DE1208402B

DE1208402B - Method for determining small deviations in the actual frequency of an audio or high-frequency voltage from a target frequency

Info

Publication number: DE1208402B
Application number: DEST22401A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Klaus Kocher
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1964-07-14
Filing date: 1964-07-14
Publication date: 1966-01-05

Description

Verfahren zur Bestimmung kleiner Abweichungen der Istfrequenz einer Ton- bzw. Hochfrequenzspannung von einer Sollfrequenz Die Erfindung bezieht sich auf die Bestimmung kleiner Abweichungen der Istfrequenz einer Ton- bzw.Method for determining small deviations in the actual frequency of a Audio or radio frequency voltage from a target frequency The invention relates on the determination of small deviations in the actual frequency of a tone or

Hochfrequenzspannung von einer Sollfrequenz, insbesondere für die Trägererzeugung der Trägerfrequenztechnik und der Funknavigation.High frequency voltage from a target frequency, especially for the Carrier generation of carrier frequency technology and radio navigation.

Es besteht oft die Aufgabe, die Frequenz eines Generators im Vergleich zu einer Bezugsfrequenz auf gleichen Wert manuell oder automatisch zu regeln bzw. zwei Generatoren auf einen vorbestimmten, sehr kleinen Frequenzabstand zu halten. Hierzu benötigt man Überwachungsanordnungen, die es ermöglichen, Frequenzabweichungen mit hinreichend großer Auflösung und Genauigkeit festzustellen, die also an ihrem Ausgang ein hinreichendes Signal für eine optische Instrumentenanzeige oder zur automatischen Nachstimmung des einen Generators liefern. There is often the task of comparing the frequency of a generator to manually or automatically regulate or adjust to a reference frequency to the same value. to keep two generators at a predetermined, very small frequency spacing. This requires monitoring arrangements that make it possible to detect frequency deviations to be determined with sufficiently high resolution and accuracy, that is to say on your Output a sufficient signal for a visual instrument display or for provide automatic retuning of one generator.

Es ist z. B. eine Anordnung zur Bestimmung geringer Frequenzabweichungen vorgeschlagen worden, bei der zu vergleichende und Bezugsfrequenz je um den gleichen Faktor vervielfacht und durch Mischung dann die Differenzfrequenz erhalten wird. Die Abweichung 8 zwischen zu vergleichender und Bezugsfrequenz hat sich hierbei am Ausgang um den Vervielfachungsfaktor auch vergrößert und kann in einer Frequenzmeßeinrichtung bestimmt bzw. es kann durch einen Frequenzdiskriminator eine Nachregelspannung abgeleitet werden. Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß durch hohe Vervielfachungsfaktoren, die wiederum notwendig sind, um sehr kleine Frequenzunterschiede bestimmen zu können, auch sehr hohe Arbeitsfrequenzen in der Anordnung entstehen, die aus Dimensionierungs und Bauelementegründen unerwünscht sind. Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden. It is Z. B. an arrangement for determining small frequency deviations It has been proposed that the frequency to be compared and the reference frequency are always the same Factor multiplied and then the difference frequency is obtained by mixing. The deviation 8 between the frequency to be compared and the reference frequency has changed at the output also increased by the multiplication factor and can be used in a frequency measuring device determined or a readjustment voltage can be derived by a frequency discriminator will. The disadvantage of this arrangement is that due to high multiplication factors, which in turn are necessary to be able to determine very small frequency differences, also very high working frequencies in the arrangement arise from the dimensioning and component reasons are undesirable. The invention now has the task of to avoid these disadvantages.

Hierzu wird ein Verfahren zur Bestimmung kleiner Abweichungen der Istfrequenz einer Ton- bzw. Hochfrequenzspannung von einer Sollfrequenz, bei der Ist- und Sollfrequenz vervielfacht werden und durch Mischung beider Frequenzen die Differenz erhalten wird, verwendet. For this purpose, a method for determining small deviations in the Actual frequency of a tone or high-frequency voltage from a setpoint frequency at which Actual and target frequency are multiplied and by mixing both frequencies the Difference obtained is used.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Istfrequenz oj t # und die Sollfrequenz # in Vervielfachern (11, 11') um den Faktor n vervielfacht werden, daß in Modlern (21, 21') mit nachgeschalteten Tiefpässen (31, 31') mittels einer von einem Hilfsgenerator (10) gelieferten Frequenz (n-1) . # + # bzw. (n + 1) . # +# in die ursprüngliche Frequenzlage zurückversetzt werden, wobei am Ausgang des dem Modler (21) nachgeschalteten Tiefpasses (31) des die Istfrequenz (co -S cS) vervielfachenden Zweiges die Frequenzabweichung cS um den Faktor n vervielfacht auftritt, daß ferner die Vervielfachung der so erhaltenen Frequenzen in Vervielfachern (12 ... 14 bzw. 12' ... 14') und Mischung in Modlern (22... 24 bzw. 22' ... 24') mit der Frequenz (n-1) # + # bzw. (n+1) # +# des Hilfsgenerators (10) so lange in weiteren Stufen (2...p) fortgesetzt wird, daß durch Mischung der Ausgangsfrequenz des Sollfrequenzzweiges mit der des Istfrequenzzweiges in einem Modler (20) am Ausgang des nachgeschalteten Tiefpasses (30) ein gut meßbarer Wert der vervielfachten Frequenzabweichung erhalten wird. According to the invention, the object is achieved in that the actual frequency oj t # and the target frequency # in multipliers (11, 11 ') by the Factor n can be multiplied that in modlers (21, 21 ') with downstream low-pass filters (31, 31 ') by means of a frequency (n-1) supplied by an auxiliary generator (10) . # + # or (n + 1). # + # are set back to the original frequency position, the actual frequency at the output of the low-pass filter (31) connected downstream of the modler (21) (co -S cS) multiplying branch, the frequency deviation cS multiplied by the factor n occurs that further the multiplication of the frequencies thus obtained in multipliers (12 ... 14 or 12 '... 14') and mixing in modellers (22 ... 24 or 22 '... 24') with the frequency (n-1) # + # or (n + 1) # + # of the auxiliary generator (10) as long as in further stages (2 ... p) that is continued by mixing the output frequency of the nominal frequency branch with that of the actual frequency branch in a modler (20) at the output of the downstream low-pass filter (30) an easily measurable value of the multiplied frequency deviation is obtained.

Die Figur zeigt nun das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung kleiner Abweichungen der Istfrequenz einer Ton- bzw. Hochfrequenzspannung von einer Sollfrequenz. co + cS sei die zu überwachende Frequenz, die von einer Sollfrequenz OJ die Frequenzabweichung aufweist. Die Frequenz # + # werde nun in einer Vervielfacherstufe 11 um den Faktor n auf die Frequenz lt 0) Q lt vervielfacht, während die Sollfrequenz in einer Vervielfacherstufe 11' um den Faktor lt auf die Frequenz n CD vervielfacht wird. In einem Modler 21 bzw. 21' werden nun die Frequenzen n.# + n.# mit der Frequenz (n-1) # +# eines Hilfsgenerators 10 gemischt und die Differenzfrequenz # + n.# - # bzw.#-# den Modlern 21 bzw. 21' nachgeschalteten Tiefpässen 31 bzw. 31' entnommen. The figure now shows the method according to the invention for determination small deviations of the actual frequency of a tone or high frequency voltage from a Reference frequency. co + cS is the frequency to be monitored, that of a reference frequency OJ has the frequency deviation. The frequency # + # will now be in a multiplier stage 11 multiplied by the factor n to the frequency lt 0) Q lt, while the setpoint frequency multiplied in a multiplier stage 11 'by the factor lt to the frequency n CD will. In a modler 21 or 21 ', the frequencies n. # + N. # Are now with the frequency (n-1) # + # of an auxiliary generator 10 mixed and the difference frequency # + n. # - # or # - # taken from the modulers 21 or 21 'downstream low-pass filters 31 or 31'.

Die Frequenzen am Ausgang der Tiefpässe 31 bzw. The frequencies at the output of the low-pass filters 31 and

31' weisen gegeneinander eine um den Vervielfachungsfaktorn vergrößerte Frequenzabweichung von lt auf. Wird dieser Vorgang nun in je einer weiteren Stufe 2 bzw. 2', bestehend aus Vervielfacher 12 bzw.31 'have an increase in relation to one another by the multiplication factor Frequency deviation from lt to. This process is now in a further stage 2 or 2 ', consisting of a multiplier 12 or

12', Modler 22 bzw. 21' und Tiefpaß 32 bzw. 32', wiederholt, so erhält man am Ausgang dieser Stufen 2 bzw. 2' die Frequenzen # + n².#-(n + 1)# bzw. #-(n + 1)#, also gegeneinander eine Frequenzabweichung von n².#. Entsprechend ergibt sich nach einer dritten Stufe 3 bzw. 3' gegeneinander die Frequenzabweichung n3 CS und nach der Stufe p bzw. p' die Abweichung nX #. #. Wie zu ersehen ist, hebt sich hierbei eine Abweichung der Frequenz des Hilfsgenerators 10 um den Betrag # von der Frequenz (n -1) co heraus.12 ', modulator 22 or 21' and low-pass filter 32 or 32 ', repeated, so obtained the frequencies # + n². # - (n + 1) # or # - (n + 1) #, i.e. a frequency deviation of n². # From one another. Correspondingly results After a third stage 3 or 3 ', the frequency deviation n3 from one another CS and after the stage p or p 'the deviation nX #. #. As can be seen, lifts a deviation of the frequency of the auxiliary generator 10 by the amount # from the frequency (n -1) co out.

Werden nun die Ausgangsfrequenzen der Stufen 1, 2.. .p bzw. 1', 2'.. .p' den Eingängen eines Modlers 20 zugeführt, so erhält man am Ausgang eines dem Ausgang des Modlers 20 nachgeschalteten Tiefpasses 30 die Differenzfrequenzen n lt bzw. n2 # bzw. nX #.If the output frequencies of levels 1, 2 .. .p or 1 ', 2' .. .p 'fed to the inputs of a modulator 20, one obtains at the output of a dem Output of the modulator 20 downstream low-pass filter 30 the difference frequencies n lt or n2 # or nX #.

Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist, daß auch bei Bedarf sich beliebig oft wiederholendem Vervielfachungs- und Mischvorgang praktisch keine höhere Frequenz in der Anordnung entsteht als der Wert n w. Da der Vervielfachungsfaktor für die Frequenzabweichung eine Potenz des Faktors n mit der Stufenzahl als Exponent ist, erhält man mit der beschriebenen Anordnung in einfacher Weise hohe Vervielfachungsfaktoren, so daß selbst bei sehr kleinen Abweichungen 6 der Frequenz w + 6 von der Bezugsfrequenz # bald Werte für die vervielfachten Abweichungen <3 erhalten werden, die sich leicht mit einer an sich bekannten Frequenzmeß- bzw. Zähleinrichtung erfassen lassen. The advantage of the method described is that it can also be used if necessary Any number of repetitive multiplication and mixing processes practically no higher Frequency in the arrangement arises as the value n w. Da is the multiplication factor for the frequency deviation a power of the factor n with the number of stages as an exponent high multiplication factors are obtained with the described arrangement in a simple manner, so that even with very small deviations 6 of the frequency w + 6 from the reference frequency # soon values for the multiplied deviations <3 will be obtained, which are can easily be detected with a frequency measuring or counting device known per se.

Nicht besonders braucht wohl ausgeführt zu werden, daß für den Hilfsgenerator 10 anstatt der Frequenz (n -1) #+# auch die Frequenz (n + 1) #+# gewählt werden kann. Ebenso geht aus den vorherigen Ausführungen hervor, daß an die Einhaltung des Absolutwertes und die Frequenzkonstanz des Hilfsgenerators keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden brauchen, da sich bei der beschriebenen Anordnung der Einfluß einer Abweichung d von dem Sollwert (n - 1). # @ bzw. (n + 1) w # heraushebt.Needless to say, that for the auxiliary generator needs to be explained 10 instead of the frequency (n -1) # + # the frequency (n + 1) # + # can also be selected can. It is also apparent from the previous statements that compliance of the absolute value and the frequency constancy of the auxiliary generator are not special Requirements need to be made, as in the described arrangement the influence of a deviation d from the nominal value (n-1). # @ or (n + 1) w # highlights.

Bei der Frequenzmessung nach dem beschriebenen Verfahren wählt man den Vervielfachungsfaktor n zweckmäßigerweise gleich 10. Durch Einsatz eines Wählschalters können dann die Ausgänge der Stufen 1 ...p bzw. 1' .. .p' an die Eingänge des Modlers anschaltbar gemacht werden, so daß sich dann jeweils um den Faktor 10 vervielfachte Frequenzabweichungen <3 am Ausgang des Tiefpasses 30 ergeben. When measuring the frequency according to the method described, one chooses the multiplication factor n is expediently equal to 10. By using a selector switch the outputs of the levels 1 ... p or 1 '.. .p' can then be connected to the inputs of the modulator can be switched on, so that each multiplied by a factor of 10 Frequency deviations <3 at the output of the low-pass filter 30 result.

Um die gleiche Einrichtung für beliebige Ist- und Sollfrequenzen verwenden zu können, kann dann die Frequenzlage einer Istfrequenz Q + <3 und einer Sollfrequenz Q mittels eines weiteren Hilfsgenerators und Modlern mit nachfolgenden Tiefpässen immer in die Frequenzen # + <3 und co umgesetzt werden, für die die Anordnung ausgelegt ist. Auch hierbei geht Absolutfrequenz und Frequenzkonstanz dieses zusätzlichen Hilfsgenerators in das Meßergebnis nicht ein.To use the same device for any actual and setpoint frequencies to be able to, the frequency position of an actual frequency Q + <3 and a target frequency Q by means of a further auxiliary generator and modulators with subsequent low-pass filters are always converted into the frequencies # + <3 and co, for which the arrangement is designed. Here, too, the absolute frequency and frequency constancy of this additional factor Auxiliary generator is not included in the measurement result.

Die vervielfachte Frequenzabweichung nP # 8 kann nun entweder durch einen Frequenzmesser direkt bestimmt werden, oder es wird aus ihr eine der Abweichungsfrequenz proportionale Gleichspannung erzeugt, die zur automatischen Nachregelung der Istfrequenz auf Übereinstimmung mit der Sollfrequenz bzw. Einhalten eines vorgegebenen gewünschten Frequenzabstandes # verwendet wird. The multiplied frequency deviation nP # 8 can now either through a frequency meter can be determined directly, or it becomes one of the deviation frequency from it proportional DC voltage is generated, which is used for automatic readjustment of the actual frequency for compliance with the setpoint frequency or compliance with a predetermined desired Frequency spacing # is used.

Claims

Claims: 1. Method for determining small deviations the actual frequency of an audio or high-frequency voltage from a setpoint frequency the actual and target frequency can be multiplied and the difference obtained by mixing it is shown that the actual frequency # + # and the Setpoint frequency # in multipliers (11, 11 ') are each multiplied by the factor n, that in modlers (21, 21 ') with downstream low-pass filters (31, 31') by means of a Frequency (n-1). # + # or (n + 1). # + in. supplied by an auxiliary generator (10) the original frequency position can be set back, with the modler at the output (21) downstream low-pass filter (31) which multiplies the actual frequency (a) + b) Branch the frequency deviation <3 multiplied by the factor occurs that furthermore the multiplication of the frequencies obtained in this way in multipliers (12 ... 14 or 12 '. . . 14 ') and mixing in Modlern (22....

24 or 22 '... 24') with the frequency (n-1). # + # Or (n + 1) # + # des Auxiliary generator (10) is continued so long in further stages (2 ... p) that through Mixing of the output frequency of the reference frequency branch with that of the actual frequency branch in a modler (20) at the output of the downstream low-pass filter (30) an easily measurable Value of the multiplied frequency deviation is obtained.

2. The method according to claim 1, characterized in that the actual frequency (w + b) and the target frequency (#) is each multiplied by a factor of 10.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a frequency-proportional direct voltage from the multiplied frequency deviation (np. #) is derived, which is used to display the frequency deviation (#) and / or frequency adjustment the actual frequency (co + b) is used.

4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the actual frequency (cv + b) and the frequencies of the outputs the multiplier and mixer stages (1, 2 ... 2p) to the contacts of a selector switch (40) are placed for selection of the measuring range.