DE1076200B

DE1076200B - Device for automatic re-tuning of the oscillator of a high-frequency overlay receiver

Info

Publication number: DE1076200B
Application number: DE1957P0019320
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Ritzl
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1957-09-13
Filing date: 1957-09-13
Publication date: 1960-02-25

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Nachstimmung des Oszillators eines Hochfrequenzüberlagerungsempfängers Zum Empfang von frequenzmodulierten Signalen werden im Gebiet hoher und höchster Frequenzen allgemein hochwertige Überlagerungsempfänger eingesetzt, bei denen neben einem niedrigen Eingangsrauschen hohe Anforderungen an Phasenlinearität im ZF-Verstärker und lineare Demodulation im Diskriminator gestellt werden. Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist es erforderlich (insbesondere bei Vielkanalanlagen), daß die mittlere Zwischenfrequenz konstant ist, d. h. weitgehend unabhängig von etwaigen Schwankungen des fernen Senders oder des eigenen Oszillators. Häufig steuert man daher den Oszillator mit Hilfe einer Regelspannung, die aus dem Diskriminator gewonnen wird, so daß der Träger der frequenzmodulierten Zwischenfrequenz immer an einem bestimmten Punkt des Diskriminators liegt, bei dem ein Minimum des Klirrfaktors auftritt. Diese Nachsteuerung kann in bekannter Weise mit Motoren oder rein elektronisch erfolgen.Device for automatic retuning of the oscillator of a high-frequency superposition receiver To receive frequency-modulated signals are higher and highest in the area Frequencies generally high-quality heterodyne receivers used in which besides low input noise, high demands on phase linearity in the IF amplifier and linear demodulation in the discriminator. To these conditions to meet, it is necessary (especially in multi-channel systems) that the middle Intermediate frequency is constant, i.e. H. largely independent of any fluctuations of the remote transmitter or your own oscillator. The oscillator is therefore often controlled with the help of a control voltage that is obtained from the discriminator, so that the Carrier of the frequency-modulated intermediate frequency always at a certain point of the discriminator is at which a minimum of the distortion factor occurs. This readjustment can be done in a known manner with motors or purely electronically.

Im Frequenzgebiet über 1000 MHz werden häufig Laufzeitröhren als Oszillatoren eingesetzt, bei denen eine elektronische Nachregelung in einfacher Weise möglich ist, da zum Beispiel beim Reflex-Klystron die Frequenz durch Ändern der Reflektorspannung in einem gewissen Bereich eingestellt werden kann. Analog dazu kann beispielsweise beim Carcinotron die Schwingfrequenz in weiten Grenzen mit Hilfe der Anodenspannung bestimmt werden.In the frequency range above 1000 MHz, transit time tubes are often used as oscillators used, in which an electronic readjustment is possible in a simple manner is because, for example, in the case of the reflex klystron, the frequency is changed by changing the reflector voltage can be adjusted within a certain range. Analogous to this, for example with the Carcinotron the oscillation frequency within wide limits with the help of the anode voltage to be determined.

Neben den schon angeführten Bedingungen erscheint es noch notwendig, die Nachlaufschaltung so auszubilden, daß bei kurzzeitigen Unterbrechungen (besonders tiefer Schwund usw.) oder bei zeitweisem Ausfall der Gegenstelle der Empfänger selbsttätig sucht. Sofern nach der Unterbrechung Sendefrequenz und Oszillatorfrequenz noch den ursprünglichen Frequenzstand haben, macht die Wiederaufnahme der Nachregelung keine Schwierigkeiten. Gerade bei höchsten Frequenzen tritt aber häufig der Fall ein, daß durch Temperaturänderung oder durch andere Einflüsse die Frequenzkonstanz nicht so groß ist, daß eine selbsttätige Wiederaufnahme der Verbindung in allen Fällen gesichert erscheint.In addition to the conditions already mentioned, it also appears necessary to design the follow-up circuit in such a way that in the event of brief interruptions (especially deep shrinkage, etc.) or automatically in the event of a temporary failure of the remote station seeks. If, after the interruption, the transmission frequency and oscillator frequency are still the have the original frequency level, the resumption of readjustment does not make any changes Trouble. However, especially at the highest frequencies, the case often occurs that the frequency constancy is not due to temperature changes or other influences is so large that the connection is automatically resumed in all cases appears secured.

Aus diesen Gründen wurden bekanntlich Anordnungen entwickelt, die während der Streckenunterbrechung (also bei Pegelausfall) den Oszillator dauernd relativ langsam über die HF-Kanalbreite hin und her laufen lassen, um sicherzustellen, daß zum Beispiel bei Wiederaufnahme des Sendebetriebes der Empfänger die Sendefrequenz sofort findet und sich auf diese Frequenz einstellt.For these reasons, as is known, arrangements have been developed which the oscillator continuously during the interruption of the route (i.e. in the event of a level failure) run back and forth relatively slowly across the RF channel width to ensure that, for example, when the transmission is resumed, the receiver will set the transmission frequency immediately finds and adjusts to this frequency.

So ist eine Anordnung bekannt, bei welcher der Suchvorgang durch eine Wobbelung mit Hilfe eines Sägezahngenerators vorgenommen wird. Seine Rückkopplung ist nur beim Rücklauf wirksam, dann aber so stark, daß während dieses Vorganges keine Nachregelung möglich ist.So an arrangement is known in which the search process by a Wobbelung is made with the help of a sawtooth generator. Its feedback is only effective when reversing, but is so strong that it is during this process no readjustment is possible.

Ferner ist eine Nachstimmeinrichtung bekannt, bei welcher mit Hilfe eines Diskriminators, eines Regelspannungsverstärkers und einer Frequenznachstelleinrichtung der Empfänger nachgestimmt wird. Diese Schaltung hat den Nachteil, daß zusätzlich ein eigener Generator mit mindestens einer Röhre vorgesehen werden muß zur Erzeugung der Wobbelspannung. Außerdem muß der Regelverstärker so ausgebildet sein, daß an einer Stelle eine hohe Spannung mit einem passenden Innenwiderstand vorhanden ist.Furthermore, a retuning device is known in which with the help a discriminator, a control voltage amplifier and a frequency adjustment device the recipient is retuned. This circuit has the disadvantage that in addition a separate generator with at least one tube must be provided for the generation the wobble tension. In addition, the control amplifier must be designed so that on A high voltage with a suitable internal resistance is present at a point.

Ausgehend von einer Einrichtung zur selbsttätigen Nachstimmung des Oszillators eines HF-Überlagerungsempfängers, bei dem die Oszillatorfrequenz bei Abwesenheit eines Empfangssignals über einen b&-stimmten Bereich periodisch verändert, bei Anwesenheit eines Empfangssignals mit Hilfe einer aus Frequenzdiskriminator, Frequenzregelspannungsverstärker und Frequenznachstelleinrichtung für den Oszillator bestehenden Anordnung zur selbsttätigen Scharfabstimmung auf die der Empfangsfrequenz zugeordnete Oszillatorfrequenz eingeregelt wird, wird erfindungsgemäß der Regelspannungsverstärker mit einer derartigen Rückkopplung ausgestattet, daß eine zur periodischen Änderung der Oszillatorfrequenz geeignete Steuerspannung für die Frequenznachstelleinrichtung erzeugt wird und eine Anordnung vorgesehen, welche bei Anwesenheit eines Empfangssignals eine derartige Frequenzgegenkopplung des Regelspannungsverstärkers bewirkt, daß die Selbsterregungsbedingung nicht erfüllt ist.Based on a device for automatic readjustment of the Oscillator of an RF heterodyne receiver in which the oscillator frequency is at Absence of a received signal over a b & -tuned area periodically changed, in the presence of a received signal with the help of a frequency discriminator, Frequency control voltage amplifier and frequency adjustment device for the oscillator existing arrangement for automatic adjustment to the receiving frequency associated oscillator frequency is regulated, according to the invention, the control voltage amplifier equipped with such a feedback that one for periodic change the oscillator frequency suitable control voltage for the frequency adjustment device is generated and an arrangement is provided which, in the presence of a received signal such a frequency negative feedback of the control voltage amplifier causes the self-excitation condition is not met.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Einrichtung beruht also darin, den Start und das Abstoppen der Wobbeleinrichtung nicht von einem Pegel, sondern von der Funktion der Nachstimmung selbst abhängig zu machen. An Hand des folgenden Beispiels soll das näher erläutert werden.The basic idea of the device according to the invention is based on the start and stop the wobbler not from one Level, but to make it dependent on the function of the retuning itself. Based the following example explains this in more detail.

In Fig. 1 ist die Prinzipschaltung einer Frequenznachregelung dargestellt. Das Eingangssignal 1 wird in der Mischstufe 2 in die Zwischenfrequenz umgesetzt und im ZF-Verstärker 3 hochverstärkt. Nach Durchlaufen des bei FM erforderlichen Begrenzers 4 wird im Diskriminator 5 demoduliert. Im Diskriminator steht nun ein Signal zur Verfügung, das sich aus zwei Bestandteilen zusammensetzt: einmal das Nutzsignal 6, das in der Regel eine untere Grenzfrequenz besitzt und zum anderen ein außerordentlich niederfrequentes Signal ? (in der Regel von 0 bis max. 20 Hz), das mit dem Nutzsignal nichts zu tun hat, sondern vielmehr die Frequenzschwankungen des Oszillators und des Senders widerspiegelt. Die beiden Signale sind auf Grund ihrer verschiedenen Frequenzlage sehr leicht zu trennen. Das Signal ? wird einem Gleichspannungsverstärker 8 zugeführt, der wiederum den Oszillator 10 steuert. Die Polung muß dabei so vorgenommen werden, daß eine Frequenz-Gegenkopplung für die niederen Frequenzen auftritt. Dadurch wird bei hoher Verstärkung im Gleichspannungsverstärker 8 erreicht, daß die Spannung am Diskriminator 5 sehr gut konstant gehalten wird. Sofern die Steuerbarkeit und die Diskriminatorsteilheit (gemessen z. B. in V/MHz) beispielsweise gleich groß sind, wird bei Empfang der Verstärker 8 voll gegengekoppelt, d. h., der Verstärker hat eine Verstärkung von 1. Fällt der Empfang aus, so ist die Schleife aufgetrennt, und die Verstärkung von 8 steigt sofort auf den normalen Wert.In Fig. 1, the basic circuit of a frequency readjustment is shown. The input signal 1 is converted into the intermediate frequency in the mixer 2 and amplified in the IF amplifier 3. After passing through the limiter 4 required for FM, demodulation takes place in the discriminator 5. A signal is now available in the discriminator which is composed of two components: on the one hand the useful signal 6, which usually has a lower limit frequency, and on the other hand an extremely low-frequency signal? (usually from 0 to max. 20 Hz), which has nothing to do with the useful signal, but rather reflects the frequency fluctuations of the oscillator and the transmitter. The two signals are very easy to separate due to their different frequency positions. The signal ? is fed to a DC voltage amplifier 8, which in turn controls the oscillator 10. The polarity must be made so that a frequency negative feedback occurs for the lower frequencies. With a high gain in the DC voltage amplifier 8, this ensures that the voltage at the discriminator 5 is kept constant very well. If the controllability and the discriminator slope (measured for example in V / MHz) are equal, for example, the amplifier 8 is fully negative feedback when receiving, ie the amplifier has a gain of 1. If reception fails, the loop is split, and the gain of 8 immediately increases to the normal value.

In Fig. 2 ist dieselbe Schleife nochmals gezeichnet, der Verstärker 8 aber durch einen Vierpol 9 rückgekoppelt. Bei geeigneter Ausbildung von 9 tritt für 8 bei einer wählbaren Frequenz Mitkopplung auf, so daß der Verstärker 8 zusammen mit 9 zum Generator wird, sofern die Verstärkung ausreicht. Man kann nun durch geeignete Dimensionierung von 9 leicht folgende Bedingungen einhalten: 1. Die Amplitudenbedingung zum Schwingen von 8 und 9 soll nur erfüllt sein, wenn die Frequenzgegenkoppelschleife aufgetrennt ist.In Fig. 2 the same loop is drawn again, the amplifier 8 but fed back through a quadrupole 9. With suitable training of 9 occurs for 8 at a selectable frequency positive feedback, so that the amplifier 8 together with 9 becomes a generator, provided the gain is sufficient. One can now go through appropriate Dimensioning 9 easily comply with the following conditions: 1. The amplitude condition for oscillation of 8 and 9 should only be fulfilled if the frequency negative feedback loop is separated.

2. Die Phasendrehung des Vierpols 9 ist so zu wählen, daß die Frequenz innerhalb der Bandbreite des niederfrequenten Signals 7 liegt.2. The phase rotation of the quadrupole 9 is to be selected so that the frequency lies within the bandwidth of the low-frequency signal 7.

3. Der Vierpol 9 enthält ein nichtlineares Element, das für die Amplitudenstabilität der selbsterregten Schwingung sorgt. Dadurch ist es möglich, die Schwingungsamplitude auf einen gewünschten Wert einzustellen. Man hat weiterhin den Vorteil, daß der Verstärker selbst nicht übersteuert wird. Die ganze Anordnung funktioniert folgendermaßen: Ist kein Signal vorhanden, so schwingt 8 über 9 und liefert an den Oszillator 10 eine Steuerspannung, die die Wobbelung des Oszillators und somit den Suchvorgang bewirkt. Durch geeignete Dimensionierung der Schwingamplitude kann der durchgewobbelte Frequenzbereich eingestellt werden.3. The quadrupole 9 contains a non-linear element that is responsible for the amplitude stability the self-excited vibration. This makes it possible to adjust the oscillation amplitude set to a desired value. You also have the advantage that the Amplifier itself is not overdriven. The whole arrangement works like this: If there is no signal, 8 swings above 9 and supplies the oscillator 10 a control voltage that controls the wobble of the oscillator and thus the search process causes. By suitably dimensioning the oscillation amplitude, the swept through can Frequency range can be set.

Ist im angenommenen Frequenzbereich ein Signal vorhanden, so wird plötzlich die Schleife 10, 2, 3, 4, 5, 7 geschlossen. Es tritt eine sehr starke Gegenkopplung des Verstärkers 8 auf, so daß die Verstärkung von 8 sehr stark zurückgeht. Die selbsterregten Schwingungen werden unterbrochen und die Frequenz des Oszillators wird so nachgeregelt, daß die Zwischenfrequenz nahezu konstant gehalten wird. Die geschlossene Schleife ergibt übrigens nur dann eine Gegenkopplung für den Verstärker 8, wenn die von den zwei möglichen Empfangsfrequenzen eines überlagerungsempfängers durch Polung des Diskriminators wählbare Frequenz zusammen mit dem Oszillator die Zwischenfrequenz erzeugt.If there is a signal in the assumed frequency range, then suddenly the loop 10, 2, 3, 4, 5, 7 closed. It occurs a very strong one Negative coupling of the amplifier 8, so that the gain of 8 falls very sharply. The self-excited oscillations and the frequency of the oscillator are interrupted is readjusted so that the intermediate frequency is kept almost constant. the Incidentally, a closed loop only results in negative feedback for the amplifier 8, if the one of the two possible reception frequencies of a heterodyne receiver by polarizing the discriminator selectable frequency together with the oscillator the Intermediate frequency generated.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for automatic re-tuning of the Oscillator of a high-frequency heterodyne receiver, in which the oscillator frequency periodically changed over a certain range in the absence of a received signal, in the presence of a received signal with the help of a frequency discriminator, Frequency control voltage amplifier and frequency adjustment device for the oscillator existing arrangement for automatic adjustment to the receiving frequency associated oscillator frequency is regulated, characterized in that the Control voltage amplifier has such a feedback that a periodic Change the oscillator frequency suitable control voltage for the frequency adjustment device is generated and an arrangement is provided which, in the presence of a received signal such a frequency negative feedback of the control voltage amplifier causes the self-excitation condition is not met.

2. Device according to claim 1, characterized in that a non-linear element is present in the positive feedback path for limiting the amplitude. References considered: British Patent Nos. 625,977, 696,750; French Patent No. 1076 200; "Funk und Ton", 1951, issue 4, pp. 222 to 224.