DE2125654C3 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Trägerfrequenzen - Google Patents

Description

Mehrfachen der beiden zu erzeugenden Frequenzen schwingt Der Vormodulationsträger wird erfindungsgemäß einmal oder mehrfach mittels eines phasengeregelten Oszillators erzeugt oder durch Frequenzteilung aus einem oder mehreren Kanalträgern gewonnen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung erläutert Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines phasengeregeiten Oszillators; ίο

F i g. 2 das Prinzipschaltbild einer Anordnung, mit der die Kanal- und Vormodulationsträger durch jeweils einen phasengeregelten Oszillator erzeugt werden;

Fig.3 das Prmzipschaltbild eines phasengeregelten Oszillators, der ein Frequenzpaar liefert; und

F i g. 4,5 und 6 Blockschaltbilder einiger Frequenzerzeugungsanordnungen gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fi g. 1 im Prinzip dargestellten phasengeregelten Oszillator (nachfolgend mit OCF bezeichnet) wird die mittels eines Bauelementes mit variabler Reaktanz veränderbare Frequenz nf eines örtlichen Oszillators von einem Frequenzteiler so geteilt, daß sich eine Frequenz /ergibt die gleich der Grundfrequenz f_o ist Diese Frequenz / wird zusammen mit der Grundfrequenz einer Phasenvergleichsstufe zugeführt Eine zum Phasenfehler Φ proportionale Ausgangsgleichspannung der Vergleichsstufe wird an das Bauelement mit variabler Reaktanz des örtlichen Oszillators angelegt um den Phasenfehler so weit wie möglich zu beseitigen. Die vom örtlichen Oszill&ior erzeugte Frequenz wird somit phasengleich mit der Grundfrequenz f_o gesteuert und behält deren Genauigkeit und Stabilität bei. Diese hier nur kurz beschriebene Schaltung ist im einzelnen vorzugsweise so aufgebaut wie es in der deutschen Offenlegungsschrift 20 51 519 vorgeschlagen wurde.

In der beschriebenen Weise können alle für die Bildung einer Gmndgruppe von 12 Kanälen notwendigen Frequenzen erzeugt werden. Eine hierfür geeignete Schaltungsanordnung ist in F i g. 2 dargestellt in der mit Oi... O|3 die jeweiligen örtlichen Oszillatoren bezeichnet sind, die entsprechende Frequenzen von 112—156kHz erzeugen. Di ... D13 sind die jeweiligen Frequenzteiler, während mit Fi... Fi₃ die jeweiligen Phasenvergleichsstufen bezeichnet sind. Wie aus der dargestellten Schaltungsanordnung hervorgeht, ist kein einziges zentrales Schaltungsglied vorhanden, das den verschiedenen Ausgängen gemeinsam ist Die Grundfrequenz wird vielmehr den verschiedenen Generatorstufen direkt zugeführt Dies bedeutet, daß ein Fehler bei der Erzeugung nur einer Frequenz die Erzeugung der anderen Frequenzen nicht stört, worin eine erhöhte Betriebssicherheit zu erblicken ist.

Selbstverständlich ist die in Fig.2 dargestellte Ausführungsform nicht auf die angegebenen Frequenzen von 112 — 156 kHz bzV. 48 kHz beschränkt, sondern generell realisierbar. Wein Frequenzen einer anderen Größenordnung Erzeugt werden sollen, z. B. im MHz-Bereich, mtfÖten lediglich die Schwingungsfrequenzen der Oszillatoren C\ Oi usw. und entsprechend die Teilungsverhii'tniste de¹'· Frequenzteiler D\, Eh usw. geändert werden.

In der erwäfohtert Oitenlegungsschrift 20 51519 wurde auch bereite eine Anordnung zum Erzeugen von zwei oder mehreren FreqiJtnzen mittels eines einzigen phasengeregelten Oszillators vorgeschlagen, wie im Prinzip in F i g. 3 dargestellt ist, die sich auf das Beispiel der Erzeugung von zwei Frequenzen beschränkt.

Aus der Grundfrequenz f_o werden die beiden Träger nfo und mfo mitteis eines gesteuerten Oszillators O gewonnen, der mit der Frequenz kf_o schwingt wobei k das kleinste gemeinsame Vielfache von η und m ist Die Nutrfrequenzen werden aus der Frequenz kf_o durch zwei Frequenzteiler d\ und di erzeugt, die einen Modul (Teilungsverhältnis) von k/m bzw. k*n haben. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers d\ wird noch mittels eines weiteren Frequenzteilers D₃ durch m geteilt, wodurch sich eine der Grundfrequenz gleiche Frequenz ergibt weiche in der Phasenvergleichsstufe F mit der Grundfrequenz phasenverglichen wird. Die von dieser erzeugte Fehlerspannung wird an den Oszillator O angelegt wodurch sich der Phasenregelkreis schließt Im einzelnen kann die Schaltungsanordnung so realisiert werden, wie in der oben erwähnten Patentanmeldung vorgeschlagen wurde.

In F i g. 4 ist ein Beispiel für eine nach dem Prinzip der Fig.3 realisierte Schaltungsanordnung dargestellt Jeder mit OCFbezeichnete Block ist ein phasengeregelter Oszillator gemäß F i g. 3.

Die gemeinsame Erzeugung von jeweils zwei Kanalträgerfrequenzen dürfte beim vorliegenden Beispiel die günstigste Methode sein. Prinzipiell kann aber auch jede andere Methode (Wahl der Anzahl pro OCF erzeugten Frequenzen) gewählt werden. Die Wahl richtet sich lediglich nach der Wirtschaftlichkeit bei der Schaltungsrealisierung der Oszillatoren und Frequenzteiler.

Für die Erzeugung der 48-kHz-Frequenz kann man zwischen drei Alternativen wählen, die in F i g. 4 durch strichpunktierte Linien angedeutet sind. Die erste Möglichkeit besteht darin, einen phasengeregelten 48-kHz-Oszillator nach dem Schema der Fig. 1 zu verwenden. Gemäß der zweiten Möglichkeit wird die Frequenz von 48 kHz mittels Teilung der Frequenz 144 kHz durch 3 gewonnen, und gemäß der dritten Möglichkeit erhält man diese Frequenz durch entsprechende Teilung (durch 5) der 240-kHz-Frequenz, die leicht aus dem für die Erzeugung der 120-kHz- und 140-kHz-Kanalfrequenzen benutzten phasengeregelten Oszillator hergeleitet werden kann.

Gegenüber der gemäß Fig.2 realisierten Frequenzerzeugungsanordnung hat eine entsprechend F i g. 4 aufgebaute Anordnung zwar den Nachteil, daß nicht alle erzeugten Frequenzen unabhängig voneinander sind, da jeweils zwei Frequenzen mit einem gemeinsamen Schaltungsteil, nämlich jeweils einem Phasenoszillator erzeugt werden. Dafür hat sie aber eine geringere Anzahl von Schaltungskomponenten und ist wirtschaftlicher und mit geringerem Aufwand realisierbar.

Ganz allgemein hat eine mit phasengeregelten Oszillatoren realisierte Frequenzerzeugungsanordnung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß sie weitgehend in Form von integrierten Schaltungen und mit kleinen Bauteilen herstellbar ist während die Verwendung von Filtern und Schaltungen, die geeicht werden müssen, vermieden wird. Außerdem eignet sich eine erfindungsgemäß aufgebaute Frequenzerzeugungsanordnung besonders gut und rationell zur Speisung der in einem Kanalsystem vorhandenen Kanäle. Die bisher üblichen Frequenzerzeugungsanordnungen zur Speisung einer großen Anzahl von Kanälen wurden gewöhnlich doppelt vorgesehen, und die erzeugten Frequenzen wurden über eine automatische Umschaltvorrichtung verteilt. Diese Maßnahme gewährleistet auch dann einen ununterbrochenen Betrieb, wenn eine der beiden

Frequenzerzeugungsanordnungen schadhaft ist. Dies war deshalb notwendig, weil die den Kanälen gemeinsamen Schaltungsteile im Falle eines Schadens den Betrieb sämtlicher Kanäle beeinträchtigen konnten. Da die Frequenzerzeugungsanordnung für eine sehr große Anzahl von Kanälen zentralisiert wurde, die auf eine Vielzahl verschiedener Anlagen verteilt wurden, konnte auch der Ausfall eines einzigen Trägers eine beträchtliche Anzahl von Kanälen außer Betrieb setzen.

Es dürfte günstiger sein, für die Erzeugung der Träger dezentralisierte Einrichtungen zu verwenden, die nur diejenigen Kanäle speisen, die sich innerhalb derselben Anlage befinden. In diesem Fall kann man auf die automatische Umschaltvorrichtung verzichten, wenn die Träger so verteilt werden, daß im Falle eines Schadens an irgendeinem Teil der Frequenzerzeugungsanordnung eine Betriebsstörung in Grenzen gehalten wird. Im folgenden werden als Beispiel zwei Arten von Anlagen mit einer Frequenzerzeugungsanordnung betrachtet, nämlich eine mit 300 Kanälen und eine mit 60 Kanälen.

Wenn man im Fall einer Anlage mit 300 Kanälen die Frequenzerzeugungsanordnung gemäß F i g. 2 realisiert, sind mit jedem Kanalträgerpaar 50 Kanäle verbunden, so daß ein Schaden einer der Frequenzerzeugungsstufen, die diese Träger erzeugen, nur den Ausfall dieser Kanäle verursacht, die außerdem noch in zwei Kanäle für jede Gruppe aufgeteilt sind.

Wenn, wie es in F i g. 2 angegeben ist, nur ein einziger Vormodulationsträger erzeugt und somit für alle Kanäle benutzt wird, wurden mit diesem alle Kanäle der Anlage ausfallen. Um dem entgegenzutreten, kann man den Vormodulationsträger doppelt erzeugen und diese Frequenz über einen automatischen Umschalter verteilen. Günstiger ist es aber, zur Vermeidung eines Umschalters mit den mehrfach erzeugten Vormodulationsfrequenzen jeweils nur die maximale Anzahl von Kanälen zu speisen, deren gleichzeitiger Ausfalll im FaJIe eines Schadens noch zulässig ist Wenn z. B. ein Ausfall von maximal 50 Kanälen (2 für jede Gruppe) zulässig ist, reicht es aus, sechsmal die Schaltung zum Erzeugen der Vormodulationsfrequenz vorzusehen und jede dieser Schaltungen mit allen Kanälen zu verbinden, die von den von einem einzigen phasengeregelten Oszillator OCF erzeugten Trägern gespeist werden. Dies stellt einen besonderen Vorteil dar, wenn die Gruppen in verschiedene Richtungen geleitet werden, da zwar ein Schaden in der Frequenzerzeugungsanordnung die Leistungsfähigkeit der Verbindungen herabsetzen würde, ohne aber eine von ihnen vollkommen außer Betrieb zu setzen.

Nun sei der Fall einer Anlage mit 60 Kanälen betrachtet. In diesem Fall ist eine gemäß Fig.4 realisierte Frequenzerzeugungsanordnung besonders günstig. Mit jedem Trägerpaar sind nur 10 Kanäle verbunden, und ein Schaden in einem der phasengeregelten Oszillatoren verursacht den Ausfall von zwei ο Kanälen für jede Gruppe. Die Vormodulationsfrequenz, beim vorliegenden Beispiel 48 kHz, wird doppelt erzeugt, einmal durch Dividieren der 144-kHz-Kanalträgerfrequehz durch 3 und außerdem durch Divid^;eren der 240-kHz-Frequer.z durch 5. Letztere kann ohne Schwierigkeiten aus dem Oszillator OCF gewonnen werden, mit dem die 120-kHz- und 140-kHz-Träger erzeugt werden. Jede Vormodulationsträgerfrequenz wird 6 Kanälen jeder Gruppe zugeführt, zu denen die Kanäle gehören, die mit den Trägerfrequenzen gespeist

werden, die im Oszillator OCF erzeugt werden, aus welchem die Vormodulationsfrequenz gewonnen wird. In diesem Fall verursacht ein Schaden einer der die Vormodulationsträgerfrequenzen erzeugende Schaltungen nur die Halbierung der Leistungsfähigkeit jeder

Verbindung (6 Kanäle für jede Gruppe).

Bei den beschriebenen Beispielen wurde davon ausgegangen, daß stets eine einzige Grundfrequenz alle Frequenzerzeugungsschaltungen speist Es ist klar, daß ein Ausfall dieser Frequenz die gesamte Anlage außer Betrieb setzt Meist wird jedoch die Grundfrequenz doppelt erzeugt und direkt doppelt angelegt oder über eine oder mehrere automatische Umschaltvorrichtungen einzeln oder doppelt verteilt Die erfindungsgemäß realisierten Frequenzerzeugungsanordnungen sind für den Fall eines möglichen Schadens der die Grundfrequenz erzeugenden Schaltungen auch bei einer Doppelverteilung besonders günstig. Wenn jede der ankommenden Grundfrequenzen die Hälfte der Frequenzerzeugungsschaltungen speist wie es in den F i g. 5 und 6 für den Fall einer Erzeugung von Trägerfrequenzen für 300 bzw. 60 Kanäle dargestellt ist werden beim Fehlen einer der Grundfrequenzen die Hälfte der Kanäle (6 Kanäle jeder Gruppe) ausfallen. Auch in diesem Fall sind daher noch Verbindungen mit halber Leistungsfähigkeit gewährleistet Am Eingang der Anlage muß es dann möglich sein, alle Frequenzerzeugungsschaltungen vorzugsweise durch Handumschaltung mit der einen fehlerfreien Grundfrequenz zu speisen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Trägerfrequenzen zur Bildung einer Grundgruppe von insbesondere 12 Kanälen und einer Vormodulationsträgerfrequenz für eine Multiplexanlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von phasengeregelten Oszillatoren (OCF) vorgesehen ist, die jeweils eine Trägerfrequenz oder mittels dem Oszillator nachgeschalteten Frequenzteilern (D₁, D₂) jeweils mindestens zwei Trägerfrequenzen erzeugen, und daß die Vormodulationsträgerfrequenz mittels eines phasengeregelten Oszillators einmal oder jeweils unabhängig voneinander mehrfach erzeugt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vormodulationsträgerfrequenzen nur einen Teil der Kanäle speist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormodulationsträgerfrequenz durch Teilung einer oder mehrerer Frequenzen der Schaltungen zur Erzeugung der Kanalträgerfrequenzen gewonnen werden.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede von einem phasengeregelten Osziliator (OCF) erzeugte Vormodulationsträgerfrequenz nur solchen Kanälen zugeführt wird, die von zwei paarweise von einem einzigen Oszillator erzeugten Trägerfrequenzen gespeist werden.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormodulationsträger zweifach unabhängig voneinander durch Frequenzteilung aus zwei verschiedenen phasengeregelten Oszillatoren (OCF) gewonnen wird, von denen jeder die Trägerfrequenzen von zwei Kanälen erzeugt

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Vormodulationsträger 6 Kanäle versorgt werden, zu denen die Kanäle gehören, die von den Trägerfrequenzen gespeist werden, welche vom phasengeregelten Oszillator erzeugt werden, aus dem die Vormodulationsträgerfrequenz selbst stammt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Grundfrequenzen angelegt sind, und daß die Hälfte der die Kanalträger erzeugenden Schaltungen und die mit ihnen verbundenen Schaltungen zur Erzeugung der Vormodulationsträgerfrequenzen mit der einen Grundfrequenz und die andere Hälfte von der anderen Grundfrequenz gespeist sind.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Grundfrequenzen angelegt sind, und daß eine von ihnen die einer Vormodulationsfrequenz zugeordnete Schaltung zur Erzeugung einer Trägerfrequenz speist, während die •ndere die der anderen Vormodulationsfrequenz zugeordneten Trägerfrequenzerzeugungsschaltung speist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingängen, an denen die beiden Grundfrequenzen angelegt sind, eine durch Steuerung oder von Hand betätigbare Umschaltvorrichtung angeordnet ist, mit welcher alle Frequenzerzeugungsschaltungen an nur eine der Grundfrequenzen anschließbar sind.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Trägerfrequenzen zur Bildung einer Grundgruppe von 12 Kanälen und einer Vormodulationsträgerfrequenz für eine Multiplexanlage.
Es sind verschiedene Modulationssysteme zur Bildung der Grundgruppe von 12 Kanälen im Frequenzband von 60—108 kHz einer Frequenzmultiplexanlage bekannt Aus technologischen Gründen ist es zur Zeit besonders vorteilhaft Vormodulationssysteme vorzusehen, welche Kanaleinheiten zu verwenden gestatten, die konstruktiv völlig gleichartig sind und sich im Betrieb nur durch die ihnen zugeführten Trägerfrequenzen unterscheiden. Ein Vormodulationssystem erfordert jedoch gegenüber anderen Modulationssystemen eine größere Anzahl von Trägerfrequenzen, nämlich insbesondere 12 Kanalträge.r, und einen allen Kanälen gemeinsamen Vormodulationsträger.

Im folgenden wird von einem Vormodulationssystem mit 12 Kanalträgerfrequenzen von 112—156 kHz, die sich jeweils um 4 kHz unterscheiden, und einer Vormodulationsträgerfrequenz von 48 kHz ausgegangen.

Es sind zahlreiche Schaltungsanordnungen bekannt mit denen diese Trägerfrequenzen ausgehend von einer Grundfrequenz, die meist 4 kHz beträgt, erzeugt werden, können. Alle bekannten Schaltungen sind aus Verzerrern und geeigneten Filtern aufgebaut Es ist auch bekannt, die Anforderungen an die Trägerfrequenzfilter durch besondere Schaltungskunstgriffe herabzusetzen, welche meist darin bestehen, daß die Nutzfrequenz am nächsten gelegenen Linien des Frequenzspektrums, welche von den Filtern ausgesiebt werden sollen, einen Abstand von ± 8 kHz statt ±4 kHz haben. Alle diese bekannten Schaltungen sind jedoch sehr aufwendig und bedürfen einer langwierigen Eichung. Außerdem ist stets ein zentraler Schaltungsteil vorhanden, von dessen einwandfreiem Betrieb alle Ausgänge der Frequenzerzeugungsanordnung abhängig sind.

Die Erfindung bezweckt, einen einfachen, wirtschaftlichen und möglichst sicher arbeitenden Trägerfrequenzgenerator für ein Vormodulationssystem anzugeben, der dessen technische und wirtschaftliche Vorteile nicht vermindert Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Trägerfrequenzen ohne Verwendung von Verzerrern oder Filtern anzugeben, mit der es möglich ist, alle Frequenzen unabhängig voneinander und ohne Abhängigkeit von gemeinsamen zentralen Schaltungsteilen zu liefern oder statt dessen die Nutzfrequenzen in Gruppen von jeweils zwei oder mehreren Frequenzen mittels jeweils eines der Gruppe gemeinsamen zentralen Schaltungsgliedern zu erzeugen.

Die Wahl zwischen diesen beiden Möglichkeiten kann aufgrund von Kriterien der Wirtschaftlichkeit und der Zuverlässigkeit getroffen werden, die ihrerseits von der Anzahl der Kanäle abhängig sein werden, die von der Frequenzerzeugungsschaltung gespeist werden sollen.

Eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung enthält durch einen oder mehrere Grundfrequenz-Quarzoszillatoren gesteuerte phasengeregelte Oszillatoren, welche die Kanalträger erzeugen. Je nach der gewählten Realisierungsform werden die Kanalträger einzeln von jeweils einem phasengeregelten Oszillator erzeugt oder aber vorzugsweise paarweise durch Frequenzteilung aus dem Au^gangssignal eines phasengeregelten Oszillators gewonnen, der mit einem