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Die Erfindung betrifft ein Frequenzsynthesegerät. Bekanntlich benötigt
man derartige Geräte, um irgendeine mittels Schaltern od. dgl. wählbare Frequenz
aus einem bestimmten Frequenzband zu erhalten, und die von dem Synthesegerät abgegebene
Frequenz muß ganz bestimmten Anforderungen bezüglich Genauigkeit und Stabilität
entsprechen.
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Bei Frequenzsynthesegeräten geht man dabei gewöhnlich so vor, daß
man in der Ausgangsstufe des Gerätes die Differenz aus einer festen und einer -
gewöhnlich in Dekaden mit immer feinerer Unterteilung - mittels Schaltern wählbaren
Frequenz bildet; die Differenzfrequenz ist dann die Ausgangsfrequenz. Der Grund
dafür liegt darin, daß man auf diese Weise auch sehr niedrige Frequenzen mit erheblicher
Genauigkeit erzeugen kann, was ohne diese Differenzbildung nur sehr schwierig wäre.
Bekannt ist aber auch, daß man bei diesem System die feste Frequenz und auch die
wählbare Frequenz um ein Vielfaches höher wählen muß als die höchste gewünschte
Ausgangsfrequenz; da die Beherrschung der Schaltungen immer schwieriger wird, je
höher die Frequenz wird, hat man bisher nur Frequenzsynthesegeräte für maximale
Ausgangsfrequenzen in der Größenordnung von etwa 1 MHz geschaffen, wenn mit dem
gleichen Gerät auch sehr tiefe Frequenzen erzeugt werden sollen.
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Bei diesen bekannten Geräten müssen nicht nur die festen, sondern
ebenso auch die wählbaren Frequenzen mittels Schwingquarzen stabilisiert werden.
Für die feste Frequenz ist dies kein Problem, da man mit Vervielfachern bzw. Teilstufen
arbeiten kann. Für die wählbare Frequenz dagegen sieht man einen in seiner Frequenz
in bestimmten Grenzen steuerbaren Oszillator vor, der über eine Phasenrückkopplungsschleife
gegen eine quarzstabilisierte Frequenz phasenverriegelt ist. Weicht die Oszillatorfrequenz
von der quarzstabilisierten Frequenz ab, so wird in dem Phasendetektor ein Regelsignal
zum Korrigieren der Oszillatorfrequenz erzeugt. Um nun die Ausgangsfrequenz des
Oszillators zu ändern, speist man künstliche Frequenzfehler, die ihrerseits in Stufen
wählbar sind, in die Phasenschleife ein, so daß ein Regelsignal entsteht, das den
Oszillator im kompensierenden Sinne nachstellt.
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Nach diesem relativ einfachen Prinzip kann man jedoch nicht bis zu
unbegrenzt hohen Frequenzen arbeiten, weil dann bei der festen und der wählbaren
Frequenz Phaseninkohärenzen auftreten (sogenanntes Phasenrauschen), das sich nicht
mehr beherrschen läßt. Außerdem ist es im Interesse einer guten, in jedem Fall erforderlichen
Langzeitstabilität erforderlich, die stabilisierende Quarzfrequenz von einem mit
relativ niedriger Frequenz und geringer Amplitude schwingenden Quarzgenerator abzuleiten.
Bei der für sehr hohe Frequenzen erforderlichen starken Vervielfachung ergibt sich
dann für die erzeugte Ausgangsfrequenz eine schlechte Kurzzeitstabilität, was bei
der Anwendung des Gerätes wiederum untragbar wäre.
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Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik stellt sich die Erfindung
die Aufgabe, ein Frequenzsynthesegerät zu schaffen, dessen Frequenzbereich zwischen
niedrigsten Tonfrequenzen und Höchstfrequenzen von etwa 100 MHz liegt. Damit wird
der durch bekannte Frequenzsynthesegeräte überdeckte Bereich um zwei Größenordnungen
erweitert, womit sich dem erfindungsgemäßen Frequenzsynthesegerät eine Vielzahl
von neuen Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.
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Die oben umrissenen Schwierigkeiten werden bei dem Frequenzsynthesegerät
gemäß der Erfindung, das wie üblich eine Ausgangsstufe für die Abgabe der Ausgangsfrequenz
als Differenz zwischen einer festen Frequenz und einer stufenweise wählbaren Frequenz
enthält, das ferner mit einem Basisoszillator versehen ist und mit mindestens einem
Hauptoszillator für die Erzeugung der wählbaren Frequenzen, dadurch umgangen, daß
mindestens ein Quarzoszillator zur Erzeugung einer Hilfsfrequenz vorgesehen ist,
die ein Vielfaches der Basisoszillatorfrequenz ist, und von der ein ganzzahliges
Vielfaches die feste Frequenz ist, welcher Quarzoszillator eine gute Kurzzeitstabilität
besitzt und gegen die. Frequenz des Basisoszülators, der eine gute Langzeitstabilität
besitzt, über eine Phasenregelschleife mit Tiefpaßcharakteristik phasenverriegelt
ist, sowie durch Mischen der wählbaren Frequenz mit einer Harmonischen eines durch
Frequenzteilung gewonnenen Bruchteils der Hilfsfrequenz und mit stufenweise erzeugten,
von der Basisfrequenz abgeleiteten Unterfrequenzen zur Erzeugung einer definierten
Frequenz, die mit einem anderen ganzzahligen Vielfachen der Hilfsfrequenz verglichen
wird, wobei die durch den Vergleich entstehende Fehlerspannung zur Nachstimmung
der Hauptoszillatorfrequenz verwendet wird.
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Damit wird erreicht, daß zunächst einmal der die Hilfsfrequenz erzeugende
Quarzoszülator gegen den Basisoszillator phasenverriegelt ist, wobei der Ausgangsfrequenz
einerseits die gute Langzeitstabilität des Basisoszülators zugute kommt, andererseits
aber auch die gute Kurzzeitstabilität der Hilfsfrequenz gewährleistet ist. Dies
ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn dem Synthesegerät sehr niedrige Frequenzen
entnommen werden: Da nämlich dann bei der erfindungsgemäßen Anordnung die feste
Frequenz und die von ihr subtrahierte wählbare Frequenz von dem gleichen Quarzoszillator
abgeleitet werden, können störende Phaseninkohärenzen nicht auftreten, und die Ausgangsfrequenzstabilität
kann keinesfalls schlechter als die Stabilität des Basisoszillators sein.
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Zweckmäßig weist die Phasenverriegelungsschleife für den Hilfsfrequenzquarzoszillator
einen Phasendetektor auf, dessen einem Eingang eine durch Frequenzteilung aus der
Basisoszillatorfrequenz abgeleitete Bezugsspannung zugeführt wird.
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Wie oben erwähnt, wird die wählbare Frequenz dadurch geändert, daß
in die Phasenverriegelungsschleife des Hauptoszillators Unterfrequenzen eingespeist
bzw. mit der Hauptoszillatorfrequenz gemischt werden und die Hauptoszillatorfrequenz
im kompensierenden Sinne durch das Regelsignal des Phasendetektors nachgestellt
wird. Dabei ergibt sich jedoch eine Schwierigkeit, die in der Natur dieses Regelsystems
begründet liegt. In der Regelschleife muß zwangläufig ein Dämpfungsglied vorgesehen
werden, das der Unterdrückung von Regelschwingungen insbesondere während des Umschaltvorganges
dient. Dieses Dämpfungsglied besitzt also eine Tiefpaßcharakteristik, dessen Grenzfrequenz
sehr niedrig ist im Vergleich mit den Arbeitsfrequenzen; man kann das Regelsignal
für die Nachstellung des Hauptoszillators als »langsam« veränderliche Gleichspannung
bezeichnen. Die Frequenz des Hauptoszillators muß aber, nach dem Grundkonzept aller
dieser Synthesegeräte,
um maximal eine zehntel Frequenzdekade nachstimmbar
sein.
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Bei derartigen Umschaltungen ist jedoch die als Regelsignal dienende
Gleichspannung aus dem Phasendetektor nicht mehr nur langsam veränderlich, und es
besteht die Gefahr, daß das System aus dem »Fangbereich« der Phasenverriegelung
herausgelangt.
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Bei bekannten derartigen Geräten hat man diese Schwierigkeit dadurch
zu umgehen versucht, daß man in die Phasenverriegelungsschleife eine Wobbelspannung
einspeiste, um die Frequenz in den Fangbereich zurückzubringen, oder man hat gemeinsam
mit der Hauptoszillatorfrequenz das Dämpfungsglied umgeschaltet und damit auch dessen
Grenzfrequenz. Alle diese vorbekannten- Lösungen sind aufwendig und bieten trotzdem
nicht die gewünschte Sicherheit gegen Regelschwingungen, oder aber der Umschaltvorgang
dauert sehr lange - bis zu einigen Sekunden. Diese Zeitverzögerung, während der
mit einer definierten Ausgangsfrequenz nicht gerechnet werden kann, ist besonders
dann äußerst störend, wenn das Synthesegerät gemäß einem auf Lochkarten oder Lochstreifen
gespeicherten Programm in Aufeinanderfolge für bestimmte - meist kurze - Zeiten
bestimmte Frequenzen abgeben soll, beispielsweise für die Prüfung anderer Geräte.
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Gemäß einer wichtigen weiteren Fortbildung der Erfindung wird eine
Lösung für dieses Problem vorgeschlagen, die nicht mit den genannten Nachteilen
behaftet ist. Wie üblich, wird auch bei der erfindungsgemäßen Lösung in dem Hauptoszillator
eine sogenannte Kapazitätsdiode vorgesehen; diese ist in dem frequenzbestimmenden
Schaltungsteil eingebaut. Die Kapazität dieses Bauelementes ist dadurch variabel,
daß man ihm eine Steuergleichspannung zuführt, wodurch die Arbeitsfrequenz des Hauptoszillators
geändert wird. Dieses bekannte Prinzip wird nun erfindungsgemäß dadurch abgewandelt,
daß diese Steuerspannung nicht, wie üblich, allein das aus dem Phasendetektor in
der Phasenverriegelungsschleife stammende Regelsignal ist, sondern die Summe einer
Grobsteuerspannung, die in Abhängigkeit von der ausgewählten höchsten der Unterfrequenzstufen
umgeschaltet wird, und einer Feinsteuerspannung, die vom Phasendetektor in die Phasenrückkopplungsschleife
eingespeist wird. Bei dieser Anordnung dauert der Verriegelungsvorgang für die neue
Hauptoszillatorfrequenz höchtens einige Schwingungsperioden des letzteren, und da
die maximale Ausgangsfrequenz des Gesamtgerätes, wie oben erläutert, immer wesentlich
unter der Arbeitsfrequenz des Hauptoszillators liegt - den es erfolgt ja in einer
weiteren Stufe erst die Differenzbildung gegen die feste Frequenz -, so macht sich
diese geringfügige Verzögerung überhaupt nicht bemerkbar: Der schädliche Einfluß
der Dämpfungsglied-Grenzfrequenz ist ausgeschaltet, da die Schleife beim Umschalten
bereits recht genau bei der Fangfrequenz liegt.
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Wird nur ein Hauptoszillator vorgesehen, so läßt sich der Frequenzbereich
des Synthesegerätes mit den erfindungsgemäßen Merkmalen um eine Größenordnung erweitern.
Zwar ist mit erheblichem Aufwand schon mit dieser Anordnung eine Erweiterung auch
um zwei Größenordnungen möglich; gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung
der Erfindung läßt sich jedoch eine Vereinfachung erreichen, mit der dasselbe Ziel
mit insgesamt weniger Aufwand ereichbar ist. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Merkmal
geht man so vor, daß das Synthesegerät eine Dekade von Hauptoszillatoren aufweist,
die gemeinsam mit Filtereinrichtungen für die Auswahl der erforderlichen Harmonischen
eines Bruchteils der Hilfsfrequenz umschaltbar sind, um so eine erste Zwischenfrequenz
innerhalb einer von einem ersten Filter definierten Bandbreite zu erzeugen, welche
erste Zwischenfrequenz mit der ausgewählten höchsten der Unterfrequenzen zur Erzeugung
einer zweiten Zwischenfrequenz gemischt wird, die innerhalb einer durch ein zweites
Filter für -die untere Seitenbandfrequenz der zweiten Zwischenfrequenz definierten
Bandbreite liegt, welche jedoch viel geringer ist als die des ersten Filters, daß
die zweite Zwischenfrequenz mit der ausgewählten niedrigen Unterfrequenz zur Erzeugung
einer dritten Zwischenfrequenz innerhalb der durch ein drittes Filter für die untere
Seitenbandfrequenz der dritten Zwischenfrequenz definierten Bandbreite gemischt
wird, welche untere Seitenbandfrequenz identisch mit der bestimmten Frequenz ist.
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Die genannten zehn Hauptoszillatoren benötigen aber nicht auch zehn
Filtereinrichtungen für die Harmonischen des Bruchteils der Hilfsfrequenz; hierfür
genügen natürlich fünf Filtereinrichtungen, da ja immer ein oberes und ein unteres
Seitenband entsteht und das richtige in dem ersten Filter ausgesiebt wird. Die weiteren
Glieder der Schleife, wie sie oben beschrieben wurde, sind nach dem üblichen Prinzip
aufgebaut, wobei jedoch zu beachten ist, daß die Bandbreite des ersten Filters größer
als die des zweiten, die Bandbreite des zweiten größer als die des dritten Filters
ist, so daß die Frequenz am Ausgang des dritten Filters direkt dem Phasendetektor
zugeführt wird.
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Die Verwendung von mehr als einem Hauptoszillator bringt allerdings
eine Schwierigkeit mit sich: Die jeweilige Ausgangsfrequenz des gerade benötigten
Hauptoszillators muß auch den Ausgangsklemmen zur Einspeisung in die differenzbildende
Ausgangsstufe zugeführt werden. Hier kann von einer Schaltungsanordnung Gebrauch
gemacht werden, die in der deutschen Auslegeschrift 1298 591 vorgeschlagen ist.
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Für die meisten Anwendungszwecke von Frequenzsynthesegeräten benötigt
man eine Ausgangsfrequenz konstanter Amplitude, oder man wünscht die Ausgangsfrequenz
mit einer Niederfrequenz zu modulieren. Da in der Ausgangsstufe die feste Frequenz
und die wählbare Frequenz direkt gemischt werden, und da die wählbare Frequenz die
Mischerschaltung zwischen ihren beiden Sättigungszuständen umsteuert und deshalb
eine wesentlich größere Amplitude besitzt als die feste Frequenz, ist es erforderlich,
daß die Amplitudenregelspannung dem Ausgangsverstärker über die feste Frequenz zugeführt
wird. An der gleichen Stelle läßt sich natürlich auch an Stelle der konstanten Bezugsspannung
für die Bildung des Regelsignals eine variable niederfrequente Bezugsspannung als
Modulationssignal einspeisen.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltung geht man
so vor, daß die feste Frequenz aus einem Vielfachen der Hilfsfrequenz und der Hilfsfrequenz
selbst additiv gemischt wird und daß die Eingangsleitung für diese Mischstufe einen
Modulator aufweist, dem als Modulationsspannung ein Amplitudenregelsignal und/oder
eine Modulationsfrequenz zugeführt wird.
Es ist an sich bekannt,
an Stelle der stufenweisen dekadisch wählbaren Unterfrequenzen die Ausgangsfrequenz
eines kontinuierlich durchstimmbaren Unterfrequenzgenerators in die Phasenverriegelungsschleife
für den Hauptoszillator einzuspeisen. Von dieser bekannten Anordnung wird auch bei
dem erfindungsgemäßen Frequenzsynthesegerät mit Vorteil Gebrauch gemacht.
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Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung,
die ein vereinfachtes Blockschaltbild des gesamten Synthesegerätes darstellt, näher
erläutert werden. In dem Blockschaltbild sind die Stromversorgungseinrichtungen,
Thermostaten usw., weggelassen und die Schalter, die eigentlich in Form von elektronischen
Umschaltern ausgebildet sein sollen, symbolisch als mechanische Schalter angedeutet.
Zur Erleichterung der übersicht und zwecks besserem Verständnis der Gerätefunktion
sind auch bestimmte Frequenzen bzw. Frequenzbänder angegeben; diese sind jedoch
nur die Werte eines tatsächlich ausgeführten Synthesegeräts, denn es sind selbstverständlich
andere Frequenzpläne möglich.
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Der Basisoszillator 1 schwingt in dem angegebenen Beispiel mit 1.
MHz; er ist so ausgebildet und mit Thermostaten temperaturstabilisiert, daß er eine
ausgezeichnete Langzeitkonstanz besitzt. Bei Auswahl des Schwingquarzes für den
Basisoszillator und bei der Wahl von dessen Schwingamplitude ist ebenfalls auf gute
Langzeitkonstanz zu achten. Das Frequenzsynthesegerät weist ferner zehn Unterfrequenzstufen
2 auf, die jeweils einen stabilisierenden Schwingquarz mit guter Kurzzeitstabilität
als frequenzbestimmendes Organ enthalten. Diese Unterfrequenzstufen sind phasenverriegelt
gegen eine von der Basisoszillatorfrequenz abgeleitete, aus dieser durch Teilung
gewonnene Bezugsfrequenz von 50 kHz. Die Unterfrequenzstufen schwingen mit 18,9,
19,0, 19,1... 19,8 MHz. Die Frequenz des Basisoszillators wird in einer Teilerstufe
3 auf 100 kHz geteilt und in einer Vervielfacherstufe 4 auf 2,1 MHz vervielfacht.
Die letztere Frequenz wird in einer Mischstufe 5 mit derjenigen der Unterfrequenzen
gemischt, die mittels des Schalters 6 ausgewählt werden. Am Ausgang der Mischstufe
5 kann also eine Frequenz zwischen 21 und 21;9 MHz liegen, welches Frequenzband
dem Durchlaßbereich des Filters 7 entspricht. Diese Frequenz wird einer weiteren
Untersetzerstufe 8 mit einem Untersetzungsverhältnis von 10:1 zugeführt und die
untersetzte Frequenz in einer Mischstufe 9 mit einer weiteren Unterfrequenz gemischt,
welche mittels des Schalters 10 ausgewählt worden ist. An Stelle einer Unterfrequenz
kann auch das Ausgangssignal eines konstant durchstimmbarenUnterfrequenzgenerators
11 eingespeist werden, der in dem Frequenzband von 21 bis 22 MHz schwingt.
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Ein weiteres Filter 12 besitzt ein Durchlaßband von 21 bis 22,5 MHz
und zwischen dem Filter 7 und dem letzten Filter 12 lassen sich beliebig viele jeweils
aus einem Untersetzer 8, einem Mischer 9, einem Schalter 10 und einem Filter 12
bestehende Stufen einschalten. Je mehr Stufen vorgesehen sind, desto genauer ist
die Ausgangsfrequenz des Synthesegerätes einstellbar. Der Übersichtlichkeit halber
sind hier nur die erste und die letzte Einheit von einer Vielzahl identischer Einheiten
dargestellt.
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Die Mischstufe 5 und die ihr entsprechenden folgenden Mischstufen
für die Aufbereitung der Unterfrequenzen müssen ganz bestimmten Anforderungen für
die sogenannte Gleichtakt-Unterdrückung genügen. Da die beiden zu mischenden Frequenzen
Jeweils um etwa eine Größenordnung unterschiedlich sind, liegt die Ausgangsfrequenz
der Mischstufen ziemlich nahe bei einer der Eingangsfrequenzen. Bei dem Synthesegerät
gemäß der Erfindung wird deshalb mit Vorteil von einer Anordnung zum Mischen von
Frequenzen Gebrauch gemacht, die in, der deutschen Auslegeschrift 1616 325 in Einzelheiten
vorgeschlagen ist.
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Mit der Frequenz des Basisoszillators wird ferner eine Teilerstufe
13 (Teilverhältnis 20: 1) gespeist, an deren Ausgang mithin die Frequenz von 50
kHz erscheint. Das 50-kHz-Signal ist auch das Bezugssignal für den Phasendetektor
14 in der Phasenverriegelungsschleife für den Quarzoszillator 15. Der Quarzoszillator
15 erzeugt die Hilfsfrequenz von 40 MHz; die Phasenverriegelungsschleife enthält
eine Teilerstufe 16, eine weitere Teilerstufe 17 und das Dämpfungsglied 18. Infolge
der Frequenzuntersetzung in der Teilerstufe 17 von 400: 1 gelangen die Kurzzeit-Phaseninkohärenzen
nicht in den Regelkreis bzw. werden vom Dämpfungsglied 18 unterdrückt. Das Ausgangssignal
des Quarzoszillators 15 wird nach Teilung in der Teilerstufe 16 noch einmal in einer
Teilerstufe 19 durch 2 geteilt, an deren Ausgang mithin eine Frequenz von 10 MHz
liegt. Von dem Quarzoszillator 15 wird auch die feste Frequenz von 480 MHz abgeleitet,
und zwar so, daß in einer Vervielfachungsstufe 20 (1:11) ein Signal von 440 MHz
erzeugt und in einer Mischstufe 21 nochmals mit dem Ausgangssignal des Quarzoszillators
15 additiv gemischt wird. In der Eingangsleitung der Mischstufe 21, über die die
Frequenz von 40 MHz zugeführt wird, befindet sich ein Modulationsmischer 22, an
dessen Eingang die Amplitudenregelspannung für die feste Frequenz eingeführt wird.
Diese Spannung ist die verstärkte Differenz aus der Amplitude des in der Stufe AVC
aufbereiteten Ausgangsspannungssignals und einer Vergleichsspannung in Form einer
Gleich-oder Niederfrequenzspannung.
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Es sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zehn Hauptoszillatoren
23 vorgesehen, die jeweils Frequenzbänder von 10 MHz überdecken: 480 ...
490
... 500; ... ; 570 ... 580 MHz. Die einzelnen Hauptoszillatoren
sind durch (mechanische oder elektronische) Schalter 24 wählbar; auf diese Weise
werden die 10-MHz-Schritte der Ausgangsfrequenz des Synthesegerätes eingestellt.
Gemeinsam mit dieser Umschaltung wird auch der Umschalter 25 für sechs Filtereinrichtungen
26 betätigt, um aus der Ausgangsfrequenz des Teilers 19 deren Grundfrequenz, die
erste, zweite ... oder fünfte Harmonische auszufiltern. Auf diese Weise ist
immer dafür gesorgt, daß hinter der Mischstufe 27, in der die Hauptoszillatorfrequenz
mit der zugeordneten Harmonischen des Hilfsfrequenzbruchteils gemischt wird, das
Frequenzband 530... 540 MHz vorhanden ist, das dem Durchlaßbereich eines
ersten Filters 28 entspricht. Auf das Filter 28 folgt eine weitere Mischstufe 29,
in der die höchste der gewählten Unterfrequenzstufen zugemischt wird. Diese wird
aus den Unterfrequenzen 18,9 ... 19,8 durch Vervielfachen in einem Vervielfacher
30 (1:10) abgeleitet. Für die Auswahl ist ein Schalter 31 vorgesehen, der gekoppelt
ist mit einem Umschalter 32 für die Auswahl einer entsprechenden Gleichspannung
aus einer Gleichspannungsquelle 33 zur Einspeisung in die Regelsignalleitung für
die
grobe Nachstellung der Hauptoszillatorfrequenz, wie oben erläutert.
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Auf die Mischstufe 29 folgt ein zweites Filter 34 mit einem Durchlaßband
von 341 ... 342,5 MHz, womit der Frequenzbereich weiter eingeengt wird. An
sich brauchte nur ein Frequenzband von 341 bis 342 MHz vorgesehen zu sein, doch
ist es erwünscht, im Falle der Verwendung eines Unterfrequenzgenerators 11 dessen
Frequenz über den Nullpunkt hinaus durchzusteuern, und zwar um etwa 1/z MHz, so
daß dieses Frequenzband von dem Filter 34 noch durchgelassen werden muß. In der
folgenden Mischstufe 35 wird eine Frequenz eingespeist, die bereits aus der Mischung
der weiteren Unterfrequenzen entstanden ist, wie oben erläutert. Am Ausgang dieser
Mischstufe 35 wird mittels des dritten Filters 36 eine definierte Frequenz-in diesem
Beispiel 320 MHzausgefiltert und in dem Phasendetektor 37 mit einer Referenzfrequenz
verglichen, die durch Verachtfachen in der Vervielfacherstufe 38 aus der Ausgangsfrequenz
des Quarzoszillators 15 gewonnen wurde. Die in dem Phasendetektor 37 erzeugte Regelspannung
wird über das Dämpfungsglied 39 dem jeweils benutzten Hauptoszillator 20 zur Feinnachstellung
von dessen Frequenz zugeführt. Dessen Ausgangsfrequenz liegt einmal, wie oben ausgeführt
wurde, an einem der Eingänge der Mischstufe 27, zum anderen aber auch an einem der
Eingänge der Ausgangsmischstufe 40, an deren anderem Eingang die feste Frequenz
von 480 MHz liegt. Die von dem Synthesegerät gemäß der Erfindung abgegebene Frequenz
liegt also zwischen 0,000 ... und maximal 99,999 ... MHz.
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An einem Beispiel soll erläutert werden, wie irgendeine gewünschte
Ausgangsfrequenz innerhalb dieses Bandes auf dem Wege der Frequenzsynthese in dem
erfindungsgemäßen Synthesegerät erzeugt wird.
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Es sei angenommen, daß die Ausgangsfrequenz 32,3642 MHz betragen soll.
Den Stellungen des Schalters 24 -sind in aufsteigender Frequenzfolge die Werte 0
bis 10, 10 bis 20, . . ., 90 bis 100 MHz zugeordnet. Dieser Schalter ist also auf
die vierte Stellung »30 bis 40 MHz« zu bringen, da die Ausgangsfrequenz zwischen
30 und 40 MHz liegen soll. (Eine entsprechende Skalenbezeichnung gilt auch für die
übrigen Wahlschalter 6, 10, 31 usw.) Dann ergibt sich am Ausgang eine Frequenz von
(510... 520) - 480 MHz = 30 ... 40 MHz. Tatsächlich muß aber der (vierte)
Hauptoszillator definiert auf 512,3642 MHz schwingen, damit sich die gewünschte
Ausgangsfrequenz ergibt. Dies wird über die Phasenverriegelung gegen die Referenzfrequenz
von 320 MHz erzwungen: Wenn der Hauptoszillator auf der genannten Frequenz schwingt,
so erscheint hinter der Mischstufe 27 eine Frequenz von 512,3642 MHz plus die zugemischte
Harmonische aus der Filtereinrichtung 26, nämlich diejenige, die eine Mischfrequenz
in dem Band 530 ... 540 MHz ergibt, das ist also die erste Harmonische mit
20 MHz. Durch die Kopplung der beiden Schalter 24 und 25 ist dafür gesorgt, daß
stets die richtige Harmonische ausgewählt wird. In die Mischstufe 29 wird in dem
angegebenen Beispiel also eine Frequenz von 532,3642 MHz eingespeist. Damit die
Mischfrequenz am Ausgang in die Bandbreite des folgenden Filters 34 fällt, muß die
höchste zugemischte Unterfrequenz 191 MHz betragen: 532,3642 - 191 MHz ergibt 341,3642
MHz. Der Schalter 31 ist mithin auf die dritte Stellung »2 bis 3 MHz« zu setzen,
um die zweite Stelle der gewünschten FrequenzzifEer richtig zu definieren. Gemeinsam
mit dem Schalter 31 wird der Schalter 32 betätigt, um die Phasenverriegelung praktisch
sofort wiederherzustellen. Damit die Ausgangsfrequenz der nun folgenden Mischstufe
35 genau 320 MHz beträgt, muß dieser aus dem Filter 12 eine Unterfrequenz von 341,3642
- 320 MHz zugeführt werden, also 21,3642 MHz.
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Diese Frequenz wird in an sich bekannter Weise gewonnen, doch sei
der Weg der Vollständigkeit halber noch einmal kurz beschrieben: Der Mischstufe
5 wird die feste Frequenz 2,1 MHz und eine wählbare Frequenz aus den Stufenfrequenzen
2 zugeführt. In dieser ersten Stufe wird die letzte Stelle der gewünschten Frequenzziffer
definiert: Es muß also die dritte der zur Verfügung stehenden Frequenzen, nämlich
19,1 MHz, ausgewählt werden. Die Mischfrequenz (19,1-I- 2,1= 21,2 MHz) wird
10: 1 geteilt und wiederum mit einer der Stufenfrequenzen gemischt, um so
die vorletzte Stelle zu definieren: Fünfte Stufenfrequenz 19,3 -i- 2,12 = 21,42
MHz. Entsprechend ist fortzufahren mit den nicht in der Zeichnung dargestellten
Einheiten, die jeweils eine Untersetzerstufe 10: 1, eine Mischstufe und ein
Filter sowie einen Schalter zur Auswahl der zuzumischenden Stufenfrequenz aufweisen.
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21,42 MHz untersetzt ergeben 2,142 MHz, gemischt mit 19,5 MHz ergibt
21,642 MHz, deren untersetzte Frequenz von 2,1642 MHz ergibt, gemischt mit 19,2
MHz, die gewünschte Frequenz von 21,3642 MHz hinter dem Filter 12. Die Anzahl der
Zwischenstufen kann erhöht werden, so daß man am Ende sogar Stufen von zehntel Hertz
schalten kann.