DE2055226C - Niederfrequenzgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederfrequenzgenerator mit einem Oszillator hc.ier Frequenz und Frequenzkonstanz, einem vom Oszillator gesteuerten Frequenzteiler und einem die abgegebene Niederfrequenz von Oberwellen befreienden ausgangsseitigen Filter.

Niederfrequenzgeneratoren werden in der elektrischen Nachrichten- und Meßtechnik benötigt.

Da es schwierig und teuer ist, frequenzstabüe Oszillatoren für sehr niederfrequente sinusförmige Ausgangsspannungen zu bauen, geht ein bekannter Niederfrequenzgenerator von einem auf einer hohen, festliegenden oder einstellbaren Frequenz schwingenden Sinusoszillator mit hoher Frequenzkonstanz aus, der einen Frequenzteiler steuert, aus dessen rechteckförmiger Ausgangsspannung die Grundwelle als Ausgangsspannung des Niederfrequenzgenerators herausgesiebt wird. Der bekannte Niederfrequenzgenerator hat den Nachteil, daß er einen beträchtlichen Filteraufwand erfordert, da die Amplituden der in der Rechteckspannung vorhandenen ungeradzahligen Harmonischen nur entsprechend ihrer Ordnungszahl abnehmen. Der bekannte Niederfrequenzgenerator hat in seiner abstimmbaren Form den weiteren Nachteil, daß er ein abstimmbares Ausgangsfilter erfordert oder nur einen Abstimmbereich von ungefähr einer Oktave aufweist.

Die Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile des bekannten Niederfrequenzgenerators durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel. Auf diese Weise ergeben sich zufolge der Abnahme der Amplituden der erst mit der fünften Harmonischen beginnenden ungeradzahligen Harmonischen mit dem Quadrat ihrer Ordnungszahl nur mäßige Anforderungen an das Ausgangsfilter, und es ergibt sich ein Abstimmbereich von fast 5:1. (Geradzahlige Harmonische treten nicht auf.)

Aus der deutschen Offenlepungsschrift 1947 381 ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung periodischer Signale einer gewünschten Kurvenform bekannt, bei der eine Kombinationsschaltung zeitlich nacheinander Ausschnitte aus Einzelsignalen an eine gemeinsame Ausgangsfilterschaltung anlegt, wobei die Einzelsignale, die verschiedene Frequenzen aufweisen, jeweils von einem Frequenzwandler und einem Kurvenformer, z. B. von einem Flip-Flop-Teiler und einem Tiefpaßfilter, w.T-v.'gt werden.

ίο Demgegenüber wird bei der Erfindung In einem durch Teilerausgangssignale gesteuerten Trapezspannungsgenerator eine symmetrische Trapezspannung erzeugt mit einer Dauer sowohl des Maximalwertes als auch des Minirnalwertes von jeweils "β Perioden-

'5 länge, was zur Folge hat. daß in dem nur aus ungeraden Harmonischen zusammengesetzten Spektrum die dritte Harmonische fehlt und daher die als Ausgangssignal erwünschte erste Harmonische besonders leicht ausfilterbar ist. Dieser bekannten Anordnung liegt also eint· andere Aufgabe zugrunde, die sie auch mit anderen Mitteln löst, so daß sie die Erfindung weder vorwegnimmt noch dem Fachmann nahelegt Aus der USA.-Patentschrift 3 512 092 ist ein

Sir.usspannungserzeuger bekannt, der seine Ausgang;»- spannung unmittelbar, d. h. ohne Filterung, aus einer Anzahl Rechtfck- bzw. Dreieckspannungswellen zusammensetzt. die aus einer gemeinsamen Pulsquelkabgeleitet, entsprechend bewertet und entsprechend gepolt sind und deren Wiederholungsfrequenzen ti.·:

Frequenzen ungerader Harmonischer der gewünschten Sinusspannungen entsprechen. Aus der USA.-Patentschrift 3 215 860 ist ein impulsgesteuerter Sim"; Spannungserzeuger bekannt, der eine amplitudengenaue Ausgangsspannung durch Summation einer Reihe kombinierbarer Konstantströme unterschied licher Stärke unmittelbar, d. h. ohne Filterung, or zeugt, deren jeweilige Einschaltdauer von einem durch eine Impulsquelie forticlialtbaren Mustergenerator gesteuert wird. Damit bedienen sich die beiden zuletzt genannten bekannten Anordnungen anderer Mittel als die Erfindung, so daß sie diese weder vorwegnehmen noch dem Fachmann nahelegen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eine¹; Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 die Signalverläufe an den Ausgängen der vorletzten und der letzten Frequenzteilerstufen,

5^P F i g. 3 die Stromverläufe an den Ausgängen der beiden Konstantstromgeneratoren und

F i g. 4 den Stromverlauf an den Ausgängen des Trapezspannungsgenerators.

Ein abstimrnbarer Hochfrequenzgenerator 1 hoher Frequenzkonstanz speist über einen ersten Frequenzteiler! mit dem Teilungsverhältnis η : 1 einen Trapezspannungsgenerator 3, dessen trapezförmige Ausgangsspannung (u, in F i g. 4) über ein Tiefpaßfilter 4 einen die sinusförmige Niederfrequenzausgangsspannung abgegebenden Ausgangsverstärker 5 aussteuert.

Der Trapezspannungsgenerator 3 enthält einen in

Stufen einstellbaren Ladekondensator 6, zwei ein- und ausschaltbare Konstantstromgeneratoren 7, 8, eine vorletzte Frequenzteilerstufe 9, eine letzte Frequenzteilerstufe 10 und eine UND-Schaltung 11, deren beide Eingänge mit den Ausgängen der vorletzten Frequenzteilerstufe 9 und der letzten Frequenzteilerstufe 10 verbunden sind.

Der erste Konstantstromgenerator 7, der einen negativen Konstantstrom /₇ = -Z₀ liefert, wird von der Ausgangsspannung der vorletzten Frequenzteilerstufe 9 (Fig. 2, oben), deren Periode der halben Periode der Niederfreqae^zausgangsspannung entspricht und die ein Tastverhältnis von 3 : 1 aufweist, und der zweite Konstantstrorngenerator 8, der einen positiven Konstantstrom von doppelter Stärke abgibt to' to iS die"en Ausga

die GruQdwclk 5

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Niederfrequenzgenerator mit einem Oszillator hoher Frequenz und Frequenzkonstanz, vom Oszillator gesteuerten Frequenzteilern und einem die abgegebene Niederfrequenz von Oberwellen befreienden ausgangsseitigen Filter, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederfrequenzgenerator einen Trapezspannungsgenerator (3) zur Erzeugung einer Trapezspannung (u,) mit einer Dauer sowohl des Maximalwertes als auch des Minimalwertes von jeweils Ve Periodenlänge hat. der Schaltbefehle von Frequenzteilen (9, 10) bezieht und der einen Eingang des Filters (4) speist.

2. Niederfrequenzgenerator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Trapezspannungsgenerator (3) eine gegebenenfalls stufig veränderbare Ladekapazität (6) und zwei durch Schaltbe'chle ein- und ausschaltbare Ladestromquellen (7. 8) hat. von denen die erste (7) während der ansteigenden und während der abfallenden Trapezflanken einen negativen Konstantstrom ( - /_n) und die zweite (8) nur während der ansteigenden Trapezflanken unen positiven Konstantstrom von doppelter Stromstärke (2/₀) liefert.