code in memory elements stored signals are compared and those if the actual values do not match the setpoint values, a corresponding one of the deviation Retuning criterion is generated, which is so long and in such a direction acts back on the oscillator that a tuning to the setpoint frequency is achieved comes.

Die erfindungsgemäße Abstimmeinrichtung bietet gegenüber den bekannten Verfahren durch Anwendung der Digitaltechnik den Vorteil eines geringen Geräteaufwandes, wobei die Einstellgenauigkeit nur vom Zähler her begrenzt wird. Bei Anwendung dieser Methode können die Probleme der Fernbedienung der Frequenzeinstellung wesentlich besser gelöst werden als mit den bisherigen Ausführungsformen. Als besonders weitgehende Forderung ist in dieser Hinsicht die gleichzeitige Abstimmung der Empfänger eines Peilnetzes anzusehen. In diesem Anwendungsbeispiel kann der große Fortschritt der Technik gezeigt werden, den die er= findungsgemäße Abstimmeinrichtung bringt.The tuning device according to the invention offers compared to the known Process through the use of digital technology has the advantage of low equipment costs, The setting accuracy is only limited by the counter. When applying this Method can make the problems of remote control of the frequency setting significantly can be solved better than with the previous embodiments. As particularly far-reaching The requirement in this regard is the simultaneous vote of the recipients of one View the DF network. In this application example, the great advancement of the Technology will be shown, which brings the tuning device according to the invention.

In der A b b. 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Ein abstimmbarer Oszillator 2 im Gerät 1 (z. B. der Steueroszillator eines Senders oder Meßgerätes bzw. der Oszillator in einer Empfänger-Mischschaltung) ist mit dem elektronischen Zähler 3 direkt oder über einen Umsetzer oder Verstärker 4 verbunden. An der Skala des Zählers 3 kann der Frequenzwert der vom Oszillator 2 gelieferten Wechselspannung abgelesen werden. Für Frequenzen, die nicht im Anzeigebereich des Zählers 3 liegen, wird im Umsetzer 4 mit Oszillator 5 eine entsprechende Mischung durchgeführt. Für Empfänger wird im Umsetzer 4 die Differenz zwischen Oszillator- und Empfangsfrequenz (ZF) dazugemischt. Die vom Zähler ermittelten Meßergebnisse liegen in Form von bestimmten Steuersignalen vor, die vom Zähler an die Ziffernanzeigeelemente geliefert werden. Diese Steuersignale werden im Vergleichsglied 6 mit den in einem Speicher eingespeicherten Informationsgrößen verglichen. Die eingespeicherten Informationen entsprechen der gewünschten Frequenzeinstellung. Die Einspeisung dieser Informationen in den Speicher geschieht mit Hilfe eines Eingabegerätes über fernmeldemäßige Mittel. Die Information wird im Speicher derart abgelagert, daß sie unmittelbar mit den vom Zähler gelieferten Ergebnissen im Vergleichsglied verglichen werden kann. Bei Nichtübereinstimmen der beiden Informationen wirkt so lange und in entsprechender Richtung ein Korrektursignal auf den Oszillator verstimmend zurück, bis der Abgleich erreicht ist.In the A b b. 1 shows an embodiment according to the invention. A tunable oscillator 2 in device 1 (e.g. the control oscillator of a transmitter or measuring device or the oscillator in a receiver mixer circuit) is with the electronic counter 3 connected directly or via a converter or amplifier 4. On the scale of the counter 3, the frequency value of the oscillator 2 can be used AC voltage can be read. For frequencies that are not in the display range of the Counter 3 are located in the converter 4 with an oscillator 5 a corresponding Mixing carried out. For receivers, the converter 4 is used to calculate the difference between the oscillator and receiving frequency (IF) mixed in. The measurement results determined by the counter are in the form of specific control signals that are sent from the meter to the numeric display elements to be delivered. These control signals are in the comparator 6 with the in one Storage of stored information sizes compared. The stored information correspond to the desired frequency setting. Feeding this information in the memory is done with the help of an input device via telecommunications means. The information is stored in the memory in such a way that it can be directly linked to the results supplied by the counter can be compared in the comparison element. at Mismatch between the two pieces of information works for so long and in a corresponding manner Direction of a correction signal to the oscillator detuning back until the adjustment is reached.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel ergibt in der Anwendung für die Abstimmung eines Empfängers, Senders oder Meßgerätes üblicher Bauweise den Vorteil, daß die Treffsicherheit und Stabilität um einige Dekaden erhöht werden kann, ohne daß die Einstellvorrichtung entsprechend feingängiger gemacht werden muß, weil die Feinstellung zusätzlich automatisch über das Frequenzzählergebnis erfolgt. Wird die Frequenzmessung eines innerhalb eines breiten Frequenzbandes abstimmbaren Oszillators nur auf wenige Stellenwerte der Frequenz (z. B. Einer, Zehner, Hunderter) beschränkt, so kann die Grobeinstellung auch in bekannter Art durch Ferneinstellung vorgenommen werden. Es ergeben sich dann für den Oszillator sogenannte Rasterfrequenzen, wobei der Zähler nur die von ihm vermessenen Stellenwerte (z. B. Einer, Zehner, Hunderter) ermittelt und an das Vergleichsglied liefert. Die dem Grobabgleich des Oszillators entsprechenden Signale müssen dabei unter Umgehung des Zählers mit Hilfe an sich bekannter Methoden gewonnen und dem Vergleichsglied zugeführt werden. Die Ferneinstellung des Oszillators erfolgt dabei wieder in derselben Form, wie sie weiter oben beschrieben wurde. Nach Einrasten auf einen bestimmten Frequenzwert wird nach dem Prinzip der digital arbeitenden Frequenzzähler in zeitlich gleichen Intervallen die Frequenz ausgezählt und bei Abwanderung nach dem beschriebenen Verfahren korrigiert.The embodiment described here results in the application for tuning a receiver, transmitter or measuring device of the usual design Advantage that the accuracy and stability are increased by several decades can be made more delicate without the adjustment device must, because the fine adjustment is also carried out automatically via the frequency count result he follows. The frequency measurement becomes a tunable within a wide frequency band Oscillator only to a few places of the frequency (e.g. ones, tens, hundreds) limited, the coarse adjustment can also be carried out in a known manner by means of remote adjustment be made. There are then so-called grid frequencies for the oscillator, whereby the counter only shows the place values it has measured (e.g. units, tens, Hundreds) and delivers to the comparison element. The coarse adjustment of the Signals corresponding to the oscillator must be used, bypassing the counter obtained per se known methods and fed to the comparison element. the Remote setting of the oscillator takes place again in the same way as it was described above. After locking to a certain frequency value is based on the principle of the digitally operating frequency counter in the same time The frequency is counted at intervals and, in the event of migration, according to the method described corrected.

Die Fortschritte im Aufbau von stabilen Oszillatoren ergeben Kurzzeitstabilitäten für Oszillatoren mit Eigenerregung, die ausreichend sind, um in der durch die Zählfolge des Frequenzzählers gegebenen Nachstellzeit der Frequenzregelung innerhalb der Toleranzen zu bleiben.The advances in the construction of stable oscillators result in short-term stabilities for oscillators with self-excitation that are sufficient to pass through the counting sequence reset time of the frequency control given by the frequency counter within the tolerances to stay.

Für die aus personellen, organisatorischen und technischen Gründen häufig angestrebte Ferneinstellung für Sender- und Empfängernetze ergibt das erfindungsgemäße System neue günstige Lösungen. Gegenüber den bisher bekannten Fernsteuerungen mit Winkelwertübertragung läßt das System die praktische Erzielung eines Gleichlaufes sowohl in Sender- als auch in Empfängernetzen mit beliebiger Frequenzwahl in großen Bereichen zu. Für die Peilung unregelmäßiger Kurzzeitsignale oder bei der Notwendigkeit, Peilungen mit häufigem Frequenzwechsel durchzuführen, stellt das erfindungsgemäße System einen entscheidenden Fortschritt dar. Auch die gleichzeitige Einstellung eines Senders mit einem abgesetzten Empfänger stellt einen durch die Erfindung möglichen Fortschritt dar. Auf dem Gebiet der Meßtechnik wird z. B. für den Gleichlauf von Meßsendern mit Empfängern (Peilempfängern) eine wesentliche Erleichterung für Feldstärke und Funkbeschickungsmessungen erreicht.For personnel, organizational and technical reasons The remote setting for transmitter and receiver networks that is often sought after is the result of the invention System new cheap solutions. Compared to the previously known remote controls with The transfer of angular values allows the system to achieve synchronization in practice both in transmitter and receiver networks with any frequency selection in large Areas too. For finding irregular short-term signals or when it is necessary to Carrying out bearings with frequent frequency changes, the inventive System represents a decisive advance. Also the simultaneous adjustment a transmitter with a remote receiver is one possible by the invention Progress. In the field of metrology z. B. for the synchronization of Measuring transmitters with receivers (DF receivers) a significant relief for field strength and radio feed measurements achieved.

Claims

Claims: 1. Automatic device for remote setting the oscillation frequency of an oscillator using one fed by it electronic frequency counter, the counting result of which corresponds to one of the desired oscillation frequency corresponding setpoint is compared, with a retuning criterion from the comparison is obtained for the oscillator, characterized in that comparison circuits are provided in which the individual output from the counting stages of the counter, Signals that correspond to the actual value of the oscillation frequency and are present in digital form with the remotely transmitted, corresponding to the setpoint and in the signals stored in memory elements with the same digital code are compared, and in which, if the actual values do not match the setpoints, the deviation corresponding re-tuning criterion is generated, which for so long and in such a Direction on the oscillator has an effect that tuning to the setpoint frequency comes about.

2. Tuning device according to claim 1, characterized in that a special frequency setting is provided for the coarse tuning, wherein only fine adjustment and stabilization by means of the retuning criterion is effected.

3. Tuning device according to claim 1, characterized in that the comparison circuit is designed such that separate retuning criteria for the full frequency value can be generated for the purpose of tuning and stabilization act on the oscillator.