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Phasendiskriminator für zwei gleichfrequente elektrische Schwingungen
Die Erfindung betrifft einen Phasendiskriminator für zwei gleichfrequente elektrische Schwingungen, bei dem einem aus Primärwicklung und mit Mittelanzapfung versehener Sekundärwicklung bestehenden Übertrager die eine Schwingung primärseitig und die andere Schwingung an der Mittelanzapfung eingespeist wird und die Aussenanschlüsse der Sekundärwicklung auf je einen kapazitivebelasteten Gleichrich- ter geführt sind.
Ein idealer Phasendiskriminator ist eine Schaltungsanordnung, die mit einer Spannung der Form
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müssten der Faktor k und der Phasenwinkel A cp konstante Schaltungsparameter sein, die unabhängig von Kreisfrequenz w und Amplitude (10 sind.
Für niedrige Frequenzen wurde z. B. in der Trägerfrequenztelephonie eine gute Annäherung durch Verwendung von Modulatorschaltungen und anschliessendem Tiefpassfilter erzielt. Die zu erfüllenden Voraussetzungen liegen in guter Symmetrie der Übertragung und in einer sauberen Mittelwertgleichrich- tung, indem die Belastung durch den Gleichrichter für alle Frequenzen eine konstante Impedanz darstellt.
Phasendiskriminatoren, die ausschliesslich für hohe Frequenzen (etwa 1 MHz und höher) ansgelegt sind, können diese Voraussetzungen nicht ohne weiteres erfüllen. Die Symmetrie des Übertragers ist in- folge der geringen Windungszahlen der Wicklungen, insbesondere bei Verwendung von Eisenkernen, sehr schwer zu realisieren. Bei Luftspulen treten jedoch Schwierigkeiten in bezug auf die Verdopplung und Streukapazitäten gegen den Mittelabgriff der Sekundärwicklung und gegen Masse auf.
Zur Abscheidung der Welligkeit und allfälliger überlagerter Hochfrequenz ist eine dem Gleichrich-
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-richtung. Die Spitzenwertgleichrichter ziehen jedoch nur jeweils für kurze Zeit Strom, was zu unregelmässiger Belastung für den gesamten vorgeschalteten Schaltungskreis führt.
Die Erfindung löst diese Probleme bei einem eingangs beschriebenen Phasendiskriminator dadurch, dass der Übertrager auf einen Ringkern aufgebracht ist und dass am Eingang der Gleichrichter je ein auf die Frequenz der Schwingungen abgestimmter Parallelschwingkreis vorgesehen ist.
Die Verwendung eines Ringkernes im Übertrager erlaubt, die Wicklungen weitgehend symmetrisch zu halten, da sie getrennt aufzubringen sind und damit eine vernachlässigbare kleine, gegenseitige kapazitive Beeinflussung aufweisen.
Mit den Parallelschwingkreisen vor den Gleichrichtern wird die Energie der Schwingungen gespeichert ; die unregelmässige Belastung durch die Gleichrichter wirkt sich damit nur in diesem Energiespeicher aus.
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Erfindungsgemäss ist weiterhin noch vorgesehen, die Gleichrichter und die Parallelschwingkreise über je einen Kondensator mit dem Übertrager zu verbinden. Diese Kondensatoren ergeben zusammen mit der Streuinduktivität des mit einem Ringkern versehenen Übertragers einen abgestimmten Serienschwingkreis. Der Parallelschwingkreis und dieser Serienschwingkreis bilden zusammen ein Bandpass- filter.
Es hat sich oft gezeigt, dass sich die Schwellenspannung der Dioden in den Gleichrichtern störend auswirken. Im erfindungsgemässenPhasendiskriminator wird den Dioden eine der Schwellenspannung ent- sprechende Vorspannung gegeben, indem die Parallelschwingkreise auf einen gemeinsamen Punkt geführt und von dort über eine Diode gegen Masse geschaltet sind. Wird nun dieser Diode eine Vorspannung in Leitrichtung gegeben, so stellt sich an den Gleichrichterdioden über die Parallelschwingkreise eine Vorspannung ein, die der Schwellenspannung entspricht. Damit der gemeinsame Punkt der zwei Parallelschwingkreise auch wechselstrommässig an Masse gelegt ist, wird die Diode mit einem Kondensator überbrückt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Zeichnung näher erläutert.
Der Übertrager U wird an der Primärwicklung W1 durch einen Transistor T mit einer ersten Schwingung am Eingang E1 beaufschlagt. Der Transistor T ist in Emitter-Grund-Schaltung als ge- gengekoppelter Verstärker betrieben. Die Gegenkopplung erfolgt über den Kondensator C2 vom Kol- lektor auf die Basis. Die Basis ist über einen Kondensator C1 mit dem Eingang E1 verbunden. Die Primärwicklung ist mit einem zusätzlichen Kondensator C3 abgestimmt, so dass der Transistor T nur auf eine rein ohmsche Last arbeitet. Die Zuführung der Kollektorspeisespannung des Transistors T erfolgt über den Widerstand R4 und die Primärwicklung Wl. Der Verbindungspunkt des Widerstandes R4 mit der Primärwicklung W1 ist mittels des Kondensators C9 wechselstrommässig geerdet.
Der Kern K des Übertragers ist ein Ringkern, auf den die Wicklungen einzeln aufgebracht sind. Die Sekundärwicklung W2 besteht aus zwei gleichen Wicklungshälften, an deren gemeinsamem Punkt dem Mittelabgriff die zweite Schwingung aus dem Eingang E2 zugeführt ist. Die Aussenanschlüsse der Sekundärwicklung W2 sind über Kondensatoren C4 bzw. C5 auf zwei Dioden D1 bzw. D2 geführt. Zwischen die Dioden D1 bzw. D2 und die Kondensatoren C4 bzw. C5 sind zwei Parallelschwingkreise Plbzw. P2 angeschlossen. Die zweiten Anschlüsse der Parallelschwingkreise P1 und P2 sind zusammen über eine Diode D3 auf Masse geführt. Die Anode der Diode D3 ist über einen Widerstand R1 an eine positive Spannungsquelle angelegt. Der gemeinsame Punkt der Parallelschwing- kreise ist über einen Kondensator C6 geerdet.
Die Dioden D1 und D2 sind mit einem Anschluss auf je einen Ausgang A1 und A2 geführt. Diese Ausgänge sind je mit parallelgeschalteten Kondensato- ren C7, C8 und Widerständen R2, R3 auf Masse geschaltet.
Die Schwingung am Eingang E2 muss niederohmig auf den Übertrager U gegeben werden. Da- mit ergeben sich definierte Streuverhältnisse der sekundären Streuung des auf einem Ringkern K aufgebrachten Übertragers U. Mit der vorgeschlagenen Anordnung wird eine symmetrische magnetische Verkopplung und kleine Streukapazitäten zwischen Primär- und Sekundärwicklung erhalten. Infolge erdsymmetrischen Aufbaues erhält der Übertrager U auch eine kapazitive Erdsymmetrie.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Phasendiskriminator für zwei gleichfrequente elektrische Schwingungen, bei dem einem aus Primärwicklung und mit Mittelanzapfung versehener Sekundärwicklung bestehenden Übertrager die eine Schwingung primärseitig und die andere Schwingung an der Mittelanzapfung eingespeist wird und die Aussenanschlüsse der Sekundärwicklung auf je einen kapazitiv belasteten Gleichrichter geführt sind, d a-
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am Eingang der Gleichrichter (D1, D2) je ein auf die Frequenz der Schwingung abgestimmter Parallelschwingkreis (P1, P2) vorgesehen ist.