CH526229A - Circuit arrangement for generating a frequency-modulated high-frequency oscillation with high frequency accuracy - Google Patents

Circuit arrangement for generating a frequency-modulated high-frequency oscillation with high frequency accuracy

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CH526229A
CH526229A CH1045670A CH1045670A CH526229A CH 526229 A CH526229 A CH 526229A CH 1045670 A CH1045670 A CH 1045670A CH 1045670 A CH1045670 A CH 1045670A CH 526229 A CH526229 A CH 526229A
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CH
Switzerland
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voltage
frequency
phase
additional
transistor
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Application number
CH1045670A
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German (de)
Inventor
Floe Hans Dipl-El-Ing Van Der
Friedli Christian
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Autophon Ag
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C3/00Angle modulation
    • H03C3/02Details
    • H03C3/09Modifications of modulator for regulating the mean frequency

Description

  

  Zusatzpatent zum Hauptpatent 518 031    Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer in ihrer Frequenz     modulierten          Hochfrequenzschwingung    hoher     Frequenzgenauigkeit_       Das Hauptpatent betrifft eine Schaltungsanordnung zur  Erzeugung einer in ihrer Frequenz modulierten     Hochfre-          quenzschwingung    hoher     Frequenzgenauigkeit,    mit minde  stens einem Schwingungserzeuger, dessen     Frequenzablage     durch eine erste und eine zweite an ihn angelegte Spannung  je gegenseitig unabhängig beeinflusst werden kann.

   Jene  Schaltungsanordnung enthält ferner eine Prüfschaltung, wel  che die Frequenz der erzeugten Schwingung mit einer Soll  frequenz vergleicht und eine von der diesbezüglichen Ab  weichung abhängige Korrekturspannung erzeugt.     Ausser-          dem    enthält jene Schaltungsanordnung nach einem Pro  gramm gesteuerte Schalter, welche in einer ersten Phase  zwecks Angleichung der vom Schwingungserzeuger erzeug  ten Frequenz an die Sollfrequenz die genannte Korrektur  spannung als die genannte erste Spannung dem Schwin  gungserzeuger und parallel dazu einer Speicherkapazität zu  führen und ein festes Bezugspotential als die genannte  zweite Spannung an den Schwingungserzeuger legen.

   Jene  Schalter trennen in einer zweiten Phase, unter     Belassung     der Verbindung zwischen Schwingungserzeuger und  Speicherkapazität, den Ausgang der Prüfschaltung vom  Schwingungserzeuger ab und legen anstelle des genannten  Bezugspotentials ein     Modulationssignal    an. Das ganze  Schaltprogramm läuft dabei derart ab, dass die beiden Pha  sen ununterbrochen miteinander abwechseln.  



  In der genannten ersten Phase wird somit der Schwin  gungserzeuger mit grosser Genauigkeit auf eine bestimmte  mittlere Frequenz eingestellt und gleichzeitig die zur Errei  chung der Sollfrequenz notwendige Korrekturspannung in  der genannten Speicherkapazität gespeichert. In der zweiter  Phase dagegen wird die Frequenz des Schwingungserzeu  gers durch eine     Modulationsspannung    beeinflusst, wobei  seine Mittelfrequenz durch die an der Speicherkapazität lie  gende Spannung bestimmt und während der Modulation  sphase unverändert gehalten ist.  



  Sofern als Schalter zum Anlegen der Korrekturspannung  an den Schwingungserzeuger und zum diesbezüglichen Ab  trennen ein Transistor, z. B. ein     Feldeffekt-Transistor    ver  wendet wird, wirkt die dort zwischen Steueranschluss und  Quellen- bzw.     Senkenanschluss    vorhandene Kapazität stö  rend, indem beim Sperren des Transistors über diese     Kapazi            tät    die Ladung der Speicherkapazität und damit die erste,  d. h. die den Schwingungserzeuger auf die genannte Mittel  frequenz steuernde Spannung beeinflusst wird, so dass wäh  rend der zweiten Phase die an sich mögliche     Frequenzgenau-          igkeit    nicht erreicht werden kann.

   Aus den dargelegten Zu  sammenhängen ergibt sich zwar, dass durch eine     Vergrösse-          rung    der Speicherkapazität dieser Einfluss vermindert wer  den kann, da sich die Potentialänderung nach dem Verhält  nis zwischen der Transistorkapazität und der Speicherkapa  zität richtet. Eine Vergrösserung dieser Speicherkapazität  bewirkt jedoch eine Verlängerung der Regelzeit, da der  Schalttransistor im     Durchlasszustand    einen gewissen Wider  stand besitzt. Da die zulässige Regelzeit anlagebedingt ist,  sind somit einer Vergrösserung der Speicherkapazität Gren  zen gesetzt.  



  Die vorliegende Erfindung erlaubt nun trotz des stören  den Einflusses der Kapazität eines vorzugsweise als Schalter  verwendeten Schalttransistors, die mittlere Frequenz des  Schwingungserzeugers während der genannten zweiten  Phase auf einen Wert zu bringen, der ausserordentlich  wenig vom Sollwert abweicht. Sie betrifft eine weitere Aus  bildung der Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent,  welche durch einen zusätzlichen Schalter und zusätzliche,  die Frequenz des Schwingungserzeugers in Abhängigkeit  von den genannten Korrekturspannung beeinflussende Schal  tungsmittel mit einer parallel zu ihrem Eingang liegenden  Speicherkapazität gekennzeichnet ist.

   Die Steilheit der  durch diese zusätzlichen Schaltungsmittel bewirkten Rege  lung der     Frequenzablage    ist dabei kleiner als die durch die  Wirkung der genannten ersten Spannung auf den Schwin  gungserzeuger erreichte. Ein weiteres Kennzeichen dieser  Schaltungsanordnung besteht in einer derartigen Ausbildung  des genannten Programms, dass zwischen die genannte  erste und die genannte zweite Phase eine Zwischenphase  eingeschoben ist, während welcher der genannte zusätzliche  Schalter ausschliesslich die genannten zusätzlichen Schal  tungsmittel zur Wirkung bringt, und dass der zusätzliche  Schalter in der zweiten Phase die zusätzlichen Schaltungs  mittel, unter     Belassung    der an deren Eingang angeschlosse  nen Speicherkapazität, von der Korrekturspannung abtrennt.  



  Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbei-           spiels    erklärt, in welchem während der Zwischenphase ein  einziger Schaltzustand herrscht und in welcher somit insge  samt zwei Speicherkondensatoren vorhanden sind. Die     Fig.     stellt einen Ausschnitt aus dem Schaltungsschema einer An  ordnung gemäss     aem        11aur>;pstent    dar, wobei dieser Aus  schnitt die Schalter, die Speicherkondensatoren und die zu  sätzlichen Schaltungsmittel zur Beeinflussung der     Frequen-          zablage    des Schwingungserzeugers zeigt. Die eine solche       Frequenzablage    hervorrufenden Schaltungsteile des Schwin  gungserzeugers sind ebenfalls dargestellt.  



  Der Schwingungserzeuger O weist zwei Eingänge auf,  wobei am einen Eingang die Regelspannung     e1    (auch erste  Spannung genannt) und während der genannten zweiten  Phase am andern Eingang die der Modulation dienende  Spannung e2 angelegt ist. Dieser Schwingungserzeuger ent  hält einen aus der     Induktivität    L und der Kapazität C34 be  stehenden Schwingkreis, welcher einen Teil eines     Clapp-Os-          zillators    bildet, dessen weitere Schaltelemente bei V ange  schlossen, jedoch nicht dargestellt sind. Über die Kondensa  toren C3 und C33 ist je eine spannungsabhängige Kapazität       SKl    und SK31 parallel zum Schwingkreis geschaltet.

   Das  Schaltelement SK31 liegt zwischen der über den Wider  stand R36 zugeführten     Modulationsspannung    e2 und einer  Plusspannung, wodurch sich dessen Kapazität und damit die  Resonanzfrequenz des Schwingkreises mit der zugeführten  Spannung e2 ändert. Bei der Beeinflussung der erzeugten  Frequenz durch die Spannung ei liegen die Verhältnisse  grundsätzlich gleich wie bei der beschriebenen Beeinflus  sung durch die Spannung e2.

   Ein Unterschied liegt lediglich  darin, dass zwischen Eingang und spannungsabhängiger Ka  pazität     SK1    ausser dem Widerstand     R6    noch der Feldeffekt  Transistor     TR3    in     Quellen-Folger-Schaltung        (source-follo-          wer)    angeordnet ist. Dieser Transistor wirkt als Gleich  stromverstärker mit     hochohmigem    Eingang und bewirkt  eine wesentliche Erhöhung des Widerstandes des Regelein  ganges gegenüber dem durch die spannungsabhängige Kapa  zität     SKl    gebildeten. Über dem Widerstand R4 entsteht  eine der Spannung     e1    proportionale, diese Spannung nahezu  erreichende Spannung.

    



  Der Feldeffekt Transistor     TRl    dient als Schalter zwi  schen der über den Widerstand     R1    zugeführten Korrektur  spannung d und dem beschriebenen Regeleingang des  Schwingungserzeugers O. In der gezeichneten Stellung des  symbolisch dargestellten Schalters S1 ist die Basis des Tran  sistors     TR2    über den Widerstand R3 an negatives Potential  gelegt, so dass dieser Transistor gesperrt ist. Über den  Widerstand R2 ist dann der Steueranschluss des Transistors       TR1    an das Potential der Korrekturspannung gelegt, so dass  dieser Transistor leitend ist.

   Legt demgegenüber der Schal  ter     S1    Masse an die Basis des Transistors     TR2    wird dieser  Transistor leitend, der Steueranschluss des Transistors     TR1     wird negativ und dieser Transistor somit gesperrt. Der Tran  sistor     Trl1,    der als früher genannter zusätzlicher Schalter  verwendet ist, und der Transistor TR12 mit den Widerstän  den R11, R12, R13 und dem Schalter S11 sind gleich geschal  tet wie die vorher beschriebenen Transistoren und Wider  stände; demgemäss sind. auch die Funktionen dieselben.  



  Über den Transistor     TRI1    ist auch der Steueranschluss  des     Feldeffekt-Transistors    TR13 mit. der Korrekturspannung  d verbunden, so dass dessen Potential e11 mit dem Korrek  turpotential übereinstimmt. Dieser Transistor ist gleich .ge  schaltet wie der Transistor     TR3,    und somit liegt eine der  Spannung d proportionale Spannung an dem aus den beiden  Widerständen R14 und R15 bestehenden Spannungsteiler.  Der Transistor     TR13    und der Spannungsteiler stellen die ge  nannten zusätzlichen Schaltungsmittel dar, welche in später  erklärter Weise die     Frequenzablage    des Schwingungserzeu  gers<B>0</B> beeinflussen.

      Der erste Anschluss eines ersten Speicherkondensators  C2 ist an die erste die Frequenz des Schwingungserzeugers  O beeinflussende Spannung     e1    gelegt, während sein zweiter  Anschluss an den Abgriff des aus den Widerständen R14  und R15 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen ist.  Ein zweiter Speicherkondensator C12 liegt am Eingang der  genannten zusätzlichen Schaltungsmittel und ist über den  Transistor     TRl    l mit der Korrekturspannung verbunden. So  fern die beiden Transistoren     TRl    und     TRl    l leitend sind, ist  somit der Kondensator C12 mit der vollen und der Konden  sator C2 mit einem Teil der Korrekturspannung d aufgela  den. Diese Teilspannung entspricht ungefähr der über dem  Widerstand R14 liegenden Spannung.  



  Im Zustande, in welchem die beiden Schalter S1 und S11  umgelegt haben und somit die beiden Transistoren     TR1    und       TRl    l gesperrt sind, sind die Verbindungen zwischen dem  Transistor     TRl    und     TR3    bzw.     TR11    und TR13 beidseitig       hochohmig    von weitern Stromkreisen abgetrennt. Damit  können sich die Ladungen der beiden Speicherkondensato  ren C2 und C12 nicht mehr verändern. Infolgedessen bleibt  auch das Potential e11 am Steueranschluss des Transistors  TR13 unverändert, so dass sich auch der im Spannungsteiler  1114, R15 fliessenden Strom nicht ändert und das Potential  an seinem Abgriff gleich bleibt.

   Ebenso bleibt die erste Re  gelspannung     e1    erhalten.  



  Infolge der zwischen dem Steueranschluss des Transi  stors     TRl    und seiner Quellen- bzw.     Senkenelektrode    vorhan  denen Kapazität fliesst bei der Einleitung der Sperrung die  ses Transistors, d. h. beim Anlegen von Sperrpotential an  seinen Steueranschluss, ein Verschiebungsstrom von Masse  über den Widerstand R15, den Speicherkondensator C2, den  Transistor     TRl,    Kollektor und     Emitter    des Transistors     TR2     an den negativen Pol der Spannungsquelle. Durch diesen  Impuls wird die Ladung des Speicherkondensators C2 und  damit das Potential am Eingang     e1    verändert, und zwar  hängt das Mass dieser Änderung vom Verhältnis der beiden  in Serie liegenden Kapazitäten ab.

   Nach der Sperrung des  Transistors     TRl    kann zwar die Ladung des Kondensators  C2 und damit die Frequenz des Schwingungserzeugers über  diesen Transistor nicht mehr beeinflusst werden, aber der  während der Einleitung des Sperrzustandes auftretende Po  tentialsprung zerstört die vorherige genaue Übereinstim  mung zwischen dem Potential d und dem Potential     e1.     Durch die Anordnung der in der Grössenordnung der ge  nannten Transistor-Kapazität liegenden Kapazität<B>Cl</B> ist nun  die Auswirkung der störenden Transistor-Kapazität minde  stens angenähert     kompensiert.    Bei der Umlegung des Schal  ters S1 von der dargestellten Ruhe- in die Arbeitsstellung  wechselt das zwischen dem Schalter     S1    und dem Wider  stand R3 auftretende Potential 

  e3 im positiven, d. h. in dem  der Änderung am Steueranschluss des Transistors     TRI    ent  gegengesetzten Sinne. Dieser positive Spannungssprung  wird nun mittels des Kondensators Cl auf den ersten Ein  gang des Schwingungserzeugers O übertragen, wobei die  dabei auftretende Polarität derjenigen des durch die Kapazi  tät des Transistors     TRl    erzeugten Potentialsprungs     entge-          gengerichtet    ist. Da die Kapazität des Transistors     TRl    keine  feste Grösse ist, sondern von Spannung und Temperatur ab  hängt, gelingt die Kompensation allerdings nicht vollkom  men.

   Die Genauigkeit der Kompensation kann immerhin  durch genaue Einstellung gesteigert werden, wenn entweder  ein einstellbarer Kondensator Cl verwendet wird oder sein  nach der Spannung e3 führender Anschluss mit dem Abgriff  eines verstellbaren, an der Spannung e3 liegenden     Span-          nungsteilers    verbunden ist.  



  Durch die Betätigung des Umschalters S11 entsteht in  gleicher Weise wie bei der Betätigung des Schalters S1 ein  Potentialsprung auf der Verbindung zwischen dem Transi-           stor        TR11    und dem Steueranschluss des Transistors     TR13,     welcher mit Hilfe des Kondensators C11 ebenfalls angenä  hert kompensiert wird.  



  Beim Ablauf des Programms mit abwechslungsweiser       Frequenzeinstellung    und Modulation schaltet nun die nicht  dargestellte Programmsteuerung in einer ersten Phase die  beiden Schalter S1, S11 in die dargestellte Stellung, so dass  die Korrekturspannung d einerseits am Regeleingang des  Schwingungserzeugers O und damit am ersten Anschluss  des Kondensators C2 und andererseits am Steueranschluss  des Transistors TR13 und damit am Kondensator C12 liegt.

    Damit liegt auch eine der Korrekturspannung proportionale  und angenähert deren Wert erreichende Spannung an dem  aus den Widerständen R14 und R15 bestehenden     Spannungs-          teiler.    Durch die Spannung     e1    wird die Frequenz des  Schwingungserzeugers O im Sinne ihrer Angleichung an  eine Sollfrequenz beeinflusst, wobei am Ende der ersten  Phase ein stabiler Zustand erreicht wird und die beiden  Kondensatoren C2 und C12 einen bestimmten Ladezustand  aufweisen. Nach Ablauf der ersten Phase wird eine Zwi  schenphase eingeleitet, indem der Schalter     S1    umgelegt und  damit der Transistor     TRl    gesperrt wird.

   Wie bereits kurz  erwähnt, wird dabei die Spannung     e1    und damit die Ladung  des Kondensators C2 trotz der kompensierenden Wirkung  des Kondensators Cl leicht geändert, was sich auch auf die  vom Schwingungserzeuger abgegebene Frequenz auswirkt.  Infolge des sich in dieser Zwischenphase noch in der Ruhe  stellung befindlichen Umschalters S11 ist die an dem aus  den Widerständen R14 und R15 bestehenden     Spannungstei-          ler    liegende Spannung immer noch von der Korrekturspan  nung abhängig. Die beschriebene, beim Übergang zwischen  erster Phase und Zwischenphase auftretende leichte Ver  stimmung der erzeugten Frequenz bewirkt nun auch die Än  derung der Korrekturspannung und damit des Potentials am  Abgriff des Spannungsteilers.

   Da der Kondensator C2 in  folge des gesperrten Transistors     TR1    seine Ladung nicht  verändern kann, werden die Änderungen des Potentials am  Abgriff des Spannungsteilers als Änderungen auf das Poten  tial     e1    übertragen, welches somit weiterhin von Änderungen  der Korrekturspannung abhängig ist, so dass eine erneute  Einstellung der vom Schwingungserzeuger erzeugten Fre  quenz auf die Sollfrequenz erfolgen kann. Bei dieser neuen  Einstellung ist jedoch infolge der Wirkung des     Spannungstei-          lers    die Steilheit der     Beeinflussung    der     Frequenzablage     durch die Korrekturspannung kleiner als während der ersten  Phase.

   Gegen das Ende der Zwischenphase hat sich die vom  Schwingungserzeuger erzeugte Frequenz wiederum der Soll  frequenz angeglichen. Die Ladung des Kondensators C2 ent  spricht dann einer Grobkorrektur der erzeugten Frequenz  und der Unterschied der Ladungen der Kondensatoren C2  und C12 einer Feinkorrektur.  



  Nach Beendigung der Zwischenphase wird durch Umle  gen des Schalters S11 die zweite Phase eingeleitet, wodurch  der Steuereingang des Transistors TR13 von der Korrektur  spannung getrennt ist, so dass sein Potential und damit das  Potential am     Abgriff    des Spannungsteilers nur noch durch  die Ladung des Kondensators C12 bestimmt ist. Der durch  die Wirkung der Kapazität des Transistors TR11 erzeugte  Spannungssprung wird durch den Kondensator C11 zum  Teil kompensiert. Infolge der Wirkung des Spannungsteilers  ist nun aber der Einfluss des verbleibenden Spannungs  sprungs auf die erzeugte Frequenz in einem durch das Ver  hältnis der     Regelsteilheiten    bestimmten Masse kleiner als  bei dem durch die Kapazität des Transistors     TRl    hervorge  rufenen Spannungssprung.

   Der verbleibende     Frequenzfehler     kann auf diese Weise sehr klein gehalten werden. Die wäh  rend der zweiten Phase erzeugte Frequenz richtet sich nun  einerseits nach der Spannung     e1    am Regeleingang und an-         derseits    nach der während dieser Phase am     Modulations-          eingang    angelegten Spannung e2.  



  Der Vorteil der Einschaltung einer Zwischenphase zwi  schen die erste und- die zweite Phase liegt darin, dass einer  seits durch die grosse Steilheit in der ersten Phase auch ein  ziemlich stark von der Sollfrequenz abgewichener Schwin  gungserzeuger mit einer verhältnismässig kleinen Korrektur  spannung auf die Sollfrequenz zurückgeführt wird, wodurch  der Fangbereich gross ist, während durch die kleine Steilheit  in der Zwischenphase die Auswirkung der Abschaltung die  ser Phase stark vermindert werden kann. Der damit verbun  dene kleine Fangbereich genügt, indem beim Beginn der  Zwischenphase die erzeugte Frequenz sehr wenig von der  Sollfrequenz abweicht. Sofern die Regelung phasenstarr  durchgeführt ist, hat die verminderte Steilheit auch keinen  Einfluss auf die Regelgenauigkeit.  



  Es ist natürlich grundsätzlich auch möglich, die Regelung  in mehr als zwei Phasen durchzuführen, wodurch die Ge  nauigkeit fast beliebig hoch gesteigert werden kann.



  Additional patent to the main patent 518 031 Circuit arrangement for generating a frequency-modulated high-frequency oscillation of high frequency accuracy_ The main patent relates to a circuit arrangement for generating a high-frequency oscillation modulated in its frequency with high frequency accuracy, with at least one vibration generator, whose frequency is transferred to it by a first and a second applied voltage can be influenced independently of each other.

   That circuit arrangement also contains a test circuit which compares the frequency of the generated oscillation with a target frequency and generates a correction voltage dependent on the relevant deviation from. In addition, that circuit arrangement contains switches controlled according to a program, which in a first phase for the purpose of aligning the frequency generated by the vibration generator with the setpoint frequency, feed the correction voltage as the first voltage mentioned to the vibration generator and a storage capacity in parallel Apply a fixed reference potential to the vibration generator as said second voltage.

   In a second phase, while leaving the connection between the vibration generator and storage capacity, these switches separate the output of the test circuit from the vibration generator and apply a modulation signal instead of the reference potential mentioned. The entire switching program runs in such a way that the two phases alternate with one another without interruption.



  In the first phase mentioned, the vibration generator is thus set with great accuracy to a certain average frequency and at the same time the correction voltage necessary to achieve the setpoint frequency is stored in the mentioned storage capacity. In the second phase, on the other hand, the frequency of the vibration generator is influenced by a modulation voltage, its center frequency being determined by the voltage applied to the storage capacity and being kept unchanged during the modulation phase.



  Provided that as a switch to apply the correction voltage to the vibration generator and to separate from a transistor such. B. a field effect transistor is used ver, acts there between the control connection and the source or sink connection existing capacity disruptive by ity when locking the transistor on this capacity the charge of the storage capacity and thus the first, d. H. the voltage controlling the oscillation generator to the said central frequency is influenced, so that the frequency accuracy which is possible in itself cannot be achieved during the second phase.

   From the interrelationships outlined, it can be seen that this influence can be reduced by increasing the storage capacity, since the change in potential depends on the relationship between the transistor capacity and the storage capacity. However, an increase in this storage capacity causes an increase in the control time, since the switching transistor has a certain resistance in the on state. Since the permissible control time depends on the system, there are limits to an increase in storage capacity.



  The present invention now allows, despite the disturbing influence of the capacitance of a switching transistor, preferably used as a switch, to bring the mean frequency of the oscillation generator to a value during the said second phase which deviates extremely little from the setpoint. It relates to a further development of the circuit arrangement according to the main patent, which is characterized by an additional switch and additional, the frequency of the vibration generator depending on said correction voltage influencing scarf processing means with a storage capacity parallel to its input.

   The steepness of the regulation of the frequency offset caused by these additional circuit means is smaller than that achieved by the effect of the said first voltage on the vibration generator. A further characteristic of this circuit arrangement consists in such a design of the program mentioned that an intermediate phase is inserted between the first and second phases mentioned, during which the additional switch mentioned exclusively brings the additional switching means into effect, and that the additional switch in the second phase, the additional circuit means, leaving the storage capacity connected to its input, separates from the correction voltage.



  The invention will now be explained using an exemplary embodiment in which a single switching state prevails during the intermediate phase and in which a total of two storage capacitors are thus present. The figure shows a section from the circuit diagram of an arrangement according to aem 11aur>; pstent, this section showing the switches, the storage capacitors and the additional circuit means for influencing the frequency offset of the vibration generator. The circuit parts of the vibration generator causing such a frequency offset are also shown.



  The oscillation generator O has two inputs, the control voltage e1 (also called the first voltage) being applied to one input and the voltage e2 used for modulation being applied to the other input during said second phase. This oscillator contains an oscillating circuit consisting of the inductance L and the capacitance C34, which forms part of a Clapp oscillator, the other switching elements of which are connected at V, but are not shown. A voltage-dependent capacitance SK1 and SK31 is connected in parallel to the resonant circuit via the capacitors C3 and C33.

   The switching element SK31 lies between the modulation voltage e2 supplied via the counter R36 and a positive voltage, which changes its capacitance and thus the resonance frequency of the resonant circuit with the supplied voltage e2. When the generated frequency is influenced by the voltage ei, the ratios are basically the same as for the described influence by the voltage e2.

   The only difference is that between the input and the voltage-dependent capacitance SK1, in addition to the resistor R6, the field effect transistor TR3 is also arranged in a source-follower circuit (source-follower). This transistor acts as a direct current amplifier with a high-impedance input and causes a significant increase in the resistance of the control input compared to that formed by the voltage-dependent capacitance SKl. A voltage which is proportional to the voltage e1 and which almost reaches this voltage arises across the resistor R4.

    



  The field effect transistor TRl serves as a switch between tween the correction voltage d supplied through the resistor R1 and the described control input of the oscillation generator O. In the illustrated position of the symbolically illustrated switch S1, the base of the Tran sistor TR2 is connected to negative potential via the resistor R3 so that this transistor is blocked. The control connection of the transistor TR1 is then connected to the potential of the correction voltage via the resistor R2, so that this transistor is conductive.

   If, on the other hand, the switch S1 applies ground to the base of the transistor TR2, this transistor becomes conductive, the control connection of the transistor TR1 becomes negative and this transistor is thus blocked. The Tran sistor Trl1, which is used as an additional switch mentioned earlier, and the transistor TR12 with the resistors R11, R12, R13 and the switch S11 are switched the same as the previously described transistors and resistors; are accordingly. also the functions the same.



  The control connection of the field effect transistor TR13 is also connected via the transistor TRI1. the correction voltage d connected so that its potential e11 corresponds to the correction potential. This transistor is switched in the same way as the transistor TR3, and thus a voltage proportional to the voltage d is applied to the voltage divider consisting of the two resistors R14 and R15. The transistor TR13 and the voltage divider represent the additional circuit means mentioned, which influence the frequency deviation of the vibration generator <B> 0 </B> in a manner explained later.

      The first connection of a first storage capacitor C2 is connected to the first voltage e1 influencing the frequency of the oscillation generator O, while its second connection is connected to the tap of the voltage divider consisting of the resistors R14 and R15. A second storage capacitor C12 is connected to the input of the additional circuit means mentioned and is connected to the correction voltage via the transistor TR11. As far as the two transistors TRl and TRl l are conductive, the capacitor C12 is thus charged with the full and the capacitor C2 with a portion of the correction voltage d. This partial voltage corresponds approximately to the voltage across resistor R14.



  In the state in which the two switches S1 and S11 have thrown and thus the two transistors TR1 and TRl l are blocked, the connections between the transistor TRl and TR3 or TR11 and TR13 are separated from other circuits on both sides with high resistance. This means that the charges in the two storage capacitors C2 and C12 can no longer change. As a result, the potential e11 at the control terminal of the transistor TR13 also remains unchanged, so that the current flowing in the voltage divider 1114, R15 does not change and the potential at its tap remains the same.

   The first control voltage e1 is also retained.



  As a result of the existing between the control connection of the transistor TRl and its source or sink electrode which capacitance flows when the blocking is initiated, this transistor, d. H. when blocking potential is applied to its control terminal, a displacement current from ground via resistor R15, storage capacitor C2, transistor TR1, collector and emitter of transistor TR2 to the negative pole of the voltage source. This pulse changes the charge of the storage capacitor C2 and thus the potential at the input e1, and the extent of this change depends on the ratio of the two capacitances in series.

   After the transistor TRl is blocked, the charge of the capacitor C2 and thus the frequency of the oscillation generator can no longer be influenced via this transistor, but the potential jump occurring during the initiation of the blocking state destroys the previous exact correspondence between the potential d and the potential e1. By arranging the capacitance <B> Cl </B> which is in the order of magnitude of the transistor capacitance mentioned, the effect of the disruptive transistor capacitance is now at least approximately compensated. When switching the switch S1 from the illustrated rest to the working position, the potential occurring between the switch S1 and the resistance R3 changes

  e3 in the positive, i.e. H. in the opposite sense to the change at the control terminal of the transistor TRI. This positive voltage jump is now transferred to the first input of the oscillation generator O by means of the capacitor C1, the polarity occurring in the process opposing that of the potential jump generated by the capacitance of the transistor TR1. Since the capacitance of the transistor TR1 is not a fixed value, but depends on the voltage and temperature, the compensation is not entirely successful.

   The accuracy of the compensation can at least be increased by precise setting if either an adjustable capacitor C1 is used or its terminal leading to voltage e3 is connected to the tap of an adjustable voltage divider connected to voltage e3.



  By operating the switch S11, in the same way as when the switch S1 is operated, a potential jump occurs on the connection between the transistor TR11 and the control terminal of the transistor TR13, which is also approximately compensated with the aid of the capacitor C11.



  When the program is running with alternating frequency setting and modulation, the program control (not shown) now switches the two switches S1, S11 to the position shown in a first phase, so that the correction voltage d is on the one hand at the control input of the oscillation generator O and thus at the first connection of the capacitor C2 and on the other hand at the control connection of the transistor TR13 and thus at the capacitor C12.

    A voltage which is proportional to the correction voltage and approximately reaches its value is thus also present at the voltage divider consisting of the resistors R14 and R15. The voltage e1 influences the frequency of the oscillation generator O in terms of its adjustment to a desired frequency, with a stable state being reached at the end of the first phase and the two capacitors C2 and C12 having a certain state of charge. After the first phase has elapsed, an inter mediate phase is initiated by throwing the switch S1 and thus blocking the transistor TRl.

   As already briefly mentioned, the voltage e1 and thus the charge of the capacitor C2 is slightly changed in spite of the compensating effect of the capacitor C1, which also has an effect on the frequency emitted by the vibration generator. As a result of the switch S11, which is still in the rest position in this intermediate phase, the voltage across the voltage divider consisting of the resistors R14 and R15 is still dependent on the correction voltage. The described, occurring during the transition between the first phase and the intermediate phase, the slight Ver tuning of the generated frequency now also causes the change in the correction voltage and thus the potential at the tap of the voltage divider.

   Since the capacitor C2 cannot change its charge as a result of the blocked transistor TR1, the changes in the potential at the tap of the voltage divider are transferred as changes to the potential e1, which thus continues to depend on changes in the correction voltage, so that the Frequency generated by the vibration generator can be carried out to the setpoint frequency. With this new setting, however, due to the effect of the voltage divider, the steepness of the influence on the frequency deviation by the correction voltage is smaller than during the first phase.

   Towards the end of the intermediate phase, the frequency generated by the vibration generator has again adjusted to the setpoint frequency. The charge of the capacitor C2 then corresponds to a coarse correction of the generated frequency and the difference in the charges of the capacitors C2 and C12 to a fine correction.



  After the end of the intermediate phase, the second phase is initiated by flipping the switch S11, whereby the control input of the transistor TR13 is separated from the correction voltage, so that its potential and thus the potential at the tap of the voltage divider is only determined by the charge on the capacitor C12 is. The voltage jump generated by the effect of the capacitance of the transistor TR11 is partially compensated for by the capacitor C11. As a result of the effect of the voltage divider, however, the influence of the remaining voltage jump on the generated frequency is smaller than the voltage jump caused by the capacitance of the transistor TRl in a mass determined by the ratio of the control steepnesses.

   The remaining frequency error can be kept very small in this way. The frequency generated during the second phase is based on the one hand on the voltage e1 at the control input and on the other hand on the voltage e2 applied to the modulation input during this phase.



  The advantage of including an intermediate phase between the first and the second phase is that, on the one hand, due to the steepness in the first phase, a vibration generator that deviates considerably from the target frequency is returned to the target frequency with a relatively small correction voltage , whereby the capture range is large, while the effect of the shutdown of this phase can be greatly reduced by the small steepness in the intermediate phase. The associated small capture range is sufficient because the generated frequency deviates very little from the target frequency at the beginning of the intermediate phase. If the control is carried out in a phase-locked manner, the reduced slope also has no influence on the control accuracy.



  It is of course also possible in principle to carry out the regulation in more than two phases, whereby the accuracy can be increased to almost any level.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer in ihrer Fre quenz modulierten Hochfrequenzschwingung hoher Fre- quenzgenauigkeit, nach dem Patentanspruch des Hauptpa tentes, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Schalter (TR11) und zusätzliche, die Frequenz des Schwingungserzeu gers in Abhängigkeit von der genannten Korrek turspannung (d) beeinflussende Schaltungsmittel (TR13, 1114, R15), die eine parallel zu ihrem Eingang liegende Speicher kapazität (C12) enthalten, PATENT CLAIM Circuit arrangement for generating a high frequency accuracy modulated in its Fre quency, according to the claim of the main patent, characterized by an additional switch (TR11) and additional, the frequency of the Schwingungserzeu gers depending on the correction voltage mentioned (d) influencing Circuit means (TR13, 1114, R15) which contain a storage capacity (C12) parallel to their input, wobei die Steilheit der durch diese zusätzlichen Schaltungsmittel bewirkten Regelung der Frequenzablage kleiner ist als die durch die Wirkung der ge nannten ersten Spannung (e1) auf den Schwingungserzeuger (O) erreichte, und weiter gekennzeichnet durch eine derar tige Ausbildung des genannten Programms, dass zwischen die genannte erste und die genannte zweite Phase eine Zwi schenphase eingeschoben ist, während welcher der genannte zusätzliche Schalter (TRll) ausschliesslich die genannten zu sätzlichen Schaltungsmittel (TR13, R14, 1115) zur Wirkung bringt, und dass der zusätzliche Schalter (TRl l) in der zwei ten Phase die zusätzlichen Schaltungsmittel, The steepness of the regulation of the frequency deviation effected by these additional circuit means is smaller than that achieved by the effect of the said first voltage (e1) on the vibration generator (O), and further characterized by such a design of the said program that between the said first and said second phase an inter mediate phase is inserted, during which said additional switch (TRll) exclusively brings said additional circuit means (TR13, R14, 1115) to effect, and that the additional switch (TRl l) in the second phase the additional circuit means, unter Belassung der an deren Eingang angeschlossenen Speicherkapazität (C12), von der Korrekturspannung (d) abtrennt. UNTERANSPRUCH Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die zusätzlichen Schaltungsmittel aus einem Gleichstromverstärker (TR13) mit hochohmigem Ein gang und einem an dessen Ausgang angeschlossenen Span- nungsteiler (R14, 1115) bestehen, an dessen Abgriff der eine Anschluss der erstgenannten Kapazität (C2), deren anderer Anschluss die genannte an den Schwingungserzeuger ange legte erste Spannung führt, angeschlossen ist, while leaving the storage capacity (C12) connected to its input, separated from the correction voltage (d). SUBSTANTIAL CLAIM Circuit arrangement according to claim, characterized in that the additional circuit means consist of a direct current amplifier (TR13) with a high-resistance input and a voltage divider (R14, 1115) connected to its output, at the tap of which one connection of the first-mentioned capacitance (C2 ), the other terminal of which carries the specified first voltage applied to the vibration generator, is connected, wobei der Gleichstromverstärker eine mindestens angenähert zu seiner Eingangsspannung proportionale Spannung an den Span- nungsteiler legt, so dass während der Zwischenphase Ände rungen der Korrekturspannung die genannte erste Span nung und damit die Frequenz des Schwingungserzeugers über den Abgriff des Spannungsteilers (R14, R15) und die gleichbleibende Ladung der erstgenannten Kapazität (C2) le diglich in einem durch den Verstärkungsgrad des Gleich stromverstärkers und das Verhältnis des Spannungsteilers bestimmten, gegenüber der Beeinflussung der Frequenz durch die als erste Spannung (e1) angelegte Korrekturspan nung (d) verminderten Masse beeinflussen. The DC amplifier applies a voltage to the voltage divider that is at least approximately proportional to its input voltage, so that during the intermediate phase changes in the correction voltage, said first voltage and thus the frequency of the oscillator via the tap of the voltage divider (R14, R15) and the constant charge of the first-mentioned capacitance (C2) le diglich in a mass determined by the gain of the direct current amplifier and the ratio of the voltage divider, compared to the influence of the frequency by the correction voltage (d) applied as the first voltage (e1).
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