DE2556846A1 - Vorrichtung zur abstimmung einer elektrischen resonanzschaltung - Google Patents

Description

INDESIT INDUSTRIA ELETTRODOMESTICI ITALIANA S.p.A, Strada Piossasco Km 17, Rivaita, Turin, Italien

Vorrichtung zur Abstimmung einer elektrischen Resonanzschaltung

Priorität: 2o. Dezember 1974; Nr. 7o698-A/74; Italien

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstimmen einer elektrischen Resonanzschaltung auf eine gegebene Frequenz. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Abstimmen von elektrischen Resonanzschaltungen, wie man sie in Fernsehempfängern findet.

Für Informationsübertragungsgeräte, wie beispielsweise Radiooder Fernsehempfängern, werden häufig LC-Resonanzschaltungen verwendet, die in dem Werk, in welchem sie hergestellt werden, auf gegebene Frequenzen abgestimmt werden müssen. Diese Abstimmtätigkeiten erfordern qualifiziertes Personal selbst in den einfachsten Fällen, und die Kosten für das Abstimmen stellen

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einen nicht unbeträchtlichen Anteil an den Gesamtkosten der Schaltung dar. Zudem ist aufgrund des menschlichen Fehlerfaktors das Ergebnis dieser Abstimmvorgänge nicht immer aanz genau.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung verfügbar zu machen, mittels welcher eine elektrische Resonanzschaltung in automatischer oder halbautomatischer Weise abgestimmt werden kann, wodurch die Kosten für solche Resonanzschaltungen und die sie enthaltenden Geräte durch Verringerung des für deren Herstellung erforderlichen Arbeitsaufwandes reduziert werden.

In diesem Zusammenhang wird auch auf die eigene ältere Patentanmeldung P 25 47 694.2 hingewiesen.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Vorrichtung zur Abstimmung einer elektrischen Resonanzschaltung, die ein bewegliches Element zur Einstellung der Resonanzfrequenz auf eine von einem Signalgenerator erzeugte gegebene Frequenz aufweist und die gekennzeichnet ist durch eine Phasenvergleichsschaltung, der das Signal vom Signalgenerator direkt und außerdem das Ausgangssignal der mit dem Signal vom Signalgenerator gespeisten Resonanzschaltung zugeführt wird, und eine elektromechanische Vorrichtung, die mechanisch mit dem beweglichen Element verbindbar ist und durch ein elektrisches Signal vom Ausgang der Vergleichsschaltung derart gesteuert wird, daß die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung in dem Sinn verstellt wird, daß sich der Betrag des Ausgangssignals der Phasenvergleichsschaltung ver-

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- 3 ringert. · ~

Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur Abstimmung einer elektrischen Resonanzschaltung mit einem beweglichen Element, mittels welchem die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung auf eine von einem Signalgenerator erzeugte gegebene Frequenz eingestellt werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Signal erzeugt wird, dessen Frequenz mit derjenigen Frequenz übereinstimmt, auf welche die Resonanzschaltung abgestimmt werden soll, daß dieses Signal auf die Resonanzschaltung gegeben wird, daß die Phase des Ausgangssignals der Resonanzschaltung mit der Phase des dieser zugeführten Signals verglichen und daraus ein Fehlersignal erzeugt wird, das den Betrag und das Vorzeichen der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen darstellt, und daß mit dem Fehlersignal eine elektromechanische Vorrichtung derart gesteuert wird, daß die Position des beweglichen Elementes in einer solchen Richtung verstellt wird, daß der Betrag des Fehlersignals reduziert wird.

Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß elektrische Resonanzschaltungen der genannten speziellen Art nun zuverlässig innerhalb der Geräte-Genauigkeit in automatischer oder halbautomatischer Weise abgestimmt werden können, wodurch es ermöglicht worden ist, daß die Abstimmarbeiten, die bisher durch Fachpersonal vorgenommen werden mußten, nun schneller durch ungelerntes oder nicht vollständig ausgebildetes Personal ausgeführt werden

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können, so daß sich eine beträchtliche Verringerung der Kosten für diese Abstimmarbeiten ergibt. Die Erfindung und ihre Vorteile werden nun anhand einer Ausführungsform näher erläutert.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung zum Abstimmen einer elektrischen Resonanzschaltung; und

Fig. 2 ein Diagramm, das die Phasenverschiebung eines Signals, die bei dessen Durchlauf durch eine Resonanzschaltung auftritt, in Cartesischen Koordinaten zeigt.

In Fig. 1 ist eine LC-Resonanzschaltung 1 gezeigt, die abgestimmt oder geeicht werden soll. Bei der Schaltung 1 handelt es sich um eine Art, wie man sie beispielsweise in einem Fernsehempfangsgerät findet, und ihre Resonanz liegt bei der Frequenz f., von der angenommen·ist, daß sie von der Frequenz f- verschieden ist, auf welche die Schaltung 1 abgestimmt werden soll. Der mechanische Aufbau der Schaltung 1 ist derart, daß die Resonanzfrequenz f- durch Justieren der Position eines beweglichen mechanischen Elementes eingestellt werden kann. Die Vorrichtung zur Abstimmung der Schaltung 1 auf die Frequenz f₂ umfaßt einen Signalgenerator 2, der sinusförmige Signale bei der Frequenz f₂ erzeugt, auf welche die Schaltung 1 abgestimmt werden soll. Das vom

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Generator 2 erzeugte Ausgangssignal wird auf die Schaltung 1 geführt und außerdem auf einen ersten Eingang einer Phasenvergleichsschaltung 3 gegeben. Einem zweiten Eingang der Phasenvergleichsschaltung 3 wird das Ausgangssignal von der abzustimmenden Resonanzschaltung 1 zugeführt.

Das Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung 3 wird auf einen Leistungsverstärker 4 gegeben, von wo es auf eine elektromechanische Vorrichtung 5 gelangt, die mechanisch mit dem beweglichen Element der Schaltung 1 verbindbar ist.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wird nun anhand der Fig. 2 erläutert, bei welcher es sich um eine Kurve handelt, die die Phasenverschiebung anzeigt, die ein Signal der Frequenz f~ erleidet, wenn es eine auf die Frequenz f.. abgestimmte LC-Rescnanzschaltung durchläuft. Nimmt man an, daß eine Resonanzschaltung, deren Resonanz bei einer Frequenz f.. liegt und die durch eine Parallelschaltung aus einer Spule L einem Kondensator C und einem Leitwert Y gebildet ist, über einen Leitwert Y„ mit einem Signal der Frequenz f„ gespeist wird, kann die übertragungsfunktion der Schaltung ausgedrückt werden durch:

^YG
F =

(Y_c + Y_L) ,

wobei Y = 2 // f2 C der kapazitive Blindleitwert und ^YL ⁼ L·?—_r der induktive Blindleitwert ist.

ΔΙΙΧ ~ Xi

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Die resultierende Phasenverschiebung ist gegeben durch 0 = Arctan

f." Ic-Li)

Q_c = 1

«₂ L₂ Y

L Y

ist, wobei C₂ und L_ die Werte von L und C sind, für welche

^f2 =

2/1 / LC.

Y £* ist, und wenn man __G = C schreibt und die Definition

^f 1 -

21/ /LC

beachtet, folgt, wenn man C als Pestwert und L variabel wähltι 0 = f (L) Arctan

-

1 +6

während man, wenn man L als Festwert und C als variablen Wert annimmt, erhält: 0 = F(C) Arctan

ι +ε

welche Werte im Grenzfall von Q_T = Q~ = °° bei endlichem €

Ij C

mit der in Fig. 2 gezeigten Kurve übereinstimmen.

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In praktischen Fällen dürfte eine Phasenverschiebung von + 9o°
niemals erreicht werden. Trotzdem gilt jedoch immer:

0 = O für f₁ = f₂
0 < 0 für f₁ y f₂
0y O für f₂> f₁ .

Demzufolge 1st das Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung 3 eine Spannung, deren Wert, der in erster Näherung dem Winkel 0
proportional ist, eine Funktion von f. ist.

Diese Spannung, die im Verstärker 4 verstärkt wird, ist deshalb
zur Steuerung der elektromechanischen Vorrichtung 5 geeignet. Die genaue Form der elektromechanischen Vorrichtung 5 hängt natürlich von der Form des beweglichen Elementes der Resonanzschaltung 1 ab, Wenn es sich bei dem beweglichen Element um einen drehbaren Kern handelt, kann die elektromechanische Vorrichtung 5 beispielsweise ein Motor sein, der den Kern über eine geeignete Kupplung dreht,
um zur Durchführung der Abstimmung die Resonanzfrequenz zu ändern,

Die Vorrichtung 5 muß natürlich so ausgebildet sein, daß sie bei
positivem Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung 3 den Kern in einer Richtung und bei negativem Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung 3 den Kern in der entgegengesetzten Richtung
dreht. In jedem Fall muß die Bewegung des Kerns in solchem Sinn
erfolgen, daß der Betrag des Ausgangssignals der Phasenvergleichs-

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Schaltung 3 verringert wird. Es können auch zwei Motoren verwendet werden, die sich in entgegengesetzten Richtungen drehen und die Kernd reh Vorrichtung . über zwei mit Freilauf versehene Einrichtungen steuern. Die Aufgabe der Bedienungsperson kann deshalb beschränkt werden auf das Drücken einer Starttaste dann, wenn die Vorrichtung zum Beginnen eines Abstimmvorgangs bereit ist. Diese Drucktaste kann einen Mechanismus in Betrieb setzen, durch welchen die Kerndrehvorrichtung vorgeschoben wird, bis sie mit dem Kern in Berührung kommt. An diesem Punkt kann ein zweiter Schalter, der manuell oder automatisch durch einen geeigneten Fühler betätigt wird, den automatischen Abstimmvorgang starten.

Anstatt zu versuchen, die Resonanzschaltung 1 genau auf den Wert f. - f₂ abzustimmen, kann es ausreichen, daß f- innerhalb eines gegebenen Bereiches auf der einen oder anderen Seite von f~ zu liegen kommt. Wenn in diesem Fall die Ausgangsspannung der, Phasenvergleichsschaltung 3 kleiner als ein vorbestimmter absoluter Wert wird, kann der Vorgang automatisch unterbrochen werden, und die Kerndrehvorrichtung kann automatisch in die hohe Stellung zurückkehren und für die nächste abzustimmende Schaltung bereitstehen.

- Patentansprüche -

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Claims (4)

25 56848 Patentansprüche

1. ) Vorrichtung zur Abstimmung einer elektrischen Resonanzschaltung, die ein bewegliches Element zur Einstellung der Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung auf eine von einem Signalgenerator erzeugte gegebene Frequenz aufweist, gekennzeichnet durch eine Phasenvergleichsschaltung (3), der das Signal vom Signalgenerator (2) direkt und außerdem das Ausgangssignal der mit dem Signal vom Signalgenerator gespeisten Resonanzschaltung (1) zugeführt wird, und eine elektromechanische Vorrichtung (5), die mechanisch mit dem beweglichen Element verbindbar ist und durch ein elektrisches Signal vom Ausgang der Vergleichsschaltung (3) derart gesteuert wird, daß die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung in dem Sinn verstellt wird, daß sich der Betrag des Ausgangssignals der Phasenvergleichsschaltung (3) verringert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromechanische Vorrichtung (5) einen Verstärker und wenigstens einen elektrischen Motor aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist zum automatischen Starten des

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- 1o -

Abstimmvorgangs und zum nachfolgenden Anhalten ties Abstimmvorgangs/ wenn der absolute Wert des elektrischen Signals am Ausgang der Phasenvergleichsschaltung (3) unter einen vorbestimmten Schwellenwert gelangt.

4. Verfahren zur Abstimmung einer elektrischen Resonanzschaltung, die ein bewegliches Element aufweist, mittels welchem die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung auf eine von einem Signalgenerator erzeugte gegebene Frequenz eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal erzeugt wird, dessen Frequenz mit derjenigen Frequenz übereinstimmt, auf welche die Resonanzschaltung (1) abgestimmt werden soll, daß dieses Signal auf die Resonanzschaltung (1) gegeben wird, daß die Phase des Ausgangssignals der Resonanzschaltung mit der Phase des dieser zugelührten Signals verglichen und daraus ein.Fehlersignal erzeugt wird, das den Betrag und das Vorzeichen der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen darstellt, und daß mit dem Fehlersignal eine elektromechanische Vorrichtung (5) derart gesteuert wird, daß die Position des beweglichen Elementes in einer solchen Richtung verstellt wird, daß der Betrag des Fehlersignals reduziert wird.

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