DE2425656C3 - Überlagerungsempfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlagerungsempfänger mit einem wobbelbaren Überlagerungsoszillator.

Aus der DT-AS 12 97 718 ist ein Panoramaempfänger bekannt, mit welchem ein vorgegebene' Frequenzband überwacht werden soll. Dieser Panoramaempfänger arbeitet in der Art eines Spektralanalysators und zeigt auf einer Kathodenstrahlröhre sämtliche in dem zu überwachenden Frequenzband auftretende Frequenzen an. Die über eine Antenne empfangenen Eingangssignale werden auf eine Mischstufe gegeben, die außerdem ein Signal von einem wobbelbaren Empiiängeroszillator erhält. Dem Mischer ist ein Zwischenfrequenzfilter nachgeschaltet, dessen Ausgangssignal auf die Hellsteuerelektrode der Kathodenstrahlröhre geführt ist. Aus der gewobbelten Frequenz des Empfängeroszillators wird über einen weiteren Mischer, ein weiteres Zwischenfrequenzfilter und einen Zwischenfrequenzdiskriminator ein Horizontalablenksignal für die Kathodenstrahlröhre gebildet. Tritt am ersten Zwischenfrequenzfilter ein Ausgangssignal auf, so erzeugt es auf der Kathodenstrahlröhre einen Lichtpunkt, dessen Lage auf der horizontalen Achse von der momentanen Empfängeroszillatorfrequenz abhängt, so daß ein Rückschluß auf die empfangene Frequenz möglich ist, wenn die Horizontalachse der Kathodenstrahlröhre eine entsprechende Frequenzskala aufweist. Von einem weiteren Empfängeroszillator hochkonstanter Frequenz werden über ein einstellbares Filter zeitlich nacheinander Oberwellen zunehmender Ordnung abgenommen, die auf die zweite Mischstufe gegeben werden. Durch diese Oberwellen wird eine räumliche Spreizung auf der Kathodenstrahlröhre derart erreicht, daß über deren horizontale Breite nicht mehr das gesamte Frequenzband dargestellt wird, sondern nur ein relativ kleiner Teil davon. Außerdem wird mit demjenigen Signal, das zur Umstellung der harmonischen Ordnung verwendet wird, die Vertikalablenkung der Kathodenstrahlröhre vorgenommen, so daß die einzelnen Teilbänder in einzelne, untereinanderliegende Zeilen geschrieben werden.

Diese Methode ist nicht nur aufwendig, da nicht nur zwei Empfängeroszillatoren benötigt werden, sondern mindestens einer davon hochkonstant sein muß, sondern sie eignet sich auch nicht zur exakten Frequenzmessung. Dies gilt insbesondere für sehr hohe Frequenzen, da dann auf dem relativ beschränkten Raum der Bildfläche einer Kathodenstrahlröhre trotz Unterteilung in mehrere Zeilen ein relativ großer Frequenzbereich dargestellt werden muß. Die Abschätzung, an welchem Punkt der Frequenzskala die Kathodenstrahlröhre einen Lichtpunkt zeigt, kann nur relativ ungenau sein. Dieser bekannte Panoramaempfänger eignet sich deshalb nicht zur exakten Frequenzbestimmung, insbesondere im Gigahertzbereich.

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Eine solche stufenförmige Spannung kann verfügbar gemacht werden, durch einen die Takte zählenden Zähler und einen Digital-Analog-Konverter, welcher das Zählerausgangssignal in eine entsprechende analoge Spannung umsetzt. Das frequenzmäßig gewobbelte Empfängeroszillatorsignal und das Einganssignal werden einem Harmonischen-Frequenzumsetzer zugeführt, in welchem das Eingangssignal und das Empfängeroszillatorsignal sowie dessen Harmonischen-Signal einer Frequenzumsetzung unterzogen werden. Die resultierende Zwischenfrequenz wird durch ein Filter ausselektiert und dessen Ausgangssignal wird darauffolgend abgetastet. Der Frequenzdurchlauf des Empfängeroszillators wird unterbrochen durch das später auftretende Zwischenfrequenzausgangssignal, wobei die einzelnen Signale des Zwischenfrequenzausgangssignalpaares zueinander den Abstand eines gewählten Zeitintervalls haben, das durch die Ordnung der Harmonischen bestimmt ist. Zu diesem Zweck ist ein Zeitzähler vorgesehen, um das Zählen der Taktimpulse bei einem Anfangszustand zu beginnen, bei welchem das erste Zwischenfrequenzausgangssignal erhalten wird. Wenn ein vorgegebener Zählerstand erreicht ist, wird ein Ausgangsauswahlgatter für eine gegebene Zeitdauer geöffnet, um das nächste auftretende Zwischenfrequenzausgangssignal nach dessen Abtastung hindurchzulassen. Das durchgelassene Ausgangssignal unterbricht einerseits den Zählvorgang im Zeitzähler, andererseits den Betriebsablauf des Gesamtsystems, so daß der Frequenzdurchlauf unterbrochen wird. Wählt man einen gegebenen Zählstand, bei welchem vom Zeitzähler ein Ausgangssignal erhalten wird, kann die Ordnung der Harmonischen, die zur Erzeugung des Zwischenfrequenzausgangssignalpaares dient, bestimmt werden. Führt man denselben Takt dem Zeitzähler und dem Sägezahngenerator zu, so ist sichergestellt, daß der Arbeitsablauf nicht durch Änderungen in der Taktfrequenz beeinflußt wird. Außerdem ist es möglich, die Frequenz des Eingangssignals in exakter Weise dadurch zu bestimmen, daß man die Empfängeroszillatorfrequenz mit hoher Geschwindigkeit wobbelt, bis das Eingangssignal eingefangen ist, worauf der Frequenzdurchlauf umgekehrt und mit niedrigerer Geschwindigkeit fortgesetzt wird. Überdies kann auf die Verwendung eines hochpräzisen Oszillators, wie eines Kristalloszillators, für den Taktoszillator verzichtet werden, und es kann ein billigerer Oszillator mit schlechter Frequenzstabilität verwendet werden.

Die Ordnung der ausgewählten Harmonischen kann variiert werden durch die Auswahl eines Zählstandes des Zeitzählers, bei welchem von diesem ein Ausgangssignal erhalten wird, oder alternativ dazu dadurch, daß ein solcher Zählstand konstant gehalten und die Zeitperiode, in welcher der Frequenzdurchlauf ausgeführt wird, geändert wird, oder dadurch, daß die Steigung der Sägezahnkurve relativ zur Anzahl der zugeführten Takte verändert wird. Zu diesem Zweck kann die dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführte Sägezahnspannung in einem variablen Spannungsteiler geteilt werden, um das Spannungsteilervcrhältnis gemäß der Wahl der Ordnung der Harmonischen zu ändern. Alternativ dazu kann der dem Sägezahngenerator zugeführte Takt frequenzmäßig geteilt werden, wobei das Frequcnzleilerverhältnis mit der Wahl der Ordnung der Harmonischen verändert werden kann. Es ist außerdem möglich, das Frequenzteilcrverhältnis des dem Zeitzähler zugcführtcn Taktes der Wahl der Ordnung der Harmonischen entsprechend :m ändern. Die Ordnung der gewählten Harmonischen kann, wenn im Sägezahngenerator ein Zähler verwendet wird, automatisch dadurch geändert werden, daß das Ausgangssignal von der Endstufe dieses Zählers oder das sogenannte Übertragungssignal dem Zähler, der die Ordnung der Harmonischen bestimmt, als Zählimpuls zugeführt wird. Wenn die Bestimmung der Eingangssignalfrequenz für eine gewählte Ordnung der Harmonischen zu keinem Ergebnis führt, d. h. wenn bis zu dem

ίο Zeitpunkt, zu dem im Zeitzähler ein gegebener Zählstand erreicht ist, kein Zwischenfrequenzausgangssignal erhalten wird, wird das System nicht unterbrochen, sondern der Zähler innerhalb des Sägezahngenerators erreicht den vollen Zählstand, worauf er wieder von Null zu zählen beginnt. Der Übertragungsimpuls, der zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, rückt den Zähler, der die Ordnung der Harmonischen bestimmt, um einen Schritt weiter. Der Inhalt dieses Zählers verändert das Spannungsteilerverhältnis für die Sägezahnspannung.

Auf diese Weise wird die gewählte Harmonischen-Ordnung automatisch geändert, bis ein Paar der Eingangssignalfrequenz entsprechende Zwischenfrequenzsignale in einem Zeitintervall erhalten werden, das durch den gegebenen Zählstand in dem Zeitzähler bestimmt ist.

Die Schwingfrequenz des Empfängeroszillators zu derjenigen Zeit, zu welcher das System durch ein vom Ausgangsauswahlgatter abgeleitetes Ausgangssignal unterbrochen wird, wird bestimmt, und diese Frequenz wird mit einer Zahl multipliziert, die der Ordnung der gewählten Harmonischen gleich ist. Andererseits wird die Zwischenfrequenz bestimmt und zusammen mit der mit der Ordnungszahl der Hannonischen multiplizierten Empfängeroszillatorfrequenz dazu verwendet, die Frequenz des Eingangssignals in einer arithmetischen Einheit für eine Digitalanzeige zu berechnen. Anstatt den Arbeitsablauf des Systems durch das Ausgangssignal des Ausgangsauswahlgatters zu unterbrechen, kann dieses Ausgangssignal oder ein diesem entsprechendes zwischenfrequenzmäßig abgetastetes Ausgangssignal einer vertikalen Ablenkschaltung für eine Kathodenstrahlröhre zugeführt werden, deren horizontaler Ablenkschaltung die Sägezahnspannung zugeführt werden kann, um die Anzeige mittels der Kathodenstrahlröhre zu erzeugen. In einer Modifikation einei solchen eine Kathodenstrahlröhre verwendenden An zeige, kann das zwischenfrequenzmäßig abgetastete Ausgangssignal auf die vertikale Ablenkschaltung gegeben werden, während das Ausgangssignal von Ausgangsauswahlgatter zur Erzeugung einer Hellig

kcitsmodulation verwendet werden kann, so daß da: Eingangssignal mit erhöhter Helligkeit gegenüber dci Hintcrgrundsignalcn angezeigt werden kann.

Wenn der Frcqucnzdurchlauf des Empfängeroszilla tors einen Trägheitseffekt aufweist oder die Neigung

die Frequenzänderung nach dem Eintreffen des dei Frcquenzdurchlauf unterbrechenden Signals forzusel zen, kann die Wobbelung oder der Frequenzdurchlau beim Suchen des Eingangssignals mit höherer Ge schwindigkeit durchgeführt werden, worauf der Fre quenzduichlauf des Empfängcroszillators umgekehr werden kann, wenn vom Ausgangsauswahlgattcr ei Ausgangssignal erhalten wird, wobei gleichzeitig ein Reduzierung der Frequenz der zugeführten Takt vorgenommen wird, um die Wobbelungsrate /, verringern. Wenn das Zwischenfrcquenzausgangssigni unter dieser Bedingung erhalten wird, wird de Zeitschalter zurückgesetzt, und beim nächsten Zeil punkt, bei welchem vom Ausgangsauswahlgattcr ei

anderes Ausgangssignal erhalten wird, wird das System unterbrochen, um eine genaue Frequenzbestimmung des Empfängeroszillators durchzuführen, die der Frequenz des Eingangssignals entspricht.

Als weitere Möglichkeit kann ein frequenzmäßig gewobbelter Oszillator zusammen mit einem harmonischen Mischer in der Weise verwendet werden, daß die Ausgangszwischenfrequenzen des harmonischen Mischers voneinander verschieden sind, was durch die Bezeichnungen Fia und Fib ausgedrückt werden soll. Sowohl die Ordnung der Harmonischen des Empfängeroszillatorsignals ah auch das Vorzeichen im Frequenzumsetzungsprozeß kann bestimmt werden aus der Durchlaufsrichtung wie aus dem Zeitintervall, das von demjenigen Zeitpunkt, zu welchem die Frequenz des Empfängeroszillators oder dessen Harmonischen-Frequenz gleich Fs+Fia (oder Fs —Fia) ist, bis zu dem Zeitpunkt reicht, zu dem diese Frequenz gleich Fs+ Fib (oder Fs— Fib) wird. In jedem Fall wird eine Auswahl des Zeitintervalls getroffen, das von demjenigen Zeitpunkt, zu welchem die Lmpfängeroszillatorfrequenz eine erste Frequenz annimmt, bis zu jenem Zeitpunkt, zu welchem sie eine zweite Frequenz annimmt, reicht. Bei beiden werden die Zwischenfrequenzsignale erhalten, bei welchen es sich um Empfangsausgangssignale handelt, die der Ordnung der Harmonischen der dem gewählten Zeitintervall zugeordneten Empfängeroszillatorfrequenz und dem Vorzeichen von ± entsprechen. Durch Unterbrechen des Frequenzdurchlaufs des Empfangsoszillators mit ο dem zeitlich später auftretenden Zwischenfrequenzausgangssignal wird das Signal, welches der Frequenzumsetzung mit dieser Ordnung der Harmonischen und dem Vorzeichen unterzogen worden ist, weiterhin empfangen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbcispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überlagerungsempfängers,

F i g. 2A bis 2] Wellenformen zur Erläuterung des Betriebes des Überlagerungsempfängers,

F i g. 3 ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Rauschunterdrückungsschaltung,

F i g. 4 ein Diagramm eines Frequenzspektrums, welches die Beziehung zwischen der Eingangssignalfrequenz und der Harmonischen des Empfängeroszillatorsignals, das zur Frequenzumsetzung verwendet wird, zeigt,

Fig. 5 ein Schalllingsdiagramm, in welchem ein Beispiel einer Dämpfungsschaltung zur Bestimmung der Ordnung der Harmonischen dargestellt ist,

F i g. 6 bis 8 Blockdiagrammc', in denen andere Aiisführiingsformcn des erfindungsgemäßen Überlagerungsempfängers gezeigt sind,

Fig.9 ein Diagramm eines Frequenzspektrums, das die Beziehung zwischen der Eingangssignalfrequenz und der Harmonischen des Empfangsoszillatorsignals zeigt, das für die Frequenzumsetzung in der in F i g. 8 dargestellten Ausführungsform verwendet wird. do

Zunächst sei auf F i g. 1 Bezug genommen. Ein Eingangssignal mil einer zu bestimmenden Frequenz Fs wird auf einen Eingangsanschluß 1 gegeben und von dort einem Frequenzumsetzer 2 zugeführt, auf den außerdem ein Empfängcroszillatorsignal mit einer Frequenz Fl von einem frequenzmäßig gewobbclten Empfängeroszillalor 3 gegeben wird. Der Frequenzumsetzer 2 ist ein sogenannter Harmonischen-Mischcr, bei welchem die Nicht-Linearität beispielsweise einer Diode oder eines Transistors ausgenutzt wird. Das Eingangssignal und das Empfängeroszillatorsignal oder dessen Harmonischen-Frequenz werden im Umsetzer 2 gemischt, um ein Zwischenfrequenzsignal mit einer Frequenz Fi=Fs-η Fl zu erzeugen, das einem Bandpaßfilter 4 zugeführt wird, wobei π eine positive ganze Zahl ist. Das Zwischenfrequenzsignal wird in einem Detektor 5 gemessen, dessen Ausgangssignal durh eine Rauschunterdrückungsschaltung 6 geführt wird, um Rauschen unter einen gegebenen Pegel zu bringen, und dieses Ausgangssignal wird anschließend einem Ausgan.gsauswahlgatter 7 bzw. einem anderen Gatter 8 zugeführt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt der frequenzmäßig gewobbelte Empfängeroszillator 3 einen Sägezahngenerator 10 und einen spannungsgesteuerten Oszillator 11 mit einer variablen Oszillatorfrequenz, die durch die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 10 gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Sägezahngenerators wird durch eine variable Dämpfungsschalturig 12 geführt, bevor es auf den Oszillator 11 gegeben wird. Die Dämpfungsschaltung 12 dient zur Auswahl der Ordnung einer Harmonischen. Im dargestellten Beispiel erzeugt der Sägezahngenerator 10 einen äquivalenten Sägezahn in Form einer abgestuften Spannung, und er umfaßt einen umkehrbaren Zähler 13, dessen Ausgang mit einem D/A-Wandler (Digital-Analog-Wandler) 14 zur Umsetzung in eine analoge Spannung verbunden ist. Eü kann ein herkömmlicher D/A-Wandler 14 verwendet werden. Beispielsweise sind mehrere Stromquellen mit verschiedenen Bewertungen, die den Stellen eines Binärcodes entsprechen, in Reihenschaltung mit Schaltern vorgesehen, die mit den entsprechenden Binärstellcn des Schalters 13 verbunden sind, wodurch eine Spannung mit einem Pegel erzeugt wird, der dem 21ählerstand im Zähler 13 entspricht. Beispielsweise kann die stufenförmige Spannung über 10 Volt variierbar sein, wobei (2^lb -1) Takte gezählt werden.

Das Filter 4 erzeugt die Zwischenfrequenzausgangssignale zu verschiedenen Zeiten, die den Zeitpunkten entsprechen, zu welchen vom Empfängeroszillator 3, wenn dessen Frequenz gewobbelt wird, eine Harmonische derselben Ordnung erzeugt wird, und die Frequenzwobbelung des Empfängeroszillators 3 wird durch das zeitlich später auftretende Ausgangssignal unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt beginnt, wenn eins der Zwischenfrequenzausgangssignale erhalten wird, in der Anordnung nach F i g. 1 ein Zeitzähler 15 die Takte zu zählen. Wenn in diesem ein gegebener Zählerstand erreicht ist, wird das Ausgangsauswahlgatter 7 für eine gegebene Zeitdauer geöffnet, um irgendein darauffolgendes Ausgangssignal von der Rauschunterdrük kungsschaltung 6 durchzulassen, d. h. das spätei auftretende Zwischenfrcquenzausgangssignal, sobald e: auftritt, wodurch der Betrieb des Gesamtsystem! unterbrochen wird. Um ein solches Arbeiten durchzu führen, wird das Ausgangssignal des Zeitzählers 15 au ein Paar Dekodierer 17 und 18 gegeben, welch' Ausgangssignale bei Zählcrstandwerten im Zähler V. erzeugen, die geringfügig kleiner bzw. größer als de gegebene Zählerstand sind. Auf diese Weise stellt de Zähler 15, wenn er den gegebenen Zählerstand erreich hat, ein Ausgangssignal mit Einern Zeitintervall zu Verfügung, dessen Mitte beim gegebenen Zählerstan liegt. Das Dekodiererpaar kann durch einen einzige monostabilen Multivibrator ersetzt werden, der eine Ausgangsimpuls bestimmter Breite auf einen gegebene

Ir

Zählerstand hin erzeugt. Die Ausgangssignale der Dekodierer 17, 18 werden auf einem Setz- bzw. Rücksetzeingang eines _Flipflop 19 gegeben. Das Rücksetzausgangssignal Q des Flipflop 19 wird als Gattersignal auf das Gatter 8 geführt, und das Ausgangssignal des Gatters 8 wird auf den Setzeingang eines Flipflop 20 gegeben. Das Setzausgangssignal Q des Flipflop 20 wird als Gattersignal auf ein Gatter 21 geführt. Das Ausgangssignai des Ausgangsauswahlgatters 7 gelangt auf die Rücksetzeingänge der Flipflops 20, ι ο 22, und das Setzausgangssignal Q des Flipflop 22 wird als Gattersignal auf ein Gatter 23 geführt. Dem Gatter 23 wird von einem Anschluß 24 ein Takt zugeführt. Der Ausgangstakt des Gatters 23 wird einmal als Zählereingangssignal auf den Zähler' 3 im Sägezahngenerator 10 und zum anderen als Zählereingangssignal auf den Zeitzähler 15 gegeben. Ein Startsignal von einem Anschluß 25 stellt den Zähler 13 und die Flipflops 19,20 zurück und setzt das Flipflop 22.

Wenn das Startsignal 26 vom Anschluß 25 geliefert wird, wie es in F i g. 2A dargestellt ist, wird das Flipflop 22 gesetzt, wobei sein Setzausgangssignal einen hohen Pegel annimmt, wie in F i g. 2B gezeigt ist. Dadurch wird das Gatter 23 geöffnet, um den Taktimpuls P_c vom Anschluß 24 durchzulassen, wie es in F i g. 2C dargestellt ist, damit dieser auf den Zähler 13 gelangen und dort gezählt werden kann. Als Folge davon wird durch den D/A-Wandler 14 eine zunehmende Sägezahnspannung in Form einer stufenförmigen Funktion erzeugt. Der Zuwachs einer Stufe in der Sägezahnspannung ist sehr klein, und demgemäß ist das Ausgangssignal des Wandlers 14 in Fig.2D als kontinuierliche Sägezahnspannung dargestellt. Unter der Annahme, daß die Dämpfung in der Dämpfungsschahung 12, die zur Auswahl der Ordnung der Harmonischen dient, wie später beschrieben werden wird, vorher auf Null gestellt ist, wird die in Fig. 2D dargestellte Spannung dem Oszillator 11 zugeführt, dessen Schwingfrequenz beginnend von beispielsweise einer Frequenz Fi graduell zunimmt, wodurch die Frequenz des Oszillators 11 gewobbelt wird. Das Empfängeroszillatorsignal und seine Harmonischen sowie das Eingangssignal werden frequenzmäßig im Frequenzumsetzer 2 gemischt. Die Komponente in dem Ausgangssignal des Frequenzumsetzers, welche die Frequenz Fi aufweist, gelangt durch das Zwischenfrequenzfilter 4 hindurch, um von einem Detektor 5 abgetastet zu werden, wodurch ein Impulsausgangssignal entsteht, wie es in Fig.2E gezeigt ist. Rauschsignalc in dem abgetasteten Ausgangssignal, die unterhalb eines bestimmten Pegels liegen, werden durch die Schaltung 6 eliminiert.

Die Rauschunterdrückungsschaluinge kann beispielsweise in der in Fig.3 dargestellten Weise aufgebaut werden, wobei das Ausgangssignal des Detektors 5 über eine Impedanzwandlerschaltung 28 auf einen Spitzengleichrichter 31 (zur Gleichrichtung von Signalspitzen) geführt wird, der eine Diode 29 und einen Kondensator 30 aufweist. Das in seinen Spitzen gleichgerichteic Ausgangssignal wird einem Verstärker 32 mit einem Verstärkungsfaktor eins zugeführt und von dort auf einen Spannungsteiler 33 gegeben, welcher den Ausgangspegcl auf 80% reduziert, bevor dieser auf den invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 34 gegeben wird, der als Vergleichsschaltung dient. Das Ausgangssignal des Detektors 5 wird außerdem direkt auf den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 34 gegeben. In Wirklichkeit ist der Kondensator 30 im Spitzengleichricher 31 nicht voll geladen, und wegen des Vorhandenseins eines Leckverlustes kann der Spannungsteiler 33 weggelassen werden. Ein elektronischer Schalter in Form eines Feldeffektransistors 35 befindet sich in Parallelschaltung mit dem Kondensator 30, und das Startsigna! 26 vom Anschluß 25 (F i g. 1) wird auf die Steuerelektrode des Transistors 35 geführt, um diesen einzuschalten wodurch der Kondensator 30 auf einen Nullpegel entladen wird. E'ne in der Zeichnung nicht dargestellte Vorspannung wird auf die Vergleichsschaltung 34 gegeben, um sicherzustellen, daß deren Ausgang einer niedrigeren Pegel »0« annimmt, wenn der Ausgang de; Detektors 5 sich auf Nullpegel befindet, selbst wenn da; Ausgangssignal des Verstärkers 32 Null sein mag. Wie ir F i g. 2F gezeigt ist, empfängt demzufolge beim Anleger des Startsignals 26 invertierende Eingangsanschluß dei Vergleichsschaltung 34 ein Nulleingangssignal, und ei wird zur Zeit t\ praktisch auf den Spitzenwert de! Ausgangsimpulses des Detektors 5 aufgeladen. Aber dei am nichtinvertierenden Eingangsanschluß vorherrschende Pegel ist höher, wodurch der Ausgang einer hohen Pegel »1« annimmt. Der Ausgangsimpuls de; Detektors 5 fällt jedoch zur Zeit r, rasch zusammen, se daß der Pegel am invertierenden Eingangsanschluß dei Vergleichsschaltung 34 unmittelbar auf einen hoher Pegel wechselt, wodurch der Ausgang einen niedriger Pegel »0« annimmt, so daß ein Impuls erzeugt wird, w» er in F i g. 2G dargestellt ist. Auf diese Weise empfang der invertierende Eingangsanschluß der Vergleichsschaltung 34 ein Signal, wie es in F i g. 2F dargestellt ist und sein Ausgangssignal stellt Impulse konstanter Pegels dar, wie in Fig. 2G gezeigt, welche Impulser entsprechen, die einen bestimmten Pegel im Ausgangs signal (Fig.2E) des Detektors 5 überschreiten und au das Zwischenfrequenzsignal hin erhalten worden sind Dieses Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 3* ergibt den Ausgang der Rauschunterdrückungsschal tung6.

Wenn die Empfängersignalfrequenz des Empfangsos zillators 3 um eine konstante Rate von t (Sekunden) pre Hertz gewobbelt oder durchlaufen wird, um di( Frequenz von Fi auf eine graduell höhere Frequenz zi erhöhen, so kann man aus F i g. 4 entnehmen, daß, wenr die Empfängeroszillatorfrequenz eine Frequenz Fy annimmt, das n-fache einer solchen Frequenz minus dei Eingangssignalfrequenz Fs gleich der Zwischenfrequeni F/ wird. Anschließend, wenn die Empfängersignalfre quenz gleich Fl₂ wird, wobei diese Frequenz höher al: Fh ist, ist die Differenz zwischen der Frequenz η Fh dei Harmonischen derselben Ordnung und der Eingangssi gnalfrequenz Fs wieder gleich Fa so daß wieder da: Zwischenfrequenzausgangssignal erzeugt wird. Somi

Fs = η F/, + Fi, Fs = η Fl₁ + Fi.

Zieht man Gleichung (2) von Gleichung (3) ab, se erhält man:

H(Fl₂- Fl₁) = 2 Fi.

Andererseits ist das Zeitintervall Ti, das vom Begini der Wobbelung bis zu dem Zeitpunkt dauert, zu dem di< gcwobbclte oder durchlaufende Frequenz F/| erreicht gleich (Fl\-F\) I, während das Zeitintervall T₂, ii welchem Fl₂ erreicht wird, gleich (Fl₂-F\) t ist, so dal

das Zeitintervall 4 T, das zum Durchlauf von FA bis Fl₂ benötigt wird, folgendermaßen gegeben ist:

IT=T₂-T₁ = (CFZ₂-F/,). (5)

Setzt man diese Beziehung in Gleichung (4) ein, so ergibt sich:

(6)

η =

2fFi
IT '

Wie bereits erwähnt, stellen T₂ und Ti diejenige Zeit dar, zu welcher das Zwischenfrequenzsignal durch die Harmonischen des Empfängeroszillatorsignals derselben Ordnung erhalten wird. Wenn Fi und f vorausbestimmt sind, besteht ein 1 :1-Verhältnis zwischen η und ΔΤ, so daß, wenn das Zeitintervall 4T=T₂-Ti festgelegt ist, die Ordnung η der Harmonischen des Empfängeroszillatorsignals, das mit dem Eingangssignal frequenzmäßig gemischt werden soll, um das Zwischenfrequenzsignal zu erhalten, bestimmt werden kann. Da der Wert von π bestimmt ist, ist die Empfängerfrequenz, wenn das Zeitintervall Δ Τ einmal festgelegt ist, durch eine solche Beziehung auf Fs=n Fl± Fi beschränkt. Beispielsweise reicht, wenn die Eingangssignalfrequenz Fs gleich 12,5GHz ist, der Frequenzbereich, über welchen die Empfängeroszillatorfrequenz gewobbelt wird, von Fi =2 GHz bis F2 = 4 GHz (F₂ ist die maximale Frequenz im Frequenzwobbelungsbereich), und Fi ist gleich 0,02 GHz. Man kann sehen, daß man die Zwischenfrequenzsignale für Werte von η erhalten kann, die unten in Tabelle 1 aufgelistet sind, nämlich für /7=4,5 oder 6.

Tabelle

H(GHz)

2,08

2,496

3,12

40

45

Man kann aber ebenfalls feststellen, daß das Zeitintervall T₂- Ti, das vom ersten bis zum nächsten Auftreten der Zwiichenfrequenzsignale erforderlich ist, wobei die Zeitintervalle in Fig. 2G für n=4, 5 oder 6 durch 4Ti, ΔΤ₂ und ΔΤι dargestellt sind, zunehmend kleiner wird. Wenn das π = 4 entsprechende Zeitintervall Δ T\ gewählt wird, als das Zeitintervall Δ T, das vom Beginn des Zählens im Zeitzähler 15 bis zu dem Zeitpunkt reicht, zu dem ein gegebener Zählerstand hierin erreicht ist, um zu bewirken, daß das Ausgangssignal des Dekodierers 17 das Flipflop 19 setzt, um das Gatter 7 zu aktivieren, erhält man demzufolge lediglich dasjenige Zwischenfrequenzsignal, das als Ergebnis der Frequenzmischung des Eingangssignals mit der vierten Harmonischen des Empfiingcroszillatorsignals vom Ausgangsauswahlgattcr 7 der Fig. I erhalten wird. Ein spezieller Fall sein an Fig.2 betrachtet. Wenn der Frequenzdurchlauf des Empfängeroszillators 3 einen solchen Punkt erreicht hat, daß zur Zeit t\ die /i-6 entsprechende sechste Harmonische erzeugt wird, wird die Differenz /wischen der Frequenz dieser Harmonischen oder 6 χ 2,08 GHz und der Eingangssignalfrequenz 12,5 G Hz gleich

F/=Fs-6f/,=0,02GHz,

so daß man am Bandpaßfilter 4 ein Ausgangssignal erhält. Als Folge davon gelangt zur Zeit /1 ein Impuls Pi von der Rauschunterdrückungsschallung 6 zum Gatter 8, um .einerseits den Zeitzähler 15 und andererseits das Flipflop 20 zurückzusetzen, wodurch das Gatter 21 aktiviert wird, wie in F i g. 2H gezeigt ist. Dadurch kann der Takt passieren und der Zähler 15 beginnt seine Zählung von Null an. Das Gatter 8 wird durch das Rücksetzausgangssignal Q des Flipflop 19 aktiviert, wenn dieses durch das Startsignal 26 zurückgesetzt wird. Zur Zeit t₂, die vor dem Zeitpunkt liegt, zu dem von ti aus 4Ti abgelaufen ist, oder bevor ein gegebener Zählerstand im Zähler 15 erreicht ist, wird die Empfängeroszillatorfrequenz Fl gleich 2,086GHz, so daß Fi=GFl₂-FI gleich 0,02 GHz wird, wodurch ein Zwischenfrequenzsignal am Bandpaßfilter 4 entsteht. Da das Ausgangsauswahlgatter 7 zu dieser Zeit nicht geöffnet ist, wird der Zähler 15 durch einen Impuls P₂, der zu dieser Zeit f₂ von der Rauschunterdrückungsschaltung 6 erhalten wird, zurückgesetzt, so daß er erneut von Null zu zählen beginnt. Wenn nach Ablauf von 4 T\, beginnend von t₂, der gegebene Zählerstand im Zähler 15 erreicht ist, erhält man vom Dekodierer 17 ein Ausgangssignal, welches das Flipflop 19 setzt. Wie in F i g. 21 zu sehen ist, ist das Gatter 7 aktiviert. Wenn der Zähler 15 anschließend für wenige Takte auf seinem Zählerstand ist, setzt das Ausgangssignal vom Dekodierer 18 das Flipflop 19 zurück, um das Gatter 7 zu entaktivieren. Während der Zeit, während welcher das Gatter aktiviert ist, wird von der Rauschunterdrükkungsschaltung 6 kein wahrgenommenes Zwischenfrequenzausgangssignal erhalten. Wenn das Gatter 7 aktiviert ist, stellt das Ausgangssignal des Dekodierers 18 das Flipflop 20 zurück, wodurch das Gatter 21 entaktiviert wird, um die Versorgung des Zählers 15 mit Takten zu unterbrechen.

Wenn die Wobbelung der Empfängeroszillatorfrequenz F/abläuft, ergibt sich das Zwischenfrequenzsignal zur Zeit ft für die fünfte Harmonische, und der sich ergebende abgetastete Ausgangsimpuls P3 setzt den Zeitzähler 15 in der bereits obenerwähnten Weise zurück, so daß der Zähler wieder von Null zu zählen beginnt. Zur Zeit i4, die vor dem Zeitpunkt liegt, zu welchem der bestimmte Zählerstand erreicht wird, tritt jedoch ein anderes Zwischenf requenzausgangssignal für die fünfte Harmonische auf, und der resultierende Impuls P4 von der Rauschunterdrückungsschaltung 6 setzt den Zähler 15 zurück. Nach 4Ti, das dem Erreichen des gegebenen Zählerstandes entspricht, wird das Gatter 7 aktiviert, aber in einem solchen Interval! erhält man keine Zwischenfrequcnzausgangssignal.

Jedoch erhält man zur Zeit h, wenn Fl gleich 3,12 GHz wird, das der vierten Harmonischen oder n = 4 entsprechende Zwischenfrequcnzausgangssignal. Der resultierende abgetastete Ausgangsimpuls Ps setzt den Zeitzähler 15 zurück und setzt außerdem das Flipflop 20, wodurch der Takt auf den Zähler 15 gelangt, um dessen Zählen auszulösen. Zu der Zeit, zu welcher der gegebene Zählerstand erreicht ist, um das FHpflop 19 zurückzusetzen und dadurch das Ausgangsauswahlgatter 7 zu aktivieren, ist seit der Zeit /5 das Zeitintervall 4Ti verstrichen. Und zu dieser Zeil erhält man von der Rauschunterdrückungsschaltung 6 als Ergebnis der

Abtastung des Zwischenfrequenzf'gnals den Ausgangsimpuls Pb, der das Gatter 7 passiert, wie in Fig.2) dargestellt ist. Der Impuls gelangt durch einen normalerweise geschlossenen Schalter 37 auf die Rücksetzanschlüsse der Flipflops 20, 22, wodurch diese Flipflops zurückgesetzt werden. Ein solches Zurücksetzen entaktiviert die Gatter 21, 23, so daß der Takt vom Anschluß 24 nicht langer auf das gesamte System gelangt, wodurch dessen Betrieb unterbrochen wird, was auch das frequenzmäßige Durchlaufen des Empfängcroszillators 3 einschließt. Da die Auswahl von ΔΤ\ so vorgenommen ist, daß es sich bei derjenigen Harmonischen, welche die Erzeugung des Zwischenfrequenzausgangssignals für das gegebene Eingangssignal bewirkte, um die vierte Harmonische oder n=4 handelte und da der Frequenzdurchlauf in Richtung zunehmender Frequenz stattfand, kann man aus den Gleichungen (2) und (3) entnehmen, daß der Impuls P₅ aufgetreten ist, wenn die Frequenz des Empfängeroszillators einen Wert FA erreicht hat, der der Beziehung 4 Fl] + Fi= Fs genügt, und daß der Impuls P₆ aufgetreten ist, wenn die Frequenz des Empfängeroszillators einen Wert Fl₂ erreicht hat, der der Beziehung 4 Fl₂+ F/= F₅ genügt, und bei dieser Zeit wurde die Wobbelung unterbrochen, so daß der Empfängeroszillator 3 seine Schwingung bei der Frequenz FZ₂ fortsetzen konnte. Infolge der Messung der Frequenz Fl₂ erlauben die bekannten Werte von η und F/ die Bestimmung der Eingangssignalfrequenz Fs gemäß Gleichung (3).

Um die Eingangssigrialfrequenz automatisch bestimmen zu können, umfaßt die Anordnung der Fig. 1 ein Paar Gatter 38 und 39, die durch das Rücksetzausgangssignal Q des Flipflop 22 aktiviert werden, wenn dieses durch den Impuls vom Ausgangsauswahlgatter 7 zurückgesetzt wird. Das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzfilters 4 wird über das Gatter 38 auf eine Zwischenfrequenzmeßeinheit 40 geführt, die dazu dient, die Ausgangsfrequenz Fi des Zwischenfrequenzfilters 4 zu bestimmen. Das Ausgangssignal des Oszillators 11 gelangt durch das Gatter 39 auf eine andere Frequenzmeßeinheit 41, welche dazu dient, die Oszillatorfrequenz Fl₂ zu bestimmen. Der in der Meßeinheit 41 bestimmte Wert wird in eine Multipliziereinrichtung 42 gegeben, wo er mit einer Zahl multipliziert wild, die der herrschenden Ordnung π der Harmonischen entspricht. Die Multipliziereinrichtung 42 empfängt ein Konditioniersignal von einer Schaltung 43, welches eine Harmonischen-Ordnung für die die Ordnung der Harmonischen auswählenden Dämpfungsschaltung 12 festsetzt. Das multiplizierte Ausgangssignal η Fl₂ und der von der Schaltung 40 gemessene Wert F/wcrden auf eine Recheneinheit 44 gegeben, um entsprechend Gleichung (3) η Fl₂ — Fi= Fs auszurechnen. Das resultierende Fs wird auf einer Digitalanzeige 45 dargestellt. Die Meßeinheit 40 kann beispielsweise einen Zähler aufweisen. Da der Wert von Fl₂ bedeutend niedriger als der von η Fh ist, kann die Meßeinheit 41 ebenfalls einen Zähler aufweisen. Alternativ dazu kann die Empfängeroszillatorfrequenz in eine niedrigere Frequenz umgesetzt werden, bevor sie gezählt wird, falls dies erwünscht ist. Wenn es auch nicht dargestellt ist, so können die Schaltungen 40,41,44 und 45 durch das Startsignal vom Anschluß 25 auf den jeweiligen Anfangszustand zurückgesetzt werden, wenn dies erforderlich ist. Wenn die Frequenz, welche durch das Filter 4 gelangen soll, auch vorher erzeugt wird, so ist es praktisch unmöglich, das Durchlaßband auf eine einzige Frequenz einzuengen, so daß die Zwischenfrequenz Fi, die während des Betriebes des Systems in Wirklichkeit vorhanden ist. eine bestimmte Bandbreite hat. Und eine solche Frequenz wird in der Meßeinheit 40 bestimmt.

Auf diese Weise wird die Ordnung η der Harmonischen bestimmt, und jedes Eingangssignal mit der Frequenz Fs, das während des Frequenzdurchlaufs für solche Werte von η die Beziehung der Gleichungen (2) und (3) erfüllt, kann »eingefangen« werden, um zu einer Unterbrechung des Betriebsablaufs des Systems zu führen. Wenn jedoch ein Eingangssignal mit einem Frequenzband, das durch die Ordnung η der Harmonischen bestimmt wird, nicht existiert, wird der Frequenzdurchlauf des Empfängeroszillators 3 fortgesetzt, bis die maximale Schwingi'requenz F₂ erreicht wird oder der Zähler 13 für die Erzeugung des Sägezahnsignals in Fig. 1 vollen Zählstand erreicht, worauf der folgende Takt dieses auf Null zurücksetzt, wodurch das Zählen wieder von neuem beginnt. Das heißt mit anderen Worten, die Sägezahnspannung kehrt wieder zu Null zurück und beginnt erneut anzusteigen, um die Frequenzwobbelung de; Empfängeroszillators 3 von neuem durchzuführen. Während des erneuten Frequenzdurchlaufs wird die Ordnung der Harmonischen entweder auf η +1 oder auf n-1 verändert. So wird im obigen Beispiel n~5 gewählt. Die dem Zeitständer 15 zugeordneten Dekodierer 17 und 18 können so gewählt werden, daß das Zeitintervall Δ T₂ vom Impuls P₃ bis zum Impuls P₄, wie es in F i g. 2G dargestellt ist, gleich einer Zeitdauer ist, die vom Beginn des Zählens des Zählers 15 bis zu jenem Zeitpunkt reicht, zu welchem das Setzausgangssignal des Flipflop 19 als Gattersignal erhalten wird. Je höher die Ordnung der eingestellten Harmonischen ist, desto breiter ist der Frequenzbereich, innerhalb dessen das Eingangssignal eingefangen werden kann. Um dies jedoch zu ermöglichen, müssen die Zählstandwerte, bei welchen das Ausgangssignal von den Dekodierern 17 und 18 erhalten wird, über eine ansteigende Schrittzahl geschaltet werden. Zu diesem Zweck können mehrere Sätze Dekodierer 17 und 18, in welchen das Ausgangssignai bei verschiedenen Zählerstandwerlen erhalten wird, vorgesehen und durch die herrschende Ordnung der Harmonischen zur Verbindung mit dem Zeitzähler geschaltet werden. Werden mehrere Sätze Dekodierer 17 und 18 vorgesehen, so kam: dies zu einer komplizierten Anordnung führen. Dies kann vermieden werden durch andere Vorrichtungen zur Auswahl der harmonischen Ordnung.

Wie man bei Be/iugnahme auf die F i g. 2D und 2G aus obiger Beschreibung entnehmen kann, ist die Ordnung der Harmonischen aufgestellt worden durch Auswahl des Zeitintervalls ΔΤ\, ΔΤ₂ oder ΔΤ3 zwischen jenen Zeitpunkten, zu welchen ein Paar Zwischenfrequenzausgangssignale erhalten werden, während die Frequenzwobbelungsrate oder die Neigung der in F i g. 2D gezeigten Sägezahnkurve konstant gehalten wird, oder alternativ durch Auswahl eines feststehenden Zeitintervalls, beispielsweise ΔΤ\, zwischen jenen Zeitpunkten, zu welchen das Paar Zwischenfrequenzausgangssignale erhalten wird, wobei die Wobbelungsrate oder die Neigung der in Fig. 2D dargestellten Sägezahnkurve variiert werden kann. Selbst wenn die Zeitposition festgelegt sein mag, zu welcher der Zeitzähler 15 bis zu einem gegebenen, demselben Zeitintervall Δ Τ\ entsprechenden Zählerstand gezählt hat, kann man die Zwischenfrequenz erhalten, welche durch das Gatter 7 hindurch gelangt, und somit die Ordnung der Harmonischen, die wirksam variiert ist. Wenn beispielsweise die Ordnung der Harmonischen von n = 4 auf n = 5 geändert

wird, kann die Frequenzwobbelungsrate reduziert werden. Eine Änderung in der Frequenzwobbelungsrate kann man dadurch erreichen, daß man die Taktfrequenz variiert, welche dem Zähler 13, der die Sägezahnkurve erzeugt, gemäß der eingestellten Harmonischen Ordnung zugeführt wird, während man die Frequenz des auf den Zeitzähler 15 gelangenden Taktes konstant hält. Alternativ dazu kann die dem spannungsgesteuerten Oszillator 11 zugeführte Steuerspannung mittels der Dämpfungsschaltung 12 gemäß der eingestellten harmonischen Ordnung gedämpft werden, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

Ein spezielles Beispiel der Dämpfungsschaltung 12 ist in Fig.5 dargestellt. Dabei ist der Ausgang des D/A-Wandlers 14 über einen Widerstand 47 des Widerstandswertes R mit dem Steuereingangsanschluß des spannungsgesteuerten Oszillators 11 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 47 und dem Oszillator 11 ist mit Erde verbunden, und zwar über parallele Wege, die je eine Serienschaltung eines Widerstandes 48,49 oder 50 mit einem Schaltelement in Form eines Feldeffekttransistors 51, 52 bzw. 53 umfassen. Der Widerstandswert der verschiedenen Widerstände 48, 49 und 50 ist zu R, R/2 bzw. RIA gewählt. Die Anordnung ist derart, daß die Eingangsimpedanz, die sich darstellt, wenn der D/A-Wandler 14 von der Dämpfungsschaltung 12 aus betrachtet wird, praktisch Null ist, während die Ausgangsimpedanz, d. h. in Richtung Oszillator, praktisch unendlich ist. Unter der Annahme, daß alle Transistoren 51, 52 und 53 }o nichtleitend sind, wird das Ausgangssignal des D/A-Wandlers 14 direkt auf den Oszillator 11 gegeben. Wenn der Transistor 51 allein leitend ist, wird das Ausgangssignal des D/A-Wandlers 14 auf den halben Wert gedämpft, bevor es dem Oszillator 11 zugeführt wird. Wenn hingegen beide Transistoren 51 und 52 leitend werden, wird die dem Oszillator 11 zugeführte Steuerspannung auf ein Drittel gedämpft. Wenn schließlich der Transistor 53 alleine leitend ist, wird die Steuerspannung für den Oszillator 11 auf ein Viertel gedämpft. Auf diese Weise hängt der Betrag der Dämpfung von den leitenden und nichtleitenden Zuständen der Transistoren 51 bis 53 ab. Der Dämpfungsbetrag wird gemäß der eingestellten Ordnung der Harmonischen variiert, und es ist auch möglich, die eingestellte Ordnung der Harmonischen automatisch auf einen anderen Wert einzustellen, wenn eine eingestellte Harmonischen-Ordnung nicht geeignet ist, um das Eingangssignal einzufangen.

Die Anordnung, um dies durchzuführen, kann einen Zähler 43 zur Voreinstellung der harmonischen Ordnung aufweisen, der als Zähleingangssignal ein Übertragungsausgangssignal vom die Sägezahnkurve erzeugenden Zähler 13 erhält, wenn dieser seinen vollen Zählerstand erreicht. Der Zähler kann durch das Startsignal vom Anschluß 25 zurückgesetzt werden. Er umfaßt mehrere Stufen, im dargestellten Beispiel 3, deren Ausgänge eine Bewertung in einer Binärkodierung aufweisen und die über Schalter 54,55,56 mit den Steuerelektroden der entsprechenden Transistoren 51, 52,53 verbunden sind. Die Anordnung ist solcherart, daß der Übertragungskoeffizient Eins ist, wenn der Zählerstand im Zähler 43 Null ist; wenn der Zählerstand Eins ist, ist der Übertragungskoeffizient Einhalb; ist der Zählerstand Zwei, ist der Übertragungskoeffizient ein Drittel usw. Im obigen Beispiel ist der Zählerstand im Zähler 43 Drei, so daß η = 4 gewählt ist. Wenn das System das Eingangssignal unter dieser Bedingung nicht einzufangen vermag, wird am Ende der Frequenzwobbelungsperiode durch den Zähler 13 ein Übertragausgangssignal erzeugt und auf den Zähler 43 geführt, um dessen Zählerstand auf Vier zu bringet), wodurch die Ordnung der Harmonischen auf π = 5 eingestellt wird. Während des nachfolgenden Frequenzdurchlaufs kann diejenige Zwischenfrequenz, welche durch Mischen mit der fünften Harmonischen erhalten wird, durch das Gatter 7 hindurchgelangen. Auf diese Weise wird die eingestellte Harmonischen-Ordnung sukzessiv auf einen neuen Stand gebracht. Wenn es erwünscht ist, die Ordnung der Harmonischen manuell einzustellen, können Schalter 54 bis 56 umgeschaltet werden, um mit einer Handeinstellschaltung 57 verbunden zu werden, die mehrere Handschalter (nicht dargestellt) umfaßt, die selektiv betätigt werden können, um ein Ausgangssignal in gleicher Weise wie das Ausgangssignal vom Zähler 43 zu erzeugen.

Die eingestellte Ordnung der Harmonischen kann auch dadurch variiert werden, daß die Frequenz des dem Zeitzähler 15 zugeführten Taktes geändert wird, während die Frequenzwobbelungsrate konstantgehalten wird. Dies kann dadurch erzielt werden, daß auf der Eingangsseite des Gatters 21 eine Vorrichtung zur Veränderung der Taktfrequenz eingefügt wird, beispielsweise eine Taklfrequenzmultiplizierschaltung, deren Multiplikationsfaktor gemäß der eingestellten Ordnung der Harmonischen variiert werden kann. Durch eine solche Anordnung könnet» die Dekodierschaltungen 17 und 18 zum Dekodieren des Zählerstandes des Zeitzählers 15 gleich sein, und ferner kann das Zeitintervall AT, bis zu welchem der gegebene Zählerstand erreicht ist, in Abhängigkeit von der Taktfrequenz variiert werden, womit eine bestimmte Ordnung der Harmonischen gewählt wird.

Um eine Anzeige der Eingangssignalfrequenz auf einer Kathodenstrahlröhre zu erzeugen, kann das Ausgangssignal des Ausgangsauswahlgatters 7 der vertikalen Ablenkeinrichtung 60 einer Kathodenstrahlröhre 59 zugeführt werden, wobei die Ausgangssägezahnspannung von Sägezahngenerator 10 auf die horizontale Ablenkeinrichtung 61 dieser Röhre gegeben wird, wie in F i g. 1 dargestellt ist. Durch öffnen des Schalters 37 wird verhindert, daß der Betriebsablauf des Gesamtsystems unterbrochen wird, wenn das Ausgangssignal vom Gatter 7 erhalten wird, vielmehr kann er in identischer Weise wiederholt werden, bevor ein solches Ausgangssignal erhalten wird. Eine durchsichtige Skalenscheibe mit einer sich horizontal erstreckenden, in Harmonischen-Ordnungen geeichten Frequenzskala kann auf der Frontplatte der Kathodenstrahlröhre 59 befestigt sein, um ein Ablesen der Eingangssignalfrequenz zu ermöglichen. Der Frequenzablesewertvon der Frequenzskala ist von der Eingangssignalfrequenz um einen Betrag versetzt, welcher der Zwischenfrequenz Fi entspricht. Die Skala kann jedoch vorher korrigiert werden, um ein direktes Ablesen der Eingangssignalfrequenz vorzusehen. Die durchsichtige Skalenscheibe kann ausgetauscht werden, wenn die eingestellte Ordnung der Harmonischen geändert wird. Da: Setzausgangssignal des Flipflops 19 kann als eir Gattersignal einem Gatter 62 zugeführt werden welches bei seiner Aktivierung das Ausgan^ssignal von Detektor 5 auf die vertikale Ablenkeinrichtung 60 dei Kathodenstrahlröhre 59 gelangen läßt, um die zur Zeit.' der F i g. 2E vorhandene Impulswellenform anzuzeigen die der Wellenform und dem Pegel des Eingangssignal entspricht. Alternativ zeigt F i g. 6, daß das Ausgangssi

gnal des Dei.ektors 5 direkt auf die vertikale Ablenkeinrichtung 60 geführt wird, und daß das Ausgangssignal des Gatters 7 (oder 62) auf einen Helligkeitsmodulationsanschluß 90 zur Helligkeilsmodulation der Kathodenstrahlröhre 59 gegeben wird, so daß die gesamte in Fig.2G dargestellte Wellenform angezeigt wird, wobei die zur Zeit f₆ auftretende, dem Eingangssignal entsprechende Wellenform mit erhöhter Helligkeit angezeigt wird. Wenn eine Anzeige durch die Kathodenstrahlröhre 59 verwendet wird, wird, da der Schalter 37 zur Wiederholung des Frequenzdurchlaufs geöffnet ist, die Abszisse der Anzeige zwischen der minimalen und der maximalen Frequenz des Frequenzdurchlaufs gewobbelt. Die oben erläuterte Anzeige ist dadurch vorteilhaft, daß lediglich das Eingangssignal aufgezeichnet wird, oder daß es in einer vom Rest unterscheidbaren Weise angezeigt wird, und zwar dadurch, daß es gegenüber derjenigen Anzeige hervorgehoben wird, die durch einen herkömmlichen Spektralanalysator erzeugt wird, in welchem das Gesamtausgangssignal vom Detektor 5 angezeigt wird, was es schwer macht, zu unterscheiden, welches das Eingangssignal ist.

Beim erfindungsgemäßen Überlagerungsempfängersystem erlaubt die Schaltung 43 eine Auswahl lediglich desjenigen Ausgangssignals des als Harmonischen-Mischer dienenden Frequenzumsetzers 2, das auf eine bestimmte Harmonische des Empfängeroszillatorsignals erzeugt wird. Eine solche Auswahl und das Vorzeichen beim Frequenzumsetzungsprozeß, das durch die Richtung des Frequenzdurchlaufs bestimmt wird, ermöglicht eine exakte Bestimmung der Frequenz des eingefangenen Eingangssignals. Wenn das Eingangssignal nicht eingefangen werden kann, wird die Einstellung in der Schaltung 43 geändert, daß eine Bestimmung der Eingangssignalfrequenz über einen ausgedehnten Frequenzbereich oder das Einfangen und Empfangen des Eingangssignals mit einem extrem einfachen Verfahren und innerhalb einer kurzen Zeitdauer ermöglicht wird, wobei die Möglichkeit hinzukommt, daß die Frequenz des Eingangssignals dargestellt werden kann. Wie oben erläutert worden ist, erlaubt es die Verwendung der Taktsteuerung, die eingestellte Ordnung der Harmonischen in erleichterter Weise automatisch auf einen anderen Wert zu bringen. Der den Zählern 13 und 15 zugeführte Takt braucht nicht identisch zu sein. Wenn jedoch derselbe Takt verwendet wird, verläuft das Zählen im Zeitzähler 15 in einer Weise, die einer Änderung der Oszillatorfrequenz entspricht, welche durch den Sägezahnzähler 13 auf den zugeführten Takt hin bestimmt wird, so daß eine Variation im Zeitintervall des Zeitzählers 15 beim Erreichen von dessen gegebenen Zählerstand, die von einer Variation in der Taktperiode herrühren würde, eine entsprechende Änderung in der Empfängeroszillatorfrequenz mit sich bringt, so daß ein Fehler in dieser eliminiert wird. Dadurch wird das Erfordernis eines teuren Kristalloszillators für die Taktquelle vermieden. Dieses Merkmal erlaubt es, das Aufsuchen des Eingangssignals mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen und die Geschwindigkeit auf eine niedrigere herabzusetzen, wenn das Eingangssignal einmal gefunden ist, um das Eingangssignal korrekt einzufangen, was eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung von dessen Frequenz erlaubt.

Eine solche Anordnung ist in F i g. 6 dargestellt, wobei entsprechende Teile durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet sind. In diesem Fall umfaßt der Sägezahnzähler 13 einen umkehrbaren Aufwärts-Abwärts-Zähler, und er arbeitet als ein Aufwärtszähler, wenn er durch das Startsignal vom Anschluß 25 zurückgesetzt worden ist, wodurch ein Frequenzdurchlauf des Oszillators 11 in derselben Weise bewirkt wird, wie sie oben in Verbindung mit Fig. 1 erläutert worden ist. Wenn ein Eingangssignal mit einer ausgewählten Ordnung der Harmonischen eingefangen ist, wird vom Ausgangsauswahlgatter 7 ein Ausgangssignal erhalten, welches das Flipflop 20 in derselben Weise wie in F i g. 1 zurücksetzt. Das Flipflop 22 wird jedoch nicht unmittelbar zurückgesetzt, und statt dessen setzt das Ausgangssignal des Gatters 7 ein Flipflop 64. Das Flipflop 64 wird durch das Startsignal vom Anschluß 25 zurückgesetzt, und sein Setzausgangssignal Q wird über eine Verzögerungsschaltung 68 als Gattersignal auf ein Gatter 65 geführt. Somit ist das Gatter 65 anfangs geschlossen. Das Rückstellausgangssignal Q des Flipflops 64 geht als Gattersignal auf ein Gatter 66, welches dadurch anfangs aktiviert ist, um einen sehr schnellen Takt von einem Anschluß 24Λ zum Gatter 23 durchzulassen, so daß eine Frequenzwobbelung oder ein Frequenzdurchlauf mit höherer Geschwindigkeit ermöglicht wird. Wenn das später auftretende Zwischenfrequenzausgangssignal, das während eines solchen Frequenzdurchlaufs infolge des Vorhandenseins des Eingangssignals erhalten wird, durch das Gatter 7 in der oben erläuterten Weise hindurchgelangt, um das Flipflop 64 zu ersetzen, setzt dessen Ausgangssignal Q das Flipflop 19 zurück und aktiviert außerdem ein Gatter 67, wodurch ein langsamer Takt von einem Anschluß 24/ durch das Gatter 67 hindurchgelangt, um auf das Gatter 23 geführt zu werden. Das Setzausgangssignal Q des Flipflops 64 gelangt auf den Aufwärts-Abwärts-Schaltanschluß des Umkehrschalters 13, worauf dieser so geschaltet wird, daß er als Abwärtszähler arbeitet. Demzufolge wird, wenn der Oszillator 11 dazu neigt, daß die Schwingfrequenz über Fh hinausgeht, wenn das Ausgangssignal vom Ausgangsauswahlgatter 7 während des schnellen Wobbeldurchlaufs erhalten wird, die Oszillatorfrequenz so gesteuert, daß sie von einer solchen, über Fh hinausgehenden Frequenz mit einer Rate reduziert wird, die geringer ist, als diejenige des vorhergehenden Frequenzdurchlaufs. Wenn die Frequenz des Empfängeroszillators 11 Fl₂ erreicht, wird der Zeitzähler 15 zurückgesetzt und beginnt den mit niedriger Geschwindigkeit zugeführten Takt zu zählen. Wenn der gegebene Zählerstand erreicht ist, wird vom Flipflop 19 ein Gattersignal auf das Gatter 7 gegeben, welches das Ausgangssignal erzeugt, da die Oszillatorfrequenz des Empfängeroszillators 3 gleich Fl₁ ist. Das Setzausgangssignal Q des Flipflops 64 wird als Gattersignal durch die Verzögerungsschaltung 68 auf das Gatter 65 geführt, welches das vom Gatter 7 hergeleitete Ausgangssigna! hindurchläßt, um das Flipflop 22 zurückzusetzen Dadurch wird der Betriebsablauf des Gesamtsystems unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Frequenzwobbelungsrate niedrig, und der Betriebsablauf wird in dem Moment unterbrochen, zu dem der Oszillator 11 gerade Fly erreicht hat, ohne über diese Frequenz hinauszulaufen, und diie Schwingung wird auf der Frequenz Fl\ gehalten. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Eingangssignalfrequenz Fs exakt bestimmt wird. Wenn der langsamere Takt alleine verwendet würde, um das System zu betreiben, würde die Geschwindigkeit, mit welcher das Eingangssigna aufgesucht wird, wesentlich verlangsamt, wodurch eine verlängerte Zeitdauer erforderlich wäre. Aber da«

obenerwähnte Schalten zwischen zwei Taktarten erlaubt es, das Eingangssignal innerhalb einer kurzen Zeitdauer einzufangen und seine Frequenz ex;kt zu bestimmen. Hinzu kommt folgendes: Da der ⁿrequenzdurchlauf des Oszillators 11 zu demjenigen Moment unterbrochen wird, zu welchem die Gleichung (2) erfüllt ist oder zu welchem die Eingangssignalfrequenz gleich „ /r/, ₊ F/ist, ist die arithmetische Operation innerhalb der Recheneinheit 44 eine Addition und nicht eine Subtraktion, wodurch die erforderliche Anordnung vereinfacht werden kann. Die Verwendung sowohl des schnellen als auch des langsamen Takts durch Umschalten ist erlaubt, da beiden Zählern 13 und 15 derselbe Takt zugeführt wird, wodurch die Arbeitsweise von Zeitveränderungen unabhängig gemacht wird. Die Zeitverzögerung in der Verzögerungsschaltung 68 ist so gewählt, daß, wenn das Flipflop 64 gesetzt ist, Has zu dieser Zeit vom Gatter 7 erhaltene Ausgangssignal daran gehindert wird, unmittelbar durch das Gatter 65 hindurchzugelangen.

Wenn auch in obiger Beschreibung der Zeitzähler 15 verwendet worden ist, um eines der beiden auf das Eingangssignal hin erhaltenen Zwischenfrequenzausgangssignale auszuwählen, und zwar dasjenige, welches zeitlich später auftritt, so kann dieser durch einen monostabilen Multivibrator ersetzt werden. Dies ist in F i g. 7 dargestellt, in welcher der F i g. 1 entsprechende Teile durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet sind. Der Ausgangsimpuls der Rauschunterdrückungsschal-

signal des Integrators wird in einer Vergleichsschaltung 78 mit einem von einem Anschluß 79 stammenden Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential, verglichen. Wenn beide übereinstimmen, erzeugt der Komparator 78 ein Ausgangssignal, welches die Zufuhr des Ausgangssignals des Negativspannungsgenerators 77 zum Integrator 75 unterbricht. Das Startsignal vom Anschluß 25 setzt das Flipflop 74, dessen Setzausgangssignal im Integrator 75 integriert wird, um den Frequenzdurchlauf des Oszillators 11 zu bewirken. In diesem Beispiel ist das Ausgangsauswahlgatter 7 durch das Setzausgangssignal des Flipflops 73 aktiviert.

In den Fig. 1, 6 und 7, wo es erwünscht ist, eine integrierende Schaltung für den Sägezahngenerator 10 zu verwenden, kann die Zeitkonstante der integrierenden Schaltung oder die zu integrierende Spannung gemäß der eingestellten Ordnung der Harmonischen variiert werden.

Als weitere Modifikation zeigt Fig.8 die Verwendung eines einzigen Empfängeroszillators 3 in Verbindung mit einem Paar Bandpaßfiltern 4a und 46, welche verschiedene Zwischenfrequenzen verfügbar machen. Die Ausgangssignale der jeweiligen Filter 4a und Ab werden durch Detektoren 5a bzw. 56 abgetastet, und dasjenige Ausgangssignal mit der höheren Zwischenfrequenz Fia setzt ein Flipflop 80, wohingegen das andere Ausgangssignal mit der niedrigeren Zwischenfrequenz Fib das Flipflop 80 zurücksetzt und außerdem das Flipflop 73 setzt, welches eine Unterbrechung des

tune 6 (F i g. 2G) treibt einen monostabilen Multivibra- 30 Frequenzdurchlaufs bewirkt. Unter der Annahme, daß

tor^O, bei welchem die Zeit von seiner Ansteuerung bis zu seiner Rücksetzung variabel ist. Der Betrag einer solchen Zeitlänge, d. h. die Dauer einer solchen Zeitlänge, wird gemäß der gewählten Ordnung der Harmonischen eingestellt, beispielsweise in F i g. 2 auf ΔΤ\. Die Hinterflanke des Ausgangssignals des Multivibrators 70 treibt einen anderen monostabilen Multivibrator 71, der einen Gatterimpuls mit genügend schmaler Breite zur Aktivierung eines Gatters 72

erzeugt. Wenn von der Rauschunterdrückungsschaltung 40 _d ~ Preauenzdurchlauf 6 während derjenigen Zeit, in welcher das Gatter 72 ?_eWnt3w7?st aktiviert ist, oder während des Zeitintervalls AT\, seit der monostabile Multivibrator 70 angetrieben worden ist, ein Ausgangsimpuls erhalten worden ist, so passiert dieser das Gatter 72, um ein Flipflop 73 zu setzen. Das 45 Setzausgangssignal des Flipflops 23 setzt ein Flipflop 24

zurück, wodurch ein Integrator 75, der dessen ,17

Setzausgangssignal Q integriert hat, nicht langer ein zu f

integrierendes Eingangssignal empfängt, so daß sein Integral aufrechterhalten wird. Das Ausgangssignal des Integrators 75 steuert den spanriungsgesteuerten Oszillator 11. Die Unterbrechung des Integrationsprozesses bewirkt die Unterbrechung des Frequenzdurchlaufs. Um den Integrator 75 in seinen Anfangszustand zurückzuversetzen, wird ein Rücksetzsignal von einem Anschluß 76 auf einen Negativspannungsgenerator gegeben, welcher eine auf den Integrator 75 gelangende negative Spannung erzeugt, so daß dieser eine negative Spannung integriert. Das kleiner werdende Ausgangs- Fin durch die n-te Harmonische der Empfängeroszillatorfrequenz Fh und Fib durch die n-te Harmonische der Empfängeroszillatorfrequenz Fl₂ erhalten wird, ergibt sich folgende Beziehung:

Fs = Fia + η Fh, Fs = Fib + η Fl₂.

Solche Beziehungen sind in F i g. 9 dargestellt. Das für von Fh nach Fl₂ benötigte

AT=(Fh- Fh) t. und deshalb erhält man folgende Beziehung:

n =

Fia - Fib\

was eine Beziehung zwischen T und η angibt. Durch Messung des Zeitintervalls Δ T vom Auftreten von Fia bis zum Auftreten von Fib kann die Ordnung π der Harmonischen bestimmt werden. Auch kann in dieser Anordnung das Ausgangssignal des Detektors 5a oder 5b auf das Gatter 72 und den moncstabilen Multivibrator 70 in F i g. 7 gegeben werden, um einen bestimmten Wert von Δ Τ zu wählen, wodurch lediglich dasjenige Eingangssignal empfangen wird, welches einem gewünschien Wert von η entspricht.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Überlagerungsempfänger mit einem wobbelbarenÜberlagerungsoszillator, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Frequenz der empfangenen Schwingung die Mischstufe (2) des Empfängers eine Mischung mit der Grundv/elle und Oberwellen der Schwingung des Überlagerungsoszillators (U) liefert und das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzdemodulators (5) einer Schaltung (15; 70) zugeführt ist, die nach Ablauf einer einstellbaren Zeit (ΔΤ) kurzzeitig ein Gatter (7) öffnet und dadurch bei Vorhandensein einer Zwischenfrequenzschwingung diese einer Einrichtung (22) zum Inbetriebsetzen einer Messung der Frequenz des Überlagerungsoszillators (41) zuführt.

2. Überlagerungsempfänger mit einem wobbefb.aren Überlagerungsoszillator, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Frequenz der empfangenen Schwingung die Mischstufe (2) des Empfängers eine Mischung mit der Grundwelle und Oberwellen der Schwingung des Überlagerungsoszillators (11) liefert und das Ausgangssignal des Zwischenfrequenz-Demodulators (5) einer Schaltung (15) zugeführt ist, die nach Ablauf einer eingestellten Zeit bei einer einstellbaren Wobbeirate (t) kurzfristig ein Gatter (7) öffnet und dadurch bei Vorhandensein einer Zwischenfrequenzschwingung diese einer Einrichtung (22) zum Inbetriebsetzen einer Messung der Frequenz des Überlagerungsoszillators (41) zuführt.

3. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Zeitzähler (15) aufweist, der beim Auftreten des Ausgangssignals des Zwischenfrequenzdemodulators (5) Taktimpulse (24) zu zählen beginnt ;ind beim Erreichen eines einstellbaren Zählstandes einen das Gatter (7) kurzzeitig öffnenden Öffnungsimpuls erzeugt.

4. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählstand, bei welchem der Zähler einen Öffnungsimpuls abgibt, fest eingestellt ist, und daß die Folgefrequenz des dem Zähler (15) zugeführten Taktes veränderbar ist.

5. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen monostabilen Multivibrator (70) mit einstellbarer Ausgangsimpulsdauer aufweist, dessen Rücksetzung in den stabilen Zustand über einen nachgeschalteten monostabilen Multivibrator (71) die Abgabe eines Öffnungsimpulses für das Gatter (72) auslöst (F ig. 7).

6. Überlagerungsempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überlagerungsoszillator ein taktgesteuerter Sägezahngenerator (10) zugeordnet ist zur Erzeugung einer stufenförmig ausgebildeten Sägezahnspannung, deren Stufenzahl der Anzahl der zugeführten Taktimpulse entspricht, und daß die Frequenz des Überlagerungsoszillators (11) in Abhängigkeit von der Sägezahnspannung steuerbar ist.

7. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator einen Zähler (13) zum Zählen der Takte und einen Digital-Analog-Wandler (14) zur Umsetzung des Zählstandes des Zählers (13) in eine analoge Spannung aufweist.

8. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnei, daß zur Veränderung der Wobbeirate die Folgefrequenz des dem Zähler (13) zugeführten Taktes veränderbar ist.

9. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sägezahngenerator (10) und Überlagerungsempfänger (11) eine variable Dämpfungsschaltung (12) geschaltet ist.