DE1176184B - Circuit arrangement for synchronizing an oscillator - Google Patents
Circuit arrangement for synchronizing an oscillatorInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Nummer:Number:
Aktenzeichen:File number:
Anmeldetag:Registration date:
Auslegetag:Display day:
Deutsche Kl.: 21 al - 35/12German class: 21 al - 35/12
R 27703 VIII a/21 alR 27703 VIII a / 21 al
6. April 1960April 6, 1960
20. August 196420th August 1964
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Synchronisierung eines Oszillators mit Synchronimpulsen unter Verwendung einer Taststufe, deren Eingang eine zur Oszillatorfrequenz phasenstarre Sägezahnspannung zugeführt wird. Diese Taststufe wird durch die Synchronimpulse derart gesteuert, daß an einem mit dem Ausgang der Taststufe verbundenen Kondensator eine Regelspannung auftritt, mit der die Oszillatorfrequenz mit der Impulsfolgefrequenz der Synchronimpulse in Gleichlauf gebracht wird.The invention relates to a circuit arrangement for synchronizing an oscillator with sync pulses using a key stage, the input of which is one to the oscillator frequency phase-locked sawtooth voltage is supplied. This key level is determined by the sync pulses controlled in such a way that a control voltage is applied to a capacitor connected to the output of the sampling stage occurs, with which the oscillator frequency with the pulse repetition frequency of the sync pulses in Is brought synchronously.
Nach einem bekannten Verfahren zur Synchronisierung eines Oszillators mit einer empfangenen Folge von Synchronimpulsen wird einerseits eine Sägezahnspannung — deren Folgefrequenz gleich der der Oszillatorfrequenz ist — erzeugt und andererseits werden zwei Folgen von Tastimpulsen — die mit dem Synchronsignal koinzidieren aber gegenphasig sind — abgeleitet. Mit der Sägezahnspannung und mit den Tastimpulsen wird dann eine Regelspannung erzeugt, deren Amplitude und Polarität hinsichtlich der Größe und Richtung einer zwischen der Oszillatorfrequenz und der empfangenen Folge von Synchronimpulsen auftretenden Phasendifferenz charakteristisch ist. Üblicherweise werden nach diesem bekannten Verfahren die aus den Synchronimpulsen erzeugten Tastimpulse einer Taststufe zugeführt, welche nur die während der Dauer der Tastimpulse auftretenden Amplituden der Sägezahnspannung bei der Erzeugung der Regelspannung wirksam werden läßt.According to a known method for synchronizing an oscillator with a received one The sequence of synchronizing pulses is, on the one hand, a sawtooth voltage - the repetition frequency of which is equal to the the oscillator frequency is - generated and on the other hand two sequences of strobe pulses - the coincide with the synchronous signal but are out of phase - derived. With the sawtooth voltage and with the strobe pulses a control voltage is then generated, its amplitude and polarity in terms of the size and direction of a sequence between the oscillator frequency and the received sequence of synchronous pulses occurring phase difference is characteristic. Usually after this known methods, the keying pulses generated from the sync pulses are fed to a keying stage, which only the amplitudes of the sawtooth voltage occurring during the duration of the probe pulses can be effective in generating the control voltage.
Wenn sich die Oszillatorfrequenz wesentlich von der Synchronfrequenz unterscheidet, hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die erzeugte Regelspannung selbst einen sägezahnförmigen Verlauf hat, dessen Wiederholungsfrequenz gleich der Differenzfrequenz (zwischen der Folgefrequenz und der Oszillatorfrequenz) ist, so daß keine Synchronisierung zustande kommt, es sei denn die Zeitkonstante der Oszillatorsteuereinrichtung, welcher die Regelspannung zugeführt wird, wäre sehr klein. Wenn dies aber der Fall ist, dann ist das Regelsystem selbst bei kleinen Störungen der empfangenen Synchronimpulse sehr störanfällig. If the oscillator frequency differs significantly from the synchronous frequency, this method has the disadvantage that the generated control voltage itself has a sawtooth-shaped curve, its Repetition frequency equal to the difference frequency (between the repetition frequency and the oscillator frequency) is, so that no synchronization takes place, unless the time constant of the oscillator control device, to which the control voltage is fed would be very small. But if this is the case is, then the control system is very susceptible to interference even in the event of minor disturbances in the received sync pulses.
Die Erfindung bezweckt, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die nur einen geringen Aufwand an Schaltungsmitteln erfordert und durch welche die Nachteile des bekannten Verfahrens vermieden werden.The aim of the invention is to provide a circuit arrangement that requires only little effort Requires circuit means and avoids the disadvantages of the known method will.
Erfindungsgemäß ist die Taststufe derart ausgebildet, daß der maximale Strom, der während der
Dauer einzelner Synchronimpulse zur Umladung des Schaltungsanordnung zur Synchronisierung
eines OszillatorsAccording to the invention, the sensing stage is designed such that the maximum current that during the duration of individual sync pulses for reloading the circuit arrangement for synchronization
an oscillator
Anmelder:Applicant:
Rank-Bush Murphy Limited, LondonRank-Bush Murphy Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. W. Lampert, Patentanwalt,
Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4Dr.-Ing. W. Lampert, patent attorney,
Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
John Lewis Edwin Baldwin, Croydon, SurreyJohn Lewis Edwin Baldwin, Croydon, Surrey
(Großbritannien)(Great Britain)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 9. April 1959 (11 977)Great Britain 9 April 1959 (11 977)
Kondensators zur Verfügung steht, derart begrenzt wird, daß der an diesem Kondensator entstehende maximale Spannungssprung nur einen Bruchteil der Amplitude der Sägezahnspannung beträgt, die der Taststufe zugeführt wird. Dieser maximale Spannungssprung soll vorzugsweise etwa 20 bis 30% der Amplitude der Sägezahnspannung betragen. Die durch die Erfindung gegebenen Vorteile sind darin zu sehen, daß die Synchronisierung auch bei wesentlich voneinander abweichenden Oszillator- und Synchronfrequenzen durchgeführt wird (der Fang- oder Einspringbereich wird also vergrößert) und weniger störanfällig ist als bei dem eingangs beschriebenen bekannten Verfahren.Capacitor is available, is limited in such a way that the resulting at this capacitor maximum voltage jump is only a fraction of the amplitude of the sawtooth voltage that the Duty cycle is supplied. This maximum voltage jump should preferably be about 20 to 30% of the Amplitude of the sawtooth voltage. The advantages given by the invention are therein to see that the synchronization even with significantly different oscillator and synchronous frequencies is carried out (the catch or jump-in area is thus increased) and less is susceptible to failure than in the known method described at the outset.
Es ist vorteilhaft, wenn die Taststufe in an sich bekannter Weise aus vier in Brückenschaltung geschalteten Dioden besteht, welche periodisch durch Tastimpulse entgegengesetzter Polarität—abgeleittet aus den Synchronimpulsen — leitend gemacht werden. Diese Tastimpulse werden über Schaltelemente, vorzugsweise über Widerstände, der Brückenschaltung zugeleitet, die derart bemessen sind, daß der Kondensatorladestrom begrenzt wird, wenn die Spannung zwischen dem Eingang und Ausgang dieser Brückenschaltung einen festgelegten Wert überschreitet. It is advantageous if the key stage is made up of four bridged circuits in a manner known per se Diodes, which are periodically discharged by tactile impulses of opposite polarity from the sync pulses - made conductive. These tactile impulses are transmitted via switching elements, preferably fed through resistors to the bridge circuit, which are dimensioned such that the Capacitor charging current is limited when the voltage between the input and output of this Bridge circuit exceeds a specified value.
+09 657/181+09 657/181
3 43 4
Die Erfindung und Ausführungsbeispiele derselben rechteckförmigen Tastimpulse, derart, daß dieThe invention and embodiments of the same rectangular probe pulses, such that the
werden an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert. Brückenschaltung nun nur eine kürzere Zeitdauerare shown on the basis of FIG. 1 to 4 explained in more detail. Bridge circuit now only for a shorter period of time
Es zeigt geöffnet ist, wodurch zur Aufladung des Konden-It shows it is open, which means that the condensate is charged
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur Synchroni- sators 9 nunmehr eine kürzere Zeitdauer zur Versierung eines Oszillators, 5 fügung steht. Zur Begrenzung dieses LadestromesF i g. 1 a circuit arrangement for the synchronizer 9 now a shorter period of time for versatility an oscillator, 5 is available. To limit this charging current
F i g. 2 Impulsformen wie sie bei der Schaltungs- können jedoch auch stromstabilisierende Schaltanordnung nach Fig. 1 nach einem bekannten Ver- elemente, wie z.B. Pentoden, oder nichtlineare fahren und nach der Erfindung auftreten, Widerstände derart geschaltet werden, daß der Lade-F i g. 2 Pulse shapes like those used in the circuit can also be used for current-stabilizing circuit arrangements according to Fig. 1 according to a known ver elements, such as pentodes, or nonlinear ones drive and occur according to the invention, resistors are switched in such a way that the charging
F i g. 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele der strom in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz Erfindung unter Verwendung von Halbleiterdioden. io zwischen dem Eingang und dem Ausgang derF i g. 3 and 4 further exemplary embodiments, the current as a function of the voltage difference Invention using semiconductor diodes. io between the input and the output of the
Nach Fig. 1 wird über die Klemme 1 die in Diodenbrückenschaltung begrenzt wird.According to Fig. 1, the terminal 1 is limited in the diode bridge circuit.
F i g. 2 a dargestellte Folge von Synchronimpulsen α Nach Durchführung dieser Änderungen zeigt dieF i g. 2 a illustrated sequence of synchronizing pulses α After these changes have been made, the shows
dem Generator 2 zugeleitet, welcher daraus je eine am Kondensator 9 auftretende Regelspannung denfed to the generator 2, which therefrom each a control voltage occurring across the capacitor 9 the
gegenphasige Folge von gleichzeitig mit den Syn- Verlauf der voll eingezeichneten Linie nach F i g. 2 d. chronimpulsen auftretenden Tastimpulsen erzeugt. 15 Dieser Verlauf ist asymmetrisch, da durch die Be-antiphase sequence of simultaneous with the syn- course of the fully drawn line according to FIG. 2 d. chronimpulsen generated tactile pulses. 15 This course is asymmetrical because the loading
Dieser Generator 2 kann beispielsweise ein kathoden- grenzung des Ladestromes eine schnell wechselndeThis generator 2 can, for example, have a cathode boundary of the charging current that changes rapidly
gekoppeltes Paar von Elektronenröhren sein, von Aufladung des Kondensators 9 verhindert wird,be coupled pair of electron tubes, is prevented from charging the capacitor 9,
denen die eine durch die eintretenden Synchron- wenn sich einer der Synchronimpulse α zeitlich überwhich one by the entering synchronous when one of the synchronous pulses α is over time
impulse gesperrt und von denen die andere geöffnet die Dauer des Rücklaufs der Sägezahnspannung b wird, so daß an deren Anoden die Tastimpulse ent- 20 verschiebt, wie es bei Kurve c im Punkt 14 der Fallpulses blocked and the other of which is opened, the duration of the return of the sawtooth voltage b , so that the probe pulses are displaced at their anodes, as is the case with curve c at point 14
gegengesetzter Polarität entstehen. Diese durch den ist. Der gestrichelte Linienzug in F i g. 2 d zeigtopposite polarity arise. This by the is. The dashed line in FIG. 2d shows
Generator 2 erzeugten Tastimpulse werden über die vergleichsweise wieder die Regelspannung nachGenerator 2 generated pulse pulses are comparatively again the control voltage after
Widerstände 3 und 4 einer Taststufe in Form einer F i g. 2 c.Resistors 3 and 4 of a sensing stage in the form of a F i g. 2 c.
Brückenschaltung, bestehend aus den Dioden 5 bis 8 Die nach der Erfindung erzeugte Regelspannung zugeleitet. Zwischen der Verbindungsstelle der 25 ist also asymmetrisch, und zwar derart, daß die amBridge circuit, consisting of diodes 5 to 8 The control voltage generated according to the invention forwarded. Between the junction of 25 is therefore asymmetrical, in such a way that the on
Dioden 7 und 8 und der Masse ist der Konden- Kondensator 9 erzeugte Regelspannung eine Ände-Diodes 7 and 8 and the ground, the condenser 9 generated control voltage is a change
sator 9 vorgesehen, an dem eine Regelspannung zur rung der Oszillatorfrequenz des Oszillators 10 in derSator 9 is provided on which a control voltage for tion of the oscillator frequency of the oscillator 10 in the
Nachregelung des Oszillators erzeugt wird. Die Os- richtigen Richtung bewirkt und auf diese Weise dieAdjustment of the oscillator is generated. The Os- right direction causes and in this way the
zillatorfrequenz wird einerseits über die Klemme 11 Oszillatorfrequenz schnell mit den zugeführten Synzu weiterer Verwendung abgegeben und andererseits 30 chronimpulsen in Synchronismus bringt,The oscillator frequency is on the one hand oscillator frequency quickly with the supplied Synzu via terminal 11 further use and on the other hand brings 30 chronological pulses into synchronicity,
wird sie über die Leitung 12 dem Sägezahngenerator F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel derit is via the line 12 to the sawtooth generator F i g. 3 shows a further embodiment of FIG
13 zugeführt, welcher eine sägezahnförmige Spannung Erfindung, nach welcher die Sägezahnimpulse b 13 supplied, which a sawtooth-shaped voltage invention, after which the sawtooth pulses b
mit Oszillatorfrequenz erzeugt. Diese Sägezahn- (Fig. 2) über die Klemme 20 dem Eingang einergenerated with oscillator frequency. This sawtooth (Fig. 2) via the terminal 20 to the input of a
spannung b (Fig. 2) wird der Verbindung der Vierdiodenbrückenschaltung — bestehend aus denvoltage b (Fig. 2) is the connection of the four-diode bridge circuit - consisting of the
Dioden 5 und 6 zugeleitet. 35 Dioden 21 bis 24 (Typen OA 7) — zugeleitet werden.Diodes 5 and 6 fed. 35 diodes 21 to 24 (types OA 7) - can be fed in.
Die Wirkungsweise dieser an sich bekannten Wenn diese Dioden durch Tastimpulse leitend ge-Schaltungsanordnung wird durch die in F i g. 2 dar- macht werden, dann wird die Aufladung des Kongestellten Impulsformen a, b und c näher erläutert. densators 25 proportional den augenblicklich auftre-Dabei wird angenommen, daß sich die Impulsfolge- tenden Amplituden der Sägezahnimpulse b abgefrequenz der Synchronimpulse α wesentlich von der- 40 ändert. Die Dioden 21 bis 24 werden durch Tastjenigen der Sägezahnimpulse b unterscheidet und impulse periodisch leitend gemacht, welche der daß insbesondere auf acht Synchronimpulse α neun anderen Diagonale der Brückenschaltung von der Sägezahnimpulse b entfallen. Während des Auf- Sekundärwicklung 26 des Transformators 27 zugetretens der mit den Synchronimpulsen α koinzidenten leitet werden. Der Primärwicklung 28 werden über Tastimpulse wird die Brückenschaltung geöffnet und 45 die Klemmen 29 entsprechende Impulse in üblicher proportional der jeweils während der Synchron- Weise von einem Generator zugeleitet. Der Kondenimpulse α vorhandenen Amplitude der Sägezahn- sator 30 liegt in Serie mit der Sekundärwicklung 26 impulse b der Kondensator 9 mehr oder weniger auf- des Transformators 27, damit die Sperrspannung der geladen, so daß sich die Regelspannung c ausbildet. Brückenschaltung während der Zeit zwischen den Dabei ist die Regelspannung, die sich bei großen 50 Impulsen aufrechterhalten wird. Dieser Kondensator Spannungsunterschieden am Ein- und Ausgang der 30 wird durch den Widerstand 31 überbrückt, wo-Brückenschaltungen einstellt, wesentlich verschieden durch während der Zeitperiode zwischen den Tastvon der Regelspannung, die bei kleinen Spannungs- impulsen eine einstellbare Ladungsmenge abfließen unterschieden auftritt, so daß die Regelspannung c kann. Erfindungsgemäß ist der Betrag, um den sich einen großen Spannungssprung im Punkt 14 aufweist. 55 die Aufladung des Kondensators 25 während der Unter den dargestellten Verhältnissen ist die Diffe- Dauer der einzelnen Tastimpulse verändern kann, renzfrequenz relativ groß, und die sich am Konden- durch den Widerstand 31 begrenzt. Bei diesem Aussator 9 ausbildende Regelspannung kann den Os- führungsbeispiel hat der Kondensator 25 einen Wert zillator 10 nicht derart nachregeln, daß die Oszilla- von 0,05 μΡ, die Spannung an der Sekundärwicklung torfrequenz mit der ankommenden Folge von 60 26 des Transformators 27 ist 30 V, und dem Wider-Synchronimpulsen α in Synchronismus ist. stand 31 von 1 ΜΩ liegt der Kondensator 30 vonThe mode of operation of this known per se. 2, then the charging of the congested pulse shapes a, b and c is explained in more detail. The capacitor 25 is proportional to the instantaneous occurrence. It is assumed that the pulse-train amplitudes of the sawtooth pulses b ab frequency of the synchronizing pulses α change significantly from the 40. The diodes 21 to 24 are different Tastjenigen b by the sawtooth pulses and pulses periodically made conductive, which of the eight sync pulses that particular α nine other diagonal of the bridge circuit of the sawtooth b omitted. During the on-secondary winding 26 of the transformer 27 entered which conducts α coincident with the sync pulses. The bridge circuit is opened to the primary winding 28 via tactile pulses and the pulses corresponding to the terminals 29 are supplied from a generator in the usual proportions to the respective during the synchronous manner. The α Kondenimpulse existing amplitude of the sawtooth sator 30 is in series with the secondary winding 26 of the capacitor 9 b impulse more or less up of the transformer 27, so that the blocking voltage charged so that the control voltage is formed of, c. Bridge circuit during the time between the Here is the control voltage that is maintained with large 50 pulses. This capacitor voltage differences at the input and output of 30 is bridged by the resistor 31, where bridge circuits are set, significantly different due to the time period between the scanning of the control voltage, which occurs with small voltage pulses, an adjustable amount of charge, so that the Control voltage c can. According to the invention, the amount by which there is a large voltage jump at point 14 is. 55 the charging of the capacitor 25 during the Under the conditions shown, the difference in duration of the individual key pulses can change, the reference frequency is relatively large, and is limited by the resistor 31 at the capacitor. In this Aussator 9 forming control voltage can the Os- guide example, the capacitor 25 has a value zillator 10 not readjust in such a way that the oscillator of 0.05 μΡ, the voltage on the secondary winding gate frequency with the incoming sequence of 60 26 of the transformer 27 is 30 V, and the reverse sync pulses α is in synchronism. If 31 stood at 1 ΜΩ, the capacitor 30 was at
Zur Durchführung der Erfindung ist die Dioden- 0,01 μΡ parallel.To carry out the invention, the diode is 0.01 μΡ in parallel.
brückenschaltung derart abgeändert, daß der Lade- F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der strom für die Auf- oder Entladung des Konden- Erfindung, wobei eine aus den Dioden 21 bis 24 besators 9 begrenzt wird. Im Hinblick auf die bekannte 65 stehende Brückenschaltung wie nach F i g. 3 einer-Schaltungsanordnung können die Widerstände 3 seits mit Klemme 20 und andererseits mit dem und 4 durch andere größere Widerstände ersetzt Kondensator 25 verbunden ist. An den Anodenwerden. Diese bewirken eine Verschleifung der widerständen 32 bzw. 33 der Elektronenröhren 34bridge circuit modified so that the charging F i g. 4 shows a further embodiment of FIG current for charging or discharging the condenser invention, one of the diodes 21 to 24 besators 9 is limited. With regard to the known 65 standing bridge circuit as shown in FIG. 3 a circuit arrangement the resistors 3 on the one hand with terminal 20 and on the other hand with the capacitor 25 and 4 replaced by other larger resistors. At the anode be. These cause the resistors 32 and 33 of the electron tubes 34 to slip
bzw. 35 — welche durch einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 36 gekoppelt sind — entstehen Tastimpulse. Die Steuergitter der Elektronenröhren 34 und 35 sind derart vorgespannt, daß die Kathodenanodenstrecke der Elektronenröhre 34 normalerweise Strom führt, wogegen die Kathodenanodenstrecke der Röhre 35 gesperrt ist. Synchronimpulse 37 negativer Polarität werden dem Steuergitter der Elektronenröhre 34 zugeleitet, wodurch diese Verhältnisse umgekehrt werden, so daß Tastimpulse positiver bzw. negativer Polarität an den Anoden der Elektronenröhren 34 bzw. 35 entstehen und über die Kondensatoren 38 bzw. 39 den entsprechenden Eingängen der Brückenschaltung zugeleitet werden. Diese Eingänge sind durch den Widerstand 40 leitend verbunden, welcher im Verhältnis zu den Kondensatoren 38 und 39 derart bemessen ist, daß die Änderung der Aufladung des Kondensators 25, welche während der Dauer der einzelnen Tastimpulse bewirkt werden kann, in erwünschter Weise begrenzt wird. Die an den Anodenwiderständen der Elektronenröhren 34 bzw. 35 entstehenden Impulse haben eine Amplitude von 30 V, die Kondensatoren 38, 39 einen Betrag von 0,01 μι und der Widerstand 40 einen Betrag von 1 ΜΩ.or 35 - which are coupled by a common cathode resistor 36 - create tactile pulses. The control grids of the electron tubes 34 and 35 are biased in such a way that the cathode anode section of the electron tube 34 normally conducts current, whereas the cathode anode section of the tube 35 is blocked. Synchronous pulses 37 of negative polarity are fed to the control grid of the electron tube 34, whereby these relationships are reversed, so that tactile pulses of positive or negative polarity arise at the anodes of the electron tubes 34 and 35 and fed via the capacitors 38 and 39 to the corresponding inputs of the bridge circuit will. These inputs are conductively connected by the resistor 40, which is dimensioned in relation to the capacitors 38 and 39 such that the change in the charge of the capacitor 25, which can be caused during the duration of the individual pulse pulses, is limited in the desired manner. The pulses arising at the anode resistors of the electron tubes 34 and 35 have an amplitude of 30 V, the capacitors 38, 39 an amount of 0.01 μι and the resistor 40 an amount of 1 ΜΩ.
Die Klemmen 41 nach Fig. 3 und 4 sind mit einem Oszillator (ähnlich dem Oszillator 10 nach Fig. 1) leitend verbunden, dessen Frequenz einerseits zur weiteren Verwendung abgegeben wird und womit andererseits ein Generator (ähnlich dem Generator 13 nach F i g. 1) zur Erzeugung der Sägezahnimpulse b synchronisiert wird.The terminals 41 according to FIGS. 3 and 4 are conductively connected to an oscillator (similar to the oscillator 10 according to FIG. 1), the frequency of which is output on the one hand for further use and on the other hand a generator (similar to the generator 13 according to FIG. 1) ) is synchronized to generate the sawtooth pulses b.
Claims (7)
Deutsche Patentschrift Nr. 941 065.Considered publications:
German patent specification No. 941 065.
Applications Claiming Priority (1)
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DE (1) | DE1176184B (en) |
GB (1) | GB944161A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
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NL8600945A (en) * | 1986-04-15 | 1987-11-02 | Philips Nv | COIN-CIDENTIAL IN A LINE SYNCHRONIZER. |
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- 1959-04-09 GB GB1197759A patent/GB944161A/en not_active Expired
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1960
- 1960-04-06 DE DER27703A patent/DE1176184B/en active Pending
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Also Published As
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GB944161A (en) | 1963-12-11 |
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