DE1616278A1

DE1616278A1 - Schaltungsanordnung zur automatischen und elektronischen Abstimmung von Schwingkreisen

Info

Publication number: DE1616278A1
Application number: DE19681616278
Authority: DE
Inventors: Ribour Jean Louis
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1967-02-21
Filing date: 1968-02-17
Publication date: 1971-02-11
Also published as: DE1616278B2; BE711063A; US3495195A; DE1616278C3; CH500633A; FR1539645A; NL6802511A

Description

Dipl.-Ing. Heinz Ciaessen 161627 O

Patentanwalt ■

7 Stuttgart - 1 ■-,'■■■■'■

RotebtüilstraQe 70

ISE-Reg.p82ö
J.L.Ribour 9

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, 320 Park Avenue,

NEW YORK 22, N.Y./ USA

Schaltungsanordnung zur automatischen und elektronischen Abstimmung von Schwingkreisen

Die Priorität der Anmeldung Nr.PV 95·775 vom 21.Februar' I967 in Prankreich wird in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur automatischen und elektronischen Abstimmung von Schwingkreisen, in der der Abstimmspahnung eine Spannung überlagert is t, die eine Frequenzmodulation der Schwingkreise bewirkt und; in der die Abstimmung auf die Sollfrequenz durch Vergleich einer aus der Spannung an. den Schwingkreisen abgeleiteten Spannung mit der die Frequenzmodulation bewirkenden Spannung erfolgt·* -

Um die Frequenz der Eingangskreise eines Empfängers, die mittels Kapazitätsdioden elektronisch abstimmbar sindv-niit der Empfangsfrequenz in Übereinstimmung zu halten, ist es bekannt, die Abstimmung, die den Kapazität&dioden zugeführt wird, zu stabilisieren. Eine derartige Lösung ist jedoch teuer und führt nicht immer zu dem erwünschten Erfolg,

Deshalb finden u.a. Suchlaufschaltungen zur Abstimmung des Oszillators und der Eingangskreise Verwendung, bei denen die ge- ^μβ Abstimmung nach Beendigung des Suchlaufes durch'die im Empfänger enthaltene Frequenznaehregeliang aufrechterhalten wird. (Z.B. DBP I.17I 964). Diese Schaltungen gestatten jedoch nicht Speicherung eines einmal eingestellten Wertes.

23,Januar 1968 : ·

ple-krä. . - 2 -

O08

ISE-Reg.3826 - 2 -

Die automatische Abstimmung der Eingangskreise eines Empfängers läßt si'-ih auch erreichen, indem die Resonanzfrequenz der Kreise gegenüber der Empfangsfrequenz periodisch geändert wird und die daraus resultierenden Signale über eine Vergleichsanurdnung die erforderliche Abstimmspannung erzeugen (DBP 864 441).

Als Vergleichsanordnung kann z.B. ein Drehfeldmotor dienen, der in der Lage ist, eine einmal erfolgte Abstimmung zu speichern. (Punk, Zeitschrift des Funkwesens, l.Mai I938, S.229 bis 2Jl).

Es ist auch ein auf dem DBP 864 441 beruhendes Verfahren zur Abstimmung eines Collinsfilters vorgeschlagen worden, welches die genaue Abstimmung auf die Empfangsfrequenz und die automatische Einstellung der Anpassung ermöglicht. (DAS 1 257 890).

Schließlich ist die elektronische Abstimmung eines Oozillatorschwingkreises bekannt, bei der die von der Oszillatorfrequenz abhängige Einstellung eines Zählers mit der eines voreingestellten Registers verglichen wird und die sich hieraus ergebenden Signale über einen Digital-Analogwandler die Abstimmspannung einstellen. (BBP 1.218 554).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine vollelektronische Abstimmeinrichtung für die Eingangskreise eines Empfängers zu schaffen, die in der Lage ist, die jeweiligen Einstellungen zu speichern.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine von Taktimpulsen ) gesteuerte Zählerkette einen die Abstimmspannung liefernden Digital-Analogwandlei' betätigt, daß die erste Zählstufe abwechselnd ein Zu- und Abnehmen der Spannungsschritte um einen vorgegebenen Betrag bewirkt, daß die aus der Spannung an den Schwingkreisen abgeleiteten Dnpulse und die der ersten Zählstufe in einer logischen Schaltung in der Phase vergliohen werden und daß das Anhalten des Zählers und die Rückstellung der ersten Zählstufe auf 0 erfolgt^ wenn sich die Phasenlage der der logischen Schältung zugeführten Impulsfolgen umkehrt. . . ^ ^

BAD ORIGINAL 009887/0204 _:,^m

Ausl'ührungsbeispiele der erfindungsgernaiSen Schaltungsanordnung werden nachstehend anhand der Figuren 1 bis 16 beschrieben,

1 zeigt ein Aus führungs bei spiel für* ein zweikreisiges/ elektronisch abstimnibares Eingangsfilter eines
Empfängers,

Piß* 2,3 wnd 'f zeigen Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsßeinäßen Schal tungsanordnung. '

'Fig. 5 zeigt das Ausgangssignal des Digitalanalogv/andlers,

Fig. 6 zeigt die Ausgangsspannung des Filters nach Fig.l bei stetiger Änderung der Abstimmspannung.

Fig. T zeigt die Aus gangs spannung des Fi-It er ε nach Fig.l wahrend der Abstimmung durch die orFindungsgemäße
Anordnung.

Fig..^p bis 15 zeigen Impuls formen, die an verschiedenen Punkten der erfindungsgeffiä.Jen Anordnungen auftreten.

Pij.lt zeigt ein I-elnpiel für eine v.elli~« Dvirehlail:urve
eines F.Mt-?rs.

Die /uiordnuns na *h Fig.Γ ist ein zweii'rei-ff.i^^", elektronisch
austlrr.'oares Ein0angsbandfIlter 20 eines Empfängers n.it den aus '1er. Ornlen ?£/?'*. uni den Kapazitätsdi^den 2·* 23: bestehenden

3 hwinKicreisen. Diese sind durch den Kondensator 21 in"; Fufipunkt

' - . : spann

miteinander gekoppelt und die £-bstiniHiUrtg V gelangt _tüber den Widerstand Jl an die beiden .S^h.-.'in^reise.. Die Antenne 27 ist Ind\iktiv an die Spüle 22 angekoppelt vand das Ausgangssignal an dem Anschluß 29 wird .durch eine induktive KoppluniS deffi Schwingkreis

Die automatische Abstimmung' auf eine von der Antenne 27 aufgenommene Eripfangsfrequenz erfolgt durch die Auswertung der Signale, die an der Klemme 29 auftreten, wenn die Abstimspannung V verändert wird. Ein Augführungsbeispiel für eine Anordnung, welche die Auswertung dieser Signale gestattet, zeigt Fig.2.

Die Ausgangssignale von dem Anschluß 29 des Eingangsbandfliters gelangen, z.Bs- nach einer Amplitudenrnodulation, über einen Hoch-

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paß 3β und einen Inverter 37 an eine Und-Schaltung 35. Der Ausgang derselben ist mit dem 0-Eingang der Zählstufe Bo und einem Eingang der Oder-Schaltung J4 verbunden, die außerdem über die Klemme 32 Taktimpulse eines nicht dargestellten Generators erhält. Der 1-Ausgang der Zählstufe Bo und die der nachfolgenden Zählstufen Bl bis Bn sind an einen Analog-Digital-Wandler 33 angeschlossen, dessen Ausgang 46 die Abstimmung V liefert.

Während der Betätigung der Zählstufen Bo, Bl ... Bn durch die Taktimpulse U32 (Fig.8) steigt diese Spannung im Takt der Impulse gemäß der dem Wandler eigenen Staffelung, z.B. 2ⁿ, an und wird zudem noch in Abhängigkeit von der Stufe Bo bei jedem Schritt um einen vorgegebenen Betrag erhöht oder vermindert, sodaß sich der in Fig.5 angegebene zeitliche Verlauf ergibt.

Würdo die Abstimmspannung V der Anordnung nach Flg.l kontinuierlich ansteigen, dann ergäbe sich für die Ausgangsspannung U20 an der Klemme 29 der in Fig.6 dargestellte Verlauf. Da sich aber

die von dem Digital-Analogwandler 33 gelieferte Spannung V gemäß Fig.5 ändert, erfährt das Eingangs-bandfilter (Fig.l) außer der Abstimmung noch eine Frequenzmodulation in Abhängigkeit von der Rechteckspannung U32 der Taktimpulsquelle. Die hieraus durch nicht dargestellte Mittel aus dem Signal am Anschluß 29 abgeleitete Spannung ist in Fig.? als U29 angegeben. (Der Übersichtlichkeit wegen ist in dieser Darstellung der Maßstab für die Frequenz F verdoppelt).

In der Ausgangsstellung, d.h. bei nicht abgestimmtem Filter sind die Und-Schaltung 35 (FIg^.2) und die Zählstufen Bo, Bl ... Bn in der Ruhestellung (Null) und der erste Impuls der Taktimpulsreihe 102 (Fig,8) erscheint nur an dem Anschluß 32. Der Digital-Analogwandler 33 erzeugt dann eine Restnachstimmspannung ν (Pig·5)· Dieser entspricht eine Frequenz des Filters 20, die eine Ausgangsspannung U29 wit der Amplitude 66 /(Fig.?) bewirkt.

Am Ende des ersteh TaktImpulses, d.h. an dessen absteigender Flanke, gelangt die Zählstufe Bo in die Stellung 1# wodurch der Wandler 33 eine Spannung jrl abgibt, der eine Spannung 67 am Ausgang 29 entspricht.

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Am Ende des zweiten Täktimpulses gelangt die Zähistufe Bo in die ' Stellung 0 und die Stufe Bl in die Stellung 1. Die Ausgangsspannung des Wandlers 33 hat dann den Wert v2, der die Amplitude am Ausgang 29 des Filters 20 hervorruft,

Durch das Hochpaßfilter 3β wird der Gleichspannungsanteil .del· während des Ablaufes des Zählers Bl ... Bn entstehenden Spannung U29 abgetrennt, sodaß am Ausgang dieses Pilters nur noch die ImpulseU56 (Pig.ΙΟ) verbleiben, die, solange die Abstimmung des Pilters noch nicht beendet ist, in PhaseiiUbereinstimmung mit den Impulsen UBo (Pig*9) am Ausgang 1 der Stufe Bo sind* Der Inverter 37 mit der Ausgangsspannung U37 (Fig.13) bewirkt, daß kein Signal zur Beendigung des Abstimmvorganges am Ausgang der ünd-Schaltung 35 erscheint, solange deren Eingangssignale eine Phasenverschiebung um I80 aufweisen.

Ist der Gipfel der Resonanzkurve erreicht, dann genügt die Amplitude nände rung der Spannung U29 nicht mehr, um einen Impuls'am Ausgang des Hochpasses 36 auszulösen.- Eine halbe Periode später ist die Spannung Ü29 jedoch wieder ausreichend und erzeugt einen Impuls 69 (Pig.10) mit umgekehrter Phasenlage.

In den Zelträumen vor und während des Impulses 71 der Impulsreihe UBo liefert der Inverter_:-37 einen Impuls '70(PIf.H) doppelter Dauer. Zusammen mit dem Impuls 71, des Signales UBo (Fig. 9) am !-Ausgang der Stufe Bo, bringt der Impuls 70 die Und-Stufe vom Zustand O in den Zustand 1 (Pig.13)· Das Signal der Und-Schaltung 35 sperrt die Oder-Schaltung 3^, daß keine Taktimpulse mehr an die Zählstufe Bo gelangen können und versetzt diese Stufe Bo in den Zustand O, womit der Abstimmvorgang beendet ist.

Eine andere Möglichkeit zur Durchführung der automatischen Abstimmung des Eingangsbandfilters 20 ist in Pig.3 dargestellt, in der die Bezügszeichen der Pig,2mit gleicher Bedeutung übernommen sind. Anstelle des Inverters 3T (Pig.2) ist eine Oder-Schaltung mit Negation ΛO vorgesehen, deren Eingänge am Ausgang der Oder-Schaltung 34 und am O-Ausgang der Zählstufe Bo liegen. Am Ausgang der Stufe 4θ erscheint immer dann ein Impuls, wenn

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beiden Eingänge den Zustand O aufv/eisen. Die Stillsetzung der Abstimmanordnung erfolgt beim Eintreffen des Impulses 6Q, also einen Schritt der Impulsfolge UBo (Fig.9) später als bei der Anordnung nach Flg.2. Dies ist aus den Figuren 10 und 14 zu ersehen. Die spätere Be-mdigung der Abstimmung kann vorteilhaft sein, wenn die Kuppe der Resonanzkurve eben verläuft.

Die Abstimmung auf die Bandmitte des Filters 20 erfolgt um so genauer, je kleiner die Stufung des Digital-Analogv/andlers 33 und somit der ΔΡ-Werte (Fig.T) sind. Weist aber dii Resonanzkurve, wie Fig.l6 zeigt, zwei Maxima auf, dann erfolgt bei kleinen AF-Vterten ein Abgleich auf das erste Maximum mit der Frequenz Fl. Deshalb ist für diesen Fall der Digital-Analogwandler 33 so zu bemessen, daß die durdi die Zählstufe Bo verursachte Frequenzabweichung den Vergleich der Amplitudenv/erte 72 und 73 und somit die Abstimmung auf die Frequenz F2 bewirkt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in Fig*4 dargestellt, in der wieder die Bezugszeichen der Figuren 2 und 3 mit gleicher Bedeutung übernommen sind.

In dieser Anordnung ist dem Hochpaßfilter 36 eine Oder-Schaltung 45 nachgeschaltet, um Störimpulse von den nachfolgenden Stufen fernzuhalten. Der Ausgang der Oder-Schaltung 45 gelangt an eine Zählstufe 41, die, solange die Abstimmung des Filters noch nicht beendet ist, durch die Impulse am Ausgang der Oder-Schaltung mit Negation 40 in der Stellung O festgehalten wird. Der O-Ausgang der Zählstufe 41 ist über die Oder-Schaltung mit Negation 44 mit dem O-Eingang der Zählstufe Bo und einem Eingang der Oderschaltung 34 verbunden. An der abfallenden Flanke des Impulses 69 (Fig. 10), d.h. wenn das Maximum der Resonanzkurve gerade überschritten wurde, gelangt die Zählstufe 41 in den Zustand 1 (U4l in Fig.15), sodaß durch das Signal am Ausgang der Oder-Schaltung mit Negation 44 die Sperrung der Impulse U36 und U32 und die Rückstellung des Zählers Bo auf O erfolgt.

Hat das Eingangsbandfilter einen welligen Durchlaßbereich, dann kann der !-Ausgang der Zählstufe 4l zur Korrektur der Abstimmung

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dienen, nachdem die Frequenz Fl (Fig.lö) erreicht ist* Hierzu ist der !-Ausgang des Zählers 4l anden Digltal-Analogwandler angeschlossen, um dessen Ausgangsspannung V auf den Betrag zu erhöhen, der die genaue Abstimmung auf die Bandmitte bewirkt.

•lh den Anordnungen nach den Figuren 2,3 und Λ kann das Anhalten des Taktimpulsgebers durch die Abstimmschaltung selbst oder auch durch ein von außen an den Anschluß 39 zugeführtes Signal er-⁴ folgen. Zur Ingangsetzung der Anordnung kann ein von außen zügeführ te s Signal den Taktimpulsgeber einschalten und die Zählstu·* fen Bl, B2 ... Bn auf 0 zurUekstellen. _;

Das Eingangsbandfilter nach "FIg* 1 laßt sieh auch in der Weise abändern, daß in die leitungen der Spulen 22 und 23 Kapazitäten eingefügt werden und die Abstimmspahnung über je einen Widerstand an die Sehviingkreise gelangt* Verfügt der Digital"Analogwendler (33) Über zwei regelbare Ausgiinge, so lassen sich hierdurch etwa erforderliche Gleich- oder Parallellaufbedingungen herbeiführen.

Schließlich ist es inöglich, das Signal am Ausgang der Und-Stufe y? (Flß»2 u.3) oder am X-Ausgang der Sählstufe 41 (Fig.4) zur Anzeige der Beendigung der Abstimmung heranziehen.

5 Patentansprüche

5 Bl. Zeichng. (l6Fig.)

Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur automatischen und elektronischen Abstimmung von Schwingkreisen, in der der Abstimmspannung eine Spannung Überlagert ist, die eine Frequenzmodulation der Schwingkreise bewirkt und in der die Abstimmung auf die Sollfrequenz durch Vergleich einer aus der Spannung an den Schwingkreisen abgeleiteten Spannung mit der die Frequenzmodulation bewirkenden Spannung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine von Taktimpulsen (32, Fig.2) gesteuerte Zählerkette (Bo,Bl ... Bn) einen die Abstimmspannung liefernden Digital-Analogwandler (33) betätigt, daß die erste Zählstufe (Bo) abwechselnd ein Zu- und Abnehmen der Spannungsschritte um einen vorgegebenen Betrag bewirkt, daß die aus der Spannung an den Schwingkreisen abgeleiteten Impulse (U29) und die der ersten Zählstufe (Bo) in einer logischen Schaltung (35) in der Phase verglichen werden und daß das Anhalten des Zählers (Bl ... Bn) und die Rückstellung der ersten Zählstufe (Bo) auf O erfolgt, wenn sich die Phasenlage der der logischen Schaltung (35) zugeführten Impulsfolgen umkehrt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als logische Schaltung eine Und-Schaltung (35, Fig.2) vorgesehen ist, deren erster Eingang die aus der Spannung an den Schwingkreisen abgeleiteten Impulse (U29) nach Durchlaufen eines Hochpässes (36) über einen Inverter (37) erhält und deren zweiten Eingang die Impulse des !-Ausganges der ersten Z-Zählstufe (Bo) zugeführt werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als logische Schaltung eine Und-Sohaltung (35, Fig.3) vorgesehen ist, deren erster Eingang die aus der Spannung an den Schwingkreisen abgeleiteten Impulse (U29) nach Durchlaufeneines Hochpasses (36) erhält und deren zweiten Eingang die Impulse einer Oder-Schaltung mit Negation (40) zugeführt werden, deren Eingänge an die erste Zählstufe (Bo) angeschlossen sind.

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BAD

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, , daß als logische Sehaltung eine Zählstufe (41, Fig.4) vorgesehen ist, deren Steuereingang die aus der Spannung an den Schwingkreisen abgeleiteten Impulse (U29)r nach Durchlaufen eines Hochpasses (36) erhält und deren Q-Eingang die Impulse» einer Oder-Schaltung mit Negation (4q) zugeführt werden, deren Eingänge an die erste Zählstufe (Bo) angeschlossen sind und daß der Ö-Ausgang der Zählstufe 41 übereine Odersehaltung mit Negation (44) das Anhalten des Zählers (Bo,Bl ... Bn) bewirkt.

5. Sehaltungsanordnung nacti den Ansprüchen 1 und 4, dadurch ge*· kennzeichnet, daß der 1-Ausgang der Zähistufe (41) an den Digital-Analogwandler (33) angeschlossen ist* und dessen Ausgangsspannung nach der Stillsetzung des Zählers {Bq,B1 ».· Bn) um einen vorgegebenen Betrag erhijht.

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