DE2217210A1

DE2217210A1 - Ueberlagerungsempfaenger mit digitaler anzeige der empfangsfrequenz

Info

Publication number: DE2217210A1
Application number: DE2217210A
Authority: DE
Inventors: Diethard Dr Ing Pfab
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-04-10
Filing date: 1972-04-10
Publication date: 1973-10-31
Also published as: DE2217210C3; DE2217210B2; US3885218A; GB1432222A

Description

STEMENSAKTIENGESELISCHilPT München, den 1 O- APR. 197 2

Berlin und München Wittelsbacherplatz 2

72/6560

Überlagerungsempfänger mit digitaler Anzeige der Empfangsfrequenz

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlagerungsempfänger mit digitaler Anzeige der Empfangsfrequenz, bei dem ein mehrstufiger Zähler zur Zählung der Schwingungen eines Überlagerungsoszillators unter Berücksichtigung des Frequenzversatzes seiner Überlagerungsfrequenz gegenüber der Empfangsfrequenz dient.

Bei einem bekannten Empfänger dieser Art (DT-AS 1 190 522) wird der Frequenzversatz der gezählten Überlagerungsfrequenz gegenüber der Empfangsfrequenz durch eine entsprechende Ausgangsstellung des Zählers berücksichtigt, die so gewählt ist, daß der nach Beendigung des Zählvorgangs erreichte Zählerstand unmittelbar den Wert der Empfangsfrequenz angibt. Die zur Einrichtung einer solchen Zählerausgangsstellung erforderlichen schaltungstechnischen Maßnahmen können jedoch je nach dem Wert des Frequensversatzes unter Umständen recht kompliziert sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überlagerungsempfänger der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein vorgegebener Versatz der Überlagerungsfrequenz gegenüber der Empfangsfrequenz bei der Zählung in besonders einfacher Y/eise berücksichtigt wird. Erfindungsgeraäß geschieht dies mittels einer vom Ausgang einer Zählerstufe gesteuerten Korrekturschaltung, die die nächstfolgenden Zählerstufen entweder während des Auftretens einer dem Versatz proportionalen Anzahl von Übertragsimpulsen der erstgenannten Zählerstufe mittels eines Sperrsignals sperrt oder ihnen nach dem Auftreten des ersten Übertragsimpulses eine entsprechende Anzahl von zusätzlich erzeugten Zählimpulsen eingangs-

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seitig zuführt.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt insbesondere darin, daß zur Berücksichtigung eines vorgegebenen Frequenzversatzes lediglich in die von der übrigen Empfängerschaltung trennbare Korrekturschaltung eingegriffen zu werden braucht, nicht jedoch in die eigentliche Schaltung des Frequenzzähler s. Durch eine minimale Anzahl von Verbindungsstellen zv/ischen beiden Schaltungsteilen ist die Korrekturschaltung als vorzugsweise steckbare Zusatzbaugruppe oder in integrierter Schaltungstechnik als leicht abtrennbare Teilschaltung besonders einfach zu realisieren. Das führt weiterhin zu einer leichten gegenseitigen Austauschbarkeit einzelner solcher, auf verschiedene Werte des Frequenzversatzes abgeglichener Zusatzbaugruppen oder zu einer einfachen Möglichkeit der Umschaltung zwischen ihnen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig.1 den prinzipiellen Schaltungsaufbau einer nach der Erfindung ausgebildeten Empfängerschaltung mit einer zeitweise sperrbaren Zählerstufe und

Fig.2 eine SchaltungsVariante zu Fig.1 mit einer unterschiedlichen Rückstellung und Sperrung eines Logik-Bausteins.

In Fig.1 ist ein Überlagerungsempfänger unter Weglassung der zur Erklärung der Erfindung nicht wesentlichen Teile schematisch dargestellt: Dem Empfängereingang 1 ist eine Frequenzumsetzungsstufe 2 nachgeordnet, in der das empfangene Signal bzw. Signalgemisch der Frequenz bzw. Mittenfrequenz f auf eine Zwischenfrequenz f_ZF umgesetzt wird. Die Umsetzungsstufe 2 enthält dazu einen Modulator, dem eine von einem abstimmbaren Überlagerungsoszillator 3 bereitgestellte Über-

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lagerungsfrequenz f zugeführt wird und ein ausgangsseiti-· ges Bandpaßfilter, das die Zwischenfrequenzen selektiert und die Übertragungsbandbreite für die umgesetzten Signale festlegt. Diese werden dann in einem Zwischenfrequenzverstärker 4 verstärkt und über einen Zwischenfrequenzausgang 5 | nachfolgenden, im einzelnen nicht dargestellten Schaltungsteilen zugeführt, die im Falle der Verwendung des Empfängers zu Meßzwecken beispielsweise aus einem Meßgleichrichter und irgendwelchen, insbesondere ein Zeigerinstrument 6 enthaltenden Auswerteeinrichtungen oder für Zwecke der Nachrichtenübertragung aus Demodulations- und Niederfrequenzstufen bestehen.

Zur digitalen Anzeige der jeweiligen Empfangsfrequenz f , auf die der Empfänger abgestimmt ist, werden die Schwingungen des Überlagerungsoszillators 3 in einem mehrstufigen Zähler Z1 bis Z5 gezählt, wobei das dem Wert von f entsprechende, unmittelbare Zählergebnis durch eine unter der Annahme f = f - f-,™ vorzunehmende Subtraktion eines der Zwischenfrequenz f^™ entsprechenden Betrages zunächst korrigiert wird und erst das korrigierte Erbegnis zur Anzeige gebracht wird. Eine Addition des genannten Betrages wäre für den bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 nicht vorliegenden Fall erforderlich, daß die Überlagerungsfrequenz der Bedingung f = f - f„j, genügt.

Die Ausgangsspannung des ÜberlagerungsOszillators 3 wird nach dem Durchlaufen eines Verstärkers 7 in einem Schmitt-Trigger 8 : in eine Zählimpulsreihe umgeformt und einem NAND-Gatter 9 zugeführt, das die während des Anliegens eines über die Klemme zuführbaren Torimpulses 11 auftretenden Zählimpulse an die erste Zählerstufe Z1 gelangen läßt. Deren Übertragsimpulse werden der Zählerstufe Z2 als Zählimpulse zugeführt, wobei die weiteren Zählerstufen Z3 bis Z5 entsprechend angesteuert werden. Die jeweils erreichten Zählerstände werden von Decodierstufen D1 bis D5 entschlüsselt und mittels Ausgabeleitungen A1 bis A5 und ansteuerbaren Ziffernanzeigeröhren oder dergl.

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R1 bis R5 in an sich "bekannter Weise digital angezeigt.

Legt man an die Rucksetzeingänge der Zählerstufen Z1 "bis Z3 und Z5 über die Klemme 12 jeweils eine logische "0" an, so sind diese Stufen für die Zählung vorbereitet. Gleichzeitig liegt jedoch am Rücksetzeingang 13 von Z4 eine logische "L", die diese Stufe sperrt. Die Sperrung wird erst dann aufgehoben, wenn im Verlaufe der Impulszählung von der Zählerstufe Z3 eine vorgegebene Anzahl von Übertragsimpulsen P an eine Korrekturschaltung 14 abgegeben worden ist, die darauf mit einer Änderung ihres Ausgangszustandes reagiert, welche ihrerseits am Rücksetzeingang 13 zu einer Umschaltung in den Zustand "0" und damit zu einer Entsperrung von Z4 führt. Me Anzahl der auf diese Weise nicht gezählten Übertragsimpulse P von Z3 soll dabei dem Betrag von f„p und damit dem Frequenzversatz der Überlagerungsfrequenz f gegenüber der Empfangsfrequenz f proportional sein.

Der Eingang 15 der Korrekturschaltung 14 ist mit dem Eingang einer Zählstufe 16 verbunden, deren Zählkapazität entv/eder dem gesamten Frequenzversatz f„_F oder seinem 2ⁿ-ten Teil entspricht, wobei im letzteren Pail n+1 JK-Flip-Flops in Kette nachgeschaltet sind. In Fig.1 ist davon ausgegangen, daß die Zählkapazität dem halben Frequenzversatz entspricht (n=1), daher schließen sich zwei JK-Flip-Flops 17 und 18 an, die über ihre Zähleingänge angesteuert werden, an ihren J- und K-Eingängen jeweils auf "L" gesetzt sind und somit über ihre Ausgänge Q als binäre Teiler arbeiten. Dieser zweigliedrigen binären Teilerkette werden die Übertragsimpulse von 16 zugeführt. Der Ausgang Q von 18 ist einerseits mit einem Rücksetzeingang 19 der Zählstufe 16 verbunden und andererseits mit dem Ausgang 20 der gesamten Korrekturschaltung.

Beim Anlegen einer "0" an die Klemme 12 wird über den Negator 21 eine logische "L" an den Rücksetzeingang 22 von 16

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gelegt, an die Rücksetzeingänge 23 und 24 über weitere, nicht eingezeichnete Negatoren jeweils eine Null. Da der Ausgang Q von 18 an den Rücksetzeingang 19 im Ausgangszustand ebenfalls eine "0" legt, ist die Korrekturschaltung für eine Zählung der Übertragsimpulse P von Z3 vorbereitet. !Dabei befindet sich, wie bereits beschrieben, der Ruckste11eingang 13 von Z4 im Sperrzustand "L", der über ein NAND-Gatter 25 vom Ausgang des Negators .21 und vom Ausgang 20 der Korrekturschaltung abgeleitet wird. Nach dem Einzählen einer dem Frequenzversatz f^ proportionalen Anzahl von Übertragsimpulsen P wird dann der Ausgang Q von 18 in den Zustand "L" übergeführt, der einerseits das Sperrsignal "L" über.das NAND-Gatter 25 vom Rücksetzeingang 13 abgeschaltet und andererseits den Rücksetzeingang 19 mit einem Rücksetz- und Sperrsignal belegt. Damit wird wird die Zählerstufe Z4 entsperrt und die Korrekturschaltung 14 gleichzeitig gegenüber den am Eingang 15 anliegenden Impulsen P gesperrt. Der schließlich erreichte Zählerstand wird in den Ziffernanzeigeröhren R1 bis R5 angezeigt. Nach Beendigung des Zählvorganges wird dann der Klemme 12 ein "L"-Signal zugeführt, das eine Rückstellung und Sperrung der Zählerstufen Z1 bis Z3 und Z5, der Flip-Flops 17 und 18 sowie über den Ausgang 20 auch der Zählerstufe Z4 bewirkt. Die Vorbereitung der gesamten Zählerschaltung für die nächste Zählung erfolgt dann wieder durch das Anlegen des Zustands "0" an die Klemme 12.

Für den Sonderfall, daß die Korrekturschaltung 14 innerhalb des gesamten, durch die Länge des Torimpulses 11 gegebenen Zählvorgangs nicht vollständig durchgezählt hat, ergibt sich nach der Schaltung von Fig.1 die Schwierigkeit, daß einerseits eine falsche Empfangsfrequenz f angezeigt wird und andererseits ein Rücksetzen der Zählstufe 16 nicht gewährleistet ist. Eine falsche Anzeige kann in relativ einfacher Weise dadurch vermieden werden, daß eine Helltastung der Anzeigemittel nur dann erfolgt, wenn das Sperrsignal "L" vom

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Eingang 13 abgeschaltet wird. Hierzu wird zweckraäßigerweise eine über ein NAND-Gatter von diesem Eingang abgeleitete Steuerspannung herangezogen. Zur sicheren Rücksetzung der Zählstufe 16 empfiehlt sich allerdings die SchaltungsVariante nach Pig.2. Hier wird bei sonst gleichem Schaltungsaufbau wie in Fig.1 das Rücksetz- und Sperrsignal für die Zählstufe 16 von den Ausgangssignalen des Negators 21 und des NAND-Gatters über ein weiteres NAND-Gatter 26 abgeleitet. Damit erfolgt die Rückstellung von 16 durch das gemeinsame Rückstell- und Sperrsignal "L" an der Klemme 12.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Korrekturschaltung 14 in einfacher Weise zu einer Baugruppe zusammenfaßbar ist, die insbesondere über in den Schaltungspunkten 15> 20 und 27 angeordnete Steckverbinder an die übrige Empfängerschaltung angeschlossen werden kann. Dazu kommen dann lediglich noch zwei weitere Verbindungen in den Punkten 28 und 29 für die Zuführung der Betriebspotentiale und im Falle der Ausführungsform nach Fig.2 eine Verbindung 30 für die Zuführung des Rückstellsignals an die Zählstufe 16. Die einzelnen Bauelemente der Korrekturschaltung können vor allem auch auf einer steckbaren Leiterplatte angeordnet sein oder ein leicht abtrennbarer Bestandteil einer integrierten Halbleiterschaltung sein. Von besonderer Bedeutung ist es dabei, daß beim Trennen der Korrekturschaltung von der übrigen Empfängerschaltung die Funktion der letzteren nur insoweit beeinflußt wird, als die Berücksichtigung des Frequenzversatzes f_Zp entfällt und die Überlagerungsfrequenz f_u direkt angezeigt wird.

Für die zweite Alternative der Empfängerschaltung nach der Erfindung, bei der einer oder mehreren Zahlerstufennach dem Auftreten des ersten Übertragsimpulses der vorhergehenden Zählerstufe eine dem Frequenzversatz f₇™ proportionale An-

zu— zahl von zusätzlich erzeugten Zählimpulsen geführt wird,

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ist es zweckmäßig, einen Start-Stop-Generator herkömmlicher Ausbildung eu verwenden, der vom ersten Übertragsimpuls der steuernden Zählerstufe zur Abgabe einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen veranlaßt wird»

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schaltungen oder
einzelne Teile von ihnen können in an sich bekannter Weise so abgeändert werden, daß der gewünschte Punktionsablauf auch unter Verwendung der jeweils inversen logischen Signale erhalten bleibt.

7 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Überlagerungsempfänger mit digitaler Anzeige der Empfangsfrequenz, bei dem ein mehrstufiger Zähler zur Zählung der Schwingungen eines Uberlagerungsoszillators unter Be- ; rücksichtigung des Frequenzversatzes seiner Überlagerungsfrequenz gegenüber der Empfangsfrequenz dient, gekennzeichnet durch eine vom Ausgang einer Zählerstufe (Z3) gesteuerte Korrekturschaltung (14), die die nächstfolgenden Zählerstufen (Z4), entweder während des Auftretens einer dem Versatz (f_z-p) proportionalen Anzahl von Übertragungsimpulsen (P) der erstgenannten Zählerstufe (Z3) mittels eines Sperrsignals sperrt oder ihnen nach dem Auftreten des ersten Übertragsimpulses (P) eine entsprechende Anzahl von zusätzlich erzeugten Zählimpulsen eingangsseitig zuführt.
2. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Korrekturschaltung (H) eine Zählstufe (16) mit einer insbesondere dem 2ⁿ~ten Teil (n=1,2...) des Versatzes (f_ZjJ entsprechenden Zählkapazität enthält, der mehrere Flip-Flops (17,18) in Kette nachgeschaltet sind, und daß der Q-Ausgang des letzten Flip-Flops (18) einerseits bis zu dem vollständigen Durchzählen der Korrekturschaltung (14) das Sperrsignal für die nächstfolgende Zählerstufe (Z4) liefert und andererseits nach dem vollständigen Durchzählen die Zählstufe (16) mit einem Rücksetz- und Sperrsignal beaufschlagt.
3. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß den Rücksetzeingängen der durch die Korrekturschaltung (14) nicht beeinflußten

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Zählerstufen (Z1 bis Z3,Z5) ein gemeinsames Rücksetz- und Sperrsignal als logische ¹¹L" zuführbar ist, daß dem Rücksetzeingang (13) der beeinflußten Zählerstufe (Z4) ein NAND-Gatter (25) vorgeschaltet ist, dessen erster Eingang mit dem Q-Ausgang des letzten Flip-Flops (18) verbunden ' ist und dabei vor dem vollständigen Durchzählen der Korrekturschaltung (14) eine logische "0", nach dem Durchzählen dagegen eine logische "L" zugeführt erhält, daß dessen zweitem Eingang das gemeinsame Rücksetz- und Sperrsignal über einen Negator (21) zugeführt wird, dessen Ausgang zusätzlich mit Rücksetzeingängen (22,23,24) der Zählstufe (16) und der Flip-Flops (17,18) verbunden ist, und daß gegebenenfalls die genannten logischen Signale unter entsprechender Abänderung der Schaltung durch die inversen Signale ersetzbar sind.
4. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Rücksetz- und Sp.errsignal für die Zählstufe (16) von den Ausgangssignalen des Negators (21) und des NAND-Gätters (25) über ein weiteres NAND-Gatter (26) ableitbar ist.
5. Überlagerungsempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeige des Zählerstandes im Falle der Sperrung der nächstfolgenden Zählerstufe (Z4) jeweils erst nach der Abschaltung des Sperrsignals freigegeben wird.
6. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Korrekturschaltung einen Start-Stop-Generator enthält, der von dem ersten Übertragsimpuls der steuernden Zählerstufe (Z3) zur Abgabe einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen veranlaßt wird.

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7. Überlagerungsempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Korrekturschaltung (H) zu einer für einen vorgegebenen Versatz (f_Zp) einrichtbaren, vorzugsweise auf einer leiterplatte oder -karte angeordneten und insbesondere über Steckverbindungen (15>20,27,28,29) anschaltbaren Baugruppe zusammengefaßt ist und daß bei einer Trennung derselben von der übrigen Empfängerschaltung die Punktion der letzteren nur insoweit beeinflußbar ist, als die Berücksichtigung eines Versatzes (f^n) entfällt.

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