DE1811658C - Sagezahnkippgenerator zum Ansteuern eines Phasenmodulators - Google Patents

Description

fe ' Die Erfindung betrifft einen mit Kondensatoren?- Werte einstellbaren Schwellwertschalter anzuordnen.

ladung arbeitenden Sägezahnkippgenerator zum An· Bj sind ferner an sich sohon Sägezahngeneratoren be-

steuern eines Phasenmodulators für die Frequenzver· kennt, deren Amplitude, Polarität und Steigung von

Schiebung einer Mittenfrequenz, bei dem die die Hand einstellbar 1st. Schließlich iat es auoh sohon be-L Amplitude bestimmenden oberen und unteren Grenz- 8 kannt, die Linearität der Sägezahnspannung dadurch

'{.: werte gerade so groß gewählt sind, daß die Amplitude zu verbessern, daß die Aufladung des Ladekonden.

;!?, der Sägezahnspannung Jeweils einer Phasenverschie· sators aus einer Konstantetroniqueile erfolgt.

j: bung von 360° entspricht, und bei dem die Steigung Durch die Kombination dieser an s ch bekannten

ί der Sägezahnspannung der Größe eines die gewünschte Maßnahmen Im erflndungsgemäßen Sinne« wird ein P Frcquenzvorschiebung bestimmenden Modulations-io Sägezahngenerator erzielt, mit dem auf einfache Weise

ί signals entspricht. auch eine Frequenzumtastung um eine beispielsweise

i;i Es ist bekannt, zur Erzeugung konstanter Frequenz- von einem Quarzgenerator gelieferte Mittenfrequenz

■ verschiebungen einer Mittenfrequenz als Ansteuerfunk- nach beiden Seiten hin durchfuhrbar ist, wobei

tion für den Phasenmodulator eine Sägezahnspannung durch die unterschiedlich gewählten Grenzwerte für

zu verwenden, deren Amplitude jeweils einer Phasen- 15 die Rückstellung vermieden wird, daß die Schaltung

verschiebung von 360° entspricht und deren Steigung ständig zwischen den beiden Grenzwerten hin- und

s_;, die Frequenzverschiebung bestimmt (Proc. IEEE, herpendelt.

$ Dezember 1965, S. 2143, 2144). Durch Einstellen der Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeich-

' Frequenz dieser Sägezahnspannung kann damit auch nung an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert.

: die Frequenzverschiebung gegenüber einer Mitten- ao F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungs-

; frequenz eingestellt werden. Wenn die Frequenz des gemäßen Sägezahnkippgenerators, und zwar zusam-

ί Sägezahngenerator elektronisch steuerbar ist, kann mengeschaltct mit einem Phasenmodulator zur Fre-

;' sogar auch eine Modulation durchgeführt werden. quenzumtastung;

: Die Steiguitgsrichtung der Sägezahnspannung be- F i g. 2a zeigt den zeitlichen Verlauf der Modula-

stimmt die Richtung der Frequenzverschiebung in be- »5 tionsspannung.

zug auf die Mittenfrequenz, d.h., mit einer positiven Fig. 2b den Verlauf der gewünschten Frequenz-Steigung der Sägezahnspannung kann eine positive werte und

: FrequenzverschiebungtFrequenzverschiebungzuhöhe- Fig. 2c den Verlauf der diese Frequenzwerte er-

ren Frequenzwerten) und mit einer negativen Steigung gebenden Sägezahnspannung mit negativer bzw. posi-

der Sägezahnspannung eine negative Frequenzver- 30 tiver Steigung.

Schiebung erzielt werden. Dir erfinduiigsgemäßs Sägezahnkippgenerator um-Es besteht nun oftmals die Forderung, sowohl eine faßt einen Kondensator C, der über einen ersten positive als auch eine negative Frequenzverschiebung Schwellwertschalter S, mit einer Gleichspannungseiner Mittenfrequenz in Abhängigkeit von einem Mo- quelle verbunden ist und über diese bsi geschlossenem dulationssignal zu ändern, beispielsweise bei der FI- 35 Schalter 5, mit dem Strom J aufgeladen wird. Parallel bzw. F6-Frequenzmodulation von Sendern oder zur zum Kondensator C liegt ein zweiter Schwellwert-FeiiK-instellung von Empfängern. · schalter 5„ durch welchen dsr Kondensator C ent-Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sägezahnkipp- laden wird Dar Kondensator C wird über eine modugenerator zu schaffen, dessen Sägezahnspannung in lierbare Stromquelle M, bsispielsweise eine übliche Abhängigkeit von der Größe und Polarität eines Mo- 40 Gegentaktschaltung, mit einem Strom Δ J aufgeladen dulationssignals kontinuierlich auf beliebige positive oder entladen, je nach Größe des der modulierbaren oder negative Steigungen einstellbar ist und der damit Stromquelle M von außin zugeführten Modulationsauch zum Umtasten einer Mittenfrequenz zu demge- signals. Zur Vereinfachung der Darstellung ist auch gcnübcr höheren oder niedrigeren Frequenzwerten das Modulationssignal als Spannungsänderung Δ U mittels des an sich bekannten Phasenmodulationsver- 45 um einen Modulationsspannungsmittelwert U₀ darfahrens geeignet ist. gestellt. Der Strom Δ J der Stromquelle M zum Kon-Piese Aufgabe wird, ausgehend von einem Säge- densat ir C läßt sich von positiven Werten zu negativen zahnkippgenerator der eingangs erwähnten Art, er- Werten kontinuierlich und proportional zu der angefiiidungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ladekonden- legten Modulationsspannurig U₀ t Δ U einstellen. Der sator, dem das Modulationssignal als proportionaler 50 Sägezahnkippgenerator steht mit einem Phasenmodu-Stroin zugeführt wird, zum Einstellen einer negativen lator /' in Verbindung, dem eingangsseitig beispiels-Steigung der Sägezahnspannung über einen ersten weise aus einem Quarzgenerator eine Mittenfrequenz/₀ Schwellwertschalter aufladbar ist, welcher beim Er- zugeführt wird und der in an sich bekannter Weise reichen eines ersten unteren Grenzwertes der Säge- durch Phasenmodulation eine Ausgangsfrequenz /abzahnspannung sehließt und erst wieder beim Erreichen 55 gibt, die gegenüber der Eingangsfrequenz /„ um einen eines zweiten oberen Grenzwertes der Sägezahn- bestimmten Frequenzwert Δ f verschoben ist. Die spannung öffnet, und der Ladekondensator zum Ein- Amplitude der Sägezahnspannung — bestimmt durch stellen einer positiven Steigung der Sägezahnspannung den Ladestrom / und die Schwellwertschalter S₁ und über einen zweiten Schwellwertschalter entladbar ist, 5_a — ist so gewählt, daß sie gerade eine Phasenverwelcher beim Erreichen eines ersten oberen Grenz- 60 Schiebung von 360° ergibt. Wenn die dem Phasenwertes der Sägezahnspannung schließt und erst wieder modulator P zugeführte Sägezahnspannung positive beim Erreichen eines zweiten unteren Grenzwertes der Steigung besitzt, wie dies in dem Bereich BX und Bl Sägezahnspannung öffnet, wobei die oberen und unte- nach F i g. 2c dargestellt ist, so wird auch eine positive red Grenzwerte des ersten Schwellwertschalter unter- Frequenzverschiebung erzielt, z. B. /₃ =-- /₀ + Δ f.
schiedlich von den oberen und unteren Grenzwerten 65 Für eine negative Steigung der Sägezahnspannung des zweiten Schwellwertschalter gewählt sind. im Sinne der Bereiche /11 und Al nach F i g. 2c wird Es ist bei Sägczahngencratoren an sich bekannt, eine entsprechende negative Frequenzverschiebung erparallel zum Ladekondensator einen auf verschiedene zielt, z. B. /_t == /₀ — Δ f.

Der untere Schwellwert V der Sägezahnspannung entspricht der Phase 0° und der obere Schwellwert Q der Phase 360°. Bei einem Sägezahn mit positiver Steigung springt die Sägezahnspannung beim Erreichen einer Phasenverschiebung von 360° auf den Phasen· S _wert0° zurück. Hierauf beruht die an sich bekannte Frequenzmodulation mittels eines Phusenmudulators. der mit einem Ansteuersignal konstanter Steigung beaufschlagt ist. um hierdurch eine Frequenzverschie» bung um einen konstanten Betrag gegenüber einer Mittenfrequenz zu erreichen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemößen Schaltung ist folgende:

(iemuß F i g. 2a wird der modulierbaren Stromquelle M eine Modulationsspannung U_a± Δ U züge- >s führt. Die Größe der Modulationsspannung ergibt die in Fig. 2 b dargestellten Frequenzänderungen plus oder minus Af um eine Mittenfrequenz /₀. Wie F i g. 2c /eigt, kann dies gemäß dem bekannten phasenmodulationsverfahren jeweils durch Sägezahn- au Spannungen mit entsprechender Steigung und entsprechender Amplitude erreicht werden. Um beispielsweise eine Frequenz J_x = /„ - Af zu erzeugen, muß der I'husenmodulator P mit einer Sägezahnspannung von negativer Steigung und einem Steigungswert, wie »5 er im Abschnitt A 1 nach F i g. 2c dargestellt ist, angesteuert werden. Um eine Frequenz /, von größerer negativer Frequenzverschiebung gegenüber uem Frequenzwert /o zu erzeugen, muß die Sägezahnspannung wiederum eine negative Steigung, jedoch von größerem Steigungswert besitzen, wie dies im Bereich Al dargestellt ist. Höhere Frequenzwerte /_s bzw. /₄ gegenüber /₀ werden mit positiver Sägezahnsteigung und mehr oder weniger großem Steigungswert im Sinne der Abschnitte öl und Bl nach F i g. 2c erreicht.

Der Schwellwertschalter S_x ist in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß er beim Erreichen eines vorbestimmten Spannungswertes V_n der Sägezahnspannung schließt und erst wieder beim Erreichen des demgegenüber höheren Spannungswertes O_n dieser Sägezahnspannung öffnet. Der Grenzwert V_n entspricht der Phase 0 und der obere Grenzwert O_n der Phase 360°. In entsprechender Weise ist der Grenzwertschalter S₂ so ausgebildet, daß er beim Erreichen eines oberen Grenzwertes O_p der Sägezahnspannung schließt und erst wieder beim Erreichen der unteren Grenzwertspannung Vp öffnet. Auch hier wieder sind diese Grenzwerte so gewählt, daß zwischen ihnen gerade ein Phaseiuinterschied von 360° erreicht wird.

Die angestrebten Sägezahnspannungsverläufe nach F i g. 2c werden dadurch erreicht, daß zum Erzeugen einer Sägezahnspannung mit negativer Steigung der Kondensator C über den Schwellwertschalter S_x mit einem Strom J aufgeladen wird, und zwar nach dem Schließen des Schalters S₁ beim Erreichen des Grenzwertes V_n bis zum Erreichen des Grenzwertes O_n, bei welchem der Schalter S₁ wieder öffnet. Nach dieser Aufladung wird bei offenem Schalter S₁ der Kondensator mit dem durch die modulierbare Stromquelle M erzeugten negativen Strom - Λ J, der streng proportional der entsprechenden Modulationsspannung U₀ - Δ U ist entladen, bis wieder der untere Schwellwert V_n erreicht ist. Die Größe der negativen Steigung der Sägezahnspannung richtet sich nach der Große des Entladestromes -J. Für größere Entladeströme erfolgt die Entladung schneller (Bereich Al), für kleinere Ströme langsamer (Bereich A1). Entsprechende Sägezahnspannungen unterschiedmit positiver Steigung werden

wird der Kondensator Jeweils mit dem1 Strom ■ \aj aufgeladen, und bei Erreichen des oberen Schwellwertes O_v spricht der Schwe Iweruchalter S₈ an und entladt den kondensator C wieder b1 auf den unteren Schwellwert Vp. Auch hier gill wiederum, dull die Grüße der positiven Steigung der Sägezahnspannung proportional dem Wert des Ludestromes Δ J ist.

Würden die oberen und unteren Schwellwerte U_n, V_n und Op und V_v für die Sägezahnspannung mit positiver bzw. negativer Steigung gleich gewählt werden, so würde ein ständiges Hin- und Herschaltcn der beiden Schwellwertschalter 5, und S_t auftreten. Um dies zu vermeiden, sind die oberen und unteren Schwellwerte O_n und V_n für die Sägezahnspannung mit negativer Steigung unterschiedlich gewählt, von den entsprechenden oberen und unteren Schwellwerten O₉ und Vp der Sägezahnspannung mit positiver Steigung, wie dies in F i g. 2c durgestellt ist. In beiden Füllen ist aber die Differenz zwischen diesen beiden bchweiiwertpaaren, d. h. die Amplitude der Sägezahnspannungen, so gewählt, daß zwischen diesen Schwellwerten gerade eine Phasenverschiebung von 360" erzeugt wird Der Frequenzwechsel erfolgt in der Praxis meist nicht sprunghaft, sondern mehr oder weniger weich, wie dies im Bereich C der F i g. 2 b angedeutet ist. Dies bedeutet, daß auch der Übergang zwischen negativer und positiver Steigung der Sägezahnspannung nicht abrupt, sondern entsprechend weich vor sich geht, im Zeitpunkt der Mittenfrequenz/„, also fur Λ j U, ist auch die Steigung der Sägezahnspannung 0, wie dies in F i g. 2c durch die Schleife angedeutet ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mit Kondensatoraufladung arbeitender Sägezahnkippgenerator zum Ansteuern eines Phasenmodulators für die Frequenzverschiebung einer Mittenfrequenz, bei dem die die Amplitude der Sägezahnspannung bestimmenden oberen und unteren Grenzwerte gerade so groß gewählt sind, daß diese Amplitude der Sägezahnspannung jeweils einer Phasenverschiebung von 360° entspricht, und bei dem die Steigung der Sägezahnspannung der Größe eines die gewünschte Frequenzverschiebung bestimmenden Modulationssignals entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekondensator (C), den das Modulationssignal als proportionaler Strom (.t AJ) zugeführt wird, zum Einstellen einer negativen Steigung der Sägezahnspannung (Bereich A 1 oder Al nach F i g. 2) über einen ersten Schwellwertschalter (.Sl) aufladbar ist, welcher beim Erreichen eines ersten unteren Grenzwertes (V_n) der Sägezahnspannung schließt und erst wieder beim Erreichen eines zweiten oberen Grenzwertes (O_n) der Sägezahnspannung öffnet, und der Ladekondensator (C) zum Einstellen einer positiven Steigung der Sägezahnspannung (Bereich öl oder Bl in F i g. 2) über einen zweiten Schwellwertschalter (Sl) entladbar ist, welcher beim Erreichen eines ersten oberen Grenzwertes (O_J() der Sägezahnspannung schließt und erst wieder beim Erreichen eines zweiten unteren Grenzwertes (K _μ) der Sägezahn-

   spannung öffnet, wobei die oberen und unteren Grenzwerte (O_n und V_n) des ersten Schwellwertschalter (S¹I) unterschiedlich von den oberen und unteren Grenzwerten (Op, V_v) des zweiten Schwellwertschalters (S2) gewählt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen