DE1152137B - Verfahren zum Phasen- und Frequenzvergleich unter Verwendung einer Schaltung mit zwei Gleichrichter-strecken - Google Patents

Verfahren zum Phasen- und Frequenzvergleich unter Verwendung einer Schaltung mit zwei Gleichrichter-strecken

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DE1152137B DEST15949A DEST015949A DE1152137B DE 1152137 B DE1152137 B DE 1152137B DE ST15949 A DEST15949 A DE ST15949A DE ST015949 A DEST015949 A DE ST015949A DE 1152137 B DE1152137 B DE 1152137B
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Description

Die Hauptpatentanmeldung St 15206, ^
(deutsche Auslegeschrift 1 144 328) befaßt sich mit einem Verfahren zum Phasen- und Frequenzvergleich unter Verwendung einer Schaltung mit zwei Gleichrichterstrecken, bei der bei übereinstimmender Frequenz der beiden zu vergleichenden Signale eine phasenabhängige Regelspannung erzeugt wird und bei Nichtübereinstimmung der Frequenz die sich ergebende Differenzfrequenzspannung, deren Polarität eine Funktion der Verstimmungsrichtung ist, zwecks Erzeugung einer verstimmungsabhängigen Regelspannung so umgeformt wird, daß sie einen zeitlichen Verlauf hat, bei dem der Spannungsspitzenwert der einen Polarität größer als der Spitzenwert der anderen Polarität, bezogen auf den zeitlichen Mittelwert, ist und bei dem die Umformung der Differenzfrequenzspannung durch deren Integration oder durch Speicherung ihres jeweils letzten Spitzenwertes erfolgt.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, das in der Hauptpatentanmeldung beschriebene Verfahren derart abzuwandeln, daß dieses Verfahren in einfacher Weise auch für sägezahnähnliche Vergleichsspannungen geeignet ist.
Bei einem Verfahren gemäß der Hauptpatentanmeldung wird dies dadurch erreicht, daß bei Zuführung einer sägezahnähnlichen Vergleichsspannung zur Vergleichsschaltung die Synchronisierimpulse, bevor sie der Vergleichsschaltung zugeführt werden, eine Koinzidenzschaltung durchlaufen, der ferner eine zur sägezahnähnlichen Vergleichsspannung synchrone Spannung zugeführt wird, derart, daß nur dann die Synchronisierimpulse die Vergleichsschaltung erreichen, wenn sie mit der steilen Flanke der Sägezahnspannung zusammenfallen.
Die erfindungsgemäße Schaltung gestattet die Verwendung sägezahnähnlicher Vergleichsspannungen; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzfrequenzspannung durch zeitliche Speicherung des zuletzt vorgekommenen Spitzenwertes der Differenzfrequenzspannung so umgeformt wird, daß ihr Mittelwert ebenfalls eine Funktion der Verstimmungsrichtung wird, und daß eine sägezahnähnliche Spannung als Vergleichsspannung der Vergleichsschaltung zugeführt wird und daß die Synchronisierimpulse, bevor sie der Vergleichsschaltung zugeführt werden, eine Koinzidenzschaltung durchlaufen, der gleichzeitig mit dem Sägezahnrücklauf Vergleichsimpulse zugeführt werden, so daß nur dann die Synchronisierimpulse die Vergleichsschaltung erreichen, wenn sie mit der steilen Flanke der Sägezahnspannung in zeitlicher Übereinstimmung sind.
Verfahren zum Phasen-
und Frequenzvergleich unter Verwendung einer Schaltung mit zwei Gleichrichterstrecken
Zusatz zur Patentanmeldung St 15206 VIII a/21a1
(Auslegeschrift 1144 328)
Anmelder:
Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42
Gerhard-Günter Gaßmann,
Berkheim über Eßlingen/Neckar,
ist als Erfinder genannt worden
Die Regelcharakteristik einer Phasenvergleichsschaltung ist allgemein definiert durch die Funktion: Regelspannung in Abhängigkeit von der Phasendifferenz der zu vergleichenden Spannungen. Fig. 3 zeigt eine typische Regelcharakteristik. Besteht keine Übereinstimmung der Frequenz der beiden zu vergleichenden Spannungen, so läuft die Phase dauernd mit der Winkelgeschwindigkeit ω, die der Differenzfrequenz entspricht, durch. Die Ausgangsspannung hat also vor den Regelspannungssiebgliedern je nach Richtung der Frequenzabweichung die in Fig. 4 oder 5 gezeigte Form. Wie man sieht, hängt die Polarität der differenzfrequenten Spannung von der Richtung der Frequenzabweichung ab. In der vorgeschlagenen und der erfindungsgemäßen Schaltung wird diese differenzfrequente Spannung durch zeitliche Speicherung so umgeformt, daß ihr Mittelwert ebenfalls eine Funktion der Verstimmungsrichtung wird. Es entsteht, je nach Verstimmungsrichtung, die in Fig. 6 bzw. 7 gezeigte Form der Differenzfrequenzspannung. Die Speicherung kann in sehr wirtschaftlicher Weise durch Vorspannung der Gleichrichterstrecken erreicht werden. Um diese wirtschaftliche Art der Speicherung durchführen zu können, muß die Phasenvergleichscharakteristik ohne Speicherung, also ohne Vorspannung, gleich oder nahezu gleich der in Abb. 3 gezeigten Form verlaufen. In der bekannten Schaltung wird das dadurch erreicht, daß die impuls-
309 649/118
förmige Rücklaufspannung differenziert wird, so daß die Vergleichsspannung einen zeitlichen Verlauf hat, der der Form der gewünschten Phasenvergleichscharakteristik gleicht.
Die erfindungsgemäße Schaltung gestattet die Verwendung sägezahnähnlicher Spannungen, d. h. Spannungen mit einem relativ steilen Rücklauf, aber weitgehend beliebigem Hinlauf. Um trotzdem die für die Speicherung mittels Vorspannung nötige Form der
der Innenwiderstände der Gleichrichterstrecken. Die Entladezeitkonstante, die möglichst groß sein soll, damit die Speicherwirkung zur vollen Geltung kommt, ist gegeben durch die Größe des Speicherkondensators 15, die Größe des Isolationswiderstandes der Leitungen, die die Regelspannung führen, sowie die Größe des Sperrwiderstandes der Gleichrichterstrecken und des Siebwiederstandes 16. Es können auch andere nichtlineare Elemente, wie span-
Phasenvergleichscharakteristik (wie Fig. 3), wie sie io nungsabhängige Widerstände, Glimmstrecken, Gas-
ohne Vorspannung entsteht, zu bekommen, findet in der erfindungsgemäßen Schaltung eine Koinzidenzschaltung für die Synchronisierimpulse Anwendung, die dafüi sorgt, daß nur solche Synchronisierimpulse
Sägezahnförmige Vergleichsspannungen kommen z. B. bei der Synchronisation der Horizontalablenkung zur Anwendung, wenn der verwendete Horizontal-
z. B. bei Transformatoren mit angehobenen Oberwellen zur Verringerung des Hochspannungsinnenwiderstandes. Des weiteren kommen bei der Vertikal-
zahnförmige Vergleichsspannungen zur Verfügung stehen.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungs-
entladungsstrecken usw., als Gleichrichterstrecken Anwendung finden. Die letztgenannten haben sogar bereits eine ihnen eigene Vorspannung. Des weiteren können als Gleichrichter Verstärkerröhren oder vor-
die Vergleichsschaltung erreichen, die gleichzeitig mit 15 zugsweise Transistoren zur Anwendung kommen, dem Rücklauf der Vergleichsspannung eintreffen. Transistoren eignen sich besonders gut, wenn man
einen npn-Transistor und einen pnp-Transistor anwendet. Bekanntlich sind Transistoren außerordentlich niederohmige Schalter, so daß das Zeitkonstan-
ablenktransformator Rücklaufimpulse liefert, die ao tenproblem sehr einfach zu lösen ist. durch Differenzierung nicht symmetrisch werden, Die Mittelwertspannung der umgeformten Differenzfrequenzspannung ist selbstverständlich geringer als die Spitzenwertspannung. Die Spitzenwertspannung ist identisch mit der größten Phasenvergleichsablenkung nur sägezahnförmige Spannungen vor, so 25 regelspannung (bei gleicher Frequenz der zu vergleidaß dort für eine Vergleichsschaltung auch nur säge- chenden Signale). Die Mittelwertspannung ist identisch mit der größten Frequenzvergleichsregelspannung (bei ungleicher Frequenz der zu vergleichenden Signale). Wir müssen also mit einem Fangbereich
Variante, wie sie zur Synchronisierung der Horizon- 30 rechnen, der zwar erheblich größer als der Phasentalablenkung in Fernsehempfängern zweckmäßig ist. vergleichs-Fangbereich ist (vor allem ist er von der Dem ersten Steuergitter der Koinzidenzstufe 1 wer- Güte der Siebung unabhängig), der aber kleiner als den über den Koppelkondensator 2 die Synchroni- der Haltebereich ist.
sierimpulse zugeführt, 3 ist der Ableitwiderstand. In Schaltungen mit sehr niedriger Differenzfre-
Dem zweiten Steuergitter werden über den Koppel- 35 quenz, z. B. in Synchronisationsschaltungen für die kondensator 5 als Koinzidenzspannung die Rücklauf- Vertikalablenkung in Fernsehempfängern, muß die impulse des Horizontalablenktransformators züge- Speicherentladezeitkonstante sehr groß sein. In solführt. In Fig. 1 ist der Horizontalablenktransformator chen Fällen kann man zur weiteren Erhöhung der durch die Wicklung 4 angedeutet. Der anodenseitige Zeitkonstante das Siebglied vom Speicherkondensa-Impulstransformator 6 führt die Ausgangsimpulse ge- 40 tor elektronisch trennen.
genpolig den beiden Dioden 7 und 8 zu, die mit der Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungs-
Batterie 9 vorgespannt sind. Der Mitte der Sekun- Variante für die Synchronisation der Vertikalablendärwicklung des Impulstransformators 6 wird die kung für Fernsehgeräte. Darin ist 101 die Koinzidurch Integration der Rücklaufimpulse gewonnene denzstufe. Ihr werden über den Koppelkondensator Sägezahnspannung zugeführt. Die Integration erfolgt 45 102 die Synchronisierimpulse zugeführt. 103 ist der mit dem Widerstand 10 und dem Kondensator 11. 12 Ableitwiderstand. Dem zweiten Steuergitter wird ist der Ableitwiderstand des zweiten Steuergitters. 13 über den Koppelkondensator 104 als Koinzidenzist der Schirmgitterwiderstand und 14 der Schirm- spannung eine Parabelspannung zugeführt, die eine gitterabblockkondensator. Der Kondensator 15 dient so große Amplitude hat, daß nur die Spitzenwerte die als Speicherkondensator. Er hat die Aufgabe, bei ab- 50 Röhre entSperren. 105 ist der Ableitwiderstand des weichender Frequenz das Potential des zuletzt vorge- zweiten Steuergitters. Die Parabelspannung entsteht kommenen Spitzenwertes zu speichern, so daß der durch Integration der vom Ablenktransformator Mittelwert der differenzfrequenten Wechselspannung kommenden Sägezahnspannung mit Hilfe des Widermit seiner Polarität von der Richtung der Frequenz- Standes 106 und des Kondensators 107. Der Ablenkabweichung abhängt. Das Siebglied 16, 17,18 und 19 55 transformator ist in Fig. 2 nicht eingezeichnet. Über sorgt für die Störunterdrückung. Die gesiebte Regel- den Impulstransformator 108 werden die Ausgangsspannung wird schließlich der in Fig.l nicht gezeich- impulse den Gleichrichterstrecken 109 und 110 zugeneten Nachstimmeinrichtung zugeführt. führt. Der Mitte der Sekundärwicklung wird als Ver-
Die Größe der Synchronisierimpulse soll etwa gleichsspannung die sägezahnförmige Spannung zuübereinstimmen mit den Spitzenwerten der Ver- 60 geführt.
gleichsspannung innerhalb des Koinzidenzbereiches. Als Gleichrichterstrecken kommen zwei Glimm-
Die Vorspannung hat etwa den 3fachen Wert der strecken zur Anwendung. Sie haben den Vorteil, daß Spitzenwerte, so daß jede Diode mit etwa dem ihre Sperrwiderstände sehr hoch sind und daß sie l,5fachen Wert der Spitzenwerte vorgespannt ist. Die selbst bereits die Vorspannung erzeugen. Als Vor-Aufladezeitkonstante der Speicherung, die möglichst 65 spannung dient die Zündspannung der Glimmklein sein soll, ist gegeben durch die Größe der Ka- strecken. 111 ist der Speicherkondensator. Die Spanpazität des Speicherkondensators und die Größe der nung des Speicherkondensators wird dem Steuergitter Innenwiderstände der Impulsquellen einschließlich der Röhre 112 zugeführt, die als Impedanzwandler
arbeitet. Sie ist in diesem Beispiel mit dem Widerstand 113 stromgegengekoppelt. 114 ist der Anodenwiderstand, der in Verbindung mit den Kondensatoren 115 und 116 sowie dem Widerstand 117 das Siebglied bildet. Die vom Siebglied abgehende Regelspannung wird dem Gitterwiderstand 118 der Sperrschwingerröhre 119 zugeführt. Der Gitterwiderstand 118, der Gitterkondensator 120 und die Größe der Regelspannung bestimmen die Kippfrequenz des Sperrschwingers. 121 ist der Sperrschwingertransfor- ic mator, 122 ist der Anodenwiderstand und 123 der Ladekondensator des Sperrschwingers, an dem sich eine Sägezahnspannung einstellt, die schließlich in bekannter Weise als Steuerspannung für die in Fig. 2 nicht gezeichnete Kippendstufe dient.
Für den Fall, daß als Gleichrichter Transistoren zur Anwendung kommen, besteht die Möglichkeit, die vorgeschaltete Koinzidenzstufe einzusparen und die als Gleichrichter arbeitenden Transistoren selbst als Koinzidenzstufen arbeiten zu lassen, indem der Basis eines jeden der beiden Transistoren die Synchronisierimpulse zugeführt werden und die Emitter-Kollektor-Strecken als gesteuerte Gleichrichterstrekken arbeiten.
Zum Schluß sei noch darauf hingewiesen, daß es selbstverständlich auch bei der erfindungsgemäßen Phasen- und Frequenzvergleichsschaltung möglich ist, statt des Impulstransformators zur Erzeugung gegenphasiger Synchronisierimpulse ein Röhrensystem zu verwenden, wie es bereits von einfachen Phasenvergleichsschaltungen her bekannt ist.

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum Phasen- und Frequenzvergleich unter Verwendung einer Schaltung mit zwei Gleichrichterstrecken, bei der bei übereinstimmender Frequenz der beiden zu vergleichenden Signale eine phasenabhängige Regelspannung erzeugt wird und bei nicht übereinstimmender Frequenz die sich ergebende Differenzfrequenzspannung, deren Polarität eine Funktion der Verstimmungsrichtung ist, zwecks Erzeugung einer verstimmungsabhängigen Regelspannung so umgeformt wird, daß sie einen zeitlichen Verlauf hat, bei dem der Spannungsspitzenwert der einen Polarität wesentlich größer als der Spitzenwert der anderen Polarität, bezogen auf den zeitlichen Mittelwert, ist und bei der nach Hauptpatentanmeldung St 15206 Villa/21a1 die Umformung der Differenzfrequenzspannung durch deren Integration oder durch Speicherung ihres jeweils letzten Spitzenwertes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zuführung einer sägezahnähnlichen Vergleichsspannung zur Vergleichsschaltung die Synchronisierimpulse, bevor sie der Vergleichsschaltung zugeführt werden, eine Koinzidenzschaltung durchlaufen, der ferner eine zur sägezahnähnlichen Vergleichsspannung synchrone Spannung zugeführt wird, derart, daß nur dann die Synchronisierimpulse die Vergleichsschaltung erreichen, wenn sie mit der steilen Flanke der Sägezahnspannung zeitlich zusammenfallen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterstrecken vordurch den jeweiligen Gleichrichterstrom sehr klein gegenüber der Zeitkonstante der Entladung des bzw. der Ladekondensatoren ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierimpulse näherungsweise genauso groß wie die innerhalb des Koinzidenzbereiches liegenden Spitzenwerte der sägezahnähnlichen Vergleichsspannung sind.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter zwei Transistoren verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein pnp- und ein npn-Transistor verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Gleichrichterstrecken arbeitenden Transistoren gleichzeitig als Koinzidenzstufen arbeiten.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der als Amplitudensieb arbeitenden Röhrensysteme zusätzlich als Koinzidenzstufe verwendet wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei impulsförmiger Ausgangsspannung (z. B. einer mit Hilfe des Vergleichsverfahrens synchronisierten Ablenkschaltung) diese direkt als zur sägezahnähnlichen Vergleichsspannung synchrone Spannung der Koinzidenzschaltung zugeführt wird, während der Vergleichsschaltung eine durch Integration der impulsförmigen Ausgangsspannung erzeugte Sägezahnspannung als Vergleichsspannung zugeführt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei sägezahnförmiger Ausgangsspannung diese direkt als Vergleichsspannung der Vergleichsschaltung zugeführt wird, während der Koinzidenzschaltung eine durch Integration der sägezahnförmigen Ausgangsspannung erzeugte Parabelspannung als zur sägezahnähnlichen Vergleichsspannung synchrone Spannung zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Synchronisation der Horizontalablenkung eines Elektronenstrahles, vorzugsweise bei Anwendung eines Horizontalausgangstransformators, der während des Rücklaufes eine Ausgangsspannung mit angehobenen Oberwellen abgibt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Synchronisation der Vertikalablenkung eines Elektronenstrahles.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebglied bzw. die Siebglieder von dem bzw. von den Ladekondensator(en) elektronisch durch eine Röhre oder einen Transistor getrennt wird bzw. werden.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften N 6051 Villa/21a1 gespannt werden und daß die Zeitkonstante der 65 (bekanntgemacht am 24.11. 1955); N 6840 Villa/ Aufladung des bzw. der Ladekondensatoren 21 a1 (bekanntgemacht am 29.12. 1955).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 309 649/118 7.
DEST15949A 1959-04-04 1959-12-30 Verfahren zum Phasen- und Frequenzvergleich unter Verwendung einer Schaltung mit zwei Gleichrichter-strecken Pending DE1152137B (de)

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