DE2217967C2 - Schaltungsanordnung zur Frequenznachregelung eines freischwingenden Oszillators - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zur Frequenznachregelung eines freischwingenden Oszillators in Relaisstellen von Nachrichtenübertragungsanlagen, insbesondere Richtfunkanlagen, wobei in der Relaisstelle ein Empfänger mit der Empfangsfrequenz ίε und ein Sender mit der Sendefrequenz /5 angeordnet sind, die getrennte, um die Frequenz Af gegeneinander versetzte Oszillatoren haben.

Bei Relaisstellen von Nachrichtenanlagen wird das ankommende Signal vorgegebener Frequenz in einem Empfänger in eine Zwischenfrequenz umgesetzt, verstärkt, in eine um einen bestimmten Betrag gegen die m Empfangsfrequenz versetzte Frequenz umgesetzt und durch einen Sender abgestrahlt. Diese versetzte Frequenz 4/ist meistens durch die von CClR gegebene Empfehlungen für bestimmte Systeme und Frequenzbereiche festgelegt oder kann mit den zuständigen !Postverwaltungen vereinbart werden.

Bei Richtfunkanlagen wird für die Trägererzeugung, beispielsweise durch enge Vermaschung der Netze und die damit zusammenhängende optimale Ausnutzung des zur Verfugung stehenden Frequenzbandes eine hohe Frequenzkonstanz gefordert Diese Genauigkeit läßt sich meistens nur mit Schaltungen erreichen, die sich auf die Frequenzstabilität eines Schwingquarzes beziehen.

Für die Sende- und Empfangsoszillatoren sind heute eine Reihe von Schaltungsanordnungen üblich, die dieses ermöglichen.

Man verwendet z. B. Vervielfacherketten, die von Frequenzen zwischen 100 ... 150MHz ausgehen und das Signal in der Betriebsfrequenz durch eine möglichst verlustarme Vervielfachung erzeugen. Günstiger hinsichtlich des Aufwandes und der Rauschanforderungen sind Schaltungen, die von freischwingenden Oszillatoren bei höheren Frequenzen ausgehen (Transistoroszillatoren oder Gunnoszillatoren im GHz-Bereich), die durch Synchronisierschaltungen (Vervielfachung oder Sampling-Verfahren) in der Frequenz stabilisiert werden. Bei allen diesen Schaltungen dient als Normal wieder ein Schwingquarz.

Wenn man getrennte Oszillatoren für die sende- und empfangsseitige Umsetzung benutzt, so ist in jedem der erwähnten Fälle der Aufwand erheblich.

Aus diesem Grund und weil die Anforderungen an die absolute Frequenzgenauigkeit nur halb so groß sind, hat man schon sehr früh auf Relaisstellen von Richtfunkanlagen das sogenannte Versetzerprinzip angewendet

Da die Sende- gegenüber der Empfangsfrequenz um einen bestimmten Betrag Af unterschiedlich ist kann man beispielsweise die Empfangsfrequenz mit Hilfe des frequenzgenauen Sendeoszillators, eines Hilfsoszillators mit der Frequenz Afund eines Mischers erzeugen.

Im Ausgang der Mischstufe der Versetzeranordnung entstehen aber außer der gewünschten Frequenz fosz + Af oder foizS— Af auch noch andere Mischprodukte (jeweils das unerwünschte Seitenband, die Frequenzen foaS, 2foaS... und die Seitenbänder mit 2 Af.3 Alusw.).

Diese Mischprodukte liegen bei gegebenem Frequenzschema und festgelegter Versstzerfrequenz Af auf bestimmten Frequenzen innerhalb und außerhalb des benutzten Frequenzbandes. Da diese Mischprodukte zudem oft nicht ausreichend gedämpft werden können, ergeben sich im Richtfunksystem Störungen, die dieses Versetzerprinzip trotz sonstiger erheblicher Vorteile verbieten.

In der DE-OS 14 66 222 ist es dargestellt und beschrieben, den Oszillator eines Empfängers über einen Mischer und einen folgenden Verstärker mit einem Frequenzdiskriminator zu verbinden, der ein Steuersignal abgibt, wenn das ihm zugeführte, vom Mischer stammende Differenzsignal von dem ihm ebenfalls zugeführten, aus einer Quarzstufe angelieferten zweiten Signal abweicht. Dieses Steuersignal wird über einen Regelkreis an den Oszillator des Empfängers zu dessen Nachstinimung geführt.

Aus der DE-AS 20 34 719 ist es bekannt, für eine Frequenznachregelschaltung bei einer Sende-Empfangseinrichtung einen Mischer mit folgendem ZF-Verstärker sowie einen Frequenzdiskriminator einzusetzen.

Beide Schaltungen dienen aber nicht dazu, die Frequenz des Sender- oder Empfängeroszillators auf die um eine feste Differenzfrequenz versetzte Frequenz des Empfänger- oder Senderoszillators nachzureqeln.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die .Störfrequenzen vermeidet und den Arjfwand gegenüber Schaltungen mit

getrennten Sende- und Empfangsoszillatoren umgeht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Oszillator des Empfängers (oder Senders) über mindestens einen Mischer und ein folgendes Koppelelement mit der Oszillatorzuleitung des Senders (oder Empfängers) verbunden ist und daß der/die Mischer ein Signal mit der Differenzfrequenz Af aus der Empfangsfrequenz (e und der Sendefrequenz fs an einen Phasenoder Frequenzciiskriminator abgibt/abgeben, der ein Steuersignal bei Ablage dieses Signals mit der 1« Differenzfrequenz Af von einem aus einer Quarzstufe angelieferten zweiten Signal mit der Differenzfrequenz Af über einen Regelverstärker an den Oszillator des Empfängers (oder Senders) zur Nachstimmung abgibt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung mit Hilfe von Schaltungsbeispielen näher beschrieben. Im einzelnen sind in den Figuren dargestellt In der

F i g. 1 ein Vervielfacher nach dem herkömmlichen Prinzip, in der

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung mit einer Vervielfacheranordnung, in der

Fig.3 eine Versetzeranordnung mit Vervielfacher herkömmlicher Art, in der

Fig.4 eine Versetzeranordnung mit freischwingeridem Oszillator nach der Erfindung, und in der

Fig.5 eine Versetzeranordnung mit Vervielfacherstufen zwischen Oszillator und Empfänger bzw. Sender.

In der F i g. 1 ist eine Vervielfacherkette wiedergegeben, bei der von einem Quarzoszillator Q, der beispielsweise auf einer Frequenz von 100 MHz schwingt, ausgegangen wird. Ihm folgt eine Vervielfacherstufe VV \ mit einer Vervielfachung von π=6. In einem nachfolgenden Verstärker Kwird die 6. Oberwel-Ie verstärkt und in zwei weiteren Vervielfacherstufen VV2 und VV3 auf die Sollfrequenz /=7,2 GHz gebracht. In einem Filter F werden Störfrequenzen ausgefiltert, und in einer folgenden Richtungsleitung / wird die Vervielfacherkette mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen, um Reflexionen zu vermeiden.

In der F i g. 2 ist eine ähnliche Schaltungsanordnung aufgezeigt wie in der Fig. 1. Der Unterschied besteht darin, daß man von einem freischwingenden, über einen Phasendiskriminator Φ in Verbindung mit einem durch einen Regelkreis R nachstimmbaren Oszillator G ausgeht, der auf einer wesentlich höheren Frequenz schwingt und nur noch einer geringeren Vervielfachung W 3 (im vorliegenden Beispiel η = 3) bedarf, um auf die gewünschte Frequenz von 7,2 GHz zu kommen, v» Seine Steuerfrequenz wird von einem Quarzoszillator Q bei 100 MHz über zwei Vervielfacherstufen VVi und VVl hergeleitet.

Die F i g. 3 zeigt eine Versetzeranordnung herkömmlicher Bauart mit Vervielfachern in Kettenschaltung. Mit A ist der Empfänger bezeichnet, dessen Eingangsmischkreis M1 mit Hilfe einer verv-elfachten Quarzfrequenz fq 1 des Empfangsoszillators Q1 eine Umsetzung in das zu verstärkende Zwischenfrequenzsignal vornimmt. 6Q

Von dem Signal des Senderosziüators Q 2, welches gegenüber dem Signal des Empfängeroszillators Q\um die Frequenz Af versetzt ist, wird über ein Koppelelement ein Signal aus der Oszillatorzuleitung des Senders B abgeleitet mit der Versetzerfrequenz Af. Dieses Signal mit der Frequenz Af wird zusammen mit dem frequenzvervielfachten Signal des Empfängeroszillators Qi gemischt und das Mischprodukt dem Eingangsmischkreis M1 des Empfängers zugeführt.

Der Sendeoszillator oder der Empfangsoszillator besteht aus einem freischwingenden Oszillator. Der jeweils andere Oszillator enthält eine Frequenzvervielfacherkette.

In dem Mischer M 2 des Senders B wird das verstärkte Zwischenfrequenzsignal mit dem versetzten Oszillatorsignal gemischt Dann wird es über den Sender B ausgestrahlt

Die F i g. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Hierbei ist A der Empfänger mit seiner Eingangsfrequenz /fund dem Eingangsmischer M1, der mit seinem zweiten Eingang an den freischwingenden Oszillator G und mit seinem Ausgang an den Zwischenfrequenzverstärker ange?\:ilossen ist. Ein zweiter Ausgang des Oszillators C -st mit einem weiteren Mischer M 3 verbunden, der ein weiteres Signal an dem um die Differenzfrequenz Af versetzten Senderoszillator C der Frequenz foszS über ein Koppelglied K erhält und hieraus ein Signal der Differenzfrequenz Af bildet Dieses Signal mit der Frequenz Af wird an einem Phasendiskriminator Φ mit einem aus einem Quarzoszillator Q abgeleiteten Signal der Frequenz Af verglichen und hieraus in einem Regelverstärker R ein Steuersignal für den freischwingenden Oszillator G zu dessen Nachstimmung gebildet Das Signal der Frequenz foszS des Sendeoszülators G' gelangt über das Koppelglied K an einen Eingang des Mischers M2, an dessen anderem Eingang das Zwischenfrequenzsignal ZF liegt Am Ausgang dieses Mischers erscheint das Sendesignal mit der Frequenz fs. Die Zuführungen zu dem Mischer M 3 enthalten Richtungsleitungen / zur Entkopplung und zur Anpassung. Weitere Mischkreise Λ/4, M5, M6 können in die Eingangsleitungen und die Ausgangsleitung des Mischers Af 3 eingefügt werden. Auf diese Weise wird man von der gegebenen Versetzerfrequenz unabhängig, wenn man einen weiteren Oszillator der Aniage, dessen Frequenz ebenfalls quarzstabilisiert ist, verfügbar hat und diesen zur Bildung der Versetzerfrequenz mit heranzieht

In F i g. 5 ist eine Versetzeranordnung dargestellt, die ihrem Prinzip nach der in der Fig.4 aufgezeigten Schaltungsanordnung entspricht Bei dieser Schaltungsanordnung wird lediglich von auf niederen Frequenzen schwingenden Oszillatoren G und G' ausgegangen, wodurch auch die Versetzerfrequenz der gesamten Schaltungsanordnung geringer ist. Das Nachstimmungskriterium für den Empfängeroszillator G oder bei umgekehrter Anordnung für den SendercJ7.illator G' wird über den Mischer M3, der seine Eingangssignale über zwei Koppekiemente K 1 und K 2 erhält, an einem Phasendiskriminator Φ hergeleitet. Um die geforderte hohe Empfangs- bz.v. Sendefrequenz zu erhalten, sind in den Oszill^torzweigen Vervielfacher eingeschaltet Diese geben das vervielfachte Signal an dis ihnen zugeordneten Mischer M1 bzw. M2 ab.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Frequenznachregelung eines freischwingenden Oszillators in Relaisstellen von Nachrichtenübertragungsanlagen, insbe- ■> sondere Richtfunkanlagen, wobei in der Relaisstelle ein Empfänger mit der Empfangsfrequenz fe und ein . Sender mit der Sendefrequenz fs angeordnet sind, die getrennte, um die Frequenz Af gegeneinander versetzte Oszillatoren haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator des Empfängers (G)(oder Senders (C)) über mindestens einen Mischer (M3) und ein folgendes Koppelelement (K) mit der Oszillatorzuleitung des Senders (B) (oder Empfängers (A)) verbunden ist und daß der/die Mischer (MZ, M4, M5, M6) ein Signal mit der Differenzfrequenz Af aus der Empfangsfrequenz fe und der der Sendefrequenz fs an einen Phasen- oder Frequenzdiskriminator (Φ) abgibt/abgeben, der ein Steuersigjjai bei Ablage dieses Signals mit der Differenzfrequenz Af von einem aus einer Quarzstufe (Q) angelieferten zweiten Signal mit der Differenzfrequenz Af über einen Regelverstärker (R) an den Oszillator des Empfängers (G) (oder Senders (G')) zur Nachstimmung abgibt

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Empfangs- und Sendezweig durch Richtungsleitungen f/J entkoppelt sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (K) aus jo einem Richuoppler besteht

4. Schaltungsanordnung na h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis (R) mit Fangvorrichtung für Frequenzweitac" ige versehen ist

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorherge- a henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal mit der Differenzfrequenz Af ein Vielfaches der Zwischenfrequenz ist

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Empfänger (E, Mi) -to und seinem Oszillator (G) und/oder Sender (S. M2) und seinem Oszillator (G') Frequenzvielfacher angeordnet sind.