DE1269643B

DE1269643B - Schaltungsanordnung zur Synchronisierung quarzstabilisierter Oszillatoren in Traegerfrequenzsystemen mit unterdruecktem Traeger

Info

Publication number: DE1269643B
Application number: DE19671269643
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Schwertzel
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1967-07-22
Filing date: 1967-07-22
Publication date: 1968-06-06

Description

Schaltungsanordnung zur Synchronisierung quarzstabilisierter Oszillatoren in Trägerfrequenzsystemen mit unterdrücktem Träger In Trägerfrequenzsystemen mit unterdrücktem Träger, insbesondere Einseitenbandsystemen, tritt häufig die Notwendigkeit auf, die in den End-oder Abzweigstellen vorhandenen quarzstabilisierten Grundgeneratoren für die Trägerfrequenzerzeugung, deren Eigenfrequenz an sich schon eine hohe Konstanz aufweist, mit einer Steuerfrequenz zu synchronisieren, d. h. auf gleiche Frequenz nachzuregeln, die in vernetzten Systemen, beispielsweise von einem an einem zentralen Ort befindlichen Normalfrequenzoszillator geliefert wird.
Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 1223 895), die Synchronisation bzw. Mitnahme eines derartigen Grundgenerators durch direkte Zuführung eines gegebenenfalls nach Frequenzumsetzung frequenzgleichen Steuerstromes in den Rückkopplungsweg des Grundgenerators und die hiermit verbundene Phasenbeeinflussung zwischen dem Steuerstrom und dem Grundgeneratorstrom zu bewirken. Nachteilig ist hierbei aber, daß die Störungen, mit denen die oft auf weite Strecken übertragene Steuerfrequenz meist überlagert ist und die als Geräusch oder Phasenschwankungen in Erscheinung treten, durch Einkopplung der Steuerfrequenz über eine Schwungradschaltung (z. B. über einen schmalen Bandpaß) beseitigt werden müssen.
Es ist ferner bekannt (Internationale Elektronische Rundschau, 1967, Nr. 6, S. 153), die Oszillatorfrequenz und die frequenzgleiche Steuerfrequenz einem Phasendiskriminator zuzuführen und von diesem eine dem Vorzeichen und der Größe der Phasenabweichung entsprechende Regelgleichspannung abzuleiten, die die Oszillatorfrequenz im Sinne der gewünschten Synchronisation beeinflußt. Dies geschieht meist über eine in der Oszillatorschaltung angeordnete Kapazitätsdiode, deren Vorspannung und damit Kapazitätswert durch die Regelgleichspannung gesteuert wird. Wenn die steuernde Spannung ausfällt, muß dabei aber der Kapazitätswert der Diode auf einem solchen Wert gehalten werden, daß die sich einstellende Oszillatorfrequenz innerhalb des zugelassenen Toleranzbereiches bleibt. Deshalb müssen die Diode und ihre Vorspannung besonders stabilisiert werden. Dies ist aufwendig und insofern auch grundsätzlich als nachteilig anzusehen, als mit der , Kapazitätsdiode in einer hochgezüchteten Oszillatorschaltung ein frequenzbestimmendes Element verwendet wird, dessen Konstanz geringer ist als die der anderen Bauelemente der Oszillatorschaltung.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer ; Schaltungsanordnung, welche die genannten Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen vermeidet. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung verwendet ebenfalls eine Regelgleichspannung, die von einem mit der gegebenenfalls umgesetzten Oszillatorfrequenz und der Steuerfrequenz beaufschlagten Phasendiskriminator abgeleitet ist und deren Vorzeichen und Größe denen der zu korrigierenden Frequenzabweichung entsprechen.
Erfindungsgemäß verändert die Regelgleichspannung die Amplitude und/oder Phasenwinkel einer vom Ausgang des Oszillators abgeleiteten Spannung, die phasenverschoben in die Rückkopplungsschleife des Oszillators über ein Einkoppelglied eingeführt ist, das bei fehlender Regelgleichspannung unwirksam wird.
Dadurch wird erreicht, daß die Oszillatorschaltung zunächst ohne Rücksicht auf die spätere Synchronisierung optimal ausgelegt werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.
Der zu synchronisierende Oszillator zur Erzeugung einer Trägerfrequenz (von beispielsweise 2604 kHz) besteht aus einem zwei Stufen 1 und 2 umfassenden Verstärker, der über einen Quarz 3 und einen in Reihe dazu liegenden Ziehkondensator 4 rückgekopkelt ist. Die in einem Nachverstärker 5 verstärkte, dem nicht dargestellten Verbraucher zugeführte Oszillatorspannung der Frequenz f 1 wird gleichzeitig einerseits über ein Einkoppelglied, bestehend aus zwei parallelen Zweigen, die jeweils ein um -90° bzw. -f-90° drehendes Phasendrehglied 1 bzw. 7 (z. B. ein RC-Glied) und einen regelbaren Verstärker 8 bzw. 9 in Reihe enthaltenen, in den Rückkopplungskreis des Oszillators zwischen den Verstärkerstufen 1 und 2 eingekoppelt, andererseits nach Umsetzung in einem Frequenzumsetzer 10, der die Frequenz f1 in eine der vom zentralen Normalfrequenzoszillator her übertragenen Steuerfrequenz f2 (z. B. 300 kHz) gleiche Frequenz f,' umsetzt, einem Phasendiskriminator 11 zugeführt, der außerdem mit der Steuerfrequenz f2 beaufschlagt wird. Die vom Phasendiskriminator 11 gelieferte Regelgleichspannung, deren Vorzeichen und Größe denen der Frequenzabweichung J f = f 1 - f 2 entspricht, wird in Parallelschaltung den Steuereingängen der Verstärker 8 und 9 zugeführt, die bei fehlender Regelgleichspannung beide gesperrt sind. Die Regelgleichspannung bewirkt je nach ihrem Vorzeichen die weitere Sperrung des einen Verstärkers (z. B. 8) und die Öffnung des anderen Verstärkers (z. B. 9), und umgekehrt. Parallel zum Regelgleichspannungsausgang des Phasendiskriminators sind außerdem noch ein Meßinstrument 12 und ein Überwachungsrelais 13 angeschaltet.
Bei Ungleichheit von fi und f2 wird durch die am Phasendiskriminatorausgang auftretende Regelgleichspannung je nach deren Vorzeichen entweder der Verstärker 8 oder der Verstärker 9 entsperrt, bzw. auf einen höheren Verstärkungsgrad eingestellt und der andere Verstärker noch mehr gesperrt bzw. auf einen noch niedrigeren Verstärkungsgrad gebracht und auf diese Weise die Oszillatorspannung der Frequenz f1 um -90° oder -I--90° phasenverschoben in den Rückkopplungsweg des Oszillators eingekoppelt. Dadurch wird die Phase im Rückkopplungsweg gedreht und die Oszillatorfrequenz im Sinne der gewünschten Synchronisierung verstimmt.
Bei Gleichheit von fi und f2 oder bei Ausfall von f2 ist die Regelgleichspannung Null, und das Einkoppelglied ist infolge der Sperrung seiner beiden Zweige abgeschaltet bzw. unwirksam.
Das Meßinstrument 12 mißt die Regelgleichspannung und ist in. Werten von ± d f geeicht, wobei die Mittelstellung dem Wert Null entspricht. Die gelegentlich wegen der zeitlichen Änderung der Daten der Bauelemente des Oszillators, beispielsweise aus Gründen der Alterung, erforderliche Nachstellung der Eigenfrequenz des Oszillators am Ziehkondensator 4 wird durchgeführt, bis d f Null erreicht hat. Trotz dieser Nachstellung ändert sich die synchronisierte Oszillatorfrequenz f1 nicht.
Überschreitet die Regelgleichspannung bzw. Frequenzabweichung A f einen vorbestimmten, höchst zulässigen Grenzwert, so spricht das überwachungsrelais 13 an und löst einen vorzugsweise optischen oder akustischen Alarm aus.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So können gegebenenfalls der Nachverstärker 5 und bei Gleichheit von f 1 und f 2 der Frequenzumsetzer 10 entfallen. Ebenso kann die Steuerfrequenz f2 über einen Umsetzer dem Phasendiskriminator zugeführt werden.
Das Einkoppelglied kann statt der Verstärker 8, 9 auch entsprechende von der Regelgleichspannung gesteuerte Dämpfungsglieder enthalten. Ebenso kann i durch die Regelgleichspannung nicht nur die Verstärkung bzw. Dämpfung, sondern auch die Phasendrehung oder die Verstärkung bzw. Dämpfung und die Phasendrehung in den Zweigen des Einkoppelgliedes gesteuert werden.
Der Einkoppelpunkt braucht nicht zwischen den Verstärkern 1 und 2 zu liegen. Die Einkopplung kann auch an anderer Stelle des Rückkopplungskreises erfolgen.
Für die Regelschaltung bestehen keine besonderen .Anforderungen an die Konstanz, insbesondere sind keine Maßnahmen nötig, um die Phasendrehung genau auf dem Wert 90° zu halten. Vielmehr ist auch jede andere Phasendrehung möglich, die genügend groß ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, da die Regelschaltung alle Veränderungen im Regelkreis mit ausgeregelt und diese daher nur auf den Fangbereich der Regelschaltung eingehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Synchronisierung quarzstabilisierter Oszillatoren in Trägerfrequenzsystemen mit unterdrücktem Träger durch eine Steuerfrequenz unter Verwendung einer Regelgleichspannung, die von einem mit der Oszillatorfrequenz und der Steuerfrequenz gegebenenfalls nach Frequenzumsetzung beaufschlagten Phasendiskriminator abgeleitet ist und deren Vorzeichen und Größe denen der zu korrigierenden Frequenzabweichung entsprechen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Regelgleichspannung die Amplitude und/oder den Phasenwinkel einer vom Ausgang des Oszillators abgeleiteten Spannung verändert, die phasenverschoben in die Rückkopplungsschleife des Oszillators über ein Einkoppelglied eingeführt ist, das bei fehlender Regelgleichspannung unwirksam wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ausgang des Oszillators abgeleitete Spannung um 90° phasenverschoben wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkoppelglied zwei parallele Zweige aufweist, die jeweils ein phasendrehendes Glied (6, 7) und einen Regelverstärker (8, 9) in Reihenschaltung enthalten und daß die Verstärker von der Regelgleichspannung so gesteuert werden, daß bei fehlender Gleichspannung beide Zweige gesperrt sind und bei vorhandener Gleichspannung in Abhängigkeit von deren Vorzeichen stets ein Zweig entsperrt wird, während der andere gesperrt bleibt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgleichspannung in einem in Werten der Frequenzabweichung d f geeichten Instrument (12) gemessen wird.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgleichspannung ein Überwachungsrelais (13) speist, das bei einem unzulässigen Ansteigen der Regelspannung bzw. der Frequenzabweichung Alarm auslöst.