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Generator zur Erzeugung zweier abwechselnd erregter Schwingungen Die
Erfindung betrifft einen Generator zur Erzeugung zweier abwechselnd erregter Schwingungen,
mit einem aus zwei Elektronenröhren bestehenden astabilen Multivibrator und zwei
Oszillatoren, von denen jeder eine Elektronenröhre und einen Paralletresonanzkreis
enthält, der zwischen das Gitter und die Anode dieser Elektronenröhre geschaltet
ist.
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Die Kontrolle des Frequenzhubes bei breitbandigen Richtfunkverbindungen
wird manchmal durch Zuführung einer genau kalibrierten Signalamplitude an den Eingang
des Frequenzmodulators durchgeführt, und es wird vorausgesetzt, daß die inneren
Modulatorkonstanten in der Zeitabhängigkeit sich seit der Einstellung bei der Erzeugung
nicht veränderten. Diese Methode ist zwar die einfachste, aber auch die am wenigsten
präzise.
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Eine andere Kontrollmöglichkeit des Frequenzhubes beruht in der Benutzung
eines Meßreferenz-Empfängers, bei dem die Amplitude das Maß des Frequenzhubes ist.
Die Meßgenauigkeit wird auch in diesem Fall durch die Parameterstabilität einiger
Kreise, wie der Steilheit des Diskriminators, der Verstärkung des fo]genden Verstärkers
u. dgl., festgesetzt.
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Überdies bietet diese zweite Art viel genauere Ergebnisse, aber für
den Preis einer bedeutend komplizierten Kontrolleinrichtung.
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Die Messung des Frequenzhubes ist auch mittels Benutzung einer Spezialvorrichtung,
und zwar des Frequenzhubmessers durchzuführen, welcher mit der Spektralanalyse des
frequenzmodulierten Signals unter Ausnutzung einiger Eigenschaften dei Besselfunktionen
arbeitet. Diese Methode ermöglicht eine absolute Messung mit verhältnismäßig genauem
Ergebnis, sie ist aber ziemlich kompliziert und für die Betriebs-Messung wenig geeignet.
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Eine andere Methode beruht auf der Frequenzinterferenz des Signals
mittels eines geeichten Generators, aus welchem die Energie mittels schwacher Kopplung
an einen angepaßten Kreis (meistens den Zwischenfrequenzteil) des Empfängers zugeführt
wird.
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Bei dieser Methode ist es notwendig, für die Modulierung einen Signalsender
mit einem günstigen Zeitverlauf, z. B. mit Sägezahnspannung, zu benutzen.
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Es ist ein Oszillator bekanntgeworden, welcher zur Erzeugung von
zwei verschiedenen Schwingungen dient. In diesem Gerät sind zwei dauernd schwingende
Oszillatoren vorgesehen, deren Signale über je eine Elektronenröhre abwechselnd
an den Ausgang gelangen, in dem stets je einem von den beiden Signalen der Weg zum
Ausgang gesperrt und dem anderen geöffnet wird. Die hier vorhandene, durch einen
bistabilen Multivibrator verwirklichte Tastschaltung geht
nicht selbsttätig von einem
Zustand in den anderen über, sondern die Röhren werden durch Tastimpulse geöffnet
und gesperrt. D erartige Schaltungen von Oszillatoren sind für bekannte Einrichtungen
zur Messung des Frequenzhubes bisher benutzt worden.
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Die gemeinsame Eigenschaft aller angeführten Methoden ist wie die
Kompliziertheit so auch die langwierige Messung.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Mangel zu beseitigen und
einen Generator zu schaffen, der es ermöglicht, den Frequenzbub eines frequenzmodulierten
Senders mit einfachen, leicht und genau einstellbaren Mitteln zu überprüfen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in einem Generator
der eingangs erwähnten Art die eine Elektronenröhre des astabilen Multivibrators
einen gemeinsamen Kathodenwiderstand mit der Elektronenröhre des einen Oszillators
hat, während die andere Elektronenröhre des astibalen Multivibrators einen gemeinsamen
Kathodenwiderstand mit der Elektronenröhre des anderen Oszillators hat, die beiden
K athodenwiderstände durch Kondensatoren überbrückt sind, die derart bemessen sind,
daß sie den Hochfrequenzströmen der beiden Oszillatoren eine im Vergleich mit dem
Kathodenwiderstand vernachlässigbar kleine Impedanz bieten, während ihre Impedanz
für die Frequenz der Kippschwingungen des astabilen Multivibrators nicht vernachlässigbar
klein ist, und die Parallelresonanzkreise des ersten und des zweiten Oszillators
mit einem gemeinsamen Ausgang des Generators über eine gemeinsame Spule induktiv
gekoppelt sind.
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Die Erfindung soll im weiteren an Hand von Zeichnungen näher erläutert
werden.
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F i g. 1 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Überprüfung
des Frequenzhubes eines frequenzmodulierten Senders mit dem erfindungsgemäßen Generator;
Fig. 2 ist ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Generators.
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In F i g. 1 ist ein Sender S in einem sehr vereinfachten Blockschaltbild
dargestellt. Der Sender besteht aus einer Eingangs stufe IC, einem Frequenzmodulator
FM, beispielsweise einer Reaktanzröhre, einem Oszillator SO, dessen Schwingungen
durch den Frequenzmodulator EM moduliert werden, und einer Ausgangsstufe SA mit
erforderlichen Verstärkern.
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Derartige Sender sind allgemein bekannt. Das Ausgangssignal des Senders
S gelangt über einen Üb ertragungsweg TP in einen Empfänger R. Der Über tragungsweg
ist in Fig. 1 durch eine gebrochene strichlierte Linie dargestellt, obwohl er natürlich
auch geradlinig sein kann. Der Übertragungsweg TP kann z. B. durch ein Kabel, einen
Hochleiter oder auch nur durch freien Raum gebildet werden, in dem sich elektromagnetische
Wellen ausbreiten. Das Ausgangssignal des Senders S wird im Empfänger R empfangen,
der eine Hochfrequenzstufe HF, einen Oszillator RO, eine Mischstufe M, eine Zwischenfrequenzstufe
IF, einen Detektor DT und eine Ausgangsstufe RA enthält, an welche ein geeignetes
Anzeigegerät, z. B. ein Oszilloskop OS angeschlossen ist. Derartige Empfänger sowie
Oszilloskope sind hinreichend bekannt, und es ist daher nicht erforderlich, sie
eingehend zu beschreiben.
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Soll die Richtigkeit des Frequenzhubes des Senders 5 für eine bestimmte,
dem Eingang des Senders zugeführte Prüf-Modulationsspannung überprüft werden, dann
wird diese Überprüfung in nachstehender Weise ausgeführt: Eine bekannte Prüfspannung,
z. B. eine sinusförmige Prüfspannung mit einer Amplitude von 1 V wird der Eingangsstufe
IC des Senders S zugeführt.
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Dadurch entsteht in der Ausgangsstufe SA des Senders ein frequenzinoduliertes
Signal. Das Signal gelangt in den Empfängel R und wird hier in bekannter Weise in
der Zwischenfrequenzstufe in eine Zwischenfrequenz verwandelt. Von hier aus gelangt
das Signal über den Detektor DT und die Ausgangsstufe R4 in das Oszilloskop OS,
wo es eine Spur erzeugt, die den tatsächlichen Frequenzhub des geprüften Senders
für die verwendete Prüfspannung von 1V wiedergibt. Der Frequenzhub des Senders soll
z. B. für die verwendete Prüf-Modulationsspannung mit der Amplitude von 1 V einen
derartigen Wert haben, daß der Frequenzhub fs der Zwischenfrequenz in der Zwischenfrequenzstufe
IF des Empfängers gleich 10 MlIz sein soll. Die mittlere, d. h. unmodulierte Frequenz
f0 der Zwischenfrequenzstufe IF beträgt z. B. f0 = 100 MHz.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß zwei Hilfsschwingungen
mit Frequenzen f1 und J; erzeugt werden, deren Differenz dem erwünschten Frequenzhub
fs = 10 MRz gleich ist, unter der Voraussetzung, daß diese beiden Frequenzen f1
und f2 im Bereich des linearen Teiles der Kennlinien des Zwischenfrequenzverstärkers
und des Detektors liegen.
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Dies vorausgesetzt, kann man z. B. f1 = 95 MHz, J2 105 MHz wählen,
weil die Differenz f2 - fl gleich 10 Mllz ist. Es ist jedoch auch möglich, fi =
96 MHz, f2 = 106 MHz oder f1 = 94 MHz, f2 = 104 MHz usw. zu wählen. Die zwei Hilfsschwin-
gungen
mit den Frequenzen ei und f2 werden in zwei Oszillatoren Ol und 02 erzeugt, die
in dem erfindungsgemäßen Generator G enthalten sind. Der Generator enthält ferner
eine Umschaltvorrichtung SW, welche die zwei Hilfsschwingungen mit den Frequenzen
f1 und f2 abwechselnd in die Zwischenfrequenzstufe IF des Empfängers R liefert.
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Diese zwei Hilfsschwingungen mit den Frequenzen f1 und f2 erzeugen
zwei Spuren auf dem Bildschirm des Oszilloskops OS. Bei geeigneter Umschaltung der
beiden Hilfsschwingungen in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise je nach 1/50
Sekunde, können die beiden Spuren derart kombiniert werden, daß sie eine rechteckförmige
Welle bilden, die dann mit der Spur verglichen werden kann, welche durch Empfang
des Ausgangssignals des zu prüfenden Senders S erhalten wurde.
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F i g. 2 zeigt ein ausführliches Schaltbild des erfindungsgemäßen
Generators. Der Generator besteht aus einem astabilen~Mu]tivibrator mit zwei Elektronenröhren
Eia und E2a. Das Gitter der Elektronenröhre Ela ist über einen Kondensator C1 mit
der Anode der Elektronenröhre E2a gekoppelt, und ähnlich ist das Gitter der Elektronenröhre
E2a über einen Kondensator C2 mit der Anode der Elektronenröhre Eia verbunden. Die
Kathoden der Elektronenröhren E1a und E2a sind über Kathodenwiderstände Rl bzw.
R2 geerdet. Die Anoden der Elektronenröhren Ela und E2a sind über Widerstände R8
und R4 an den Pluspol einer Spannungsquelle 5 angeschlossen. Zwei Potentiometer
P1 und P2, die über Widerstände R5 bzw. R6 mit den Gitterkreisen der Elektronenröhren
Ela und Elb verbunden sind, dienen zur Steuerung der Tätigkeit des astabilen Multivibrators.
Das Potentiometer P2 steuert die Impulsfrequenz des astabilen Multivibrators, und
das Potentiometer r1 steuert die relative Dauer der Durchlässigkeits- und Sperrzustände
der beiden Elektronenröhren Ela und 1?a Astabile Multivibratoren dieser Art sind
bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.
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Der erfindungsgemäße Generator enthält zwei Oszillatoren. Der erste
Oszillator enthält eine Elektronenröhre Elb und einen Resonanzkreis, der aus einem
Kondensator C3 und einer Spule L1 besteht.
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Dieser Resonanzkreis ist mit dem Gitter der Elektronenröhre E1a über
einen Kondensator C5 verbunden. Ein SpannungsteilerR7, R8, der über einen Widerstand
R9 an den Pluspol der Spannungsquelle S angeschlossen ist, dient zur Einstellung
der Gittervorspannung der Elektronenröhre Gelb. Der zweite Oszillator enthält eine
Elektronenröhre E2b und einen Resonanzkreis, der aus einem Kondensator C2 und einer
Spule L2 besteht. Dieser Resonanzkreis ist über einen Kondensator C6 mit dem Gitter
der Elektronenröhre E2b verbunden. Ein Spannungsteiler Rlo7 Rll, der über einen
Widerstand R12 an den Pluspol der Spannungsquelle S angeschlossen ist, dient zur
Einstellung der Gittervorspannung der Elektronenröhre E2b. Abgriffe der Spule L1
und L2, die über Widerstände Rl3 und R14 an den Pluspol der Spannungsquelle s angeschlossen
sind, dienen zur Speisung der Oszillatoren.
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Die Elektronenröhre E1a des astabilen Multivibrators hat einen gemeinsamen
Kathodenwiderstand R1 mit der Elektronenröhre Eib des ersten Oszillators, und ähnlich
hat auch die Elektronenröhre E2a des astabilen Multivibrators einen gemeinsamen
Kathodenwiderstand R2 mit der Elektronenröhre E2b des zweiten
Oszillators.
Dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zufolge haben die Elektronenröhren
E1a, Elb nicht nur einen gemeinsamen Kathodenwiderstand Rl, sondern überhaupt eine
gemeinsame Kathode, was aber nicht unbedingt erforderlich ist. Dasselbe gilt von
den Elektronenröhren Eaa, E2b. Die Kondensatoren C7 und C8 sind so bemessen, daß
sie den Hochfrequenzströmen der Oszillatoren nur einen verschwindend kleinen Widerstand
bieten, während ihr Widerstand für die Impulsfrequenz,- die über die Elektronenröhren
des astabilen Multivibrators geht, nicht vernachlässigbar ist.
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Die Spulen L1 und L2 des ersten und des zweiten Resonanzkreises sind
induktiv mit einer gemeinsamen Ausgangsspule La gekoppelt, die an den Ausgang A
des Generators angeschlossen ist.
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Der oben beschriebene Generator arbeitet in nachstehender Weise:
Falls sich die erste Elektronenröhre Ela des astabilen Multivibrators im durchlässigen
Zustand befindet, ist die zweite Elektronenröhre E2a bekanntlich gesperrt.
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Die Gittervorspannung der Elektronenröhre Elb ist derart eingestellt,
daß der abgestimmte Resonanzkreis L1: Ca nicht in Schwingungen versetzt wird, solange
am Kathodenwiderstand R1 ein Spannungsabfall vorhanden ist, der beim Durchlässigkeitszustand
der Elektronenröhre Ela entsteht. Sobald jedoch die Zustände der beiden Elektronenröhren
Ela und E2a wechseln, d. h. die Elektronenröhre Ela des astabilen Multivibrators
gesperrt wird, verschwindet der Spannungsabfall am Kathodenwiderstand R1, und der
Resonanzkreis Ii, Ca beginnt zu schwingen. Seine Schwingungen haben jedoch keinen
Einfluß auf den gesperrten Zustand der Elektronenröhre E1a, weil der Überbrückungskondeusator
C7 praktisch einen Kurzschluß für die Osiillationen des Resonanzkreises darstellt.
In der anderen Doppelröhre E2a, E2b verlaufen ähnliche Vorgänge. Es ist daher ersichtlich,
daß die Resonanzkreise L1, Ca und L2, C, abwechselnd in Übereinstimmung mit dem
Wechsel des gesperrten
und des durchlässigen Zustands der Elektronenröhren Ela und
E2a des astabilen Multivibrators in Schwingungen versetzt werden. Die Schwingungen
der Resonanzkreise L1, Ca und L2, C4 werden daher abwechselnd in die Ausgangsspule
L3 induziert, von wo sie an den Ausgang A des Generators gelangen.