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Schaltung zur Erzeugung eines Frequenzspektrums
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung eines Frequenzspektrums in einem wählbaren Frequenzbereich Fp mit der mittleren Frequenz f., das aus einer Reihe von in gleichmässigen Frequenz- abständen f angeordneten Einzelsignalen besteht, wobei der gegenseitige Frequenzabstand f durch ein zugeführtes Signal Sir, die Lage der Reihe auf der Frequenzachse aber unabhängig vom Signal Sf durch die Frequenz eines weiteren zugeführten Signals Sr bestimmt wird.
Auf diese Weise hergestellte verschiebbare Frequenzspektren können überall dort eingesetzt werden, wo eine grosse Anzahl genau definierter Frequenzen von einigen wenigen Normalfrequenzen hergeleitet werden soll. Dabei kann das Frequenzspektrum als solches ausgenützt werden, z. B. zur Eichung von Empfängern, wenn deren Trennschärfe zur Auflösung der Einzelsignale des Spektrums ausreicht. Dort, wo nur ein Einzelsignal benötigt wird, wie z. B. zur Steuerung eines Senders oder zur Speisung der Mischstufe eines Empfangers, kann mit Hilfe eines geeigneten Filters ein Einzelsignal des Spektrums herausgesiebt werden.
Abgesehen von diesen Anwendungsbeispielen, die die Herstellung einer Signalquelle zum Ziele haben, kann das in der Erfindung angegebene Verfahren zur Herstellung verschiebbarer Frequenzspektren in einer abgeänderten Form angewendet werden, die gleichzeitig zur Gewinnung von Überlagerungssignalen dient, die zwischen den Einzelsignalen oder einem Einzelsignal des Spektrums und einem von aussen zu-
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Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Frequenzspektren dieser Art bekannt, bei denen eine Verzerrung eines Signals Sfi mit der Grundfrequenz f1 mittels eines nichtlinearen Gliedes, wie z. B. einer stark ausgesteuerten Röhre, einer Halbleiterdiode usw. zur Gewinnung von Oberwellenreihen der Grundfrequenz f angewendet wird.
Eine weitere bekannte Methode zur Gewinnung hoher, in einem wählbaren Frequenzbereich befindlicher Oberwellen beruht auf der Anwendung des Pendelrückkopplungsprinzips und ist z. B. in den deutschen Patentschriften Nr. 731859 und Nr. 863095 beschrieben. Diese, mit Hilfe bisher bekannter Methoden gewonnenen Spektren haben aber den Nachteil, dass sie lediglich aus harmonischen Frequenzen des Grundfrequenzsignals Sf1 bestehen, deren Lage auf der Frequenzachse nicht verändert werden kann, da sie durch die Grundfrequenz f festgelegt ist.
Zur Verschiebung solcher Reihenspektren entlang der Frequenzachse ohne Veränderung des gegenseitigen Abstandes f der Einzelsignale des Spektrums mussten bisher besondere Modulationsstufen eingesetzt werden, in denen das ganze Spektrum durch Aufmodulieren auf ein Hilfssignal in eine andere, durch entsprechende Bemessung der Hilfssignalfrequenz frei wählbare Frequenzlage transponiert wird. Ein solches Verfahren ist z. B. in der deutschen Patentschrift Nr. 922176 beschrieben.
Zur Gewinnung von Überlagerungssignalen zwischen einem auf diese Weise verschobenen Spektrum und einem zugeführten Fremdsignal wird nach dem derzeitigen Stand der Technik eine weitere Modulationsstufe benötigt.
Die angeführten Nachteile (d. h. die Notwendigkeit für jede Einzelfunktion beim Aufbau und bei der
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Ausnützung des Spektrums weitere Stufen einzusetzen) werden bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren beseitigt. Das Wesentliche besteht darin, dass das Frequenzspektrum in einem RückkopplungsSchwingsystem mit der Eigenfrequenz f (welche ungefähr der mittleren Frequenz fs des gewählten Fre- quenzbereiches F entspricht) gewonnen wird, dessen veränderbare Rückkopplung durch das ModulationsI signal Sf1 derart gesteuert wird, dass im Laufe einer jeden Periode 1/f die Eigenschwingungen des Rückkopplungsoszillators unter den Pegel der Rauschspannungen oder anderer anwesenden Signale absinken,
um
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weiteres Fremdsignal Sfx mit einer derartigen Amplitude zugeführt wird, dass der Anteil des Signals Sfx am Aufbau des Anfangssignals des Rückkopplungsoszillators die gleiche Grössenordnung erhält, wie der Anteil des Signals S.
Die Schaltung zur Herstellung von Frequenzspektren nach der Erfindung und Ausführungsbeispiele sind in den einzelnen Figuren veranschaulicht, worin :
Fig. 1 schematisch die Reihe der Einzelsignale veranschaulicht, die auf der Frequenzachse in dem wählbaren Frequenzbereich F p mit der mittleren Frequenz fs angeordnet sind, wobei f ungefähr mit der Eigenfrequenz f des Schwingsystems übereinstimmt.
DieEinzelsignale sind in gleichmassigen Frequenzabständen f angeordnet (sie sind ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz f). Weiterhin ist die Einführung eines Fremdsignals Sr zur Gewinnung von Überlagerungssignalen Sfz angedeutet. Ein solches Spektrum wird auf bekannte Art mit Hilfe eines Pendelrückkopplungsoszillators gewonnen. Fig. 2 zeigt graphisch den zeitlichen Verlauf der Pendelrückkopplungsschwingungen für den Fall, dass dem Schwingsystem kein Fremdsignal Sr zugeführt wird (voll ausgezogene Kurve). Für den Fall der Zuführung eines Fremdsignals Sf in einer Phasenlage, bei der eine Unterstützung der Oberwellen von f beim Aufbau des Anfangssignals des Rückkopplungssenders eintritt, gilt die gestrichelte Hüllkurve der Schwingungen Sfo.
Die punktierte Hüllkurve entspricht einer demge-
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belplitude eines Überlagerungssignals Sfz'das in bekannter Weise in einer Pendelrückkopplungsanordnung bei Zuführung eines Fremdsignals Sr entsteht, von der Amplitude dieses Fremdsignals S. Fig. 4 zeigt schematisch die Reihe der Einzelsignale eines Spektrums, das erfindungsgemäss entlang der Frequenzachse durch Zuführung eines Fremdsignals Sf2 verschoben wurde, Fig. 5 zeigt schematisch die Abhängigkeit der Amplitude eines Überlagerungssignals Sfz, das erfindungsgemäss durch Zuführung eines weiteren Fremd- signals Sfx erzeugt wurde, von der Amplitude dieses Fremdsignals Sfx.
Fig. 6 veranschaulicht ein Fre- quenzspektrum entsprechend Fig. 4 für den Fall, dass ein weiteres Fremdsignal Sf, dessen Amplitude von der gleichen Grössenordnung ist wie das Signal S, am Aufbau des Anfangssignals mitwirkt.
Fig. 7 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, in dem eine Triode mit induktiver Rückkopplung und Modulation des Anodenkreises mit dem Signal Sf angewendet wird. Fig. 8 stellt eine Pendelrückkopplungsschaltung mit einer Pentode in kapazitiver Rückkopplungsschaltung und Modulation mit dem Signal Sf1 im Schirmgitter dar. Das Signal Sr wird auf induktivem Wege zugeführt, das Signal Sfx wird auf das im Sinne des Schwingsystems auf Nullpotential befindliche erste Gitter gebracht. Fig. 9 bringt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Frequenz
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stellten Anwendungsfall.
Fig. 10 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, in der die Eigenfrequenz des Schwingsystems durch eine Kippschaltung. also nicht durch einen LC-Schwingungskreis im Rückkopplungsweg bestimmt wird. Fig. 11 zeigt eine Pendelrückkopplungsschaltung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, bei der eine erhöhte Dämpfung des Schwingkreises in dem zum Abklingen der Pendelrückkopplungsschwingungen bestimmten Abschnitt der Periode 1/f durch Umsteuern von positiver auf negative Rückkopplung erreicht wird. Fig. 12 ist eine schematische Darstellung der Pendelrückkopplungsschwingungen bei der in"linearer"Arbeitswei- se betriebenen Anordnung nach Fig. 11.
Fig. 13 zeigt die Anwendung von besonderen Modulationsmitteln (vom Signal Sf gesteuerten Dämpfungsdioden) zur Durchführung der Pendelrückkopplung bei einem auf sehr hohen Frequenzen schwingenden Oszillator.
Fig. 14 veranschaulicht die entsprechende Modulationsanordnung mit magnetisch gesteuerten Ferritkernen bei einem UKW-Oszillator mit Scheibenröhre. Fig. 15 zeigt eine Schaltung zur Durchführung des
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schaltung ein Reflexklystron zur Anwendung kommt, dessen Reflektor mit dem Signal Sfl moduliert wird.
Fig. 16 bringt eine entsprechende Anordnung mit Hohlraummagnetron, dessen Kathode mit dem Signal Sir moduliert wird. Fig. 17 stellt einen Pendelrückkopplungsmodulator nach der Erfindung dar, dessen Verstärkungs- und Modulationselement von einem Transistor gebildet wird. Fig. 18 veranschaulicht eine Sparschaltung, bei der die Pendelrückkopplungsröhre gleichzeitig zur Erzeugung des Pendelfrequenzsignals Sur verwende wird. Fig. 19 zeigt eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der der Pendelrückkopplungsoszillator lediglich durch lose Ankopplung an einen Quarzkristall mit dem Signal Sr versorgt wird, wobei der Quarz die erforderliche Energie aus der Oszillatorröhre bezieht.
Fig. 20 veranschaulicht graphisch die Abhängigkeit jener Amplitude Ufx'bei der das Überlagerungssignal seinen Maximalwert annimmt, von der Verstimmung der Frequenz fx gegenüber der Eigenfrequenz f des Pendelrückkopplungsoszillators. Fig. 21 bringt eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der Frequenzab- hängigkeit nach Fig. 20 durch Vorschalten eines Sperrkreises. Fig. 22 veranschaulicht die Blockschaltung eines Empfängers, in dem das Verfahren nach der Erfindung im Überlagerer angewendet wird, wobei zusätzlich eine Begrenzerwirkung gegenüber A. M. zustande kommt. Fig. 23 zeigt eine Anordnung nach der Erfindung, bei der die Signale Sr und Sfx mit Hilfe lose angekoppelter Kristalle erzeugt werden, wobei durch Anwendung von Antennen als Koppelglieder eine Fernwirkung erreicht wird (Fernsteuerung).
Zur näheren Erläuterung des Grundprinzips der Erfindung ist es zweckmässig, zunächst von den Erscheinungen auszugehen, die bei dem bereits bekannten Pendelrückkopplungs vervielfacher und-über- lagerer auftreten, wenn an dessen im Takte der Frequenz fl auf der Frequenz f periodisch an- und ausschwingenden Oszillator ein Fremdsignal Sr herangeführt wird, dessen Frequenz f ungefähr (z. B. in den Grenzen einer Oktave) der Eigenfrequenz fo des Schwingungs- bzw. Rückkopplungskreises entspricht.
In
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gen Sfo des Oszillators herauswachsen, ist in diesem Falle das Ergebnis einer vektoriellen Addition des Fremdsignals Sr und harmonischer Produkte des Grundsignals Sir ; aus diesem Grunde beeinflusst die Phasenlage von Sr die Grösse des Anfangssignals.
In Fig. l wird das in bekannter Weise erzeugte Frequenzspektrum eines Pendelrückkopplungsoszillators, dessen periodisch wiederholte Schwingungen Sfo im Augenblick des Anschwingens durch Oberwellen des Pendelfrequenzsignals Sfl bestimmt werden, von einem Fremdsignal Sfz ungefähr gleicher Frequenz f wie f (z. B. innerhalb einer Oktave) beeinflusst. Wenn die Phasenlage des Fremdsignals Sr gegenüber den Oberwellen der Grundfrequenz f eine solche ist, dass das Anfangssignal im Augenblick des Ansetzens der Eigenschwingungen Sfo des Pendelrückkopplungsoszillators seinen Grösstwert annimmt, erreichen diese Schwingungen während eines verhältnismässig kurzen Zeitintervalls ihre volle Amplitude, da ihr angenähert exponentielles Anwachsen von einem verhältnismässig grossen Anfangswert ausgeht.
Bei entgegengesetzter Phasenlage des Fremdsignals Sfz besitzt das Anfangssignal seinen Kleinstwert und das angenähert exponentielle Anwachsen der Pendelrückkopplungsschwingungen dauert länger, so dass diese in einem
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In Fig. 3 ist die Abhängigkeit der Amplitude dieser Schwebungsströme von der Amplitude des Fremdsignals Sr wiedergegeben. Die grösste Schwebungsamplitude tritt bei jener "optimalen" Amplitude des Fremdsignals Sr, ein, bei der der Anteil dieses Fremdsignals am Aufbau des Anfangssignals der Pendelrückkopplungsschwingungen etwa ebenso gross ist wie der Anteil der Oberwellen des Grundfrequenzsignals Sufi-
Wird die Amplitude des Fremdsignals Sr über diese "optimale" Amplitude hinaus vergrössert, so tritt eine charakteristische Veränderung des Frequenzspektrums der Pendelrückkopplungsschwingungen ein, welche zur Herstellung von verschobenen Frequenzspektren im Sinne der Erfindung ausgenützt wird.
Solange das Fremdsignal Sr klein ist, wird die Phasenlage beim Anschwingen des Oszillators vorwie-
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der einzelnen Fremdsignale beim Aufbau des Anfangssignals.
Die Amplitudenverteilung zwischen den Einzelsignalen der einzelnen Reihen ist durch die elektri- schen Daten des Schwing- bzw. Rückkopplungskreises im Pendelrückkopplungsoszillator gegeben.
Ein solches, aus n-1 Reihen von in gleichmässigen Abständen angeordneten Einzelsignalen bestehen- des Spektrum, kann wiederum zur Gewinnung von Überlagerungssignalen zwischen jedwedem Einzelsignal des kombinierten Spektrums und einem weiteren zugeführten Fremdsignal Sfx benutzt werden, indem, ähnlich wie anlässlich des Betriebs mit insgesamt drei Fremdsignalen bereits beschrieben (Fig. 5), das Si- gnal S, neben den Signalen Sr,. Sr...... Sfn dem Pendelrückkopplungsoszillator mit solcher Amplitude zugeführt wird, dass durch alle diese Fremdsignale gemeinsam eine angemessene Beeinflussung der An- fangs amplitude stattfindet.
Das Verfahren zur Erzeugung von Frequenzspektren und Überlagerungssignalen gemäss der Erfindung kann vorteilhaft auch dort eingesetzt werden, wo es lediglich auf die betriebssichere Herstellung einer Reihe dicht aufeinanderfolgender, sehr hoher Oberwellen der Grundfrequenz f ankommt. In diesem Fall wird das Fremdsignal S durch Vervielfacherketten üblicher Bauart als ganzzahliges Vielfaches von f1 gewonnen und zweckmässig auf eine der Eigenfrequenz fo des Pendelrückkopplungsoszillators benachbarte Frequenz gesetzt, wo infolge der hohen Empfindlichkeit des Pendelrückkopplungsprinzips mit kleinen Amplituden, also hohen Vervielfachungszahlen in der Vervielfacherkette gearbeitet werden kann.
Kombinierte Frequenzspektren mit mehreren, voneinander unabhängig verschiebbaren Einzelsignalreihen und Überlagerungsmöglichkeiten gemäss der Erfindung können vorteilhaft bei Spezialaufgaben, wie z. B. bei der Eichung von Empfängern oder in Frequenzzentralen für Mehrkanal-Nachrichtensysteme mit vielseitigen Kombinationsmöglichkeiten des Kanalfrequenz-Code, verwendet werden.
Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Erzeugung von verschobenen Frequenzspektren und ihre Ausnützung für verschiedene Zwecke gemäss der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren veranschaulicht. Diese Ausführungsbeispiele stellen nur einige von vielen Anwendungsmöglichkeiten dar und dienen zur Veranschaulichung einiger spezieller Lösungen von Teilproblemen der Pendelrückkopplungsschaltung, die für die praktische Anwendung nützlich sind und sich nicht auf die angeführten Beispiele beschränken.
Grundsätzlich kann praktisch jede der bisher bekannten Pendelrückkopplungsschaltungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung angewendet werden.
Fig. 7 zeigt eine Pendelrückkopplungsschaltung 200 zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, in der eine Triode 210 mit induktiver Rückkopplung von der Anodenwicklung 212 auf die Gitterwicklung des Schwingkreises 211, der auf die der mittleren Frequenz f, des benötigten Frequenzbereichs F etwa entsprechende Eigenfrequenz fi abgestimmt ist, zur Anwendung kommt. Die Anode der Röhre 2M wird mit Wechselspannung von der Frequenz f1 gespeist. die über einen Serienresonanzkreis 115, 116 zugeführt wird ; für den Gleichstromanteil schliesst sich der Anodenkreis über einen Teil der Spule 601 und den Widerstand 602. Der Oszillator 200 schwingt bei positiven Anodenspannungswerten an, bei negativen Anodenspannungen klingen die Schwingungen völlig ab.
Das Fremdsignal Sr und gegebenenfalls weitere Fremdsignale S...... Sfn aus den Signalquellen 120, 130.... 150 werden dem Schwingkreis 211 über Koppelkondensatoren 126, 136.... 156 zugeführt, mit deren Hilfe die Amplituden dieser Signale so eingestellt werden können, dass ihre Beiträge am Aufbau des Anfangssignals, aus dem die Pendelrückkopplungsschwingungen beim Überschreiten des Rückkopplungsfaktors plus 1 bis zu ihrem Sättigungswert anwachsen, ungefähr gleich gross sind. Wenn das ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz f entsprechende Spektrum praktisch vollkommen unterdrückt werden soll, werden diese Beiträge grösser gewählt
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abgenommen.
Wenn die Schaltung nach Fig. 7 zur Gewinnung von Überlagerungssignalen Sfz zwischen einem weiteren Fremdsignal Sfx und den Einzelsignalen des Spektrums dienen soll, wird Sfx über die Klemmen p zugeführt und mit Hilfe des Koppelkondensators 6 sein Beitrag am Aufbau des Anfangssignals etwa auf die
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dasSpektrums getrennt. Hiebei muss insbesondere das im Anodenstrom stark enthaltene Signal f unterdrückt werden, was zweckmässig mittels eines Sperrkreises 601, 603 geschieht, der bei fester Frequenz durch Verlustkompensation (einstellbarer Widerstand 602) auf unendliche Dämpfung eingestellt werden kann.
Die Oberwellen des Signals Sf1 und die sonstigen Wechselstromanteile des Anodenstroms, deren Frequenz bedeutend höher ist. werden praktisch ausreichend durch den Tiefpass 300 beseitigt, wobei 301 die für die
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<tb> ;
Mess- <SEP> bzw. <SEP> Kontrollbereich <SEP> der <SEP> Frequenz <SEP> fox <SEP> etwa <SEP> 80.. <SEP> 125 <SEP> MHz
<tb> Eigenfrequenz <SEP> f <SEP> des <SEP> Pendelrückkopplers <SEP> etwa <SEP> 100 <SEP> MHz
<tb> Frequenz <SEP> des <SEP> Kristalls <SEP> 111........................ <SEP> 400 <SEP> KHz
<tb> ".. <SEP> n <SEP> 121 <SEP> 19,99 <SEP> MHz
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 121' <SEP> ............................ <SEP> 20,01 <SEP> MHz
<tb> Eigenfrequenz <SEP> des <SEP> Kreises <SEP> 116 <SEP> ........... <SEP> 400 <SEP> KHz
<tb> " <SEP> 125, <SEP> 126 <SEP> ................... <SEP> 100 <SEP> MHz
<tb> Grenzfrequenz <SEP> des <SEP> Tiefpasses <SEP> 300...............
<SEP> etwa <SEP> 220 <SEP> KHz
<tb>
Die Abhängigkeit der Frequenz des Überlagerungssignals Sfz von der Frequenz f des gemessenen Si-
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(der Widerstand 228 in Fig. 8, der als Abschlusswiderstand des Kabels für Sfx dient, ist kleiner als 100 Ohm) und das L : C-Verhältnis des Schwingkreises nach Möglichkeit erhöht werden, insbesondere, wenn eine grössere Breite des Frequenzspektrums gefordert wird.
Unter diesen Bedingungen ist die maximale Amplitude des Pendelrückkopplungsoszillators verhältnis- mässig gering, wodurch die Energie des Spektrums und die Wirksamkeit des Überlagerungsvorgangs beschränkt werden ; die Pendelrückkopplungsschaltung arbeitet in diesem Fall in nichtlinearer Betriebsweise (s. Fig. 2).
Grössere Schwingungsamplituden des Pendelrückkopplungsoszillators und gegebenenfalls eine geringere Breite des Spektrums können mit Hilfe einer Pendelrückkopplungsschaltung erreicht werden, bei der eine erhöhte Dämpfung des Schwingkreises nur während des für das Abklingen der Schwingungen vorgesehenen Abschnitts der Grundfrequenzperiode 1/f eingeführt wird. Fig. 11 veranschaulicht eine von verschiedenen möglichen Schaltungen dieser Art. Eine positive Rückkopplung vom Schwingkreis 241 zum rechten Gitter der Doppeltriode 240 kommt über den Kondensator 242'zustande, auf dem sich eine negative Ladung bereits durch kleine Gitterströme, die den Schwingkreis 241 in der Anschwingperiode nur wenig belasten, ausbilden kann.
Dieses Gitter ist mit der Kathode des linken Triodensystems verbunden, dessen Gitter das ModulationssignalSfl mit verhältnismässig grosser Amplitude zugeführt wird. Im Laufe der negativen Halbwelle der Grundfrequenzperiode 1/f wird das linke Triodensystem gesperrt und der Pendelrückkopplungsoszillator 200 schwingt an, wobei die negative Aufladung am rechten Gitter und an der linken Kathode anwächst.
Wenn sich die Signalspannung U, nach positiven Werten hin bewegt, wird das linke System der Röhre 240 geöffnet und die Pendelrückkopplungsschwingungen klingen aus folgenden Gründen sehr rasch ab : a) Negative Rückkopplung über das linke System der Doppeltriode 240, b) die Kathode des kathodengesteuerten, mit"geerdetem"Gitter betriebenen linken Triodensystems belastet den Schwingkreis 241, c) die positive Rückkopplung über das rechte Triodensystem verschwindet, sobald infolge der negativen Aufladung des Gitters dieses Triodensystem beim ersten Absinken der Schwingungsamplitude gesperrt wird.
Im weiteren Verlauf der Grundfrequenzperiode beseitigt der Kathodenstrom der linken Triode 240 die negative Aufladung des Kondensators 242', womit die Anfangsbedingungen für das nächste Anschwingen geschaffen werden, welches in jenem Abschnitt der Grundfrequenzperiode eintritt, in dem sich die Spannung des Signals Sfl nach negativen Werten hin bewegt. Da das linke Triodensystem ohne Gitterstrom arbeiten kann, ist die Belastung der Quelle des Signals Sf1 sehr gering.
Bei geeigneter Wahl der Kapazität des Kondensators 242'kann die Pendelrückkopplungsstufe auch in linearer Arbeitsweise betrieben werden, wie in Fig. 12 veranschaulicht wird. In diesem Falle ist die Maximalamplitude der Schwingungen eines Schwingungspakets, nicht nur dessen Dauer, von der Grösse des Anfangssignals abhängig, das auf die bereits beschriebene Art durch die Signale Sf2 und Sfx beeinflusst wird. Das Überlagerungssignal Sfz erscheint in der Hüllkurve der Schwingungspakete des Pendelrückkopp- lers, die in Fig. 12 gestrichelt dargestellt ist.
Zur Gewinnung des Überlagerungssignals Sfz kann, wie bereits beschrieben, der Wechselstromanteil des Anodenstroms der Röhre 240 dienen, oder-mit Vorteil im Falle grosser Eingangsspannungen-ein besonderer Spitzengleichrichter 430, der aus dem Schwingkreis 241 des Pendelrückkopplungsoszillators z. B. über eine besondere Wicklung 242 gespeist wird. Die lineare Arbeitsweise eines Pendelrückkopplungsoszillators setzt eine verhältnismässig genaue Einstellung günstiger Betriebsbedingungen voraus, welche zweckmässig auf automatischem Wege durchgeführt wird, indem z.
B. die Gleichstromkomponente des Ausgangssignals (Gleichrichter 430) mit positiver Polarität über die Widerstände 128 und 118 dem Gitter des linken Triodensystems zugeführt wird, wodurch eine automatische Regulierung der mittleren Amplitude der Pendelrückkopplungsschwingungen zustande kommt. Die Zeitkonstante der Automatik wird so gross gewählt, dass keine Schwächung der Überlagerungssignale Sfz im Nutzfrequenzbereich eintritt (R-C-Glied 128,126).
Falls die unmittelbare Modulation des Verstärkerelementes des Pendelrückkopplungsoszillators Schwierigkeiten bereitet (z. B. bei sehr hohen Frequenzen), können besondere Modulationselemente eingesetzt werden, durch welche die Dämpfung des ständig eingeschalteten Oszillators während des für das Abklingen der Schwingungen vorgesehenen Abschnitts der Grundfrequenzperiode vorübergehend stark erhöht wird.
Eine Schaltung dieser Art ist in Fig. 13 dargestellt. Zur Modulation werden Dioden 410 und 420benützt, die in dem betreffenden Abschnitt der Grundfrequenzperiode in den leitenden Zustand gesteuert werden und damit die Schwingkreisschleife der Röhre 210 kurzschliessen. Das synchronisierende Signal Sf2
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wird auf induktivem Wege mit der bereits beschriebenen geeigneten Amplitude zugeführt, das Signal Sfp des Spektrums am Ausgangsbügel p entnommen.
In Fig. 14 ist eine Abwandlung dieses Prinzips veranschaulicht, bei der die Abhängigkeit des Verlust- faktors gewisser Ferritmaterialien von der Vormagnetisierung ausgenützt wird. Im koaxialen Resonator des Pendelrückkopplungsoszillators mit Scheibenröhre 950 ist ein beispielsweise ringförmiger Körper 5 aus ge- eignetem Material untergebracht, auf dem eine Wicklung 55 so angeordnet ist, dass ihre induktive bzw. kapazitive Kopplung mit dem Resonator möglichst klein wird. Über Drosseln 56,57 wird diese Wicklung mit dem Modulationssignal halber Frequenz 1/2fl gespeist. Während der positiven und negativen Aus- schläge des Modulationsstromes in der Wicklung 55 ist der Ferritkörper magnetisiert und seine Verluste so gering, dass der Pendelrückkopplungsoszillator anschwingt.
Bei den Nulldurchgängen des Modulations- stromes und der Magnetisierung wachsen die Hochfrequenzverluste des Ferritkerns stark an, so dass die
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undflexklystron 960 zum Einsatz kommt, dessen Reflektor 961 mit dem Signal Sfi moduliert wird. Zur Zu- führung des synchronisierenden Signals Sf2 mit geeigneter Amplitude und gleichzeitig zur Abnahme des Ausgangssignals Sfp bzw. zum Ankoppeln des Signals Sfx dient die Koppelschleife 962 im Hohlraum des Klystrons 960. Bei Benützung der Anordnung als Überlagerer wird das Schwebungssignal z. B. an der Ka- thode entnommen.
Eine entsprechende Anwendung eines Hohlraummagnetrons ist in Fig. 16 dargestellt. Das Signal Sfl zur Steuerung des periodischen An- und Ausschwingens wird in diesem Fall der Kathode des Magnetrons 970 zugeführt.
In Fig. 17 ist ein Pendelrückkopplungsoszillator dargestellt, dessen Verstärkungs- und Modulationselement von einem Transistor 280 gebildet wird. Der Oszillator besitzt induktive Rückkopplung und wird vom Emitter aus moduliert, dem das Modulationssignal Sf1 über den Resonanztransformator 115 zugeführt wird, dessen Kondensator 116 einen Kurzschluss für die in ihrer Frequenz f. durch den Schwingkreis 281
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men.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung können auch Sparschaltungen verwendet werden, in denen die Röhre der Pendelrückkopplungsstufe gleichzeitig als Schwingröhre zur Erzeugung des Grundfre-
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darauffolgende Steuergitter gekoppelt. Der Pendelrückkopplungskreis 211 und der Grundfrequenzkreis 116 sind in Reihe geschaltet und an den "negativen Widerstand" der Röhre angeschlossen ; das Verhältnis ihrer Resonanzwiderstande ist so gewalt, dass Dauerschwingungen nur auf der Grundfrequenz f vorhanden sind.
Die Signale Sr und Sf werden auf kapazitivem Wege mit geeigneter Amplitude an den Schwingkreis 211 gebracht, das Schwebungssignal am Anodenwiderstand 251 über den Tiefpass 300 entnommen.
Das Verstarkungselement des Pendelrückkopplungsoszillators kann mit Vorteil auch zur Gewinnung des Signals Sur, dans die Frequenzlage der Einzelsignalreihen des Spektrums festlegt, verwendet werden.
Zu diesem Zweck genügt es, an den Pendelrückkopplungs-Schwingkreis einen weiteren Resonator mit der Eigenfrequenz f2 zu koppeln, dessen Gütewert Q2 bedeutend grösser ist als der Gütefaktor Q des Schwingoder Rückkopplungskreises der Pendelrückkopplungsschaltung. In einem gewissen Abschnitt der Grundfrequenzperiode 1/fi, in dem die Pendelrückkopplungsschwingungen im Anwachsen begriffen sind, aber noch nicht begrenzt werden, sind die Rückkopplungsbedingungen auch für diesen Resonator erfüllt, und die Schwingungen im Resonator, die infolge seiner hohen Güte über die Grundfrequenzperiode hinaus fortbestehen, erhalten den zu ihrer Aufrechterhaltung erforderlichen Energiezuschuss.
Diese Dauerschwingungen des Resonators bilden das Signal Sf, seine Amplitude kann durch entsprechende Ankopplung des Resonators auf den zur Synchronisierung des Spektrums günstigen Wert eingestellt werden. Eine erfindungsgemä- sse Schaltung dieser Art ist in Fig. 19 dargestellt. In der Pendelrückkopplungsstufe 200 wird das Hexodensystem der Röhre 260 mit Rückkopplung von der Anode zum ersten Gitter verwendet. Der Oszillator 110 zur Erzeugung des Modulationssignals Sfl benützt das Triodensystem, ist mit Quarzstabilisierung 111 versehen und moduliert das dritte Gitter der Hexode, so dass die Pendelrückkopplungsschwingungen im Takte der Frequenz f1 an- und ausschwingen.
An den Resonanzkreis 211 des Pendelrückkopplungsoszillators ist
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B. überbzw. praktisch verschwinden und die Frequenzlage der im gegenseitigen Frequenzabstand f1 angeordneten
Einzelsignale des Spektrums durch die Frequenz f2 des Kristalls 121 festgelegt wird. Wird in dem letzt- genannten Betriebszustand ein Fremdsignal S, zugeführt, so erscheinen wiederum Überlagerungssignale mit dem verschobenen Spektrum, deren Amplitudenverhältnisse Fig. 5 entsprechen. Das Überlagerungs- signal Sfz wird am Anodenwiderstand 261 über den Tiefpass 300 abgenommen.
Schaltungsanordnungen gemäss der Erfindung, die einen passiven Resonator hoher Güte als Quelle des synchronisierenden Signals Sfz benützen, können auch auf dem Centimeter- bzw. Dezimeterwellengebiet ausgeführt werden. Es werden hiebei vorteilhaft Hohlraumresonatoren hoher Güte verwendet, die in ge- eigneter Weise an einen im Pendelrückkopplungsbetrieb arbeitenden Klystron, Magnetron oder sonstigen
Oszillator gekoppelt werden.
Bei Anordnungen gemäss der Erfindung ist der Einfluss der Fremdsignale auf das Anfangssignal der Pendelrückkopplungsschwingungen vom Frequenzverhältnis der Fremdsignale zur Eigenfrequenz fo des Resonanz-bzw. Rückkopplungskreises des Oszillators abhängig. In Fig. 20 ist die Abhängigkeit jener Am- plitude Ufx des Signals Sfx. bei der das Überlagerungssignal Sfz seinen Maximalwert annimmt, von der Frequenzverstimmung zwischen fo und fx dargestellt.
Diese bei Breitbandausnützung des Frequenzspektrums unerwünschte Frequenzabhängigkeit kann beseitigt bzw. abgeschwächt werden, indem die Eigenfrequenz f. im Gleichlauf mit fx verstimmt wird, zweckmässig unter Verwendung eines Variometers (hohes Verhältnis L : C im ganzen Bereich).
Eine weitere Möglichkeit, diese Frequenzabhängigkeit zu kompensieren, ist in Fig. 21 dargestellt.
Es wird ein vorgeschalteter Sperrkreis 700 verwendet. dessen Trennwirkung auch gegen das Eindringen von Störsignalen aus der Pendelrückkopplungsstufe in die Quelle des Signals Sfx Vorteile bietet.
Wird eine Anordnung gemäss der Erfindung als Quelle von Einzelsignalen verwendet, die aus dem Frequenzspektrum mit Hilfe hochselektiver Filter ausgesiebt werden, so besteht die Gefahr, dass das in einem solchen Filter fortbestehende Einzelsignal auf die Pendelrückkopplungsstufe zurückwirken deren Funktion verschlechtert oder in Frage stellt. Die Eingangskreise hoher Güte eines selektiven Filters können auf den Pendelrückkopplungsoszillator die gleiche Wirkung ausüben, wie der bereits beschriebene, zur Erzeugung des Fremdsignals Sfz dienende passive Resonator. In solchen Fällen ist es vorteilhaft. Trennstufen zwischen der Pendelrückkopplungsschaltung und dem Filtereingang zu verwenden.
In Abhängigkeit vom benützten Frequenzgebiet kann diese Trennstufe eine Röhre mit Gittern, eine Laufzeitröhre usw ein Dämpfungsglied oder ein Wellenleiter mit einseitiger Leitfähigkeit auf Ferritgrundlage (Gyrator) usw. sein.
Bei den bisher beschriebenen Anordnungen handelt es sich durchwegs um Anwendungen des erfin- dungsgemässenverfahrens zur Erzeugung von verschobenen Frequenzspektren und zur Gewinnung von Überlagerungssignalen mit solchen Spektren in Einrichtungen zur Messung, Gewinnung, Kontrolle und selbsttätiger Regulierung von Frequenzen, die durch eine kleine Anzahl von Ausgangsfrequenzen definiert werden. Neben dieser überwiegenden Gruppe von Anwendungsmöglichkeiten können ausserdem noch einige besondere Eigenschaften der erfindungsgemässen Schaltungsanordnungen für Sonderzwecke eingesetzt werden.
In Fig. 22 ist die Blockschaltung eines Empfängers für frequenzmodulierte Signale dargestellt, in dem eine Pendelrückkopplungsstufe 200 gemäss der Erfindung als Überlagerer (Mischstufe) verwendet wird. Der Empfänger besteht aus der Hochfrequenzvorstufe 810, der Mischstufe 200, dem Zwischenfrequenzverstär-
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Gleichrichter 870, der durch ein Wechselstromsignal Sfm niedriger Frequenz (z. B. Netzfrequenz 50 Hz aus der Übertragerwicklung 880) fremdgesteuert wird, weiterhin aus dem veränderbaren Oszillator 122 (Frequenz Af), dem frequenzstabilisierenden Kristall 110 und dem von der Schwundregelungsspannung gesteuerten Glied 123.
Die Modulationsfrequenz-wird vom Kristall 110 stabilisiert, die synchronisierende Frequenz f wird als Differenz oder Summe der Kristallfrequenz 121 und der verhältnismässig niedrigen, stetig veränderbaren Frequenz Af gewonnen. Auf diese Weise entsteht eine Frequenzzentrale, die eine genaue Einstellung der Frequenz des lokalen Oszillators der Mischstufe durch Verschieben des Frequenzspektrums um einen Einzelsignalabstand f gestattet, wobei durch Quarzkontrolle aller höheren Fre-
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