DE1801262C3 - Schaltung zur Erzeugung eines 100 Hz-Frequenzrasters bei einem mit mehreren Frequenzumsetzungen arbeitenden Kurzwellen-Nachrichtengerät - Google Patents

Description

der anderen Brückendiagonale der ziehbare, quarzstabilisierte Oszillator (31) angeordnet ist (F i g. 3).

3. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des einzurastenden Oszillators (31) von einer 1-kHz-Schwingung abgeleitet ist, die durch einen Sperrschwinger (33) in eine Pulsreihe mit einem 100-Hz-Rhythmus aufgeteilt wird, und daß diese Pulsreihe einem Verstärker (34) eingegeben wird, an dessen Ausgang Harmonische im Abstand von 100 Hz auftreten (F i g. 3 und 4).

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Phasenregelsystem zur Verstärkung der am Ausgang des Phasendiskriminators (19) abfallenden Spannung ein bei 1 kHz selektiver Verstärker eingeschaltet ist

5. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Erzeugung der 1-kHz-Schwingung durch Teilung der Normalfrequenz eines Mutterquarzes(z. B. 1 MHz) erfolgt.

Die bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung eines 100-Hz-Frequenzrasters bei eine:n mit mehreren Frequenzumsetzungen arbeitenden Kurzwellen-Nachrichtengerät, wobei sendeseitig von einer tiefen Frequenztoge (etwa 30 kHz) in die auszusendende Frequenzlage (etwa 2 bis 30 MHz) umgesetzt wird und die erste Umsetzung durch Mischung der tiefen Frequenz (etwa 30 kHz) mit der von einem quarzstabilisierten Oszillator abgegebenen Frequenz von etwa 40OkHz, die zweite Umsetzung durch Mischung der sich nach der ersten Umsetzung ergebenden Frequenz mit in 10-kHz- und 1-kHz-Stufen einstellbaren Rasterfrequenzen eines Rasteroszillators und die letzte Umsetzung in die auszusendende Frequenzlage durch Mischung der nach der vorletzten Umsetzung ausgefilterten Frequenz mit in 10-MHz-, 1-MHz- und 0,1-MHz-Stufen einstellbaren Rasterfrequenzen eines anderen Rasteroszillators erfolgt und wobei empfangsseitig von der empfangenen Frequenzlage (etwa 2 bis 30MHz) in eine tiefe Frequenzlage (etwa 3OkHz) umgesetzt wird und die erste Umsetzung durch Mischung der Empfangsfrequenz mit in 10-MHz-, 1-MHz- und 0,1-MHz-Stufen einstellbaren Rasterfrequenzen eines Rasteroszillators, eine weitere Umsetzung durch Mischung der umgesetzten Empfangsfrequenz mit in 10-kHz- und 1-kHz-Stufen einstellbaren Ras.terfrequenzen eines anderen Rasteroszillators und die letzte Umsetzung in die tiefe Frequenzlage (etwa 30 kHz) durch Mischung der bereits zweimal umgesetzten Empfangsfrequenz mit der von einem quarzstabilisierten Oszillator abgegebenen Frequenz von etwa 400 kHz erfolgt.

Zur Umschaltung eines frequenzgenauen Oszillators in mehreren Stufen von nur 2,5 · IO·⁴ relativem Abstand untereinander benötigt man nach bekannter Art eine der Stufenzahl entsprechende Anzahl von Quarzoszillatoren, welche je nach der Lage zur Mutterfrequenz direkt oder über Phasenregelsysteme an diese angebunden werden. Bei einer Stufenzahl von 10 wären demnach zehn einzelne Quarzoszillatoren notwendig, was einen schaltungsmäßig sehr hohen Aufwand erfordert.

Die Gewinnung von zehn definierten 100-Hz-Stufen läßt sich mit einem LC-Oszillator in dem Frequenzge-

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biet von etwa 400 kHz nicht realisieren. Aus Stabilitätsgrönden wäre es notwendig, in das Gebiet von etwa tO kHz zu gehen. Es müßte dann jedoch zweimal umgesetzt werden, z.B. mit 30OkH? und 9OkHz. Abgesehen von dem relativ großen Aufwand, der bei 5 tBeser Schaltung anfällt entstehen Schwierigkeiten mit dem Temperaturkoeffizienten und der erforderlichen hochkapazitiven Reaktanzdiode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Erzeugung eines 100-Hz-Frequenzrasters bei Kurzwellensendern und -empfängern mit einem weitaus niedrigeren Aufwand zu schaffen.

Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Schaltung der eingangs genannten Art bezieht, wird dies in einfacher Weise dadurch erreicht, daß der bei etwa 40OkHz schwingende, quarzstabilisierte Oszillator in einem Bereich von 1 kHz ziehbar ist und dieser 1-kHz-Bereich üurch zehn jeweils einem 100-Hz-Sprung entsprechende Stufen mittels zuschaltbarer Zieh^ondensatoren überspannt wird und daß zum Anbinden des ziehbaren Oszillators ein einziges Phasenregeisystem vorgesehen ist, in dem in einem Phasendiskriminator die mit Hilfe der Kondensatoren jeweils eingestellte, gezogene Oszillatorfrequenz mit der Frequenz eines Rasterfrequenzspektrums von 100Hz Abstand verglichen wird und in dem die Frequenznachstellung des ziehbaren einzurastenden Oszillators auf eine bestimmte der 100 Hz auseinanderliegenden Rasterfrequenzen über eine Frequenznachstellvorrichtung mit Hilfe einer beim Vergleich anfallenden Regelspannung unter Verwendung eines Gleichrichters und eines Tiefpasses vorgenommen ist.

Notwendig zum einwandfreien Funktionieren der Schaltung ist ein um 1 kHz ziehbarer, etwa im Gebiet von 400 kHz schwingender Quarz, der im Temperaturbereich von etwa 0 bis 50⁰C auf ±20 Hz, d. h. für den Synchronisierbetrieb ausreichend, stabil bleibt. Die ziehbare Quarzoszillatorschaltung wird in zehn Stufen, z. B. an die 3991. bis 4000. Oberwelle von 100 Hz mit Hilfe dieses einzigen Phasenregelsystems angebunden.

Aus der GB-Patentschrift 9 42 373 ist bereits ein Oszillator bekannt, der mittels zuschaltbarer Kondensatoren, die den gewünschten Frequenzsprüngen entsprechen, ziehbar ausgelegt ist. Außerdem ist in »IRE Transactions on Instrumentation«, September 1962, S. 67 bis 71, ein Oszillator dargestellt und beschrieben (F i g. 3 und zugehörige Text), der mit einem einzigen Phasenregeisystem angebunden ist, in dem in einem Phasendiskriminator die eingestellte Oszillatorfrequenz mit der Frequenz eines Rasterfrequenzspektrums verglichen wird. Aus der GB-Patentschrift 9 37 542 ist es als bekannt zu entnehmen, die Frequenznachstellung des einzurastenden Oszillators auf eine bestimmte der Rasterfrequenzen über eine Frequenznachstellvorrichtung mit Hilfe einer beim Vergleich anfallenden Regelspannung unter Verwendung eines Gleichrichters und eines Tiefpasses vorzunehmen. Keine dieser Druckschriften betrifft jedoch eine Schaltung zur Erzeugung eines 100-Hz-Frequenzrasters der eingangs genannten Art.

Angesichts des großen Ziehbereiches der Oszillatorschaltung kann der Ziehkondensator erheblich variieren. Damit trotzdem gleich große Haltebereiche der •Synchronisation an allen 100-Hz-Stufen erhalten werden, ist als Frequenznachstellvorrichtung eine Brückenschaltung eingesetzt, in deren einem Zweig eine Kapazitätsdiode und eine Kapazität in Serie dazu liegen und in deren anderem Zweig eine zweite Kapazität und diagonal zur Kapazitätsdiode die in zehn Stufen einstellbaren Ziehkondensatoren liegen. An den Brükkeneckpunkt zwischen der Kapazitätsdiode und der zweiten Kapazität wird die vom Tiefpaß kommende Rvgelspannung geführt Die von diesem Brückeneckpunkt ausgehende Diagonale wird durch eine Kapazität gebildet und in der anderen Brückendiagonale ist der ziehbare, quarzstabilisierte Oszillator angeordnet

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von vier Figuren näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine Kurzwellensenderschaltung mit bekannter Frequenzrasterung bis 1 kHz (Prospekt Siemens Kurzwellen-Sender S 301, März 1968), bei der ein zusätzliches 100-Hz-Raster eingefügt ist das jedoch nicht dem der Erfindung zugrunde liegenden Konzept entspricht sondern in verhältnismäßig aufwendiger Weise nach dem bereits kurz geschilderten Prinzip mit einem /.C-Oszillator bei 1OkHz mit zehn Stufen und zwei Umsetzungen mit 300 kHz und 90 kHz arbeitet. Das Eingangssignal mit Modulation wird dabei zunächst über ein 30-kHz-Filter 1 geführt und dann in einer Mischstufe 2 mit einer Frequenz von 400 kHz, die aus einem quarzstabilisierten Oszillator 9 stammt, umgesetzt. Nach Durchführung der Ausgangsspannung der Mischstufe 2 durch ein Bandfilter 3 für 370 kHz erfolgt eine erneute Umsetzung in einer Mischstufe 4 mit einer in 10-kHz- und 1-kHz-Stufen veränderbaren Oszillatorfrequenz zwischen 930 und 103OkHz. Nach dieser Umsetzung gelangt das Signal durch ein Bandfilter 5 für 1,3 bis 1,4 MHz und wird in einer Mischstufe 6 mit einer Oszillatorfrequenz von 33 MHz erneut umgesetzt. Danach wird der durch das Filter 7 gelangende Frequenzbereich von 34,3 bis 34,4 MHz in einer letzten Mischstufe 8 mit einer Oszillatorfrequenz gemischt, die von 36 bis 59,6 MHz veränderbar ist und in 10-MHz-, 1-MHz und 0,1-MHz-Stufen einstellbar ist. Abgenommen wird von der Mischstufe 8 dann die endgültig auszusendende Kurzwellenfrequenz, die den Bereich von 1,6 bis 25,2 MHz überstreichen und in den beiden Rasteroszillatoren eingestellt werden kann. Das 100-Hz-Rasterfrequenzspektrum wird über den Umsetzoszillator 9, der bei etwa 40OkHz schwingt, eingeführt. Diese Frequenz ist an einen in 10 Stufen zwischen 9 und 1OkHz schaltbaren Oszillator 15 angebunden. Die vom Oszillator 9 abgegebene Frequenz wird zweimal umgesetzt, nämlich mit 300 kHz und 90kriz in den Mischstufen 10 und 12. Im Phasenregeisystem dieser Schaltung sind, abgesehen von den beiden Bandfiltern 11 und 13 sowie der Phasenvergleichsstufe 14, noch ein Tiefpaß 16 und eine kapazitive Reaktanzdiode 17 erforderlich. Bei dieser Schaltung entstehen Schwierigkeiten mit der Temperaturkompensation und der Reaktanzdiode.

F i g. 2 zeigt die Schaltung nach der Erfindung, welche den umfangreichen Oszillatorregelkreis mit den Bausteinen 9 bis 17 nach der Fig. 1 ersetzen soll und ebenfalls an die Mischstufe 2 in F i g. 1 angeschlossen wird. Die Bausteine 1 bis 8 der Schaltung nach F i g. 1 bleiben auch für die Schaltung nach der Erfindung und sind deswegen in F i g. 2 weggelassen. Die Schaltung besteht aus einem innerhalb eines Bereiches von 1 kHz ziehbaren quarzstabilisierten Oszillator 18, der mit einer Kondensatorbatterie 24 versehen ist, die sich in zehn gleichen Stufen einstellen läßt, so daß sich die Oszillatorfrequenz um jeweils 100 Hz ändert. Zur Stabilisierung dieser Frequenzen ist ein Phasenregeisystem zugeschaltet, welches aus einem Phasendiskriminator 19, einem Verstärker 20, einem Gleichrichter 21,

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einem Tiefpaß 22 und einer Frequenznachstellvorrichtung 23 besteht.

Dem Phasendiskriminator 19 wird ein Rasterspektrum von 400 ± η - 0,1 kHz zugeführt, das dort mit den Schwingungen des Oszillators 18 verglichen wird. Je nach Phasenlage der Schwingungen des Oszillators 18 zu der der Rasterfrequenz entsprechenden Spektrallinie des Rasterfrequenzspektrums ist die Ausgangsspannung des Phasendiskriminators 19 unterschiedlich groß. Mittels des Verstärkers 20 und des Gleichrichters 6 wird daraus eine Regelspannung abgeleitet, welche über den Tiefpaß 22 die Frequenznachstellvorrichtung 23, beispielsweise eine Reaktanzdiode, steuert und damit den Oszillator 18 auf seiner Sollfrequenz, die mittels der Kondensatorbatterie 24 eingestellt wird, festhält. Zweckmäßigerweise wird als Verstärker 20 ein für die Frequenz 1 kHz selektiver Verstärker verwendet Würde man den Verstärker 20 mit einer Grenzfrequenz von ungefähr 200 Hz auslegen, so wird der Aufwand für den Tiefpaß 22 im Regelkreis verhältnismäßig groß.

Fig.3 zeigt die Schaltung einer Nachstimmvorrichtung zusammen mit der Schaltung eines quarzstabilisierten Oszillators für etwa 400 kHz. Da der Ziehbereich des Oszillators verhältnismäßig stark variiert, ist auch die Größe der eingeschalteten Kapazitäten verhältnismäßig unterschiedlich. Damit trotzdem angenähert gleich große Haltebereiche der Synchronisation an allen 100-Hz-Stufen erhalten werden, setzt man eine Brückenschaltung ein, die aus einer Kapazitätsdiode 16,

S drei Kondensatoren 27, 28 und 30 und einer Ziehkondensatorbatterie 29 besteht. Die Regelspannung, die nach Gleichrichtung und Durchlaufen des Tiefpasses die Nachstimmeinrfchtung steuert, wird an einen Brückeneckpunkt 25 geführt. Zwischen zwei

ίο anderen, sich gegenüberliegenden Brückeneckpunkten sind die quarzstabilisierte Oszillatorschaltung 31 und ein Transistorverstärker 32 eingeschaltet

Das in der Nähe von 40OkHz erforderliche 100-Hz-Linienspektrum,das der Mischstufe 19 in Fig. 1

is zugeführt wird, läßt sich mit Hilfe der Schaltung nach F i g. 4 in einfacher Weise gewinnen. Ein Sperrschwinger 33 teilt die eingespeisten 1-kHz-Schwingungen durch Abgabe von Pulsen im 100-Hz-Rhythmus. Die erforderlichen Harmonischen (n~400) stehen am 400-kHz-Kreis einer Verstärkerstufe 34, die auf ein Differenzierglied 35 folgt, in der Größe von einigen Millivolt bereit, was für die Einspeisung in die Schaltung nach Fig.2 ausreicht Die Frequenzteilung von der Frequenz des Mutterquarzes (1 MHz) auf 1 kHz

2s hinunter erfolgt ebenfalls mit Sperrschwingern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

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   I. Schaltung zur Erzeugung eines 100-Hz-Frequenzrasters bei einem mit mehreren Frequenzum-Setzungen arbeitenden Kurzwellen-Nachrichtengerät, wobei sendesciiig von einer tiefen Frequenzlage (etwa 3OkHz) in die auszusendende Frequenzlage (etwa 2 bis 30 MHz) umgesetzt wird und die erste Umsetzung durch Mischung der tiefen Frequenz (etwa 30 kHz) mit der von einem quarzstabilisierten Oszillator abgegebenen Frequenz von etwa 400 kHz. die zweite Umsetzung durch Mischung der sich nach der ersten Umsetzung ergebenden Frequenz mit in 10-kHz- und 1-kHz-Stufen einstellbaren Rasterfrequenzen eines Rasteroszillators und die letzte Umsetzung in die auszusendende Frequenzlage durch Mischung der nach der vorletzten Umsetzung ausgefilterten Frequenz mit in 10-MHz-, 1-MHz- und 0,1-MHz-Stufen einstellbaren Rasterfrequenzen eines anderen Rasteroszillators erfolgt und wobei empfangsseitig von der empfangenen Frequenzlage (etwa 2 bis 30MHz) in eine tiefe Frequenzlage (etwa 30 kHz) umgesetzt wird und die erste Umsetzung durch Mischung der Empfangsfrequenz mit in 10-MHz-, 1-MHz- und 0,1-MHz-Stufen einstellbaren Rasterfrequenzen eines Rasteroszillators, eine weitere Umsetzung durch Mischung der umgesetzten Empfangsfrequenz mit in 10-kHz- und 1-kHz-Stufen einstellbaren Rasterfrequenzen eines anderen Rasteroszillators und die letzte Umsetzung in die tiefe Frequenzlage (etwa 30 kHz) durch Mischung der bereits zweimal umgesetzten Empfangsfrequenz mit der von einem quarzstabilisierten Oszillator abgegebenen Frequenz von etwa 400 kHz erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der bei etwa 40OkHz schwingende, quarzstabilisierte Oszillator (18) in einem Bereich von 1 kHz ziehbar ist und dieser I-kHz-Bereich durch zehn jeweils einem 100-Hz-Sprung entsprechende Stufen mittels zuschaltbarer Ziehkondensatoren (24) überspannt wird und daß zum Anbinden des ziehbaren Oszillators (18) ein einziges Phasenregelsystem vorgesehen ist, in dem in einem Phasendiskriminator (19) die mit Hilfe der Kondensatoren (24) jeweils eingestellte, gezogene Oszillatorfrequenz mit der Frequenz eines Rasterfrequenzspektrums von 100 Hz Abstand verglichen wird und in dem die Frequenznachstellung des ziehbaren einzurastenden Oszillators (18) auf eine bestimmte der 100 Hz auseinanderliegenden Rasterfrequenzen über eine Frequenznachstellvorrichtung (23) mit Hilfe einer beim Vergleich anfallenden Regelspannung unter Verwendung eines Gleichrichters (21) und eines Tiefpasses (22) vorgenommen ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Frequenznachstellvorrichtung eine Brückenschaltung vorgesehen ist, in deren einem Zweig eine Kapazitätsdiode (26) und eine Kapazität (28) in Serie dazu liegen und in deren anderem Zweig eine zweite Kapazität (27) und diagonal zur Kapazitätsdiode (26) die in zehn Stufen einstellbaren Ziehkondensatoren (29) liegen, daß an den Brückeneckpunkt (25) zwischen der Kapazitätsdiode (26) und der zweiten Kapazität (27) die vom Tiefpaß kommende Regelspannung geführt ist und die von diesem Brückeneckpunkt (25) ausgehende Diagonale durch eine Kapazität (30) gebildet ist und daß in 262