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Schaltungsanordnung zur Frequenzteilung und Frequenzvervielfachung
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Teilung und Vervielfachung einer Frequenz nf, in einem vorgegebenen, rationalen Teilungsverhältnis n gleich oder grösser drei, unter Verwendung eines mitgezogenen Oszillators mit Mehrfachrückkopplung, mittels in Reihe geschalteter Schwingkreise imAusgangskreis des Oszillators und einer Reihenschaltung der den einzelnen Schwingkreisen zugehörigen Kopplungswicklungen im Rückkopplungskreis des Oszillators, bei dem bei Teilungsverhältnissen, die sich
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wege bestehen, die auf die Frequenzen (n-1) fund f abgestimmt und so bemessen sind, dass sich die Schwingung mit der tieferen Frequenz zuerst erregt,
dass jeder in einem Rückkopplungsweg liegende Schwingkreis einenAmplitudenbegrenzer enthält und dass eine während des Betriebes dauerndam Oszillatoreingang liegende Vorspannung den Teilungsvorgang unterbricht, wenn die absolute Grösse der Eingangsspannung mit der zu teilenden Frequenz nf kleiner ist als die absolute Grösse der Vorspannung.
Gemäss der Erfindung werden nun die Amplitudenbegrenzer derart ausgebildet, dass sie nur eine Halbwelle der jeweiligen Schwingkreisspannung begrenzen.
Durch diese Massnahme wird gegenüber bekannten Anordnungen je Frequenzteilerstufe eine Einsparung von mindestens zwei Halbleiterdioden und zwei Kondensatoren erreicht. Diese Verringerung der Bauteile macht sich vor allem bei gedruckten-Schaltungen besonders vorteilhaft bemerkbar.
Weiterhin ist es zweckmässig, im Emitterkreis des jeweiligen Transistors eine aus ohmschen Widerstand und Kapazität bestehende Parallelschaltung zur Gleichstrom-Gegenkopplung anzuschalten. Wird der ohmsche Widerstand dieser Parallelschaltung zugleich in den zur Erzeugung der Transistorvorspannung angeschalteten Spannungsteiler einbezogen, so wird dadurch eine Erniedrigung des Gleichstromverbrau- ches gegenüber bisher bekannten Frequenzteilerschaltungen ermöglicht, da der Gleichstrom-Gegenkopplungswiderstand grösser gewählt werden kann als der bei den bekannten Schaltungen benötigte Wechsel- strom-Gegenkopplungswiderstand.
Bei unmittelbarer Hintereinanderschaltung gleichartiger Frequenzteilerstufen werden die gleichen günstigen Eigenschaften der Schaltung wie bei sinusförmiger Aussteuerung erreicht, da jeweils nur die nicht verzerrte Halbwelle der Ausgangsspannung der Vorstufe zur Aussteuerung der nachfolgenden Stufe verwendet wird.
An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindungnähererläutert.
Es wird eine Schaltungsanordnung gezeigt, bei der zwei gleichartige Frequenzteilerstufen in Reihe geschaltet sind. Die Temperaturkompensation für diese Stufen erfolgt zentral, mit Hilfe des zwischen den Basen der beiden Transistoren 1 und 2 und dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 3 geschalteten Thernewiden, des zu ihm parallel liegenden kapazitiven Widerstandes 5 sowie des zwischen dem Verbindungspunkt dieser Parallelschaltung und dem negativen Pol der Spannungsquelle 3 liegenden ohmschen Widerstandes 6. Das Teilungsverhältnis der beidenFrequenzteilerstufen beträgt jeweils 4 : 1.
Die Eingangsspannung mit der zu teilenden Frequenz 4f, wird über die Basis des Transistors 1 angekoppelt, In Reihe zur Sekundärwicklung 8 des Eingangsübertragers 7 liegen die zu
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den im Kollektorkreis des Transistors 1 angeschalteten Resonanzübertragern 9 und 10 gehörigen
Rückkopplungswicklungen 11 und 12. Der Resonanzübertrager 9 ist mittels der Kapazitäten 13 auf die Frequenz 2f und der Resonanzübertrager 10 ist mittels der Kapazität 14 auf die Frequenz f abgestimmt. Dem Kollektor wird eine negative Spannung über die Primärwicklungen der Resonanzüber- trager 9 und 10 zugeleitet.
Der Emitter ist über den Gleichstromgegenkopplungswiderstand 15, der durch eine Kapazität 16 wechselstrommässig überbrückt ist sowie über den zum Spannungsteiler für die Starteinstellung der Teilerstufe gehörigen Widerstand 17 mit dem positiven Pol der Versorgungs- spannungsquelle 3 verbunden. Zwischen Emitter und negativem Pol der Gleichspannungsquelle liegt der ebenfalls zum Spannungsteiler für die Starteinstellung gehörige ohmsche Widerstand 18. Die Span- nungsbegrenzung der an den Resonanzübertragern entstehenden Spannungen erfolgt mittels der induktiv an die Resonanzübertrager angekoppelten Halbleiterdioden 19 und 20. Die Begrenzerdioden sind so ge- schaltet, dass in der Kollektorstrom führenden Phase die jeweilige Schwingkreisspannung begrenzt wird.
Die zweite Stufe der Teileranordnung ist genauso aufgebaut wie die bereits beschriebene Teilerstu- fe 1.
Die zu teilende Frequenz 4f wird dem Eingangskreis der ersten Teilerstufe zugeführt. Durch die spezielle Dimensionierung der im Kollektorkreis liegenden Schwingkreise beginnt zuerst der auf 2f ab- gestimmte Schwingkreis anzuschwingen. Durch Rückkopplung der Frequenz 2f und Mischung mit der
Eingangsfrequenz 4f im Transistor 1 entsteht eine stabile Frequenz von 2f. Etwas später schwingt der auf die Frequenz f abgestimmte Schwingkreis an und durch Mischung mit der Frequenz 2f im
Transistor 1 entsteht schliesslich die gewünschte geteilteAusgangsfrequenz f, Um bei einer derarti- gen Mehrfachrückkopplung die Unterdrückung von Schwingungen verschiedener Frequenz durch jeweils eine Schwingung einer bestimmten Frequenz zu vermeiden,
sind Amplitudenbegrenzer zur Begrenzung der Spannungen der jeweils angelegten Frequenzen für jeden Schwingkreis vorgesehen.
Beim Ausführungsbeispiel wird jeweils nur eine Halbwelle der entstehenden Schwingungen begrenzt.
Das Anschwingen des Frequenzteilers erfolgt beim eingestellten Schwellwert. Die Einstellung dieses
Schwellwertes wird mittels des aus den Widerständen 18,17 und 15 bestehenden Spannungsteilers da- durch vorgenommen, dass am Emitter eine negative Vorspannung entsteht, die erst durch die Eingangs- spannung mit der zu teilenden Frequenz überwunden'werden muss. Die Ausgangsfrequenz f wird dann einer zweiten Teilerstufe zugeführt, in der eine weitere Teilung 4 : 1 erfolgt. ZurTemperaturkompen- sation, die bei diesemAusführungsbeispiel zentral vorgenommen wird, dient der bereits erwähnte Therne- wid 4.
Wegen des geringen Gleichstromverbrauches lässt sich eine derartige Schaltungsanordnung beson- ders vorteilhaft bei Anordnungen verwenden, die für tragbare Geräte oder ferngespeiste Ämter benötigt wer- den.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Teilung und Vervielfachung einer Frequenz nf in einem vorgegebenen rationalen Verhältnis für Teilungsverhältnisse n gleich oder grösser drei, unter Verwendung eines mit- gezogenen Oszillators mit Mehrfachrückkopplung mittels in Reihe geschalteter Schwingkreise im Ausgangs- kreis des Oszillators und einer Reihenschaltung der den einzelnen Schwingkreisen zugehörigen Kopplungs-
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Frequenzen erregen, dass bei andern Teilungsverhältnissen zwei Rückkopplungswege bestehen, die auf die Frequenzen (n-1) und f abgestimmt und so bemessen sind, dass sich die Schwingung mit der tieferen Frequenz zuerst erregt,
dass jeder in einem Rückkopplungsweg liegende Schwingkreis einen Amplituden- begrenzer enthält und dass eine während des Betriebes dauernd am Oszillatoreingang liegende Vorspannung den Teilungsvorgang unterbricht, wenn die absolute Grösse der Eingangsspannung mit der zu teilenden
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die Amplitudenbegrenzer (19,20) derart ausgebildet sind, dass sie nur eine Halbwelle der jeweiligen Schwingkreisspannung begrenzen.