DE2365860C3

DE2365860C3 - Schaltung zur Erzeugung von kurzen Impulsen aus einer sinusförmigen Hochfrequenzschwingung

Info

Publication number: DE2365860C3
Application number: DE2365860A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. 8021 Baierbrunn Amend; Toma Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Sotirovic
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-07-16
Filing date: 1973-07-16
Publication date: 1978-08-24
Also published as: DE2336140A1; DE2336140B2; DE2365860B2; DE2365860A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung von kurzen Impulsen aus einer sinusförmigen Hochfrequ.nzschwingung, insbesondere zur Gewinnung von Abtastimpulsen z"s den Schwingungen des Referenzoszillators ff'r den Phasendiskriminator einer nach dem Samplingverfahrer; irbeitenden Phasenregelschleife bei der im Anschluß an eine Anpaßschaltung, der die Sinusschwingungen zugeführt werden, gegen den Schaltungsnullpunkt eine step-recovery-Diode geschaltet isi, der über einen Widerstand eine Vorspannung mit solcher Polarität zugeführt wird, daß die step-recovery-Diode in Flußrichtung geringfügig vorgespannt ist. Bei Phasenregelschleifen mit einem Phasendiskriminator, der nach dem Abtastverfahr^n arbeitet, wird die Referenzschwingung dazu verwendet, um kurze Abschnitte aus dem Schwingungszug des freischwingenden und nachzuregelnden Hochfrequenzgenerators durchzuschalten. Es ist dazu nötig, daß die Pulse in ihrer Dauer möglichst nur einen Teil der halben Periodendauer der Hochfrequenzschwingung des freischwingenden Oszillators betragen.

Durch die DE-AS 12 63 826 sowie 15 37 331, ferner durch den Artikel »Frequenz« Bd. 20/1966 Nr. 2, S. 48 bis 55 ist die Verwendung von stcp-recovery-Dioden, auch Speicherschaltdioden genannt, für die Erzeugung von Rechteckimpulsen aus sinusförmigen Spannungen bekannt. Die dort aufgeführten Schaltungen haben jedoch relativ hohen Aufwand, da zwei Speicherschaltdioden verwendet werden müssen. Ferner ist es nicht gut möglich, die gewünschten sehr kurzen Impulse auf die dort angegebene Weise zu gewinnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltung anzugeben, die es gestattet, ims einer hochfrequenten Sinusschwingung eine pulsförmige /ii gewinnen, die nur einen Teil der Periodendauer tier hochfrequenten Sinusschwingung betragt. Die Schaltung soll mit einfachen Mitteln aufgebau; sein und insSesondeiT tla/ii dienen, um bei einr·:' Plvivnn.'üi'l schleife nach dem Samplingverfahren der obengenannten Art aus der Referenzschwingung oder auch der Schwingung des freischwingenden Oszillators kurze Impulse zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß parallel zur Diode über eine Trennkapazität eine Querleitung angeschaltet ist, deren elektrische Länge so bemessen ist, daß die Laufzeit der in sie hineinlaufenden

in und am kurzgeschlossenen Ende mit einem Phasensprung von 180° reflektierten Welle klein gegen die Periodendauer der sinusförmigen Hochfrequenzschwingung ist.

Dadurch werden bei geringerem Aufwand als bei den

i"· eingangs genannten Schaltungen sehr kurze Impulse erzielt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein Schaltbild für die Impulserzeugung und in F i g. 2 das Funktionsprinzip der Schaltung dargestellt. Am Eingang der Einrichtung erscheint das Ausgangssignal /feines Quarzoszillators. Diese Schwingung gelangt über ein Anpassungsgiied an eine sogenannte step-recovery-Diode D 1. Diese Diode ist

>■-> über einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R 1 und der Diode </2 sowie dem Vorwiderstand R 2, geringfügig in Flußrichtung vorgespannt. Die Diode DI dient zur Temperaturkompensation der Trägerlebensdauer der step-recovery-Diode D 1. Bei

κι der negativen Halbwelle der Sinusschwingung /pwird in dieser Periode Ladung gespeichert, da in sie ein weiterer Vorwärtsstrom P.ießt. Dieser Strom ist in der F i g. 2, Zeile 1, gestrichelt dargestellt. In der positiven Halbwelle fließt der Strom in umgekehrter Richtung, so

'■^r> daß die Ladung wieder aus der Diode D1 entfernt wird. Während Strom fließt, bleibt die Spannung U an der Diode D 1 begrenzt. Wenn jedoch die ganz gespeicherte Ladung ausgeräumt ist, springt der Strom zu der Zeit ti auf Null und die Spannung an der Diode D 1 nimmt

in den durch das Signal fg gegebenen Wert an. Die Spannung U an der Diode hat somit den durch die ausgezogene Kurve bei F i g. 2, Zeile a gegebenen Verlauf. Der Sprung von Strom und Spannung ist um die Zeit z_s, gegenüber dem Beginn der positiven Halbwelle

r, verzögert. Der dazugehörige Strom verlauf ist in der Zeile d der F i g. 2 gegeben. Die auf diese Weise am signalführenden Anschluß der Diode entstehende Welle mit steller Vordcrflanke, die durch die obere Kurve cjer F i g. 2, Zeile c gegeben ist, läuft anschließend in eine am

Vi Ende kurzgeschlossene Leitung L, der in Fig. I angedeuteten Länge die über einen Blockkondensator Cl unmittelbar am oberen Diodenanschluß liegt. Die Spannung wird am Ende reflektiert und kommt mit unem Phasensprung von 180° wieder an den erwähnten

>"> Diodenanschluß zurück, wodurch sie sich mit der ersten Welle überlagert. Die Rückwärtswelle ist im unteren Teil der Fig. 2c dargestellt. Arn Überlagerungspunkt entsteht so aus jeder positiven Halbwelle der Schwingung fq ein kurzer Impuls mit der Breite Ip. Die

mi Verzögerungszeit der Leitung ist in der Fig. 2, Zeile c mit tv angegeben. Sie muß natürlich so bemessen werden, daß die Impulsbreite nicht zu groß wird, d. h. daß die Welle inncrhalo des oberen Halbbogens mit umgekehrter Phase w ieder zurückkommt.

In der F i g. I ist noch dargestellt, wie clic so gewonnenen Impulse über eine Trennkapa/ität c2 dem Phasendiskriminator c'ner Phasenregelschleife, die nach dem Sainnlinuverfahren »rbciti't, zupeführi werden. Der

lachfolgende Phasendiskriminntor, der als Schalter ausgebildet ist und völlig symmetrisch arbeiten muß, hat einen Impulstransformator IT, der in seiner Sekundärwicklung einen genau gleich großen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Impuls erzeugt. Die beiden gleichen, jedoch um 180° phasengedrehten Impulse gelangen über die Kondensatoren CZ, C 4 gleichen Wertes über die Widerstände Λ3, A4 an die eigentliche Phasenbrükke. Diese besteht im wesentlichen aus zwei schnell schaltenden Dioden D3 und D4, die zweckmäßig als Schotlky-barr'.er-Dioden ausgebildet sind.

Die Dioden sind gleichspannungsmäßig in Sperrichtung vorgespannt Zusammen mit den beiden gleich großen Widerständen R 5 und R 6 bilden sie eine symmetrische Brückenschaltung. Diese Symmetrie ist erforderlich, um eine gute Entkopplung zwischen dem zu regelnden Hochfrequenzoszillator und dem Quarzfrequenzgenerator zu erzielen, damit bei der Ausgangsfiequepz Nebenwellen im Abstand der Quarzfrequenz vermieden werden. Auch die übrigen nicht gezeichneten Widerstände für die Zuführung der Vorspannung zur Brücke sind entsprechend symmetrisch ausgebildet. Die Schwingung fo des zu regelnden Osziliators wird über ein nicht bezeichnetes Anpaßglied dem Symmetriepunkt der Brücke zwischen den Widerständen R 5 und R 6 zugeführt.

Durch die ankommenden Impulse vom Impulstransformator wird der Phasendiskriminator im Rhythmus der Quarzfrequenz für die Dauer der Halbwellen des Hochfrequenzoszillators geöffnet. Die Schwingung des Quarzoszillators liegt normalerweise bei einem geradzahligen Bruchteil der Frequenz des zu regelnden Hochfrequenzoszillators. Die am Symmetriepunkt der Brücke anliegende Frequenz fo liefert am Ausgang des Phasendiskriminators eine kleine Spannung, die nach Größe und Richtung den Phasenunterschied zwischen beiden Oszillatoren wiederspiegelt. Eine kleine Kapazität C5 am Ausgang A der Phasenbrücke sorgt dafür, daß das Signal des freischwingenden Hochfrequenzoszillators eine Ableitung nach Masse rindet. Außerdem wirkt diese Kapazität als Ladekondensator, der über die Periode der Quarzfrequenz integriert. Die Vorspannung des Phasendiskriminators wird durch das Potentiometer P so eingestellt, daß die öffnung des Phasendiskriminators nur durch die Pulse erfolgt, nicht aber durch die kleinere Amplitude der Hochfrequenzschwingung fo. Am Punkt A steht also die Nachrr-^!spannung für d^en freischwingenden zu synchronisierend', η Oszillator zur Verfügung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Erzeugung von kurzen Impulsen aus einer sinusförmigen Hochfrequenzschwingung, insbesondere zur Gewinnung von Abtastimpulsen aus den Schwingungen des Referenzoszillators für den Phasendiskriminator einer nach dem Samplingverfahren arbeitenden Phasenregelschleife bei der im Anschluß an eine Anpaßschaltung, der die Sinusschwingungen zugeführt werden, gegen den Schaltungsnullpunkt eine step-recovery-Diode geschaltet ist, der über einen Widerstand eine Vorspannung mit solcher Polarität zugeführt wird, daß die step-recovery-Diode in Flußrichtung geringfügig vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Diode (D 1) über eine Trennkapazität ^Cl) eine Querleitung fLJ angeschaltet ist, deren elektrische Länge so bemessen ist, daß die Laufzeit (t_p) der in sie hineinlaufenden und am kurzgeschlossenen Ende mit einem Phasensprung von 180° reflektierten Welle klein gegen die Periodendauer der sinusförmigen Hochfrequenzschwingung ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der step-recovery-Diode (D 1) durch eine Diode (D 2) stabilisiert ist.