DE2834230C2 - Verfahren zur selbsttätigen Gleichlaufeinstellung zwischen Vor- und Oszillatorkreis in einem Überlagerungsempfänger und Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Gleichlaufeinstellung zwischen dem elektronische Abstimmittel aufweisenden Vorkeis und dem um die

ίο Zwischenfrequenz höher schwingenden Oszillatorkreis (Hauptoszillator) in einem Überlagerungsempfänger (Superhet).

Wie bekannt, wird der Eingang eines Oberlagerungsempfängers mit einem oder mehreren Schwingkreisen

is auf die Empfangsfrequenz abgestimmt Damit sich für alle Empfangsfrequenzen die gleiche Zwischenfrequenz ergibt, muß die Frequenz des Oszillators, im folgenden als Hauptoszillator bezeichnet, stete um den gleichen Betrag höher liegen als die Empfangsfrequenz. Die Hauptoszillatorfrequenz muß also immer im Abstand der Zwischenfrequenz parallel zur Fmpfangsfrequenz verlaufen, so daß die Bedingung

erfüllt ist, wobei

/o die Frequenz des Hauptoszillators,
f_e die Frequenz des Vorkreises und
f_z die Zwischenfrequenz

bedeuten.

Durch diesen sogenannten Frequenzversatz bedingt, liegt beim Hauptoszillator ein gegenüber dem Vorkreis kleinerer Bereich der Frequenzvariation vor. Diese Variationseinengung kann beispielsweise durch eine Zusatzinduktivität im Hauptoszillator erreicht werden. Ist ,ffdie Abstimminduktivität und L_m die Zusatzinduktivität, so gilt

/o'

Für den Frequenzversatz ergibt sich dann

Bein? Durchstimmen des Überlagerungsempfängers wird die Abstimminduktivität p geändert Bei der Änderung der Abstimminduktivität ^* bleibt aber die Differenz gemäß Gleichung (4) nicht konstant Der Parallel- oder Gleichlauf muß daher durch zusätzliche Maßnahmen sichergestellt werden.

Bei bekannten mechanischen Abstimmitteln wird dieser Gleich- Her Parallellauf von Vorkreis und Hauptosziilator durch spezielle Wickelprofile in der Abstimminduktivität des Hauptoszillätöfs erzielt Durch dieses über den Verschiebeweg des Ferritkernes unterschiedlich gestaltete Wickelprofil der Abstimmspule wird dafür Sorge getragen, daß die Differenz gemäß Gleichung (**) immer konstant bleibt

Benutzt man jedoch elektronische Abstimmittel, wie Kapazitätsdioden (Varicap-Dioden) oder Magnetvario-

meter, so ist das Erzielen eines Gleichlaufes in dieser einfachen Weise nicht mehr möglich, da die Funktion zwischen Spannung und Kapazität bei den Kapazitätsdioden bzw. Strom und Induktivität bei Magnetvariometern fest vorgegeben ist. Beim Magnetvariometer kommt noch erschwerend die Hysterese zwischen Induktivität und magnetischer Feldstärke hinzu, so daß hier mit üblichen Mitteln eine Gleichlaufeinstellung nicht möglich ist. Bei Varicap-Abstimmung kann ein Gleichlauf nur durch Unterteilung des Mittelwellenbereiches (MW-Bereiches) und einem aufwendigen Abgleich erzeugt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gleichlaufeinstellung der eingangs genannten Art anzugeben, das bei vergleichsweise geringem schaltungstechnischen Aufwand die Verwendung von elektronischen Abstimmitteln, wie Magnetvariometer oder Varicap-Dioden, ermöglicht, das einen exakten Gleichlauf über den gesamten Durchstimmbereich des Überlagerungsempfängers gewährleistet und mit relativ wenig elektronischen Schaltungselementen durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man einen zweiten Oszillatorkreis, im folgenden Hilfsoszillator genannt, mit den Abstimmitteln des Vorkreises identischen Abstimmitteln vorsieht, daß man aus der Hauptoszillatorfrequenz und der Hilfsoszillatorfrequenz mindestens im Frequenzbereich der Zwischenfrequenz eine Differenzfrequenz bildet, daß man Abweichungen der Differenzfrequenz von der Zwischenfrequenz durch eine dem Hilfsoszillator zugeführte Steuerspannung ausregelt, deren Größe von der Größe der Abweichungen abhängig ist. und daß man dem Vorkreis die gleiche Steuerspannung zuführt.

Durch diese Einführung des zu dem passiven Vorkreis aktiven Hilfsoszillatorkreises, der die gleichen Abstimmittel enthält, läßt sich in einfacher Weise die Stellung des Vorkreises ermitteln, da die Frequenz des Hilfsoszillators immer ein Maß für die Frequenz des Vorkreises ist Abweichungen der Differenzfrequenz zwischen der Hauptoszillatorfrequenz und der Hilfsosziliatorfrequenz von der Zwischenfrequenz lassen sich in einfacher Weise durch aus diesen Abweichungen gebildete Steuerspannungen, die dem Hilfsoszillator zugeführt werden, ausregeln. Da die gleichen Steuerspannungen auch dem mit gleichen Abstimmitteln versehenen Vorkreis zugeführt werden, wird der Vorkreis mitgezogen und ein exakter Gleich- oder Parallellauf zwischen Vorkreis und Hauptoszillator sichergestellt

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet man die Differenzfrequenz aus der um eine ganze Zahl vervielfachten oder geteilten Frequenz des Hauptoszillators und der um die gleiche ganze Zahl gegenüber der Frequenz des Vorkreises höheren oder niedrigeren Frequenz des Hilfsoszillators mindestens im Bereich der um die gleiche ganze Zahl vervielfachten oder geteilten Zwischenfrequenz und regelt Abweichungen der Differenzfrequenz von der um die gleiche ganze Zahl vervielfachten oder geteilten Zwischenfrequenz aus. Hierdurch vermeidet man, daß die Frequenzen des Regelkreises Störungen im Empfangsteil des Oberlagerungsempfängers hervorrufen.

Bei einer bevorzugten Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der Hflfsoszfllator- und der Hauptoszil-

latorausgang, letzterer vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Frequenzteilers, mit einer Mischstufe verbunden sind, daß der Mischstufe ein Zwischenfrequenz-Bandfilter nachgeschaltet ist und daß der Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandfilters über einen Gleichrichter mit dem Eingang eines mit einer Referenzspannung belegten Integrators verbunden ist, an dessen Ausgang die Steuereingänge von Vorkreis und Hilfsoszillator angeschlossen sind.

Durch diese Maßnahme steht am Ausgang des Zwischenfrequenzfilters von den in der Mischstufe multiplikativ gemischten Frequenzen von Haupt- und Hilfsoszillator nur die Differenzfrequenz im unmittelbaren Bereich der Zwischenfrequenz an. auf die das Zwischenfrequenzfilter abgestimmt ist. Frequenzen weiter oberhalb und unterhalb der Zwischenfrequenz treten nicht auf. Durch den Gleichrichter wird aus der Differenzfrequenz eine Gleichspannung gewonnen, die dem mit der Referenzspannung belegten Integrator zugeführt wird. Die Referenzspannung besiinmii den Arbeitspunkt des Regelkreises. Dieser rastet durch die getroffenen Maßnahmen auf der Rückflanke der Resonanzkurve des Zwischenfrequenz-Bandfilters ein. Wandert die Hilfsoszillatorfrequenz beispielsweise von dem Arbeitspunkt ausgehend zu höheren Frequenzen aus, so wird am Ausgang des Gleichrichters und damit am Eingang des Integrators eine höhere Spannung hervorgerufen.

Die^e Spannung bewirkt ein Absinken der Ausgangsspannung des Integrators, die ja die Steuerspannung für den Hilfsoszillator bildet, und zieht dadurch den Hilfsoszillator in seinen Arbei.spunkt zurück. Da die gleiche Steuerspannung am Vorkreis anliegt wird dieser synchron mit dem Hilfsoszillator gesteuert, so daß die Vorkreisfrequenz exakt um die konstante Zwischenfrequenz niedriger ist als die Frequenz des Hauptoszillators.

Diese Schaltungsanordnung ist hinsichtlich der Regelung der Frequenz des Hilfsoszillators sehr genau, schnell und sicher und kommt mit einem relativ geringen Schaltungsaufwand aus.

Bei einer Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung ist der Eingang des Integrators über einen vorzugsweise als Transistor ausgebildeten elektronischen Schalter an positives Potential gelegt und der Gleichrichter mit einem mindestens einen Schaltimpuls bestimmter Dauer abgebenden Impulsgeber verbunden, an dessen Ausgang die Steuerelektrode des elektronischen Schalters angeschlossen ist Bei dieser Ausführungsform gelingt es durch wenige zusätzliche Schaltungselemente, den Regelkreis beim Einschalten des Überlagerungsempfängers oder bei extrem ruckartigen Abstimmbewegungen zu fangen. Das Verschwinden der Zwischenfrequenz am Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandfilters verursacht ein Einschalten des Impulsgebers. Dessen Schaltimpuls legt den Integratoreingang kurzzeitig an positives Potential, so daß die Steuerspannung am Ausgang des Integrators Null wird. Nach Verschwinden des Schaltimpulses nimmt die Steuerspannung mit der Zeitkonstante des Integrators stetig zu, und damit wächst die Frequenz des Hilfsoszillators. Sobald (Se Differenzfrequenz am Ausgang der Mischstufe sich der Resonanzfrequenz des Zwischenfrequenz-Filters nähert, entsteht ein Potentialanstieg am Integratoreingang. Die Aufwärtsbewegung des Integratorausgangs, also der Steuerspannung für den Hilfsoszillator, wird verlangsamt Sobald die Differenzfrequenz die Rückflanke der Resonanzkurve

des Zwischenfrequenz-Filters erreicht, wird durch den Potentialanstieg am Eingang des Integratorausgangs der Frequenzanstieg im Hilfsoszillator gestoppt. Der Hilfsoszillator hat gefangen. Der Arbeitspunkt des Regelkreises aui der Rückflanke der Resonanzkurve des Zwischcnfrcqucnz-Bandfilters wird durch die Referenz spannung so eingestellt, daß er etwa in der Mitte der Rückflanke liegt.

Where erfindungswesentliche Ausgestaltungen und Weitelbildungen des Verfahrens und der Schaluingsan in Ordnung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen enthalten, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen \«. irj. und in der n;ii. hfoltrpndcn Beschreibung ausführlich erläutert.

Das erfiM(liiiip'._;:eni;il.U· Verfahren zur selbsttätigen CHeiehla'ifcins:.llung /wischen Vnrkreis und I l.iiiptos /illator und die Schaltungsanordnung zur Durchführung diese*. Verfahrens sind nachfolgend anhand von in dei /om ^snung 'l.irgesiellten Ausffihningsbcispielen do, Sc!v: lungsaiiiirdnuiii! näher beschrieben. Is zeigt

l'ig I ein Rlockschalibild der Schalninps.üHHdnun,¹ gemäß einem ersten Aiislührungsbeispiel.

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schnltun^^nordnun, gemäß einem /·.·. eiten Ausfühniagsbeispiel.

Fig. 5 ein Blockschaltbild cIlT Schaltungsanordnung geniSR einem dritter. Visführungsl'.Mspiel.

Fig. 4 cm Blockschalt! :ld der Schalttir.gi .iiordnung gemäß einem >. icrten Ausfiihrungsbeispiel.

Von dem Überlagerungsempfänger (Superhet) ist in den F i g. 1 -4 lediglich die Antenne 10. der Vorkreis 11. der Mischer oder die Mischstufe 12 und der Zwischenfrcuenzteil 13 angegeben. Der Ausgang des Zwischen frequenzteils ist über den Demodulator mit dem Niederfreqiienzteil verbunden. In einem Os/illatorkreis. nachfolgend Hauptoszillator 14 genannt, wird eine _;, Oszillatorfrequen/ /ii erzeugt, die in der Mischstufe 12 mit der F.mpfangsfrequenz des Vorkreises 11 f_c gemischt wird. Aufbau und Wirkungsweise dieser Stufen ist allgemein bekannt.

Bei allen Schaltungsanordnungen gemäß den i<_: Fig. I -4 wird das gleiche erfindungsgemäße Verfahren zur selbsttätigen Gleichlaufeinstellung zwischen dem nur schematisch dargestellte elektronische Abstimmittel, wie Kapazitätsdiode oder Magnetvariometer, aufweisenden Vorkreis Il und dem um die j-, Zwischenfrequenz fz höher schwingenden Oszillatorkreis. Hauptoszillator 14. angewandt. Man sieht dabei einen zweiten Oszillatorkreis, im folgenden Hilfsoszillator 15 genannt, vor und bildet dessen Abstimmittel identisch mit denen des Vorkreises 11 aus. Aus der -■,,, Hauptoszillatorfrequenz f₀ und der Hilfsoszillatorfrequenz f, bildet man mindestens im Frequenzbereich der Zwischenfrequenz /> eine Differenzfrequenz. Abweichungen der Differenzfrequenz von der konstanten Zwischenfrequenz f_z regelt man durch eine dem Hilfsoszillator 15 zugeführten Steuerspannung aus, deren Größe von der Größe der Abweichungen abhängig ist Die dem Hilfsoszillator 15 zugeführte Steuerspannung wird in gleicher Größe dem Vorkreis 11 zugeführt Damit die Frequenzen dieses Regelkreises keine Störungen im Empfangsteil hervorrufen, teilt man die Frequenz f₀ des Hauptgenerators 14 durch eine ganze Zahl und läßt den Hilfsoszillator 15 mit einer um die gleiche ganze Zahl gegenüber der Frequenz f_c des Vorkreises 11 niedrigeren Frequenz f, schwingen. Aus diesen Frequenzen Z₀ und ί bildet man mindestens im Bereich der ebenfalls um diese ganze Zahl geteilten Zwischenfrequenz /> die Differenzfrequenz. Anstelle einer Frequenzteilung, wie im vorliegenden Fall durch den Faktor 2, kann man auch die entsprechenden Frequenzen um eine ganze Zahl vervielfachen.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. I sind die Ausgänge des Hilfsoszillators 15 und des Hauptoszilla tors 14, dieser über einen Frequenzteiler 17, mit einer Mischstufe 18 verbunden. Der Mischstufe 18 ist ein Zwischenfrequenz-Bandfiltcr 19 nachgeschaltet. Der Ausgang des Zwisehenlreqiienz-Bandfilters 19 ist über einen Verstärker 20 mit einem Gleichrichter 21 verbunden Der Ausgang des Gleichrichters 21 ist einerseits unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 22 mil dem inver'.ici enden f'intr;¹.ng eines integrierenden Kechenverstärkct' kuiv Integrator 23 genannt, und •ι·].Ihrerseits mit euiem Impulsgeber 24 verbunden. Der nicht iineriierendc Hingang des Integrators 23 ist mit einer R'Meren/snapmmg 25 belegt. Der Ausgang des Inte;. ! i'irs 23 ist mit dem Steuereingang des Hilfsosz.il lavrs 13 und mit dem Steuemngang des Vorkreises Il verli'ii'.(l:n. Die an diesen Steuereinaängen anliegenden SiciifipsanmingLM! beeinflussen die Mistimmittel von Y.irkreis Il und Hilfso.szil'.vor 15. I et/.terer ist so ';·. iiit:^··!· daß seine Frequenz /'. um ilen Faktor, hier 2,

. ! requcn/.teilers 17 niedriger ist als die Frequenz f, ii·.¹ S oii': eis^s 11.

i)r Impulsgeber 24 ist derart ausgebildet, daß er mindestens einen Sehaltimpuls bestimmter Dauer abgibt. Die Impulsdauer ist dabei so gewählt, daß sie mindestens .ler Zeitkonstante des Integrators 23 entspricht. Vorzugsweise weist der Impulsgeber 24 einen Reset-F.ingang R auf. über welchen die Abgabe von Schaltimpulsen durch den Impulsgeber sperrbar ist. Solange keine Steuerspannung am Reset-Eingang R des Impuisgebers 24 anliegt, gibt der Impulsgeber 24 eine Folge von Schaltimpulsen konstanter Dauer ab. Solange der Rcset-F.ingang R mit einer Steuerspannung belegt ist, ist der Impulsgeber 24 gesperrt, das heißt, an seinem Ausgang treten keine Schaltimpulse auf. Der Ausgang des Impulsgebers 24 ist mit der Steuerelektrode eines elektronischen Schalters 26 verbunden. Dieser vorzugsweise als Transistor ausgebildete elektronische Schalter 26 verbindet den invertierenden Eingang des Integra tors 23 mit positivem Potential, in F i g. 1 mit einem » + « gekennzeichnet.

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Wird der Überlagerungsempfänger oder Superhet eingeschaltet, so haben Haupt- und Hilfsoszillator 14,15 irgendeinen Undefinierten Zustand, etwa den, daß die Frequenz des Hilfsoszillators 15 oberhalb der des Hauptoszillators 14 liegt. Da in diesem Zustand in der Mischstufe 18 nicht die halbe Zwischenfrequenz /> als Mischprodukt gebildet wird, tritt am Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandfilters 19 keine Frequenz auf. Am Ausgang des Gleichrichters 21 tritt daher auch keine Gleichspannung auf. Der Reset-Eingang R des Impulsgebers 24 liegt auf Low (L). Der Impulsgeber 24 gibt nun einen Sehaltimpuls ab, welcher den elektronischen Schalter 26 durchsteuert. Dadurch wird der invertierende Eingang des Integrators 23 auf » + « angehoben. Als Folge dessen läuft der Ausgang des Integrators 23 mit seiner Zeitkonstanten nach Null. Durch die Abstimmung der Impulsdauer des Impulsge bern 24 und der Zeitkonstante des Integrators 23 ist die Spannung am Ausgang des Integrators 23 Null, bevor der Sehaltimpuls wieder verschwindet Damit ist die Steuerspannung für den Hilfsosziüator 15 Null, und der Hilfsoszillator liegt am unteren Frequenzbandende. In

dem Augenblick, in dem der Schaltimpuls des Impulsgebers 24 verschwindet, sperrt der elektronische Schalter 26. Der invertierende Eingang des Integrators 23 liegt auf Null, da auch am unteren Frequenzbandende keine Zwischenfrequenz '/j/zgebildet wird. Somit ist am Ausgang des Gleichrichters 21 nach wie vor keine Gleichspannung vorhanden. Dadurch läuft die Ausgangsspannung des Integrators 23 und damit die Steuerspannung für den Hilfsoszillator 15 in einer durch die Zeitkonstante des Integrators 23 bestimmten Zeit von Null ausgehend zu höheren Spannungswerten. Mit zunehmender Steuerspannung nimmt auch die Frequenz f, des Hilfsoszillators 15 zu. Der Zunahme der Hilfsoszillatorfrequenz entspricht eine Verkleinerung des Mischproduktes: *lif_n—h also der Differenzfrequenz. Erreicht dieses Mischprodukt am Ausgang der Mischstufe 18 den Bereich der halben Zwischenfrequenz, also die Resonanzkurve des Zwischenfrequenz-Bandfilters 19, so tritt am Ausgang des Zwischenfrequeiiz-Baiiuniicis i3 cii'ic ricCjücfiZ aiii. AiTi Ausgang des Gleichrichters 21 und damit am invertierenden Eingang des Integrators 23 entsteht eine anwachsende Gleichspannung. Diese bewirkt zunächst eine Verlangsamung des Anstiegs der Steuerspannung am Ausgang des Integrators 23. Sobald die Frequenz am Ausgang der Mischstufe 18 die Rückflanke der Resonanzkurve des Zwischenfrequenz-Bandfilters 19 erreicht hat. wird das Anwachsen dei Ausgangsspannung des Integrators

23 gestoppt. Damit wird auch das Anwachsen der Frequenz des Hilfsoszillators 15 gestoppt, und der Hilfsoszillator hat in einem stabilen Arbeitspunkt gefangen. An dem Reset-Eingang R des Impulsgebers

24 liegt eine positive Gleichspannung an, und der Impulsgeber 24 ist gesperrt, so daß keine weiteren Schaltimpulse auftreten können. Dieser Fangvorgang des Hilfsoszillators 15 währt kürzer als die Zeit, die der Impulsgeber 24 benötigt, um den nächsten Schaltimpuls zu erzeugen. Da die gleiche Steuerspannung. die dem Hilfsoszillator 15 zugeführt wird, auch an dem Vorkreis 11 anliegt, wird der Vorkreis 11 synchron mit dem Hilfsoszillator 15 mitgezogen und weist die gleiche Frequenz wie der Hilfsoszillator 15 auf. jedoch um den Faktor 2 erhöht.

Wird der Gleichlauf zwischen Vorkreis 11 und Hauptoszillator 14 beim Abstimmen des Überlagerungsempfängers gestört, wandert beispielsweise die Frequenz (, des Hilfsoszillators 15 zur höheren Frequenz aus, so würde sich das Mischprodukt am Ausgang der Mischstufe 18 verkleinern, die Differenzfrequenz also links vom stabilen Arbeitspunkt auf der Rückflanke der Resonanzkurve des Zwischenfrequenz-Bandfilters 19 liegen. Dadurch wird am invertierenden Eingang des Integrators 23 eine höhere Spannung hervorgerufen. Diese höhere Spannung bewirkt eine Verminderung der Ausgangsspannung des Integrators 23 und damit der Steuerspannung für den Hilfsoszillator 15. Die Abnahme der Steuerspannung zieht den Hilfsoszillator 15 in seinen stabilen Arbeitspunkt zurück. Wie vorstehend bereits erwähnt, folgt der Vorkreis 11 dem Hilfsoszillator 15, und der Frequenzversatz zwischen Hauptoszillator 14 und Vorkreis 11 ist wieder konstant

Entsprechendes spielt sich ab, wenn der Hilfsoszillator 15 zu tiefen Frequenzen auswandert.

Hat der Hilfsoszillator 15 einmal gefangen, so folgt er auch schnellen Bewegungen des Hauptoszillators 14. Läßt die Integrationszeitkonstante des Integrators 23 allerdings ein Nachfolgen des HilfsoszillaK>rs 13 mit dem Hauptoszillator 14 nicht mehr zu, etwa bei extrem ruckartigen Abstimmbewegungen, so verschwindet das Mischprodukt am Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandfilters 19. Am Ausgang des Gleichrichters 21 verschwindet damit ebenfalls die Gleichspannung, und der Reset-Eingang des Impulsgebers 24 liegt wiederum auf Low. Der Impulsgeber 24 ist freigegeben und erzeugt einen Schaliimpuls. Es spielt sich nunmehr der gleiche Fangvorgang ab, der beim Einschalten des Überlagerungsempfängers vorstehend beschrieben worden ist. Der Hilfsoszillator 15 wird dann wiederum in seinem stabilen Arbeitspunkt auf der Rückflanke der Resonanzkurve des Zwischenfrequenz-Bandfilters 19 gefangen. Die Resonanzfrequenz des Zwischenfrcquenz-Bandfilters 19 ergibt sich unter Berücksichtigung der Frequenzteilung durch den Frequenzteiler 17 und der gegenüber der Vorkreisfrequenz halbierten Frequenz /",des Hilfsoszillators 15 zu

wobei durch JA der Arbeitspunkt auf der Flanke festgelegt wird. Mit J/=2kll/ und der Zwischenfrequenz />=450 kHz ergibt sich eine Resonanzfrequenz von 225.5 kHz. Der Arbeitspunkt läßt sich entweder

: durch den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 20 oder durch die Offset-Spannung am nicht invertierenden Eingang des Integrators 23 fein einstellen. Die Genauigkeit der Schaltungsanordnung ist bezogen auf die Zwischenfrequenz kleiner als l%o.

" Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 sind der Hauptoszillator 14 und der Hilfsoszillator 15 mit einer Mischstufe 30 verbunden. Zwischen dem Oszillator 14 kann ebenfalls ein Frequenzvervielfacher oder-teiler 31. in F i g. 2 strichliniert angedeutet, eingeschaltet sein. Die

)> Frequenz /, des Hilfsoszillators 15 liegt dann um den Faktor dieses Frequenzteilers 31 höher oder niedriger als die Frequenz f_c des Vorkreises 11. Der Mischstufe 30 ist ein Zwischenfrequenz-Bandfilter 33 nachgeschaltet. Der Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandfilters 33 ist

■·'■ einerseits unmittelbar und andererseits über ein weiteres Zwischenfrequenz-Bandfiltcr 34 mit einem Phasenkomparator 35 verbunden. Der ,"»usgang des Phasenkomparators 35 ist über ein Tiefpaß-Filter 36 mit dem Steuereingang des Hilfsoszillators 15 und mit dem

' Steuereingang des Vorkreises 11 verbunden. Hiifsoszillator 15, Phasenkomparator 35 und Tiefpaßfilter 36 können von einem phasengerasteten Regelkreis, einer PLL 37, gebildet sein.

Beim Durchstimmen des Hauptoszillators 14, von

"" tiefen Frequenzen ausgehend, bildet sich die Zwischenfrequenz />am Ausgang des Zwischenfrequenz-Bandfilters 33, sobald der Hauptoszillator 14 um die Zwischenfrequenz //höher schwingt als der Hilfsoszillator 15. Dieses Mischprodukt oder Differenzfrequenz gelangt einmal direkt und einmal über das weitere Zwischenfrequenz-Bandfilter 34 auf den Phasenkomparator 35. Der Phasenkomparator bildet aus den beiden an seinen Eingängen liegenden Frequenzen ein Mischprodukt Von diesem Frequenzgemisch läßt das

»o Tiefpaß-Filter 36 nur die niedrigere Frequenz aus der Differenz dieser beiden Frequenzen durch. Solange die beiden Frequenzen am Eingang des Phasenkomparators nach Phasenlage und Größe gleich sind — das ist der Fall, wenn am Ausgang des Zwischenfrequenz-

M Bandfilters 33 exakt die konstante Zwischenfrequenz f_z auftritt — ist die Steuerspannung am Ausgang des Tiefpaß-Fiiters 36 NuIL Wandert der Hilfsoszillator 15 nach höheren oder tieferen Frequenzen aus, so sind die

beide« Frequenzen am Eingang des Phasenkomparator 35 nicht mehr gleich. Am Ausgang des Tiefpaß-Filiers 36 entsteht eine gegensinnig gerichtete Steuerspannung, die «en Hilfsoszillator nacbsteuert und auf die um die Zwischenfrequenz exakt erniedrigte Frequenz zieht. Da die gleiche Nachsteuerspannung auch dem Vorkreis 11 zugeführt wird, wird dieser synchron mitgezogen.

Bei den Schaltungsanordnungen gemäß den F i g. 3 und 4 ist das Verfahren dahingehend weitergebildet, daß man vor Bildung der Differenzfrequenz aus der Haupt- und Hilfsoszillatorfrequenz die Haupt- und Hilfsoszillatorfrequenz in Impulsfolgefrequenzen konstanter Impulsbreite umsetzt.

Bei dem Verfahren, nach dem die Schaltungsanordnung in Fig. 3 arbeitet, bildet man jeweils die Mittelwerte der aus Haupt- und Hilfsoszillatorfrequenz fo, f, entstehenden Impulsfolgen. Den Mittelwert der der Hilfsoszillatorfrequenz f, entsprechenden Impulsfolge und den Mittelwert der der konstanten Zwischenfre-"¹JSHZ // CP.tSⁿrechend?n !!!!"UlsiOI^*? ariijiort man Dir aus der Addition entstehende Summe der Mittelwerte vergleicht r..jn mit dem Mittelwert der der Hauptoszillatorfrequenz fo entsprechenden Impulsfolge, und die Differenz dieser beiden Mittelwerte setzt man in eine Steuerspannung für Vorkreis 11 und Hilfsoszillator 15 um.

Bei dem Verfahren, nach dem die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 arbeitet, sieht man zunächst einen auf die konstante Zwischenfrequenz /> schwingenden dritten Oszillator, im folgenden Zwischenfrequenz-Osrillator 50 genannt, vor. Auch dessen Frequenz wird in eine Impulsfolge konstanter Impulsbreite umgesetzt. Nunmehr addiert man die in Impulsfolgen umgesetzten Frequenzen von Hilfsoszillator 15 und Zwischenfrequenz-Oszillator 50. Diese Summen-Impulsfolgefrequenz vergleicht man mit der Impulsfolgefrequenz des Hauptoszillators 14 und setzt Ungleichheiten zwischen diesen beiden Impulsfolgenfrequenzen in eine Steuerspannung für den Vorkreis 11 und den Hilfsoszillator 15 um.

Bei der Schaltungsanordnung in Fig. 3 ist dem Hauptoszillator 14 ein erstes Monoflop 40 und dem Hilfsoszillator 15 ein zweites Monoflop 41 nachgeschaltet. Das erste Monoflop 40 ist über ein erstes ÄC-Glied 42 mit dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 43 verbunden. Das zweite Monoflop 41 ist über ein zweites RC-C\\ed 44 an einer Addierschaltung, kurz Addierer 45 genannt, angeschlossen. Der Addierer 45 ist mit einer Gleichspannung Ui₁ belegt, die dem Mittelwert der Zwischenfrequenz f₂ entspricht. Diese Gleichspannung kann aus dem Zwischenfrequenzteil 13 gewonnen werden Der Ausgang des Addierers 45 ist an dem anderen Eingang des Differenzverstärkers 43 angeschlossen. Der Ausgang des Differenzverstärkers 43 ist mit einem Integrate.· 46 verbunden. Der Integrator 46 ist mit einer Referenzspannung 47 belegt, die mit Durchstimmen des Hauptoszillators 14 veränderbar ist. Der Ausgang des Integrators 46 ist mit dem Steuereingang des Hilfsoszillators 15 und mit dem Steuereingang des Vorkreises 11 verbunden.

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Am Ausgang der Monoflops 40 und 41 entsteht jeweils eine Impulsfolgefrequenz. Die Zeitkonstante der ÄC-GIieder 42 und 44 ist größer gewählt als die Zeitkonstante der vorgeschalteten Monoflops 40, 41. Diese ÄC-Glieder bilden jeweils den Mittelwert der Impulsfolgefrequenzen, und am Ausgang der beiden ÄC-Glieder 42 und 44 steht eine dem Mittelwert der jeweiligen Impulsfolgefrequenz entsprechende Gleichspannung an.

Im Addierer 45 wird die Gleichspannung am Ausgang des /?C-Gliedes 44 und die Gleichspannung Urz der Zwischenfrequenz addiert. Die Gleichspannung am Ausgang des Addierers 45 ist repräsentativ für die Summe aus Zwischenfrequenz /^ und Hilfsoszillatorfrequenz fj. Die Gleichspannung am Ausgang des RC-Gliedes 42 ist ein Maß für die Hauptoszillatorfrequenz fa. Die Differenz der beiden Gleichspannungen steuert nun über den Integrator 46 den Hilfsoszillator 15 so. daß die Gleichlaufbedingung

Mittelwert/ + Mittelwert.// = Mittelwert/,

(6)

erfüllt ist. Wandert /.. B. der Hilfsoszillator zu tieferen Frequenzen aus, so wird der Mittelwert der Hilfsoszi'latorfrequenz f, geringer. Die Differenz zum Mittelwert der Hauptoszillatorfrequenz fo wird größer. Die die .Steuerspannung für den Hilfsoszillator 15 bildende Aiisgangsspannung des Integrators 46 steigt an, und der Hilfsintegrslof 15 wird hochgezogen. Da die gleiche Steuerspanriung am Vorkreis 11 liegt, läuft der Vorkreis Il synchron mit dem Hilfsoszillator 15 hoch. Ist Gleichung (6) erfüllt, so ist die Spannung am Ausgang des Pifferenzvei stärken 43 Null. Der Ausgang des Integrators 46 nimmt die durch die Referenzspannung 47 bestimmte Steuerspannung an, und der Hilfsoszillator 15 und der Vorkreis 11 schwingen um den exakten Betrag der Zwischenfrequenz f/ niedriger als der Hauptosziilator 14.

Bei der Schaltungsanordnung in F i g. 4 ist ebenfalls dem Hauptoszillator 14 und dem Hilfsoszillator 15 sowie dem Zwischenfrequenz-Oszillator 50 jeweils ein Monoflop 51, 52, 53 nachgeschaltet. Am Ausgang jedes Monoflops 51-53 tritt eine Impulsfolgefrequenz mit konstanter Impulsbreite auf.

Der Ausgang des mit dem Hilfsoszillator 15 verbund-nen Monoflops 52 und der Ausgang des mit dem Zwischenfrequenz-Oszillator 50 verbundenen Monoflops 53 sind jeweils an einem Eingang eines OR-Gatters 54 und eines AND-Gatters 55 angeschlossen. Der Ausgang des OR-Gatters 54 ist direkt mit einem Eingang eines zweiten OR-Gatters 56 verbunden, während der Ausgang des AND-Gatters 55 .iber ein Zeitverzögerungsglied 57 mit dem andere:· F-.'.ngang dieses zweiten OR-Gatters 56 verbunder: ist. Das Zeitverzögerungsglied 57 ist üblicherweise ils /?C-Glied ausgebildet. Die Zeitkonstante dieses tfC-Gliedes ist mindestens so groß wie die Zeitkonstrnte des mit dem Hilfsoszillator 15 verbundenen Moir ops 52. Vorzugsweise sind die Zeitkor.stanten der Mi noflops 52 und 53 gleich.

Der Ausgang des mit dem Hauptosziilator 14 verbundenen Monoflops 51 ist mit dem Eingang eines Schieberegisters 58 verbunden. Ein zweites Schieberegister 59 ist mit seinem Eingang an dem Ausgang des zweiten OR-Gaüers 56 angeschlossen. Der Ausgang eines jeden Schieberegisters 58 bzw. 59 ist mit dem eigenen Ciear-Eingang und mit dem Clear-Eingang des jeweils anderen Schieberegisters rückgekoppelt Hierzu sind zwei weitere OR-Gatter 60 und 61 vorgesehen, an deren Ausgängen jeweils die Clear-Eingänge der beiden Schieberegister 58 und 59 angeschlossen sind. Jedes OR-Gatter 60, 61 ist über seine beiden Eingänge mit je einem Ausgang der beiden Schieberegister 58 und 59 verbunden. An den Ausgängen der beiden Schieberegister 58 und 59 ist ein Integrator 62 angeschlossen.

dessen Ausgang mit dem Steuereingang des Hilfsoszülators 15 und mit dem Steuereingang des Vorkreises It verbunden ist.

Diese Schaltungsanordnung gemäß Fig,4 arbeitet wie folgt:

Am Ausgang der Monoflops 51, 52 und 53 treten Impulsfolgefrequeuzen auf. deren Impulsbreite durch die Zeitkonstante der Monoflops 51—53 bestimmt ist. Diese Impulsfolgefrequenzen sind ein Maß für die Hauptoszillatorfrequenz /&, die Hilfsosziilatorfrequenz f, und die Zwischenfrequenz fz. Durch das erste OR-Gatter 54 werden die Impulsfolgefrequenzen von Hilfsoszillator 15 und Zwischenfrequenz-Oszillator 50 addiert. Der bei Deckungsgleichheit zweier Impulse am Ausgang des OR-Gatters 54 fehlende Summenimpuls wird über das AND-Gatter 55 registriert und mittels des Zeitverzögerungsgliedes 57 in dem zweiten OR-Glied 56 zeitverzögert hinzuaddiert Am Ausgang des OR-Gatters 56 entsteht eine nicht äquidistante Impulsfolgefrequenz, die ein Maß für die Summe aus Hilfsosziilatorfrequenz f, und Zwischenfrequenz fz ist. Diese nicht äquidistante Impulsfolgefrequenz wird mit der äquidistanten Frequenz h des Hauptoszilbtors 14 verglichen. Dies erfolgt durch die beiden Schieberegister 58 und 59. Da die Ausgänge der Schieberegister mit den Clear-Eingängen rückgekoppelt sind, löscht jeder Impuls am Ausgang eines Schieberegisters 58 bzw. 59 sowohl den Speicherinhalt des Schieberegisters 58 als euch den Speicherinhalt des Schieberegisters 59. Aus diesem Grund kann nur an demjenigen Ausgang des Schieberegisters ein Ausgangsimpuls auftreten, in. das die jeweilig höhere Impulsfolgefrequenz eingelesen wird. Diese Ausgangsimpulse gelangen an den Integrator 62. Die Ausgangsspannung des Integrators 62 und damit die Steuerspannung an dem Hilfsoszillator 15 unc dem Vorkreis It stellt sich so ein, daß sie der Hilfsoszillator 15 auf Frequenzgleichheit der Frequenzsumme aus Hilfsosziilatorfrequenz f-, und Zwischenfre quenz Fz mit der Hauptoszillatorfrequenz /ö regelt, alsc daß die Gleichlaufbedingung

/ +fz =/o

stets erfüllt ist.

Es bleibt anzumerken, daß die Gleichlaufbedingunger sowohl in der Schaltungsanordnung in F i g. 3 als auch ir der Schaltungsanordnung in Fig.4 erhalten bleiben wenn alle in dem Regelkreis vorkommenden Frequen zen um ein ganzzahliges Vielfaches, z. B. 2, erhöh werden oder um eine ganze Zahl, z. B. 2, geteilt werden Hierzu sind jeweils dem Hauptoszillator 14 eir Frequenzvervielfacher oder -teiler 48 (F i g. 3) bzw. 6: (F i g. 4) nachgeschaltet. Der Hilfsoszillator 15 ist danr so ausgelegt, daß seine Frequenz /jum diesen Faktor dei Frequenzvervielfacher oder -teiler 48; 63 gegenüber dei Frequenz des Vorkreises 11 höher oder niedriger ist Die konstante Frequenz fz des Zwischenfrequenz-Oszil lators 50 (Fig.4) bzw. die aus dem Zwischenfrequenz teil 13 abgenommene Zwischenfrequenz fz zur Bildung des Mittelwertes IJa (F i g. 3) ist dann ebenfalls um dei Fak'.or dieses Frequenzvervielfachers oder -tellers 48 63 erhöht oder erniedrigt. In Fig.4 ist dabei den Zwischenfrequefzoszillator 50 ein Frequenzvervielfa eher oder -teiler 64, strichliniert dargestellt, nachge schaltet. Dieser weist den gleichen Faktor auf wie de Frequenzvervielfacher oder -teiler 63 des Hauptoszilla tors 14. Bei der Schaltungsanordnung in F i g. 3 wird dii konstante Gleichspannung Ufzentsprechend ausgelegt.

llicr/u 3 Bliii! Zciclimmucn

Claims (1)

1. gekennzeichnet, daß man einen auf die konstante Zwischenfrequenz schwingenden dritten Oszillator (Zwischenfrequenz-Oszillator 50) vorsieht und dessen Frequenz (fz) in eine Impulsfolge konstanter Impulsbreite umsetzt, daß man die Impulsfolgen von HüfsoszUIator (15) und Zwischenfrequenzoszillator (50) addiert und mit der Impulsfolge des Hauptoszillators (14) vergleicht und daß man Ungleichheiten zwischen der Impulfsfolgefrequenz des Hauptoszillators (14) und der Frequenz der Summenimpulsfolge von HilfsosziUator (15) und Zwischenfrequenz-Oszillator (50) in eine Steuerspannung für den Hüfsoszillator (15) und den Vorkreis (11) umsetzt

   17. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Haupt-, Hilfs- und Zwischenfrequenz-Oszillator (14, 15, 50) Monoflops (51, 52, 53) nachgeschaltet sind, daß der Ausgang des mit dem Hilfsoszillator (15) verbundenen Monoflops (52) und des mit dem Zwischenfrequenz-Oszillator (50) verbundenen Monoflops (53) jeweils an einem Eingang eines ersten OR-Gattei-s (54) und eines AND-Gatters (55) angeschlossen ist, daß der Ausgang des AND-Gatters (55) über ein Zeitverzögerungsglied (57) mit dem einen Eingang eines zweiten OR-Gatters (56) und der Ausgang des OR-Gatters (54) unmittelbar mit dem anderen Eingang des zweiten OR-Gatters (56) verbunden ist, daß der Ausgang des zweiten OR-Gatters (56) und der Ausgang des mit dem Hauptoszillator (14) verbundenen Monoflops (51) an den Eingang je eines Schieberegisters (58 bzw. 59) gelegt sind, daß die Ausgänge der beiden Schieberegister (58,59) auf den Clear-Eingang von beiden Schieberegistern (58, 59) rückgekoppelt und an einem Integrator (62) angeschlossen sind, dessen Ausgang mit den Steuereingängen von Hilfsoszillator (15) und Vorkreis (11) verbunden ist

   18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Clear-Eingang eines j^des Schieberegisters (58, 59) mit dem Ausgang je eines OR-Gatters (60,61) verbunden ist und daß jeweils der Ausgang des einen und der Ausgang des anderen Schieberegisters (58,59) mit je einem Eingang der beiden OR-Gatter (60, 61) verbunden sind.

   19. Schaltungsanordnung nack Anspruch 17 oder 18. dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungsglied (57) als ÄC-Glied ausgebildet ist, dessen Zeitkonstante .mindestens so groß gewählt ist wie die Zeitkonstante da mit dem Hilfsoszillator (15) verbundenen Monoflops (52).

   20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 17—19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Zeitkonstanten der mit dem Hilfs- und Zwischenfrequenzoszillator (15, 50) verbundenen Monoflops (52,53) gleich sind.

   21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 — 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptoszillator (14) und dem Zwischenfrequenzoszillator (50) jeweils ein Frequenzteiler oder ein Frequenzvervieifacher (48j 63, 64) nachgeschaltet ist.

   22. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptoszillato- (14) ein Frequenzteiler (17) nachgeschaltet und der Hilfsoszillator (15) derart ausgebildet ist, daß seine Frequenz (f) um den Faktor des Frequenzteilers (17) gegenüber der Frequenz (f_e) des Vorkreises (11) erniedrigt ist