DE1194463B - Frequenzregelschaltung - Google Patents

Description

• Frequenzregelschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Frequenzregelschaltung zur Synchronisierung der Frequenz eines zu stabilisierenden veränderbaren Oszillators auf die Frequenz eines anderen Oszillators unter Verwendung einer dem veränderbaren Oszillator zugeordneten Reaktanzschaltung, die durch eine Frequenzregelspannung in Verbindung mit einer den Suchvorgang einleitenden Wobbelspannung gesteuert wird und wobei die Wobbelspannung in einem außerhalb des Gleichstromregelweges liegenden Wobbelgenerator erzeugt wird.
• Es ist bereits bekannt, einen frei schwingenden Oszillator über eine Frequenzregelschaltung auf ein Frequenznormal, z.B. auf das Oberwellenspektrum eines Quarzgenerators, zu synchronisieren, auf dessen Oberwellen der Oszillator elektrisch einrastbar ist. Dabei wird die Frequenz des frei schwingenden Oszillators gegebenenfalls nach mehrfacher Umsetzung in einer Phasenbrücke mit der Quarznormalfrequenz verglichen und eine daraus erhaltene Regelspannung zur Nachregelung des frei schwingenden Oszillators mittels einer Reaktanzschaltung benutzt. Der frei schwingende Oszillator wird dadurch starr an die Oberwelle des Quarzgenerators gebunden. Um den Fangbereich bei einem solchen Synchronisiervorgang zu vergrößern, ist es auch bekannt, in die Regelleitung einen Gleichstromverstärker zu legen, der durch innere Rückkopplung mit einer tiefen Frequenz schwingt. Der Gleichstromverstärker im Regelweg hat jedoch den Nachteil, daß er entweder unsicher schwingt oder nur unsicher gesperrt werden kann und vor allem, daß der Nullpunkt nicht ohne besonderen Aufwand stabil bleibt. Da jedoch die Veränderung des Nullpunktes die Frequenz des frei schwingenden Oszillators verändert, wirkt sich dies wie eine Inkonstanz des Oszillators aus, was nicht immer tragbar ist. Außerdem ist es damit nur schwer möglich, den Fangbereich und den Festhaltebereich des frei schwingenden Oszillators gleich groß zu machen.
• Es wurde bereits vorgeschlagen, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß die Wobbelspannung in einem außerhalb der Regelleitung liegenden Wobbelgenerator erzeugt wird, dessen Schwingungszustand beim Auftreten einer Frequenzregelspannung gestoppt wird, und daß eine Reaktanzschaltung mit zwei entkoppelten Eingängen verwendet wird, damit die Wobbelspannungen getrennt zugeführt werden können. Insbesondere bei hohen Frequenzen ist es jedoch vorteilhaft, die Reaktanzschaltung auf der einen Seite hochfrequenzmäßig an Masse legen zu können. Da jedoch in der bereits vorgeschlagenen Schaltung beide Eingänge der Reaktanzschaltung mit einer Regelleitung verbunden sind, ist eine unmittelbare Verbindung mit Masse nicht durchführbar. Außerdem erfordert die Verwendung zweier Regelleitungen wesentlich höhere Anforderungen an die .Dimensionierung der Regelanordnung.
• Es ist bereits bekannt, die Wobbelspannung in einem außerhalb des Gleichstromweges liegenden Suchgenerator zu erzeugen. In dieser bekannten Anordnung bildet der Regelweg gleichzeitig den für den Betriebszustand des Suchgenerators maßgeblichen Außenwider= stand. Der Suchgenerator liegt parallel zur Regelleitung, wodurch die Regeleigenschaft nachteilig beeinflußt und die Bemessung der Regelschleife kritisch ist. Ein anderer Nachteil der bekannten Schaltung besteht darin, daß die Amplitude der Suchspannung kleiner als die Maximalspannung, die der Phasendiskriminator in Abhängigkeit von der Phasenverschiebung zwischen den beiden zu vergleichenden Frequenzen liefert, bleiben muß.
• Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Ausgänge des die Wobbelspannung liefernden Wobbelgenerators und des die Frequenzregelspannung liefernden Phasendiskrimina= tors in Reihe geschaltet sind und daß der Phasendiskriminator als Reihenschlußgegenkopplung in den Rückkopplungsweg des Wobbelgenerators einbezogen ist, derart, dal3. eine am Ausgang des Phasendiskriminators auftretende Frequenzregelspannung die Schwingungen des Wobbelgenerators stoppt. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird also die an sich vorhandene Gegenkopplung des Regelvorganges benutzt, um einen für den ungerasteten Zustand ausgelegten Rückkopplungsweg des Wobbelgenerators unwirksam zu machen. Die Anordnung bietet daher den großen Vorteil, daß die Verwendung des Wobbelzusatzes für den Regelvorgang völlig unkritisch ist und praktisch keinen Einfluß auf die Regeleigenschaften hat, so daß die Regelschleife ohne Rücksicht auf ein späteres Einfügen eines Wobbelgenerators dimensioniert werden kann. Außerdem ermöglicht es die Anordnung, die Reaktanzschaltung auf der mit der Regelleitung verbundenen Seite hochfrequenzmäßig mit Masse zu verbinden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Dimensionierung der Schaltung in weiten Grenzen veränderbar ist und die Stabilität des Regelsystems von der Einschaltung des Wobbelgenerators praktisch unabhängig ist. Die Amplitude der im Wobbelgenerator erzeugten Suchspannung ist an keine obere Grenze gebunden, woraus eine große Sicherheit beim Fangvorgang des Oszillators resultiert. Die Suchspannung kann so hoch gewählt werden, daß Spannungserniedrigungen, z.B. durch Alterung von Bauelementen, nicht zur Auswirkung kommen.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der als Punkt kleinster Schwingamplitude gekennzeichnete Eingang des Wobbelgenerators mit demjenigen Punkt des Phasendiskriminators verbunden, der Anschlußpunkt der Regelleitung ist, wobei der Ausgang des Wobbelgenerators mit dem Ausgang des Phasendiskriminators, der an Erdpotential liegt, verbunden ist.
• Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
• In der Figur ist das durch die Fangschaltung ergänzte Regelsystem, bestehend aus dem Phasendiskriminator D, dem Wobbelgenerator W und dem Abstimmkreis des Hochfrequenzoszillators, im Prinzip dargestellt.
• Die Frequenzregelleitung verbindet den Ausgang des Phasendiskrim.inators D über ein Zeitkonstantenglied mit der Bezeichnung r mit der Siliziumdiode Y im Schwingkreis des Hochfrequenzoszillators. Der Wobbelgenerator W liegt außerhalb dieses Gleichspannungsregelkreises, ist jedoch wechselstrommäßig insofern mit dem Regelkreis in Serie geschaltet, als sein Ausgang zwischen den Phasendiskriminator D und Massepotential geschaltet ist. Sein Schwingungszustand wird über den mit RK bezeichneten Rückkopplungsweg, der den Phasendiskriminator D einschließt, so lange aufrechterhalten, wie der Hochfrequenzoszillator nicht auf eine bestimmte Frequenz elektrisch eingerastet, d.h. die Regelschleife aufgebaut ist. Die am Ausgang A des Wobbelgenerators entnommene Wechselspannung und die in Reihe liegende Gleichvorspannung U sind mit dem Phasendiskriminator in Reihe geschaltet. Der Rückkopplungsweg RK des Wobbelgenerators W schließt sich über den Phasendiskriminator bis zum Eingang E Der Wobbelgenerator W ist so ausgelegt, daß der mit dem Ausgang des Phasendiskriminators verbundene Eingang E den Punkt der kleinsten Schwingamplitude darstellt. Dadurch kann der Schwingungszustand des Wobbelgenerators besonders leicht gestoppt werden. Die der Gleichvorspannung U überlagerte Wobbelspannung gelangt über den Phasendiskriminator und das Zeitkonstantenglied z an die Siliziumdiode V. Sobald der Hochfrequenzoszillator in den eingerasteten Zustand übergeht, entsteht am Ausgang des Phasendiskriminators die zur Wobbelspannung gegenphasige Regelspannung, womit die Rückkopplungsbedienung nicht mehr erfüllt und die Selbsterregung des Wobbelgenerators W beendet ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Frequenzregelschaltung zur Synchronisierung der Frequenz eines zu stabilisierenden veränderbaren Oszillators auf die Frequenz eines anderen Oszillators unter Verwendung einer dem veränderbaren Oszillator zugeordneten Reaktanzschaltung, die durch eine Frequenzregelspannung in Verbindung mit einer den Suchvorgang einleitenden Wobbclspannung gesteuert wird und wobei die Wobbelspannung in einem außerhalb des Gleichstromregelweges liegenden Wobbelgenerator erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,daßdieAusgänge des die Wobbelspannung liefernden Wobbelgenerators und des die Frequenzregelspannung liefernden Phasendiskriminators in Reihe geschaltet sind und daß der Phasendiskriminator als Reihenschlußgegenkopplung in den Rückkopplungsweg des Wobbelgenerators einbezogen ist, derart, daß eine am Ausgang des Phasendiskriminators auftretende Frequenzregelspannung die Schwingungen des Wobbelgenerators stoppt.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Punkt kleinster Schwingamplitude gekennzeichnete Eingang des Wobbelgenerators mit demjenigen Punkt des Phasendiskriminators verbunden ist, der Anschlußpunkt der Regelleitung ist, und daß der Ausgang des Wobbelgenerators mit dem Ausgang des Phasendiskriminators verbunden ist, der an Erdpotential liegt.
3. 3. Frequenzregelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Regelleitung verbundene Seite der Reaktanzschaltung hochfrequenzmäßig an Masse geschaltet ist.
4. 4. Frequenzregelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ausgangsspannung des Wobbelgenerators eine statische Vorspannung in Reihe geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 817 925, 855 420, 931599, 936 881, 948 169; »Frequenz«, Heft 10/1960, S. 335 bis 343.