DE1077256B - Schaltanordnung zur Speicherung eines periodischen Zeichens unbekannter, insbesondere hoher Frequenz - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, die Speicherung eines nichtperiodischen Signals begrenzter Dauer und dessen periodische Wiedergabe unter Benutzung einer Verzögerungsleitung mit verteilten oder konzentrierten Elementen vorzunehmen, deren Ausgang ihren Eingang unter Zwischenschaltung eines Verstärkers speist, der dem Ausgleich der in der Leitung auftretenden Verluste dient. Das gleiche Verfahren findet auch für die Speicherung eines periodischen Zeichens bekannter Frequenz Anwendung. In diesem Falle erfordert aber die getreue Wiedergabe des Zeichens eine zusätzliche Bedingung. Die durch die Leitung und den Verstärker gebildete Schleife muß nämlich von dem zu speichernden Signal in einem Zeitintervall durchlaufen werden, dessen Dauer ein Vielfaches der Periode dieses Signals beträgt.

Unglücklicherweise läßt sich die soeben beschriebene Schaltanordnung nur dann verwenden, wenn man ein Zeichen bekannter, verhältnismäßig hoher Grundfrequenz zu speichern beabsichtigt. Die Mangel dieser Schaltanordnung sind jedoch um so lästiger, wenn die Charakteristik des zu speichernden und getreu wiederzugebenden Signals gerade eine genau definierte Frequenz ist. Bekanntlich müssen die Komponenten des wiedergegebenen Signals nach Speicherung in einer Schleife Frequenzen haben, die ein Vielfaches der Grundfrequenz f dieser Schleife bilden, so daß man setzen kann

wobei T die Dauer eines vollständigen Umlaufs des Signals in der Schleife bedeutet. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Schleife von Verzerrungen beeinflußt, die sich durch Auftreten von Seitenbändern bildenden Störkomponenten und durch das Verschwinden der Nutzkomponenten äußern. Im Falle, daß man in der Schleife ein sinusförmiges Signal der Frequenz

_{ψ =}

2Γ

= 1, 2, 3,

speichert, besitzt das entzerrte Signal eine Anzahl von Komponenten der Frequenz

2 2 j T

mit M=I, 2, 3,... und p=l,2,3,...,

von denen keine Komponente die Grundfrequenz des gespeicherten Signals aufweist.

Schaltanordnung zur Speicherung

eines periodischen Zeichens unbekannter,

insbesondere hoher Frequenz

Anmelder:

Compagnie Frangaise Thomson-Houston,
Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. C. elemente, Patentanwalt,
Deggendorf, Krankenhausstr. 26

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 24. Mäxz 1958

Charles Wait, L'Hay les Roses, Seine (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Speicherschaltung lassen sich nun periodische Zeichen unbekannter, insbesondere hoher Frequenz speichern. Die Schaltanordnung gemäß der Erfindung besitzt ein Verzögerungsglied, das durch eine mit einem Verstärker in Reihe liegende Übertragungsleitung und eine elektronische Einrichtung gebildet ist, deren elektrische Länge regelbar ist. Diese drei Elemente bilden eine Schleife. Die elektrische Länge der elektronischen Einrichtung wird derart automatisch gesteuert, daß das gespeicherte Signal die durch das Verzögerungsglied, den Verstärker und die elektronische Einrichtung gebildete Schleife in einer Zeit durchläuft, deren Dauer ein Vielfaches der Periode dieses Signals beträgt.

Das zu speichernde Signal wird durch bekannte Mittel in die Schleife der Schaltanordnung eingegeben. Ein Phasenvergleicher zeigt die Änderungen der Differenz zwischen den an zwei Punkten der Übertragungsleitung auftretenden Phasen des in letzterer laufenden Signals an. Die Ausgangs spannung des Phasenvergleichers ist eine Funktion der Differenz zwischen der tatsächlichen elektrischen Länge der Schleife und der gewünschten elektrischen Länge. Diese Spannung wird zur Steuerung der elektrischen Länge der in der Schleife der Speicherschaltung in Reihe liegenden elektronischen Einrichtung benutzt, um diese Länge in dem gewünschten Sinne zu ändern.

Die elektrische Länge der elektronischen Einrichtung wird von einer Schnellregelschaltung gesteuert,

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die nur dann anspricht, wenn die elektronische Einrichtung kein Zeichen überträgt.

Wenn die Frequenz des zu speichernden Signals sehr hoch ist, kann die elektronische Einrichtung mit veränderlicher elektrischer Länge durch eine Geschwindigkeitsmodulationsröhre oder eine Lauffeldröhre gebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient die elektronische Einrichtung mit veränderlicher elektrischer Länge gleichzeitig als Verstärker.

In den Zeichnungen ist eine Schaltanordnung gemäß der Erfindung in Form eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt zunächst ein Blockschaltbild einer üblichen Speicherschaltung, mit der sich ein periodisches Zeichen oder ein aperiodisches Signal bekannter Frequenz speichern läßt;

Fig. 2 stellt in einem Blockschaltbild eine Schaltanordnung gemäß der Erfindung dar;

Fig. 3 veranschaulicht den Augenblickswert des sich in der Schleife dieser Schaltanordnung fortpflanzenden Signals an zwei Punkten der Schleife;

Fig. 4 bringt schließlich ein Schaltschema einer als Beispiel wiedergegebenen Ausführungsform einer derartigen Schaltanordnung.

Die in Fig. 1 angedeutete Speicherschaltung weist eine Verzögerungsleitung 1 auf, deren Ausgang über einen Verstärker 3 an deren Eingang geschaltet ist. Das zu speichernde Signal wird in die Leitung 1 über den Stromwender 2 eingegeben. Der Verstärker 4 entnimmt das in der Leitung laufende Signal und überträgt es an einen nicht dargestellten Verbraucher. D-Verstärker 3 gleicht die in der Leitung 1 auftretenden Verluste aus. Ein Steuerstromkreis 5 erzeugt die Impulse, die den Betrieb des Stromwenders 2 auslösen, der die Eingabe eines Signals in die Speicherschaltung tätigt. Der Steuerstromkreis 5 erzeugt ferner Schaltimpulse, die die Verstärker 3 und 4 betriebsfähig machen.

In Fig. 2, die nun die Schaltanordnung gemäß der Erfindung· darstellt, sind die den Elementen der Fig. 1 entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Schleife, von der die Übertragungsleitung 1 einen Teil bildet, weist eine elektronische Einrichtung mit veränderlicher elektrischer Länge auf. Die Eingangskreise eines Phasenvergleichers 9 sind an die Punkte 7 und 8 der Leitung 1 geschaltet. Der Phasenvergleicher zeigt die Differenz der an den Punkten 7 und 8 der Leitung auftretenden Phasen der in der Leitung laufenden Welle an. Der Phasenvergleicher 9 steuert die Regelschaltung 12. Die von letzterer abgegebene Spannung regelt die elektrische Länge der elektronischen Einrichtung 6, wie bereits erklärt wurde. Das am Schaltungspunkt 11 entnommene Signal dient zum öffnen der Regelschaltung 12, wenn über die elektronische Einrichtung 6 kein Signal übertragen wird. Die elektrische Länge derselben wird somithin geregelt.

Der Phasenvergleicher 9 bekannter Bauart erzeugt eine Spannung als Sinusfunktion der Phasenverschiebung der angelegten Zeichen. Hieraus ergibt sich, daß bei einem Wert der Ausgangsspannung des Phasenvergleichers dieser zwei verschiedenen Werten des Phasenverschiebungswinkels der Eingangssignale entsprechen kann. Der Betrieb der Speicherschaltung läuft daher Gefahr, gestört zu werden.

Demzufolge weist der Phasenvergleicher 9 vorzugsweise einen Phasendifferenzmesser 9', der zwei Spannungen erzeugt, die doppeltbestimmte Funktionen der Differenz zwischen den an den Punkten 7 und 8 der, Leitung auftretenden Phasen des in letzterer laufenden Signals bilden, sowie einen Operator 10 auf. Die Ausgangsspannung der Operators 10 ist eine Gleichspannung und ihr Wert eine Funktion der Änderungen der durch den Phasendifferenzmesser abgegebenen Spannungen.

Beispielsweise läßt sich ein Phasendifferenzmesser 9' verwenden, der zwei Spannungen erzeugt, die

ίο dem Sinus bzw. Kosinus der gemessenen Phasendifferenz proportional sind. Die Änderungen der Ausgangsspannungen des Phasendifferenzmessers 9' geben den Kohärenzfehler des in der Leitung 1 laufenden Signals wieder. Die Gleichstromkomponente dieser Ausgangsspannungen wird ausgeschieden und deren Impulse werden gleichgerichtet. Die Ausgangsgleichspannung ist proportional der Amplitude der Impulse, die denjenigen der durch den Phasendifferenzmesser 9' erzeugten Spannungen entsprechen, deren Änderungen die größeren sind.

Die Wirkungsweise des Phasenvergleichers sei nunmehr unter der Voraussetzung beschrieben, daß das Signal sich in der Schleife 1 in der durch den Pfeil 18 angedeuteten Umlaufrichtung fortpflanzt.

Fig. 3 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit den Augenblickswert des elektrischen Feldes der Welle an den Punkten 7 und 8 der Leitung 1, den Eingängen des Phasenvergleichers.

Die in Fig. 3 wiedergegebenen Kurvenzüge T und 8' zeigen, daß dann, wenn die die Leitung 1 sowie die Schaltglieder 3 und 6 umfassende Schleife nicht die gewünschte elektrische Länge besitzt, sich die Phasendifferenz der in der Schleife bei 7 und bei 8 fortschreitenden Welle ändert. Um das Verständnis der folgenden Erklärungen zu erleichtern, seien der Anfangszeitpunkt und der Endzeitpunkt des Durchlaufs am Punkt 7 der Unterbrechung dieser Welle mit 37 und 47 und ferner mit 38 und 48 der Anfangs- und Endzeitpunkt des Durchlaufs am Punkt 8 dieser Unterbrechung bezeichnet.

Man sieht, daß die Differenz Δ Φ zwischen den Phasen der in der Schleife laufenden Welle an den Punkten 7 und 8, den Eingängen des Phasenvergleichers, gleich φ außerhalb des Zeitintervalls 37 bis 48

ist, wobei φ + 2 kro = ωτ ist, wenn r die Durchlaufzeit von 7 nach 8 ist. Während der Zeitspanne 47-38 wird die Differenz Δ Φ gleich ψ-Θ, wobei Θ gleich der Differenz zwischen der gewünschten elektrischen Länge der Schleife und deren tatsächlicher elektrischer Länge ist.

Die beiden Ausgangsspannungen des Phasendifferenzmessers 9' sind — wie bereits erwähnt — doppeltbestimmte Funktionen der Differenz zwischen den an den Punkten 7 und 8 vorhandenen Phasen der in der Schleife laufenden Welle. Diese Spannungen sind während der Zeiträume 47-38 und 48-37 konstant, während zumindest die eine dieser Spannungen in den Zeitspannen 37-47 und 38-48 Änderungen unterworfen ist. Die Amplituden dieser Änderungen sind

Funktionen von (φ — Θ); sie verschwinden für φ — ©=0 oder φ— 6>=2kw.

Der Operatorstromkreis 10 erzeugt eine Spannung, die dem größeren der durch die kurzen Zeitintervalle getrennten, an seinen Eingängen liegenden Impulse

proportional ist. Diese Spannung steuert die Regelschaltung 12.

Fig. 4 zeigt eine Ausfuhrungsform einer Schaltanordnung gemäß der Erfindung unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Schaltelemente. Bei dieser

Ausführungsform sind der Verstärker 3 und die elek-

ironische Einrichtung 6 veränderbarer elektrischer Länge durch ein einziges Schaltungsglied ersetzt, das die Funktionen der Elemente 3 und 6 in sich vereinigt. Wenn die Speicherschaltung beispielsweise mit Hochfrequenz arbeiten soll, kann die elektronische Einrichtung eine Lauffeldröhre sein. Es ist bekannt, daß die Dauer des Zeitintervalls, die zwischen dem Anlegen eines Signals am Eingang einer solchen Röhre und dessen Auftreten am Ausgang verstreicht, eine Funktion der Spannung zwischen Anode und Kathode ist.

Die Eingänge des Phasenvergleichers sind über Richtkoppler an die Leitung geschaltet. Der zwischen diesen Kopplern befindliche Leitungsabschnitt kann eine Länge etwa gleich der Hälfte der Länge der Schleife haben. Zwei Halbleiterschaltungen 26 und 27 sind in den Sekundärleitungen der Koppler in Nähe der Kopplungsöffnurigen angeordnet. Die elektrische Länge der Leitung zwischen den Kopplern ist dann annähernd π/4 Bogenmaß. Unter diesen Bedingungen ist die Phasenverschiebung der von 7 und 8 in Richtung auf die Schaltglieder 26 und 27 abgehenden Wellen ungefähr π/2, und die Ausgangsspannungen des Phasendifferenzmessers 9' genügen den bereits erwähnten Bedingungen.

Die Ausgangsspannungen des Phasenvergleichers werden, gegebenenfalls nach Verstärkung, an den Operator 10 angelegt, dessen Eingangsstromkreise durch die Primärwicklungen zweier Transformatoren 28 und 29 gebildet sind. Die Enden der Sekundärwicklungen dieser beiden Transformatoren sind über Gleichrichter an einen gemeinsamen Schaltungspunkt gelegt. Die Ausgangsspannung des Operators 10 liegt zwischen diesem gemeinsamen Schaltungspunkt und Masse. Diese Spannung ist eine Gleichspannung, und ihr Wert ist proportional der Amplitude des größeren der an den Operator angelegten Impulse.

Der Operator 10 ist mit der Regelschaltung 12 verbunden. Das Bremsgitter der Pentode 13 ist an den Ausgangskreis des Operators geschaltet. Diese Röhre +0 ist gewöhnlich gesperrt, ausgenommen die Verzögerungsleitung 30 überträgt einen den Durchläufen in der Leitung 1 entsprechenden Impuls zugleich hinter und vor dem von dem Signal gebildeten Wellenzug auf die rechte Seite des Kopplers 11. Dann tritt an der Anode der Röhre 13 ein Impuls mit einer Amplitude auf, die der Ausgangsspannung des Operators 10 proportional ist. Dieser Impuls lädt über die Doppeldiode 15 den Kondensator 14 auf, dessen Belege an Masse und am Steuergitter der Röhre 16 liegen. Die Kathode letzterer ist an die Kathode der Röhre 25 und über den Widerstand 17 an Masse oder den Minuspol der Betriebsspannungsquelle geschaltet. Wenn der Kondensator 14 sich auflädt, ändert er über die Röhre 16 den Spannungsabfall am Widerstand 17. Demzufolge wird die PotentialdifEerenz zwischen Anode und Kathode der Röhre 25 und entsprechend die durch diese Röhre verursachte Verzögerung geändert.

Der gleiche Vorgang der Regelung der elektrischen Länge der Schleife der Speicherschaltung wiederholt sich jedesmal, wenn das gespeicherte Signal einen Schleifenumlauf ausführt, solange die Schleife von dem Signal nicht in einem Zeitintervall mit einer etwa dem Vielfachen der Periode dieses Signals gleichen Dauer durchlaufen wird.

Claims (2)

Patentansprüche·.

1. Schaltanordnung zur Speicherung eines periodischen Zeichens unbekannter, insbesondere hoher Frequenz mit einem Verzögerungsglied, dessen Ausgang über einen die im Verzögerungsglied auftretenden Verluste aufhebenden Verstärker den Eingang des Verzögerungsgliedes speist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied eine Übertragungsleitung und eine elektronische Einrichtung aufweist, deren elektrische Länge von einer Regelschaltung in Abhängigkeit der Schwankungen der Ausgangsspannung eines Phasenvergleichers gesteuert wird, der die Änderungen der Differenz zwischen den an zwei Punkten der Übertragungsleitung auftretenden Phasen des in letzterer laufenden Zeichens anzeigt.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung mit veränderlicher elektrischer Länge durch eine definierte Laufzeitverzögerungen hervorrufende Elektronenröhre, z. B. eine Geschwindigkeitsmodulationsröhre oder eine Lauffeldröhre gebildet ist, deren Anoden-Kathoden-Spannung geregelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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