DE2148039B2 - Verfahren zum Phasensynchronisieren der Frequenz einer Schwingung auf die vorgegebene Frequenz einer impulsförmigen Vergleichsschwingung - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 gen Sägezahnflanken, wie sie die Fig. 2 zeigt. Es kennzeichnet, daß beim Auftreten mehrerer Hilfs- sind wiederum die Flanken der Sägezahnabschnitte impulse hintereinander in einem vorgegebenen abzutasten, wobei in der Mitte der Flanke der neu-Zeitabschnitt der Regelkreis unterbrochen wird. trale Punkt, dessen Abtastwert also keine Regelspan-

3. Umkehrung des Verfahrens nach Anspruch I nung erzeugt, liegt.

in der Weise, daß die Vergleichsschwingung eine 30 Wird ein derartiger Kurvenverlauf von der Ab-Sägezahnflanke aufweist, die zu regelnde Schwin- tastschwingung abgetastet, so dauert es mitunter gung in Form von Abtastimpulsen vorliegt und mehrere Taktperioden bis die abzutastende Schwindie erzeugte Regelgröße in gegenüber dem Ver- gung mit der Abtastschwingung synchronisiert ist. fahren nach Anspruch 1 umgekehrter Richtung Betrachtet man den in der F i g. 2 willkürlich gewirkt. 35 gewählten Fall, daß die Abtastung kurz vor dem

4. Anordnung zur Durchführung des Verfah- Rechteckanstieg erfolgt, dann erhält der Oszillator, rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der die Frequenz der sägezahnartigen Schwingung daß zur Erzeugung der Abtastimpulse ein Fre- bestimmt, ein Regelsignal, das seine Frequenz an die quenzteiler vorgesehen ist, der durch den Hilfs- untere Grenze des Regelbereiches verschiebt. Damit impuls in seine Anfangsstellung bringbar ist. 40 wird die Periodendauer bis zum nächsten Abtast-

5. Anordnung zur Durchführung des Verfah- impuls im gleichen Maß langer als die Periodendauer rens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, der Normalfrequenz, nämlich um

daß zur Unterbrechung des Regelkreises ein RC-

Glied mit vorgegebener Zeitkonstante vorgesehen _L · J ■ γ

ist, dessen Kondensator von den Hilfsiimpulsen 45 2 /₀ '

aufladbar ist, sowie ein Schwellwertschalter mit

vorgegebener Schaltschwelle. wobei A f der Frequenzregelereich und /₀ die Fre

quenz der Abtastimpulsschwingung ist. In F i g. 2 erscheint im ungüntigsten Fall der erste Abtastimpuls

um - T von der Regelspannungsflanke verschoben.

Es vergeht deshalb eine Zeit von etwa

/ο

55 I/

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Phasensynchronisieren der Frequenz einer Schwingung auf bis ein Impuls in die Regelspannungsflanke fällt,
die vorgegebene Frequenz einer impulsförmigen Ver- Diese lange Einphaszeit, im in der F i g. 2 dargleichsschwingung, wobei die abzustimmende Schwin- gestellten Beispiel 3 Taktperioden dauernd, die insgung einseitig Sägezahnflanken aufweist, von den 6o besondere nach jedem Einschalten der Regelschleife Impulsen der Vergleichsschwingung abgetastet wird auftreten kann, soll vermieden werden,
und die abgetasteten Amplitudenwerte ein Maß für Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, die vorzunehmende Frequenznachstimmung sind, daß dann, wenn in dem Sägezahn-Zeitabschnitt kein unter Verwendung einer Regelschleife. Abtastimpuls aufgetreten ist, unmittelbar nach Ende

Vergleicht man zwei Schwingungen miteinander in 65 dieses Zeitabschnitts ein Hilfsimpuls erzeugt wird,

einer Phasenvergleichsstufe, so liefert letztere eine der die abzustimmende Schwingung abtastet und Be-

Ausgangsspannung, wenn die Frequenzen der bei- ginnzeitpunkt der nächstfolgenden Abtastperiode

den Schwingungen nicht übereinstimmen oder die darstellt, und daß der abgetastete Amplitudenwert

eine Regelgröße solcher Größe erzeugt, daß durch die dadurch hervorgerufene Verschiebung der abzustimmenden Frequenz der nächstfolgende Abtastimpuls in den nachfolgenden Sägezahn-Zeitabschnitt fällt.

Es wird also überprüft, ob während der Sägezahnflanke ein Abtastimpuls vorliegt. Erscheint während dieser Zeit kein Impuls, so wird am Ende der Sägezahnflanke ein Hilfsimpuls erzeugt, welcher Zeitursprung für die nächste Abtastperiode darstellt. Dieser Hilfsimpuls wirkt in bezug auf die Regelspannungserzeugung wie ein Abtastimpuls, wodurch die Frequenz des abzustimmenden, die sägezahnartige Kurve erzeugenden Oszillators an die untere Regelbereichsgrenze verschoben wird. Dadurch fällt der nächste Abtastimpuls mit Sicherheit mit der nachfolgenden Sägezahnflanke zusammen und erzeugt eine geeignete Regelspannung. Selbstverständlich muß hierzu die Regelsteilheit entsprechend eingestellt sein.

Verwendet man zur Erzeugung der Abtastimpulse einen Frequenzteiler, dem eine höhere Oszillatorfrequenz zugeführt wird, und nur in regelmäßigen, dem Teilerverhältnis entsprechenden Abständen einen Ausgangsimpuls abgibt, so läßt sich auf sehr vorteilhafte Art der Zeitursprung für die nachfolgende Abtastperiode beim Auftreten eines Hilfsimpulses dadurch festlegen, daß dieser Hilfsimpuls den Zähler des Frequenzteilers in seine Anfangsstellung bringt.

Bei einem Empfänger, der einerseits wie üblich mit Ein-Knopf-Bedienung frei abgestimmt, andererseits von jeder so eingestellten Frequenz durch Einschalten einer Frequenzregelung synchronisiert werden kann, z. B. an einer hochkonstanten Quarzfrequenz, ist es wünschenswert, daß die Frequenzregelung automatisch abgeschaltet wird, wenn durch Veränderung der Abstimmung, z. B. bei Frequenzwechsel, der Haltebereich der Frequenzregelschleife überschritten wird. Für diese Aufgabe können in vorteilhafter Weise die vorbeschriebenen Hilfsimpulse herangezogen werden. Wird die Oszillatorfrequenz über die Haltebereichsgrcnze hinaus verändert, so würde dies zur Korrektur eine Regelspannung erfordern, die größer ist als die maximal zur Verfügung stehende. Es fallen also mehrere Abtastimpulse nacheinander jeweils nicht in den Zeitbereich der Sägezahnfianken, was jeweils gemäß der Erfindung zur Erzeugung eines Hilfsimpulses führt. Diese Hilfsimpulse kann man zählen, und wenn in einem vorgegebenen Zeitabschnitt eine bestimmte Mindestzahl von Hilfsimpulsen aufgetreten ist, wird der Regelkreis unterbrochen.

In besonders vorteilhafter Weise kann man mit diesen Hilfsimpulsen den Kondensator eines RC-Gliedes mit vorgegebener Zeitkenstante aufladen, dem ein Schwellwertschalter nachgeschaltet ist. Wenn die Spannung am Kondensator eine vorgegebene Schwelle überschritten hat, trennt der Schwellwertschalter den Regelkreis. Man kann die Zeitkonstante

ίο bzw. die Schwelle des Schaltkreises so festlegen, daß bei geringen Oberschreitungen des Fangbereiches, wenn also nur wenige Hilfsimpulse auftreten, die Regelschleife noch nicht abgeschaltet wird. Durch den dem Kondensator parallel zu schaltenden Widerstand ist dafür Sorge getragen, daß nach einiger Zeit die Ladung des Kondensators wieder gelöscht ist und nicht noch Hilfsimpulse, die bei einem früher vorgenommenen Frequenzwechsel in ihm gespeichert wären, bei einem nächstfolgenden Frequenzwechsel berücksichtigt werden.

Zur Erläuterung der Erfindung wird die F i g. 3 herangezogen. Der erste Abtastimpuls falle, wie im in der F i g. 2 dargestellten Beispiel, kurz vor der Rechteckimpulsflanke der abzutastenden Schwingung an. Der nächstfolgende würde dann nach einer Periodenlänge T wie im vorgenannten Beispiel wieder an einem ungünstigen Zeitabschnitt auftreten (gestrichelt eingezeichnet). Es fällt also auf die dem ersten Abtastirnpuls folgende Sägezahnflanke kein Abtastimpuls. Diese Tatsache wird gemäß der vorliegenden Erfindung registriert und unmittelbar am Ende dieses Zeitabschnitts ein Hilfsimpuls erzeugt, der gleichzeitig Zeitursprung für die. nachfolgende Abtastperiode ist. Dieser Hilfsimpuls hat die gleiche Wirkung wie ein Abtastimpuls, erzeugt also auch eine Frequenzregelgröße in Richtung niedrigerer Frequenz. Der nach einer Abtastperiode T nachfolgende Impuls fällt gemäß der Erfindung auf die nachfolgende Sägezahnflanke. Damit sind die beiden Schwingungen »eingephast« und das innerhalb einer viel kürzeren Zeit, als in dem in F i g. 2 dargestellten Beispiel.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch umkehren, indem die zu regelnde Frequenz in Form von Abtastimpulsen vorliegt und die Vergleichsfrequenz den Rechteck-/Sägezahnverlauf hat. Dann muß aber die Frequenzregelung in umgekehrter Richtung wirken, d. h., der Hilfsimpuls muß die Frequenz der abzustimmenden Schwingung erhöhen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Phasen keine vorbestimmte Lage zueinander aufPatentansprüche: weisen. Diese Ausgangsspannung wird zur Frequenzregelung derjenigen Schwingung verwendet, die

1. Verfahren zum Phasensynchronisieren der phasenstarr an die Frequenz der anderen Schwin-Frequenz einer Schwingung auf die vorgegebene 5 gung angeglichen werden soll. Man kann in den Frequenz einer impulsförmigen Vergleichsschwin- Phasenvergleichsstufen Smus- und/oder Rechteckgung, wobei die abzustimmende Schwingung ein- schwingungen miteinander vergleichen. Ein bekannseitig Sägezahnflanken aufweist, von den Impul- ies Verfahren bereitet die in der Frequenz zu sen der Vergleichsschwingung abgetastet wird regelnde Schwingung als Sagezahn auf und tastet und die abgetasteten Amplitudenwerte ein Maß io diesen Sägezahn mit kurzen Impulsen mit der Frefür die vorzunehmende Frequenznachstimmung quenz, auf die die Sägezahnschwingung abgestimmt sind, unter Verwendung einer Regelschleife, da- werden soll, ab. Der abgetastete Spannungsampüdurcfe gekennzeichn et, daß dann, wenn tudenwert ist dana ein Maß für die vorzunehmende in dem Sägezahn-Zeitabschnitt kein Abtastimpuls Frequenznachstimmung. Ein derartiges Verfahren ist aufgetreten ist, unmittelbar nach Ende dieses Zeit- 15 in der Fig. 1 skizziert. Weichen zwei nacheinander abschnitte ein Hilfsimpuls erzeugt wird, der die anfallende Abtastwerte voneinander ab, so wird ein abzustimmende Schwingung abtastet und Be- Frequenzregelsignal erzeugt, das die Sägezahnginnzeitpunkt der nächstfolgenden Abtastperiode schwingung in ihrer Frequenz so verschiebt, daß die darstellt, und daß der abgetastete Amplituden- Sägezahnschwingung in der Frequenz mit der Abwert eine Regelgröße solcher Größe erzeugt, daß ao tastschwingung wieder übereinstimmt.

durch die dadurch hervorgerufene Verschiebung Man kann die Regelsteilheit erhöhen, wenn man

der abzustimmenden Frequenz der nächstfol· die abzutastende Schwingung nicht in ihrem vollen

gende Abtastimpuls in den nachfolgenden Säge- Verlauf sägezahnförmig ausführt, sondern dieser

zahn-Zeitabschnitt fällt. mehr eine rechteckförmige Gestalt gibt mit einseiti-