DE2305847B2 - Anordnung zum erzeugen einer beliebigen frequenz aus einer anzahl in einem breiten frequenzband liegender diskreter frequenzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erzeugen einer beliebigen Frequenz aus einer Anzahl in einem breiten Frequenzband liegender diskreter Frequenzen mit einem spannungsgesteuerten, in seiner Abstimmfrequenz über den ganzen Abstimmbereich veränderbaren Oszillator, einem an den Ausgang des Oszillators angeschlossenen und entsprechend der gewünschten Frequenz einstellbaren Frequenzwandler, einer Bezugsfrequenzquelle, einer an einen Steuereingang des Oszillators angeschlossenen Grobabstimman Ordnung, die in Abhängigkeit von der Stellung eines Zweistellungenschalters, der bei Änderung der Einstellung des Frequenzwandlers umgeschaltet wird. ?ine dem Richtungssinn der durch die Einstellung herbeigeführten Frequenzänderung entsprechende, schrittweise zu- bzw. abnehmende Steuerspannung liefert, mit einem Frequenzdiskriminator, der bei einem Frequenzunterschied zwischen der Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers und der von der Bezugsfrequenzquelle gelieferten Bezugsfrequenz ein von diesem Unterschied abhängiges Ausgangssignal liefert, das als Einschaltsignal der Grobabstimmanordnung zugeführt, diese einschaltet, sowie mit einer Feinabstimmanordnung in Form einer Phasenvergleichsanordnung zum Erzeugen einer vom Phasenunterschied zwischen der Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers und der Bezugsfrequenz abhängigen Regelspannung, die nach Zuführung an den Steuereingang des Oszillators diesen auf der gewünschten Frequenz verriegelt.

Eine Anordnung der obengenannten Art ist zum Beispiel bekannt durch die USA.-Patentschrift 36 11175. Für bestimmte Anwendungsbereiche, beispielsweise in Simplexnachrichtensystemen, die eine sehr schnelle Änderung der Abstimmung des Oszillators erfordern, stellt es sich heraus, daß diese bekannten Anordnungen nicht gut verwendbar sind. Zur Verwirklichung einer schnellen Änderung der Abstimmung ist es nämlich notwendig, daß durch die Grobabstimmanordnung des Oszillators die Abstimmung sehr schnell geändert werden kann, um die Oszillatorausgangsfrequenz schnell in den Fangbereich der für die Feinabstimmung bestimmten Phasenvergleichsanordnung zu bringen. Für ein gutes Funktionieren der Phasenvergleichsanordnung ist es jedoch notwendig, daß die Oszillatorfrequenz verhältnismäßig langsam durch den Fangbereich geht, da sonst keine ausreichende Regelspannung aufgebaut werden kann, um die gewünschte Verriegelung erfolgen zu lassen.

Die obengenannten einander wiedersprechenden Anforderungen gehen außerdem mit der Schwierigkeit einher, daß zum schnellen Realisieren einer großen Abstimmänderung verhältnismäßig große Spannungsänderungen notwendig sind, die Streuerscheinungen verursachen, die, da sie verhäknismäßig langsam verschwinden, das Wirksamwerden der Feinabstimmregelung verzögern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die obengenannten Schwierigkeiten weitgehend vermeidet und die schnelle Abstimmänderungen ermöglicht bei einer genauen Verriegelung auf der gewünschten Frequenz.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist dazu das Kennzeichen auf, daß weiter eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die im Ruhezustand den Ausgang des Frequenzwandlers mit dem Eingang der Phasenvergleichsanordnung verbindet und zugleich den Ausgang des Frequenzdiskriminators an einen Eingang der Grobabstimmanordnung anschließt, und daß diese Schaltungsanordnung eine Zeitschaltung enthält und von den dieser Zeitschaltung zugeführten Ausgangsimpulsen des Frequenzdiskriminaiors aus dem Ruhezustand in den Arbeitszustand gebracht wird, in dem die Zeitschaltung bewirkt, daß die Schaltungsanordnung nacheinander eine erste und eine zweite Schaltstellung einnimmt, bei deren erster Schaltstellung sie die genannte Verbindung zwischen dem Frequenzwandler und der Phasenvergleichsanordnung unterbricht und bei deren zweiter Schaltstellung sie die letztgenannte Verbindung wiederherstellt und die Verbindung /wischen dem Frequenzdiskriminator und der Grobabstimmanordnung unterbricht und danach automatisch in den Ruhezustand zurückkehrt.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine besonders schnelle Abstimmregelung erhalten und zwar dadurch, daß die mit einer Zeitschaltung versehene Schaltungsanordnung das Auftreten von parasitären Übergangserscheinungen vermeidet.

Vollständigkeitshalber kann an dieser Stelle noch auf die Deutsche Offenlegungsschrift 19 51 767 hingewiesen werden, woraus es bekannt ist, bei einem Frequenzerzeugungsgerät von zwei Regelungsschleifen je nach Bedarf eine mit der übrigen Schaltung zu verbinden, während die andere Schleife abgeschaltet wird. Von einer zeitbedingten Ein- oder Abschaltung ist dabei aber nicht die Rede.

Eine zeitbedingte Umschaltung zwischen zwei Schleifen anderer Art ist an sich bekannt durch die Deutsche Patentschrift 15 16 837. Die zeitbedingte Umschaltung ist dabei jedoch periodisch.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 das Schaltbild einer bekannten Anordnung der eingangs erwähnten Art,

F i g. 2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform der Grobabstimmanordnung, wobei der an diese Grobabstimmanordnung angeschlossene spannungsgesteuerte Oszillator mil Hilfe eines Wahlschalters auf jeweilige Abstimmteilbereiche umschaltbar ist,

Fig.4 die Spannungs-Frequenzdiägramme eines in drei verschiedene Teilbereiche umschaltbaren spannungsgesleuerten Oszillators,

Fig. 5 eine Darstellung der sich schrittweise ändernden Ausgangsspannung, die einem Vorwärts-Rückwärlszähler entnommen wird, der einen Teil der Grobabstimmanordnung bildet,

F i g. 6 eine weitere Darstellung einer sich schrittweise ändernden Ausgangsspannung,

F; i g. 7 eine Darstellung einer möglichen Ausführungsform des in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendeten Frequenzdiskriminators,

Fig.8 eine Anzahl Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Diskriminators nach F i g. 7, und .,•■•.Fig.9 eine Darstellung der Durchlaßkurve des -^; Diskriminators.

Der Zwcistellungenscliialter 12 ist bei der dargestellten Ausführungsform beispielsweise mil einem Sencle-Empfangsschalter einer Sende-Empfangsanordnung für Simplexverkehr gekoppelt. Die Bedienung des Zweistellungcnschalters 12 ändert gleichzeitig die Einstellung der an dem Frequenzteiler 3 angeschlossenen

irs. Einstellvorrichtung 4 und verursacht zugleich, daß die

in Fig. 1 ist 1 ein spannungsgesteuerter Oszillator, Quelle 13 eineSpannung liefert, die abhängig von der dessen Ausgangssignal einerseits einem Ausgang 2 und Stellung des Schalters 12 entweder über die Leitung 14 andererseits einem Frequenzwandler 3 zugeführt wird, io oder über die Leitung 15 der bistabilen Schaltung 16 der bei dieser bekannten Anordnung durch einen geführt wird, die einen Teil der Grobabstimmanordnung Frequenzteiler gebildet wird, dessen Teilungsverhältnis 9 bildet. Die genannte Grobabstimmanordnung 9 mit Hilfe einer Einstellvorrichtung 4 einstellbar ist. Die enthält bei der dargestellten Ausführungsform einen Frequenz des Ausgangssignals des Frequenzteilers ist Vorwärts-Rückwärtszähle-17, dem die Ausgangsimpuldurch die eingestellte Teilungszahl des Teilers und die 15 se des Diskriminators Il zugeführt werden und der in

Frequenz des Oszillatorausgangssignals bestimmt. Die ^J~~^λ/ ""- -λ»-!" λ»- Dn^maricrichnino 7ähli und

in Fig. 1 dargestellte Anordnung umfaßt weiter eine Grobabstimmanordnung 9, die eine in der Zeit sich ändernde Ausgangsspannung liefert, die über die Leitung 10 einem Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators 1 zugeführt, die Oszillatorabstimmung über den ganzen Abstimmbereich variieren kann. Diese Grobabstimmanordnung 9 liefert jedoch nur dann eine sich ändernde Ausgangsspannung, wenn ein Frequenz-

der Vorwärts- oder in der Rückwärtsrichtung zählt und zwar je nachdem sich die bistabile Schaltung 16 in der einen oder in der anderen Gleichgewichtslage befindet. An den Zähler 17 ist ein Digital-Analog-Umsetzer 18 angeschlossen, der eine vom Zählerinhalt abhängige und infolgedessen schrittweise zu- oder abnehmende Steuerspannung liefert, die über die Leitung 10 einem Steuereingang des Oszillators 1 zugeführt wird.

„„„ , _ __, Die genannte Schaltungsanordnung 19 enthält bei der

diskriminator 11 einen Frequenzunterschied feststellt 25 dargestellten Ausführungsform die genannte Zeitschalzwischen der Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers lung, die durch zwei monostabile Schaltungen 21 und 22. und piner durch eine Bezugsquelle 8 gelieferten ein im Ruhezustand der Schaltungsanordnung geolfne-Bezu sfrequenz ^{tes UND}"^{Tor 20 und} ?wei Negatoren 25 und 27 sowie

"v/eiter ist die Anordnung mit einer Feinabstimman- zwei UND-Tore 23 und 24. deren Ausgänge an ein Ordnung in Form einer Phasenvergleichsanordnung 30 gemeinsames ODER-Tor 26 angeschlossen sind, gebilzum Erzeugen einer vom Phasenunterschied zwischen det wird.

■ - " ^{J J}— Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung 19 ist

wie folgt: Wenn die Oszillatorausgangsfrequenz durch die Phasenregelschleife auf der gewünschten Frequenz

LeitungTeinern Steuereingang des Oszillators züge- 35 verriegelt ist. liefert der Frequenzdiskriminator 11 keine führt wird und die die Osziilatorausgangsirequenz auf Ausgangsimpulse, was bedeutet, daß das an den

der Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers und der durch die Bezugsquelle 8 gelieferten Bezugsfrequenz abhängigen Regelspannung versehen, die über die

Ausgang des Frequenzdiskriminators angeschlossene UND-Tor 20 an einem seiner Eingänge ein logisches O-Signai empfängt und folglich keim Impuls am Eingang, der monostabilen Schaltung 21 aultritt, die daher im stabilen Ruhezustand bleibt. An einem der Eingänge tritt dann ein logisches O-Signal auf. das. dem Eingang der anderen monostabilen Schaltung 22 zugeführt, bewerkstelligt, daß diese sich ebenfalls im stabilen Ruhezustand befindet, wobei an einem der Ausgänge ein logisches 1-Signal auftritt, das dem zweiten Signal des UN D-Tores 20 zugeführt wird. Das am Ausgang der monostabilen Schaltung 21 auftretende logische O-Signal wird einerseits dem UND-Tor 23 zugeführt, um

der gewünschten Frequenz verriegelt.

Nach Fig. 2, bei der die der Fig. 1 entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen angedeutet sind, ist die Grobabstimmanordnung 9 zum Liefern einer Steuerspannung eingerichtet, die in der Zeit schrittweise au- oder abnimmt, und zwar abhängig von der Stellung eines Zweistellungenschalters 12, der bei Änderung der Einstellung des Frequenzwandlers 3 in die eine oder in die andere Stellung gesetzt wird, und zwar entsprechend dem Richtungssinn der Frequenzänderung, die durch die Einstellung herbeigeführt wird, während die Anordnung weiter eine mit einer Zeitschaltung 21, versehene Schaltungsanordnung 19 enthält, die im

Ruhezustand den Ausgang des Frequenzwandlers 3 mit 50 dieses geschlossen zu halten und andererseits dem einem Eingang der Phasenvergleichsanordnung 5 anderen UND-Tor 24. und zwar über einen Negator 25. verbindet und den Ausgang des Frequenzdiskriminators
11 an einen Eingang der genannten Grobabstimmanordnung 9 anschließt. Diese Schaltungsanordnung 19
wird von den der Zeitschaltung 21, 22 zugeführten 55
Ausgangsimpulsen des Frequenzdiskriminators 11 aus
dem Ruhezustand in den Arbeitszustand gebracht, in
dem die Zeitschaltung 21, 22 bewirkt daß die
Schaltungsanordnung 19 nacheinander eine erste und
eine zweite Schaltstellung einnimmt, bei deren erster 60 17 und andererseits dem Eingang der monostabilen Schaltstellung sie die genannte Verbindung zwischen Schaltung 21 zugeführt werden wobei beispielsweise dem Frequenzwandler 3 und der Phasenvergleichsan- die negative Flanke eines derartige Impulses diese Ordnung 5 unterbricht und bei deren zweiter Schaltstel- Schaltung in den nicht stabilen Zustand bnn<n Das lung sie die letztgenannte Verbindung wiederherstellt Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 2°l wird und die Verbindung zwischen dem Frequenzdiskrimina- 65 dann ein logisches 1-Signal; diese Umwandlung hat tor 11 und der Grobabstimmanordnung 9 unterbricht jedoch keinen Einfluß auf die monostabile Schaltung 22; und danach automatisch in den Ruhezusland zurück- dieses Signal wird weiter einerseits unmittelbar dem ^Vphr1 UND-Tor 23 zugeführt, wodurch die am Ausgang der

so daß die am Ausgang des Frequenzteilers 3 auftretenden Impulse der Phasenvergleichsanordnung 5 über das UND-Tor 24 und das ODER-Tor 26 zugeführt werden

Sobald die Osinllatorabstimmfrequenz nicht mehr der gewünschten Frequenz entspricht, liefert der Frequenzdiskriminator 11 Ausgangsimpulse, die über das UND-Tor 20 einerseits dem Vorwärts-Rückwärtszähler

(ο

Bezugsquelle auftretenden Impulse über den Negator 25 und die: Tore 23 uiici 26 der Phasenvergleichsanordnung 5 zugeführt werden, um diese unwirksam zu - machen und andererseits über den Negator 25 dem Tor 24, um au Wiese Weise die Verbindung zwischen dem Ausgang des Frequenzteilers 3 und dem Eingang der Phasenvei;gleichsanoi^;clnung5 zu unterbrechen.
'. Auf diese Weise wtird während des Arbeitszustandes der Schaltungsanordnung nur die Ausgangsspannung der Grob abstimmanordnung einem Steueremgang des spannungsgesteuerten Oszillators zugeführt und diese Grobabstimmung wi'd auf keinerlei Weise durch die Phasenregelschleife beeinflußt. Die Dauer des während dieses Arbeitszustandes der Schaltungsanordnung auftretenden ersten Sch.iitzustandes ist durch die monostabile Schaltung 21 bestimmt.

Nach gewisser Zeit kehrt die monostabile Schaltung 21 von selbst in den stabilen Zustand zurück und an ihrem Ausgang tritt ein logisches O-Signal auf. was bewerkstelligt daß die monostabile Schaltung 22 in den nicht stabilen Zustand gebracht wird, wodurch ein logisches O-Signal am UND-Tor 20 auftritt und folglich die Verbindung zwischen dem Diskriminator 11 und dem Eingang der Grobabstimmanordnung 9 unterbrochen wird.

Das logische O-Signal. das am Ausgang der monostabilen Schaltung 21 Auftritt stellt zugleich die Verbindung zwischen dem Ausgang des Frequenzteilers 3 und dem Eingang der Ph.nenvergleichsanordnung 5 wieder her. so daß die Feirabstimmung wirksam wird: dabei können Übergangserscheinungen in Form vom parasitären Spannungen auftreten, die durch den Frequenzdiskriminator 11 als auftretender Frequenzunterschied betrachtet werden i.nd die zur Folge haben, daß der Diskriminator Ausgangsimpulse liefert die jedoch nicht dem Eingang der Gmbabstimmanordnung 9 zugeführt werden, da die Verbindung mit dem Eingang der Grobabstimmanordriung unterbrochen ist. Dadurch wird vermieden, daß. das Funktionieren des Frequenzdiskriminators 11 die Feinabstimmung beeinflußt und diese verzögert.

Wenn die monostabile Schaltung 22 aus sich selbst in den stabilen Zustand zurückkehrt wird die Schaltung danach automatisch in den Ruhezustand zurückgebracht. Die Zeitkonstanten der zwei monostabilen Schaltungen 21 und 22 müssen derart gewählt werden, daß die Zeit in der sie sich im nichtstabilen Zustand be^finden. mögüchM kurz ist. Für die monostabile Schaltung 22 ist dice Zeitdauer durch die Zeit welche die Phasenvergleich !-.anordnung erfordert, um eine Regelgleichspannung aufzubauen, bestimmt und diese Zeit ist nur kurz., da die den Eingängen der Phasenv.;rgleichsanordnung /ugeiührten Signale durch die Grobeinstellanortlnung in der Frequenz praktisch gleichgemacht sind. Die Zcilkonsiante der monostabi Ιεη Schaltung 21 ist durch die maximale Zeit welche die Grobeinstellanordniing 9 benötigt gegeben und diese Zeitdauer liegt beispielsweise in der Größenordnung von 10 Millisekunden. Insbesondere wird die Zcitkon stante der monostabilcn Schaltung 21 derart gewählt daß die Zeit in der diese Schaltung sich im nichtstabilen Zustand befindet, etwas langer isi als die Zeit, die maximal zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aus gangsimpulsen des frcquen/dihknminaiors auftritt so daß die monostabil« Schaltung 21 jeweils bei F.mpfang eines derartigen Ausgangwmpulscs im nichtstabilcn Zustand bleibt. Auf diese Weise wird erreicht daß die schneller wirksiim wird, wenn die gewünschte Frequenz.in der Nähe der Augenblicksfrequenz liegt als im Falle, daß die gewünschte Frequenz und die Augenblicksfrequenz einen großen Unterschied aufweisen.

Die obenstehend beschriebene, mit einer Zeitschaltung versehene Schaltungsanordnung 19 vermeidet daher, daß die über die Leitungen 7 und 10 den Steuereingängen des spannungsgesteuerten Oszillators zugeführten Spannungen einander entgegenwirken,

to wenn man die Frequenz ändert. In Fig.3 ist eine Abwandlung der Erfindung dargestellt, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator 1 umschaltbar ist d. h, der Abstimmbereich des Oszillators umschaltbar ist. so daß in aufeinanderfolgenden Teilbereichen liegende Frequenzen geliefert werden können. Dazu kann der Oszillator für jeden Teilbereich mit einem einzeln abstimmbaren Kreis oder auch mit mehreren Teiloszillatoren versehen sein.

Die der F i g. 2 entsprechenden Teile sind in F i g. 3 mit denselben Bezugszeichen angedeutet. Die in Fig. 3 dargestellte Ancrdnung unterscheidet sich darin von der nach Fig. Λ daß die Grobabstimmanordnung 9 wegen der unterschiedlichen Abstimm-Teilbereiche des spannungsgesteuerten Oszillators anders ausgebildet ist. Der Oszillator ist in die unterschiedlichen Teilbereiche mittels eines Umschaltsignals umschaltbar, das ihm über die Leitung 28 zugeführt wird. Dieses Umschaltsignal wird dem Digital-Analog-Umsetzer 29 entnommen, der an die Ausgänge eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30 angeschlossen ist: die aufeinanderfolgenden Stellungen des Zählers 30 verursachen die Umschaltung in aufeinanderfolgende Teilbereiche des üpannungsgesteuerten Oszillators 1. In Fig.4 sind zur Erläuterung die Spannungs-Frequenzkennlinien eines Oszillators dargestellt, der drei Teilbereiche aufweist. Auf der vertikalen Achse sind die Frequenzen aufgetragen, beispielsweise in MHz. wahrend auf der horizontalen Achse die Spannung angegeben ist. Die erste Stellung des Zählers 30 schaltet den ersten Teilbereich ein. dessen Spannungs-Frequenzkennlinie durch die Kurve 01 angedeutet ist, fur den zweiten Teilbereich ist die zugehörige Spannungs-Frequenzkuive durch 02 bezeichnet und fm den dritten Teilbereich durch 03. Der Zähler 30 zähl) vorwärts oder rückwärts, abhängig von den Impulsen die an den Leitungen 14 und 15 erscheinen und die dei bistabilen Schaltung 31 zugeführt werden, ebenso wie dies für den Vorwärts-Rückwärtszähler 17 der Fall ist Die in F1 g. 3 dargestellte Grobabstimmanordnung 9 is weiter mit zwei Dekodieranordnungen 32, 35 versehen die an Ausgänge des Vorwärts- Rückwärtszählers i: angeschlossen sind und wobei die Dekodieranordnunj 32 die maximale Zählstellung und die Dekodieranord nung 35 die minimale Zählstellung dekodiert. Di( Grobabstimmanordnung 9 enthält außerdem noch dre ODER-Tore 33, 34 und 36. die auf die in den Figurei angegebene Art und Weise in die Schaltung aufgenom men sind.

Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellte! Grobabstimmanordnung ist wie folgt: wenn ein Impul an der Leitung 14 erscheint werden die Zähler 17 und 31 in die Vorwärts-Zählstellung gebracht und der Zähler 1! zählt die Ausgangsimpulse des Frequenzdiskriminator: während der Zähler 30 bereitsteht die Impulse, die ai seinem Eingang erscheinen, zu zählen. Dabei win

(* vorausgesetzt daß der Zähler 30 in der minimale! Zählstellung steht d. h_ daß der Teilbereich eingeschal let ist der der in Fig.4 durch 01 bezeichnete Spannungs Frequenzkurve entspricht

ίο

Wenn der Zähler U seine maximale Zählstellung erreicht, wird dies durch den Dekoder 32 detektiert, der dann einen Ausgangsimpuls liefert, der dem Zähler 30 zugeführt wird und zwar über das ODER-Tor 33. Die Zählerstellung des Zählers 30 nimmt dann um eine Einheit zu, wodurch der nachfolgende Teilbereich, der der in Fig.4 dargestellten Spannungs-Frequenzkurve \02 entspricht, eingeschaltet wird. Der Ausgangsimpuls der Dekodieranordnung 32 wird auch über das ODER-Tor 34 den bistabilen Schaltungen 16 zugeführt, mit der Folge, daß der Zähler 17 in die Rückwärts-Zählstellung gebracht wird. Wenn der Zähler 17 infolge der ihm zugeführten Ausgangsimpulse vom Frequenzdiskri· minator seine minimale Zählstellung erreicht, wird dies, durch die Dekodieranordnung 35 dekodiert, die dann einen Ausgangsimpuls liefert, der aufs neue den Inhalt des Zählers 30 um eine Einheit vergrößert, wodurch auf den folgenden Teilbereich, der der in F i g. 4 dargestellten Spannungs-Frequenzkurve 03 entspricht, umgeschaltet wird; zugleich wird dieser Ausgangsimpuls von der Dekodieranordnung 35 über das ODER-Tor 36 dein Zähler 17 zugeführt, der dadurch wieder in die Vorwärts-Zählstellung gebracht wird.

Der obenstehend beschriebene Prozeß wiederholt sich, bis der Frequenzdiskriminator 11 keine Ausgangsimpulse mehr liefert. Es sei bemerkt, daß bei diesem Prozeß der Inhalt des Zählers 17 jeweils nur um eine Einheit zunimmt, was bedeutet, daß die Spannungsänderung der schrittweise zu- oder abnehmenden Spannung an der Leitung 10 pro Schritt relativ gering ist, so daß eine große Spannungsänderung, die nur langsam verschwindende Übergangserscheinungen verursacht, völlig vermieden werden.

Betrachtet wird nun die Wirkungsweise der Grobabstimmanordnung für den Fall, daß der spannungsgesteuerte Oszillator zwei Frequenzen liefern können muß. und /war abhängig von der Stellung eines Sende-Empfangsschalters einer Simplex-Sende-Empfangsanordnung. Zunächst wird dabei vorausgesetzt, daß diese zwei Frequenzen in ein und demselben Abstimm-Teilbereich hegen, und zwar entsprechend der Spannungs-Frequen/kurve 01. Dann ist die nachfolgende Erläuterung auch auf die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform anwendbar. Es wird vorausgesetzt, daß die zwei Frequenzen durch die Koordination der Punkte El und 7? 1 in F i g. 4 gegeben sind. Diese Frequenzen liegen um ein Frequenzinter all F₁ auseinander,
auseinander.

Wenn der Schalter 12 in die Stellung gebracht wird. die der durch die Anordnung zu liefernden höheren Frequenz R\ entspricht, wird durch die Quelle 13 über die Leitung 14 dem Zähler 17 ein Impuls zugeführt, wodurch der Zähler in die Vorwärtsstellung gebracht wird. Außerdem wird die Einstelleinheit 4 auf die gewünschte Frequenz gesetzt. Der Frequenzdiskriminator 11 stellt dann einen Frequenzunterschied fest und liefert demnach Impulse, die durch den 7ähler 17 gezählt werden, dessen Inhalt mittels des Digital-Analog-Umsetzers 18 in eine Regelspannung umgeset'i wird, die über die Leitung 10 dem Oszillator 1 zugeführt wird, um diesen auf die gewünschte Frequenz R\ grob einzustellen.

F i g. 5 zeigt die Änderung des Inhaltes des Zählers 17 als Funktion der Anzahl ihm zugeführter Impulse; die Ordinaten PM und Pm gegen die maximale bzw. minimale Zählstellung des Zählers 17 an; wie die Figur zeigt, muß der Zählennhalt zunehmen, um von der Frequenz L, auf die Frequenz R\ zu gehen.

Um von der Frequenz R] auf die Frequenz £Ί

zurückzukehren, wird der Schalter 12 in die andere Stellung gebracht, wobei an der Leitung 15 ein Impuls erscheint, der den Zähler 17 in die Rückwärts-Zählstelhing bringt, so daß der Zählerinhalt abnimmt.

Nun wird die Ausführungsform nach Fig.3 betrachtet und es wird vorausgesetzt, daß die beiden Frequenzen durch die Ordinalen der Punkte E₂ und Ri dargestellt werden, die auf den in Fig.4 dargestellten Spannungs-Frequenzkurven 02 bzw. 03 liegen, wodurch auch hier der Frequenzunterschied untereinander F, beträgt. Wenn nun der Schalter 12 betätigt wird, um von der dem Punkt E₂ entsprechenden Frequenz auf die dem Puikl R₂ entsprechende Frequenz zu gehen, so hat dies zur Folge, daß die beiden Zähler 17 und 30 in die Vorwärts-Zählstellung gebracht werden. Der Frequenzdiskriminator 11 reagiert wieder auf den Frequenzunterschied und zwar durch Zuführung von Ausgangsimpulsen zum Zähler 17, dessen Inhalt dadurch auf die maximale Zäh'stellung zunimmt (siehe Fig. 6), welche im Dekoder 32 dekodiert einen Ausgangsimpuls auftreten läßt, der den Inhalt des Zählers 30 um eine Einheit zunehmen läßt. Dadurch wird der Oszillator auf den nochfolgenden Absiimm-Teilbereich umgeschaltet und der Zähler 17 wird in die Rückwärtszählstcllung gebracht, so daß der Zählerinhalt abnimmt, bis die durch den Oszillator 1 gelieferte Frequenz der gewünschten Frequenz R₂ praktisch entspricht. Um auf die dem Punkt R₂ entsprechende Frequenz zurückzukehren, wird der Schalter 12 in die ursprüngliche Stellung gebracht, wodurch die beiden Zähler 17 und 30 in die Rtickzählstellung gebracht werden, so daß der Zählerinhalt des Zählers 17 auf die minimale Zählstellung (siehe F i g. 6) abnimmt, welche durch die Dekodieranordnung 35 dekodiert wird zur Erzeugung eines Signals, daß die Umschaltung in den ursprünglichen Teilbereich bewerkstelligt und zugleich den Zähler 17 in die Vorwärts-Zählstellung setzt, so daß der Inhalt dieses Zählers zunimmt, bis die Oszillatorausgangsfrequenz der gewünschten Frequenz E₂ praktisch entspricht.

Es sei bemerkt, daß die Erfindung den kürzesten Weg geht, um von der einen auf die andere Frequenz zu kommen, ohne daß an der Leitung 10 große plötzliche Spannungsänderungen auftreten.

Eine mögliche Ausführungsform des Frequenzdiskriminators 11, der mit Vorteil in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet werden kann, ist in Fig. 7 dargestellt, während F i g. 8 eine Anzahl Signalformen darstellt, die an unterschiedlichen Punkten der in F i g. 7 dargestellten Schaltungsanordnung auftreten. So zeigt Fig. 8a das Ausgangssignal des Frequenzteilers 3 und Fig 8e das Bezugssignal, das in Fig. 7 einem an die Bezugsquelle 8 angeschlossenen Frequenzvervielfachers 37 entnommen wird, wobei es zum guter Funktionieren des Diskriminator erwünscht ist, daß da; Tastverhältnis dieser Signale gleich 0.5 ist. Das ir Fig. 8a dargestellte Ausgangssignal des Frequenztei lers 3 wird einer bistabilen Schaltung 38 zugeführt, du am Ausgang 39 das in F i g. 8b dargestellte Signal abgibt das invertierte Signal tritt am Ausgang 40 auf. Die bistabile Schaltung 38 geht aus der einen in die anden Gleichgewichtsstellung über und zwar beim Auftreter der abfallenden Flanken beispielsweise des den Eingang zugeführien Signals. Es sei bemerkt, daß mal durch die bistabile Schaltung unabhängig vom Tastver hällnis vom Ausgangssignal des Frequenzteilers 3 wird. Der Frequenzdiskriminator umfaßt weiter eil UND-Tor 41. dessen beide Eingänge an die Ausgangs

klemme 39 der bistabilen Schaltung 38 bzw. an den Ausgang des Frequenzvervielfachers 37 angeschlossen sind. Der Ausgang des genannten UND-Tores 41, ist an den Eingang eines Zählers 42 angeschlossen. Wenn am Ausgang 39 der bistabilen Schaltung 38 ein logisches 1-Signal auftritt, werden die am Ausgang des Vervielfachers 37 auftretenden Bezugsimpulse im Zähler 42 gezählt und zwar solange dieses Ausgangssignal den logischen I-Wert beibehält. Fig.8f gibt den Inhalt des Zählers 42 an, wobei deutlichkeitshalber nur 6 Impulsstellen dargestellt sind.

Der Diskriminator umfaßt weiter noch zwei UND-Tore 43 und 46. Das UND-Tor 43, dessen Eingänge mit dem Ausgang 40 der bistabilen Schaltung 38 verbunden sind, und der Ausgang des Frequenzteilers 3 liefert ein Ausgangssignal, das in Fig.8c dargestellt ist und das einem UND-Tor 44 zur Erzeugung eines Fensters zur Beobachtung des Inhaltes des Zählers 42 zugeführt wird. Der zweite Eingang des UND-Tores 44 ist dazu an eine Dekodieranordnung 45 angeschlossen, die nur dann einen Ausgangsimpuls liefert, wenn der Inhalt des Zählers nicht zwischen zwei bestimmten Werten liegt.

Das UND-Tor 46 weist zwei Eingänge auf, von denen der eine mit der Ausgangskiemine 40 der bistabilen Schaltung 38 verbunden und die andere über einen Negator 47 an den Ausgang des Frequenzteilers 3 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal dieses UND-Tores ist in F i g. 8d dargestellt und wird als Rückstellsignal dem Zähler 42 zugeführt. F i g. 9 zeigt die Durchlaßkurve dieses Diskriminators. Dabei ist auf der horizontalen Achse die Frequenz f\ der Signale, die am Ausgang des Frequenzteilers 3 auftreten, und auf der vertikalen Achse die Frequenz /j der vom Diskriminator gelieferten Ausgangsimpulse aufgetragen.

Außer den Frequenzen, für die die an den Zähler 42 angeschlossene Dekodieranordnung 45 keine Ausgangsimpulse liefert, entspricht die Frequenz der Impulse der Hälfte der Frequenz des Ausgangssignals des Frequenzteilers 3. Der inhalt des Zählers 42 wird nämlich während einer von zwei aufeinanderfolgenden Perioden des Ausgangssignals des Frequenzteilers 3 beobachtet.

Der Frequenzbereich df in F i g. 9, in dem der Frequenzdiskriminator keine Ausgangsimpulse liefert, ist einerseits durch die Anzahl aufeinanderfolgender Stellen des Zählers 42, die nicht dekodiert werden, und andererseits durch die Frequenz der Bezugsimpulse, die im Zähler gezählt werden, bestimmt.

Es dürfte einleuchten, daß dieses Bezugssignal von einem beliebigen Impulsoszillator geliefert werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Erzeugen einer beliebigen Frequenz aus einer Anzahl in einem breiten Frequenzband liegender diskreter Frequenzen mit einem spannungsgesteuerten, in seiner Abstimmfrequenz über den ganzen Abstimmbereich veränderbaren Oszillator, einem an den Ausgang des Oszillators angeschlossenen und entsprechend der gewünschten Frequenz einstellbaren Frequenzwandler, einer Bezugsfrequenzquelle, einer an einen Steuereingang des Oszillators angeschlossenen Grobabstimmanordnung, die in Abhängigkeit von der Stellung eines Zweistellungenschalters, de/ bei Änderung der Einstellung des Frequenzwandlers umgeschaltet wird, eine dem Richtungssinn der durch die Einsteilung herbeigeführten Frequenzänderung entsprechende, schrittweise zu- bzw. abnehmende Steuerspannung liefet, mit einem Frequenzdiskriminator, der bei einem Frequenzunterschied zwischen der Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers und der von der Bezugsfrequenzquelle gelieferten Bezugsfrequenz ein von diesem Unterschied abhängiges Ausgangssignal liefert, das als Einschaltsignal der Grobabstimmanordnung zugeführt, diese einschaltet, sowie mit einer Feinabstimmanordnung in Form einer Phasenvergleichsanordnung zum Erzeugen einer vom Phasenunterschied zwischen der Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers und der Bezugsfrequenz abhängigen Regelspannung, die nach Zuführung an den Sleuereingang des Oszillators diesen auf der gewünschten Frequenz verriegelt, dadurch gekennzeichnet, daß weiter eine Schaltungsanordnung (19) vorgesehen ist, die im Ruhezustand den Ausgang des Frequenzwandlers (3) mit dem Eingang der Phasenvergleichsanordnung (5) verbindet und zugleich den Ausgang des Frequenzdiskriminators (11) an einen Eingang der Grobabstimmanordnung (9) anschließt, und daß diese Schaltungsanordnung (19) eine Zeitschaltung (21,22) enthäl· und von den dieser Zeitschahung (21, 22) zugeführten Ausgangsimpulsen des Frequenzdiskriminators (11) aus dem Ruhezustand in den Arbeitszustand gebracht wird, in dem die Zeitschaltung (21, 22) bewirkt, daß die Schaltungsanordnung (19) nacheinander eine erste und eine zweite Schallstellung einnimmt, bei deren erster Schaltstellung sie die genannte Verbindung zwischen dem Frequenzwandler (3) und der Phasenvergleichsan-Ordnung (5) unterbricht und bei deren zweiter Schaltstellung sie die "letztgenannte Verbindung wiederherstellt und die Verbindung zwischen dem Frequenzdiskriminator (1») und der Grobabsümmanordnung (9) unterbricht und danach automatisch in den Ruhezustand zurückkehrt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobabstimmanordnung (9) durch eine Vorwärts-Rückwärts-Zählanordnung (17) gebildet wird, die abhängig von der Stellung des Zweistellungenschalters (12) in die Vorwärts- oder Rückwärts-Zählstellung gebracht wird, und daß der Inhalt der Zählanordnung (17) mit Hilfe eines Analog-Digital-Umsetzers (18) in ein analoges Regelsignal umgesetzt wird, das zur Grobeinstellung dem Steuereingang des Oszillators (1) zugeführt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der

Abstimmbereich des spannungsgesteuerien Oszillators (i) in aufeinanderfolgende Teilbereiche aufgeteilt ist und jeder dieser Teilbereiche mit Hilfe eines einem weiteren Steuereingang des Oszillators (1) zugeführten Signals ausgewählt werden kann, dadurch gekennzeichnet daß die genannte Grobabstimmanordnung (9) aus einer an den Ausgang des Frequenzdiskriminators (11) angeschlossenen Vorwärt's-Rückwärts-Zählanordnung (17), an die einerseits ein Digital-Analog-Umsetzer (18) zum Liefern einer dem Zählerinhalt entsprechenden Regelspannung für die Grobabstimmung des Oszillators (1) angeschlossen ist und an die andererseits eine erste und eine zweite Dekodieranordnung (32, 35) angeschlossen sind, deren erste (32) beim Erreichen des maximalen Zählerinhaltes einen Ausgangsimpuls liefert, der die V-R-Zählanordnung (17) in die Rückwäns-Zählstellung bringt und deren zweite (35) beim Erreichen des minimalen Zählennhaltes einen Ausgangsimpuls liefert, der die V-R-Zählanordnung (17) in die Vorwärts-Zählstellung bringt, sowie aus einer an den gemeinsamen Ausgang (33) der ersten und zweiten Dekodieranordnung (32, 35) angeschlossenen weiteren Vorwärts-Rückwärts-Zählan-Ordnung (30) aufgebaut ist, an die ein Digital-Analog-Umsetzer (29) angeschlossen ist. der das dem genannten zweiten Steuereingang des Oszillators (1) zugeführte Signal liefert, das den durch den Zählerinhalt der weiteren V-R-Zählanordnung (30) bestimmten Abstimm-Teilbereich des Oszillators einschaltet.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die weitere V-R-Zählanordnung (30) abhängig von der Stellung des genannten Zweistellungenschalters (12) in die Vorwärts- oder in die Rückwärts-Zählstellung gebracht wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Teil de; genannten Schaltungsanordnung (19) bildende Zeitschaltung eine erste und eine zweite monostabile Schaltung (21 bzw. 22) enthält und daß die Dauer der während des Arbeitszustandes der Schaltungsanordnung (19) nacheinander auftretenden ersten und zweiten Schaltstellung durch die Zeitkonstanten der genannten ersten bzw. zweiten monostabilen Schaltung (21 bzw. 22) bestimmt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzdiskriminator (11) aus einer Zählanordnung (42) mit einer daran angeschlossenen Dekodieranordnung (45). die ein Ausgangssignal liefen, wenn der Zählel inhalt kleiner als ein bestimmter erster Wert oder größer als ein bestimmter zweiter Wert ist, aus einem Diskriminatoreingangstor (43), einem Zählereingangstor (41), einem Zählerrückstelllor (46) sowie aus einer bistabilen Schaltung (38) und einem an den Ausgang des Diskriminatoreingangstores (43) und an den Ausgang des Dekodieranordnung (45) angeschlossenen Diskriminatorausgangstor (44) aufgebaut ist, daß das dem Frequenzwandler (3) entnommene Signal einem Eingang des Diskriminatoreingangstores (43), einem Eingang der bistabilen Schaltung (38) und über einen Negator (47) einem Eingang des Zählerrückstelltores (46) zugeführt wird und daß der zweite Eingang des Diskriminatoreingangstores (43) und der zweite Eingang des Zählerrückstelltores (46) an einen Ausgang der bistabilen Schaltung (38) angeschlossen sind, deren zweiter Ausgang an einen

Eingang des Zählereingangstores (41) angeschlossen ist, dessen zweitem Eingang die Ausgangsimpulse einer Bezugsquelle (8) zugeführt werden.

7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler (3) durch einen digitalen Frequenzteiler gebildet wird.

8. Anordnung nach Anspruch 1 zum Gebrauch in einer Simplex-Sende-Empfangsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Zweistellungenschalter (12) mit dem Sende-Empfangs-Schalter der Sende-Empfangs-Anordnung gekoppelt ist.