DE2064814C3

DE2064814C3 - Schwingungsgenerator mit dekadisch einstellbarer Frequenz

Info

Publication number: DE2064814C3
Application number: DE19702064814
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. 1000 Berlin Kleische
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1970-12-23
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2064814B2; DE2064814A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsgenerator mit nach dem Verfahren der Frequenzsynthese dekadisch einstellbarer Frequenz und mit mehrmaliger Frequenzteilung einer Normalfrequenz, von deren Subharmonisehen jeweils eine auswählbare Oberwelle je einem von mehreren mittelbar hintereinandergescliulletcn Mischern zugeführt wird, denen Zwisehenrrequenzfilier naehgeschaltet sind.

Fig. I zeigt ein Blockschallbild eines derartigen bekannten SchwingungsgiMeralors. Fin Normalfrequenzgenerator 1 liefert eine stabile Frequenz fa die durch den Frequenzteiler 2 auf die frequenz 0,1 Λν und im Frequenzteiler 3 auf die Frequenz 0.01 /]v geteilt wiM. Die Subharmonischen mit den letztgenannten Frequenzen werden verzerrt; aus den so erhaltenen Oberwellenspektren wird durch die in Stufen einstellbaren Filter 4 bzw. 5 jeweils eine Oberwelle mit der Ordnungszahl ;; bzw. in herausgcfilterl. Im oberen Teil der Fig. I befinden sich zwei Mischer 6 und 7. Dem letztgenannten wird eine Frequenz f\ zugeführt, die beispielsweise um 0,01 fn veränderbar ist. Auf jeden Mischer folgt ein Zwischenfrcquenzfilicr 8 bzw. 9, so daß die Mischer mittelbar hintcreinandergeschaltct sind. Dem Mischer 7 wird die Oberwelle der Subharmonischen 0,01 /jvmit der Ordnungszahl ni zugeführt, so daß das Zwischcnfre-C|iicnzfiltcr9 eine Schwingung mit der Frequenz

/;/ 0,01 f_N + i\

abgibt. Diese dem Mischer 6 zugeführte Schwingung wird mit der vom Filter 4 gelieferten Oberwelle mit der Frequenz

η ■ 0,1 r_N

umgesetzt, so daß am Ausgang des Zwischenfrcquenzfiltcrs 8 eine Schwingung mit der Frequenz

(πΟ,Ι + mO.OI) · f_N + fx

entsteht. Dei geeigneter Wahl der Frequenzen können die Zwischenfrequenzfilter 8 und 9 fest abgestimmt sein. Häufig wird die durch die Frequenzsynthese gewon= nenc Ausgangsschwingung nicht unmittelbar verwendet, sondern es wird zur Verbesserung des Nebenwellenabstandes über eine Phasenregelung ein Oszillator synchronisiert. Durch den in der Regelleitung der Phasenregelung befindlichen Tiefpaß werden die Nebcnwcllen der vom Zwischenfrequenzfilter 8 gelieferten Schwingung um so stärker gedämpft, je größer der Frequenzabstand von der am Ausgang des Zwischenfrequenzfilters 8 abgegebenen Nut/frequenz ist.

Nachteilig ist bei einer Anordnung nach Fig. I, daß für kleine Frequenzschritle sehr niedrige Subharmonisehe der Normalfrequenz erzeugt werden müssen, woraus sich ergibt, daß Nebenwellen in einem entsprechend kleinen Frequcnzabstand von der Nutzfrequenz auftreten.

Dieser Nachteil winl bei einer ebenfalls bekannten

ίο Anordnung (DK-PS 10 07 821), wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, vermieden, weil hier die Nebenwellen in relativ großen Frequenzabsländen von der Nui/freqiienz liegen und stärker gedämpft sind. Das Blockschallbild zeigt einen Norn:alfrequenzgeneraior I. der

is Schwingungen mit der Frequenz /v liefen. Aus dieser Schwingung werden durch einen mil IO bezeichneten Verzerrer Oberwellen erzeugt, von denen jeweils eine mit der Ordnungszahl η b/w. in durch ein in Stufen einstellbares Filler Il b/w. 12 ausgewählt wird. Diese Oberwellen werden dem Mischer I J bzw. 14 zugeführt. Der Mischer 14 erhält außerdem eine Schwingung mit der Frequenz KK)/,. Das Mischproilukt durchläuft ein Zwischenfrequenzfilter 15. das zusammen mit dem Filter 12 in Stufen einstellbar ist. Die Ausgangsschwingung des Filters 15 wird im Frequenzteiler 16 im Verhältnis IO: I geteilt. Diese Schwingung mit der Frequenz

m 0.1 /λ, + K)/,

wird im Mischer I) umgesetzt und nach Durchlaufen lies Zwischerifreqiienzfilters 18 im Frequenzteiler 19 im Verhältnis 10:1 geteilt. Das Filter 18 ist wiederum zusammen mit dem Filler Il in Stufen einstellbar. Nach der Teilung ergibt sich die Nut/.frequcnz

■'⁵ (hO.I I- in 0.01) //v \- f\.

Die Anordnung nach Fig. 2 hat gegenüber derjenigen nach Fig. 1 folgende Vorteile: Die dargestellten Filter, Zwischenfrequenzfilter, Frequenzteiler und Mischer können für die gezeigten Stufen und eventuelle weitere gleich aufgebaut sein: die Nebenwellen liegen in relativ großen Frequenzabständen von der Nutzfrequenz und werden infolge der Teilung jeweils hinler den Mischern erheblich gedämpft. Nachteilig dagegen ist gegenüber der Anordnung nach Fig. I, dall entweder, wie dargestellt, in jeder Stufe ein mit dem Filler 11 bzw. 12 im Gleichlauf abstiminbarcs Filter 18 bzw. 15 erforderlich ist oder ilaß durch zusätzliche Frequenzumsetzungen in einer höheren Frequcnzlage gearbeitet werden muß. Beides ist a'ifwendig. Bei einem Gerät, das mit kleinstem Aufwand und kleinsten Abmessungen auskommen soll, ist daher die Anordnung nach Fig. 2 ungünstig.

Der Vollständigkeit halber bleibe nicht unerwähnt,

ys daß es im Zusammenhang mit einem phascngercgclten Hochfrequenz-Oszillator bekannt ist, die Normalfrequenz in einer Stufe von 5 : I zu teilen (Journal Brit. I. R. E., April 1961, Seile 361-373), oder sogar, einem Normalfrequcnzlcilcr mit dem Teilungsverhältnis 5 : I

(*i einen Frequenzteiler mil dem Teilungsverhalinis 2 :1 nachzuschalten (USPS 27 77 064).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer im wesentlichen nach dem Prinzip der Fig. 1 aufgebauten Anordnung eine Verbesserung bezüglich des

f>5 Frequenzabstandes der Nebenwellen von der Nutzfrequenz und bezüglich der Dämpfung dieser Nebenwellen zu erreichen.

Bei dem eingangs beschriebenen Schwingungsgene·

rator wird diese Aufgabe erfjndungsgemäß dadurch gelost, daß die mehrmalige Frequenzteilung der Normalfrequcnz in Stufen von 5 : I erfolgt und dall den auf die Mischer folgenden Zwischenfrequenzfiliern Frequenzteiler mit einem Teilungsverhältnis von 2 : I nachgeschaliei sind.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen .Schwingungsgenerators sind der besseren Verständlichkeit wegen erst im Anschluß au die Beschreibung /u C i g. J angegeben, nämlich im viertlet/.len und drittletzten Absatz, der Heschreibiing.

An ITand von l·" i g. J wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Vorteile erläutert. Dem Norinalfrequenzgenerator I folgen in Reihe zwei Frequenzteiler 21 und 22 jeweils mit einem Teilungsverhältnis 5 : I. Nach der ersten Frequenzteilung entsteht eine Frequenz 0,2 f,\ und nach der zweiten eine Frequenz. 0,04 f\. Die .Schwingungen mit diesen Frequenzen durchlaufen wiederum in Stufen einstellbare Filter 2.3 bzw. 24. wodurch jeweils eine Oberwelle mit de.·" Ordnungszahl η bzw. in ausgewählt werden kann. Diese Oberwellen werden Mischern 25 bzw. 26 zugeführt. Der Mischer 26 erhält zusätzlich eine Schwingung mit der Frequenz 4 I]. Das Mischprodukt durchlauft das Zwischenfrequenzfiller 27 und erfährt im Frequenzteiler 28 eine Frequenzteilung im Verhältnis 2:1. Die dabei entstehende Schwingung mit der Frequenz

m 0.02 /;_v + 2 /i

wird dem Mischer 25 zugeführt. Das Mischprodukt des Mischers 25 durchläuft das Zwischenfrequenzfilter JO. erfährt im l-'reqiicnzteiler Jl eine Frequenzteilung im Verhältnis 2 : 1 und sieht am Ausgang mit der Frequenz

(«0,1 + ni0,0\)f_N + /"i

zur Verfügung.

Da auch in F"ig. I die Frequenzteiler 2 und J aus mehreren hintcreinandergeschalteien Frequenzteilern bestehen, ist es ersichtlich, daß der Aufwand in Fig. J gegenüber einer Anordnung nach Fig. 1 nicht gestiegen ist. Vielmehr ist nur eine Verschiebung von F'requenzteilcrn im Blockschaltbild erfolgt. Mit der Anordnung nach Fig. 3 ergeben sich folgende Vorteile: Die benötigten Subharinonischcn η 02 fs und wj0,04/!v liegen in der Frequenz, um einen Faktor 2 bzw. 4 höher als bei der Anordnung nach Fig. I; die Frequenzabstände der Nebenwellcn von der Nutzfrequenz sind daher größer, und zwar nimmt diese Vergrößerung gegenüber F i g. 1 je Zwischenfreqiienzstufe um den Faktor 2 zu, so daß beispielsweise bei 5 Stufen, wenn also eine Frequenzeinstellung in fünf Dekaden gewünscht wird, eine Vergrößerung des Nebenwellenabstandes um den Faktor 2⁵ gegenüber der Anordnung nach Fig. I auftritt. Wenn mit der Ausgangsschwingung der Anordnung nach f-ig. 3 ein Oszillator synchronisiert wird, können durch den Tiefpaß in der Regelleitung die Nebenwellen infolge ihres größeren Frequenzabslandes

ίο besser gedämpft werden als bei der Anordnung nach Fig. 1. Eine weitere Dämpfung der Nebenwcllen wird dadurch erreicht, daß in jeder Stufe eine Teilung der Zwischenfrequenz im Verhältnis von 2 : I erfolgt. Bei z. H. fünf Stufen (fünf Dekaden) werden dann Nebenwellen, die in der Dekade mit der kleinsten Frequenz.stufung entstehen, um 2⁵ verbessert. Die größte Verbesserung ergibt sich also für die Nebenwellcn, die den kleinsten Frequenzabstand von der Nutzfrequenz haben. Dies ist sinnvoll Π> den Fall eines phascnsyn-

>o chronisierten Oszillators, da der Tiefpaß in der Regelleitung auf die Ncbenwellen den umgekehrten Einfluß hat: er bewirkt eine steigende Nebcnwellendämpfung mit wachsendem Frequenzabstand der Nebenwellen von der Nutzfrequenz.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung gegenüber einer Anordnung nach F*ig. 1 besteht darin, daß die Abmessungen der Bauelemente besonders in den Dekaden mit kleinsten Frequenzstufiingen günstiger werden, da in diesen Dekaden die Frequenzen wesentlich höher liegen, als bei einer Anordnung nach Fig. I.

Trotz der erheblichen Vorteile der Anordnung nach tier Erfindung gegenüber der bekannten Anordnung nach Fig. 1 ist der Aufwand praktisch nicht größer als

i<s bei der Anordnung nach Fig. I. Es werden zwar nach der Erfindung im Zwischenfrequenzteil zusätzliche Frequenzteiler 2 : I benötigt, dafür sind aber im Zuge der Normalfrequenz und ihrer Subharmonischen nur Teiler 5 : 1 erforderlich, während die bekannte Anordmi ri)i nach Fig. I an diesen Stellen Teiler 10 : I benötigt. Der Gesamtaufwand an Frequenzteilern pro Dekade ist also in beiden Fällen gleich, es besieht nut eine unterschiedliche Anordnung der Frequenzteiler.

Daß der Aufwand für ein Ausführuitgsbcispie! nach der Erfindung auch wesentlich unter demjenigen für die bekannte Anordnung nach Fig. 2 liegt, ist leicht ersichtlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schwingungsgenerator mit nach dem Verfahren der Frequenzsynthese dekadisch einstellbarer Frequenz und mit mehrmaliger Frequenzteilung einer Normalfrequenz, von deren Subharmonischen jeweils eine auswählbare Oberwelle je einem von mehreren mittelbar hiniereinandergeschalteien Mischern zugeführt wird, denen Zwischenfreqiienzfiller naehgeschaltet sind, dadurch g e k e η η /eic h net, daß die mehrmalige Frequenzteilung der Normalfrequenz in Stufen von 5 : I erfolgt und daß den auf die Mischer (25, 26) folgenden Zwischenfrequenzfiltern (.30, 27) Frequenzteiler (31, 28) mit einem Teilungsverhälinis von 2 : I nachgeschüttet sind.