DE1516027A1 - Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines stufenweise durchstimmbaren Oszillators - Google Patents

Description

• Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines stufenweise durchstimmbaren Oszillators Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines mittels einer Reaktanzstufe elektronisch stufenweise abstimmbaren Oszillators, dessen Frequenz durch eine stetig ansteigende Abstimmspannung von einer vorgegebenen unteren Frequenz bis zu der gewünschten Vielfachen einer Bezugsfrequenz abgestimmt wird. Es ist bekannt, einen Oszillator mittels einer Kapazitätsdiode und einer Regelspannung elektronisch abzustimmen. Die Schwierigkeit bei einer derartigen elektronischen Abstimmung eines Oszillators liegt in der exakten Einstellung. der für die jeweilige Abstimmung notwendigen und auf die Reaktanzstufe des Oszillators wirkenden Gleichspannung. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten sind bereits Verfahren bekannt, die mittels einer Regelschaltung eine rasterförmige Einstellung einer Oszillatorfrequenz, bezogen auf eine frequerizstabiiisierte Bezugsfrequenz, ermöglichen. Mit der Erfindung wird nun ein anderes Verfahren zur Beseitigung dieser Schwierigkeit angegeben. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, da13 die beim Durchlaufen der Vielfachen der Bezugsfrequenz entstehenden Impulse von einer voreingestellten Zählkette gezählt werden und diese nach Empfang der erforderlichen Anzahl von Zählimpulsen über eine Impulsstufe einen Impuls abgibt, der das weitere Ansteigen der Abstimmspannung unterbindet und eine zur Phasenregelung des Oszillators auf die betreffende Sollfrequenz dienenden Regelschleife schließt. Die Erfindung soll anhand der Figuren 1 und,2 näher erläutert werden.
• Fig.l zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Fig.2 zeigt die für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung maßgebenden Stufen.
• In dem Blockschaltbild nach Fig.l ist mit 1 ein Oszillator bezeichnet, der mittels einer Kapazitätsdiode 2 durch die Einstellung eines Codierschalters 13 einer Zählkette 12 auf eine gewünschte Frequenz abgestimmt wird. Der Codierschalter 13 bereitet dabei die Zählkette 12 so var, daß sie nach Empfang einer der Einsteilung entsprechenden Anzahl von Zählimpulsen eine Impulsstufe 14 zur Abgabe eines Impulses veranlaßt. Zuvor muß sich jedoch ein in der Stufe 16 angeordneter Kondensator langsam (o,1 sec) aufladen. Die an diesem Kondensator-herrsehende Spannung ist die Abstimmspannung für den Oszillator 1. Mit dem Ansteigen der Abstimmspannung steigt auch die Frequenz des Oszillators 1 und überschreitet dabei die unterste Kanalfrequenz von beispielsweise 35,5 MHz. Diese gelangt an eine mit dem Quarzoszillator 3 verbundene Frequenzvergleichsstufe 4, die über eine Impulsstufe 5 einen Startimpuls erzeugt, der der Zählkette 12 zugeführt wird. Von diesem Zeitpunkt an erfolgt die Zählung der von der Zählimpulsstufe 11 abgegebenen Impulse, die durch Überlagerung der Oszillatorfrequenzen mit den Spektralfrequenzen eines Bezugsoszillators 6 entstehen, der z.B. auf 1 MHz schwingt.
• Ein Frequenzteiler 7 teilt diese Frequenz im Verhältnis 20:1 auf eine dem Kanalabstand entsprechende Frequenz von 50 kHz herab. Diese wird durch die Impulsstufe 8 in eine Impulsfolge mit einer Impulsflußbreite von ca. acht Nanosekunden umgewandelt. In einem Phasendiskriminator 9 wird die Impulsfolge .mit der Frequenz des Oszillators 1 überlagert. Die Schwebungsfrequenz wird Tiber einen Tiefpaß 10, der zur Unterdrückung der Frequenz der Impulsfolge von 50 kHz dient, der Zählimpulsstufe 11 zugeführt. Mit dem Ansteigen der Frequenz des Oszillators 1 ergibt sich beim Durchlaufen jeder Vielfachen der Bezugsfrequenz zunächst ein Abfallen der Schwebungsfrequenz von 25 kHz (halber Kanalabstand) auf Null und ein abermaliger Anstieg dieser Modulationsfrequenz auf 25 kHz. Beim Erreichen des Wertes Null der Schwebungsfrequenz wird in der Zählimpulsstufe 11 ein Zählimpuls ausgelöst. Zwischenzeitlich lädt sich der Kondensator in der Stufe 16 weiter auf. Damit nimmt die Kapazität der Diode in der Impedanzstufe 2 ab, wodurch die Frequenz des Oszillators 1 zunimmt. Bei jedem Vielfachen von 50 kHz der Oszillatorfrequenz des Oszilhtors 3 entsteht, wie oben beschrieben, ein Zählimpuls. Bei Erreichen des gewünschten Kanals gibt nun die Zählkette 12 mittels ihrer Impulsstufe 14 einen Stoppimpuls ab, der die Kippstufe 15 umschaltet. Das eine Ausgangssignal der Kippstufe 15 bewirkt das sofortige Anhalten des Aufladevorganges des Kondensators der Stufe 16 und dessen Steuerung durch den Phasendiskriminator 9. Dadurch wird der Kreis für die Phasenregelung geschlossen und da sich dieser Regelkreis beim Eintreffen des letzten Zählimpulses innerhalb des jeweiligen Fangbereiches befindet, tritt die Synchronisation auf die betreffende Spektralfrequenz ein. Die Kippstufe 15 schaltet ferner auch den Quarzoszillator 3 und möglicherweise die Stufen 4, 5, 12 und 14 von der Batteriespannung ab, um dadurch die Bildung von Nebenwellen zu verhindern und die Stromaufnahme zu senken. (Die hierfür notwendigen Schaltmittel sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.) Falls nun, beispielsweise info@-ge einer Störung der Phasenregelbereich überschritten wird, so kann die Abstimmung in den vorhergehenden oder in den nachfolgenden Kanal umspringen. Hierbei gibt die Stufe 11 einen Zählimpuls ab, der die Kippstufe 15 zurückschaltet.
• Das Zurückschalten der Kippstufe 15 hat die Einschaltung der Stufen 3, 4, 5, 12 und 14, die UnterbrechzLZg der Phasenregelung und über den zweiten Ausgang der Kippstufe 15 die schnelle Entladung des Kondensators in der Stufe 16 zur Folge, so daß die Frequenz des Oszillators 1 auf den Anfangswert zurückgeht und erneut eine Abstimmung auf den Sollwert erfolgt. Die Wirkungsweise der Stufe 16, die zur Erzeugung der Abstimmspannung und zur Umschaltung auf die Phasenregelung dient, ergibt sich aus den nachstehenden Erläuterungen zur Fig.2. Jedem Abstimmvorgang geht die Entladung des Kondensators Cl voraus. Dies geschieht durch Umschalten der Kippstufe 15 durch einen Impuls an dem Eingang Z, wodurch eine negative Spannung an den Kondensator C2 gelangt. Dies bewirkt den Kurzschluß des Kondensators Cl über die Diode D und die Transistoren T2 und T4. Nach der Umladung des Kondensators C2 -während dieser Zeit muß die Entladung von C1 beendet sein- ist der Transistor T2 wieder hochohmig. Außerdem weisen die Basiselektroden der Transistoren T3 und T4 ein Potential auf, bei dem deren Emitter-Kollektorstrecken gesperrt sind. Der Kondensator Cl wird demzufolge über den Ladewiderstand R2 aufgeladen. Dabei erfolgt durch die Erhöhung der Spannung an der Kapazitätsdiode 2 die Abstimmung des Oszillators 1. Die Zählkette 12 erhält dabei von der Stufe 11 laufend Zählimpulse, die ebenfalls einen Eingang der Kippstufe 15 erreichen, ohne diese zu betätigen. Ist die durch den Codierschalter 13 gewählte Frequenz erreicht, dann schaltet ein Impuls der Stufe 14 die Kippstufe 15 um und an die Basis des Transistors T3 gelangt eine negative Spannung. Dieser wird niederohmig und dessen Emitterwiderstand R4 liegt über die Emitter-Kollektorstrecke an dem Emitter des Transistors T4. Dadurch wird auch der Transistor T4 l@i@@n.d und die Ladung des Kondensators Cl von der Ableitung durch Kollektor-Emitterstrecken der Transistoren T3 und T4, der Diode D und des Widerstandes R4 abhängig gemacht. Von diesem Zeitpunkt an ist auch der von der Regelspannung UR des Phasendiskriminators 9 gesteuerte Transistor 1 wirksam, der den Transistor 4 an der Basis steuert. Somit bestimmt der Phasendiskriminator die Ladung des Kondensators C1 und bewirkt, daß@die Abstimmung des Oszillators 1 im Bereich der Phasenregelung bleibt.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines mittels einer Reaktanzstufe elektronisch stufenweise abstimmbaren Oszillators, dessen Frequenz durch eine stetig ansteigende Spannung von einer vorgegebenen unteren Frequenz bis zu der gewünschten Vielfachen einer Bezugsfrequenz abgestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Durchlaufen der Vielfachen der Bezugsfrequenz entstehenden Impulse von einer voreingestellten Zählkette (12) gezählt werden und diese nach Empfang der erforderlichen Anzahl von Zählimpulsen über eine Impulsstufe (14) einen Impuls abgibt, der das weitere Ansteigen der Abstimmspannung unterbindet unn eine zur Phasenregelung des Oszillators auf die betreffende Sollfrequenz dienende Regelschleife schließt.
2. 2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (C1) vorgesehen ist, der über einen Widerstand (R2) aufgeladen wird, daß dem Kondensator (C1) eine schältbare Entladestrecke (T2, T4, D) und eine schaltbare Ableitung (T3, T4, D) parallel geschaltet sind, daß die Ableitung (T3, T4, D) von der Steuerung durch einen Transistor (T1) abhängig ist, dessen Basis die Regelspannung des Phasendiskriminators (9 Fig.1) erhält und nach Beendigung der Abstimmung die Ladespannung des Kondensators (C1) auf der zur Aufrechterhaltung der Phasenregelung erforderlichen Wert hält, und daß eine Kippstufe (15) vorgesehen ist,. welche beim Eintreffen eines ersten Zählimpulses (2) die Entladestrecke (T2, T4, D) vorübergehend wirksam macht und nach der Wiederaufladung des Kondensators (C1) beim Eintreffen eines Impulses (k) aus der Impulsstufe (14) der Zählk ette (12) die steuerbare Ableitung (T3, T4, D) einschaltet.