DE1214721B - Automatic frequency control circuit - Google Patents

Automatic frequency control circuit

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DE1214721B
DE1214721B DEF27821A DEF0027821A DE1214721B DE 1214721 B DE1214721 B DE 1214721B DE F27821 A DEF27821 A DE F27821A DE F0027821 A DEF0027821 A DE F0027821A DE 1214721 B DE1214721 B DE 1214721B
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circuit
counter
generator
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DEF27821A
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Felix Rozner
Francis Oakes
John Victor James Corney
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Ferguson Radio Corp Ltd
Original Assignee
Ferguson Radio Corp Ltd
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    • H04N5/126Devices in which the synchronising signals are only operative if a phase difference occurs between synchronising and synchronised scanning devices, e.g. flywheel synchronising whereby the synchronisation signal indirectly commands a frequency generator
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

H04nH04n

Deutsche KL: 21 al-35/12 German KL: 21 al -35/12

Nummer: 1214 721Number: 1214 721

Aktenzeichen: F 27821 VIII a/21 alFile number: F 27821 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 28. Februar 1959 Filing date: February 28, 1959

Auslegetag: 21. April 1966Opening day: April 21, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Frequenzregelschaltung zur Frequenzgleichhaltung einer von einem Generator gelieferten Impulsreihe mit einer Bezugsimpulsreihe, unter Verwendung einer Schaltung, in der ein Signal erzeugt wird, das die Quelle identifiziert, die die höhere Impulszahl erzeugt, und mit der Differenzfrequenz der Impulsreihen ein Zähler betätigt wird, der durch das Identifizierungssignal gesteuert wird und eine Regelspannung erzeugt, die von der Differenz zwischen Bezugsimpulszahl und Generatorimpulszahl und von der Phasendifferenz zwischen den Grundfrequenzkomponenten der beiden Impulsreihen sowie von der Richtung dieser Differenz abhängt und dem Generator zur Regelung zugeführt wird.The invention relates to an automatic frequency control circuit for frequency equalization using a pulse train supplied by a generator with a reference pulse train a circuit in which a signal is generated that identifies the source that has the higher number of pulses generated, and with the difference frequency of the pulse series, a counter is actuated by the identification signal is controlled and a control voltage is generated, which is determined by the difference between the reference pulse number and generator pulse number and the phase difference between the fundamental frequency components of the two pulse series as well as on the direction of this difference and is fed to the generator for regulation.

Es ist bekannt, die Generatorschwingung und die Bezugsschwingung einer Phasenvergleichsschaltung zuzuführen, die eine von der Phasendifferenz zwischen den beiden Schwingungen abhängige Regelspannung erzeugt, wobei diese Regelspannung zur Frequenznachregelung des Generators benutzt wird. Bei dem Beispiel der Fernsehsynchronsignalerzeugung ist dieser Schwingungsgenerator gewöhnlich ein Steueroszillator, der eine Schwingung von einem geeigneten Vielfachen der Zeilenfrequenz erzeugt. Die Schwingung wird an eine Teilerkette angelegt, die daraus eine Schwingung mit der Frequenz des Bildwechsels erzeugt, die einer Phasenvergleichsschaltung zum Vergleich mit einer Bezugsschwingung zugeführt wird. Da es häufig notwendig ist, der Frequenzregelschaltung eine große Zeitkonstante zu geben, um unerwünschte schnelle Frequenzänderungen des Steueroszillators zu verhindern, ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Generator hinsichtlich seiner Frequenz nicht rasch genug mit der Bezugsfrequenz in Einklang kommen kann, wenn nicht die Frequenz des Steueroszillators bereits sehr nahe beim Sollwert liegt.It is known, the generator oscillation and the reference oscillation of a phase comparison circuit to supply the one of the phase difference between the two oscillations dependent control voltage generated, whereby this control voltage is used to readjust the frequency of the generator. In the television sync generation example, this vibration generator is common a control oscillator which generates an oscillation of a suitable multiple of the line frequency. The oscillation is applied to a divider chain, which results in an oscillation with the frequency of the image change generated by a phase comparison circuit for comparison with a reference oscillation is fed. Since it is often necessary to give the frequency control circuit a large time constant give in order to prevent undesired rapid frequency changes of the control oscillator, results the difficulty that the generator is not fast enough in terms of its frequency with the reference frequency can come into harmony if the frequency of the control oscillator is not already very close to Setpoint is.

Es ist auch bereits bekannt, einen ersten .Zähler von der Bezugsfrequenz beaufschlagen zu lassen und einen zweiten Zähler von der zu regelnden Generatorfrequenz, wobei die beiden Zählergebnisse der Zähler nach einer gewissen Zeit miteinander verglichen werden und hieraus eine Spannung zur Beeinflussung und Nachregelung des Generators abgeleitet wird. Diese Schaltung hat aber den Nachteil, daß die zur Nachregelung des Generators erforderliche Spannung erst auftritt, wenn die Zählergebnisse der beiden Zähler um einen gewissen Betrag voneinander abweichen. Dieser Umstand führt zu dem großen Nachteil, daß die Generatorfrequenz niemals genau mit der Sollfrequenz in Übereinstimmung ge-Automatische FrequenzregelschaltungIt is also already known to have a first counter to be acted upon by the reference frequency and a second counter of the generator frequency to be regulated, the two counting results of the counters being compared with one another after a certain time and from this a voltage for influencing and readjusting the generator is derived will. However, this circuit has the disadvantage that it is necessary to readjust the generator Voltage only occurs when the counting results of the two counters differ by a certain amount differ. This fact leads to the great disadvantage that the generator frequency never exactly in accordance with the target frequency - Automatic frequency control circuit

Anmelder:Applicant:

Ferguson Radio Corporation Limited, LondonFerguson Radio Corporation Limited, London

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,Dr.-Ing. E. Liebau, patent attorney,

Göggingen über Augsburg, v.-Eichendorff-Str. 10Göggingen via Augsburg, v.-Eichendorff-Str. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Felix Rozner, Kenton, Middlesex;Felix Rozner, Kenton, Middlesex;

Francis Oakes,Francis Oakes,

John Victor James Corney, LondonJohn Victor James Corney, London

(Großbritannien)(Great Britain)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 28. Februar 1958 (6600) - -Great Britain from February 28, 1958 (6600) - -

bracht werden kann, sondern daß immer eine gewisse Difierenzfrequenz übrigbleibt.can be brought, but that there is always a certain difference frequency left over.

Schließlich hat man auch bereits versucht, die Generatorfrequenz dadurch auf einen bestimmten Wert zu regeln, daß man mittels eines rotierenden Kontaktgebers eine gewisse Zeit lang die Impulse des Generators einer Zählketter zuleitet und die Nachregelung des Generators von dem Ergebnis dieser Zählung abhängig macht. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß ein Elektromotor für die Beeinflussung des Generators erforderlich ist, und weiterhin, daß es nur schwer erreichbar ist, den umlaufenden Kontaktgeber mit stets gleicher Geschwindigkeit arbeiten zu lassen, und zwar auch so, daß wirklich die Zählkette nur eine genau bestimmte Zeit an den Generator angeschlossen ist.After all, attempts have already been made to reduce the generator frequency to a certain Value to regulate that one by means of a rotating contactor for a certain time the impulses of the Generators of a counting chain and the readjustment of the generator from the result of this Counting makes you dependent. The disadvantage here, however, is that an electric motor for influencing the Generator is required, and further that it is difficult to reach the rotating contactor To let work with always the same speed, and also in such a way that really the counting chain is only connected to the generator for a precisely defined period of time.

Es ist ferner bereits eine selbsttätige Frequenzregelschaltung bekanntgeworden, bei welcher mittels eines Relais ein die Zeitkonstante des Regelsystems beeinflussender Widerstand kurzgeschlossen werden kann. Die Spannung zur Betätigung des Relais wird von einem Diskriminator geliefert, der die Frequenz des zu regelnden Generators mit der Sollfrequenz vergleicht. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß 'die Regelschaltung zunächst bei großer Zeitkonstante die Möglichkeit hat, verhältnismäßig rasch die Frequenz des zu steuernden Generators der Sollfrequenz anzupassen, wonach bei entsprechend geringer Aus-Furthermore, an automatic frequency control circuit has already become known in which by means of of a relay, a resistor influencing the time constant of the control system can be short-circuited can. The voltage to operate the relay is supplied by a discriminator that determines the frequency compares the generator to be controlled with the setpoint frequency. In this way it should be achieved that 'The control circuit initially has the option of setting the frequency relatively quickly when the time constant is large of the generator to be controlled to adapt to the setpoint frequency, after which, if the output

609 559/288609 559/288

3 43 4

gangsspannung des Diskriminators auf kleine Zeit- als Rozner-Phasenvergleichsschaltung bezeichnetoutput voltage of the discriminator to a small time as a Rozner phase comparison circuit

konstante durch das Relais umgesteuert wird, wo- wird, zusammen mit den zugehörigen Torkreisen,constant is reversed by the relay, where, together with the associated gate circuits,

durch eine möglichst genaue Übereinstimmung der Fig. 4 eine Kurve zur Erläuterung der Wirkungs-a curve to explain the effect by matching FIG. 4 as closely as possible

miteinander zu vergleichenden Frequenzen erreicht weise der Phasenvergleichsschaltung nach F i g. 3,Frequencies to be compared with one another are achieved by the phase comparison circuit according to FIG. 3,

werden soll. Diese bekannte Schaltung weist jedoch 5 F i g. 5 ein Schaltbild der ersten Zählerstufe inshall be. However, this known circuit has 5 F i g. 5 is a circuit diagram of the first counter stage in

folgende Nachteile auf. Es kommt vor, daß nach zeit- F i g. 2 mit den zugehörigen Toren,the following disadvantages. It happens that after time F i g. 2 with the associated goals,

weiliger Störung des Empfangs die Frequenz des in Fig. 6 Wellenformen an verschiedenen Punktenoccasional disturbance of the reception the frequency of the waveforms shown in FIG. 6 at different points

der Zwischenzeit von sich aus weiterarbeitenden in F i g. 2, 3 und 5 undin the meantime, those who continue to work on their own in FIG. 2, 3 and 5 and

Schwingkreises nicht mehr mit der Sollfrequenz ge- Fig. 7 und 8 Kurven zur Erläuterung der Wir-The resonant circuit is no longer at the setpoint frequency. Fig. 7 and 8 curves to explain the effects

nau übereinstimmt. Um nun den Gleichlauf wieder- io kungsweise von F i g. 2.exactly matches. In order now to synchronize again from FIG. 2.

herzustellen, ist eine Umschaltung auf kleine Zeit- Die Bedeutung der Beschriftung in verschiedenen konstante mittels des Relais erforderlich, wobei es Blocks in F i g. 2 ist unter der Figur angegeben. Die eine gewisse Zeit dauert, bis die Sollfrequenz wieder an verschiedenen Punkten in Fig. 2, 5 und 7 aufangenähert erreicht ist und schließlich nach erneuter tretenden Wellenformen sind in diesen Figuren durch Umschaltung auf große Zeitkonstante die genaue 15 die Buchstaben angegeben, die diese Wellenformen Einregelung erfolgt ist. Die verschiedenen Umschalt- in F i g. 8 bezeichnen.The meaning of the lettering in different constant means of the relay is required, there being blocks in FIG. 2 is indicated below the figure. the it takes a certain time for the setpoint frequency to approximate again at various points in FIGS. 2, 5 and 7 is reached and finally after re-emerging waveforms are shown in these figures Switching to large time constant the exact 15 of the letters indicated that these waveforms Adjustment has been made. The various toggle in FIG. 8 denote.

vorgänge führen bei Verwendung in Fernsehempfän- In Fig. 1 ist angenommen, daß die Frequenz eineroperations lead when used in television receivers In Fig. 1 it is assumed that the frequency is a

gern zu eine gewisse Zeit anhaltenden Bildstörungen. von einem Steueroszillator 10 erzeugten Schwingunglike to picture disturbances that last for a certain time. vibration generated by a control oscillator 10

Endlich hat man auch bereits bei einer Frequenz- in Abhängigkeit von einer bei 11 zugeführten Beregelschaltung parallel zueinander einen Frequenz- 20 zugsschwingung geregelt werden soll. Wenn die be- und einen Phasenvergleich durchgeführt. Hierbei treffende Frequenz für eine zufriedenstellende Regewird jedoch nicht die Frequenz eines Generators lung zu hoch ist, so wird sie durch einen Frequenzeiner Sollfrequenz genau angepaßt, sondern es wird teiler 12 auf einen niedrigeren Wert herabgesetzt. Die angestrebt, die Frequenz des zu regelnden Oszilla- Schwingungen von 12 und 11 werden einem Zähler tors in einem bestimmten Abstand von der Soll- 25 13 zugeführt, der so geschaltet ist, daß er die Diffefrequenz zu halten. Im übrigen handelt es sich um renz zwischen der Anzahl der Perioden der beiden eine Schaltung, die für ein Mehrkanaltelefonsystem zugeführten Schwingungen zählt. Die Schwingungen mit unterdrücktem Träger geeignet ist, bei welchem von 12 und 11 werden außerdem einer Phasenverdie Bezugsfrequenz eine gesondert empfangene Pilot- gleichsschaltung 14 zugeführt, die so geschaltet ist, frequenz von vergleichsweise hoher Schwingungs- 30 daß sie bei 15 eine Spannung erzeugt, die vom Vorzahl ist. zeichen der Frequenzdifferenz abhängt, und dieseFinally, one already has a frequency-dependent control circuit supplied at 11 A frequency oscillation is to be controlled in parallel to one another. When the loading and a phase comparison is carried out. This is the appropriate frequency for a satisfactory regime However, if the frequency of a generator is not too high, it will be increased by a frequency one Target frequency adjusted exactly, but divider 12 is reduced to a lower value. the aspired to the frequency of the oscillating oscillations to be controlled by 12 and 11 are a counter tor at a certain distance from the target 25 13 supplied, which is switched so that it the differential frequency to keep. Otherwise it is a matter of the difference between the number of periods of the two a circuit that counts vibrations applied to a multi-channel telephone system. The vibrations with suppressed carrier is suitable, in which of 12 and 11 also become phase degradation Reference frequency is supplied to a separately received pilot equalization circuit 14, which is connected in such a way that frequency of comparatively high oscillation 30 that it generates a voltage at 15 that is from the prefix is. sign of the frequency difference depends, and this

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist gemäß der Spannung wird einem Additions-Subtraktions-Schal-To avoid these disadvantages, according to the voltage, an addition-subtraction switch

Erfindung eine Phasenvergleichsschaltung vorge- ter 16 zugeführt, der an den Zähler 13 angekoppeltInvention, a phase comparison circuit upstream 16 is supplied, which is coupled to the counter 13

sehen, die eine von der Richtung der Phasendifferenz ist. Die Wirkung dieser Spannung besteht darin, densee which is one of the direction of the phase difference. The effect of this tension is the

abhängige gerichtete Regelspannung erzeugt und 35 Zähler zu veranlassen, daß er eine an seinem Aus-dependent directional control voltage generated and to cause 35 counter that he

deren Ausgang derart mit einer Torschaltung ver- gang 17 erzeugte Regelspannung bei jeder Zählungwhose output control voltage generated in this way with a gate circuit 17 at each count

bunden ist, daß die Regelspannung jeweils wenigstens entsprechend dem Vorzeichen der Frequenzdifferenzis bound that the control voltage in each case at least according to the sign of the frequency difference

eins mehrerer Tore steuert, die zwischen Generator vergrößert oder verkleinert. Die Regelspannungcontrols one of several gates that are enlarged or reduced between generator. The control voltage

bzw. Bezugsimpulsquelle und Zähler eingeschaltet wird über ein Tiefpaßfilter 18 einer variablen Reak-or reference pulse source and counter is switched on via a low-pass filter 18 of a variable response

sind und die Impulsdifferenz von der jeweiligen Im- 4° tanz 19 zugeführt, die zur Frequenzregelung desare and the pulse difference of the respective Im- 4 ° 19 supplied, which is used to control the frequency of the

pulsquelle höherer Impulszahl zum Eingang des Steueroszillators 10 dient.Pulse source higher number of pulses to the input of the control oscillator 10 is used.

Zählers durchlassen, wobei der Zähler an seinem Falls erforderlich, kann eine Frequenzregelschal-Ausgang unter Steuerung durch die gerichtete Regel- tang bekannter Ausführung zusätzlich zu der bespannung eine Reihe positiver oder negativer Span- schriebenen vorgesehen werden. Dann erzeugt die nungswerte erzeugt und wobei die Spannung vom 45 Phasenvergleichsschaltung 14 an ihrem Ausgang 20 Zählerausgang dem Generator zur Regelung zu- eine Spannung, deren Größe und Richtung von der geführt wird. Es wird hierdurch der Vorteil erzielt, Größe und dem Vorzeichen der Phasendifferenz daß die Regelschaltang einerseits mit großer Ge- zwischen den Eingangswerten von 12 und 11 abnauigkeit arbeitet, indem ein Phasenvergleich zwi- hängig sind. Diese Spannung wird in einem Mischer sehen den beiden Spannungen durchgeführt wird, 50 21 mit der Regelspannung von 17 gemischt, und die wobei aber andererseits selbst bei größeren Fre- kombinierte Regelspannung wird dem Tiefpaßfilter quenzabweichungen' nur eine kurze Zeit verstreicht, 18 zugeführt.Let the counter pass, with the counter at its If necessary, a frequency control switch output can be used under control by the directional control tang of known design in addition to the clothing a series of positive or negative span letters can be provided. Then generates the voltage values are generated and the voltage from the 45 phase comparison circuit 14 at its output 20 Counter output to the generator to control a voltage, the size and direction of which depends on the to be led. This achieves the advantage of the size and sign of the phase difference that the control circuit is on the one hand with a high accuracy between the input values of 12 and 11 works by requiring a phase comparison. This tension is in a mixer see the two voltages carried out, 50 21 mixed with the control voltage of 17, and the but on the other hand, even with a larger frequency, the combined control voltage becomes the low-pass filter frequency deviations' only elapsed for a short time, 18 added.

bis wieder der Gleichlauf hergestellt ist, weil die Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung dient beimuntil synchronization is restored because the circuit shown in FIG. 2 is used when

Schaltung ständig mit kleiner Zeitkonstante arbeitet. Fernsehen zur Erzeugung von Zeilen- und BiId-Circuit works continuously with a small time constant. Television for generating line and picture

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel 55 frequenzimpulsen, die durch eine Bezugsfrequenz, an Hand von Zeichnungen näher erläutert, und zwar beispielsweise aus dem Stromversorgungsnetz, erzeigt halten werden. Eine sinusförmige BezugsfrequenzIn one embodiment, the invention is 55 frequency pulses, which are determined by a reference frequency, explained in more detail with reference to drawings, for example from the power supply network, shows will hold. A sinusoidal reference frequency

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer wird an der Klemme 25 zugeführt und gelangt von Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl eine hier nacheinander über eine Integriertrennstufe 26, von einem Schlupfzähler abgeleitete Spannung als 60 einen Rechteckumformer bzw. Amplitudenbegrenzer auch eine von einer Phasenvergleichsschaltang abge- 27 und eine Differenziertrennstafe 28, an dessen Ausleitete Spannung für die Frequenzregelung verwendet gang eine Reihe von Bezugsimpulsen erzeugt wird, wird, wie sie in Fig. 6, (α) dargestellt sind. In Fig. 6Fig. 1 is a simplified block diagram of a is fed to the terminal 25 and comes from Embodiment of the invention, in which both one here one after the other via an integrated separation stage 26, voltage derived from a slip counter as 60 a square-wave converter or amplitude limiter also one derived from a phase comparison circuit 27 and a differentiating separator 28 on its lead-out Voltage used for frequency control gear generates a series of reference pulses as shown in Fig. 6, (α). In Fig. 6

Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild der Aus1 zeigen die Wellenformen (b), (c), (d) und (e) denFIG. 2 is a detailed block diagram of FIG. 1 showing waveforms (b), (c), (d) and (e) den

führungsformnachFig. 1, 65 Fall, in dem die Bildfrequenz größer als die Bezugs-Leadership according toFig. 1, 65 case where the frame rate is greater than the reference

F i g. 3 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausfüh- frequenz ist, und die Wellenformen (/), (g), Qi) undF i g. 3 is a circuit diagram of a preferred execution frequency and waveforms (/), (g), Qi) and

rungsform einer Phasenvergleichsschaltang zur Ver- (7) stellen den Fall dar, in dem die BildfrequenzApproximate form of a phase comparison circuit for the (7) represent the case in which the frame rate

Wendung in den Schaltungen nach Fi g. 1 und 2, die kleiner als die Bezugsfrequenz ist.Turn in the circuits according to Fi g. 1 and 2, which is less than the reference frequency.

5 6'5 6 '

Ein SteueroszillatQr 10 erzeugt Schwingungen von die Bezugsfrequenz nahe an den Grenzen desA control oscillator Qr 10 generates oscillations from the reference frequency close to the limits of the

doppelter Zeilenfrequenz, und seine Äusgangsspan- Arbeitsbereiches liegt. Wenn die Dämpfung desdouble line frequency, and its Äusgangsspan- working range is. If the attenuation of the

nung wird über eine Trennstufe 29 einer ersten Aus- Systems richtig bemessen ist, sind diese Tore vontion is correctly dimensioned via a separation stage 29 of a first Aus system, these goals are from

gangsklemme 30 zugeführt. Diese Klemme ist über geringerer Bedeutung.input terminal 30 supplied. This clamp is of lesser importance.

einen Teiler 12, der durch 405 teilt, mit einer zweiten 5 Die Spannung auf der Leitung 35 kann nur einea divider 12, which divides by 405, with a second 5 The voltage on line 35 can only be one

Ausgangsklemme 31 verbunden, die den Bild- begrenzte Anzahl fester Werte annehmen, wie inOutput terminal 31 connected, which assume the image-limited number of fixed values, as in

frequenzausgang bildet. Die Bildfrequenz wird zu Fig. 7, (d) gezeigt ist, und das oben beschriebenefrequency output forms. The frame rate becomes Fig. 7, (d) shown, and that described above

einer Differenziertrennstufe 32 geführt, der Bild- System muß infolgedessen zwischen den zwei Fre-a differentiating separation stage 32 out, the image system must consequently between the two fre-

frequenzimpulse erzeugt, wie sie in Fig. 6 bei (b) quenzen hin- und herpendeln, die zweien dieserfrequency pulses generated as they oscillate back and forth in Fig. 6 at (b) sequences, the two of these

oder (/) gezeigt sind. io Werte beiderseits der Bezugsfrequenz entsprechen.or (/) are shown. io values on both sides correspond to the reference frequency.

Die Bezugsimpulse und die Bildsynchronimpulse Da die in F i g. 3 gezeigte Rozner-Phasenvergleichs-The reference pulses and the frame sync pulses Since the in F i g. 3 shown Rozner phase comparison

von 28 bzw. 32 werden einer Rozner-Phasenver- schaltung über einen Gesamtbereich von 2 π imof 28 or 32 are a Rozner phase connection over a total range of 2 π im

gleichsschaltung 14 zugeführt. Der Ausgang bei B Bogenmaß arbeitet (F i g. 4) und eine Stufe der trep-DC circuit 14 supplied. The exit at B radians works (F i g. 4) and one step of the trep-

von der Wellenform (c) geht ap. eine Leitung 33 und penförmigen Spannung einer Periode der Difierenz-from waveform (c) goes ap. a line 33 and pen-shaped voltage of a period of the difference

von hier an eine Serie von Koinzidenztoren Cr12, 15 impulsfolge entspricht, kann der Ausgang der Ver-from here on a series of coincidence gates Cr 12 , 15 corresponds to a pulse train, the output of the

G22, G32 . . . G02. Der andere Ausgang der Phasen- gjeichsschaltung zum Ausfüllen der Lücken im Be-G 22 , G 32 . . . G 02 . The other output of the phase-matching circuit to fill in the gaps in the

vergleichsschaltung 14 bei A von der Wellenform, (g) reich 4es Zählers benutzt werden. Dies wird incomparison circuit 14 at A of the waveform, (g) rich 4 it counter can be used. This is done in

geht an eine Leitung 34 und von hier an eine Serie F i g. 2 durch den Widerstand Rf erreicht, der in dengoes to a line 34 and from here to a series F i g. 2 reached by the resistance R f , which is in the

von Koinzidenztoren G11 . . . G61. Das Tor G12 wird Apsgang eine in Fig. 7, (b) gezeigte Spannung ein-of coincidence gates G 11 . . . G 61 . The gate G 12 is input a voltage shown in Fig. 7, (b)

mit Bildfrequenzimpulsen (b) oder (/) von 32 und 20 speist, die das mittlere Kollektprpotential in derwith frame rate pulses (b) or (/) of 32 and 20, which is the average collector potential in the

das Tor G11 mit Bezugsfrequenzimpulsen (α) von 28 Phasenvergleichssehaltung darstellt. Das Ergebnisrepresents the gate G 11 with reference frequency pulses (α) from 28 phase comparison. The result

gespeist. Der Ausgang der Tore G11 und G12 geht an der Addition dieser Interpolationsspannung zu derfed. The output of the gates G 11 and G 12 goes to the addition of this interpolation voltage to the

den ersten Zähler B1 einer aus sechs binären Zähl- treppenförmigen Spannung ist in F i g. 7, (c) darge-the first counter B 1 is one of six binary counting stair-shaped voltages in FIG. 7, (c) shown

stufen B1 bis B6 bestehenden binären Zählkette. Diese stellt. Die Interpolationsspannung entspricht derlevels B 1 to B 6 existing binary counting chain. This represents. The interpolation voltage corresponds to

Zähler werden später an Hand von Fig. 5 näher er- 25 Spannung, die in Fig. 1 über die Leitung 20 zumCounters will be explained in more detail later with reference to FIG. 5. The voltage shown in FIG

läutert. Ihre Ausgänge sind über getrennte Wider- Mischer 21 geführt ist:purifies. Their outputs are routed through separate back mixers 21:

stände Rx t... Rx 6 an eine Leitung 35 geführt, auf Wenn die Interpolationsspannung zu niedrig ist, der eine Spannung entsteht, die von der Anzahl der wie in Fig. 8, (a) gezeigt, so entsteht ein instabiler gezählten pifferenzimpulse und von der relativen Bereich, wie in F i g. 8, (c) gezeigt ist, über den das Phasenlage zwischen den Bild- und Bezugsimpulsen 30 System pendelt. Um dies zu vermeiden, wird dem abhängt. Widerstand Rt ein etwas kleinerer Wert gegeben, als Die Spannungen (g) und (c) auf den Leitungen 34 erforderlich ist, um einen Maximalstrom gleich dem und 33 öffnen die zugehörigen Tore, wenn sie positiv Strom zu erzielen, der von dem mit dem Zähler B1 sind. Somit wird, wenn die Bezugsfrequenz die verbundenen Widerstand Rx t erhalten wird. Der Erhöhere ist, die Wellenform (g) auf der Leitung 34 35 folg ist eine leichte Überlappung gemäß der Darsteldas Tor G11 öffnen und den Durchgang der Im- lung in Fig. 8, (b), die eine Regelung nach Fig. 8, pulse {h) zum Zähler B1 gestatten. Die Tore (d) ergibt. Innerhalb des Überlappungsbereiches sind G21 . . . G01 werden gleichzeitig betätigt, und eine zwei stabile Phasenbeziehungen" vorhanden, die eine Treppenspannung (/) erscheint auf der Leitung 35. gegebene Steueroszillatorfrequenz erzeugen können. Dieser gelangt über die Trennstufe 36 und die 4° Es ist erforderlich, von der Interpolationsspannung Emitterfolgestufe 37 an die variable Reaktanz 19, die Wellenform (g) abzuziehen, was durch einen die die Frequenz des Steueroszillators 10 nachregelt. Widerstand R/ und einen Kondensator C erreicht In diesem Fall ist der Regelsinn derart, daß die Fre- wird. Dieser mit dem Ausgang B der Phasenverquenz des Steueroszillators erhöht wird. gleichsschaltung 14 verbundene Kreis, der eine Alter-Wenn die Bildfrequenz höher als die Bezugs- 45 nativlösung zu dem Tiefpaßfilter 18 in Fig. 1 darfrequenz ist, so betätigt die Spannung mit der Wellen·: stellt, liefert eine Wechselstromkomponente in form (c) auf der Leitung 33 das Tor G12, um die Gegenphase zu der vom Ausgang A über den Wider-Differenzimpulse (d) durchzulassen, und macht stand Rf und hält letztere im Gleichgewicht ohne außerdem die Tore G22 . . . G02 durchlässig. Das Veränderung des ständigen mittleren Gleichstromes, treppenförmige Signal auf der Leitung 35. hat dann 50 Die durch die Interpolationsspannungsschaltung die Kurvenform (e), und seine Wirkung besteht darin, verursachte Zeitverzögerung wird durch eine Zeitdaß er die Frequenz des Steueroszillators 10 ver- verzögerung kompensiert, die in der Treppenspanmindert. nungsschaltung durch ein Zeitverzögerungsnetzwerk Um zu verhindern, daß bei einem Aussetzen der 39 eingeführt wird. Diese Zeitverzögerung sollte nicht Bezugsfrequenz die Bildfrequenz gegen Null geregelt 55 länger sein, als notwendig ist, um ein Pendeln zu verwird, wie es das System tun würde, ist der Ausgang meiden. Ein Wert von etwa 0,2 Sekunden erscheint von 27 über einen Detektor 38 an das Tor G12 an- ausreichend bei dem vorliegenden Beispiel, in dem gekoppelt. Dieser bewirkt, daß bei Unterbrechung R/ und C eine Zeitkonstante von 0,5 Sekunden bedes Einganges von 38 das Tor G12 geschlossen bleibt sitzen. R stands out xt ... R x 6 to a line 35, on when the Interpolationsspannung is low at which creates a voltage on the number of as shown in Fig. 8, (a), the result is an unstable counted pifferenzimpulse and from the relative range as shown in FIG. 8, (c) is shown, over which the phase position between the image and reference pulses 30 system oscillates. It depends on that to avoid this. Resistance R t is given a slightly smaller value than the voltages (g) and (c) on lines 34 is required to achieve a maximum current equal to that and 33 open the associated gates when they achieve positive current from that to which Counter B are 1 . Thus, when the reference frequency is obtained the associated resistance R xt . The higher is, the waveform (g) on the line 34 35 follows is a slight overlap as shown in the illustration, the gate G 11 opening and the passage of the impulse in FIG. 8, (b), the control according to FIG. Allow pulse {h) to counter B 1 . The goals (d) result. Within the overlap area there are G 21 . . . G 01 are actuated simultaneously, and a two stable phase relationships "exist, which can generate a staircase voltage (/) appears on the line 35. The given control oscillator frequency to the variable reactance 19 to subtract the waveform (g), which readjusts the frequency of the control oscillator 10. Resistor R / and a capacitor C reached B of the phase frequency of the control oscillator is increased.Circuit circuit 14 connected to an alternate-If the frame rate is higher than the reference 45 native solution to the low-pass filter 18 in FIG an alternating current component in the form (c) on the line 33 the gate G 12 to the antiphase to that of the output A via the cons-difference pulses (d) to let through, and makes stand R f and keeps the latter in equilibrium without also gates G 22 . . . G 02 permeable. The change in the constant mean direct current, staircase-shaped signal on the line 35. then has 50 The curve shape (e) caused by the interpolation voltage circuit, and its effect consists in the time delay caused by a time that it compensates for the frequency of the control oscillator 10 delay, which diminishes in the stair span. circuit through a time delay network To prevent the 39 from being inserted in the event of a suspension. This time delay should not be longer than the reference frequency, the frame frequency regulated towards zero, than is necessary in order to use an oscillation, as the system would do if the output is to be avoided. A value of about 0.2 seconds appears from 27 via a detector 38 to the gate G 12 - sufficient in the present example in which it is coupled. This has the effect that when R / and C are interrupted, a time constant of 0.5 seconds at the input of 38, the gate G 12 remains closed.

und den Durchgang weiterer Bildimpulse zum Zäh- 60 In Fig. 3 ist die Schaltung der Rozner-Phasen-and the passage of further image pulses to the counter 60 In Fig. 3 the circuit of the Rozner phase

ler B1 verhindert. Infolgedessen ändert sich die Fre- vergleichsschaltung 14 und der Tore G11 und G12 ler B 1 prevented. As a result, the frequency comparison circuit 14 and the gates G 11 and G 12 change

quenz des Steueroszillators 10 nur leicht gegenüber von F i g. 2 gezeigt. Für die Dioden D1 und D2 dersequence of the control oscillator 10 only slightly compared to FIG. 2 shown. For the diodes D 1 and D 2 of the

ihrem Wert unmittelbar vor dem Aussetzen der Tore sind die Type OA 79 und für alle anderentheir value immediately before the gates are released are the type OA 79 and for all others

Bezugsschwingung. Dioden in F i g. 3 die Type OA 70 verwendet.Reference oscillation. Diodes in FIG. 3 the type OA 70 is used.

Die Tore G7 und G8 setzen den Zähler am Ende 65 Die Rozner-Phasenvergleichsschaltung arbeitet mitThe gates G 7 and G 8 set the counter at the end 65 The Rozner phase comparison circuit also works

still, um zu verhindern, daß er auf Grund einer Fehl- den Rückflanken der Bild- und Bezugsimpulse.. Einsilent in order to prevent that due to a missing trailing edge of the image and reference pulses .. On

zählung oder bei einem dynamischen Uberschwingen Impuls beider Arten setzt den Komparator in einencounting or a dynamic overshoot pulse of both types puts the comparator in one

von einem Ende zum anderen direkt durchläuft, wenn Zustand, in dem a) ein folgender Impuls, wenn erpasses directly from one end to the other if state in which a) a following pulse if he

von der gleichen Quelle (Bild oder Bezug) kommt, durch das Tor G11 bzw. das Tor G12 durchgelassen wird, und b) die die Zählerstufen koppelnden Tore so eingestellt werden, daß sie eine analoge Änderung im richtigen Sinne bewirken. Die Einstellimpulse ge- S langen selbst nicht in den Zähler. Wenn die Frequenzen gleich sind, so ist der folgende Impuls unvermeidlich von ungleicher Art und stellt die die Zähler koppelnden Tore für sich selbst auf Null. Nur wenn die Frequenzen unterschiedlich sind, können zwei wirksame Flanken der höherfrequenten Impulsreihe zwischen zwei wirksamen Flanken der niedrigfrequenten Impulsreihe auftreten, wie dies in F i g. 6, (α) und (b) gezeigt ist, und dieser Zustand tritt einmal pro Periode der Differenzimpulsreihe auf. Der zweite Impuls von gleicher Art wird dann in den Zähler durchgelassen und mit im zugehörigen Sinne gezählt.comes from the same source (picture or reference), through gate G 11 or gate G 12 , and b) the gates coupling the counter stages are set so that they cause an analog change in the correct sense. The setting impulses do not get into the counter themselves. If the frequencies are the same, the following pulse is inevitably of a dissimilar nature and sets the gates coupling the counters to zero for themselves. Only if the frequencies are different can two effective edges of the higher-frequency pulse series occur between two effective edges of the low-frequency pulse series, as shown in FIG. 6, (α) and (b) , and this condition occurs once per period of the differential pulse train. The second pulse of the same type is then let through into the counter and counted with in the corresponding sense.

Fig. 5 zeigt die Schaltung des ersten binären Zählers B1 mit den Toren G21 und G22 von Fig. 2. Die Dioden D3 und D1 sind von der Type OA 79, und alle anderen Dioden sind von der Type OA 70.FIG. 5 shows the circuit of the first binary counter B 1 with the ports G 21 and G 22 of FIG. 2. The diodes D 3 and D 1 are of the type OA 79, and all other diodes are of the type OA 70.

Die Widerstände Rxl bis Rx 6 in Fig. 2 haben Werte von 1500, 820, 400, 200, 100 und 50 Kiloohm in der angegebenen Reihenfolge.The resistors R xl to R x 6 in FIG. 2 have values of 1500, 820, 400, 200, 100 and 50 kilohms in the order given.

Die Zählkette in der Schaltung von Fig. 2 speichert einen Gesamtzählwert von (26 — 1) Perioden, und der Bereich des analogen Ausganges ist somit 64 Perioden. Dies regelt die Bildfrequenz von 47 bis 52 Hz, und die Zeitkonstante des Regelkreises beträgt 6Vs Sekunden, d. h. angenähert 12 Sekunden. Damit wird nicht nur ein großer Haltebereich, sondern auch eine vorteilhafte lange Zeitkonstante erzielt. The count chain in the circuit of Fig. 2 stores a total count of (2 6-1 ) periods and the range of the analog output is thus 64 periods. This controls the frame rate from 47 to 52 Hz, and the time constant of the control loop is 6 Vs seconds, ie approximately 12 seconds. This not only achieves a large holding area, but also an advantageously long time constant.

Obwohl die Erfindung speziell in ihrer Anwendung auf Fernsehsignale erläutert ist, so ist sie nicht hierauf beschränkt, vielmehr kann sie überall dort angewendet werden, wo ein Generator einer Schwingung oder von Impulsen im Tritt mit einer Bezugsschwingung oder einer Impulsreihe gehalten werden soll.While the invention is illustrated specifically as applied to television signals, it is not limited to this, rather it can be used wherever a generator of an oscillation or be kept in step with a reference oscillation or a series of impulses by impulses target.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Automatische Frequenzregelschaltung zur Frequenzgleichhaltung einer von einem Generator gelieferten Impulsreihe mit einer Bezugsimpulsreihe, unter Verwendung einer Schaltung, in der ein Signal erzeugt wird, das die Quelle identifiziert, die die höhere Impulszahl erzeugt, und mit der Differenzfrequenz der Impulsreihen ein Zähler betätigt wird, der durch das Identifizierungssignal gesteuert wird und eine Regelspannung erzeugt, die von der Differenz zwischen Bezugsimpulszahl und Generatorimpulszahl und von der Phasendifferenz zwischen den Grundfrequenzkomponenten der beiden Impulsreihen sowie von der Richtung dieser Differenz abhängt und dem Generator zur Regelung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenvergleichsschaltung (14) vorgesehen ist, die eine von der Richtung der Phasendifferenz abhängige gerichtete Regelspannung erzeugt und deren Ausgang (A, B) derart mit einer Torschaltung verbunden ist, daß die Regelspannung jeweils wenigstens eins mehrerer Tore (G11 bzw. G12) steuert, die zwischen Generator (10) bzw. Bezugsimpulsquelle (25) und Zähler (B1) eingeschaltet sind und die Impulsdifferenz von der jeweiligen Impulsquelle höherer Impulszahl zum Eingang des Zählers (B1) durchlassen, und daß -der Zähler an seinem Ausgang (35) unter Steuerung durch die gerichtete Regelspannung eine Reihe positiver oder negativer Spannungswerte erzeugt und die Spannung vom Zählerausgang (35) dem Generator (10) zur Regelung zugeführt wird.1. Automatic frequency control circuit for keeping the frequency of a pulse train supplied by a generator equal to a reference pulse train, using a circuit in which a signal is generated which identifies the source which generates the higher number of pulses and a counter is operated with the differential frequency of the pulse trains, which is controlled by the identification signal and generates a control voltage which depends on the difference between the reference pulse number and generator pulse number and on the phase difference between the fundamental frequency components of the two pulse trains and on the direction of this difference and is fed to the generator for regulation, characterized in that a phase comparison circuit (14) is provided, which generates a directional control voltage dependent on the direction of the phase difference and whose output (A, B) is connected to a gate circuit in such a way that the control voltage is at least one of several gates (G 11 or G 12 ) controls, which are switched on between generator (10) or reference pulse source (25) and counter (B 1 ) and pass the pulse difference from the respective pulse source higher pulse number to the input of the counter (B 1 ) , and that -the counter at its Output (35) generated a series of positive or negative voltage values under control by the directional control voltage and the voltage from the counter output (35) is fed to the generator (10) for regulation. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler durch eine binäre Zählkette (B1 ... B6) gebildet ist, bei der die Eingänge zu jeder Zählstufe durch zwei Tore (G11. . . G01 bzw. G12 . . . G62) gesteuert werden und alle Tore durch die Spannungen von den Ausgangspunkten (A, B) der Phasenvergleichsspannung gesteuert werden. 2. A circuit according to claim 1, characterized in that the counter is formed by a binary counting chain (B 1 ... B 6 ) , in which the inputs to each counting stage through two gates (G 11 ... G 01 or G 12 ... G 62 ) and all gates are controlled by the voltages from the starting points (A, B) of the phase comparison voltage. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltungsteil (Rf, R/, C) vorgesehen ist, durch den mit der Spannung am Ausgang (35) eine Interpolationsspannung kombiniert wird, die aus der Phasenvergleichsschaltung (14) entnommen wird.3. A circuit according to claim 1 or 2, characterized in that a circuit part (R f , R /, C) is provided through which an interpolation voltage is combined with the voltage at the output (35), which is taken from the phase comparison circuit (14) will. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1001343;
USA.-Patentschriften Nr. 2 490 499, 2 490 500,
2610297;
Considered publications:
German Patent No. 1001343;
U.S. Patents Nos. 2,490,499, 2,490,500,
2610297;
britische Patentschrift Nr. 637 380.British Patent No. 637 380. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings 609 559/288 4.66 © Bundesdruckerei Berlin609 559/288 4.66 © Bundesdruckerei Berlin
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DE1282067B (en) * 1967-05-09 1968-11-07 Siemens Ag Method and arrangement for digital frequency monitoring, preferably of carrier frequency basic generators

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