DE1591058C3 - Frequenzteiler - Google Patents

Description

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Aus der US-PS 29 44 205 ist bereits ein Frequenzteiler bekannt, der jedoch keine Speicherschaltdiode, sondern eine Kapazitätsvariationsdiode enthält. Bei * dieser Anordnung ist eine Parallelschaltung aus einem Kondensator und aus einer Induktivität einerseits über die Kapazitätsvariationsdiode mit einem Sinusspannungsgenerator verbunden, dessen Ausgangsspannung in der Frequenz zu teilen ist, und andererseits an Ausgangsklemmen für die Abnahme der in der Frequenz geteilten Spannung angeschlossen.

Eine Speicherschaltdiode oder snap-off-Diode ist eine Diode, die sich wie ein Schalter verhält, der sich schließt, wenn die Spannung an den Klemmen so an die Diode gelegt ist, daß sie leitend wird, und der sich öffnet, wenn die gespeicherte Ladung Null ist und die Diode nicht mehr leitet. f

Es sind Frequenzvervielfacher- oder Frequenzteilerschaltungen bekannt, die solche Dioden enthalten. Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnungen besteht darin, daß die Funktionsweise (Teilerverhältnis) · beträchtlich sowohl vom Pegel des Eingangssignals als auch von seiner Frequenz abhängt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine diese Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidende Lösung anzugeben. !

Ausgehend von einem Frequenzteiler der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß ! dadurch gelöst, daß einer Reihenschaltung aus einer Speicherschaltdiode und einer Vorspannungsquelle, p die die Vorspannung der Diode proportional zum · Pegel des vom Sinusgenerator abgegebenen Signals hält, eine Induktivität parallel geschaltet ist und daß diese Parallelschaltung einerseits an einen Sinusspannungsgenerator, dessen Ausgangsspannung in der Frequenz zu teilen ist, und andererseits an Ausgangsklemmen für die Abnahme der in der Frequenz geteilten Spannung angeschlossen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein Potentiometer mit dem Sinusspannungsgenerator in Brücke geschaltet ist und daß der Abgriff des Potentiometers mit einer Gleichrichteranordnung verbunden ist, die derart ausgebildet ist, daß sie eine Gegen polarisation der Speicherschaltdiode bewirkt.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Gleichrichteranordnung ein Hochpaßfilter enthalten, das im wesentlichen unterhalb seiner Grenzfrequenz betrieben wird.

An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Die

F i g. 1 stellt einen Frequenzteiler mit einer Speicherschaltdiode dar; die

F i g. 2 und 3 zeigen erklärende Kurven; die

F i g. 4 stellt schematisch die Erfindung dar; die

F i g. 5 stellt eine Weiterbildung der Erfindung dar; die

F i g. 6 zeigt eine weitere Weiterbildung der Erfindung.

Die Schaltung nach der F i g. 1 enthält eine Wechselstromquelle K₉, die eine Frequenzteileranordnung über zwei Widerstände R_g und R_s in Serie speist.

Der Frequenzteiler enthält eine Parallelschaltung einerseits aus der Reihenschaltung einer Speicherschaltdiode D mit einer Vorspannungsquelle V_B, die die Diode in Sperrichtung vorspannt, und andererseits aus einer Induktivität L, an deren Klemmen das Ausgangssignal in Form von Impulsen abgenommen wird.

Die F i g. 2 zeigt die Veränderungen des Stromes i, in der Spule Lund des Stromes i_g im Widerstand R₅ in Abhängigkeit von der Zeit unter der Voraussetzung, daß R₅ und R_g dafür hinlänglich groß sind und daß i_g sinusförmig ist.

Man geht von einer Zeit f₀ aus, bei der angenommen ist, daß die Diode D nicht leitet und i_g zunimmt. Ihre Impedanz ist in diesem Augenblick sehr groß gegenüber der Impedanz der Spule L, welche den ganzen Strom des Generators aufnimmt.

/₉ = /₉cos ωί.

An den Klemmen der Spule erscheint eine Potentialdifferenz

V_L = L · -j- = — I_gLo) sin ωί.

Zur Zeit t = t_u V_L— V_B hat die Diode D an ihren Klemmen eine positive Spannung und leitet. Vorausgesetzt, daß die Impedanz der Diode sehr niedrig gegenüber der Induktivität L ist, fließt der gesamte Strom des Generators in die Diode D.

Nach Ablauf der Zeit t = I₁ verbindet die Diode D die Quelle V_B mit der Spule L, die in ihrer Wicklung einen Strom i_L induziert, der durch die Beziehung ^Λ dz

V_B = L-T- gegeben ist, woraus auf Grund der Anfangsbedingungen folgt, daß

ι, =

- T₁) +

Daher fließen nach Ablauf der Zeit t = T₁ durch die Diode D zwei Ströme. Der eine Strom i_g kommt vom Generator, der andere ist durch die Quelle V_B und die Spule L bestimmt. In einer ersten Phase sind die zwei Ströme so, daß die Diode eine Ladung speichert. Nach Ablauf einer Zeit t₂ dreht sich der Strom in der Diode um, und die gespeicherte Ladung verringert sich bis zu einer Zeit i₃, die dem Augenblick entspricht, wo in F i g. 2 die schraffierten Flächen gleich sind, d. h. beim ungeladenen Zustand der Diode, bei dem diese also nicht mehr leitet. Die Summe der Ströme in der Spule und dem Generator fließt in den Lastwiderstand R_L und erzeugt einen Spannungsimpuls, der das Ausgangssignal ist.

Die F i g. 2 zeigt, wie die Wiederholungsfrequenz dieser Impulse von der Steigung der Gerade i_L ab-

hängt, d. h. von der Größe .

Die F i g. 3 zeigt das Diagramm, das einer Vorrichtung entspricht, die die Frequenz einer Frequenzteilereinrichtung des Generators durch 2 teilt. Man kann

zeigen, daß es hierfür zweckmäßig ist, die Größe

zwischen zwei wohldefinierten Grenzen zu wählen.

Bei einer ausgeführten Schaltung hat man gefunden, daß diese Größe zwischen

0,16 <

I₉Lo,

< 0,19

liegen soll.

Daraus folgt, daß der Betriebsbereich dieser Einrichtung sehr eingeengt ist. Vor allem geringe Änderungen von Ig stören besonders den Betrieb. Die vorliegende Erfindung ist schematisch in der F i g. 4 dargestellt, in der für die gleichen Elemente wie in der Fig. 1 gleiche Bezugszeichen verwendet sind.

Ein Potentiometer P ist in Brückenschaltung mit dem Generator V_g angeordnet. Eine Diode D_p mit geringer Ladungsträgerlebensdauer ist mit dem Abgriff des Potentiometers verbunden. Sie speist ein Netzwerk R_pC_p, das die Quelle V_B bildet.

An den Klemmen der Diode D_c wird eine Spannung K ■ I erzeugt, wobei K eine Konstante ist. Es

V K

folgt daraus, daß die Größe , welche auch -j-^

geschrieben werden kann, unabhängig von I₉ ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Frequenzteiler mit einer Speicherschaltdiode, dadurch gekennzeichnet, daß einer Reihenschaltung aus einer Speicherschaltdiode und einer Vorspannungsquelle, die die Vorspannung der Diode proportional zum Pegel des vom Sinusgenerator abgegebenen Signals hält, eine Induktivität parallel geschaltet ist und daß diese Parallelschaltung einerseits an einen Sinusspannungsgenerator, dessen Ausgangsspannung in der Frequenz zu teilen ist, und andererseits an Ausgangsklemmen für die Abnahme der in der Frequenz geteilten Spannung angeschlossen ist.

2. Frequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentiometer mit dem Sinusspannungsgenerator in Brücke geschaltet ist und daß der Abgriff des Potentiometers mit einer Gleichrichteranordnung verbunden ist, die derart ausgebildet ist, daß sie eine Gegenpolarisation der Speicherschaltdiode bewirkt.

3. Frequenzteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung ein Hochpaßfilter enthält, das im wesentlichen unterhalb seiner Grenzfrequenz betrieben wird.