DE2436367C2 - Generator mit dekadischer Frequenzeinstellung - Google Patents

Description

Bei derartigen Generatoren ist die Regelspannung zufolge der Steuerimpulse mit nichtharmonischer Impulswiederholungsfrequenz mit einer störenden Schwankung behaftet, die mittels einer Kompensationsspannung vermindert oder beseitigt wird. Die im Hauptpatent angegebene Art der Erzeugung der Kompensationsspannung (Ansprüche 7, 8 und 9) erfordert deren frequenzabhängige Bewertung {Ansprüche lOund 11).

Aus der schweizerischen Patentschrift 4 87 543 ist ein Frequenzgenerator mit einem spannungss'euerbaren Oszillator bekannt, dessen Frequenz zwischen zwei benachbarten Werten hin- und herpendelt. Die Ausgangsimpulse des Oszillators werden dort periodisch während einer bestimmten definierten Zeitdauer einer bistabilen Schaltungsanordnung zugeführt, und es wird in Abhängigkeit von dem am Ende der Zeitdauer jeweils erreichten Zustand der bistabilen Schaltungsanordnung eine Frequenzsteuerspannung für den Oszillr*.or gebildet

Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders zuverlässige Art der Erzeugung der Kompensationsspannung anzugeben, die keiner besonderen Frequenzbewertung bedarf.

Diese Aufgabe wird bei einem Generator der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine Weiterbildung des Generators nach Anspruch 1 betrifft einen speziellen Abtastphasenmesser, der auch für die Erzeugung der frequenzbewerteten Kompensa- jo tionsspannung geeignet ist. Diese Weiterbildung ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 2. Auf diese Weise ergibt sich durch die Verwendung desselben Kondensators für die Erzeugung der Sägezahnspannung und der Kompensationsspannung eine Verringe- r-> rung möglicher Fehler.

Eine andere Weiterbildung ergibt sich durch die Merkmale des Anspruchs 3. Auf diese Weise ergibt sich auch bei der Erzeugung einer Kompensationsspannung, die von Steuerimpulsen erzeugt wird, die nichtharmonisehe Impulswiederholungsfrequenzen aufweisen und die aus mehreren Dekadenstufen stammen, eine erhöhte Genauigkeit und eine unmittelbare Frequenzbewertung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 ein vereinfachtes Schaltbild des in der Anordnung gemäß F i g. 1 enthaltenen Phasenmessers 51, und

Fig. 3 Diagramme einiger in Fig. 2 unter beispielsweisen Annahmen auftretenden Spannungen.

Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine Frequenzdekade für einen Ausgangsfrequenzbereich von 200 MHz bis 300 MHz, die auf 1 Hz genau einstellbar ist. Die Ausgangsfrequenz wird in einem einzigen, im Gesamtbereich durchstimmbaren Oszillator 45 erzeugt. Seine Frequenz wird durch Impulssubtraktion in Impulsbewerterschaltungen 46, 47 und durch Frequenzteilung in Frequenzteilern 48,49 mit jeweils dem Teilungsverhältnis 100:1 und in einem Frequenzteiler 50 mit dem Teilungsverhältnis 2 : 1 auf eine Frequenz von 1OkHz reduziert. Diese geteilte Frequenz um eine Normalfrequenz von 10 kHz werden den Eingängen eines Phasendiskriminators 51 zügeführt, dessen Ausgangsspannung die Steuerspannung des Oszillators 45 bildet. Die Stufenausgänge des in zwei Dekaden binär kodierten Frequenzteilers 49 liegen an parallelen Impulsauswahlschaltungen 52 bis 57, und der Ausgang der letzten Frequenzteilerstufe 49, an dem das Teilungsverhältnis 100:1 wirksam ist, steuert den Frequenzteiler 50 an. Jede der Steuerimpulsauswahlschaltuiigen 52 bis 57 umfaßt zwei Dekaden und läßt bei jedem Durchlauf des Frequenzteilers 49 eine ihrer jeweiligen Einstellung entsprechende Anzahl von Steuerimpulsen zu ihnen zugeordneten UND-Schaltungen 58 bis 63 durch.

Die über ihre jeweilige Einstellung hinausgehende Anzahl von Impulsen jedes 100 Impulse umfassenden Durchlaufs des Frequenzteilers 49 wird von den Steuerimpulsauswahlschaltungen 52 bis 57 unterdrückt. Die Steuerimpulsauswahlschaltungen 52 bis 55 dienen der Einstellung der gewünschten Frequenz, was von Hand oder über entsprechende Einstell-Leitungen 64, z. B. mit Hilfe eines Programmgebers, erfolgen kann. Die zweiten Eingänge der ihnen zugeordneten UND-Schaltungen 58 bis 61 werden in einem Zeitvielfach mit Hilfe einer Steuerschaltung 65 durchgeschaltet, das mit Hilfe von Koinzidenzschaltungen gebildet wird, die gewisse Stufenausgänge des ersten Frequenzteilers 48, den Ausgang der zweiten Impulsbewertungsschaltung 47 und den Ausgang des dritten Frequenzteilers 50 abfragen. Auf diese Weise werden die UND-Schaltungen 58 bis 61 innerhalb eines ersten Teiles jeder periode der Normalfrequenzpulsspannung während jedes gemäß den Einstellungen der Steuerimpulsauswahlscha!- tungen 52 bis 55 durchgelassenen Eingangsimpulsen des zweiten Frequenzteilers 49 in einem Zeitvielfach nacheinander durchgeschaltet, so daß die von ihnen gegebenenfalls durchzulassenden Steuerimpulse nicht koinzidieren. Der Ausgang der ersten UND-Schaltung 58, an dem 0 bis 99 Steuerimpulse auftreten können, beaufschlagt einen Steuereingang der zweiten impulsbewertungsschaltung 47, und der Ausgang der zweiten UND-Schaltung 59 in der ebenfalls 0 bis 99 Steuerimpulse auftreten können, beaufschlagt den Steuereingang der ersten Impulsbewertungsschaltung 46, der auch am Ausgang einer von zwei Frequenzteilern 66, 67 mit jeweils dem Teilungsfaktor 100 :1 gebildeten Teilerkette liegt. Der Ausgang der dritten UND-Schaltung 60 ist mit dem Ausgang des Frequenzteilers 67 und damit mit dem Eingang des Frequenzteilers 66 verbunden, und der Ausgang der vierten UND-Schaltung 61 liegt am Eingang des Frequenzteilers 67.

Die Information an den internen Stufenausgängen der beiden Frequenzteiler 66, 67, die an die Impulsbewertungsschaltung 46 Steuerimpulsgruppen mit bezüglich der Normalfrequenz fu nichtharmonischen Impulswiederholungsfrequenzen liefern, bestimmt die Einstellung der beiden Impulsauswahlschaltungen 56, 57, und die zweiten Eingänge der fünften und sechsten UND-Schaltungen 62,63 sind über einen Inverter 68 mit dem Ausgang des dritten Frequenzteilers 50 verbunden.

Auf diese Weise wird während eines zweiten Teiles jeder Periode der Normalfrequenzpulsspannung, die der binäre Frequenzteiler 50 bestimmt, eins der Anzahl der nichtharmonischen Steuerimpulse entsprechende Anzahl von Impulsen, als Stellgröße für die Erzeugung der Kompensationsspannung gebildet und dem Phasenmesser 51 zugeleitet.

In ^u i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des in der Anordnung gemäß Fig. 1 enthaltenen Phasenmessers 51 dargestellt. Er ist als Abtastphasenmesser ausgebildet und besteht im wesentlichen aus einer UND-Schaltung 70, deren Eingänge mit den Ausgängen der Normalfrequenzquelle 7 und des binären Frequenzteilers 5

verbunden sind, einem Ladekondensator 71, an dem eine abzutastende Sägezahnspannung gebildet wird, und einer Abtast- und Halteschaltung 72, die die Regeispannung für den Oszillator 45 erzeugt. Der Ausgang der UND-Schaltung 70 liegt an einem Transistorschalter 73, der eine Konstantstromquelle 74 mit dem Ladekondensator 71 verbindet, so daß an diesem während eines der durch den binären Frequenzteiler 50 bestimmten Teiles jeder Periode der Normalfrequenzpulsspannung die Sägezahnspannung entsteht. Im anderen Teil dieser Periode wird dieselbe Konstantstromquelle 74 mittels eines zweiten Transistorschalters 75, den die Ausgangsspannung und UND-Schaltung 62 steuert, mit einem zweiten Kondensator 76 verbunden. An ihm wird ein der Einstellung der Frequenzwerte 10² Hz und 10³ Hz entsprechender Teil der Kornper.sationsspannung erzeugt,die durch kapazitive Spannungsteilung auf das für die am Lade-Kondensator 71 gebildete Regelspannung passende Maß reduziert wird. Hierzu liegt zum Lade-Kondensator 71 ein kapazitiver Spannungsteiler parallel, dessen masseseitigen Zweig der Lade-Kondensator 71 bildet und dessen zweiter Zweig von einem wesentlich kleineren Kondensator 77 gebildet wird.

Eine zweite, einen lO^fach geringeren Konstantstrom liefernde Konstantstromquelle 78 ist mittels eines Transistorschalters 79 mit dem zweiten Kondensator 76 während des Ausgangssignals der UND-Schaltung 63 verbunden und erzeugt so einen Teil der Kompensa tionsspannung, der der Einstellung der Frequenzwerte 10° Hz und 10' Hz entspricht.

Die Schalttransistoren 80 und 81 leiten die Konstantströme nach Masse ab, solange sie nicht die Kondensa toren 71 bzw. 76 laden.

In Fig. 3 stellen der Puls Za die von der Quelle 7 gelieferte Normalfrequenzpulsspannung Un, der Puls 31 die am Ausgang des Frequenzteilers 50 erscheinende Spannung Ut, die Kurve 3c die am Kondensator 71 anliegende Spannung U\ und die Kurve id die am Kondensator der Abtast- und Halteschaltung 72 anliegende Steuerspannung U2, die die Ausgangsfrequenz des Oszillators 45 bestimmt, jeweils in Abhängig keit von der Zeit dar, wenn angenommen wird,

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200,00 MHz anliegen, so daß keine Impulsunterdrückungen stattfinden,
daß dann im Zeitbereich B die flCD-Signale auf 300 MHz umgeschaltet werden,
daß dann im Zeitbereich C 10⁴ Oszillatorperioden unterdrückt werden,
daß dann im Zeitbereich Ddie Kompensationsspannung erzeugt wird, ohne daß Impulse unterdrückt werden und

daß dann zum Zeitpunkt E (Ende des Zeitbereichs D₁ der Kondensator der Abtast- und Halteschaltung 72 umgeladen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Generator mit dekadischer Frequenzeinstellung unter Verwendung eines elektronisch abstimmbaren Oszillators, dessen Regelspannung dem Ausgang eines analogen Phasenmessers entnommen ist, dessen störende Schwankung der Regelspannung unterdrückt wird und dem einerseits eine Normalfrequenzpulsspannung und andererseits eine Impulsspannung zugeführt ist die ein Frequenzteiler liefert, der von der Oszillatorspannung über einen zwischen den Oszillator und den Frequenzteiler eingefügten Impulsbewerter gespeist wird, dem zur Unterdrükkung bzw. Einfügung jeweils eines Impulses der dem Frequenzteiler zugeführten Oszillatorspannung jeweils ein Steuerimpuls zugeführt wird, den eine einstellbare Steuerimpulsauswahlstufe liefert, die vom Frequenzteiler gespeist wird und die pro" jeweils zehn im Frequenzteiler auftretende Impulse je nach ihrer Einstellung null bis neun Steuerimpulse abgibt, wobei dem Impulsbewerter mittels einstellbarer Steuerimpulsauswahlstufen sowohl Steuerimpulsgruppen mit bezüglich der Normalfrequenz harmonischen Impulswiederholungsfrequenzen als auch Steuerimpulsgruppen mit bezüglich der Normalfrequenz nichtharmonischen Impulswiederholungsfrequenzen zuführbar sind, die jeweils innerhalb eines von mehreren dekadisch abgestuften Frequenzbereichen liegen, wobei ferner eine im wesentlichen dekadische Frequenzteilerkette vorgesehen ist, deren dekadische Frequenzteilerstufen jeweils einer der Steuerimpulsauswahlstufen zugeordnet sind und an deren Eingang eine Impulsspannung liegt, deren Frequenz mit der Frequenz einer der beiden dem Phasenmesser zugeführten Impulsspannungen verknüpft ist und wobei schließlich die am Ausgang des Phasenmessers auftretende, sägezahnförmige, durch die Steuerimpulse mit nichtharmonischen Impulswisderholungsfrequenzen bedingte störende Schwankung der Regelspannung mit einer Kompensationsspannung überlagert und/ oder mit Hilfe eines Tiefpasses, dessen Zeitkonstante für kleine Spannungsänderungen groß und für große Spannungsänderungen klein ist, unterdrückt wird, nach Patent 22 40 216, dadurch gekennzeichnet, daß während eines ersten Teiles jeder Periode der Normalfrequenzpulsspannung die Steuerimpulse dem Impulsbewerter (46, 47) zugeführt werden und während eines zweiten Teiles jeder Periode der Normalfrequenzpulsspannung die Kompensationsspannung erzeugt und überlagert wird, die von der Anzahl der der während des ersten Teiles jeder Periode auftretenden nichtharmonischen Steuerimpulse abhängt.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Phasenmesser (51) an einem Kondensator (71), an dem während des ersten Teiles jeder Periode der Normalfrequenzpulsspannung durch Ladung mittels einer Konstantstromquelle (74) während einer durch den Phasenunterschied zwischen Normalfrequenz (Quelle 7) und geteilter Ausgangsfrequenz (Frequenzteiler 50) bestimmten Zeitspanne eine Sägezahnspannung mit einer dieser Zeitspanne proportionalen Amplitude erzeugt wird, daß während des zweiten Teiles jeder Periode der Normalfrequenzpulsspannung durch Aufladen mit Impulsen aus derselben Konstantstromquelle (74), deren Anzahl von der Anzahl der in dem ersten Teil jeder Periode der Normalfrequenzpulsspannung aufgetretenen nichtharmonischen Steuerimpulse und deren Dauer von der Periodendauer der erzeugten Oszillatorwechseispannung abhängt, die Kompensationsspannung erzeugt und der Sägezahnspannung überlagert wird und daß aur der Spannung am Kondensator über eine synchrone Abtast- und Halteschaltung (72) die Regelspannung des Oszillators (45) gebildet wird.

3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kondensatoren (71,76) von etwa gleicher Kapazität vorgesehen sind, von denen der eine (71), an dem die Sägezahnspannung gebildet wird und an dem der Eingang der Abtast- und Halteschaltung (72) liegt, den masseseitigen Zweig eines kapazitiven Spannungsteilers bildet, dessen zweiter, von einem dritten Kondensator (77) mit wesentlich kleinerer Kapazität gebildeter Zweig mit dem anderen Kondensator (76) verbunden ist, und daß der andere Kondensator (76) mit den die Kompensationsspannung bestimmenden Impulsen aus derselben Konstantstromquelle (74) geladen wird.

Das Hauptpatent 22 40 216 betrifft einen Generator mit dekadischer Frequenzeinstellung unter Verwendung eines elektronisch abstimmbaren Oszillators, dessen Regelspannung dem Ausgang eines analogen Phasenmessers entnommen ist, dessen störende Schwankung der Regelspannung unterdrückt wird und dem einerseits eine Normalfrequenzpulsspannung und andererseits eine Impulsspannung zugeführt ist, die ein Frequenzteiler liefert, der von der Oszillatorspannung über einen zwischen den Oszillator und den Frequenzteiler eingefügten Impulsbewerter gespeist wird, dem zur Unterdrückung bzw. Einfügung jeweils eines Impulses der dem Frequenzteiler zugeführten Oszillatorspannung jeweils ein Steuerimpuls zugeführt wird, den eine einstellbare Steuerimpuisauswahlstufe liefert, die vo;n Frequenzteiler gespeist wird und die pro jeweils zehn im Frequenzteiler auftretende Impulse je nach ihrer Einstellung null bis neun Steuerimpulse abgibt, wobei dem Impulsbewerter mittels einstellbarer Steuerimpulsa.uswahlstufen sowohl Steuerimpulsgruppen mit bezüglich der Normalfrequenz harmonischen Impulswiederholungsfrequenzen als auch Steuerimpulsgruppen mit bezüglich der Normalfrequenz nichtharmonischen Impulswiederholungsfrequenzen zuführbar sind, die jeweils innerhalb eines von mehreren dekadisch abgestuften Frequenzbereichen liegen, wobei ferner eine im wesentlichen dekadische Frequenzteilerkette vorgesehen ist, deren dekadische Frequenzteilerstufen jeweils einer der Steuerimpulsauswahlstufen zugeordnet sind und an deren Eingang eine Impulsspannung liegt, deren Frequenz mit der Frequenz einer der beiden dem Phasenmesser zugeführten Impulsspannungen verknüpft ist und wobei schließlich die am Ausgang des Phasenmessers auftretende, sägezahnförmige, durch die Steuerimpulse mit nichtharmonischen Impulswiederholungsfrequenzen bedingt störende Schwankung der Regelspannung mit einer Kompensationsspannung überlagert und/oder mit Hilfe eines Tiefpasses, dessen Zeitkonstante für kleine Spannungsänderungen groß und für große Spannungsänderungen klein ist, unterdrückt wird.