DE1491995B1 - Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenznachregelung in einem Empfaenger mit mehrmaliger UEberlagerung - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Schaltungs- Informationssignal nicht fehlerfrei von dem Indika anordnung zur automatischen Frequenznachregelung tor 9 verarbeitet werden kann. Das gleiche gilt, wenn in einem Empfänger mit mehrmaliger Überlagerung. die Überlagerungsfrequenzoszillatoren 4,7 z. B. durch Der Stand der Technik, von dem die Erfindung aus- Temperatureinflüsse frequenzmäßig »weglaufen«. Dargeht, ist in den F i g. 1 bis 3 dargestellt. 5 aus ergibt sich die Notwendigkeit, den Empfänger

Die Fig. 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes mit einer Schaltungsanordnung zur automatischen einen Empfänger mit einem Hochfrequenzverstärker 2, Frequenznachregelung zu versehen,
einer ersten Überlagerungsstufe 3, einem ersten Über- In der F i g. 2 ist eine erste bekannte Ausführungslagerungsfrequenzoszillator 4, einem ersten Zwischen- form einer Schaltungsanordnung zur automatischen frequenzverstärker 5, einer zweiten Überlagerungs- io Frequenznachregelung in einem Empfänger mit zweistufe 6, einem zweiten Überlagerungsfrequenzoszilla- maliger Überlagerung dargestellt. Bei dieser Ausfühtor 7, einem zweiten Zwischenfrequenzverstärker 8 rungsform wird das Überlagerungssignal des zweiten und einem Indikator 9. Das zu empfangende und aus- Überlagerungsfrequenzoszillators 7 mittels einer der zuwertende Informationssignal wird dem beschriebe- Differenz zwischen der Bandmittenfrequenz des zweinen Empfänger über eine Antenne 1 zugeführt. Nach 15 ten Zwischenfrequenzverstärkers 8 und des mittleren einer ersten Verstärkung im Hochfrequenzverstärker 2 Wertes der Frequenz des zweiten Zwischensignals werden das Informationssignal und das Überlagerungs- entsprechenden Differenzgleichspannung so gesteuert, signal des ersten Überlagerungsfrequenzoszillators 4 daß die Differenz zwischen der Bandmittenfrequenz der ersten Überlagerungsstufe 3 zugeführt. In der des zweiten Zwischenfrequenzverstärkers 8 und des ersten Überlagerungsstufe 3 wird das erste Zwischen- ao mittleren Wertes der Frequenz des zweiten Zwischensignal erzeugt, das zunächst in dem ersten Zwischen- signals zu Null wird. Dabei ist der zweite Überlagefrequenzverstärker 5 verstärkt und danach, zusammen rungsfrequenzoszillator 7 als sogenannter »Voltage mit dem zweiten Überlagerungssignal, das der zweite Controlled Oscillator«, abgekürzt V. C. Ο., ausgeführt, Überlagerungsfrequenzoszillator 7 abgibt, der zweiten während die der Differenz zwischen der Bandmitten-Überlagerungsstufe 6 zugeführt. Das in der zweiten 25 frequenz des zweiten Zwischenfrequenzverstärkers 8 Uberlagerungsstufe 6 erzeugte Zwischensignal wird und des mittleren Wertes der Frequenz des zweiten über den zweiten Zwischenfrequenzverstärker 8 dem Zwischensignals entsprechende Differenzgleichspan-Indikator 9 zugeführt, der als Detektor ausgeführt ist, nung von einem Diskriminator 10 erzeugt und durch wenn das Informationssignal amplitudenmoduliert ist, einen Differenzgleichspannungsverstärker 11 verstärkt dagegen als Diskriminator ausgeführt ist, wenn das 30 wird.

Informationssignal frequenz- oder phasenmoduliert Die beschriebene und in der Fig. 2 dargestellte ist. Die Frequenz des ersten Überlagerungssignals bekannte Schaltungsanordnung zur automatischen läßt sich an dem ersten Überlagerungsfrequenzoszil- Frequenznachregelung in einem Empfänger mit zweilator 4 so einstellen, daß der mittlere Wert der Fre- maliger (bzw. mehrmaliger) Überlagerung ist jedoch quenz des in der ersten Überlagerungsstufe 3 aus dem 35 nicht frei von Nachteilen. Wird, aus welchem Grund Informationssignal und dem ersten Überlagerungs- auch immer, kein Informationssignal empfangen, so signal gebildeten Zwischensignals sich mit der Band- gibt der zweite Zwischenfrequenzverstärker 8 kein mittenfrequenz des ersten Zwischenfrequenzverstär- Zwischensignal ab, so daß die Frequenz des Überkers 5 deckt. Demgegenüber ist die Frequenz des lagerungssignals des zweiten Überlagerungsfrequenzzweiten Überlagerungssignals betriebsmäßig nicht 40 Oszillators 7 einen oberen oder unteren Grenzwert variabel, da das der zweiten Überlagerungsstufe 6 annimmt. Wenn nun das Informationssignal wieder zugeführte erste Zwischensignal, bis auf die Modu- empfangen wird, ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß lationseinflüsse, theoretisch in der Frequenz konstant das in der zweiten Überlagerungsstufe 6 aus dem ist, so daß der mittlere Wert der Frequenz des in der ersten Zwischensignal und dem zweiten Überlagerungszweiten Überlagerungsstufe 6 aus dem ersten Zwi- 45 signal gebildete zweite Zwischensignal frequenzmäßig schensignal und dem zweiten Überlagerungssignal außerhalb der Bandbreite des zweiten Zwischengebildeten zweiten Zwischensignals sich theoretisch frequenzverstärkers 8 liegt. Da der zweite Zwischenmit der Bandmittenfrequenz des zweiten Zwischen- frequenzverstärker 8 weiterhin kein zweites Zwischenfrequenzverstärkers 8, dessen Bandbreite schmaler signal abgibt, wird auch die Frequenz des zweiten ist als die Bandbreite des ersten Zwischenfrequenz- 50 Überlagerungssignals nicht verändert, so daß das Verstärkers 5, deckt. — Selbstverständlich können empfangene und umgesetzte Informationssignal den auch weitere Überlagerungsstufen, Überlagerungs- Indikator 9 nicht erreicht.

frequenzoszillatoren und Zwischenfrequenzverstärker Die F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform einer

vorgesehen werden. Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenz-

Insbesondere dann, wenn das Informationssignal 55 nachregelung in einem Empfänger mit zweimaliger

von Nachrichtensatelliten empfangen werden soll, Überlagerung, bei der der beschriebene Nachteil der

kann sich die Frequenz des Informationssignals durch Ausführungsform nach F i g. 2 vermieden wird. Bei

Temperaturänderungen der Nachrichtensatelliten und/ dieser Ausführungsform wird die Frequenz des Uber-

cder durch den Doppler-Fizeau-Effekt ändern. Ändert lagerungssignals der zweiten Überlagerungsstufe 6

sich aber die Frequenz des Informationssignals, so 60 periodisch mittels einer Hilfsspannung sehr niedriger

ändern sich auch die Frequenzen des ersten und Frequenz, z. B. 5 Hz, geändert. Dazu sind bei der be-

zweitenZwischensignals (und gegebenenfalls auch die kannten Schaltungsanordnung nach Fig. 3 außer den

Frequenzen jedes weiteren Zwischensignals), so daß im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 beschriebe-

der mittlere Wert der Frequenz des zweiten Zwischen- nen Bauelementen ein Additionsglied 12 und ein

signals (bzw. allgemein des letzten Zwischensignals) 65 Hilfsoszillator 13 vorgesehen. Dem Additionsglied 12

sich nicht mit der Bandmittenfrequenz des zweiten wird die von dem Diskriminator 10 kommende und

Zwischenfrequenzverstärkers 8 (bzw. des letzten Zwi- von dem Differenzgleichspannungsverstärker 11 ver-

schenfrequenzverstärkers) deckt und das umgesetzte stärkte JMfferenzd|jfii«ggjinung und die von dem

3 4

Hilfsoszillator 13 kommende Hilfsspannung zugeführt. signal und dem letzten Uberlagerungssignal gebildete Das Additionsglied 12 gibt die Summe aus der Diffe- letzte Zwischensignal frequenzmäßig in die Bandrenzgleichspannung und der Hilfsspannung an den breite des letzten Zwischenfrequenzverstärkers fällt, zweiten Überlagerungsoszillator 7. Wird kein Infor- der letzte Zwischenfrequenzverstärker also nach ausmationssignal empfangen, steht also am Ausgang des 5 gebliebenem Informationssignal sich automatisch zweiten Zwischenfrequenzverstärkers 8 kein zweites wieder »öffnet«. Da während des Empfanges des In-Zwischensignal an, so ändert sich die Frequenz des formationssignals die Hilfsspannung nur mit einem zweiten Überlagerungssignals dadurch periodisch, daß relativ niedrigen Pegel der Differenzgleichspannung dem zweiten Überlagerungsfrequenzoszillator 7 die überlagert ist, führt diese Überlagerung zu keiner periodisch sich ändernde Hilfsspannung des Hilfs- io merklichen Modulation des umgesetzten Informationsoszillators 13 über das Additionsglied 12 zugeführt signals, das in dem Indikator 9 einwandfrei ausgewerwird. Wird nun zu einem bestimmten Zeitpunkt wie- tet werden kann. — Vorteilhafte Ausgestaltungen und der ein Informationssignal empfangen, so erreicht Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüwährend der Periode der Hilfsspannung das in der chen 2 bis 5 beschrieben.

zweiten Überlagerungsstufe 6 aus dem ersten Zwi- 15 Im folgenden wird die Erfindung an Hand der schensignal und dem sich frequenzmäßig periodisch F i g. 4 und 5, die Blockschaltbilder von Ausführungsändernden zweiten Überlagerungssignal gebildete beispielen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordzweite Zwischensignal mit Sicherheit auch frequenz- nung zeigen, ausführlicher erläutert, mäßig einen Wert, mit dem es in die Bandbreite des Bei den in den F i g. 4 und 5 dargestellten Ausfüh-

zweiten Zwischenfrequenzverstärkers 8 fällt. Nun ao rungsbeispielen der Schaltungsanordnung ist jeweils steht am Ausgang des zweiten Zwischenfrequenzver- eine Umschaltvorrichtung 14 vorgesehen, mit der bei stärkers 8 das zweite Zwischensignal an, der Dis- ausbleibendem Informationssignal eine Hilfsspannung kriminator 10 erzeugt eine der Differenz zwischen mit relativ hohem Pegel von der Klemme 13 a des der Bandmittenfrequenz des zweiten Zwischen- Hilfsoszillators 13 und bei empfangenem Informafrequenzverstärkers 8 und des mittleren Wertes der 95 tionssignal" eine Hilfsspannung mit relativ niedrigem Frequenz des zweiten Zwischensignals entsprechende Pegel von der Klemme 13 b des Hilfsoszillators 13 an Differenzgleichspannung, und diese Differenzgleich- das Additionsglied 12 durchgeschaltet wird, spannung wird über den Differenzgleichspannungs- Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 besteht die

verstärker 11 dem Additionsglied 12 zugeführt. In Umschalteinrichtung 14 aus einem Verstärker 15, dem Additionsglied 12 wird zu der verstärkten Diffe- 30 einem Detektor 16 und einem Relais 17. Es soll darenzgleichspannung die von dem Hilfsoszillator 13 von ausgegangen werden, daß »relativ niedriger Pekommende Hilfsspannung addiert, so daß die Fre- gel« der Hilfsspannung 100 mV, »relativ hoher Pequenz des von dem zweiten Überlagerungsfrequenz- gel« der Hilfsspannung 700 mV bedeutet und daß oszillator 7 abgegebenen Überlagerungssignals sich das Relais 17 unterhalb 55 mV sicher abgefallen ist periodisch mit der niedrigen Frequenz der Hilfsspan- 35 und oberhalb 65 mV sicher angezogen hat. nung ändert. Um zu verhindern, daß sich in dem wird nun von dem Empfänger kein Informations-

Kreis aus zweiter Überlagerungsstufe 6, zweitem Zwi- signal empfangen, so gibt der zweite Zwischenschenfrequenzverstärker 8, Diskriminator 10, Diffe- frequenzverstärker 8 kein Zwischensignal ab, so daß renzgleichspannungsverstärker 11, Additionsglied 12, über den Diskriminator 10 und den Differenzgleichzweitem Überlagerungsfrequenzoszillator 7 und zwei- ₄₀ spannungsverstärker 11 auch an dem Additionsglied ter Überlagerungsstufe 6 eine Schwingung mit der 12 keine Spannung mit der Frequenz der Hilfsspan-Frequenz der Hilfsspannung aufschaukelt, findet in nung ansteht. Nimmt man an, daß das Relais 17 abdem Differenzgleichspannungsverstärker 11 eine Pha- gefallen ist, so schaltet es von der Klemme 13 b des senumkehr statt. Hilfsoszillators 13 die Hilfsspannung mit relativ nied-

Nachteilig ist bei der zuletzt beschriebenen und in 45 rigem Pegel, nämlich mit 100 mV, zum Additionsder F i g. 3 dargestellten bekannten Schaltungsanord- glied 12 durch, von dem die Hilfsspannung mit nung, daß die notwendigerweise mit relativ hohem 100 mV an die Verbindungsstelle 18 zwischen dem Pegel anstehende Hilfsspannung zu einer sich bis in Additionsglied 12 und dem zweiten Überlagerungsden Indikator 9 auswirkenden Modulation des umge- frequenzoszillator 7 weitergegeben wird. Da die Umsetzten Informationssignals führt. 50 schalteinrichtung 14 an die Verbindungsstelle 18 an-Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, geschlossen ist, wird dem Relais 17 die Hilfsspannung die bekannte, in der F i g. 3 dargestellte Schaltungs- mit 100 mV zugeführt. Das Relais 17 zieht sofort an anordnung zur automatischen Frequenznachregelung und verbindet die Klemme 13 a des Hilfsoszillators in einem Empfänger mit mehrmaliger Überlagerung 13 mit dem Additionsglied 12, legt also an das so auszugestalten, daß einerseits der Empfänger auch 55 Additionsglied 12 die Hilfsspannung mit relativ nach ausgebliebenem Informationssignal automatisch hohem Pegel, nämlich mit 700 mV. Das Additionswieder empfangsbereit ist, daß jedoch andererseits glied 12 gibt die Hilfsspannung mit 700 mV an die die dafür notwendigen Maßnahmen den Empfang Verbindungsstelle 18, von der Verbindungsstelle 18 und die Auswertung des Informationssignals nicht wird die Hilfsspannung mit 700 mV der Umschaltstören. 60 einrichtung 14 zugeführt, so daß das Relais 17 an-Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gezogen bleibt. Gleichzeitig wird dem zweiten Überangegebene Erfindung gelöst. Dadurch, daß bei aus- lagerungsfrequenzoszillator 7 die sich mit niedriger bleibendem Informationssignal die Hilfsspannung mit Frequenz, z. B. mit 5 Hz, periodisch ändernde Hilfseinem relativ hohen Pegel ansteht, ist sichergestellt, spannung mit 700 mV zugeführt, so daß die Frequenz daß die Frequenz des letzten Überlagerungssignals in 65 des zweiten Überlagerungssignals in weiten Grenzen weiten Grenzen variiert werden kann, so daß wäh- verändert wird.

rend der Periode der Hilfsspannung das in der letzten Wird nun zu irgendeinem Zeitpunkt ein Informa-

Überlagerungsstufe aus dem vorletzten Zwischen- tionssignal empfangen, so erreicht während der

Periode der Hilfsspannung das in der zweiten Überlagerungsstufe 6 aus dem ersten Zwischensignal und dem zweiten Überlagerungssignal gebildete zweite Zwischensignal frequenzmäßig einen Wert, mit dem es in die Bandbreite des zweiten Zwischenfrequenz-Verstärkers 8 fällt. Der zweite Zwischenfrequenzverstärker 8 »öffnet« also und gibt das zweite Zwischensignal einerseits an den Indikator 9 und andererseits an den Diskriminator 10. Der Diskriminator 10 gibt eine der Differenz zwischen der Bandmittenfrequenz des zweiten Zwischenfrequenzverstärkers 8 und des mittleren Wertes der Frequenz des zweiten Zwischensignals entsprechende Differenzgleichspannung, überlagert von einer Spannung mit der Frequenz der Hilfsspannung, an das Additionsglied 12. Die Hilfsspannung, die dem Additionsglied 12 über das Relais

17 zugeführt wird, ist in Gegenphase zu der der Differenzgleichspannung überlagerten Spannung mit der Frequenz der Hilfsspannung. Die Verstärkung der Steuerkette aus zweitem Uberlagerungsfrequenzoszillator 7, zweiter Überlagerungsstufe 6, zweitem Zwischenfrequenzverstärker 8, Diskriminator 10 und Differenzgleichspannungsverstärker 11 soll z. B. 50fach sein. Obwohl das Relais 17 noch angezogen ist, von der Klemme 13 α des Hilfsoszillatörs 13 also die Hilfsspannung mit 700 mV an das Additionsglied 12 durchgeschaltet hat, liegt an der Verbindungsstelle

18 nur eine Spannung mit der Frequenz der Hilfsspannung von 700: 50 = 14 mV an, da dem Additionsglied 12 die in der Steuerkette 50fach verstärkte Spannung mit der Frequenz der Hilfsspannung in Gegenphase addiert wird. Die an der Verbindungsstelle 18 vorhandene Spannung ist also so klein, daß das Relais 17 sofort abfällt und nun die Klemme 13 b des Hilfsoszillators 13 mit dem Additionsglied 12 verbindet, also an das Additionsglied 12 die Hilfsspannung mit 100 mV durchschaltet. An der Verbindungsstelle 18 verbleibt nur noch eine Spannung mit der Frequenz der Hilfsspannung von 2 mV, so daß einerseits das Relais 17 abgefallen bleibt, andererseits die dem zweiten Uberlagerungsfrequenzoszillator 7 zugeführte, periodisch mit der Frequenz der Hilfsspannung sich ändernde Spannung von 2 mV zu keiner merklichen Störung des umgesetzten Informationssignals führt. Wird kein Informationssignal mehr empfangen, so gelangt an die Verbindungsstelle 18 die Hilfsspannung von 100 mV mit ihrem vollen Wert, das Relais 17 zieht an usw.

Um zu verhindern, daß das Relais 17 bei jeder kurzzeitigen Unterbrechung des Informationssignals »flattert«, ist vorgesehen, daß die Umschalteinrichtung 14 zeitverzögert, z. B. mit 2 Sekunden, anspricht.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenznachregelung in einem Empfänger mit zweimaliger Überlagerung besteht die Umschalteinrichtung aus einem selektiv wirkenden, nur Spannungen mit der Frequenz der Hilfsspannung durchlassenden Verstärker 19, einem Diskriminator 20 sowie dem Detektor 16 und dem Relais 17. Im übrigen ist die Funktionsweise dieser Ausführungsform die gleiche wie die der Ausführungsform nach F i g. 4.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenznachregelung in einem Empfänger mit mehrmaliger Überlagerung, in dem die Frequenz des Überlagerungssignals der letzten Überlagerungsstufe mittels einer der Differenz zwischen der Bandmittenfrequenz des letzten Zwischenfrequenzverstärkers und des mittleren Wertes der Frequenz des letzten Zwischensignals entsprechenden Differenzgleichspannung gesteuert wird und die Frequenz des Überlagerungssignals der letzten Überlagerungsstufe periodisch mittels einer Hilfsspannung sehr niedriger Frequenz geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung bei ausbleibendem Informationssignal mit einem relaitv hohen Pegel und bei empfangenen Informationssignal, zusammen mit der Differenzgleichspannung, mit einem relativ niedrigen Pegel die Frequenz des Überlagerungssignals der letzten Überlagerungsstufe (6) beeinflußt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des letzten Zwischenfrequenzverstärkers (8) mit dem letzten Überlagerungsfrequenzoszillator (7) über eine Frequenzsteuerkette aus der Reihenschaltung eines die Differenzgleichspannung bildenden Diskriminators (10) und eines Additionsgliedes (12) verbunden ist und das Additionsglied (12) die Summe aus der Differenzgleichspannung und der von einem Hilfsoszillator (13) gelieferten Hilfsspannung bildet und daß eine Umschalteinrichtung (14), z. B. mit einem Relais (17), vorgesehen ist, mit der bei ausbleibendem Informationssignal die Hilfsspannung mit relativ hohem Pegel und bei empfangenem Informationssignal die Hilfsspannung mit relativ niedrigem Pegel an das Additionsglied (12) durchschaltbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (14) selektiv wirksam ist, d. h. nur auf eine Spannung mit der Frequenz der Hilfsspannung anspricht.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (14) einen selektiv wirkenden, nur Spannungen mit der Frequenz der Hilfsspannung durchlassenden Verstärker (19) aufweist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (14) zeitverzögert anspricht, so daß sie bei kurzen Unterbrechungen im Verlauf des empfangenen Informationssignals nicht anspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen