DE2112145A1

DE2112145A1 - Regelbarer Frequenzgenerator

Info

Publication number: DE2112145A1
Application number: DE19712112145
Authority: DE
Inventors: Hugenholtz Eduard Herman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-03-23
Filing date: 1971-03-13
Publication date: 1971-10-14
Also published as: FR2083512A1; GB1276986A; BE764653A; NL7103775A; US3688212A; AU2671971A

Description

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Anmeldung vom! 12.Mär25 1971

Regelbarer Frequenzgenerator.

Die Erfindung bezieht sich auf einen regelbaren Frequenzgenerator mit einem spannungsgesteuerten Oszillator» einem ersten Bezugsimpulsgenerator und einer ersten Mischstufe, der das Ausgangssignal des Oszillators und die Ausgangsimpulse des erwähnten ersten Bezugsimpulsgenerators zugeführt werden, um ein Ausgangssignal zu erzeugen» das, wenn es als Regelspannung dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, diesen Oszillator auf eine Harmonische des Ausgangssignals des erwähnten ersten Bezugsimpulsgenerators verriegelt.

Bei den bekannten regelbaren Frequenzgeneratoren der obenerwähnten Art ist eine Verriegelung auf verschiedene Harmonische des Bezugsimpulsgenerators möglich. Es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, wenn die Oszillatorfrequenz auf eine bestimmte verlangte Harmonische verriegelt werden soll, und insbesondere wenn die Impulswiederholungs-

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frequenz des Bezugsimpulsgenerators im Vergleich zu der Frequenz der Harmonischen, auf die verriegelt werden soll» niedrig ist. Gewöhnlich werden aiit Rttcksicht auf diese Schwierigkeit Frequenzdiskriminatoren verwendet, die mit abgestimmten Kreisen versehen sind» aber auch dann kann es sogar bei hohen Frequenzen noch schwierig sein, für die Kreise ein derart enges Durchlassband zu erhalten, dass nebeneinander liegende Harmonische des Ausgangsspektrums des Bezugsimpulsgenerators voneinander unterschieden werden können.

Die Erfindung bezweckt, einen regelbaren Frequenzgenerator ψ zu schaffen, mit dessen Hilfe ein spannungsgesteuerter Oszillator auf eindeutige Weise auf eine bestimmte Harmonische des Ausgangssignals des Bezugsimpulsgenerators verriegelt werden kann, welche eindeutige Wirkung ohne Verwendung kritisch abgestimmter frequenzselektiver Kreise erhalten wird.

Nach der Erfindung ist ein regelbarer Frequenzgenerator der eingangs beschriebenen Art mit einem zweiten Bezugsimpulsgenerator versehen, der zusammen mit den erwähnten ersten Bezugsimpulsgenerator einen Teil einer Regelschleife bildet, mit deren Hilfe die Impulswiederholungsfrequenzen der Ausgangeimpulse dieser Bezugsimpulsgeneratoren in bezug aufeinander auf einem einstellbaren festen Unterschied stabilisiert werden, während eine zweite Mischstufe vorgesehen ist» der das Ausgangssignal des Oszillators und die Ausgangsimpulse des erwähnten zweiten Bezugsimpulsgenerators zugeführt werden, um eine Ausgangswechselspannung zu erzeugen, die, wenn sie dem Oszillator zugeführt wird, die Verriegelung des Oszillators stö*rt, wenn letzterer auf eine Harmonische des Ausgangesignale des ersten Bezugsimpulsgenerators verriegelt ist, die nicht in harmonischer Beziehung zu einer Harmonischen des Ausgangseignals des erwähnten zweiten

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Bezugsirapulsgenerators steht.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 blockscheraatiech eine Aueführungsform des regelbaren Frequenzgeneratore nach der Erfindung, und

Pig. 2 eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei Massnahnen getroffen sind,.um eine grossere Verschiedenheit von Frequenzen zu erhalten, auf die verriegelt werden kann.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Oszillator, der ein Ausgangssignal liefern kann, dessen Frequenz einer bestimmten verlangten Frequenz· komponente eines Frequenzspektrums entspricht, das von einem mit Hilfe eines Kristalle 11 stabilisierten Bezugsimpulsgenerator 5 geliefert wird.

Das Ausgangssignal des Oszillators und das von dem Bezugeimpulsgenerator gelieferte Frequenzspektrum, d.h. die Harmonischen der Impulswiederholungsfrequenz (F₁) des Bezugsimpulsgenerators 5t werden einer Mischstufe 3 zugeführt. Wenn das der Mischstufe 3 zugeführte Auegangssignal des Oszillators einer Harmonischen der Impulswiederholungsfrequenz des Impulsgenerators 5 entspricht, liefert die Mischstufe kein Ausgangssignal; wenn aber die Frequenz des Oszillators 1 die Neigung hat, die harmonische Beziehung zu dem Ausgangesignal des Impulsgenerators 5 »u verlieren, liefert die Mischstufe 3 ein Auegangesignal, das als Regelspannung über einen Tiefpass 2 dem Oszillator 1 zugeführt wird, um der Aenderung der Oszillatorfrequenz entgegenzuwirken.

Der bisher beschriebene Frequenzgenerator ist bekannt und hat den wesentlichen Nachteil, dass sich der Oszillator 1 auf jede der vielen innerhalb seines Abstimmbereiches liegenden Harmonischen des Bezugsimpulsgenerators 5 verriegeln kann. Die Frequenz des Ausgangssignalβ

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des Oszillators 1 kann daher von der tatsächlich verlangten Frequenz abweichen, was bedeutet, dass eine falsche Verriegelung stattgefunden hat. Um diesen Nachteil zu beheben und zu bewirken, dass eine Verriegelung auf die gewünschte Harmonische stattfindet, ist der Frequenzgenerator nach der Erfindung weiter mit einem zweiten Bezugsimpulsgenerator 9 versehen, der zusammen mit dem erwähnten ersten Bezugsimpulsgenerator 5 einen Teil einer Regelschleife bildet, mit deren Hilfe die Impulswiederholungsfrequenzen der Ausgangsimpulse dieser Bezugeimpulsgeneratoren in bezug aufeinander auf einem einstellbaren festen Unterschied stabilisiert werden, während eine zweite Mischstufe 4 vorgesehen ist, der das Ausgangssignal des Oszillators 1 und die Auegangeimpulse des erwähnten zweiten Bezugsimpulsgenerators 9 zugeführt werden, um eine Ausgangswechselspannung zu erzeugen, die, wenn sie dem Oszillator 1 zugeführt wird, die Verriegelung des Oszillators stört, wenn dieser auf eine Harmonische des Ausgangssignale des ersten Bezugsimpulsgenerators 5 verriegelt ist, die nicht in harmonischer Beziehung zu einer Harmonischen des Ausgangssignals des erwähnten zweiten Bezugsimpulsgenerators 9 steht.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform enthält die er-

|| wähnte Regelschleife einen Phaseniiskriminator 7 und wird das Ausgangssignal des Impulsgenerators 5 einem Teiler 6 zugeführt, der die Frequenz des EingangsSignale durch einen Faktor η teilt, um eine Ausgangsimpulswiederholungsfrequenz gleich — zu erzeugen, die einem ersten Eingang des Phasendiskriminators 7 zugeführt wird, während ferner das Ausgangssignal des Impulegenerators 9t dessen Impulswiederholungefrequenz gleich F₀ ist, einen Frequenzteiler 8 zugeführt wird, der das Eingangssignal der Frequenz F_ durch einen Faktor (n+i) teilt, um ein Auegangeeignal/-—rr zu erzeugen, das gleichfalls einen Eingang dee Phaeendiskriminators 7 zuge-

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führt wird. Dieser Phasendiskriminator liefert keine Ausgangsspannung, wenn die Frequenz

^F1 - ^F2 ist, oder P₀ - ifitll _{F iat>} n~ nTf 2 η 1

Biese Beziehung kann auch wie folgt geschrieben werden:

Daraus folgt, dass» wenn das Ausgangssignal des Phasendiskriminators 7 als Regelspannung einem Eingang des Bezugsimpulegenerators 9 zugeführt wird, eine Phasenverriegelung auftritt, wenn die η ^e Harmonische seiner Ausgangsfrequenz P gleich der (n+i) ^en Harmonischen der Impulswiederholungsfrequenz P des Bezugsimpulsgenerators 5 ist.

Wenn die Frequenzen der der Mischstufe 4 zugeführten Signale gleichphasig sind, d.h., dass der spannungsgesteuerte Oszillator auf der η ⁿ Harmonischen von F„ oder aber auf der dieser Harmonischen gleichen (n+i) Harmonischen von P. wirkt, erzeugt die Mischstufe 4 keine Wechselspannung und wird daher kein die Verriegelung störendes Signal über den Kondensator 10 dem spannungsgesteuerten Oszillator 1 zugeführt. Wenn die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators jedoch auf eine Harmonische von P₁ verriegelt ist, die nicht gleich der (n+i) ^en Harmonischen von P₂ ist, liefert die Mischstufe 4 eine Wechselspannung, die, wenn sie dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, die Verriegelung der Oszillatorfrequenz stört. Um anschliessend zu bewirken, dass der spannungsgesteuerte Oszillator 1 sich auf eine Harmonische von P₁ verriegelt, die gleich der (n+i) ^en Harmonischen von P„ ist, ist an den spannungsgesteuerten Oszillator ein Suchoszillator 14 angeschlossen, der die Oszillatorabstimafrequenz mit Hilfe einer diesem Oszillator zugeführten Suchspannung, z.B. einer sägezahnförmigen Spannung, variiert. Der Suchoszillator soll unwirksam gemacht werden, wenn eine Verriegelung auf die richtige

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Harmonische erhalten ist, was auf einfache Weise dadurch erzielt werden kann, dass das Einschalten des Suchoszillators von des Vorhandensein einer Wechselspannung am Ausgang der Mischstufe 4 abhängig gesacht wird.

Obgleich die bisher beschriebene Ausffihrungefora nach Fig. sich auf die Verriegelung auf eine bestimmte Harmonische des Bezugsimpulsgenerators 5 beschränkt, dürfte es einleuchten, dass eine Vielzahl von Verriegelungsfrequenzen durch Aenderung der Teilungsfaktoren eines oder der beiden Frequenzteiler 6, θ erhalten werden kann.

Bei einer anderen AusfUhrungsform wird die Anwendung des

" Frequenzteilers 8 versieden und wird das Mischprodukt der Auegangsfrequenzen der beiden Bezugsimpulsgeneratoren 5» 9 zur Erzeugung einer Frequenzregelspannung in der Phase mit der geteilten Ausgangsfrequenz des Bezugsimpulsgenerators 5 verglichen. Die verlangte Frequenzbeziehung kann dabei wie folgt geschrieben werden:

P₁ F₂ - F₁ - ~ oder nFg - (n+i)F₁·

Der Regelkreis kann dabei weiter auf gleiche Weise wie in Fig. 1 ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt diese Abwandlung! bei der die entsprechenden

ψ Teile der Fig. 1 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Biese AusfUhrungsform enthält eine Mischstufe 12, der das Ausgangssignal des Impulsgenerators 5 und das Ausgangssignal des Impulsgenerator β 9 zugeführt werden, um ein des !fischprodukt entsprechendes Spektrum zu erzeugen, dessen Komponente, die dem niedrigsten Mischprodukt entspricht, gleich dem Unterschied zwischen den Impulswiederholungsfrequenzen der Impulsgeneratoren 5 und 9, d.h. gleich F₂ - F. ist.

Die Mischfrequenzen werden über einen Frequenzteiler 15 einem Phasendiskrisinator 7 zugeführt. Ausserdem wird die Ausgangsfrequenz

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des Impulsgeneratore 5 ie Frequenzteiler 6 durch einen bestimmten Faktor geteilt. Sas Ausgangesignal des Frequenzteilers 6 wird dem Diskriminator 7 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Diskriminator 7 wird zur Regelung der ImpulsWiederholungsfrequenz des Impulsgeneratore 9 benutzt, derart, dass die richtige Frequenzbeziehung aufrechterhalten wird. Die übrigen Teile des Systems können auf gleiche Weise wie diejenigen Teile der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgebildet sein, die die Verriegelung¹ des spannungsgesteuerten Oszillators 1 auf eine verlangte Harmonische der Impulswiederholungefrequenz des Impulsgeneratore 5 bewirken.

Wenn zur Erläuterung der Wirkungsweise des Frequenzgenerators nach Fig. 2 angenommen wird, dass der Teilungsfaktor des Frequenzteilers 6 gleich η ist, und dass der Teilungsfaktor des Frequenzteilers

13 gleich 1 ist, folgt daraus, dass Ul-F₂-F₁ oder F_g - ^F1 ^iet»

η
was dem bei der Ausführungsforra nach Fig. 1 erzielten Ergebnis entspricht.

Wenn es erwünscht ist, die Ausgangsfrequenz des Oszillators zu ändern, kann dies durch Aenderung eines oder der beiden Teilungsfaktoren der Frequenzteiler 6 und 13 erzielt werden. Teilt der Frequenzteiler 13 z.B. durch einen Faktor 2 und der Frequenzteiler 6 durch einen Faktor n, so wird eine Verriegelung der Frequenz des Oszillators 1 stattfinden, wenn

	folgt	^P1 .^F2-	F	1	ist.
Daraus		n 2 , dass
	F₂ - (n+2) η		1	ist.

Dies bedeutet, dass eine Verriegelung der Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 1 auf die (n+2) ^e Harmonische des von einen Kristall stabilisierten Bezugsimpulsgenerators 5 stattfinden wird. Schliesslich sei noch bemerkt, dass eich die Erfindung nicht auf

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die obenbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So durfte es einleuchten, dass ein grosser Bereich von Frequenzen, auf die der spannungsgesteuerte Oszillator verriegelt werden kann, z.B. auch dadurch erhalten werden kann, dass sowohl die Impulewiederholungefrequenz des Bezugsimpulsgenerators 5 als auch die Teilungefaktoren der Frequenzteiler geändert werden.

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Claims

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F A T E N T A N S P R Ü 0 H E t

/' 1 ·} Regelbarer Frequenzgenerator mit einem spannungsgesteuerten Oszillator, einem ersten Bezugsimpulsgenerator und einer ersten Mischstufe, der das Ausgangssignal des Oszillators und die Auegangsimpulse des erwähnten ersten Bezugsimpulsgenerators zugeführt werden, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das» wenn es als Regelspannung dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, diesen Oszillator auf eine Harmonische des Ausgangssignals des erwähnten ersten Bezugsimpulsgenerators verriegelt» dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein zweiter Bezugsimpulsgenerator vorgesehen ist, der zusammen mit dem erwähnten ersten Bezugsimpulsgenerator einen Teil einer Regelschleife bildet, mit deren Hilfe die Impulswiederholungsfrequenzen der Ausgangsimpulse dieser Bezugsimpulsgeneratoren in bezug aufeinander auf einem einstellbaren festen Unterschied stabilisiert werden» während eine zweite Mischstufe angebracht ist, der das Ausgangssignal des Oszillators und die Ausgangsimpulse des erwähnten zweiten Bezugsimpulsgenerators zugeführt werden, um eine Ausgangswechselspannung zu erzeugen» die» wenn sie dem Oszillator zugeführt wird» die Verriegelung des Oszillators stört, wenn letzterer auf eine Harmonische des Ausgangesignals des ersten Bezugsimpulsgenerators verriegelt ist» die nicht in harmonischer Beziehung zu einer Harmonischen des Ausgangesignals des erwähnten zweiten Bezugsimpulsgenerators steht» 2* Regelbarer Frequenzgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass die beiden Bezugsimpulsgeneratoren mit je einem Ausgangskreie versehen sind, in den ein Frequenzteiler aufgenommen ist, und dass die erwähnte Regelschleife mit einem Fhasendiskrlminator versehen ist, dem die Ausgangseignale der erwähnten Frequenzteiler zugeführt werden» ua ein Regelsignal zu erzeugen» mit dessen Hilfe die erwähnten Bezugsimpuls-

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generatoren in beaug aufeinander in der Frequenz geregelt werden. J, Regelbarer Frequenigenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungefaktor mindestens eines der Frequenzteiler einstellbar ist.

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