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Dispositif à oscillateur accordable dont la fréquence est stabi- lisée à l'aide d'un spectre de fréquences.
L'invention concerne un dispositif à oscillateur accor- dable muni de moyens de correction automatique de la fréquence (CAF) pour maintenir une différence, de préférence réglable, entre la fréquence de la tension de l'oscillateur et une com- posante d'un spectre de fréquences fourni par une oscillation de commande.
Des dispositifs de ce genre ont déjà été décrits dans le brevet nO.469.277 de la Demanderesse.
La tension de réglage CAF requise à cet effet, s'obtier en comparant la fréquence de la composante stabilisatrice du spectre, la fréquence différentielle désirée et la fréquence de la tension de l'oscillateur principal. A cet effet, on peut en-
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twadrer par xtapl* d'abord par .'laDC. du apeo4. et d la t.a1# d'oscillateur, # apectr. 4. 4in|Haalf%l-
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rentielles et ensuite, le mélange de ce dernier spectre avec une tension de fréquence égale à la fréquence différentielle à maintenir, fournit la tension de réglage CAF.
La Demanderesse a constaté que, dans les montages du genre décrit, il peut se produire une stabilisation sur des fréquences indésirables ainsi que des instabilités par suite des fréquences de combinaison indésirables produites lors du mélange avec le spectre de fréquences; il en est particulièrement ainsi lorsque malgré le maintien de la fréquence différentielle entre - la tension de l'oscillateur et une composante du spectre de commande, la fréquence de la tension de l'oscillateur se trouve dans la gamme de fréquences balayée par le spectre de commande.
Ces inconvénients sont particulièrement marqués lorsoue la fréquence de la tension d'oscillateur doit pouvoir être sta- bilisée au choix sur diverses composantes du spectre de commande et que la fréquence différentielle entre la tension d'oscilla- teur et la composante stabilisatrice du spectre est choisie de manière que pratiquement toute la gamme d'accord de l'oscilla- teur soit balayée d'une manière continue.
Dans ce cas, l'accord de l'oscillateur doit être réglable dans un intervalle de fré- quences correspondant à une gamme de fréquences qui comporte une ou plusieurs composantes du spectre de commande, de sorte que, suivant l'accord choisi pour l'oscillateur, celui-ci se stabilise sur l'une des diverses composantes, (fréquence d'oscillateur réglable par échelons), tandis que la différence de fréquence entre la tension d'oscillateur et la composante stabilisatrice du spectre est réglable dans un intervalle de fréquences qui correspond à l'intervalle de fréquences de com- posantes successives du spectre de commande.
La Demanderesse ayant constaté que les inconvénients mentionnés résultent de la présence dans le spectre de commande de composantes autres que celles désirées pour la stabilisation de la fréquence d'oscillateur, on pourrait remédier à cet incon-
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vénient en affaiblissant dans le spectre les composantes indé- sirables pour la stabilisation avant d'appliquer le spectre de commande au montage changeur de fréquence ou à un autre montage de comparaison des fréquences.
Cependant, les conditions auxquelles devrait alors satisfaire la présélection sont si sévères que des filtres simples ne permettent pas d'y satisfaire et en particulier pas lorsque l'oscillateur doit pouvoir être stabilisé de la manière précitée et comme exposée en détail dans la demande de brevet n .377142 du 21 Septembre 1948 au choix sur diverses composantes de fréquence du spectre de fréquences et/ou dans le cas où l'intervalle de fréquences de composantes successives du spec- tre est petit, par exemple 1 kc/s, voire moins.
Suivant l'invention, pour obvier à ces inconvénients dans les dispositifs comportant un oscillateur réglable (qui sera appelé "oscillateur principal* dans la suite du mémoire), muni de moyens CAF pour maintenir une différence, de préférence réglable, entre la fréquence de la tension d'oscillateur prin- cipal et une composante du spectre de fréquences fourni par une oscillation de commande, on a prévu un oscillateur auxiliaire dont la fréquence est amenée, par CAF, en concordance avec la fréquence d'une composante du spectre, tandis que la tension de sortie de l'oscillateur auxiliaire est appliquée, sous forme d'oscillation de commande, aux moyens CAF de l'oscillateur prin- cipal, moyens qui maintiennent la différence désirée entre la fréquence de l'oscillateur principal et celle de l'oscillateur auxiliaire.
De préférence, l'oscillateur auxiliaire et l'oscilla- teur principal sont accordables simultanément (commande monobou- ton) et, pour maintenir entre les fréquences d'accord des cir- cuits déterminant la fréquence des oscillateurs une différence égale à la fréquence différentielle moyenne, on peut se servir
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des moyens usuels utilisés dans l'accord monobouton de récepteurs superhétérodynes pour assurer les variations simultanées des circuits oscillateurs locaux et des circuits de présélection, c'est-à-dire des condensateurs de padding ou des self-inductions de padding montées en parallèle avec un condensateur trimer, ou en série avec une self-induction de grandeur réglable.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig.l représente un montage conforme à l'invention dans lequel la différence à maintenir entre la fréquence de l'oscillateur auxiliaire et celle de l'oscillateur principal est déterminée par un discriminateur accordable, tandis que la fig.2 représente un montage analogue dans lequel la différence entre la fréquence auxiliaire et la fréquence de l'oscillateur principal est réglable par l'utilisation d'un oscillateur auxiliaire réglable au lieu d'un discriminateur réglable.
Sur la fig.l, on prélève d'un générateur d'impulsions 1, un spectre de commande servant à stabiliser la fréquence de la tension sinusoïdale engendrée par un oscillateur auxiliaire accordable 2. A cet effet, la tension de sortie du générateur d'impulsions 1 et celle de l'oscillateur auxiliaire 2 sont mélangées dans un étage changeur de fréquence 3 constitué par exemple par une hexode changeuse de fréquence dont la tension de sortie constitue la tension de réglage du CAF qui commande, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 4, un circuit oscil- lant intervenant dans la détermination de la fréquence du cir- cuit oscillant de l'oscillateur auxiliaire 2, par exemple un montage à tube de réactance commandé par la grille.
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Le générateur d'impulsions 1 peut consister en un montage multlTlbrateur commandé par un générateur à cristal de quartz qui engendre des impulsions d'une durée d'environ 1/50 de sec et une fréquence de répétition de 100 kc/s. L'os- cillateur auxiliaire peut être réglable entre par exemple 13 Mc/s et 20 Mc/s, tandis que le filtre passe-bas, constitué par une seule section RC à une fréquence de coupure d'environ 35 kc/s, synchronise, suivant l'accord de l'oscillateur auxi- liaire, cet oscillateur sur un harmonique coqris entre le 130ième et le 200ième harmonique de la fréquence de répétition d'impul- sions. Pour de plus faibles intervalles des composantes du spectre, il faut évidemment que la fréquence de coupure du filtre passe-bas soit choisie plus basse.
Dans le cas d'une variation continue de l'accord de l'oscillateur auxiliaire, la fréquence de la tension d'oscilla- teur auxiliaire passe par sauts, de la fréquence de l'un des harmonique à celle de l'autre du spectre d'impulsion et est ainsi réglable, par échelons de 100 kc/s, dans l'intervalle compris entre 13 et 20 Mc/s.
Alors que, dans le spectre de fréquences, depuis le 130ième jusqu'au 200ième, tous les harmoniques sont à peu près également représentés, la tension de sortie de l'oscillateur auxiliaire ne comporte essentiellement que la fréquence de la composante stabilisatrice du spectre et toutes les autres com- posantes du spectre sont fortement affaiblies. Dans l'exécu- tion très simple citée du filtre passe-bas dans le conducteur de tension de réglage CAF, le facteur d'affaiblissement était d'environ 2000 pour les plus fortes composantes indésirables du spectre ; l'oscillateur auxiliaire stabilisé par le spectre peut donc être considéré comme un filtre très sélectif qui ne transmet essentiellement que la composante du spectre désirée pour la stabilisation.
La composante sélectionnée désirée du spectre s'utilise pour stabiliser de manière connue la fréquence
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de la tension engendrée par un oscillateur principal 6, une différence d'environ 250 kc/s par exemple, pouvant être main- tenue entre la fréquence de l'oscillateur auxiliaire et celle de l'oscillateur principal et par suite du fort affaiblissement des composantes indésirables du spectre, des fréquences de com- binaison indésirables ne peuvent plus exercer d'influence per- turbatrice, ce qui serait le cas en l'absence de l'oscilla- teur auxiliaire 2.
Sur la fig.l, la différence de fréquence entre l'oscil- lateur auxiliaire 2 et l'oscillateur principal 6 est déterminée par l'accord d'un discriminateur accordé 7. Les tensions en- gendrées par l'oscillateur auxiliaire et l'oscillateur principal sont appliquées à un étage changeur de fréquence 8, et la ten- sion de fréquence différentielle, prélevée de cet étage chan- geur de fréquence, est appliquée au discriminateur accordé 7 qui peut être de type connu et qui fournit une tension de ré- glage dont la polarité et la grandeur dépendent du signe et de la grandeur de la différence entre la fréquence d'accord du discriminateur et la fréquence différentielle obtenue dans le circuit de sortie de l'étage changeur de fréquence 8.
Cette tension de réglage est appliquée à un correcteur de fréquence électronique 9, couplé à l'oscillateur principal pour régler la fréquence des oscillations engendrées par l'oscillateur principal de manière qu'entre cette fréquence et celle de la composante stabilisatrice du spectre soit maintenue une fré- quence différentielle égale à la fréquence d'accord du discri- minateur.
L'oscillateur principal est, tout comme l'oscillateur auxiliaire, réalisé de manière qu'il soit accordable, mais il faut cependant tenir compte de la différence de fréquence à maintenir entre ces deux oscillateurs.
Pour simplifier l'accord du montage, les moyens d'aeeor
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par exemple les condensateurs d'accord de l'oscillateur auxi- liaire et de l'oscillateur principal, peuvent comporter une commande commune de la manière représentée schématiquement sur la figure, et pour assurer les variations simultanées des cir- cuits d'accord, dans le cas par exemple de condensateurs d'ac- cord identiques, on peut, pour maintenir la différence de fré- quence entre les deux accords, se servir des moyens générale- ment utilisés dans les accords monoboutons de récepteurs super- hétérodynes. C'est ainsi que, dans le cas d'accord capacitif des circuits d'accord, on peut utiliser dans le circuit d'accord accordé sur la fréquence la plus élevée, une capacité en série ou en parallèle (condensateur padding et condensateur de trimmage).
Pour régler la différence entre la fréquence de l'oscil- lateur auxiliaire et celle de l'oscillateur principal, le dis- criminateur 7 peut être accordable. Dans le cas de variations simultanées des circuits d'accord des oscillateurs 2 et 6, on peut tenir compte d'une valeur moyenne de la fréquence diffé- rentielle de 250 kc/s par exemple.
Pour régler la différence de fréquence entre l'oscil- lateur auxiliaire et l'oscillateur principal, il sera,en général, meilleur marché d'utiliser le montage représenté sur la fig.2 dans lequel la différence de fréquence réglable est donné par l'accord de l'oscillateur de commande auxiliaire 10.
Dans le montage représenté sur la fig.S, la fréquence différentielle, obtenue par le mélange de la tension de l'oscillateur local et de celle de l'oscillateur auxiliaire, est appliquée, pour la comparaison avec la fréquence fournie par l'oscillateur de com- mande 10 et ensemble avec cette dernière, à un étage changeur de fréquence 11, dit discriminateur de battement, dont la ten- sion de sortie est appliquée comme tension de réglage CAF, par l'intermédiaire d'un filtre.passe-bas 12, au correcteur de fré-
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quence 9, constitué par exemple par un montage à tube de réac- tance, de l'oscillateur principal 6.
Si l'oscillateur de commande auxiliaire est réglable de manière continue dans une gamme de fréquences de 100 kc/s, par exemple de 200 à 300 kc/s (fréquence différentielle moyenne, de nouveau 250 kc/s), dans une exécution pour le reste conforme à celle de la fig.l et pour un même dimensionnement du montage, l'oscillateur peut être réglé par commande monobouton, par échelons de 100 kc/s, entre 13,25 Mc/s et 20,25 Mc/s et ensuite on peut régler arbitrairement la fréquence de l'oscillateur principal 6 dans la gamme de 100 kc/s choisie, en réglant l'accord de l'oscillateur de commande auxiliaire. De cette manière, on balaie toute la gamme d'accord de l'oscillateur principal 6 et on peut donc obtenir toute fréquence désirée dans cette gamme.
La stabilité de la fréquence de l'oscillateur principal est déterminée par celle du générateur d'impulsions 1, de pré- férence à commande par cristal, et par celle de l'oscillateur de commande auxiliaire 10, qui par suite de la fréquence d'ac- cord assez basse peut satisfaire à des conditions de stabilité assez sévères.
Les montages décrits peuvent éventuellement s'utiliser pour l'agencement décimal de la fréquence de l'oscillateur principal, cas dans lequel, pour le montage de la fig.2, par exemple, l'oscillateur de commande auxiliaire 10, est remplacé par un oscillateur stabilisé par un générateur d'impulsions, qui est accordable par échelons de 1 kc/s sur une gamme de fréquences de 100 kc/s par l'utilisation d'un générateur d'im- pulsions stabilisateur à fréquence de répétition d'impulsions de 1 kc/s.
Dans les montages représentés, la fréquence de l'oscil- lateur principal est stabilisée sur la fréquence de l'oscilla- teur auxiliaire, à l'aide de moyens CAF à action non difféée.
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On voit nettement qu'au lieu de ces moyens ou en combinaison avec ceux-ci, on peut utiliser des moyens CAF qui ont une certaine énergie, par exemple des moyens comportant un moteur d'accord, lorsque ceci est désirable pour maintenir la fréquence d'oscillateur réglée lors de la suppression de l'oscillation de commande ou bien par suite de la gamme de réglage à balayer des moyens CAF.
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Tunable oscillator device whose frequency is stabilized using a frequency spectrum.
The invention relates to a tunable oscillator device provided with automatic frequency correction (AFC) means for maintaining a difference, preferably adjustable, between the frequency of the oscillator voltage and a component of an oscillator. frequency spectrum provided by a control oscillation.
Devices of this type have already been described in the Applicant's patent No. 469,277.
The CAF adjustment voltage required for this purpose is obtained by comparing the frequency of the stabilizing component of the spectrum, the desired differential frequency and the frequency of the voltage of the main oscillator. To this end, we can
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twad by xtapl * first by .'laDC. from apeo4. and d the oscillator t.a1 #, # apectr. 4.4in | Haalf% l-
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rentials and then, the mixture of the latter spectrum with a frequency voltage equal to the differential frequency to be maintained, provides the adjustment voltage CAF.
The Applicant has observed that, in assemblies of the type described, stabilization can occur on undesirable frequencies as well as instabilities as a result of undesirable combination frequencies produced during mixing with the frequency spectrum; this is particularly so when, despite maintaining the differential frequency between - the oscillator voltage and a component of the control spectrum, the frequency of the oscillator voltage is in the range of frequencies swept by the spectrum of ordered.
These drawbacks are particularly marked when the frequency of the oscillator voltage must be able to be stabilized as desired on various components of the control spectrum and when the differential frequency between the oscillator voltage and the stabilizing component of the spectrum is chosen. so that almost the entire tuning range of the oscillator is swept continuously.
In this case, the tuning of the oscillator must be adjustable in a frequency interval corresponding to a range of frequencies which includes one or more components of the control spectrum, so that, depending on the tuning chosen for the oscillator, this stabilizes on one of the various components, (oscillator frequency adjustable in steps), while the frequency difference between the oscillator voltage and the stabilizing component of the spectrum is adjustable within a frequency interval which corresponds to the frequency interval of successive components of the control spectrum.
The Applicant having observed that the mentioned drawbacks result from the presence in the control spectrum of components other than those desired for the stabilization of the oscillator frequency, this inconvenience could be remedied.
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comes from weakening in the spectrum those components that are undesirable for stabilization before applying the control spectrum to the frequency changer or other frequency comparison setup.
However, the conditions which the preselection would then have to satisfy are so severe that simple filters cannot satisfy them and in particular not when the oscillator must be able to be stabilized in the aforementioned manner and as explained in detail in the patent application. n. 377142 of September 21, 1948 on various frequency components of the frequency spectrum and / or in the case where the frequency interval of successive components of the spectrum is small, for example 1 kc / s, or even less.
According to the invention, to obviate these drawbacks in devices comprising an adjustable oscillator (which will be called "main oscillator * in the remainder of the report), provided with CAF means for maintaining a difference, preferably adjustable, between the frequency of the main oscillator voltage and a component of the frequency spectrum provided by a control oscillation, an auxiliary oscillator is provided, the frequency of which is brought, by CAF, into agreement with the frequency of a component of the spectrum, while the output voltage of the auxiliary oscillator is applied, in the form of a control oscillation, to the CAF means of the main oscillator, which means maintain the desired difference between the frequency of the main oscillator and that of the auxiliary oscillator.
Preferably, the auxiliary oscillator and the main oscillator are tunable simultaneously (single-button control) and, in order to maintain between the tuning frequencies of the circuits determining the frequency of the oscillators a difference equal to the average differential frequency , we can help ourselves
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usual means used in the single-button tuning of superheterodyne receivers to ensure the simultaneous variations of the local oscillator circuits and of the preselection circuits, that is to say of the padding capacitors or of the padding self-inductions connected in parallel with a condenser trimmer, or in series with a self-induction of adjustable magnitude.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Fig.l shows an assembly according to the invention in which the difference to be maintained between the frequency of the auxiliary oscillator and that of the main oscillator is determined by a tunable discriminator, while Fig.2 shows a similar assembly wherein the difference between the auxiliary frequency and the frequency of the main oscillator is adjustable by using an adjustable auxiliary oscillator instead of an adjustable discriminator.
In fig.l, a control spectrum is taken from a pulse generator 1 serving to stabilize the frequency of the sinusoidal voltage generated by a tunable auxiliary oscillator 2. For this purpose, the output voltage of the generator pulses 1 and that of the auxiliary oscillator 2 are mixed in a frequency changer stage 3 consisting for example of a frequency changing hexode whose output voltage constitutes the adjustment voltage of the CAF which controls, via a low-pass filter 4, an oscillating circuit involved in determining the frequency of the oscillating circuit of the auxiliary oscillator 2, for example a reactance tube assembly controlled by the grid.
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The pulse generator 1 may consist of a multlTlbrateur assembly controlled by a quartz crystal generator which generates pulses with a duration of about 1/50 of a sec and a repetition frequency of 100 kc / s. The auxiliary oscillator can be adjustable between for example 13 Mc / s and 20 Mc / s, while the low-pass filter, consisting of a single RC section at a cut-off frequency of about 35 kc / s, synchronizes , depending on the tuning of the auxiliary oscillator, this oscillator on a coqris harmonic between the 130th and the 200th harmonic of the pulse repetition frequency. For smaller intervals of the components of the spectrum, it is obviously necessary that the cut-off frequency of the low-pass filter is chosen lower.
In the case of a continuous variation of the tuning of the auxiliary oscillator, the frequency of the auxiliary oscillator voltage jumps, from the frequency of one of the harmonics to that of the other of the spectrum. pulse and is thus adjustable, in steps of 100 kc / s, in the interval between 13 and 20 Mc / s.
While in the frequency spectrum from the 130th to the 200th all harmonics are represented roughly equally, the output voltage of the auxiliary oscillator essentially only comprises the frequency of the stabilizing component of the spectrum and all the other components of the spectrum are strongly weakened. In the cited very simple embodiment of the low pass filter in the ACF trim voltage conductor, the attenuation factor was about 2000 for the strongest unwanted components of the spectrum; the auxiliary oscillator stabilized by the spectrum can therefore be regarded as a very selective filter which essentially transmits only the component of the spectrum desired for stabilization.
The desired selected component of the spectrum is used to stabilize the frequency in a known manner
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of the voltage generated by a main oscillator 6, a difference of about 250 kc / s for example, which can be maintained between the frequency of the auxiliary oscillator and that of the main oscillator and as a result of the strong weakening of the components undesirable spectrum, undesirable combination frequencies can no longer exert a disturbing influence, which would be the case in the absence of auxiliary oscillator 2.
In fig.l, the frequency difference between the auxiliary oscillator 2 and the main oscillator 6 is determined by the tuning of a tuned discriminator 7. The voltages generated by the auxiliary oscillator and the main oscillator are applied to a frequency changer stage 8, and the differential frequency voltage, taken from this frequency changer stage, is applied to the tuned discriminator 7 which may be of a known type and which provides a voltage of re. - adjustment whose polarity and magnitude depend on the sign and magnitude of the difference between the tuning frequency of the discriminator and the differential frequency obtained in the output circuit of the frequency changer stage 8.
This adjustment voltage is applied to an electronic frequency corrector 9, coupled to the main oscillator to adjust the frequency of the oscillations generated by the main oscillator so that between this frequency and that of the stabilizing component of the spectrum is maintained a differential frequency equal to the tuning frequency of the discriminator.
The main oscillator is, like the auxiliary oscillator, made in such a way that it is tunable, but the difference in frequency to be maintained between these two oscillators must however be taken into account.
To simplify the arrangement of the assembly, the means of aeeor
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for example the tuning capacitors of the auxiliary oscillator and of the main oscillator, can comprise a common control in the manner shown schematically in the figure, and to ensure the simultaneous variations of the tuning circuits, in In the case for example of identical tuning capacitors, it is possible, in order to maintain the frequency difference between the two tunings, to use the means generally used in single-button tunings of superheterodyne receivers. Thus, in the case of capacitive tuning of the tuning circuits, it is possible to use in the tuning circuit tuned to the highest frequency, a capacitor in series or in parallel (padding capacitor and trimmage capacitor ).
To adjust the difference between the frequency of the auxiliary oscillator and that of the main oscillator, the discriminator 7 can be tunable. In the case of simultaneous variations of the tuning circuits of oscillators 2 and 6, it is possible to take account of an average value of the differential frequency of 250 kc / s for example.
To adjust the frequency difference between the auxiliary oscillator and the main oscillator, it will, in general, be cheaper to use the arrangement shown in fig. 2 in which the adjustable frequency difference is given by the auxiliary control oscillator tuning 10.
In the assembly shown in fig. S, the differential frequency, obtained by mixing the voltage of the local oscillator and that of the auxiliary oscillator, is applied, for comparison with the frequency supplied by the oscillator of control 10 and together with the latter, to a frequency changer stage 11, called a beat discriminator, the output voltage of which is applied as the setting voltage CAF, by means of a low-pass filter. 12, to the frequency corrector
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sequence 9, consisting for example of a reaction tube assembly, of the main oscillator 6.
If the auxiliary control oscillator is continuously adjustable in a frequency range of 100 kc / s, for example 200 to 300 kc / s (average differential frequency, again 250 kc / s), in an execution for the remains in conformity with that of fig.l and for the same dimensioning of the assembly, the oscillator can be adjusted by one-button control, in steps of 100 kc / s, between 13.25 Mc / s and 20.25 Mc / s and then the frequency of the main oscillator 6 can be arbitrarily adjusted in the selected range of 100 kc / s, by adjusting the tuning of the auxiliary control oscillator. In this way, we sweep the entire tuning range of the main oscillator 6 and we can therefore obtain any desired frequency in this range.
The stability of the frequency of the main oscillator is determined by that of the pulse generator 1, preferably crystal controlled, and by that of the auxiliary control oscillator 10, which as a result of the frequency of fairly low tuning can satisfy fairly severe stability conditions.
The arrangements described can optionally be used for the decimal arrangement of the frequency of the main oscillator, in which case, for the arrangement of fig. 2, for example, the auxiliary control oscillator 10 is replaced by a oscillator stabilized by a pulse generator, which is tunable in steps of 1 kc / s over a frequency range of 100 kc / s by the use of a pulse repetition frequency stabilizing pulse generator of 1 kc / s.
In the arrangements shown, the frequency of the main oscillator is stabilized on the frequency of the auxiliary oscillator, using CAF means with non-delayed action.
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It can clearly be seen that instead of these means or in combination with them, CAF means which have a certain energy can be used, for example means comprising a tuning motor, when this is desirable to maintain the frequency d. oscillator set when removing the control oscillation or as a result of the range of adjustment to sweep CAF means.