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Einrichtung zum Regeln und Messen der Frequenz eines
Oszillators
Wie bekannt, wird bei Mikrowellen-Richtfunkanlagen ein Klystron-Oszillator mit Frequenzregelung angewendet, wobei die Oszillatorfrequenz durch Kristallsteuerung stabilisiert wird.
Eine für diesen Zweck übliche Anordnung ist in Fig. l schematisch dargestellt. Hiebei ist ein Kristall-
Oszillator KO vorgesehen, dessen Frequenz von einem Frequenzvervielfacher N um einen geeigneten Fak- tor vervielfacht wird. Die so erhaltene höhere Harmonische des Kristall-Oszillators KO und das Signal des so regelnden Oszillators 0 werden einem Mischer M zugeführt und die im Mischer entstehende Differenz- frequenz wird in einem ZF-Verstärker ZF verstärkt. Die Ausgangsspannung des ZF-Verstärkers ZF speist einen Diskriminator D, der eine Regelspannung liefert, welche an die Regelelektrode des Oszillators 0 (z. B. an die Reflektorelektrode eines Klystron-Oszillators) angelegt wird.
Bei Anwendung dieses bekannten Stabilisierungsverfahrens ist es nun schwierig festzustellen, ob die Frequenzstabilisierung genügend gut ist.
Die Erfindung betrifft deshalb eine kombinierte Einrichtung zum gleichzeitigen Regeln und Messen einer Oszillatorfrequenz, wobei von zwei harmonischen Frequenzen eines einem Kristall-Oszillator nachgeschalteten, mehrstufigen Frequenzvervielfachers Gebrauch gemacht wird, u. zw. von der einen für das Regeln und von der andern für das Messen der Frequenz.
Eine gemäss der Erfindung aufgebaute Einrichtung zum Regeln und Messen der Frequenz eines Oszillators, insbesondere eines Klystron-Oszillators für eine Mikrowellen-Richtfunkanlage ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Frequenzvervielfacherkreis mit mehreren an einen KristallOszillator angeschlossenen Vervielfacherstufen, einen Regelkreis und einen Messkreis aufweist, wobei die Harmonische einer der Vervielfacherstufen und die Ausgangsspannung des zu regelnden Oszillators auf einen Mischer im Regelkreis wirken und die Ausgangsspannung dieses Mischers über einen ZF-Verstärker einen Diskriminator im Regelkreis speist, dessen Ausgangsspannung auf den zu regelnden Oszillator wirkt, und wobei die Harmonische einer andern Vervielfacherstufe und die Ausgangsspannung des ZF-Verstärkers des Regelkreises auf einen Mischer im Messkreis wirken,
dessen Ausgangsspannung über einen ZF-Verstär- ker einen Diskriminator im Messkreis speist, an den ein Messinstrument für die Frequenzanzeige angeschlossen ist.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus drei Teilen, die in gestrichelt gezeichnete Rechtecke eingeschlossen sind, nämlich aus einem Vervielfacherkreis V, einem Regelkreis R und einem Messkreis M. Die Frequenz des Kristall-Oszillators KO wird in zwei Verfielfacherstufen Nl und N2 vervielfacht. Die Ausgangssignale der Vervielfacherstufe N2 und des Oszillators 0 wirken auf einen Mischer M-l, dessen Ausgangssignal einen ZF-Verstärker ZF-1 und über diesen einen Diskriminator D-1 speist.
Die Ausgangsspannung des Diskriminators wirkt auf die Regelelektrode des Oszillators O. Ferner wirkt die Ausgangsspannung des ZF-Verstärkers ZF-1 noch auf einen Mischer M-2, dessen zweiter Eingang an die Vervielfacherstufe N1 angeschlossen ist. Der Ausgang des Mischers M-2 ist über einen ZF-Verstärker ZF-2 an einen Diskriminator D-2 angeschlossen, dessen Ausgangsspannung an einem Messinstrument I mit Mittelnullstellung ablesbar ist.
Bei der Einrichtung nach Fig. 2 entspricht je ein Eingangssignal der beiden Mischer M -1 und M-2 einer Harmonischen der Frequenz des Kristall-Oszillators KO und deswegen ist die Frequenzschwankung der
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Zwischenfrequenz im Verstärker ZF-2 praktisch gleich der Frequenzschwankung des geregelten Oszillators O. Übliche Frequenzvervielfacher enthalten ohnehin mehrere Stufen, so dass die zur Frequenzmessung benötigte zusätzliche Harmonische im allgemeinen ohne zusätzlichen Aufwand zur Verfügung steht.
Das besondere, vorteilhafte Merkmal der Erfindung besteht also darin, dass zwei Frequenzen, die in zwei an sich üblichen Teilen der Frequenzregeleinrichtung V und R in Fig. 2 zur Verfügung stehen, nämlich die Ausgangsfrequenzen der Teile Nl und ZF-1 (Fig. 2), in einem dritten Teil M in Fig. 2 zur Frequenzmessung verwendet werden. Da die Frequenzabweichung vom Nennwert der wichtigste Parameter der Einrichtung ist, bedeutet diese einfache Ergänzung eine wesentliche Qualitätsverbesserung.
Es sei noch erwähnt, dass bei geeigneter Frequenzwahl schon verhältnismässig kleine Frequenzänderungen des Oszillators messbar sind, da relativ kleine Frequenzänderungen des Oszillators 0 relativ schon grosse Änderungen der Zwischenfrequenz im Verstärker ZF-2 zur Folge haben.
Bei einer praktisch erprobten Einrichtung nach Fig. 2 hatten die einzelnen Parameter die nachfolgend angegebenen numerischen Werte :
EMI2.1
<tb>
<tb> Frequenz <SEP> des <SEP> Kristall-Oszillators <SEP> KO <SEP> ca <SEP> 9 <SEP> MHz
<tb> Vervielfachungsfaktor <SEP> der <SEP> Stufe <SEP> N1 <SEP> 4
<tb> Vervielfachungsfaktor <SEP> der <SEP> Stufe <SEP> N2 <SEP> 102
<tb> Nennfrequenz <SEP> des <SEP> Oszillators <SEP> 0 <SEP> 3885 <SEP> MHz
<tb> Zwischenfrequenz <SEP> im <SEP> Verstärker <SEP> ZF-1 <SEP> ca. <SEP> 32, <SEP> 5 <SEP> MHz <SEP>
<tb> Zwischenfrequenz <SEP> im <SEP> Verstärker <SEP> ZF-2 <SEP> ca.
<SEP> 5 <SEP> MHz
<tb> Kleinste <SEP> messbare <SEP> absolute <SEP> Frequenzabweichung <SEP> vom <SEP> Nennwert <SEP> 3885 <SEP> MHz <SEP> ca <SEP> 10 <SEP> kHz
<tb> Kleinste <SEP> messbare <SEP> relative <SEP> Frequenzabweichung <SEP> vom <SEP> Nennwert <SEP> 3885 <SEP> MHz <SEP> ca <SEP> 2, <SEP> 5. <SEP> 10-6
<tb>