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Schaltung zur Fre1uenzbereichseinstellung eines Senders.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Frequenzbereichseinstellung
eines durch eine Steuerspannung frequenzmoduliertaren Senders mit automatischem,
insbesondere periodischem, Frequenzablauf, bei der die Steuerstannung von einer
zwischen zwei Grenzwerten variierenden, den Zeitablauf programmierenden Spaltung
über ein Netzwerk ableitbar ist, das Mittel zur Einstellung des Variationsbereiches
der Steuerspamlung enthält.
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Eine derartige Schaltung ist aus der iT-OS 2 013 474 bekannt. Ilierbei
sind den Mitteln zur Einstellung des Variationsbereiches der Steuerseannzlg entsprechende
Frequenzanzeigemittel, z.B. Skalen, individuell zugeordnet, die bezüglich der vom
Sender tatsächlich abgegebenen Frequenzen exemplars weise geeicht werden müssen,
was relativ umständlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, daß die Frequenzbereichseinstellung vereinfacht
wird und eine größere Einstellgenauigkeit gewährleistet ist. Dies wird erflndungsgenuß
dadurch erreicht, daß die-programmierenae Spannung vom Eingang des Netzwerkes abschaltbar
und wahlweise durch eine von mehreren Hilfsgleichspannungen ersetzbar ist, die die
Grenzwerte und gegebenenfalls den Mittelwert der programmierenden Spannung nachbilden,
und daß beim Anschalten der Hilfsspannungen diesen zugeordnete Frequenzbereichsgrenzen
oder gegebenenfalls die Mittenfrequenz und der Frequenzhub durch Zählung der Senderfrequenz
ermittelbar, insbesondere digital anzeigbar, und durch Betätigung der Einstellmittel
des
Netzwerkes jeweils auf die gewünschten Werte einstellbar sind.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin;
daß die individuelle Zuordnung geeichter Anzeigemittel zu den Einstellmitteln entfällt
und die Einstellung des Frequenzbereiches aufgrund der Beobachtung der vom Sender
tatsächlich abgegebenen Frequenzen erfolgen kann, wobei sich die Genauigkeit der
Frquenzehisteliung auf die gut kontrollierbare Genauigkeit bei der Nachbildung der
Grenzwerte und des Mittelwert es der programmierenden Spannung durch die Hilfagleichapannungen
zurückführen läßt, wenn man von der leicht einzugrenzenden Unsicherheit der Frequenzzählung
absieht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger bevorzugter, teilweise
in der Zeichnung dargestelter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt-Fig.
1 ein Ausführungsbeispiel mit unabhängiger Einstellung der Frequenzbereichsgrenzen,
Fig. 2 eine zweckmäßige Detailschaltung hierzu, Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel
mit unabhängiger Binstellung der Mittenfrequenz und des Frequenzhubes und Fig. 4
einen weiteren Anwendungsfall für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Die Schaltung
nach Fig. 1 weist einen frequenzmodulierbaren Sender 1 auf, der eine frequenzbestiinmende
Steuerspannung Ust über einen Frequenzsteuereingang 2 zugeführt erhält. Ust wird
in der gezeichneten Stellung des Umschalters 5 von einer programmierenden Spannung
Up, die in einem Generator 3 erzeugt wird, über ein etzerk 4 abgeleitet. Die vorgegebene
Zeitabhängigkeit von Up bestimmt dabei einen automatischen Frequenzablauf des Senders
1, der insbesondere auch periodisch
sein kann (Wobbelbetrieb) .
Aus der Vielzahl von möglichen Spannungsformen für U ist in Fig. 1 eine Dreieckspannung
herausgegriffen, die unsymmetrisch ist und sw schen den Grenzwerten Urin und Umax
schwankt.' Daneben wäre je doch auch jede andere Spannungsform denkbar, die zwischen
den genannten Grenzwerten variiert.
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Das Netzwerk 4 enthält Mittel zur Einstellung des Varintionsbereiches
der abgeleiteten Steuerspannung Ust , hierzu dienen in an sich bekannter Weise zwei
schematisch dargestellte Poteniometer 6 und 7, denen U gemeinsam zugeführt wird.
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Jedes der Potentiometer ist in einen eigenen Stromkreis mit einer
solchen Potentialverteilung eingefügt, daß sein Bußpunkt gegenüber dem Bezugspotential
der Spalmung Up einen vorgegebenen Spannungswert einhält. Dieser Spannungswert ist
für das Potentiometer 6 gleich dem Wert von Umin , für das Potentiometer 7 gleich
dem Wert von Umax . Damit wird erreicht, daß beim Auftreten von Up = Umin die Klemmenspannung
von 6 zu Null wird, sodaß die untere Grenze des Variationsbereiches von Ust und
damit die untere Frequenzbereichsgrenze fmin des Senders 1 infolge der Unwirksamkeit
des Potentiometers 6 nur von der Einstellung des Potentiometers 7 abhängt. Beim
Auftreten von Up = Umax wird andererseits die Klemmenspannung von 7 zu Null, sodaß
das Potentiometer 7 unwirksam ist und die obere Grenze des Variationsbereiches von
Ust und damit die obere Frequenzbereichsgrenze fmax lediglich von der Einstellung
des Potentiometers 6 abhängt.
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Die an den Potentiometern 6 und 7 abgreifbaren Spannungen U1 und U2
werden einer differenzbildenden Stufe 8 zugeführt, die die Steuerspannung Ust abgibt.
Dabei muß jedoch im allgemeinen noch eine Gleichspannungskomponeiite hinzugefügt
werden, die eine Anpassung der Differenzspannung aus U2 und U1 an den Arbeitspunkt
der frequenzbestimmenden Schaltungselemente von 1 bewirkt.
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Die Einstellung der Frequenzbereichsgrenzen mi und fmax erfolgt bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 in der Weise, daß Up mittels des Umschalters
5 vom Eingang des Netzwerkes 4 abgeschaltet und wahlweise durch eine von zwei tSilfsgleichspannungen
ersetzt wird, die von Spannungsquellen 9 und 10 geliefert werden und den Grenzwerten
Umin und U größenmäßig möglichst genau entsprechen. Beim Anschalten der den Wert
von Umin nachbildenden Hilfsgleichspannung wiro die untere Frequenzbe:ceichsgrenze
rmin mittels des Potentiometers 7 unabhängig eingestellt, beim Itnschalten der den
Wert von Umax nachbildenden Hilfsgleichspannung die obere Fre-2uenzbereichsgrenze
fmax mittels des Potentiometers 6 Dazu wird vorzugsweise ein Frequenzzähler 11 an
den Ausgang 12 des Senders 1 geschaltet, der die tatsächlich abgegebenen Frequenzen
digital ermittelt und insbesondere anzeigt und somit eine genaue Einstellung von
fmin und fmai auch ohne die Anwendung von den Potentiometern individuell zugeordneten
und geeichten Fre2quenzanzeigemitteln erlaubt. Anstelle des Frequenzzählers 11 kann
u.U. auch ein Diskriminator benutzt werden, der ein der gemessenen Frequenz entsprechendes,
analoges oder digitales Signal liefert, das gegebenenfalls einer Anzeigevorrichtung
zugeführt wird.
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Fig.2 zeigt eine zweckmäßige schaltungstechnische Durchbildung des
Netzwerkes 4 v Hierbei ist der eingangsseitige verzweigungapunkt 13 mit den ersten
Klemmen der beiden Potentiometer 6 und 7 verbunden, deren Fußpunkte 14 und 15 jeweils
den Teilungspunkten zweier Spannungsteiler 16, 17, und 18, 19 entsprechen, die zwischen
Betriebspotentiale U31 und UB2 geschaltet sind. Wie bereits in Fig.1 scheratisch
angedeutet ist, werden die Potentiale der Fußpunkte 14 und 15 so gewählt, daß sich
gegenüber dem Bezugs potential von Up also z.B. gegenüber UB2 , Spannungen erge'en,
die den Grenzwerten Umin und Umox gleichkommen.
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Zur getrennten Einstellung der Mittenfrequenz fm und des Frequenzhubes
+Af oder -Af des Prequenzberelches von 1 kann das Ausführungsbeispiel nach Fig.3
mit besonderem Vorteil herangezogen werden. Der Unterschied gegenüber Fig.1 besteht
nur darin, daß das Potentiometer 7 mit einer anderen Fußpunktspannung versehen ist,
daß die Anspeisung beider Potentiometer 6, 7 durch die programmierende Spannung
Up und die Hilfsgleichspannungen in anderer Weise erfolgt und daß die letzteren
durch eine weitere Hilfsgleichspannung ergänzt werden, die den IJittelwert Um der
programmierenden Spannung Up nachbildet und beispielsweise von einer Spannung quelle
20 erzeugt wird. Im einzelnen ist der Fußpunkt des Potentiometer 6 entsprechend
Fig.1 mit einer auf das Bezugspotential von Up bezogenen Spannung der Größe Umin
beschaltet, während der Fußpunkt von 7 gegenüber dem gleichen Bezugspotential eine
Spannung der Größe Um aufweist. Der Umschalter 5 ist mit zwei Kontaktebenen 5a und
5b ausgeführt, die in der gez eichneten Uchaltstellung I die Hilfsgleichspannung
der Größe Umax an das Potentiometer 6 und die programmierende Spannung Up an das
Potentiometer 7 legen, wodurch der programmierte Frequenzablauf gewahrleistet; wird.
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Die Einstellung der Mittenfrequenz fm von 1 erfolgt in d-r Schaltstellung
II, in der dem Potentiometer 7 anstelle der Spsnnung Up die deren Mittelwwet Um
nachbildende Hilfsgleichspan-nung zugeführt wird. Hierdurch ergibt sich an 7 die
Klemmenspannung Null und das Potentiometer 6 kann zur unabhängigen -Einstellung
der Mittenfrequenz fm benutzt werden, die mittels des Frequenzzählers 11 (oder eines
Frequenzdiskriininators) kontrolliert und insbesondere angezeigt wird.
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In der Schaltstellung III wird dem Potentiometer 6 die Hilfsgleichspannung
der Größe Umin zugeführt, sodaß sich seine Klemmenspannung auf Null reduziert, und
das Potentiometer
7 mit derselben Hilfsgleichspannung beaufschlagt,
womit sich an diesem eine unabhängige Einstellung des negativen Frequenzhubes -Af
vornehmen läßt. Der Frequenzzähler 11 zeigt auch diesen Hub direkt an. SChließliCh
kann noch eine Schaltstelllng IV vorgesehen sein, die sich von III dadurch unterscheidet,
daß dem Potentiometer 7 die den anderen Grenzwert Umax von Up nachbildende Hilfgleichspannung
zugeführt wird. In diesem Fall kann in analoger Weise der positive Frequenzhub +#f
an 7 eingestellt uiid an ii abgelesen werden.
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Fig.4 zeigt einen weiteren Anwendungsfall der Schaltung nach Fig.
1 . Dabei wird lediglich eine der beiden Hilfsgleichspannungen, z.B. die Umin nachbildende,
an den Eingang 13 des Netzwerkes 4 gelegt und das wirksam geschaltete Potentiometer,
z.B. 7, zur Frequenzeinstellung des (unmodulierten) Senders 1 verwendet Die jeweils
eingestellte Frequenz wird am Frequenzzähler 11 angezeigt. Analog hierzu ist ein
we3-terer Anwendunrrsfall der Schaltung nach Fig. 3 zu denken, bei dem die Frequenzeinstellung
des (unmodulierten) Senders 1 in Schaltstellung II mittels des Potentiometers 6
vorgenommen wird.
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Die genaue Übereinstimmung der Hilfsgleichspannungen mit den Grenzwerten
Umin und Umax von Up kann in an sich bekannter Weise dadurch erreicht werden, daß
die Hilfsgleichspannungen den Up erzeugenden Generator als Bezugsspannungen e,ngegeben
werden, die im Wege des Spannungsvergleichs mit der Generatorspannung bei Spannungsgleichheit
eine Umschaltung von der ansteigenden Generatorspannungsflanke auf die abfallende
und umgekehrt bewirken. Die dem Mittelwert Um entsprechend Hilfsgleichspannung kann
dann au den Umin und Urax angebenden Hilfsgleichspannungen abgeleitet werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Ausführungsbeispielen
als
Dreieckspannung dargestellte Kurvenform von Up beschränkt, sondern kann in gleicher
Weise auf andere Kurvenformen angewendet werden, die zwischen den angegebenen Grenzwerten
U und U verlaufen.
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Reben einer anhand der angezeigten Frequenzmeßwerte kontrollierten
Handeinstellung der Potentiometer 6 und 7 ist selbstvcrständlich auch eine automatische
Einstellung derselben möglich. Dabei wird der Frequenzmeßeinrichtung (Zähler 11
bzw. Diskrininator) ein digitaler oder analoger Vergleicher zugeordnet, dem der
Sollwert der jeweils betrachteten Frequenzgrenze fmin , fmax bzw. der Mittenfrequenz
fm eingegeben wird. Der Vergkeucher bildet dann aus der Ablage des Istwertes ein
Korrektursignal, das zur Einstellung bzw, Nachstellung des jeweils wirksam geschalteten,
entsprechend steuerbar ausgebildeten Potentiometers dient.
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6 P a t e n t a n s p r ü c h e 4 Figuren