DE1218559B - Schaltungsanordnung fuer die selbsttaetige Frequenzeinrastung eines spannungsgesteuerten Lokal-Oszillators in einem UEberlagerungsempfaenger - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03d

Deutsche Kl.: 21 a4-24/01

Nummer: 1218 559

Aktenzeichen: A 48351IX d/21 a4

Anmeldetag: 8. Februar 1965

Auslegetag: 8. Juni 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die selbsttätige Frequenzeinrastung eines spannungsgesteuerten Oszillators, der als Lokal-Oszillator in einem Überlagerungsempfänger, insbesondere zum Empfang hochfrequenter Impulse, verwendet ist. Für diese Frequenzeinrastung wird die frequenzregelnde Steuerspannung so lange periodisch verändert, bis die Frequenz des umgesetzten Empfangssignals in den Durchlaßbereich des Zwischenfrequenzverstärkers zu liegen kommt und damit in einem Frequenzdiskriminator eine Regelspannung für die Frequenzregelung erzeugt.

Die selbsttätige Frequenzeinrastung arbeitet mit einer periodisch veränderlichen Steuerspannung, die die Frequenz des Lokal-Oszillators schiebt, bis in unmittelbarer Nähe der Sollfrequenz des Lokal-Oszillators ein Empfangssignal durch den Zwischenfrequenzverstärker auf den Frequenzdiskriminator geleitet wird. Im Frequenzdiskriminator wird entsprechend dem Frequenzunterschied zwischen der Mittelfrequenz des Frequenzdiskriminators und der tatsächlichen Zwischenfrequenz eine Spannung erzeugt, die als Regelspannung für die Frequenzregelung des Lokal-Oszillators verwendbar ist. Durch den Umstand, daß die Regelspannung des Frequenzdiskriminators erst nach einigen Impulsperioden den notwendigen Pegel erreichen kann, darf die veränderliche Spannung nach Erreichen des Wertes nur langsam absinken.

Sobald ein Signal durch den Zwischenfrequenzverstärker geleitet wird, muß der momentane Wert der Steuerspannung beibehalten werden, bis die Regelspannung für die Frequenzregelung aufgebaut ist. Die Dauer der Aufrechterhaltung ändert sich je nach dem Regelsystem.

Da die Anstiegszeit der veränderlichen Steuerspannung relativ groß ist, eignet sich dafür eine Sägezahnspannung besonders gut.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung gestattet mit geringem Aufwand unter Verwendung von Halbleiterelementen die Erzeugung einer langsam ansteigenden Sägezahnspannung, von der ein beliebiger Spannungswert während einer Dauer, die mindestens zehnmal so groß wie die Anstiegszeit ist, zu halten vermag.

Dies wird dadurch erreicht, daß zur Erzeugung der veränderlichen Spannung ein Sägezahngenerator mit einer Vierschichtdiode dient, die über einen ersten Schalttransistor mit der negativen Spannungsquelle verbunden ist, und daß die Steuerung des ersten Schalttransistors über einen zweiten Schalttransistor in Emittergrundschaltung erfolgt, der seinerseits durch das Auftreten eines demodulierten Emp-Schaltungsanordnung für die selbsttätige
Frequenzeinrastung eines spannungsgesteuerten
Lokal-Oszillators in einem
Überlagerungsempfänger

Anmelder:

Albiswerk Zürich A. G., Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dr. M. Eule,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. J. Berg

und Dipl.-Ing. O. Stapf, Patentanwälte,

München 2, Hilblestr. 20

Als Erfinder benannt:

Dipl.-El. Techn. Fernand Ogay, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 9. März 1964 (3038)

fangssignals leitend geschaltet wird und damit den ersten Schalttransistor sperrt, wodurch der Sägezahngenerator von der negativen Spannungsquelle getrennt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Zeichnung näher erläutert; dabei zeigt

F i g. 1 das Blockschema des Hochfrequenzteils eines Radargerätes und

Fig.2 das Schaltungsschema des Sägezahngenerators und dessen Steuerung.

Das in F i g. 1 dargestellte Radargerät enthält die Sendeeinheit 1, die über den Sende-Empfangs-Schalter 2 auf die Antenne 3 arbeitet. Dieser Sende-Empfangs-Schalter 2 ist mit Mitteln ausgerüstet, die während der Sendeperiode den Durchgang von Sendeenergie in den Empfänger verhindert. Der Empfangsweg führt von der Antenne 3 über den Sende-Empf angs-Schalter 2 auf die Mischstufe 5. Der Mischstufe 5 werden Schwingungen aus dem Lokal-Oszillator 4 zur Umsetzung der Trägerfrequenz zugeführt. Diese neue Trägerschwingung wird im Zwischenfrequenzverstärker 6 verstärkt. Im Demodulator 9 wird die Trägerwelle demoduliert. Die demodulierten Echosignale werden dem Sägezahnoszillator 10

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zur Steuerung der Oszillatorfrequenz zugeführt. Nach sperrt die Vierschichtdiode GX, und der Kondendem Zwischenfrequenzverstärker 6 wird eine Teil- sator Cl wird wieder geladen,
spannung abgezweigt und einem Frequenzdiskrimina- Beim Eintreffen eines Impulses an den Eingängen tor 7 zugeführt, der, sobald das zwischenfrequente El und E 2 wird dieser über die Diode G 2 auf den Signal in seinen Fangbereich zu liegen kommt, in 5 Kondensator C 2 gebracht. Damit wird das Potential bekannter Weise eine Fehlerspannung abgibt,-die an der Basis des Transistors Γ 2 negativer, und Tranein Maß für die notwendige Korrektur der Frequenz sistor T 2 leitet. Der leitende Zustand wird durch den des Lokal-Oszillators 4 ist. Diese Fehlerspannung wird geladenen Kondensator C 2 während den Impulspauin einem Regelverstärker 8 verstärkt und ebenfalls sen aufrechterhalten, wobei der Widerstand R 3 eine dem Lokal-Oszillator 4 zugeführt. . io Entladung des Kondensators über die Basis-Emitter-

Die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung ist Strecke des Transistors Γ 2 verlangsamt. An die Basis bekannt. Nach dem Einschalten des Radargerätes des Transistors Tl gelangt damit das Massepotential, werden impulsmodulierte Schwingungen von der womit dieser Transistor Tl in den gesperrten ZuAntenne 3 abgestrahlt, die durch ein Objekt reflek- stand überführt wird. Der Ladestrom für den Kontiert werden. Die empfangenen Echoimpulse werden 15 densator C1 wird durch den gesperrten Transistor Tl in der Mischstufe 5 mit den Schwingungen aus dem unterbrochen. Die Vierschichtdiode Gl hat be-Lokal-Oszillator 4 gemischt. Der Lokal-Oszillator 4 kanntlich einen sehr hohen Sperrwiderstand, so daß ist beispielsweise ein Reflexklystron. Gleichzeitig mit sich der Kondensator Cl nur sehr langsam darüber dem Einschalten des Senders wird auch der Sägezahn- entladen kann. Die Auskopplung erfolgt über den oszillator 10 in Betrieb gesetzt. Mit der Sägezahn- 20 Kondensator C 3.

spannung wird die Reflektorspannung des Reflex- Der Widerstand R 6 dient zur Ankopplung des

klystrons dauernd geändert. Sobald die Oszillator- Regelsignals vom Regelverstärker 8 am Anschluß R

frequenz einen Wert erreicht, bei dem das zwischen- auf den Ausgang A.

frequente Signal in den durch die Bandbreite des Die Wirkungsweise dieser selbsttätigen Frequenz-Zwischenfrequenzverstärkers 6 bestimmten Fang- 25 einrastung ist die folgende: Wenn kein Empfangsbereich des. Frequenzdiskriminators 7 zu liegen signal auf den Demodulator 9 gelangt, schwingt der kommt, wird im Demodulator 9 der Echoimpuls ge- Sägezahnoszillator 10. Die Sägezahnspannung wird wonnen. Mit diesem Impuls wird der Sägezahnoszil- auf den Lokal-Oszillator 4 geführt, dessen ResonanzlatorlO abgeschaltet. Im Frequenzdiskriminator 7 frequenz sich in Abhängigkeit von der Sägezahnwird nun die Regelspannung aufgebaut, und zwar 30 spannung ändert. Damit wird die Frequenz des umsteigt die Regelspannung entsprechend dem lang- gesetzten Empfangssignals im Zwischenfrequenzversamen Absinken der Regelspannung infolge der Ent- stärker geändert. Sobald die Zwischenfrequenz in den ladung des Sägezahn-Oszillator-Kondensators. Durchlaßbereich des Zwischenfrequenzverstärkers zu

Der Sägezahnoszillator nach Fig. 2 wird durch Hegen kommt, wird das Empfangssignal im Demodueine Vierschichtdiode Gl, einen Widerstand Rl ₃₅ Iator9 demoduliert, und es schaltet den Sägezahn- und einen Kondensator C1 gebildet. Zwischen der oszillator ab. Die momentane Sägezahnspannung Kathode der Vierschichtdiode Gl und dem Wider- bleibt bestehen. Das zwischenfrequente Empfangsstand Rl liegt die Emitter-Kollektor-Strecke eines signal gelangt daneben noch in den Frequenzdiskri-PNP-Schalttransistors Tl, dessen Basis über einen minator 7. Entsprechend der Frequenzabweichung Widerstand R2 auf die negative Spannungsquelle—U ₄₀ von der Mittelfrequenz wird eine Spannung erzeugt, geführt ist. Der Kollektor eines zweiten Schalttran- die über den Regelverstärker 8 dem Anschluß J? zusistorsT2 ist ebenfalls auf die Basis des Schalt- geführt und zu der Sägezahnspannung am Ausgang A transistors Tl geführt. Der Emitter dieses Schalt- addiert wird. Damit schwingt der Lokal-Oszillator auf transistors T 2 ist direkt mit der Masse verbunden. der Sollfrequenz. Zugleich wird die Ladung über dem Die Basis ist über einen Widerstand R 4 ebenfalls mit 45 Kondensator C 3 über den Widerstand R 6 abgebaut. Masse verbunden. Die dadurch entstehende Frequenzverschiebung des

Die Einspeisung des Echoimpulses aus dem De- Lokal-Oszillators 4 wird sogleich durch ein Fehlermodulator 9 erfolgt über die Anschlüsse El und E2. signal des Frequenzdiskriminators 7 korrigiert. So-Mit einem Transformator Tr wird der Sägezahngene- bald die Spannung über dem Kondensator C 3 vollrator galvanisch vom Demodulator 9 getrennt. Die 50 ständig abgebaut ist, ist auch über dem Ladekonden-Sekundärwicklung ist mit einem Anschluß auf Masse sator Cl des Sägezahnoszillators keine Spannung geführt. Der andere Anschluß speist die Kathode mehr. Die Regelspannung hat nun den Wert, der einer Diode G 2. Zwischen dem Anodenanschluß zur Konstanthaltung der Sollfrequenz des Lokaldieser Diode G 2 und Masse liegt ein Kondensator Oszillators benötigt wird.
C 2. 55 Die Bemessung der Zeitkonstanten, gebildet mit

Die Auskopplung der Sägezahnspannung erfolgt den Gliedern C3 und R6 muß derart sein, daß der

über einen Kondensator C 3 auf den Anschluß A. Regelkreis die notwendige Regelspannung aufbauen

Wird nun das Radargerät eingeschaltet, so ist der kann. Bei einer Reflektorspannung in einem Klystron-Schalttransistor T 2 gesperrt; damit leitet der Schalt- oszillator von etwa 50VoIt sollte die Zeitkonstante transistor Tl. Der Kondensator Cl wird über den 60 für die Entladung des Kondensators C 3 etwa 7 Se-Widerstand R1 geladen. Das Potential an der Ka- künden sein.

thode der Vierschichtdiode Gl wird entsprechend Während in der beschriebenen Schaltungsanord-

der Ladekurve des Kondensators C1 negativer. So- nung gemäß F i g. 1 die Frequenz des Lokal-Oszilla-

bald die Ansprechspannung der Vierschichtdiode tors 4 mit der Empfangsfrequenz abgestimmt wird,

Gl erreicht ist, wird sie leitend. Über den Wider- 65 ist es ebensogut möglich, mit derselben Schältungs-

standi?5 entlädt sich nun der Kondensator C1, anordnung die Oszillatorfrequenz mit der Sendefre-

bis der Haltestrom die Vierschichtdiode Gl nicht quenz abzustimmen; nur ist in diesem Falle darauf

mehr im leitenden Zustand zu halten vermag. Damit zu achten, daß keine Empfangsschwingungen auf die

Mischstufe 5 gelangen können. Diese Anordnung benötigt bekanntlich eine zweite Mischstufe für den Empfangsweg.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung für die selbsttätige Frequenzeinrastung eines spannungsgesteuerten Lokal-Oszillators in einem Überlagerungsempfänger, bei dem die Steuerspannung so lange periodisch verändert wird, bis die Frequenz des umgesetzten Empfangssignals in den Durchlaßbereich des Zwischenfrequenzverstärkers zu liegen kommt und damit in einem Frequenzdislcriminator eine Regelspannung für die Frequenzregelung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der veränderlichen Spannung ein Sägezahngenerator mit einer Vierschichtdiode dient, die über einen ersten Schalttransistor mit der negativen Spannungsquelle verbunden ist, und daß die Steuerung des ersten Schalttransistors über einen zweiten Schalttransistor in Emittergrundschaltung erfolgt, der seinerseits durch das Auftreten eines demodulierten Empfangssignals leitend geschaltet wird und damit den ersten Schalttransistor sperrt, wodurch der Sägezahngenerator von der negativen Spannungsquelle getrennt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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