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Einstell- bzw. Messanordnung zur genauen Abstimmung oder zur genauen Bestimmung der eingestellten Empfangsfrequenz eines Überlagerungsempfängers
Die Erfindung betrifft eine Einstellanordnung zur genauen Abstimmung eines Überlagerungsempfängers bzw. eine Messanordnung zur genauen Bestimmung dereingestelltenEmpfangsfrequenzdiesesEmpfängers unter Verwendung eines Frequenzspektrums hoher Frequenzkonstanz, in dem die benachbarten Frequenzen voneinander den Abstand fv aufweisen, sowie eines Eichoszillators, dessen Frequenz stetig um einen zwischen 0 und fv liegenden Betrag veränderbar ist.
Bei breitbandigenEmpfängern, z. B. Peilempfängern, die transportabel, also möglichst klein aufgebaut sein sollen, ist es aus Platzgründen nicht mehr möglich, eine Frequenzskala vorzusehen, die ausreichende Auflösung besitzt, so dass eine genaue Frequenzeinstellung bzw. Frequenzablesung möglich wäre. Man kommt somit heute bei der Verwendung von Transistoren, wodurch ein kleiner Geräteaufbau durchaus möglich wird, durch die schlechte Auflösung der Frequenzskala bei derartigen Geräten in Schwierigkeiten.
Bei Empfängern mit zwei Oszillatoren (also zwei Zwischenfrequenzen) umgeht man diese Schwierigkeiten bekanntlich dadurch, dass man auf den Eingang des Empfängers ein diskretes Frequenzspektrum gibt, in dem benachbarte Frequenzen einen konstanten Abstand voneinander haben und zur Bestimmung der eingestellten Frequenz den zweiten Oszillator so lange in einem Frequenzbereich von der Grösse des Abstandes der Frequenzen des diskreten Spektrums verstimmt, bis am Ausgang des Empfängers ein Signal erscheint. Die ungefähre Frequenz, z. B. auf 100 kHz genau, ist an der Skala zu entnehmen und die an der Einstellung des zweiten Oszillators abzulesenden Werte zwischen 0 und 100 kHz geben dann zusammen mit der Grobabstimmung den genauen Wert. Allerdings ist diese Bestimmung nur bei Empfängern, bei denen zwei Zwischenfrequenzen vorgesehen sind, möglich.
Zweck der Erfindung ist es, eine Schaltungseinrichtung zu schaffen, durch die eine genaue Frequenzbestimmung auch bei Empfängern mit einem Oszillator, also einer Zwischenfrequenz möglich ist, wodurch es ermöglicht wird, einen derartigen Empfänger mit einer kleinen Skala auszurüsten und damit den Empfänger entsprechend klein aufzubauen.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung verwendet, wie schon erwähnt, ein diskretes Frequenzspektrum hoher Frequenzkonstanz, in dem die benachbarten Frequenzen voneinander den Abstand fv aufweisen sowie einen Eichoszillator, dessen Frequenz stetig um einen zwischen 0 und fv liegenden Betrag veränderbar ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser Eichoszillator auf einer Frequenz schwingt, die sich aus der Zwischenfrequenz fz plus oder minus (je nach Einstellung des Eichoszillators) einer Frequenz fx zwischen 0 und fv zusammensetzt, dass eine Stufe zur Mischung der Eichoszillatorfrequenz mit der Empfängeroszillatorfrequenz vorgesehen ist und dass an sich bekannte Schaltmittel vorgesehen sind, welche die aus dem Mischprodukt ausgefilterte Frequenz, die gleich der Empfangsfrequenz fa plus oder minus der Frequenz fx ist,
und die nächstliegende Frequenz des Frequenzspektrums vergleichen und eine von der Differenz dieser Frequenzen abhängige Grösse erzeugen.
Zur Herstellung der von der Differenz der Frequenzen abhängigen Grösse kann man beispielsweise die
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beiden Frequenzen, also die ausgefilterte Frequenz und die entsprechende Frequenz des Frequenzspektrums überlagern, danach eine Gleichrichtung vornehmen und man erhält dann die Schwebungsfrequenz, die in ihrer Frequenz durch die Differenz der beiden Frequenzen bestimmt ist. Man kann in diesem Fall eine Höranzeige vorsehen und von Hand den Eichoszillator oder den Empfänger so lange nachstellen, bis der Ton verschwindet. Dann sind die beiden Frequenzen gleich und der Empfänger ist nun auf eine gewünsche Frequenz abgestimmt bzw. die eingestellte Frequenz des Empfängers ist durch die Einstellung des Eichoszillators ermittelt.
An Stelle der Überlagerung und anschliessenden Gehöranzeige kann man auch einen Diskriminator vorsehen, dem beide Frequenzen zugeführt werden, und der an seinem Ausgang eine der Differenz der beiden Frequenzen proportionale Gleichspannung abgibt, die dann 0 ist, wenn die beiden Frequenzen gleich gross sind. Man kann diese Spannung zur automatischen Nachregelung des Oszillators benutzen.
Günstigerweise wird das Frequenzspektrum mit gleichem Abstand benachbarter Frequenz dadurch hergestellt, dass man einen Quarzoszillator vorsieht, der auf der Frequenz, die gleich dem Abstand benachbarter Frequenzen sein soll, schwingt, und dass man die Ausgangsspannung des Quarzoszillators verzerrt und damit die Oberwellen des Quarzoszillators zur Verfügung hat.
Zum Herausfiltern der gewünschten Frequenz aus dem in der Mischstufe durch Zuführung der Eichoszillatorfrequenz und der Frequenz des ersten Oszillators entstehenden Mischprodukt kann man die Eingangskreise des Empfängers benutzen. Die Eingangskreis müssen eine solche Bandbreite aufweisen, dass die um fv von der Eingangsfrequenz abweichende Frequenz gerade noch durch sie hindurchkommt.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung erreicht man, dass eine Frequenzbestimmung bzw. eine Abstimmung des Empfängers auf 500 Hz genau noch durchaus möglich ist. Im folgenden sollen nun zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Anordnung erklärt werden.
In der Fig. l ist ein üblicher Empfänger mit 1 bezeichnet, die Eichoszillatorschaltung mit 2, die Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines diskreten Frequenzspektrums mit 3 und die Schaltmittel, inde- nen die beiden zugeführten Frequenzen verglichen werden und eine Grösse, die der Differenz der Frequenzen proportional ist, erzeugt wird, mit 4. Im einzelnen besteht der dargestellte Teil des Empfängers aus dem Empfängereingang 5, dem Hochfrequenzteil (bestehend aus Schwingkreise und Verstärkungsglie- dern) 6, der Mischstufe 7, dem Oszillator 8 und dem Zwischenfrequenzteil 9. Die weiteren Glieder (Niederfrequenzteile) sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Der dargestellte Empfänger soll als kleines Gerät aufgebaut sein, bei dem eine Frequenzskala mit genügender Auflösung aus Platzgründen nicht mehr verwendet werden kann.
Trotzdem möchte man den Empfänger genau auf eine bestimmte Frequenz abstimmen können bzw. die eingestellte Frequenz des Empfängers genau bestimmen können. Um diese Möglichkeit auch bei Geräten mit unzureichender Skala zu besitzen, dient die'Anordnung, die im folgenden beschrieben ist.
Der Eichoszillator 2 umfasst den eigentlichen Oszillator 10 und eine Mischstufe 11. Der Oszillator 10 schwingt je nach seiner Einstellung auf einer Frequenz zwischen der Zwischenfrequenz fz und der Frequenz (fz + fv) oder (fz - fv). Hier soll jedoch nur die Möglichkeit (fz + fv) betrachtet werden. Eine beliebige Frequenz zwischen fz und (fz + fv) soll im folgenden mit (fz + fx) bezeichnet werden und für fv soll ein Wert von 100 kHz angenommen werden. Dies bedingt, dass der Eichoszillator im Bereich von 100 kHz veränderbar und die angezeigte Frequenz in diesem Bereich sehr genau sein muss. Bei dem kleinen notwendigen Frequenzbereich lässt sich die Frequenz jedoch gut ablesen. Neben der Frequenz (fz + fx) wird der Mischstufe 11 noch die Frequenz fo des Oszillators 8 zugeführt (fo = fa + fz).
Am Ausgang der Mischstufe erhält man somit neben andern Mischprodukten die Frequenz (fa- fx), wenn man mit fa die Abstimmfrequenz des Empfängers bezeichnet. Diese Frequenz wird mit Hilfe des Hochfrequenzteils 6 des Empfängers aus dem entstehenden Mischprodukt herausgebildet. Für diesen Zweck sind Schalter 12 und 13 vorgesehen, die während der Abstimmung des Empfängers bzw. während der Frequenzbestimmung der eingestellten Frequenz geschlossen sein müssen. Ausserdem muss während dieser Zeit der Eingang des Empfängers abgeschaltet sein. Die ausgefilterte Frequenz (fa-fx) wird schliesslich dem Glied 4 zugeführt. Diesem wird ausserdem noch ein diskretes Frequenzspektrum. bei dem die einzelnen Frequenzen den gleichen Frequenzabstand fv gegeneinander haben, zugeführt.
Dieses Frequenzspektrum wird mit Hilfe eines Quarzoszillators 14 mit angeschalteter Verzerrerstufe 15 erzeugt. Die Grundfrequenz des Quarzoszillators ist gleich der Frequenz fy. Im Glied 4 werden die beiden zugeführten Frequenzen überlagert und gleichgerichtet. Am Ausgang der Stufe erhält man dann die Frequenz der bei der Überlagerung entstehenden Schwebungsfrequenz. Diese Frequenz wird dem Niederfrequenzteil zugeführt und dort hörbar gemacht. Sind die beiden zugeführten Frequenzen gleich, dann ist kein Ton mehr zu hören. Als Gleichrichter kann man z. B. einen Audiongleichrichter verwenden.
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An Hand eines Zahlenbeispiels soll die Wirkungsweise der empfangenen Schaltung nochmals näher erläutert werden. Es sei die Aufgabe gegeben, die Empfangsfrequenz des Senders in einer bestimmten Stellung, bei der z. B. ein interessanter Sender gerade empfangen wurde, genau zu bestimmen. Die Schalter 12 und 13 werden hiezu geschlossen und der Empfängereingang 5 wird abgetrennt. Der Empfänger soll tatsächlich auf die Frequenz 5710 kHz abgestimmt sein. Somit schwingt der Oszillator des Empfängers auf einer Frequenz von 6235 kHz. Der Skala kann jedoch nur ein Wert von etwa 5700 kHz entnommen werden. Steht nun die Skala des Eichoszillators 10, die eine Eichung zwischen 0 und 100 kHz trägt, z. B. auf 0, so wird der Oszillatorfrequenz 6235 kHz die Zwischenfrequenz von 525 kHz überlagert und am Ausgang entsteht die Differenz dieser beiden Frequenzen 5710 kHz.
Der Quarzoszillator hat eine Grundfrequenz von 100 kHz und damit sind auch die Abstände der einzelnen Frequenzen zueinander 100 kHz. Vom Quarzoszillator herkommend steht also am Eingang des Gliedes 4 neben andern Frequenzen die Frequenz 5700 kHz. Über den Empfängereingangsteil kommt zu der Stufe 4 die Frequenz 5710 kHz. Bei der Überlagerung entsteht also ein Ton von 10 kHz, der im Niederfrequenzteil hörbar ist.
Wird nun der Eichoszillator 10 in Richtung wachsender Frequenzen verändert, so sinkt die Frequenz des hörbar gemachten Tons, bis der Ton schliesslich bei einer bestimmten Zeigerstellung des Oszillators 10 ganz verschwunden ist. Die von dem Zeiger am Oszillator 10 angezeigte Frequenz ist im vorliegenden Beispiel 10 kHz, denn in diesem Fall ist die Ausgangsfrequenz des Mischgliedes 11 ebenfalls gleich 5700 kHz.
Man kann also in dieser einfachen Weise die eingestellte Frequenz des Empfängers bestimmen und in entsprechender Weise durch. Änderung der Abstimmung des Empfängers eine bestimmte Frequenz am Empfänger einstellen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Vom Empfänger selbst ist in dieser Schaltung nur der Oszillator dargestellt und mit 16 bezeichnet. Auch hier wird die Oszillatorfrequenz in der Mischstufe 17 mit der Frequenz des Eichoszillators 18, der wie in der Fig. 1 aufgebaut sein soll, überlagert. Aus dem in der Stufe 17 entstehenden Mischprodukt wird indem Filterglied 19 die interessante Frequenz ausgefiltert und einem Diskriminator 20 zugeführt. Das Filterglied 19 ist mit dem Empfängereingangskreis gekuppelt. Dem Diskriminator 20 wird neben der ausgefilterten Frequenz (fa-fx) noch das diskrete Frequenzspektrum aus der Schaltungsanordnung 21 zugeführt, die wie die Schaltungsanordnung 3 in Fig. l aufgebaut sein soll.
Der Diskriminator vergleicht die beiden zugeführten Frequenzen (von dem diskreten Frequenzspektrum vergleicht er diejenige Frequenz, die der andern zugeführten Frequenz am nächsten liegt) und gibt am Ausgang eine der Differenz der Frequenz proportionale Gleichspannung ab. Diese wird einer Blindstufe 22 zugeführt, die wiederum die Frequenz des Oszillators 16 beeinflusst. Stellt man bei dieser Schaltungsanordnung den Empfänger grob auf die zu empfangende Frequenz ein, z. B. auf 5700 kHz, und ändert dann auf der Skala des Oszillators 18 die Einstellung, so folgt der Empfänger automatisch dieser Feineinstellung. Es ist somit einfach, den Empfänger auf eine genaue Frequenz abzustimmen.
Bei der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung kann man es nun auch unterlassen, die Oszillatoren für die verschiedenen Frequenzbereiche zu stabilisieren, da man ja die genaue Bestimmung der Frequenz mit dem Eichoszillator durchführen kann. Neben der Erleichterung der Sendereinstellung wird also gleichzeitig noch eine Verbilligung des Gerätes durch Vermeidung der Stabilisierung der Oszillatoren erreicht.
Die erfindungsgemässe Anordnung bringt somit eine ganze Reihe von Vorteilen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einstell-bzw. Messanordnung zur genauen Abstimmung oder zur genauen Bestimmung der eingestellten Empfangsfrequenz eines Überlagerungsempfängers unter Verwendung eines Frequenzspektrums hoher Frequenzkonstanz, in dem die benachbarten Frequenzen voneinander den Abstand fv aufweisen, und eines Eichoszillators, dessen Frequenz stetig um einen zwischen 0 und fv liegenden Betrag veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Eichoszillator auf einer Frequenz schwingt, die sich aus der Zwischenfrequenz fz plus oder minus (je nach Einstellung des Eichoszillators) einer Frequenz fx zwischen 0 und fv zusammensetzt, dass eine Stufe zur Mischung der Eichoszillatorfrequenz mit der Empfängeroszillatorfrequenz vorgesehen ist und dass an sich bekannte Schaltmittel vorgesehen sind, welche die aus dem Mischprodukt ausgefilterte Frequenz,
die gleich der Empfangsfrequenz fa plus oder minus der Frequenz fx ist, und die nächstliegende Frequenz des Frequenzspektrums vergleichen und eine von der Differenz dieser Frequenzen abhängige Grösse erzeugen.