DE1802606C

DE1802606C - Two-phase generator for infra acoustics and low frequencies with precise phase adjustment

Info

Publication number: DE1802606C
Application number: DE19681802606
Authority: DE
Inventors: Swjatoslaw A Koltik Jewgemj D Leningrad Krawtschenko (Sowjetunion)
Original assignee: Wsesojusmj nautschno lssledo watelskij Institut metrologii imeni D I Mendelejewa, Leningrad (Sowjetunion)
Filing date: 1968-10-11
Publication date: 1973-06-14

Description

Zu bekannten Zweiphasen-Generatoren für infra- In Fig. 2 ist ein derartiger Zweiphasen-GeneratorKnown two-phase generators for infra- In Fig. 2 is such a two-phase generator

akustische und niedrige Frequenzen gehören ein dargestellt, in dem der Frequenzwähler S an den Grundgenerator, der die als Reihenschaltung von Hauptphasenschieber 6 im einen Kanal und an den Frequenzteilern und Dämpfungsgliedern ausgebilde- 35 Hilfsphasenschieber 7 im anderen Kanal angeschlosten Kanäle mit fester und variabler Signalphase speist, sen ist. Die Kanäle der festen und der variablen Phase sowie ein Phasenschieber, der am Eingang des im Ka- enthalten Frequenzteiler 8 und 8' sowie in Reihe genal mit variabler Signalphase liegenden Frequenz- schaltete Mischstufen 9 und 9'. Die zweiten Eingänge teilers eingeschaltet ist und mit dem Grundgenerator der Mischstufen 9 und 9' sind mit dem Ausgang des Verbindung hat (siehe z. B. den Beitrae »Zweikanal- 40 Frequenzwählers 5 verbunden. Die Dämpfungsglieder Phaseneichgerät« in den Veröffentlichungen des All- 10 und 10' ermöglichen die Pegeleinstellung der Ausunions-Mendelejew-Instituts für metrologische For-j gangsspannungen. Zwischen den Ausgangsklemmen schungen, Heft 74 [134], 1963, S. 61 bis 72). n der beiden Kanäle ist ein Nullphasen-Anzeige-Acoustic and low frequencies are part of a shown in which the frequency selector S to the Basic generator, which as a series connection of main phase shifter 6 in a channel and to the Frequency dividers and attenuators trained 35 auxiliary phase shifter 7 connected in the other channel Feeds channels with fixed and variable signal phase, sen is. The fixed and variable phase channels as well as a phase shifter, the genal at the input of the frequency divider contained in the Ka- 8 and 8 'as well as in series frequency-switched mixing stages 9 and 9 'with variable signal phase. The second entrances divider is switched on and the basic generator of the mixers 9 and 9 'are connected to the output of the Connection has (see, for example, the articles »Two-channel frequency selector 5 connected. The attenuators Phase calibration device ”in the publications of the All-10 and 10 'enable the level setting of the Ausunions-Mendeleev Institute for metrological for-j output voltages. Schungen between the output terminals, issue 74 [134], 1963, pp. 61 to 72). n of the two channels is a zero phase display

Ein Mangel der bekannten Präzisions-Zweiphasen- gerät 12 eingeschaltet, das zur Einstellung des Null-Generatoren für infraakustische und niedrige Fre- 45 wertes der Phasenverschiebung beim Einstellvorgang quenzen ist ihr ungenügend breiter Betriebsfrequenz- mittels des Hauptphasenschiebers 6 dient. Der zweite bereich sowie ihre niedrige Frequenzstabilität. Nullphasenanzeiger 13 ist zwischen den EingängenA deficiency of the known precision two-phase device 12 switched on, which is used to set the zero generators for infraacoustic and low values of the phase shift 45 during the adjustment process quenzen is their insufficiently broad operating frequency by means of the main phase shifter 6 is used. The second range as well as their low frequency stability. Zero phase indicator 13 is between the inputs

Die Erfindung bezweckt, den erwähnten Nachteil der Phasenschieber 6, 7 und dem Schalter 14 eingezu beseitigen. schaltet, der den Phasenzeiger 13 an den AusgangThe aim of the invention is to include the mentioned disadvantage of the phase shifters 6, 7 and the switch 14 remove. switches the phase indicator 13 to the output

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 50 des Frequenzteilers 8 oder 8' schaltet.
Zweiphasen-Generator mit präzis einstellbarer Phase Der Frequenzwähler 5 enthält einen an den Trei-The invention is based on the object of switching a 50 of the frequency divider 8 or 8 '.
Two-phase generator with precisely adjustable phase The frequency selector 5 contains a

für infraakustische und niedrige Frequenzen mit bergenerator 1 angeschlossenen Bezugsfrequenzgeber einem nach infraakustischen Frequenzen erweiterten 15, einen elektronischen Schalter 16 sowie an den Frequenzbereich bei hoher Frequenzstabilität zu ent- letzteren angeschlossene Frequenzumsetzer (Dekawickeln. 55 den), mit deren Hilfe die Frequenzwahl erfolgt Jeder Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Frequenzumsetzer enthält Mischstufen 17 und 18, Zweiphasen-Generator für infraakustische und nied- Bandfilter 19 und 20 und einen Frequenzteiler 21.
rige Frequenzen mit präziser Phaseneinstellung mit Der Zweiphasen-Generator funktioniert folgendereinem Grundgenerator zur Speisung zweier Kanäle, weise.For infraacoustic and low frequencies with overgenerator 1 connected reference frequency generator an expanded 15 according to infraacoustic frequencies, an electronic switch 16 as well as frequency converters (Dekawickeln. 55 den) connected to the frequency range with high frequency stability, with the help of which the frequency is selected Each This task is achieved in that a frequency converter contains mixers 17 and 18, two-phase generator for infraacoustic and low-band filters 19 and 20 and a frequency divider 21.
The two-phase generator works according to a basic generator to feed two channels, wisely.

von denen der eine eine feste und der andere eine 60 Die vom Grundgenerator 1 abgenommene Spaneinstellbare Phase besitzt und jeder mindestens einen nung mit der Frequenz von 1 MHz wird dem Bezugs-Frequenzteiler und beide zusammen wenigstens einen frequenzgeber 15 zugeführt, in dem fünf Bezugsfre-Phascnschieber aufweisen, der am Eingang des Fre- quenzgeber 15 zugeführt, in dem fünf Bezugsfrequenquenzteilers im Kanal mit variabler Signalphase liegt zen und zwei Hilfsfrequenzen von 24 000 und und mit dem Grundgenerator verbunden ist, erfin- 65 2450 kHz sowie die Frequenz von 3000 kHz erzeugt dungsgemäß an den Ausgang der Frequenzteiler in werden, wobei die letztere vom Ausgang 22 den Phajedem Kanal der eine Eingang je einer Mischstufe an- senschiebeirn 6 und 7 zugeführt wird. Die Bezugsfregeschlossen ist, deren andere Eingänge mit dem quenzen folgen mit konstanten FrequenzintervallenOne of which has a fixed and the other has a 60 The span-adjustable phase taken from the basic generator 1 and each of which has at least one voltage with the frequency of 1 MHz becomes the reference frequency divider and both fed together to at least one frequency generator 15, in the five reference frequency phase shifters have, which is supplied to the input of the frequency generator 15, in the five reference frequency divider in the channel with variable signal phase there is zen and two auxiliary frequencies of 24,000 and and is connected to the basic generator, generates 65 2450 kHz and the frequency of 3000 kHz according to the output of the frequency divider in, with the latter from output 22 the Phajedem Channel to which one input is fed to each mixer stage 6 and 7. The reference is closed whose other inputs follow the quenzen with constant frequency intervals

3 ⁴ , .3 ^4,.

von 1OkHz und betragen 300,310,320,330,34OkHz. langt weiter zu den Frequenzteilern 8 und 8 mn dem Dabei sind alle Frequenzen kohärent, da sie mittels Frequenzteilungsverhaltms gieien * ^- ^ _Scha,f eines einzigen Treibergenerators erzeugt werden. Die deruag der Frequenzteiler 8 un _nrichtuna „ibtof 10 kHz and are 300,310,320,330,34 kHz. arrived on to the frequency dividers 8 and 8 mn the case all frequencies are coherent because it means Frequenzteilungsverhaltms gieien * ^ - ^ f _saddle, a single driver generator are generated. The deruag the frequency divider 8 un _nrichtuna "ibt

Hilfssignale mit den Frequenzen von 2400 und der erfindungsgemaß ™^fg^ebau.^te" ^pSc-2450 kHz sowie die Bezugsfrequenzen werden dem 5 die Möglichkeit, den Phas en fehler^Oerrmjsemseme elektronischen Schalter 16 zugeführt. Mit Hilfe dieses ber 6 und 7 um das _f ^Z.^ehnfache _?. ^IffeS durch Schalters 16 gelangen die Bezugs- und Hilfsfrequenz- Abtrennung der sinusförmigen !»-gnai: c y signale zu den Eingängen dor Additiven Mischstufen die Tkfpaßfilter 23. Um AusgjngJgjJ^und ^ 17 und d<on zu den auf das Frequenzband 2700 bis mit den Frequenzen von 0,Ul ok,j, 2790 kHz abgpäfeaten Bandfiltern 19. Die Filter 20 uo halten, werden die Spannungen mit sind auf das Frequenzband 3000 bis 3090kHz abge- Phase von den Ausgängen der ™«^r«J stimmt. Vom Schalter 16 können jedem von sechs gen der Mischstufen 9 und 9 «geführt· !^f £;J identischen Frequenzumsetzern gleichzeitig zwei Si- Eingängen dieser Mischstufen ^fu™J"^a" JgJJf. ^mV gnale mit einer Hilfsfrequenz (von zwei Hilfsfrequen- veränderlicher Frequenzzu, die: sich von300^UOUO U^ zen) und mit einer Bezugsfrequenz (von fünf Bezugs- 15 309,99999 kHz ändert. Die FiI er 24 siel°^ ™<? ™; fr^quenzen) zugeführt werden. Mit Hilfe der Fre- quenzen über 50 kHz aus und l«™*«™»agn-k quenzumsetzer erhält man am Ausgang des Frequenz- mit den Frequenzen von υ,υι ^ü'^b ' __wi<...,„_n Wählers 5 Wechselspannungen im Frequenzbereich Die gewünschten ^phasenve^^e^"⁸^_lLf_t ^W1t!Auxiliary signals having frequencies of 2400 and the inventively ™ ^f g ^Ebau. ^te "^ PSC-2450 kHz and the reference frequencies are the 5 the option of Phas en error ^ Oerrm jsemseme electronic switch 16, respectively. With the help of this about 6 and 7 around the _f ^Z ^_ehnfache.?. ^ IffeS pass through switch 16, reference and Hilfsfrequenz- separation of sinusoidal "- Gnai: c y signals to the inputs dor additives mixing stages the Tkfpaßfilter 23. to AusgjngJgjJ ^ and ^ 17 and d <on the on the frequency band 2700 to the frequencies of 0, Ul ok, j, 2790 kHz abgpäfeaten band filters 19. the filters 20 keep uo, the stresses are matches are on the frequency band 3000 to 3090kHz off phase of the outputs of the ™ ^"r" J. from the switch 16 each to six gen of Mixing stages 9 and 9 «out ·! ^ F £; J identical frequency converters at the same time two Si inputs of these mixing stages ^fu ™ J" ^a "JgJJf. ^M V signals with an auxiliary frequency (from two auxiliary frequency variable frequency, which: differ from 300 ^ UOUO U ^ zen) and with a reference frequency (vo n five reference 15 309.99999 kHz changes. The FiI er 24 siel ° ^ ™ <? ™; fr ^ quenzen). With the help of the frequencies above 50 kHz from and l «™ *« ™ »agn-k quenzumverters you get at the output of the frequency converter with the frequencies of υ, υι ^ü ' ^b ' _ _{wi <} ...," _n selector 5 AC voltages in the frequency range The desired ^phasenve ^ ^e ^ " ⁸ ^ _lL f _t ^W1 t!

von 300 bis 309,99999 kHz mit dem minimalen Fre- den Ausgangsspannungen werden wie _hi quenzintervall von 0,01 Hz. Das Frequenzintervall ist 20 stellt. . .300-309.99999 kHz with the minimum frequency of the output voltages are as _h i quenzintervall of 0.01 Hz. The frequency interval is 20 sets. . .

in jedem Frequenzumsetzer verschieden. Die Fre- Den Phasenschieber 7 stellt mar' «^a™ °^er *'™different in each frequency converter. The Fre- Den phase shifter 7 sets mar '« ^a ™ ° ^er *' ™

quenzintervalle sind auf dem Schalter 16 mit den und Feinstellskala auf Null ^n. Mit ^üe^^na, ^L1 Multiplikatoren von «0.01« bis »x 100 Hz« und so- schieber 6 wird der Nullwert der Ph^nverschicbun,. gar bis »x 1 kHz« bezeichnet. zwischen den Ausgangsspannungen v, und ν c.n^quenzintervalle are on the switch 16 with the and fine adjustment scale to zero ^ n. With ^üe ^ ^na , ^L1 multipliers from "0.01" to "x 100 Hz" and so slider 6, the zero value of the ph ^ nverschicbun,. even up to »x 1 kHz«. between the output voltages v, and ν cn ^

Die Arbeitsweise des Frequenzwählers S wird a₅ stellt, und am zweiten Ph⁸*¹?¹¹¹¹¹.¹⁸¹¹^;"™¹";; ^l," nachstehend am Beispiel des Frequenzteilungsvorgan- tels mehrfach abgebildeter ^LlssaJ^ou*~ⁿf "™J^™' ges im ersten Frequenzumsetzer, d. h. am Beispiel der Der Vorteil eines derartigen Phasen-AnzeigetLr.· Dekade mit dem Frequenzintervall ·χ 0,01 Hz« näher besteht in seiner Einkanal-Schaltung, die das AuHrt erläutert. Nehmen wir an, daß der additiven Misch- ten von Phasenmcßfchlcrn wegen ungleiche _PhasL, stufe 17 nacheinander fünf Bezugsfrequenzen von 300 30 Charakteristiken der beiden Kana e a"**™«it. 1nüi. bis 340 kHz bei einer Hilfsfrequenz" von 2400 kHz Stellung I des Schalters 14 wird da»Zusammenlau u, zugeführt werden. Nach der Addition erhält man am der Lissajous-Figuren zu einer sinusförmigen Li κ. Avfsgang der Mischstufe 17 Signalfrequenzen von erreicht, wozu der Phasenschieber 25 mit einen, 2700 bis 2740 kHz mit Frequenzintervallen von Regelbereich von ^{f 36}° verwendet wird, wobei η 1OkHz. Bei der Zuführung der zweiten Hilfsfrequenz 35 ^{8 2}" , ... ■ u ^,„_B, n™n M,\_r,\ The operation of the frequency selector S is set to a ₅ , and on the second Ph ⁸ * ¹ ? ¹¹¹¹¹ . ¹⁸¹¹ ^; "™ ¹ ";; ^l , "in the following ^{using the example of the frequency division device, Llss} aJ ^ou * ~ ⁿ f" ™ J ^ ™ 'ges in the first frequency converter, ie using the example of the The advantage of such a phase display Lr. · decade with the frequency interval · χ 0 '01 Hz' consists in its single-channel circuit, which the AuHrt explains. Let us assume that the additive mixing of phase measurements, because of unequal phases, step 17 successively five reference frequencies of 300 30 characteristics of the two channels up to 340 kHz with an auxiliary frequency "of 2400 kHz position I. of switch 14 will be fed together. After the addition one obtains am the Lissajous figures to a sinusoidal Li κ. Avfsgang of the mixer 17 reaches signal frequencies of which the phase shifter 25 is used with a 2700 to 2740 kHz with frequency intervals of control range of ^{f 36} °, with η 10 kHz. When feeding the second auxiliary frequency 35 ^{8 2} ", ... ■ u ^," _B , n ™ n M, \ _r , \

von 2450 kHz und denselben Bezugsfrequenzen er- das Frequenzteilungsverhaltnis bedeutet. uann w.ra hält man am Ausgang der MischstSfe 17 zusätzlich der Schalter 18 in die Stellung H umgestellt , I Frequenzen von 2750 bis 279OkHz mit demselben durch eine geringfügige Nachregelun^ des Pha u-Intervall. Das Bandfilter 19 ist auf die Mittelfrequenz Schiebers 6 erhält man die gleiche Lissajous-1 ιμι 275OkHz abgestimmt und hat eine Durchlaßband- 40 Dabei zeigt das Phasen-Anzeigegerat 12 immer noüi breite von 100 kHz. Somit läßt es das Frequenzband die ^!!phasenverschiebung mischen °?" JP"" von 2700 bis 2790 kHz mit Frequenzintervallen von gen v, und v_ä an. Dies ist ^«1"«»» ^ erklarcn daU 10 kHz durch. In der additiven Mischstufe 18 werden die Empfindlichkeit des Pha^^^ diese Frequenzen zu einer Festfrequenz von 300 kHz einen Wert von 0,01 bis 0,02 betragt und einen Meühinzuaddiert, die vom Bezugsfrequenzgeber 15 gelie- 45 fehler von 0,1 bis; 0,2^ bei ^de!*g™™™l*™' fert wird. Das Bandfilter 20 läßt die Frequenzen von ergibt, der durch das Phasen-Anzeigegerat 13 b.s zum 3000 bis 309OkHz durch. Am Ausgang des Fre- Wert 0,02 bis 0,03° verbessert wird, quenzteilers 21 erhält man die Signalfrequenzen von Die geforderten Phasenversch.ebungswerte fur dieof 2450 kHz and the same reference frequencies it means the frequency division ratio. Then at the output of the mixer 17, the switch 18 is also switched to the H position, I frequencies from 2750 to 2790 kHz with the same by a slight readjustment of the phase interval. The band filter 19 is tuned to the center frequency slider 6, the same Lissajous 1 ιμι 275OkHz and has a pass band 40. The phase display device 12 always shows noüi width of 100 kHz. Thus, it allows the frequency band which ^ !! phase shift mix °? "JP", "2700 to 2790 kHz with frequency intervals of gen v and v _like to. This is ^" 1 """" ^ erklarcn Dau by 10 kHz. In the additive mixer stage 18, the sensitivity of the Pha ^^^ these frequencies to a fixed frequency of 300 kHz are a value of 0.01 to 0.02 and a value added, the error from the reference frequency generator 15 45 errors from 0.1 to; 0.2 ^ for ^de ! * G ™ Brille l * ™ ' is produced. The band filter 20 lets the frequencies of the results of the phase indicator 13 to 3000 to 309OkHz through. At the output of the Fre value from 0.02 to 0.03 ° is improved, the frequency divider 21 gives the signal frequencies of The required phase shift values for the

1 kHz. Weiterhin gelangen die Signale von den Aus- Ausgangsspannungen ν und v,^erhalt man durci nc gangen der Frequenzteiler 21 der anderen Dekaden ₅o Schleiferdrehung am Phasenschieber 7 dabe, werden zu den additiven Mischstufen 18 des nächsten Fre- diese Werte an den am Phasenschieber T angebrachquenzteilers, und ihre Frequenz bleibt gleich 3000 kHz, ten Grob- und Feinskalen abgelesen. Bei einer hohen aber die Frequenzintervalle zwischen den Signalen Einstellgenauigkeit der Einrichtung gemäß der E nnwerden in jedem Frequenzumsetzer um das Zehnfache dung (zehntel bis hunaertstel Grad) wird e.ne sehr kleiner. Am Ausgang des Frequenzteilers mit dem ₅₅ kontinuierliche Änderung der Phasenverschiebung Frequenzintervall >>x 1 kHz« ergeben die Signale eine am Ausgang des e.nen Kanals gegenüber dem des Reihe von kohärenten Frequenzen von 300 bis anderen Kanals einerseits durch die Verwendung 309 99999 kHz, genauer von 300,00001 bis eines in der Zeichnung nicht abgebildeten Unter-309,99999 _kHz mit Intervallen von 0,01 Hz. Setzungsgetriebes mit großer Untersetzung in der1 kHz. Furthermore, the signals from the output voltages ν and v, ^ obtained through the frequency divider 21 of the other decades ₅ o rotation of the slider on the phase shifter 7, these values are transferred to the additive mixer stages 18 of the next frequency on the phase shifter T. attached frequency divider, and its frequency remains the same 3000 kHz, read off the coarse and fine scales. With a high but the frequency intervals between the signals setting accuracy of the device according to the E nn are in each frequency converter by tenfold (tenths to hundredths of a degree) e.ne is very smaller. At the output of the frequency divider with the ₅₅ continuous change in the phase shift frequency interval >> x 1 kHz «the signals result in a series of coherent frequencies from 300 to another channel at the output of the first channel, more precisely because of the use of 309 99999 kHz from 300.00001 to a lower than -309.99999 _kHz not shown in the drawing with intervals of 0.01 Hz

Die Wechselspannung mit der Frequenz 3000 kHz, 60 Baueinheit des Phasenschiebers 7 und andererseits die den Phasenschiebern 6 und 7 zugeführt wird, ge- durch Benutzung der Frequenzteiler 7 erreicht.The alternating voltage with the frequency 3000 kHz, 60 unit of the phase shifter 7 and on the other hand which is fed to the phase shifters 6 and 7 is achieved by using the frequency divider 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 21 2

Basic generator via a frequency selector

VOB delivers frequencies that differ from the frequency of the

Two-phase generator for infraacoustic and basic generator are derived,
Low frequencies with precise phase setting S In the following, the invention is explained in more detail on the basis of the supply with a basic generator for supplying an exemplary embodiment and the drawing of two channels, one of which is fixed and voltage. It shows
the other has an adjustable phase and F i g. J a structural sketch of the two-phase genera-

each at least one frequency divider and both gate according to the invention,

together at least one phase shifter on io F i g. Fig. 2 is a complete block diagram of the two-way circuit at the input of the frequency divider in the phase generator according to the invention.
The channel of the variable phase is located and with the The two-phase generator contains inventive

Basic generator is connected, thereby measuring a basic generator (Fig. 1), which characterizes the Kak, that feeds to the output of the frees with fixed and variable signal phase, and sequence divider (8, 8 ') in each channel of the one input 15 a phagang connected to the basic generator 1 one mixer stage (9, 9 ') is connected to each, senschieber 2.

their other inputs with the basic generator The channel for fixed as well as for variable

(1) via a frequency selector (S) in connection with signal phase each contain a frequency divider 3 stand, with the frequency selector (S) in a row (or 3 '). The phase shifter 2 is at the input of frequencies that depend on the frequency of the ao of the basic frequency generator located in the channel of the variable phase (1) are derived. divider 3 'connected.

Each channel also has a mixer 4 (or 4 '), the second inputs of which are via a frequency selector 5 connected to the basic generator 1

as are. The frequency selector S delivers a frequency

a series of frequencies with intervals equal to the value of the lowest infraacoustic frequency are the same.

The invention relates to a two-phase generator with

Generator for infraacoustic and low frequencies - the frequency range from 0.01 Hz to 9.99999 kHz zen with precise setting of the phase. described.