DE2513948C3 - Stufig einstellbarer Frequenzgenerator mit einer phasengerasteten Regelschleife - Google Patents

Stufig einstellbarer Frequenzgenerator mit einer phasengerasteten Regelschleife

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DE2513948C3 DE2513948A DE2513948A DE2513948C3 DE 2513948 C3 DE2513948 C3 DE 2513948C3 DE 2513948 A DE2513948 A DE 2513948A DE 2513948 A DE2513948 A DE 2513948A DE 2513948 C3 DE2513948 C3 DE 2513948C3
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Description

Die Erfindung betrifft einen stufig einstellbaren Generator mit einem die Generatorausgangsfrequenz fA erzeugenden frequenzregelbaren Hauptoszillator, einer die Regelgröße liefernden Phasenvergleichsschaltung, einem mit der Generatorausgangsfrequenz gespeisten ersten Teiler, dessen Teilungsverhältnis g stufig einstellbar ist und dessen Ausganpssignal an einem ersten Eingang der Phasenvergleichsschaltung anliegt, einem zweiten Teiler mit festem Teilungsverhältnis /n, dessen Ausgangssignal an einem zweiten Eingang der Phasenvergleichsschaltung anliegt und der mit einem Vielfachen m einer veränderbaren Bezugsfrequenz fB gespeist wird, und einer Quelle für das Vielfache der veränderbaren Bezugsfrequenz.
Derartige Generatoren dienen, insbesondere in Frequenzdekadengeneratoren und Frequenzsynthesizern, der Erzeugung einer Wechselspannung, deren <>> Frequenz, die die relative Genauigkeit der Bezugsfrequenz aufweist, zufolge der nur ganzzahligen Teilungsverhältnisse g des einstellbaren Teilers nur einem jeweils eingestellten ganzzahligen Vielfachen g der Bezugsfrequenz mfa entspricht. Der sich so ergebende Abstand zwischen zwei benachbarten einstellbaren Frequenzwerten entspricht der Bezugsfrequenz /& Er ist jedoch in den meisten Fällen zu groß. Aus Gründen der Einstellgeschwindigkeit des Regelkreises und seiner Empfindlichkeit gegen Rauschstörungen und dergleichen kann aber die Bezugsfrequenz nicht beliebig klein gehalten werden (Fig. 1).
Bei einem beispielsweise aus der DE-PS 12 74 201 bekannten Frequenzdekadengenerator sind zwecks Erzielung feiner Frequenzeinstellschritte mehrere Dekadenstufen, die frequenzregelbare Generatoren enthalten, zu einer Kaskadenschaltung zusammengesetzt, die durch Mischer und vorzugsweise ein Teilungsverhältnis von 10:1 oder 100:1 besitzende Teiler miteinander verbunden sind, wobei der Generator der letzten Dekadenstufe die Ausgangsspannung liefert. Die Frequenz der Ausgangsspannung ist dabei von der Einstellung der Teiler aller Dekadenstufen sbhängig. Nachteilig isf der große Aufwand, t α diese bekannten Frequenzdekadengeneratoren erfordern
Weiterhin sind aus der US-PS 34 41 870 und aus der DE-OS 16 16 289 dekadisch einstellbare Generatoren mit jeweils nur einer phasengerasteten Regelschleife bekannr. bei denen periodisch in Zeitabständen, die größer als eine Periode der Bezugsfrequenz sind, die Teilung des einstellbaren Teilers zwischen zwei ganzzahligen benachbarten Werten umgeschaltet wird, bzw. Impulse der Generatorfrequen«· im Weg zum einstellbaren Teiler unterdrückt werden. Bei beiden bekannten Anordnungen wird über entsprechende Siebmittel im Oszillator-Regel-Zweig erreicht, daß die Frequenz den entsprechenden Mittelwert annimmt. Diese beiden bekannten Anordnungen wirken so, als ob ihre einstellbarer« Teiler auch durch gebrochene Werte teilen könnten. Sie haben aber den Nachteil, daß subharmonische Störlinien entstehen, deren Frequenzabstand zum Nutzsignal von der jeweiligen TeJereinstellung abhängt. Werden die Störlinien durch entsprechende Siebmittel klein gehalten, so sinkt auch hier die Reoelgeschwindigkeit der Anordnungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art eine stufig einstellbare Interpolation zwischen den bei der Änderung des Teilungsverhältnisses des ersten Teilers durch die Bezugsfrequenz gegebenen Frequenzschritten zu ermöglichen, ohne daß Störlinien auftreten. Dabei soll die Bezugsfrequenz relativ hoch sein können, der Aufwand an Siebmitteln gering sein und die Einstellung auf relativ einfache und nicht aufwendige Weise möglich sein.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei dem im Gatti'7i£sbegriff angegebenen Generator durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel.
Es ist nun zwar aus Funkschau 1973,Heft 10, Seiten 361 bis 364, insbesondere Seiten 362, mittlere Spalte, mittlerer Abschnitt, e\n Generator bekannt mit einem die Generatorausgangsfrequenz erzeugenden frequenzregelbaren Hauptoszillator, einer die Regelgröße üefernden Phasenvergleichsschaltung, einem mit der Generatorausgangsfrequenz gespeisten ersten Teiler, dessen Teilungsverhältnis konstant ist und dessen Ausgangssignal an einem ersten Eingang der Phasenvergleichsschaltung anliegt, einem zweiten Teiler mit festem Teilungsverhältnis, dessen Ausgangssignal an einem zweiten Eingang der Phasenvergleichsschaltune anlicEt und der
mit einer kontinuierlich einstellbaren Bezugsfrequenz gespeist wird, und mit einer Quelle für die kontinuierlich einstellbaren Bezugsfrequenzen.
Gemäß derselben Litcraturstelle wird ein derartiger Generator mit kontinuierlich einstellbarer Bezugsfrequenz gerne bei kontinuierlich abstimmbaren Geräten angewandt, z. B. bei besonderen Sprechfunkgeräten und Suchempfängern. Soll ein Gerät, wie es der Aufgabe der Erfindung entspricht, stufig abstimmbar sein und dabei auch eine feinstufige Einstellung gestatten, so κ empfiehlt die obengenannte Literaturstelle hierfür die von der Erfindung völlig abweichende Lösung, dazu zwei Frequenzregelschleifen mit unterschiedlichen Frequenzschrittweiten vorzusehen und zu kombinieren (vgl. dort Seite 361, Abschnitt I). i>
Einer Weiterbildung der Erfindung liegt auch die Unteraufgabe zugrunde, den vollen Interpolationsumfang eines Bezugsfrequenzoszillators periodisch hochgenau zu kontrollieren und an die jeweils eingestellte
Die einen selbständigen Schutz begründende Weiterbildung der Erfindung löst diese Unteraufgabe durch die Mittel des Anspruchs 10.
Aus der DE-OS 18 11 839 ist eine Breitbandfrequenzgeneratorvornchtung mit automatischer Steuerung « bekannt, die drei Generatoren mit jeweils einem frequenzsteuerbaren Oszillator enthält und bei der eine Interpolation zwischen zwei durch eine große Schrittweite getrennten, digital einstellbaren benachbarten Werten der Ausgangsfrequenz eines ersten Hochfre- \n quenzgenerators in einem zweiten Hochfrequenzgenerator stattfindet, der die Ausgangsfrequen/ des ersten Generators mit der Ausgangsfrequenz eines dritten Niederfrequenzgenerators kombiniert, dessen Frequenzumfang seiner ebenfalls digital einstellbaren v> Ausgangsfrequenzen der Schrittweite des ersten Generators entspricht. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß sie eine von der gewünschten Frequcnzauflösung abhängige Vielzahl von Frequenzgeneratoren erfordert und demzufolge sehr aufwendig ist und beim Umschalten der Frequenz nur träge anspricht.
Aus der DEOS 23 39 297 is: eine Synchronisationsschaltung bekannt, mit deren Hilfe die Frequenz eines mechanisch abstimmbaren und elektrisch nachstimmbaren Sendefrequenzoszillators auf einem beliebigen. 4s einmal eingestellten Wert festgehalten wird. Bei der bekannten Schaltungsanordnung wird aus der Frequenz eines in einem schmalen Frequenzbereich kontinuierlich fein verstimmbaren Oszillators mittels eines nach Maßgabe der festzuhaltenden eingestellten Frequenz *o sein Teilungsverhältnis selbsttätig digital einstellenden Teilers eine Bezugsfrequenz erzeugt. Die Bezugsfrequenz stellt sich dabei auf einen Frequenzwert aus einer Reihe möglicher Frequenzwerte ein. die sich um im wesentlichen gleiche Schritte unterscheiden. Die sich bei dieser Frequenzänderung ergebenden Werte der Bezugsfrequenz sind mit Rastfrequenzen vergleichbar, zwischen denen anschließend die Bezugsfrequenz durch Feinverstimmen des Oszillators interpoliert wird.
Aus der DE-OS 15 91 180 ist ein Verfahren zum ho Frequenz- und Phasenabgleich eines Oszillators auf eine Sollfrequenz bekannt, bei dem bis zum Erreichen der Synchronisation ein oder mehrere Suchläufe mit Frequenzvergleich und Frequenzregelung jeweils während einer Periode von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Perioden der Bezugsfrequenz durchgeführt werden und bei dem nach Erreichen der Synchronisation eine Phasenregeleinrichtung in Tätigkeit tritt.
In der Zeichiing sind eine bekannte Schaltungsanordnung und drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Hierbei zeigt
F i g. I ein Blockschaltbild eines bekannten dekadisch einstellbaren Frequenzgenerators mit einer phasenge· rasteten Regelschleife,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Frequenzgenerators mit einer im Takte einer Bezugsfrequenz in anschaltbaren Interpolationseinrichtung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Frequenzgenerators mit einer im Takte einer Ausgangsfrequenz Λ anschaltbaren Interpolationseinrichtung,
F i g. 4 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels eines Frequenzgenerators, dessen interpolationseinrichtung zwei Ziehkapazitäten und eine phasengerastete Hilfsregelschleife mit Mutteroszillator besitzt,
Γ" i g. 5 eifi OiückSCnäiibuu cificä Vierten ÄüSiüiirüfig.S-
beispiels, bei dem außerdem periodisch der volle Interpolationsumfang kontrolliert wird, und
Fig. 6 ein Schaubild mit zeitlichen Verläufen mehrerer in der Anordnung gemäß F i g. 5 vorkommender Einstellungen und Spannungen.
In F i g. I ist eine bekannte Schaltungsanordnung eines dekadisch einstellbaren Frequenzgenerators mit einer phasengerasteten Regelschleife dargestellt. Ein spannur^ssteuerbarer Hauptoszillator Il liefert an eine Ausgangsklemme ein Ausgangssignal mit der Generatorausgangsfrequenz fA, mit dem auch ein erster Teiler
12 mit stufig einstellbarem Teilungsverhältnis ^gespeist wird, dessen Ausgangssignal mit der Frequenz f*/g an einem ersten Eingang einer Phasenvergleichsschaltung
13 liegt. Deren zweiter Eingang wird mit einer Bezugsfrequenz fn gespeist, die am Ausgang eines zweiten Teilers 14 mit festem Teilungsverhältnis m auftritt, der von einem Bezugsfrequenzoszillator 15 mit der Frequenz min fortschaltbar ist. Die Phasenvcrgleichsschaltung 13 liefert eine dem zwischen den beiden zugeführten Frequenzen /«und Λ»/£bestehenden Phasenunterschied entsprechende Regelgröße, die eine Änderung der Ausgangsfrequenz Λ, bewirkt, die zwischen der Bezugsfrequenz fH und der Frequenz f.x/g Gleichlauf herstellt. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist eine Interpolation zwischen den dekadisch durch Verändern des ganzzahligen Teilungsverhältnisses g einstellbaren Werten der Frequenz Λ nicht möglich.
Ein erstes Ausführungsbeispiel (Fig. 2). bei dem diejenigen Baugruppen, die Baugruppen der Anordnung gemäß Fig.! entsprechen, gleiche Endziffern wie „lese tragen, besitzt eine Interpolationseinrichtung, bei der eine einstellbare geringfügige Veränderung der Normalfrequenz {q eine Interpolation zwischen zwei Werten der Generatorausgangsfrequenz U ergibt. Aus einem mittels einer Eingabevorrichtung 26 einstellbaren Teilungsverhäitnis g und einem mittels einer weiteren Eingabevorrichtung 27 einstellbaren gewünschten Interpolationswen / wird in einer Rechenschaltung 28 ein Wert η berechnet, welcher einer Koinzidenzschaltung 29 zugeführt wird. Der vom Ausgangssignal fe des zweiten Teilers 24 über eine bistabile Kippschaltung 210 und einen Schalter 211 an den Bezugsfrequenzoszillator 25 anschaltbare Ziehkondensator 212 wird, wenn der Zählerstand des zweiten Teilers 24 den von der Rechenschaitung 28 gelieferten Wert η erreicht, durch einen von der Koinzidenzschaltung 29 ausgehenden
Rücksetzimpuls wieder abgeschaltet. Auf diese Weise wird die zu einer mittleren Frequenz des Bezugsfrequenzoszillators 25 in einer subharmonischen Beziehung (m : I) stehende Bezugsfrequenz und damit auch die Frequenz f.\ der Generatorausgangsspannung
(wegen f.\ = g ■ fn)
in kleinen Interpolationsschritten (geringfügig) verändert.
Eine in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Variante des ersten Ausführungsbeispiels sieht für den Fall, daß der sich maximal ergebende Wert von n, /.. B. /ima, = t O4 — I, der eine sehr feine Interpolation ergibt, größer als der feste Teilungsfaktor m des zweiten Teilers 24 ist, z. B. m-W, einen weiteren, den Bezugsfrequenzoszillator 25 im Verhältnis (nm„+\) :m (z.B. hundert) mal schwächer als der Ziehkondensator 212 beeinflussenden zweiten Ziehkondensator 212' mit eigenem Schalter 21Γ, eigener bistabiler Kippschaltung 210' und eigener Zur Regelung des Bezugsfrequenzoszillators 45 auf seine Sollfrequenz, die dieser auch bei Einstellung der zweiten Eingabevorrichtung 47 auf den Interpolationswert /=0 annimmt, liegt der Bezugsfrequenzoszillator 45 während jeder zweiten Halbperiode der Bezugsfrequenz in einer Phasenregelschleife, in der er einen ersten Eingang einer Phasenvergleichsschaltung 415 speist, deren zweiter Eingang am Ausgang eines dritten Teilers 416 mit dem festen Teilungsverhältnis χ liegt, der vom hochkonstanten Normalfrequenzoszillator 414 gespeist wird. Am Ausgang der Phasenvergleichsschaltung 415 liegt der Eingang einer Differenzierschaltung 417, deren Ausgang über einen steuerbaren Schalter 418 mit dem Eingang einer Integrierschaltung 419 verbunden ist. Der die Regelgröße der Phasenregelschleife liefernde Ausgang der Integrierschaltung 419 liegt an einem Steuereingang des Bezugsfrequenzoszillators 45. Ein Steuereingang des Schalters 418 ist über einen Inverter 420 mit dem Ausgang eines vierten Teilers 421
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gleichzeitig zwei verschiedenartige Koinzidenzwerte, η für die Tausender- und Hunderterwerte sowie /»'für die Zehner- und Einerwerte der erforderlichen Koinzidenzeinstellung, die getrennt je einer der zwei parallel mit den Parallelausgängen des zweiten Teilers 24 verbündenen Koinzidenzschaltungen 29, 29' eingegeben werden. Diese stellen die gemeinsam vom Ausgangssignal des zweiten Teilers 24 setzbaren bistabilen Kippschaltungen 210. 210' unabhängig voneinander zu den durch die Koinzidenzwerte n, /»'bestimmten Zeiten zurück.
Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbei-.piel, das sich hauptsächlich für relativ kleine Interpolationsbereiche eignet, unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die Interpolationsschaltung einen weiteren Teiler 313 mit dem festen Teilungsverhälinis «»'besitzt.dessen Eingang mit der Ausgangsfrequenz Λ gespeist wird. Auf diese Weise ist Verstimmungsdauer der Bezugsfrequenz Ay bereits mit der Frequenz Λ bewertet, so daß sich ein Rechner erübrigt und die Koinzidenzschaltung 39 unmittelbar mit dem Interpolationswert /einstellbar ist.
Das in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel entspricht hinsichtlich seiner Interpolationseinrichtung etwa der in F i g. 2 gestrichelt dargestellten Variante des ersten Ausführungsbeispiels. Es enthält also eine Rechenschaltung 48. die aus dem Interpolationswert / und dem eingestellten Teilungsverhältnis g zwei Werte ni und /»2 zur Einstellung zweier Koinzidenzschaltungen 49, 49' berechnet, die die Anschaltdauer zweier unterschiedlich wirksamer Ziehkondensatoren 412,412' so bestimmen.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Variante des ersten Ausführungsbeispiels im wesentlichen dadurch, daß der Bezugsfrequenzoszillator 45 spannungssteuerbar ist, auf einem Vielfachen 2m ^ der Bezugsfrequenz fs schwingt und nur während jeder ersten Halbperiode der Bezugsfrequenz zwecks Interpolation durch zeitweises Anschalten zweier Ziehkondensatoren 412, 412' verstimmt wird, wogegen er während jeder zweiten Halbperiode der Bezugsfre- fe quenz. also bei nicht angeschalteten Ziehkondensatoren, auf eine Sollfrequenz geregelt wird, die durch einen hochkonstanten Normalfrequenzoszillator 414 bestimmt wird. Von letzterem können in nicht näher dargestellter Weise auch eine oder mehrere, einer Frequenzumsetzung in einem durch den Generator steuerbaren Gerät dienende hochkonstante Oberiagerungsfrequenzen abgeleitet werden.
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gang an dem die doppelte Bezugsfrequenz führenden Ausgang des zweiten Teilers 44 liegt, so daß der Schalter 418 während jeder zweiten Halbperiode der Bezugsfrequenz geschlossen ist. Am Ende jeder zweiten Halbperiode der Bezugsfrequenz setzt ein auf die betreffende Impulsflanke ansprechender Impulsformer 422 den dritten Teiler 416 sowie die beiden bistabilen Kippschaltungen 410, 410' in eine Anfangs- bzw. Arbeitslage. Daher werden die Schalter 411, 41Γ zu Beginn jeder ersten Halbperiode bis zum Auftreten der Koinzidenzsignale der Koinzidenzschaltungen 49, 49' geschlossen.
Das in Fi g. 5 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die Ziehkondensatoren 512, 512' der Verstimmvorrichtung spannungssteuerbar sind und mittels einer von einer dritten Phasenvergleichsschaltung 523, 524 gelieferten Regelspannung auf den bei der jeweils eingestellten Ausgangsfrequenz genau richtigen Wert eingestellt werden, so daß sich eine Frequenzbewertung durch einen Rechner erübrigt »nd sich eine sehr gute Interpolationsgenauigkeit durch ständige Kontrolle des vollen Interpolationsumfangs ergibt. Außerdem fallen Anfang und Ende der Verstimmzeiten des Bezugsfrequenzoszillators 55 mit Nulldurchgängen seiner Spannung zusammen.
In jeder zweiten Periode der Bezugsfrequenz wird das Teilungsverhältnis des ersten Teilers 52 um eine Einheit gegenüber dem eingestellten Wert ^(auf g+ 1) erhöht und eine dadurch an sich bedingte Verstimmungswirkung auf den Hauptoszillator 51 durch Einstellendes vollen Interpolationsumfangs
(/JlO(Wi='mai+ 1)
während jeder ersten Teilperiode jeder dieser zweiten Perioden vermieden, wobei während jeder zweiten Teilperiode jeder dieser zweiten Perioden der an der Eingabevorrichtung 57 eingestellte Interpolationswert (n,)zur Wirkung gelangt (F i g. 6. Spalte 1 und 2).
Die dritte Phasenvergleichsschaltung besteht im wesentlichen aus einer Zeitdifferenzmeßschaltung 523 und einer Auswerteschaltung 524, welch letztere auch ein Steuersignal (F i g. 6, Spalte 8) an eine Umschaltvorrichtung 525 abgibt, die das im ersten Teiler 52 wirksame Teilungsverhältnis periodisch von dem während jeder ersten zweier aufeinanderfolgender Perioden wirksamen, an der Eingabevorrichtung 56 eingestellten Wert g auf den während jeder zweiten
130 251/190
Periode wirksamen, um eine Einheit höheren Wert g+ I umschaltet.
Die Zeitdifferenzmeßschaltung bildet an einem Kondensator 526 zu Beginn jeder Periode der Bezugsfrequenz eine Spannung, die der Summe aus der festen Verzögerungszeit einer ersten Verzögerungsschaltung 527 und der Zeitdifferenz zwischen den annähernd zusammenfallenden Enden zusammengehöriger Perioden einerseits der Ausgangsspannung des ersten Teilers 52 und andererseits der Ausgangsspannung des vierten Teilers 521 proportional ist. Zu diesem Zwecke ist eine Konstantstromquelle 528 über einen Schalttransistor 529 mit dem Kondensator verbunden. Der Schalttransistor 529 bildet mit einem weiteren Schalttransistor 530 einen Umschalter, der den Konstantstrom entweder zum Kondensator oder nach Masse fließen läßt. Der Stromfluß durch den Schalttransistor 529 und damit in den Kondensator 526 folgt dem Signal »15«. Ein dritter Schalttransistor 531 liegt mit seiner Emitter-Koliektorstrecke parallel zum Kondensator 526 und wird mit einem dem Signal »6« fast gleichkommenden Signal »6'« geschlossen, so daß der Kondensator 526 nur zwischen der fallenden Flanke dieses Signals und der fallenden Flanke des Signals »15« aufge- und mit der steigenden Flanke des Signals »6« entladen wird. Am Kondensator 526 tritt daher eine Spannung gemäß Signal »16« auf.
Die Auswerteschaltung 524 enthält einen vom vierten Teiler 521 gesteuerten fünften Teiler 532, der das Teilungsverhältnis 2 :1 besitzt und dessen die Frequenz
^/»aufweisendes Ausgangssignal »7« an den einen
Eingängen zweier UND-Schaltungen 533 und 534 sowie am Eingang eines Inverters 535 liegt, dessen Ausgang an den einen Eingängen zweier weiterer UND-Schaltungen 536 und 537 sowie am Eingang der Umschaltvorrichtung 525 liegt.
An den anderen Eingängen der UND-Schaltungen 534 und 537 liegt das Ausgangssignal »4« des vierten Teilers 521, und λι den anderen Eingängen der UND-Schaltungen 533 und 536 liegt das Ausgangssignal »18« eines Monoflops 537, das vom Ausgangssignal »14« der ersten Verzögerungsschaltung 527 über eine zweite Verzögerungsschaltung 538 angesteuert wird.
Das Ausgangssignal »19« der UND-Schaltung 533 schließt in jeder ersten Teilperiode jeder ersten Bezugsfrequenzperiode während der Standzeit des
ίο Monoflops 537 einen Schalter 539, der den einen Eingang eines Operationsverstärkers 540 mit dessen Ausgang verbindet, so daß ein Koppelkondensator 541 auf die dem Signal »16« entsprechende Ausgangsspannung eines Trennverstärkers 542 aufgeladen wird, deren
'5 Höhe der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 527 und der durch andere Schaltungseigenschaften bedingten Zuordnung der Signale »15« und »6'« proportional ist. Während jeder ersten Teilperiode jeder zweiten Bezugsfrequenzperiode wird die Höhe
ω des Signals »16« zusätzlich vom Fehler des Verstimmungswertes beeinflußt. Dabei ist der Schalter 539 geöffnet, und am Eingang des Operationsverstärkers 540 liegt am Ende der zweiten Rampe des Signals »16« eine nur dem Verstimmungsfehler proportionale Spannung, die der Operationsverstärker 540 verstärkt. Dabei schließt das Signal »20« während der Standzeit des Monoflops 537 einen Schalter 543, währenddessen der Schalter 539 geöffnet ist. Auf den Integrator 544 wird dabei eine dieser Spannung proportionale Ladung übertragen. Die einzelnen übertragenen Ladungen werden in dem Kondensator des Integrators aufsummiert und ergeben die Regelspannung zur Einstellung der steuerbaren Ziehkondensatoren 512,512' auf einen Wert, der bei der jeweils eingestellten Ausgangsfrequenz U und bei Einschaltung der Ziehkondensatoren während einer ganzen Teilperiode genau einen vollen Interpolationsumfang ergibt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

  1. Patentansprüche:
    I, Stufig einstellbarer Generator mit einem die Generatorausgangsfrequenz ίΛ erzeugenden frequenzregelbaren Hauptoszillator, einer die Regelgröße liefernden Phasenvergleichsschaltung, einem mit der Generatorausgangsfrequenz gespeisten ersten Teiler, dessen Teilungsverhältnis #stufig einstellbar ist und dessen Ausgangssignal an einem ersten Eingang der Phasenvergleichsschaltung anliegt, einem zweiten Teiler mit festem Teilungsverhältnis m, dessen Ausgangssignal an einem zweiten Eingang der Phasenvergleichsschaltung anliegt und der mit einem Vielfachen m einer veränderbaren Bezugsfrequenz fs gespeist wird, und einer Quelle für das Vielfache der veränderbaren Bezugsfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenz fB in kleinen, digital einstellbaren, im wesentlichen gleichen Stufen, die eine Interpolation zwischen zwei benachbarten Werten der Generatorausgangsfitquenz fA ergeben, die sich bei alleinigem Verändern des Teilungsverhältnisses g des ersten Teilers (26) um eine Einheit einstellen (g = ganze Zahl), dadurch veränderbar ist, daß von den jeweils einen vollen Durchlauf des zweiten Teilers (24) und damit eine Periode \IFB der Bezugsfrequenz fB ergebenden w Perioden des Vielfachen der Bezugs-, frequenz eine wählbare Anzahl von η Perioden, die einen jeweils gewünschten Interpolationswert 1 ergibt, in ihrer Dauer um einen kleinen Festwert gegenüber einer Normalperiodendauer —γ- verän-
    "1Jb
    derbar ist, die während jeder der restlichen m-n Perioden dv;s Vielfachen m oer Bezugsfrequenz fB auftritt und die bei η = 0 und η = m keine Interpolation ergibt (Einstellbereich 0 <= η < m— 1).
  2. 2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für das Vielfache der Bezugsfrequenz einen auf einem Vielfachen m der Bezugsfrequenz Ib schwingenden Bezugsfrequenz-Oszillator (25) mit einer an- und abschaltbaren, die Veränderung der Normaiperiodendauer bewirkenden Verstimmvorrichtung enthält.
  3. 3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstimmvorrichtung ein über einen steuerbaren Schalter (211) an- und abschaltbarer Ziehkondensator (212) ist.
  4. 4. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (211) von einer bistabilen Kippschaltung (210) steuerbar ist, die vom Ausgangssignal des zweiten Teilers (24) setzbar und von einer Koinzidenzschaltung (29) zurücksetzbar ist, die einerseits von Parallelausgängen des zweiten Teilers (24) und andererseits von einer Rechenschaltung (28) ansteuerbar ist, die die Anzahl η der Perioden bestimmt, deren Dauer zu ändern ist, und in die der gewünschte Interpolationswert / und der Einstellwert #des ersten Teilers (22) eingebbar sind (Fig. 2).
  5. 5. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (311) von einer bistabilen Kippschaltung (310) steuerbar ist, die vom Ausgangssignal eines weiteren, von der Ausgangsspannung mit der Frequenz fA fortschaltbaren Teilers (313) mit festem Teilungsverhältnis m' setzbar und von einer Koinzidenzschaltung (39) zurücksetzbar ist, die einerseits von Parallelausgängen des weiteren Teilers (313) und andererseits unmittelbar mit dem gewünschten Interpolationswert /ansteuerbar ist (F ig, 3),
  6. 6. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsfrequenzoszillator (25) zwei Ziehkondensatoren (212,212') mit unterschiedlichen Kapazitäten aufweist, die jeweils über einen eigenen, von einer bistabilen Kippschaltung (210, 210') steuerbaren Schalter (211, 211') voneinander unabhängig an- und abschaltbar sind, daß die beiden bistabilen Kippschaltungen gemeinsam vom Ausgangssignal des zweiten Teilers (24) setzbar und von eigenen Koinzidenzschaltungen (29,29') zurücksetzbar sind, die einerseits von den Parallelausgängen des zweiten Teilers (24) und andererseits von der Rechenschaltung (28) ansteuerbar sind (F i g. 2).
  7. 7. Generator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsfrequenzoszillator (45) auf einem Vielfachen 2m der Bezugsfrequenz fB schwingt und während jeder ersten, m Perioden der Spannung des Bezugsfrequenzoszillators umfassenden Halbperiode jeder p-ten Periode der Bezugsfrequenz fB (p=\,2,3 ff) auf eine von der Frequenz eines Norrnalfrcqucnzosziüaiors (414) bestimmte Sollfrequenz regelbar und innerhalb der ebenfalls m Perioden umfassenden zweiten Halbperiode durch zeitweises Betätigen einer Verstimmvorrichtung (411, 412; 411', 412') um einen den gewünschten Interpolationswert ergebenden Betrag verstimmbar ist\F i g. 4).
  8. 8. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des zweiten Teilers (44) einerseits und dem zweiten Eingang der (ersten) Phasenvergleichsschaltung (43) und einem Setzeingang der (bzw. jeder) bistabilen Kippschaltung (410, 410') andererseits ein vierter Teiler (421) mit dem Teilungsverhältnis 2 liegt, daß der Bezugsfrequenzoszillator (45) am Eingang des zweiten Teilers (44) und an einem ersten Eingang einer zweiten Phasenvergleichsschaltung (415) liegt, an deren zweitem Eingang die Ausgangsspannung eines vom Normalfrequenzos.J.'iator (414) fortschaltbaren dritten Teilers (416) mit festem Teilungsverhältnis χ liegt, der vom Ausgangssignal des vierten Teilers (421) mittelbar zurücksetzbar ist, und daß das Ausgangssignal der zweiten Phasenvergleichsschaltung (415) über eine Differenzierschaltung (417) und einen während der ersten Halbperiode der Bezugsfrequenz (fB) geschlossenen Schalter (418) einer Integrierschaltung (419) zuführbar ist, deren Ausgangsspannung als Regelgröße an einem Steuereingang des Bezugsfrequenzoszillators (45) liegt.
  9. 9. Generator nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der (bzw. jeder) Verstimmvorrichtung (511, 512; 51V, 512') spannungssteuerbar ist, daß während jeder q-ten Periode der Bezugsfrequenz (q= 2, 3, 4 ff) das wirksame Teilungsverhältnis des ersten Teilers (52) sich gegenüber einem an der Eingabevorrichtung (56) eingestellten Wert g um eine Einheit auf einen Wert g±\ verändert und die Verstimmvorrichtung während n+m Perioden des Vielfachen der Bezugsfrequenz (fB) betätigt wird und den gewünschten Interpolationswert / und einen die Änderung des wirksamen Werts g des Teilers (52) um eine Einheit ausgleichenden vollen Interpolationsumfang ergibt und daß der Verstimmvorrichtung zur Einstellung ihrer für einen vollen Interpolationsumfang bei der jeweils erzeugten Ausgangs-
    frequnz fA des Hauptoszillators (51) erforderlichen maximalen (100%-)Wirkung eine Regelspannung zuführbar ist, die einer die Bezugsfrequenz aufweisenden Schwankung der von der ersten Phasenvergleichsschaltung (53) an den Hauptoszillator (51) gelieferten Regelspannung proportional ist.
  10. 10. Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in denjenigen Perioden der Bezugsfrequenz, in denen das wirksame Teilungsverhältnis dzs ersten Teilers vom eingestellten Wert g um eine Einheit abweicht, die Verstimmvorrichtung während eines den vollen Interpolationsumfang ergebenden Teils einer ersten Halbperiode sowie während eines den gewünschten Interpolationswert / ergebenden Teils einer zweiten Halbperiode betätigt wird.
  11. 11. Generator nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Verstimmvorrichtung zuführbare Regelspannung von einer dritten Phasenvergleichsschaltung (523, 524) mit großer Um-Wandlungsteilheit geliefert wird, an deren beiden Eingängen die auch an den Eingängen der ersten Phasenvergleichsschaltung (53) liegenden Ausgangssignale des ersten Teilers (52) und des vierten Teilers (521) liegen.
  12. 12. Generator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Phasenvergleichsschaltung (523,524) eine Zeitdifferenzmeßschaitung (523), die die Zeitdifferenz zwischen den Enden zusammengehöriger Perioden der Ausgangsspannung des ersten Teilers (52) einerseits und der Ausgangsspannung des vierten Teilers (521) andererseits betrags- und vorzeichenrichtig ermittelt, und eine Auswerteschaltung (524) enthält, die die Regelspannung integrierend aus dem Unterschied jeweils zweier Meßergebnisse (Zeitdifferenzen) bildet, die die Phasenvergleichsschaltung (523) in zwei aufeinanderfolgenden Perioden der Bezugsfrequenz ermittelt, in deren einer Periode beim Teilungsverhältnis gder Hauptoszillator (51) auf den Normalfiequenzoszillator (514) geregelt und in deren anderer Periode beim Teilungsverhältnis g+ 1 (bzw. g- 1) der Hauptoszillator (51) zusätzlich um den vollen Interpolationsumfang verstimmt wird.
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