DE1048297B - Anordnung zur synchronen Regelung der Frequenz eines hoeherfrequent arbeitenden Schwingungserzeugers - Google Patents

Description

Auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik ist es oft erforderlich, von einem höherfrequent arbeitenden Schwingungserzeuger eine niedere Frequenz abzuleiten, die einer gegebenen Frequenz entspricht, und durch Vergleich mit dieser eine Korrekturgröße zu gewinnen, die den ersten Schwingungserzeuger beeinflußt. Bei diesen Anordnungen werden hohe Anforderungen bezüglich der 'Genauigkeit gestellt. Die zur Durchführung- dieser Maßnahmen bekannten Anordnungen haben jedoch den-Machteil,-daß dieKorrektür des hochfrequenten Schwingtmgserzeugers stoB-weise erfolgt. Bei einem Verhältnis der hohen Frequenz zur niederen Frequenz von 1 : η wird jede n-te Schwingung- beeinflußt und korrigiert. Dies macht sich auch auf der niederfrequenten Seite stÖ-rend bemerkbar. Bei diesen bekannten Anordnungen werden durch die Korrekturgröfie selbsttätig -die Konstanten des Schwingkreises des höherfrequenteii Schwimgungserzeugers beeinflußt. Es ist auch bei einer bekannten Anordnung zur Erzeugung einer Korrekturgröße bei Abweichen der Frequenz eines Wechselstromes von einer Normalfrequenz vorgeschlagen worden, zwei Elektroden einer Röhre zu verwenden, und zwar müssen über beide Elektroden Ströme fließen, die in einer Differeiutialschaltung verwendet werden. Die Erfindung arbeitet demgegenüber wesentlich einfacher, und zwar ist der Gitterstrom ohne Einfluß auf die Wirkungsweise.

Erfindungsgemäß sind bei einer Anordnung zur synchronen Regelung der Frequenz eines höherfrequent arbeitenden Schwingungserzeugers, von dem durch Frequenzteilung eine niedere Frequenz abgeleitet wird, die einer gegebenen, z. B. der Netzfrequenz entspricht und durch Vergleich mit dieser eine Korrekturgröße liefert, durch welche selbsttätig die Konstanten des Schwingkreises des höherfrequenten Sdiwingungserzeugers verändert werden, die aus der Frequenz des Schwingungserzeugers abgeleitete Frequenz und die gegebene Frequenz zur Erzeugung der Korrekturgröße auf je ein Gitter einer 4c Mehrgitterröhre geschaltet, welche so vorgespannt sind, daß nur während der Dauer der Phasenverschiebung der an die Gitter gelegten Spannungen durch sie ein Strom fließt, wobei der Mittelwert dieses Stromes zur Nachstimmung ausgenutzt wird.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung eines Ausführungsbeispiels einer Frequenzteiler-Schaltung dargestellt, welche für Fernsehzwecke Verwendung finden kann, und welche die erfindungsgemäße Frequenzkontrolleinrichtung besitzt.

Fig. 2 stellt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung dar, während an Hand der Fig. 3 der Spannungsveriauf an der Vergleichseinrichtung erläutert werden soll.

Anordnung zur synchronen Regelung
der Frequenz eines höherfrequent
arbeitenden Sdiwingungserzeugers

Anmelder:

Loewe Opta Aktiengesellschaft,
Berlin-Steglitz, Teltowkanalstr. 1-4

In Fig. 1 ist mit 1 bis 7 die Frequenzteilereinrichtung dargestellt. 1 ist die Stufe der höchsten Frequenz, welche auf die doppelte Frequenz der Zeilenfrequenz eingeregelt ist und im Ausführungsbeispiel 20 250 Hertz liefert. Der Schwingungserzeuger besteht aus der Sekundärspule des Transformators 12, dem Kondensator 13 und der Dreipolröhre 11. Dieser Schwingungserzeuger arbeitet in bekannter Weise in Rückkopplungsschaltung. Die Anode der Röhre 11 ist deshalb für den Transformator auf den Schwingungskreis 12/13 und das Gitter rückgekoppelt. In den Zuleitungen zur Anode und zum Gitter befinden sich die Widerstände 14 und 15, welche zur Begrenzung der in der Röhre fließenden Ströme dienen und die Frequenz von der Beschaffenheit der Röhre weitgehend unabhängig machen. Änderungen der Anodenspannung "werden durch die selbsttätige Regelung der Gittervorspannung am Widerstand 16 verhindert.

Die Stufe 2 ist auf die halbe Frequenz der ersten, also auf die Zeilenfrequenz abgestimmt. Diese Stufe besteht aus einer Mehrgitterröhre, die über das Fanggitter durch die Stufe 1 synchronisiert wird. Der Schwingungskreis 22/23 liegt am Steuergitter dieser Röhre über den Widerstand 25., während die Anode in bekannter Weise auf das Steuergitter rückgekoppelt ist. Der Aufbau der Stufen 3, bis 7 ist im wesentlichen derselbe wie der der Stufe 2.

Die höchstfrequente Stufe 1 synchronisiert ferner direkt die Stufe 3, welche auf die Frequenz von 6750 Hertz abgestimmt ist. Die Stufe 4 wird von 3 im Verhältnis 1 :5 gesteuert und liefert eine Frequenz von. 1350 Hertz. Wenn die weiteren Teilstufen das Teilungsverhältnis 1:3 haben, ergibt sich schließlich in der Stufe 7 eine Frequenz von 50 Hertz. Die Stufe 8 dient zum Frequenzvergleich zwischen der

809 728/180

Frequenz der Stufe 7 und" der Netzfrequenz, während die Stufe 9 zur Beeinflussung bzw. Regelung der Stufe 1 verwendet wird.

Die Stufen 10 und 11 dienen zur Impulserzeugung. Die Stufe 10 ist an die Stufe 2, welche die Zeilenfrequenz liefert, angeschlossen. Sie dient zur Erzeugung der Zeilenimpulse, während die Stufe 11 von der Stufe 7, also· mit der Bildwechselfrequenz von 50 Hertz synchronisiert wird und die Bildwechselimpulse liefert. Die Stufen 10 und 11 können auf eine gemeinsame Leitung arbeiten, auf welche dann sowohl die Zeilen- als auch die Bildwechselimpulsspannung gegeben wird.

Im Anodenkreis der Stufe 7 liegt ein Abwärtstransformator 72', welcher mit seiner Sekundärwicklung, dem Kondensator 73" und einer Wicklung des Transformators 72" einen Resonanzkreis bildet, welcher zur Filterung dient. An der Sekundärwicklung des Transformators 72" wird die zur Frequenzkontrolle benötigte Schwingung abgenommen und über den Kondensator 82 einem Steuergitter der Mehrgitterröhre 81 zugeführt. Einem anderen Steuergitter dieser Röhre wird die Netzfrequenz zugeführt. Die Verhältnisse an dieser Röhre werden später an Hand der Fig. 3 nochmals eingehend erläutert.

Durch den Anodenstromimpuls der Röhre 81 wird der Kondensator 96 aufgeladen. Die Klemmen des Kondensators 96 werden in direkter Schaltung an das Gitter und die Kathode der Röhre 91 gelegt. Der Widerstand 93 und der Kondensator 94 dienen, wie bereits angegeben, zur Verzögerung der Wirkung dieser Spannung an der Röhre 91. Als praktische Bemessungen der Elemente 93 bis 96 sind ermittelt worden:

93 und 95=0,1 Megohm,

94 und 96=0,5 μΈ.

. Die Röhre 91 arbeitet als Verstimmungsröhre, ihr Anodenwiderstand ist der Widerstand 97. Zur Verstimmung können die an sich bekannten Schaltungen der automatischen Frequenzkontrolle bei selbstabstimmenden Überlagerungsempfängern verwendet -werden. Besonders bewährt hat sich die angegebene Schaltung. Dort wird ein Kondensator 92 von etwa 1000 cm durch die Röhre 91 um so fester parallel zum 4-5 Kondensator 13 gelegt, je größer der Anodenstrom und damit die Leitfähigkeit der Röhre 91 ist. Wenn -die zu vergleichenden Frequenzen übereinstimmen, ist der Anodenstrom der Röhre 81=0. Die Röhre 91 besitzt dann ihre stärkste Emission, und der Kreis 12/13 wird auf die kleinste Frequenz verstimmt. Bei Einsetzen der Korrektur kann der Kreis also nur auf höhere Frequenzen gebracht werden, wobei die Röhre 91 eine höhere Vorspannung-erhält und die Wirkung des Kondensators 92 aufgehoben wird. Es ist aber auch möglich, die Korrektur nach beiden Seiten durchzuführen, so daß die Stufe 1 auf höhere und niedrigere- Frequenzen gebracht werden kann. Eine solche Schaltungsanordnung ist in Fig. 2 dargestellt. JiS werden dort zwei Vergleichsröhren und zwei Ver-Stimmungsröhren angewendet. Hierbei werden die Gitter beider Röhren an die Generatoren der zu vergleichenden Frequenzen so angeschlossen, daß die Gitter der einen Röhre die entgegengesetzten Phasen der anderen Röhre aufweisen. Die Elemente 93 bis 96 müssen dann ebenfalls doppelt vorhanden sein. Durch die Spannungsimpulse der Röhren 81a- und 81b werden die Kondensatoren96α und 96b aufgeladen, deren Klemmen in der bereits gezeigten Weise mit Kathode und Gitter der Verstimmungsröhren 91 α und 91 & verbunden sind. Eine der Verstimmungsröhren 91 a, 91 b muß in diesem Falle eine Veränderung der Kapazität des Kreises 12/13 und die andere eine Veränderung der Induktivität dieses Kreises bewirken. Dies geschieht dadurch, daß man mit Hilfe eines Transformators 98, der an den Schwingkreis 12/13 angekoppelt ist und dessen Sekundärwicklung im Gegentakt arbeitet, an den Gitterkreis der Röhre 91 α eine gegen die Spannung des Schwingkreises 12/13 um +90° und an den Gitterkreis der Röhre 91 b eine gegen diesen Kreis um —90° verschobene Spannung legt. Je nachdem, ob im Anodenkreis der Röhre 81 α oder in dem der Röhre 81 b Impulse auftreten, wird die Röhre 91 a oder die Röhre 91 b gesperrt, wodurch die Stufe 1 auf höhere oder niedrigere Frequenzen verstimmt wird.

Als Impulsgeneratoren 10 und 11 können beliebige Schaltungen verwendet werden. Als sehr zweckmäßig hat sich eine Anordnung erwiesen, bei der zur Impulserzeugung ebenfalls Mehrgitterröhren mit zwei Steuergittern verwendet werden^ deren beide Steuergitter phasenverschobene Schwingungen erhalten und deren Anodenstrom einen Impuls von der Größe der Phasenverschiebung aufweist. In dem bereits genannten Resonanzkreis 72', 73" und 72" wird eine Sinusschwingung erzeugt, welche an eines der Steuergitter der den Impulsgenerator 11 darstellenden Röhre 111 gelegt wird. Das andere Gitter erhält eine gegenphasige Schwingung aus dem Gitterkreis der Röhre 71 über ein phasenverschiebendes Glied 113/115. Die Widerstände 118 und 119 dienen zur Filterung. Durch die Phasenverschiebung wird die Impulslänge eingestellt. Die Impulse können an dem Anodenwiderstand 108, welcher für beide Impulsgeneratoren gemeinsam sein kann, abgenommen werden. In gleicher Weise wird die Zeilenfrequenz aus der Reduktorstufe 2 im Generator 10 erzeugt.

Die Verhältnisse an der Vergleichsröhre 81 sind in Fig. 3 veranschaulicht. Mit 30 ist die von der Stufe 7 an das eine Gitter der Röhre 81 gelangende Wechselspannung bezeichnet. Mit 31 α ist die zu vergleichende Netzwechselspannung bezeichnet, welche in spiegelbildlicher Phase an das andere Gitter der Röhre 81 gelangt. Wenn diese Schwingung 31 eine etwas höhere Frequenz hat als 30, so verläuft sie nach der Kurve 31 b, hat sie eine niedrigere Frequenz, so· verläuft sie nach der Kurve 31 c. Es ist nun zu erkennen, daß für voreilende Schwingungen nach der Kurve 31 & ein Anodenstrom zwischen den Zeitpunkten α und b fließen kann, dessen Impulsverlauf durch 32 dargestellt ist. Während aller anderen Zeiten ist nämlich das innere Gitter durch das äußere Gitter auf Sperrung geschaltet. Ebenso klar ist aber auch, daß eine nacheilende Frequenz des Netzes gemäß 31c überhaupt keinen Anodenstrom hervorruf en kann, wenigstens nicht während ihrer ersten Periode, sondern allenfalls nach Ablauf mehrerer Schwebungsperioden. Die praktisch vorliegende Aufgabe lautet jedoch, daß die Korrektur sofort innerhalb einer Periode einsetzen muß, weil anderenfalls mehrere Bilder mit falscher Frequenz abgetastet werden. Es wird daher der Fall 3,1 b dadurch herbeigeführt, daß der Generator der Schwingung 30 der Fig. 3 stets langsamer läuft als das Netz 31. Der Generator hat also eine konstante Frequenz, die stets niedriger ist als die Frequenz des Netzes 31, die von der Korrektur betroffen wird. In diesem Fall erhält man also, wenn Frequenzüberschuß vorliegt, einen Anodenstromimpuls nach 32, dessen Stromfläche immer größer wird, je größer der Fehler ist, jedoch Null sein würde, wenn der Fehler auskorrigiert wäre. Es verbleibt im Mittel zwischen den Klemmen des

Kondensators 96 in Fig. 1 eine Spannung vom Betrag —, wobei q der Inhalt der Stromfläche 32 nach

Fig. 3 ist und c die Kapazität von 96.

Es gelingt auf die beschriebene Art, innerhalb der geschilderten zeitlichen Verzögerung von etwa einem Bild eine dauernde Übereinstimmung zwischen der Ausgangsschwingung des Synchrongenerators und dem örtlichen Lichtnetz aufrechtzuerhalten, obwohl jedes Lichtnetz infolge der Tätigkeit der Drehzahlregler in den Elektrizitätswerken periodische Schwankungen seiner Frequenz von + einigen Prozenten mit einer Periodendauer von 10 bis 15 Sekunden ausführt.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur synchronen Regelung der Frequenz eines höherfrequent arbeitenden Schwingungserzeugers, von dem durch Frequenzteilung eine niedere Frequenz abgeleitet wird, die einer ao gegebenen, z. B. der Netzfrequenz entspricht und durch Vergleich mit dieser eine Korrekturgröße liefert, durch welche selbsttätig die Konstanten des Schwingkreises des höherfrequenten Schwingungserzeugers verändert werden, dadurch ge- as kennzeichnet, daß die aus der Frequenz des Schwingungserzeugers abgeleitete Frequenz und die gegebene Frequenz zur Erzeugung der Korrekturgröße auf je ein Gitter einer Mehrgitterröhre geschaltet sind, welche so vorgespannt sind, daß nur während der Dauer der Phasenverschiebung der an die Gitter gelegten Spannungen durch sie ein Strom fließt und der Mittelwert dieses Stromes zur Nachstimmung ausgenutzt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturgröße über Verzögerungsglieder (93., 94) einem die Veränderung der Konstanten des Kreises des Schwingungserzeugers bewirkendem Organ zugeführt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente der die Korrekturgröße liefernden Einrichtung so bemessen sind, daß ihre Ansprechgeschwindigkeit kleiner und die Verstimmungsgeschwindigkeit des Schwingungserzeugers größer ist als die Periode der abgeleiteten niederen Frequenz.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schwingungskreis (12, 13) des Schwingungserzeugers eine Röhre (91) geschaltet ist, deren Gitter gleichstrommäßig mit der Anode der zur Lieferung der Korrekturgröße dienenden Röhre gekoppelt ist.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzreduktion von der höheren Frequenz zu der zu vergleichenden Frequenz mittels Mehrgitterröhren mit mindestens zwei Steuergittern erfolgt, deren erstes Gitter mit der Anode in Rückkopplungsschaltung liegt und deren zweites Gitter von der jeweils vorhergehenden Reduktorstufe erregt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Einschaltung einer kapazitiven Kopplung (18., 38) und eines strombegrenzenden Widerstandes (48, 49) von gleichem oder größerem Wert als der Anodenwiderstand der vorhergehenden Röhre in die Leitung zum zweiten Steuergitter der Mehrgitterröhre für die Frequenzreduktion.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung veränderlicher Serienwiderstände in Reihe mit den frequenzbestimmenden Induktivitäten.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Schwingungserzeuger abgeleitete niedere Frequenz und die gegebene Frequenz in entgegengesetzter Phase auf je ein Steuergitter einer Mehrgitterröhre gegeben werden.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schwingungskreis des Schwingungserzeugers zwei Röhren geschaltet werden, von denen die eine einen kapazitiven und die andere einen induktiven Gleichstrom zur Verstimmung des Schwingkreises steuert.

10. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Erzeugung von Synchronisierimpulsen für den Bild- und Zeilenwechsel bei Fernsehanordnungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 80? 728/180 12.58