DE2034719C - Frequenzregelschaltung fur ein wahl weise als Haupt bzw als Nebenstation schaltbares Sende Empfangs Gerat einer elektronischen Distanzmessanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frequenzregelschaltung für ein wahlweise als Haupt- bzw. als Nebenstation schaltbares Sende-Empfangs-Geräl einer elektrischen Distanzmeßanlage, bei der eine Suchschaltung vorhanden ist, die die Frequenz des Senders durch ein Steuersignal von einem Ende eines vorbestimmten Frequenzbereichs startet und über densel- ' ben steuert, bis beim Erreichen des Fan »be .eichen eines mit der Differenz der Sende- und Empfangsfrequenz gespeisten Frequenzdiskriminators das von diesem erzeugte Fehlersignal die Steuerung des Senders übernimmt.

In der Hochfrequehztechnik besteht vienach die Aufgabe, die Frequenz eines Oszillators bezüglich einer Bezugsfrequenz zu steuern. Dieses Problem er- is gibt sich auch bei einer elektrischen Distanzmcßanlage, bei der zur Distanzmessung zwischen den beiden F^:.ndpunkten der zu messenden Strecke eine Zweiweg-Hoeiiirequenzverbindiing aufgebaut wird. Bei einer bekannten Distanzmeßanlage sind die an den Endpunkten aufgestellten Sende-Empfangs-Geräte derart abgestimmt, daß die beiden Sendeb.'w. Empfangsfrequenzen um die in den Empfängern verarbeitete Zwischenfrequenz verschieden sind. Mit dieser Frequenzabstimmung kann in jeder Station tier Sender zugleich als Lokaloszillator für den !Implantier verwendet werden. Die beiden Sende-Empfangs-Cieräte sind als Haupt- oder Nebenstation umschaltbar. Die Messung wird von der Hauptstation aus durchgeführt. Die Nebenstation arbeitet dabei als Antwortstation. Der Sender der Ilauptstation arbeitet auf einer festen Frequenz (Bezugsfrequenz). Die Frequenz des Senders bzw. des Lokaloszillators der Nebenstation wird zunächst von Hand voreingestellt und dann durch eine automatische Frequenzregclschaltung bezüglich der Empfangsfrequen/ (Bezugsfrequenz) geregell. Die Sendefrequenz der Nebenstation liegt jeweils um die Zwischen! requenz höher (Hler tiefer als die Hauptstation. Bei der Umschaltung tier beiden Stationen im Retrieb von Haupt- aif Nebenstation bzw. von Neben- auf Hauptstation wird die Hauptslation auf eine vorbestimmte feste Frequenz umgeschaltet, und die Nebensiation ist auf eine um die Zwischenfrequenz höhere bzw. tiefere Frequenz zu bringen.

l.s ist nun naheliegend, zwecks Automatisierung dieses Verbindungsaufbaues an Stelle der llaiuiahstimmung eine automatische Siebschaltung zu verwenden. Solche Suchsclialtungen sind bekannt. Die Fimklion tier Siebschaltung besieht darin, daß die Frequenz eines Oszillators über einen vorbestimmten Frequenzbereich gesteuert wird, bis beim Lneichen ties Fangbereichs eines mit der Differenz der Oszillator- unu einer Bezugsfrequenz gespeisten Frequen/-(liskriminators tlic Steuerung des Oszillators duich (Ims vom Diskriminator erzeugte Fehlersignal übernommen wird. Line bekannte Siebschaltung einhält einen Sägezahngenerator, dessen Ausgangssinnal die Ficqucnz ties Oszillators von einem zum amici cn F.nile des Frequenzbereichs steuert. Beim Erreichen t_n, des I';iiiL'l>i.T'_-iclis des Diskriminator wird durch i'i;u' Umschallvorriclitung das Sägczahnsignal abgeschaltet und das Diskriminalorausgangssignal an den Sleuercingang des Oszillators durchgeschaltel.

Der Nachteil der I)CkUiIiItCn Siebschaltung besteht daiin, daß diese sein aufwendig ist. Neben dem erwähnten Sägezahngenerator ist eine \ viii iclitung zum Abschalten tier Sägezahnspannung und zur Einspeisung der momentan erreichten Spannung durch den Diskriminator notwendig. Solche Vorrichtungen sind sehr kompliziert und für die Verwendung in einem tragbaren Feldgerät nicht geeignet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer einfachen Frequenz-Such- und -Regelschaltung nach der eingangs erwähnten Art, bei der eine Vereinfachung dadurch erzielt werden soll, daß nur ein einmaliger Suchvorgang ausgelöst wird.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenz-Steuereingang des Senders ein Kondensator und über einen Widerstand der Ausgang eines durch eine hochohmige Stromquelle gesperrten Steuerverstärkers parallel geschaltet sind, daß der Eingang des Steuerverstärkers über einen Widerstand mit dem Ausgang des Diskriminator in Verbindung steht und mittels eines Schalters zur Umschaltung zwischen Neben und Hauptstalion an eine den Steilen erstärker sperrende Spannung angeschlossen ist und daß eine monostabile Kippschaltung vorhanden ist, deren dynamischer Eingang, der beim Übergang von logisch 1 auf 0 schaltet, über eine Diode mit Jer Steuerverstärkerseite des Schalters in Verbindung steht und deren mit dem Verstärkereingang verbundener Ausgang in der Arbeitslage eine Spannung zur Leitendschaltyng des Verstärkers abgibt.

Der Suchoereich der neuen Schaltung ist einerseits begrenzt durch die Festfrequenz des Senders, d. h. die Frequenz, die sich einstellt, wenn am Frequenzsteuereingang des Senders keine Spannung vorhanden ist. Er erstreckt sich bis zu einer Frequenz, die sicher weiter von der Festl'requenz entfernt ist als die gesuchte Frequenz. Der Suchvorgang wird beim entfernten Ende des Siehbereichs gestartet und läuft dann zurück in Richtung der Festfrequenz, bis die Siebschaltung auf der gesuchten Frequenz einrastet. Der kritische Bereich zwischen der Festfrequenz und der gesuchten Frequenz wird dabei nicht überstrichen, was ein sicheres Funktionieren der Schaltung gewährleistet. Beim Überstreichen des genannten kritischen Bereiches würden nämlich Differenzfrequenzen erzeugt, deren Oberwellen im Zwischenfret|tienzbereicb liegen. Es könnte somit durch eine solche Oberwelle das Erreichen des Fangbereichs des Diskriminator vorgetäuscht werden, so daß der Suchvorgang abgeschaltet und eine falsche Frequenz eingestellt würde.

Beim Anlaufen des Startpunktes des Suchbereichs muß der kritische Bereich gleichwohl durchlaufen werden. Um zu verhindern, daß hierbei eine Fehlaufschaltung erfolgt, wird für die Zeitspanne, bis der Startpunkt erreicht ist, das Diskriminatorausgangssignal unwirksam geschaltet.

Als weiterer Vorteil der Schaltung ist deren Einfachheit zu erwähnen.

An Hand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausfiihriingsheispiel einer erfindungsgemäßen Fre-(jticnz.rcgclschallung erläutert.

Fig. I zeigt ein Scbaltschema einer erlindungsgemäßen Frequenzregelschaltung eines Dislanzmeßgerätes. Fig. 2 zeigt ein Diagramm der Diskrimiuatorausgangsspannung (//> in Funktion tier Sendcl'requenzen /.V der Haupt- und der Nebenstation sowie den Verlauf der Steucrspnnming US am I retjuenzstciei eingang des Senders während des .Suchvorganges.

Claims (1)

1. In Fig. 1 ist eine Frequenzregelschaltung eines als Haupt- oder Nebenstation schaltbaren Distanzmeßgerätes dargestellt. Die Frequenzregelschaltung ist umschaltbar. Der Aufbau derselben ist demnach für die Haupt- und die Nebenstation identisch.

   In jeder Station ist ein Sender 1 vorhanden, dessen erzeugte Sendewelle mittels einer Sende-Enipfangs-Einrichtung 13 zur Gegenstation abgestrahlt wird. Die Sendefrequcnzen /.5 der beiden Stationen weisen eine Differenz entsprechend der in den Empfängern verarbeiteten Zwischenfrequenz auf. Der Sender 1 ist so aufgebaut, daß dessen Sendefrequenz durch die Zuführung einer Steuerspannung US regelbar ist.

   Die Sende-Empfangs-Einrichtung 13 empfängt gleichzeitig die von der Gegenstation abgestrahlte Welle. Diese Empfangswelle sowie ein Teil der eisern.'» ScndeweJleii werden einer Mischscha'lung 10 zugeführt, weiche aus diesen Wellen ein Zwischenfrcqucnzsigual erzeugt. Dieses Signal weist eine Frequenz entsprechend der Different der Sende- und der Empfangsfrequcn/ auf. Das im Zwischenfrequenzverstärker 11 verstärkte Zwischenfrequen/signal wird einem Frequenzdiskriminator 8 zugeführt, dessen Fangbereichsmitte auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist.

   Zwischen dein Ausgang des Frequenzdiskriminators 8 und dem Freqiienzsteuereingang des Senders 1 ist eine Suchschaltung eingefügt. Diese ist folgendermaßen zusammengesehaltet: Dem Fi equenzstenercingang des Senders 1 ist ein Kondensator 2 und über einen Widerstand 3 der Ausgang eines durch eine hochohmigc Stromquelle gesperrten Steuerverslärkers 4 parallel geschaltet. Die hochohmige Spannungsquelle wird durch die Spannungsquelle U und den Widersland 6 gebildet. Der Eingang des Steuerverstärkers 4 steht über einen Widerstand 12 mit dem Ausgang des Diskriminator 8 in Verbindung und ist mittels eines Schalters 5 zur Umschal lung zwischen Neben- und Hauptstation an eine den Steuerverstäiker 4 sperrende Spannung U angeschlossen. Ferner ist eine monostabile Kippschaltung 9 vorhanden, deren dynamischer Eingang, der beim Übergang von logisch 1 auf 0 schaltet, über eine Diode 7 mit dem Schalter 5 in Verbindung steht und deren mit dem Verstärkereingang verbundener Ausgang in der Arbeitslage eine Spannung zur Leitendschaltung des Verstärkers 4 abgibt.

   Die Schaltung funktioniert nun auf folgende Weise: In der FrcqucnzrcgclschalUmg der Nchcnsialion ist der Schalter 5 geschlossen. Dadurch gelangt von der Klemme U eine negative Gleichspannung auf den Eingang des Verstärkers 4. Der Verstärker ist so aufgebaut, daß er bei dieser Spannung sj.crit, d. h., daß an seinem Ausgang keine Spannung erscheint. Die über die Widerstände 6 und 12 dem Vcrstärkereingang zugefiihrlen Spannungen haben bei angeschalteter Sperrspannung keinen Einfluß auf die Aussteuerung des Verstärkers 4. Am Steuereingang des Senders I liegt somit keine Spannung f'.V. so daß dievjr auf der Festfrequen/ IN schwingt.

   In der Hauplstatiou wird /weeks Verbiiuluiiüsaufnahme der Schalter 5 geöffnet. Die bei geschlossenem Schalter 5 am dynamischen Eingang der monostabilen Kippschaltung 9 liegende Spannung verschwindet, d. h. es erfolgt ein Übergang von logisch I auf 0. Dadurch kippt die monoslabile Kippschaltung ⁽) in die Arbeitslage und gibt \on ihrem Ausgang eine positive Spannung an den Eingang des Verstärkers 4 ab. Diese positive Eingangsspannung schaltet den Verstärker 4 leitend, d. h., dieser wird bis ins Sättigungsgebiet ausgesteuert und gibt eine diesem Arbeitspunkt entsprechende Ausgangsspannung ab. Die über die Widerstände 6 und 12 zugeführten Spannungen haben auch in diesem Falle keinen Einfluß auf die Aussteuerung des Verstärkers. Das Diskriminatorausgangssignal UD ist demnach wirkungslos. Durch die Ausgangsspannung

   ίο des Verstärkers 4 wird über den Widerstand 3 der Kondensator 2 einsprechend der Kurve L (Fig. 2) aufgeladen. Durch die am Frequenzsteuereingang des Senders 1 auftretende Spannung US wird die Suchfrcijuenz JS von der Festfrequenz //V an das Ende des Suchbereichs JE verschoben. Nach Ablauf der Riickstellzeit τ der monostabilen Kippschaltung 9 kippt diese in die Ruhelage zurück, womit die positive Spannung am Eingang des Verstärkers 4 verschwindet. Nun können die über die Widerstände 6 und 12 "/.!geführten Spannungen wirksam werden. Der Diskriminator gibt in diesem Zeitpunkt zunächst noch keine Ausgangsspannungen ab, da die Frequenz des vom Zwischenfrequenzverstärker 11 zugeführten Signale außerhalb des Fangbereichs des Diskriminators K liegt. Durch die über den Widerstand 6 zugeführte, negative Spannung wird die Ausgangsspannung des Verstärkers 4 wieder auf Null gesteuert. Der Kondensator 2 entlädt sich nun entsprechend der Kurvet' (Fig. 2) über den Widerstand 3 und den Ausgangswiderstand des Verstärkers 4. Die Frequenz des Senders 1 wird dabei in Richtung der Festfrequenz JN verschoben. Beim Erreichen des Fangbereichs des Diskriminator 8 gibt dieser eine Regelspanniing UD ab. Diese Regelspannung UD wird durch den Verstärker 4 verstärkt und über den Widerstand 3 dem Kondensator 2 zugeführt. Die Spannung US über dem Kondensator am Steuereingang des Senders 1 wird durch die verstärkte Regclspannung Uli des Diskriminator 8 aufrechterhalten.

   Die Abweichung der Frequenz /// der Hauptstation von derjenigen bei der Diskriminatormitte ID ist umso kleiner, je größer die Verstärkung des Verstärkers 4 gewählt wird.

   Oas Diagramm gemäß Fig. 2 stellt die Ausgangs-Spannung UD des Diskriminator 8 in Funktion der Sendefrequenz /// bzw. /,V der Haupt- b/w. der Nebenstation dar. Die Sendefrequenz fN der Nebenstation ist fest eingestellt. Die Sencicfrequenz /// der Hauptstation wird durch die Schaltung gesucht und bezüglich derjenigen der Nebenstation geregelt. //) ist die Sendefrequenz, bei der die Diskriniinatorausgangsspannung UD gleich Null ist.

   In Fig. 2 ist ebenfalls der Vcii.Tif der Spannung US während des Suchvorg.inges dargestellt. Die eingetragene Strecke 7 entspricht der Rückstellzeit der monostabilen Kippschaltung 9 und damit der Ladezeit des Kondensators 2.

   Statt der Nchcnsialion kann auch die Hauptstation auf der Fcslfrequenz arbeiten und die Nebenstation

   6u geregelt werden.

   i'atentansprucl·:

   Frequenz.regelschaltung für ein wahlweise als G₅ Haupt- bzw. als Nebenstation schaltbarcs Sende Empfangs-Cieräl einer elektrischen Distanzmeßanlage, bei der eine Siebschaltung vorhanden ist, die die Frequenz, des Sender durch ein Steuer-

   signal von einem linde eines vorbestimmten Frequenzbereichs startet und über denselben steuert, bis beim Erreichen des Fangbercichs eines mit der Differenz der Sende- und Ilmpfangsfrequcnz gespcisten Frequcnzdiskrimir.ators das von diescm erzeugte Fehlcrsignal die Steuerung des Senders übernimmt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenz-Steuereingang des Senders (1) ein Kondensator (2) und über einen Widerstand (3) der Ausgang eines durch eine hochohmige Stromquelle (6) gesperrten Steuerverstärkers (4) parallel geschaltet sind, daß der Eingang des Stcuerverstärkers (4) über einen Widersland (12) mit dem Ausgang des Diskriminator» (8) in Verbindung steht und mittels eines Schalters (5) zur Umschaltung zwischen Nebcn- und Hauptstation an eine den Steuerverstärker (4) sperrende Spannung ( U) angeschlossen ist und daß eine monostabile Kippschaltung (9) vorhanden ist, deren dynamischer Eingang, der beim Übergang von logisch 1 auf 0 schaltet, über eine Diode (7) mit der Stcuervcrsliirkerscite des Schalters (5) in Verbindung steht und deren mit dem Vrrstärkereingang verbundener Ausgang in der Arbeitslagc eine Spannung zur LeitendschaUung des Verstärkers (4) abgibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen