DE1466222C3 - Verfahren zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit eines Überlagerungsempfängers mit digitaler Anzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit eines mit digitaler Anzeige, vorzugsweise Ziffernanzeigeröhren, ausgestatteten breitbandigen Überlagerungsempfängers, bei dem mittels eines entsprechend dem Zwischenfrequenzwert voreingestellten Zählers zur Anzeige der Empfangsfrequenz die Oszillatorfrequenz in periodischen Abschnitten ausgezählt und das Zwischenf requenzsignal mit einem quarzgenauen Signal der Soll-Zwischenfrequenz verglichen wird.

Beim Überlagerungsempfänger liegt bekanntlich die Oszillatorfrequenz um die Zwischenfrequenz unter oder über der Empfangsfrequenz:

Es ist bekannt, die Empfangsfrequenz von Überlagerungsempfängern dadurch einzustellen, daß zu deren Anzeige ein an den in der Frequenz einstellbaren Oszillator des Überlagerungsempfängers angeschalteter Frequenzzähler vorgesehen ist, wobei die Ausgangsstellung dieses Zählers unter Berücksichtigung der Zwischenfrequenz so gewählt ist, daß die auf Grund der Zählung der Oszillatorfrequenz in vorgegebenen Zeitabschnitten erreichte Stellung des Zählers den Wert der Eingangsfrequenz des Überlagerungsempfängers angibt (deutsche Auslegeschriften 1191 441, 1190 552).

Die auf diese Weise gewonnene Anzeige ist jedoch nur für aus der Überlagerung entstandene Zwischenfrequenzsignale der Soll-Zwischenfrequenz /_z richtig. Alle anderen Empfangssignale innerhalb der Zwischenfrequenzbandbreite Δ f_z werden falsch angezeigt. Die bekannten Verfahren sind demnach nur dann genau, wenn der verwendete Überlagerungsempfänger eine Bandbreite af_E (f_E = Empfangsfrequenz) aufweist, die entsprechend klein oder Null ist. In der Praxis werden jedoch mit Ausnahme von Spezialempfängern oder Funkpeilempfängern, die beispielsweise nur eine Bandbreite von einigen 100 Hz haben, auch Empfänger mit Bandbreiten von mehreren kHz verwendet. Grundsätzlich stört dann die Tatsache, daß die bekannten Verfahren zur digitalen Anzeige nur eine Genauigkeit ermöglichen, die durch die Zwischenfrequenzbandbreite des Empfängers gegeben ist. Insbesondere bei Verwendung von Zwischenfrequenz-Bandfiltern mit rechteckiger Durchlaßkurve kann nach der Abstimmung auf einen empfangenen HF-Träger ohne besondere Hilfsmittel nicht angegeben werden, wie weit die durch Überlagerung entstandene Zwischenfrequenz von der Soll-Zwischenfrequenz, im allgemeinen also von der Mitte der Zwischenfrequenz-Durchlaßkurve, abweicht. Damit kann die an sich große Genauigkeit des digitalen Verfahrens aber nicht voll ausgenutzt werden. Die Anwendung der bekannten Verfahren bleibt deshalb auf Empfänger mit extrem kleiner Bandbreite beschränkt.

Um auch bei normalen Überlagerungsempfängern beliebiger Bandbreite eine digitale Anzeige mit großer Genauigkeit durchführen zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, einen Vergleich des aus der. Mischstufe entnommenen Zwischenfrequenzsignals mit dem Signal eines Hilfsoszillators vorzunehmen, der quarzgenau auf der Soll-Zwischenfrequenz des Empfängers schwingt. Die beiden zu vergleichenden Signale werden dabei in bekannter Weise den Plattenpaaren einer Braunschen Röhre zugeführt. Entsprechend diesem Vorschlag muß die Oszillatorfrequenz des Empfängers von Hand so lange nachgestellt werden, bis die angezeigte Abweichung zu Null wird.

Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß am Schirm der Braunschen Röhre an Hand einer Lissajouschen Figur beobachtet werden muß, ob die empfangene Zwischenfrequenz von der Soll-Zwischenfrequenz abweicht. Abgesehen davon, daß dies zeitraubend ist, kann auch weder die Richtung der Frequenzabweichung noch deren Größe festgestellt werden. Überdies ist, sowohl zur Abstimmung als auch zur Überwachung ständig eine Person erforderlich. Damit läßt sich dieser Vorschlag für den praktischen Betrieb eines Empfängers nicht verwenden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu beseitigen und somit ein Verfahren anzugeben, mit dem auch bei beliebig breitbandigen Überlagerungsempfängern der beschriebenen Art die digitale Anzeige selbsttätig so weit berichtigt wird, daß sich eine sehr genaue Einstellung ergibt. Auf diese Weise soll die bei digitaler Anzeige der Empfangsfrequenz theoretisch mögliche hohe Genauigkeit auch im praktischen Betrieb eines Überlagerungsempfängers erreicht werden.

Diese Aufgabe wird durch.die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre werden durch die Ansprüche 2 bis 6 erfaßt.

Erfindungsgemäß wird also die Größe der Abweichung zwischen den beiden ZF-Signalen bestimmt. Hierzu ist eine Überlagerung der beiden Signale untereinander erforderlich, wozu diese einer Vergleichsstufe zugeführt werden, aus der in an sich bekannter Weise ein Signal mit der Differenzfrequenz entnommen wird. Der Frequenzwert dieses Signals entspricht der Abweichung zwischen der digitalen Anzeige und der in Wirklichkeit vom Empfänger aufgenommenen Empfangsfrequenz.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es ermöglicht, mit dem Wert der Frequenzabweichung direkt die digitale Anzeige der Empfangsfrequenz des Überlagerungsempfängers zu berichtigen, so daß das sonst erforderliche Ablesen beider Zahlenwerte und anschließende umständliche Addieren oder Subtrahieren entfällt. Dazu wird aus dem vorzeichenrichtigen Wert der Frequenzabweichung ein entsprechender binärer Wert gebildet. Damit erfolgt in bekannter Weise eine Korrektur der Vorwahl des innerhalb der digitalen Anzeigeeinrichtung vorhandenen Zählers, so daß dieser jeweils in seiner Endstellung sofort die berichtigte Empfangsfrequenz anzeigt. Erst durch diese Anordnung ist die Anzeigegenauigkeit der letzten Stellen der digitalen Anzeigeeinrichtung eines Empfängers garantiert.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist wahlweise auch eine automatische Nachsteuerung des Oszillators möglich, so daß damit alle oben beschriebenen Maßnahmen zum Ablesen oder Berücksichtigen der Frequenzabweichung entfallen können. Dazu wird aus dem Differenzsignal, wie bereits oben beschrieben, ein analoger oder digitaler Wert gebildet, der in an sich bekannter Weise dazu benutzt wird, elektronisch oder mechanisch mittels Servomotor den Oszillator des Empfängers nachzustimmen, bis die Abweichung zwischen dessen digitaler Anzeige und der wirklich empfangenen Frequenz zu Null wird. Eine solche Anordnung ist besonders in den Fällen anwendbar, in denen eine Empfangsfrequenz von vornherein nicht festgelegt ist, also beispielsweise bei Suchempfängern.

Durch die bisher beschriebenen Maßnahmen ist jedoch noch nicht die Richtung der Frequenzabweichung berücksichtigt, denn es wird lediglich die Größe der Abweichung angegeben. Um mit einfachen Mitteln eine vorzeichenrichtige Ermittlung der Differenzfrequenz zu ermöglichen, ist nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Hilfsoszillator nicht auf der Soll-Zwischenfrequenz schwingt, sondern auf einer Frequenz, die um die Hälfte der ZF-Bandbreite niedriger liegt; es gilt also die Gleichung:

JZH=JZ —

Durch diese Maßnahme entfällt für den Meßwert der Frequenzabweichung der Nulldurchgang in der Mitte der ZF-Bandbreite, und damit auch eine Vorzeichenangabe. Bei der Auswertung des entsprechenden Korrektursignals muß lediglich der Bereich um die halbe ZF-Bandbreite versetzt werden. Bei impulsgetasteten Sendern steht am ZF-Ausgang kein kontinuierliches Signal zur Verfügung, so daß bei der Anwendung des obigen Verfahrens unter Umständen Schwierigkeiten bestehen. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird deshalb am ZF-Ausgang eine speichernde Einrichtung vorgesehen, die auch bei Impulssignalen dauernd die Träger- bzw. Mittenfrequenz des ZF-Signals an die Vergleichsstufe liefert. Dazu wird unter beispielsweiser Anwendung eines selbsttätig nachlaufenden Filters (Tracking-Filter) ein impulsgetastetes ZF-Signal während der Impulspause jeweils so lange gespeichert, bis ein neuer Impuls ankommt. Es ist dabei erforderlich, das beschriebene Filter mit einem entsprechenden Zeitkonstantenglied zu versehen, das ao ein Nachlaufen des Filters nur während eines empfangenen Impulses ermöglicht.

Weiterhin kann das genaue Zwischenfrequenz-Vergleichssignal durch Vervielfachung und Mischung der Frequenz für die Zeitbasis des Zählers gebildet as werden. Damit werden zusätzliche Fehler durch Differenzen zwischen der Quarzfrequenz des Zählers, die im allgemeinen eine große Genauigkeit besitzt, und dem Hilfsoszillator vermieden.

Eine schematische Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Abbildung wiedergegeben.

Nach diesem Ausführungsbeispiel besteht der Überlagerungsempfänger aus Vorstufe 1, Oszillator 2, Mischstufe 3 und Zwischenfrequenzverstärker 4. An den Oszillator 2 ist in bekannter Weise ein durch die Einrichtung 5 auf den direkten bzw. komplementären Wert der Zwischenfrequenz (ZF) des Empfängers vorgewählter Zähler 6 mit seiner Ziffernanzeige 7 angeschlossen.

Das vom Verstärker 4 abgegebene ZF-Signal wird in einer Vergleichsstufe 8 mit der Soll-Zwischenfrequenz des quarzstabilen Oszillators 9 verglichen. Die Abweichung vom Sollwert der ZF wird hier zusätzlich durch eine analoge Einrichtung, nämlich ein Instrument 11 angezeigt, dessen Skala in Hz oder kHz geeicht ist. Die Anzeige kann weiterhin digital, beispielsweise mittels Ziffernanzeige erfolgten. Der von der Vergleichsstufe 8 abgegebene Wert wird hier dazu benutzt, über eine Korrekturstufe 12 die Vorwähleinrichtung 5 so zu beeinflussen, daß der Zähler 6 in seiner jeweiligen Endstelluug die korrigierte, also richtige Empfangsfrequenz anzeigt. Dies könnte beispielsweise durch Bildung eines binären Wertes aus dem Ablagewert erfolgen, der vor jedem Zählzyklus additiv bzw. subtraktiv bei der Vorwahl des Zählers berücksichtigt wird.

Wahlweise kann in Abhängigkeit von der Größe der Frequenzabweichung ein richtungsabhängiger Spannungswert gebildet werden, der über die Steuerstufe 10 den Oszillator 2 nachstimmt. Dies kann sowohl mechanisch mittels Servomotor als auch elektrisch erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit eines mit digitaler Anzeige, vorzugsweise Ziffernanzeigeröhren, ausgestatteten breitbandigen Überlagerungsempfängers, bei dem mittels eines entsprechend dem Zwischenfrequenzwert voreingestellten Zählers zur Anzeige der Empfangsfrequenz die Oszillatorfrequenz in periodischen Abschnitten ausgezählt und bei dem das Zwischenfrequenzsignal mit einem quarzgenauen Signal der Soll-Zwischenfrequenz verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz dieser beiden Frequenzen ermittelt und mit dem dieser Differenz entsprechenden Differenzsignal der Meßwert der Empfangsfrequenz des Überlagerungsempfängers selbsttätig berichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Differenzsignal die digitale Anzeige der Empfangsfrequenz berichtigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Differenzsignal der Oszillator des Überlagerungsempfängers selbsttätig nachgestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das quarzgenaue Signal der Soll-Zwischenfrequenz um die Hälfte der Zwischenfrequenz-Bandbreite höher oder niedriger als die Zwischenfrequenz liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine speichernde Einrichtung die Zwischenfrequenz auch in Impulspausen eines empfangenen Trägers an eine Vergleichsstufe (8) liefert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das quarzgenaue Signal der Soll-Zwischenfrequenz aus der Zeitbasis des Zählers (6) entnommen wird.