DE1951767B2

DE1951767B2 - Adjustable signal generator with high spectral purity - has phase loop and first and second phase loops

Info

Publication number: DE1951767B2
Application number: DE19691951767
Authority: DE
Inventors: Roger Meudon Yvelines Charbonnier (Frankreich)
Original assignee: Adret Electronique, Trappes (Frankreich)
Priority date: 1968-10-17
Filing date: 1969-10-14
Publication date: 1976-08-05
Also published as: FR1585829A; DE1951767A1

Abstract

The variable-frequency signal generator has two control loopsto block the phase loop whilst the frequency is being adjusted and to release the phase loop once the frequency approximation is complete. A third control loop comes into operation at the same time as the phase loop and contains a phase detector (8). The phase detector has a centering circuit (11) that constantly maintains the output voltage of the phase loop's phase detector at zero. The advantage of the extra loop lies in its giving the generator high spectral purity and low phase jitter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Generator zum Erzeugen elektrischer Signale mit variabler Frequenz, mit einer ersten Regelschleife zum Nachregeln der Frequenz und einer zweiten Regelschleife zum Nachregeln der Phase und mit einer Schaltvorrichtung zum Sperren der zweiten Regelschleife, während die erste eine Frequenzannäherung ausführt, sowie zum Sperren der ersten Schleife bei gleichzeitiger Freigabe der zweiten, sobald die Frequenzannäherung beendet ist.The invention relates to a generator for generating electrical signals with variable frequency, with a first control loop for readjusting the frequency and a second control loop for readjusting the phase and having a switching device for locking the second control loop while the first is a frequency approximation executes, as well as locking the first loop while releasing the second once the frequency approximation has ended.

Bei einem bekannten derartigen Generator wird eine elektromechanische Frequenzsteuerschaltung verwendet, die einen Elektromotor umfaßt. Mit einer derartigen Schaltung läßt sich keine hohe Phasenreinheit des Ausgangssignals erzeugen (FR-PS 14 03 190).In a known generator of this type, an electromechanical frequency control circuit is used, which includes an electric motor. A high phase purity cannot be achieved with such a circuit of the output signal (FR-PS 14 03 190).

Es ist ferner bereits ein Generator mit zwei Phasenverriegelungsschleifen bekannt, wobei die erste einen Frequenzteiler aufweist und die zweite den Phasenvergleich des Oszillatorsignals mit einem Frequenzspektrum durchführt. Es sind jedoch keine Einrichtungen vorgesehen, um die zweite Schleife abzuschalten, während die erste Schleife eine digitale Frequenzannäherung durchführt, und umgekehrt die erste Schleife stillzusetzen, sobald die Frequenzannäherung beendet ist. Vielmehr arbeiten beide Schleifen dauernd gleichzeitig. Sie haben auch dieselbe Arbeits-Bezugsfrequenz. Damit eine derartige Schaltung richtig arbeitet, müssen komplizierte Stabilitätsbedingungen eingehalten werden, und insbesondere müssen die Zeitkonstanten der beiden Schleifen unterschiedlich sein (US-PS 32 12 023).A generator with two phase lock loops is also known, the first of which having a frequency divider and the second comparing the phase of the oscillator signal with a frequency spectrum performs. However, no means are provided for the second loop while the first loop performs a digital frequency approximation, and vice versa stop the first loop as soon as the frequency approximation has ended. Rather, both loops work continuously at the same time. They also have the same working reference frequency. So that such a circuit is correct works, complicated stability conditions have to be met, and in particular the Time constants of the two loops may be different (US-PS 32 12 023).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Signalgenerator der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine hohe spektrale Reinheit der Ausgangsfrequenzen und eine geringe Phasenunruhe aufweist.The invention is based on the object of providing a signal generator of the type mentioned at the beginning create a high spectral purity of the output frequencies and a low phase unrest having.

Ausgehend von der eingangs genannten Schaltung ist die Lösung der Aufgabe gegeben durch eine dritte Regelschleife, welche gleichzeitig mit der zweiten in Betrieb ist und einen in dieser enthaltenen Phasendetektor einschaltet und welche eine Zentrierschaltung enthält, die die Ausgangsspannung des PhasendetektorsBased on the circuit mentioned at the beginning, the object is achieved by a third Control loop, which is in operation at the same time as the second, and a phase detector contained in this turns on and which contains a centering circuit that the output voltage of the phase detector

der zweiten Schleife ständig auf Null hältthe second loop keeps constant at zero

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.An advantageous further development of the invention is specified in the dependent claim.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbehpielen beschrieben.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments described.

F i g. 1 zeigt das Grundschema des Generators;F i g. 1 shows the basic scheme of the generator;

Fig.2 zeigt eine besondere Ausführungsform des Schaltschemas eines Generators nach F i g. 1, undFig.2 shows a particular embodiment of the Schematics of a generator according to FIG. 1, and

F i g. 3 zeigt die Wellenform an verschiedenen Stellen der Schaltung nach F i g. 2.F i g. 3 shows the waveform at various points in the circuit of FIG. 2.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 umfaßt eine erste Regelschleife mit einem Oszillator mit variabler Frequenz F, der durch den Kreis 1 dargestellt ist, in welchem ein Schwingungskreis bestehend aus einer Selbstinduktionsspule Z einem festen Kondensator 3 und einer Diode mit variabler Kapazität 4 enthalten istThe device according to FIG. 1 comprises a first control loop with a variable oscillator Frequency F, which is represented by the circle 1, in which an oscillation circuit consisting of a Self-induction coil Z a fixed capacitor 3 and a diode with variable capacitance 4 is included

Die Ausgangsspannung des Oszillators gelangt an einen Frequenzteiler 5 mit festem Teilerverhältnis /V, auf den ein zweiter Frequenzteiler 6 mit variablem und programmierbarem Verhältnis K folgt. Die Spannung mit der Frequenz F/KN aus dem zweiten Frequenzteiler 6 wird an einen Detektor 7 gelegt, an welchen ebenfalls eine Bezugsfrequenz F_c gelangt. Die Differenzschwingung zwischen den Frequenzen F/KN und F₀ im Detektor 7 wird beispielsweise an die positive Elektrode der Diode 4 gelegt, wodurch deren Kapazität sich ändert in der Weise, daß die Frequenz F/KN gleich groß wie die Frequenz F₀ bleibt.The output voltage of the oscillator arrives at a frequency divider 5 with a fixed division ratio / V, which is followed by a second frequency divider 6 with a variable and programmable ratio K. The voltage with the frequency F / KN from the second frequency divider 6 is applied to a detector 7, to which a reference frequency F _{c is also applied} . The differential oscillation between the frequencies F / KN and F ₀ in the detector 7 is applied, for example, to the positive electrode of the diode 4, whereby its capacitance changes in such a way that the frequency F / KN remains the same as the frequency F _0.

Die eben beschriebene Regelschleife wendet das unter dem Namen »Phasenverriegelung« bekannte Verfahren an.The control loop just described applies what is known as "phase locking" Procedure.

Die Vorrichtung umfaßt eine zweite Regelschleife für die Oszillatorfrequenz, mit einem Phasendetektor 8, an welchen einerseits die Oiszillatorausgangsspannung und andererseits die Frequenzen K\F₀, /C₂F₀,... K_nF_n gelangen, wobei K\... K_n ganze Zahlen bedeuten, so daß die Frequenzen die ganze Variationsskala der von der ersten Regelschleife definierten Frequenz F bedecken, wobei Ki und K₂... die Werte bedeuten, die das Verhältnis K nacheinander annimmt. In der Praxis können derartige Frequenzen durch ein Spektrum gefilterter Oberwellen von F₀ gebildet sein.The device comprises a second control loop for the oscillator frequency, with a phase detector 8, to which, on the one hand, the oscillator output voltage and, on the other hand, the frequencies K \ F ₀ , / C ₂ F ₀ , ... K _n F _n , where K \ ... K _n mean integers, so that the frequencies cover the entire range of variations of the frequency F defined by the first control loop, where Ki and K ₂ ... mean the values which the ratio K takes on in succession. In practice, such frequencies can be formed by a spectrum of filtered harmonics of F ₀ .

Das Ausgangssignal des Phasendetektors 8 wird ebenfalls an die Diode 4, jedoch ar. die andere Elektrode, gelegt zur Steuerung der Frequenz des Oszillators 1.The output signal of the phase detector 8 is also sent to the diode 4, but ar. the other electrode, placed to control the frequency of the oscillator 1.

Um ein gleichzeitiges Funktionieren der beiden Regelschleifen — im folgenden auch Schleifen genannt — des Oszillators zu vermeiden, ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, um jeweils nur den Detektor 7 oder den Phasendetektor 8 einzuschalten.To enable the two control loops to function simultaneously - hereinafter also referred to as loops - To avoid the oscillator, a switching device is provided to each only the detector 7 or turn on the phase detector 8.

Diese Schaltung, deren bevorzugte Ausführungsform noch beschrieben wird, umfaßt eine elektronische Koinzidenzschaltung 9 sowie einen Verstärker 10. Diese Koinzidenzschaltung ist so beschaffen, daß sie dann, wenn die an sie gelegten Spannungen F₀ und F/KN sich einander annähern, ein Signal abgibt, welches den Phasendetektor 8 stoppt und den Detektor 7 anstellt.This circuit, the preferred embodiment of which will be described below, comprises an electronic coincidence circuit 9 and an amplifier 10. This coincidence circuit is such that it _{emits a signal when the voltages F 0} and F / KN applied to it approach one another, which stops the phase detector 8 and turns on the detector 7.

Daraus folgt, daß die Annäherung der Oszillatorfrequenz an die gewünschte Frequenz mittels der ersten Schleife geschieht (die zweite Schleife ist gesperrt), wohingegen die erste Schleife gesperrt wird, sobald der Fangbereich der zweiten Schleife erreicht ist.It follows that the approximation of the oscillator frequency to the desired frequency by means of the first Loop happens (the second loop is locked), whereas the first loop is locked as soon as the The capture range of the second loop is reached.

Die Vorrichtung nach F!. g. 1 umfaßt ferner eine dritte Regelschleife, welche eine Zentrierschaltung 11 aufweist mit einem negativen Verstärkungsfaktor, welcher mit der positiven Elektrode der Diode 4 und mit einem Kondensator 74 verbunden ist, der die Funktion hat, dieThe device according to F !. G. 1 also includes a third Control loop which has a centering circuit 11 with a negative gain factor, which is connected to the positive electrode of the diode 4 and to a capacitor 74, which has the function of

Signale aus dem Detektor 7 zu speichern.To store signals from the detector 7.

Die Funktionsweise der Anordnung nach F i g. 1 basiert auf der Verwendung der ersten Regelschleife zur Annäherung der Oszillatorfrequenz 1 an die gewünschte Frequenz. Diese erste Schleife, v/;lche die Variable F mit der Bezugsfrequenz F₀ vergleicht, ist natürlich stabil und ermöglicht in sehr kurzer Zeit eine korrekte Anpassung an F (ohne Gefahr einer Mitnahme durch eine Haisiionische).The mode of operation of the arrangement according to FIG. 1 is based on the use of the first control loop to approximate the oscillator frequency 1 to the desired frequency. This first loop, which compares the variable F with the reference frequency F ₀ , is of course stable and enables correct adaptation to F in a very short time (without the risk of being carried along by a shark ionic).

Bei Verwendung lediglich dieser ersten Schleife wäre im Oszillator ein hohes Phasengeräusch vorhanden, welches insbesondere durch die Frequenzteiler und die Frequenz F₀ eingeführt und in der Schleife mit KN multipliziert wird. Will man z. B. Vielfache von 10 MHz erhalten, hat der einstellbare Frequenzteiler 6 in einfacher Ausführung jedoch nur Schritte größer als 100 KHz, so muß man N = 100 annehmen und beispielsweise K programmierbar von 30 bis 39 wählen, was einer Multiplikation des Phasengeräusches mit 3000 bis 3900 entsprichtIf only this first loop was used, a high phase noise would be present in the oscillator, which is introduced in particular by the frequency divider and the frequency F ₀ and is multiplied by KN in the loop. Do you want z. B. obtained multiples of 10 MHz, but if the adjustable frequency divider 6 in a simple design only has steps greater than 100 KHz, then one must assume N = 100 and select, for example, K programmable from 30 to 39, which is a multiplication of the phase noise by 3000 to 3900 is equivalent to

Aus diesem Grund wird die erste Schleife gesperrt und die zweite Schleife freigegeben, sobald die Oszillatorfrequenz eingestellt ist.For this reason, the first loop is blocked and the second loop is released as soon as the Oscillator frequency is set.

Die zweite Schleife kann bei sehr hohen Frequenzen arbeiten, ohne ein nennenswertes Phasengeräusch hervorzurufen.The second loop can operate at very high frequencies without significant phase noise to evoke.

Normalerweise würde die zweite Schleife ein Phasengeräusch einführen auf Grund der Tatsache, daß der Phasendetektor 8, der üblicherweise ein symmetrischer Demodulator ist, jedes Amplitudengeräusch über eine Restspannung ungleiche Null bei Gleichgewicht auf die Schleife überträgt, was eine relative Phasenverschiebung zwischen F und NF₀ zur Erreichung dieses Gleichgewichts erfordert.Normally the second loop would introduce a phase noise due to the fact that the phase detector 8, which is usually a symmetrical demodulator, transmits any amplitude noise to the loop via a residual voltage unequal to zero at equilibrium, resulting in a relative phase shift between F and NF ₀ to achieve this balance requires.

Zur Vermeidung dieses Restgeräusches ist eine dritte Schleife vorgesehen. Diese beeinträchtigt die Funktionsweise der ersten Schleife nicht (zu diesem Zweck ist der Ausgangsstrom der Zentrierschaltung 11 entsprechend begrenzt). Während der Betriebszeit der zweiten Schleife hingegen bewirkt die dritte Schleife die automatische Zentrierung des Phasendetektors 8 auf einen Wert Null seiner Ausgangsspannung, wodurch das Restgeräusch praktisch unterdrückt wird.A third loop is provided to avoid this residual noise. This affects the functionality of the first loop (for this purpose the output current of the centering circuit is 11 limited accordingly). During the operating time of the second loop, however, the third loop causes the automatic centering of the phase detector 8 to a value zero of its output voltage, whereby the Residual noise is practically suppressed.

Zum Zwecke dieser Zentrierung beeinflußt der Ausgangsstrom (positiv oder negativ bei Abweichung der Spannung des Phasendetektors 8 von Null) der Zentrierschaltung 11 die Spannung des Kondensators 74, wie im folgenden noch genauer erläutert wird. So wird das durch die zweite Schleife eingeführte Restgeräusch um 15 bis 2OdB verringert. Das Ausgangssignal des Signalgenerators kann bei S] oder S2 entnommen werden.For the purpose of this centering, the output current (positive or negative if the voltage of the phase detector 8 deviates from zero) of the centering circuit 11 influences the voltage of the capacitor 74, as will be explained in more detail below. In this way, the residual noise introduced by the second loop is reduced by 15 to 20 dB. The output signal of the signal generator can be taken from S] or S2 .

In F i g. 2 sind die verschiedenen Bausteine der Schaltung strichpunktiert dargestellt.In Fig. 2 the various components of the circuit are shown in dash-dotted lines.

Der Oszillator 1 ist etwas weniger schematisch dargestellt, d. h. durch einen Verstärker 100, der an eine mit einer Wicklung 2 gekoppelte Wicklung 101 angeschlossen ist, so daß ein Schwingkreis gebildet wird. Die Ausgangsspannung des Oszillators gelangt an einen Trennverstärker 102 und sodann an die Frequenzteiler 5 und 6 sowie an den Phasendetektor 8.The oscillator 1 is shown somewhat less schematically, i. H. through an amplifier 100 connected to a with a winding 2 coupled winding 101 is connected, so that a resonant circuit is formed. The output voltage of the oscillator arrives at an isolating amplifier 102 and then at the frequency divider 5 and 6 as well as to the phase detector 8.

Der Frequenzteiler 5 hat beispielsweise ein Teilungsverhältnis von 10, während das Teilungsverhältnis des Frequenzteilers 6 zwischen 30 und 39 variiert, je nach den an die vier Anschlüsse 61 bis 64 gelegten kodierten Einstellsignalen.The frequency divider 5 has, for example, a division ratio of 10, while the division ratio of Frequency divider 6 varies between 30 and 39, depending on the coded applied to the four connections 61 to 64 Setting signals.

In der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform wird das vom Frequenzteiler 6 abgegebene Signal über eine aus einem Kondensator 71 und einem Widerstand 72 gebildete Differenzierschaltung an die Basis eines Transistors 70 gelegtIn the in F i g. 2 illustrated embodiment the signal output by the frequency divider 6 via a capacitor 71 and a resistor 72 The differentiating circuit formed is applied to the base of a transistor 70

Eine Speisespannung von beispielsweise — 6 V liegt am Emitter des Transistors 70, während der Kollektor dieses Transistors mit der Steuerelektrode eines N-leitenden Feldeffekttransistors 73 verbunden ist, dessen Drainelektrode mit dem Mittelpunkt der Wicklung 2 verbunden ist Ein Kondensator 74 blockt im übrigen die Drainelektrode nach Masse ab.A supply voltage of, for example, -6 V is applied to the emitter of transistor 70, while the collector this transistor is connected to the control electrode of an N-conducting field effect transistor 73, whose drain electrode is connected to the center point of the winding 2. A capacitor 74 blocks the the rest of the drain to ground.

Die Sourceelektrode des Feldeffekttransistors 73 ist einerseits über einen Widerstand 75 mit dem Kollektor des Transistors 70 verbunden, andererseits mit den Kollektoren von zwei Transistoren 77 und 78 und schließlich über einen Kondensator 76 mit Masse.The source electrode of the field effect transistor 73 is on the one hand connected via a resistor 75 to the collector of the transistor 70, on the other hand to the Collectors of two transistors 77 and 78 and finally through a capacitor 76 to ground.

Die beispielsweise in Form von rechteckigen Signalen auftretende Bezugsspannung F₀ wird über einen Widerstand 79 an die Basis des Transistors 77 gelegl. Der Emitter des Transistors 77 ist mit Masse verbunden. _{The reference voltage F 0} , which occurs, for example, in the form of rectangular signals, is applied to the base of the transistor 77 via a resistor 79. The emitter of transistor 77 is connected to ground.

Die Basis des Transistors 78 ist mit dem Kollektor eines Transistors 80 verbunden, dessen Basis mit Masse verbunden ist Eine Speisespannung von beispielsweise + 6 V wird über einen Widerstand 81 an den Emitter des Transistors 78 gelegt und über einen Widerstand 82 an den Kollektor des Transistors 80.The base of the transistor 78 is connected to the collector of a transistor 80, the base of which is connected to ground A supply voltage of, for example, + 6 V is connected to the emitter of the via a resistor 81 Transistor 78 and connected via a resistor 82 to the collector of transistor 80.

Der Emitter des Transistors 80 ist über einen Widerstand 83 mit dem Kollektor des Transistors 70 verbunden.The emitter of transistor 80 is connected to the collector of transistor 70 via a resistor 83 tied together.

Der Phasendetektor 8 weist einen Transformator 90 auf, dessen Sekundärwicklung an zwei Dioden 91 und 92 liegt, welche in entgegengesetzter Richtung angeschaltet sind.The phase detector 8 has a transformer 90, the secondary winding of which is connected to two diodes 91 and 92 which are switched on in the opposite direction.

Es ist ein Bandfilter 93 mit einer Ausgangswicklung 94 vorgesehen, deren Mittelpunkt mit Masse verbunden ist, sowie mit einer Eingangswicklung 95, deren eines Ende mit Masse verbunden ist, während das andere Ende ein von einem Verstärker 96 mit einer Frequenz 10 F„ (für N = 10) geliefertes Oberwellenspektrum aufnimmt.A band filter 93 is provided with an output winding 94, the center point of which is connected to ground, and an input winding 95, one end of which is connected to ground, while the other end is an amplifier 96 with a frequency 10 F " (for N = 10) records the supplied harmonic spectrum.

In dem obigen Beispiel ist F₀ = 100 KHz, und das durch das Bandfilter 93 begrenzte Band geht von 30 bis 39 MH::.In the example above, F ₀ = 100 KHz and the band limited by the band filter 93 is from 30 to 39 MH ::.

Die Enden der Ausgangswicklung 94 sind mit den Dioden 91 und 92 verbunden. * The ends of output winding 94 are connected to diodes 91 and 92. *

Der Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators 90 ist einerseits über einen Kondensator 97 mit Masse verbunden und andererseits über eine Zentrierschaltung 11 mit den Kapazitätsvariationsdioden 4a und 4b. The center point of the secondary winding of the transformer 90 is on the one hand connected to ground via a capacitor 97 and on the other hand via a centering circuit 11 to the capacitance varying diodes 4a and 4b.

Die elektronische Koinzidenzvorrichtung 9 überträgt mittels eines Kondensators 110 das Ausgangssignal des Frequenzteilers 6 an zwei in Serie geschaltete Transistoren 111 und 112. Die Basis des Transistors 111 ist mit einer positiven Spannungsquelle von beispielsweise + 6V verbunden.'Sein Emitter ist mit Masse verbunden und sein Kollektor über einen Widerstand 113 mit einer positiven Spannungsquelle von beispielsweise + 6 V.The electronic coincidence device 9 transmits the output signal of the by means of a capacitor 110 Frequency divider 6 to two series-connected transistors 111 and 112. The base of transistor 111 is connected to a positive voltage source of for example + 6V. Its emitter is connected to ground and its collector connected via a resistor 113 to a positive voltage source of, for example + 6 V.

Der Emitter des Transistors 112 ist mit Masse verbunden, während sein Kollektor mit dem Emitter eines Transistors 114 verbunden ist, dessen Kollektor über einen Widerstand 115 mit einer Spannungsquelle von beispielsweise +6 V und über einen Kondensator 116 mit Masse verbunden ist.The emitter of transistor 112 is connected to ground, while its collector is connected to the emitter of a transistor 114 is connected, the collector of which is connected via a resistor 115 to a voltage source of, for example, +6 V and is connected to ground via a capacitor 116.

Die Basis des Transistors, 114 ist über einen Widerstand 117 mit dem Widerstand 79 verbunden.The base of the transistor 114 is connected to the resistor 79 via a resistor 117.

Mit dem Kondensator 116 ist ein Schwellwertdetektor verbunden, der aus einem Transistor 118 und einem zwei Widerstände 119 und 1120 aufweisenden Span-With the capacitor 116, a threshold value detector is connected, which consists of a transistor 118 and a two resistors 119 and 1120 having voltage

nungsteiler besteht.voltage divider exists.

Der Kollektor des Transistors 118 ist mit einer positiven Spannungsquelle von beispielsweise + 6 V verbunden. Der gemeinsame Punkt der Widerstände 119 und 120 ist mit der Basis eines Transistors 121 verbunden, dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor über einen Widerstand 122 mit einer positiven Spannungsquclle von beispielsweise +6V verbunden ist. The collector of transistor 118 is connected to a positive voltage source of, for example, +6 volts. The common point of the resistors 119 and 120 is connected to the base of a transistor 121 , the emitter of which is connected to ground and the collector of which is connected via a resistor 122 to a positive voltage source of, for example, + 6V.

Der dem gemeinsamen Punkt mit dem Widerstand 119 gegenüberliegende Anschluß des Widerstandes 120 ist mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle von 6 V verbunden.The terminal of the resistor 120 opposite the common point with the resistor 119 is connected to the negative pole of a voltage source of 6 volts.

Der Kollektor des Transistors 121 ist einerseits über einen Widerstand 124 mit der Basis eines Transistors 123, andererseits über einen Widerstand 126 mit der Basis eines Transistors 125 verbunden.The collector of the transistor 121 is connected on the one hand to the base of a transistor 123 via a resistor 124 and on the other hand to the base of a transistor 125 via a resistor 126 .

Der Emitter des Transistors 125 (der als Verstärker 10 in F i g. 1 fungiert) ist mit Masse verbunden, während sein Kollektor mit dem gemeinsamen Punkt zwischen dem Kondensator 97 und der Zentrierschaltung 11 verbunden ist.The emitter of transistor 125 (which acts as amplifier 10 in FIG. 1) is connected to ground, while its collector is connected to the common point between capacitor 97 and centering circuit 11.

Der Emitter des Transistors 123 ist mit Masse verbunden, während sein Kollektor einerseits über einen Widerstand 127 mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle von +6V, andererseits über einen Widerstand 129 mit der Basis eines Transistors 128 und schließlich über einen Widerstand 131 mit dem Emitter eines Transistors 130 verbunden ist.The emitter of transistor 123 is connected to ground, while its collector on the one hand via a resistor 127 to the positive pole of a voltage source of + 6V, on the other hand via a resistor 129 to the base of a transistor 128 and finally via a resistor 131 to the emitter of a transistor 130 is connected.

Der Emitter des Transistors 128 ist mit Masse, sein Kollektor dagegen mit der Basis des Transistors 77 verbunden.The emitter of transistor 128 is connected to ground, while its collector is connected to the base of transistor 77.

Die Basis des Transistors 130 ist mit Masse, sein Kollektor dagegen mit der Basis eines Transistors 132 verbunden.The base of the transistor 130 is connected to ground, while its collector is connected to the base of a transistor 132 .

Der Emitter des Transistors 132 ist mit dem negativen Pol einer Spannungsqueüe von - 6 V verbunden, seine Basis über einen Widerstand 133 mit derselben Quelle und sein Kollektor mit dem Kollektor des Transistors 70. The emitter of transistor 132 is connected to the negative pole of a voltage source of −6 V, its base via a resistor 133 to the same source and its collector to the collector of transistor 70.

Die dritte in F i g. 1 erwähnte Regelschleife umfaßt außer dem Verstärker 11a, der lediglich ein Zusatzteil ist, einen aus drei Transistoren 134, 135 und 136 gebildeten Differentialverstärker 11 mit negativem Verstärkungsfaktor als Zentrierschaltung.The third in Fig. 1 mentioned control loop comprises, in addition to the amplifier 11a, which is only an additional part, a differential amplifier 11 formed from three transistors 134, 135 and 136 with a negative gain factor as a centering circuit.

Die Emitter der Transistoren 134 und 136 laufen zusammen und sind über einen Widerstand 137 mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle von — 6 V verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 134 undThe emitters of the transistors 134 and 136 converge and are connected via a resistor 137 to the negative pole of a voltage source of -6V. The collectors of transistors 134 and

135 laufen zusammen und sind mit der Verbindung zwischen dem Kondensator 74 und dem Mittelpunkt der Wickhing 2 verbunden. Der Kollektor des Transistors135 converge and are connected to the connection between the capacitor 74 and the midpoint of the Wickhing 2 connected. The collector of the transistor

136 ist über einen Widerstand mit einer positiven Spannungsquelle von beispielsweise +6 V verbunden, während der Emitter des Transistors 135 über einen Widerstand 139 mit derselben Quelle verbunden ist136 is connected to a positive voltage source of for example +6 V via a resistor, while the emitter of transistor 135 is connected through resistor 139 to the same source

Die Basis des Transistors 136 ist mit Masse verbunden, während der Kollektor des Transistors 134 mit dem Ausgang der Zentrierschaltung 11 verbunden istThe base of transistor 136 is connected to ground, while the collector of transistor 134 is connected to the output of the centering circuit 11

Die Funktionsweise des Generators nach F i g. 2 ist in großen Zügen bereits beschrieben.The mode of operation of the generator according to FIG. 2 has already been described in broad outline.

•In der ersten Regelschleife erzeugt der Detektor 7 im Punkt C eine Spannung, deren Wellenform in durchgezogenen Linien (c)in Fig. 3 dargestellt ist: Die Stufen P entsprechen den im Punkt B entnommenen Impulsen, die aus den vom Frequenzteiler 6 kommenden Signalfronten entstehen.• In the first control loop at point C creates the detector 7, a voltage whose waveform is shown in solid lines (c) in Fig. 3: The step P corresponding to the taken at the point B pulses that result from the next by the frequency divider 6 signal fronts .

Die Amplitude der Stufen ist proportional zui Phasenverschiebung zwischen den erwähnten Signalfronten und denen der an A (Fig.2) angelegter Bezugsspannung F₀. The amplitude of the steps is proportional to the phase shift between the signal fronts mentioned and those of the reference voltage F ₀ applied to A (FIG. 2) .

Sie werden im Kondensator 74 gespeichert, worau: die Wellenform (d)\m Punkt .^entsteht.They are stored in the capacitor 74 , from which: the waveform (d) \ m point. ^ Arises.

Bei der zweiten Regelschleife wählt das Bandfilter 9j die im Band von 30 bis 39 MHz enthaltenen Oberweller aus, und die Dioden 91 und 92 wirken in bekanntei Weise als Phasendiskriminator zwischen dem Oszilla torausgangssignal und der vom Filter abgegebener Harmonischen gleicher Frequenz. Die der Phasendiffe renz entsprechende Spannung wird im Kondensator 9/ gespeichert und über die auch als Impedanzwandle! wirkende Zentrierschaltung 11 an den gemeinsamer Punkt der Dioden 4a und Ab gelegt, su daß dk Phasendifferenz durch Einwirkung auf den Schwingkreis ausgeglichen wird.In the second control loop, the band filter 9j selects the harmonics contained in the band from 30 to 39 MHz , and the diodes 91 and 92 act in a known manner as a phase discriminator between the oscillator output signal and the harmonics of the same frequency emitted by the filter. The voltage corresponding to the phase difference is stored in the capacitor 9 / and is also used as an impedance converter! acting centering circuit 11 placed at the common point of the diodes 4a and Ab , su that dk phase difference is compensated by acting on the resonant circuit.

Im folgenden wird die Sperrung der ersten Schleife und die Freigabe der zweiten Schleife erläutert.The following explains the blocking of the first loop and the enabling of the second loop.

Es ist offensichtlich, daß beim Einschalten de; Generators die Schwingung mit der Frequenz Fmit dei Bezugsspannung F₀ nicht phasengleich zu sein braucht Aus dieser Phasenungleichheit zwischen dem Ausgangs signal des Frequenzteilers 6 und der Bezugsspannung F, ergibt sich in manchen Momenten eine Koinzidens zwischen einer negativen Spitze dieses Ausgangssignal! und den die Bezugsspannung bildenden Impulsen.It is obvious that when you turn on de; Generator, the oscillation with the frequency F _{with the reference voltage F 0} does not need to be in phase. This phase imbalance between the output signal of the frequency divider 6 and the reference voltage F, results in some moments in a coincidence between a negative peak of this output signal! and the pulses forming the reference voltage.

Bei dieser Koinzidenz ist das von den Transistorer 111,112 und 114 gebildete Tor £Tfreigegeben.At this coincidence, the gate £ T formed by the transistors 111, 112 and 114 is released.

Der an die Basis des Transistors 111 gelegte negativ« Impuls blockiert nämlich denselben und macht der Transistor 112 leitend. In diesem Moment macht der ar die Basis des Transistors 114 gelegte positive Impuh letzteren leitend.The negative pulse applied to the base of transistor 111 blocks it and makes transistor 112 conductive. At this moment the positive pulse applied to the base of transistor 114 makes the latter conductive.

Der ursprünglich über den Widerstand 115 geladen« Kondensator ! 16 entlädt sich daraufhin abrupt.Originally charged "via the resistor capacitor 115! 16 then discharges abruptly.

Während seiner Wiederaufladung (deren Dauer von Widerstandswert 115 abhängt) nimmt die Basisspan nung des Transistors 118 in genügendem Maße ab, unden Transistor 121 zu blockieren.During its recharge (the duration of which depends on resistance value 115 ), the base voltage of transistor 118 decreases enough to block transistor 121.

Da der Kollektor des Transistors 121 sodann untei positiver Spannung steht, wird der Transistor 12: leitend und schließt den Phasendetektor 8 kurz: dami ist die zweite Regelschleife gesperrt.Since the collector of the transistor 121 then has a positive voltage, the transistor 12: becomes conductive and short-circuits the phase detector 8: the second control loop is blocked.

Im übrigen wird der Transistor 123 leitend, wodurd einerseits der Transistor 130 und andererseits dei Transistor 128 blockiert wird.Otherwise, the transistor 123 becomes conductive, which means that on the one hand transistor 130 and on the other hand transistor 128 are blocked.

Die Blockierung des Transistors 130 bewirkt die Blockierung des Transistors 132, woraufhin dei Feldeffekttransistor 73 seine normale Funktion in Detektor 7 erfüllen kann. In gleicher Weise kann dei Transistor 77 auf Grund der Ellockierung des Transistor; 128 im Detektor 7 seine normale Funktion erfüllen schließlich ist der Detektor 7, also die erste Regelschlei fe, eingeschaltet, während die zweite gesperrt ist The blocking of the transistor 130 causes the blocking of the transistor 132, whereupon the field effect transistor 73 can fulfill its normal function in the detector 7. In the same way, transistor 77 can, due to the blocking of transistor; 128 in the detector 7 fulfill its normal function, finally, the detector 7, so the first control loop fe, is switched on, while the second is blocked

Der Betrieb der ersten Regelschleife führt in kurzei Zeit zu einer Oszillatoreinstellung auf die Frequeni F = KNFo und zur Unterdrückung einer Abweichuni zwischen dem vom Frequenzteiler 6 abgegebener Signal und dem Bezugssignal F₀. Sobald dies erreicht ist gibt es keine Koinzidenz mehr zwischen den an beid« Eingänge der Vorrichtung «» gelegten Signalen. Mar kann sich leicht vorstellen, daß be· genau umgekehrte! Anordnung der Vorrichtung 9 die erste Schleif« gesperrt und die zweite freigegeben werden kann. The operation of the first control loop leads in a short time to an oscillator setting to the frequency F = KNFo and to the suppression of a deviation between the signal emitted by the frequency divider 6 and the reference signal F ₀ . As soon as this is achieved, there is no longer any coincidence between the signals applied to both "inputs of the device". Mar can easily imagine that exactly the opposite! Arrangement of the device 9, the first grinding «locked and the second released.

Während der Betriebsdauer der zweiten Schleif« bildet der Transistor 73 emen ständig offenei During the service life of the second grinding "forms of the transistor 73 constantly emen offenei

Stromkreis, und der Kondensator 74 speichert den Strom, den er während der Betriebsdauer der ersten Schleife aufgespeichert hatte.Circuit, and the capacitor 74 stores the current it during the operating time of the first Loop had accumulated.

Während der Betriebsdauer der zweiten Schleife vergleicht die Zentrierschaltung 11 die Ausgangsspannung des Verstärkers Ua mit dem Massepotential und überträgt je nach dem Ergebnis dieses Vergleiches eine positive oder negative Spannung, welche die im Punkt D gespeicherte Spannung auf einen Wert zurückführt, der die Ausgangsspannung des Verstärkers 11 a aufhebt.During the operating time of the second loop, the centering circuit 11 compares the output voltage of the amplifier Ua with the ground potential and, depending on the result of this comparison, transmits a positive or negative voltage, which returns the voltage stored in point D to a value that corresponds to the output voltage of the amplifier 11 a cancels.

Daraus folgt, daß die zweite Schleife sich immer um den Null-Wert bewegt (wodurch ihr Restgeräusch vermieden wird, wie bereits oben beschrieben), selbst bei Abweichung von der Spannung an den AnschlüssenIt follows that the second loop always moves around the zero value (which makes its residual noise is avoided, as already described above), even if the voltage at the connections deviates

des Kondensators 74.of capacitor 74.

Der Strom fließt direkt in den Transistor 134, wenn ei positiv ist. Wenn er negativ ist, durchfließt er die Transistoren 135 und 136, die in umgekehrter Richtung angeordnet sind.The current flows directly into transistor 134 when ei is positive. When it is negative, it flows through transistors 135 and 136, which in reverse are arranged.

Der Stromkreis wird so angelegt, daß der Strom irr Widerstand 137 s;ehr schwach ist, beispielsweise 5 μΑ, se daß die Funktionsweise der ersten Schleife nicht gestör wird.The circuit is applied in such a way that the current irr resistance is 137 s; rather weak, for example 5 μΑ, s that the functioning of the first loop is not disturbed.

Die Zentrierschaltung 11 muß einen negativer Verstärkungsfaktor aufweisen, da ihr Eingang und in Ausgang jeweils mit den gegenüberliegenden Elektro den der Dioden 4a und 46 verbunden ist.The centering circuit 11 must have a negative gain factor because its input and in Output is connected to the opposite electrode of the diodes 4a and 46, respectively.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Generator for generating electrical signals with variable frequency, with a first control loop to readjust the frequency and a second control loop to readjust the phase and with a switching device for locking the second control loop while the first is a frequency approximation executes, as well as to lock the first loop with simultaneous release of the second, as soon as the frequency approximation has ended, characterized by a third control loop, which is in operation at the same time as the second and a phase detector (8) contained in this turns on and which contains a centering circuit (ti), which the output voltage of the phase detector (8) keeps the second loop constantly at zero.

2. Generator according to claim 1, characterized by a coincidence circuit (9) which, when the frequency (F / KN) of the first loop approaches the reference frequency (F ₀ ), turns off the phase detector (8) of the second loop and the detector (7) the first loop starts up.

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