-
Rückmischteiler zur Erzeugung von Frequenzen, die in einem ganzzahligen
Teilerverhältnis zu einer Grundfrequenz stehen Die Erfindung betrifft einen Rückmischteiler
zur Erzeugung von Frequenzen, die in einem ganzzahligen Teilerverhältnis zu einer
Grundfrequenz stehen.
-
Bei einem solchen an sich bekannten Rückmischteiler (Proc. IRE, 27,
1939, S.446 bis 457, und »Technische Hausmitteilungen des Nordwestdeutschen Rundfunks«,
7, 1955, S.101 bis 107) wird, um eine gegebene Grundfrequenz nf durch
n zu teilen, einem Modulator einerseits die Grundfrequenz und andererseits
die im allgemeinen durch Vervielfachung der gewünschten Frequenz f gewonnene Harmonische
(n -1) f zugeführt. Man erhält dann durch Modulation an den Ausgangsklemmen unter
anderen Modulationsprodukten die Frequenz nf-(n-1) f=f, die durch ein entsprechendes
Filter ausgesiebt wird. F i g.1 zeigt die Prinzipschaltung dieses bekannten Rückmischteilers.
Die Grundfrequenz nf wird dem einen Eingang eines Modulators M1 als Trägerfrequenz
zugeführt, dessen anderer Eingang mit der als Zeichenfrequenz dienenden Frequenz
(n -1) f gespeist wird. Die am Ausgang des Modulators auftretende Seitenfrequenz
f wird mittels des Filters F1 abgesiebt und im Verstärker V verstärkt. Die Frequenz
(n -1) f wird dadurch erzeugt, daß vom Ausgang des Verstärkers V bzw. des Rückmischteilers
die Frequenz f abgeleitet, in einem Vervielfacher VV
vervielfacht und aus
dem Gemisch der entstehenden Harmonischen die Frequenz (n -1) f mittels des
Filters F2 abgesiebt wird. Bei der Ingangsetzung dieser Schaltung wird nun die Frequenz
f noch nicht in normaler Weise erzeugt, sondern sie befindet sich unter anderen,
störenden Frequenzen und besitzt nur eine sehr geringe Amplitude. Der Vervielfacher
VV für die Herstellung der Harmonischen (n -1) f ist nämlich ein nichtlineares
Element, das nur bei Beaufschlagung mit einer genügend großen Spannung richtig arbeitet,
bei der zu geringen Anfangsspannung der Frequenz faber nicht anspricht. Es muß daher
zur Erzeugung -der Frequenz (n -1) fein zusätzlicher Oszillator benutzt werden,
der bei Beginn des Anlaufes der Schaltung in Tätigkeit gesetzt und erst dann von
Hand oder automatisch wieder ausgeschaltet wird, wenn sich die Frequenz f mit einer
ausreichenden Spannungsamplitude ausgebildet hat.
-
Es ist eine Frequenzteilerschaltung bekannt (deutsche Patentschrift
812 561), bei der die zu teilende Frequenz in einem Modulator mit einer Zwischenfrequenz
moduliert wird, die von einem Vervielfacher mit vorgeschaltetem Verstärker aus der
geteilten Frequenz erzeugt wird, wobei dieser Verstärker während der Anlaufzeit
der Schaltung für die geteilte Frequenz zur Selbsterregung gebracht wird, also als
Oszillator für diese Frequenz wirksam ist, und bei beendetem Anlaufvorgang und genügender
Ausgangsspannung durch ein Relais automatisch umgeschaltet und als Verstärker wirksam
wird. Die Schaltung hat den Nachteil, daß eine optimale Dimensionierung des Verstärkers
nicht möglich ist, da er zwei verschiedene Aufgaben zu erfüllen hat, nämlich einmal
als Oszillator und einmal als Verstärker zu arbeiten. Außerdem tritt, wenn die Relaisumschaltung
einmal nicht funktioniert, am Ausgang der Schaltung mit großer Wahrscheinlichkeit
eine teilerfremde Frequenz auf.
-
Es ist auch bekannt (The Post Office Electrical Engineers, Vol. 48,
Januar 1956, Part 4, S. 216 bis 218), vor den Vervielfacher einen Oszillator für
die Frequenz f einzuschalten, der in der Anlaufphase des Rückmischteilers frei schwingt,
später aber, wenn sich die Ausgangsspannung mit einer ausreichenden Amplitude ausgebildet
hat, vom Rückmischteiler synchronisiert wird.
-
Den zusätzlichen Qszillator kann man nun bekanntlich auch vermeiden,
wenn man den Vervielfacher in der Anlaufphase des Rückmischteilers als Modulator
einsetzt. Hierfür muß die Bedingung der sogenannten anomalen Mischrückkopplung erfüllt
sein, bei der bei wachsender Eingangsspannung am Vervielfachermodulator zunächst
eine Selbsterregung einer Frequenz in der Nähe der Frequenz (n -1) f
auftritt,
dann aber sprungartig der übergang in den echten Frequenzteilervorgang erfolgt.
F i g. 2 zeigt die Prinzipschaltung eines derartigen Rückmischteilers. Sie unterscheidet
sich von der nach F i g. 1
dadurch, daß statt des reinen Vervielfachers
V V ein Vervielfachermodulator VVM verwendet wird, dem eingangsseitig außer der
Frequenz f noch die Frequenz nf zugeführt wird. Der Vervielfachermodulator arbeitet
bei der in der Anlaufphase des Rück mischteilers vorhandenen anomalen Mischrückkopplung
als Modulator. Es ist bekannt (Electronic Eng., Vol. 31, Februar 1959, S. 72 bis
75), als Vervielfachennodulator die gekrümmte Kennlinie einer Röhre oder eines Transistors
zu benutzen. Dabei geht aber bei größer werdender Eingangsspannung am Vervielfachermodulator
die Frequenzmischung nicht sprunghaft, sondern nur allmählich in eine Frequenzvervielfachung
über, so daß praktisch immer beide Frequenzen, nämlich die im Modulator erzeugte
Mischfrequenz nf-f = (n--1) f und die im Vervielfacher gewonnene Frequenz
(n-1) f, vorhanden sind. Die Mischfrequenz (h -1) f, die eine teilerfremde Ausgangsfrequenz
erzeugt, kann man deshalb nicht endgültig abschalten, was einen wesentlichen Nachteil
darstellt.
-
Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß ein Schalter
vorgesehen ist, der bei ansteigender, einen bestimmten Wert überschreitender Amplitude
der Ausgangsspannung des Rück mischteilers betätigt wird und seinerseits den Vervielfachermodulator
so umschaltet, daß er nur als Vervielfacher wirkt.
-
F i g. 3 und 4 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach
der Erfindung.
-
F i g. 5 stellt ein Ausführungsbeispiel des Schalters dar.
-
Die Schaltung nach F i g. 3 unterscheidet sich von der nach der F
i g. 2 dadurch, daß in die Verbindungsleitung vom Eingang des Rückmischteilers zum
Vervielfachermodulator VVM ein in der Ruhelage geschlossener Schalter S eingebaut.
ist, der in dem Moment, wenn die in der Anlaufphase des - Rückmischteilers ansteigende
Ausgangsspannung mit der Frequenz f einen vorgegebenen Amplitudenwert überschreitet,
von der gleichgerichteten Ausgangsspannung geöffnet wird, wodurch das Element VVM
nur als reiner Vervielfältiger arbeitet.
-
In der F i g. 4 ist zwecks ErzieIung einer optimalen Dimensionierung
der Schaltung als Vervielfachermodulator ein Vervielfacher VV verwendet, dem ein-
und ausgangsseitig ein getrennter Modulator M 2 parallel geschaltet ist. In dieser
für große Teilungsfaktoren in besonders zweckmäßiger Schaltung hat man für den Einbau
des Schalters drei Möglichkeiten, die durch die Schalter S1, S2 und S3 angedeutet
sind, die man je nach der vorliegenden Aufgabe optimal wählen kann. In F i g. 5
wird beispielsweise zur Realisierung des Schalters S1 die Ausgangswechselspannung
?(f in einem Gleichrichter Gl gleichgerichtet und die am Ausgang desselben vorhandene
Gleichspannung Uf zur Steuerung einer Diode D in den Sperrbereich benutzt, die durch
eine Vorspannung B im Durchlaßbereich betrieben ist und in der Zuführungsleitung
der Wechselspannung Uf zum Modulator M2 liegt.