DE3324190A1

DE3324190A1 - Gewobbelter frequenzsignalgenerator

Info

Publication number: DE3324190A1
Application number: DE19833324190
Authority: DE
Inventors: Yohei Gyoda Saitama Hirakoso; Takenori Gyoda Saitama Kurihara; Shigeki Musashino Tokyo Tojo
Original assignee: Takeda Riken Industries Co Ltd
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1983-07-05
Publication date: 1984-01-12
Also published as: US4513256A; DE3324190C2; JPS598410A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen gewobbelten Frequenzsignalgenerator, der z.B. als gewobbelter Bmpfängeroszillator in einem Spektralanalysator verwendet wird,und dessen Schwingungsfrequenz von einer Wobbelspannung gewobbelt wird.

In einem Spektralanalysator beispielsweise wird eine Wobbelspannung erzeugt, die an einen spannungsgesteuerten Oszillator (im folgenden auch: VCO) gelegt wird, um dessen Schwingungsfrequenz zu wobbeln. Das in seiner Frequenz gewobbelte Signal wird als ein Oberlagerungssignal zum Empfangen eines Eingangssignals verwendet, um auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre dessen Frequenzkomponenten darzustellen, oder um den Frequenzgang oder dergleichen einer zu messenden Schaltung darzustellen.

Die Schwingungsfrequenz des VCO muß exakt einen vqreingestellten Frequenzbereich durchlaufen. Daher wurde.vorgeschlagen, die Wobbelanfang-Spannung und die Wobbelende-Spannung der von einem Wobbelspannungsgenerator erzeugten Wobbeispannung mit Einstellwerten zu vergleichen und die Wobbelanfang- sowie die Wobbelende-Spannung derart einzuregeln, daß sie mit den Einstellwerten übereinstimmen.

Selbst wenn die Wobbelspannung exakt definiert ist, so ist dennoch nicht gewährleistet, daß die von der Wobbe1-spannung gesteuerte Schwingungsfrequenz des VCO einen vorbestimmten Frequenzbereich durchläuft. Da nämlich bei einem VCO mit YIG ein magnetischer Kreis gesteuert wird, weist die Frequenzwobbelkennlinie aufgrund des magnetischen Kreises eine Hysterese und eine Nichtlinearität auf, was den Nachteil mit sich bringt, daß Wobbeianfangs-

1- frequenz und Wobbelendfrequenz eine nur geringe Einstellgenauigkeit aufweisen.

In der US-PS 4 130 808 findet sich ein Vorschlag zur Lösung dieses Problems. Nach diesem Vorschlag wird vor dem Beginn jeder Wobbelung das Ausgangssignal des VCO mit dem Ausgangssignal eines hochstabilen Bezugsoszillators durch einen Phasenvergleicher in der Phase verglichen, und das Phasenvergleichs-Ausgangssignal wird in einer Abtast- und

'"- Halteschaltung festgehalten, während gleichzeitig das festgehaltene Ausgangssignal als Steuersignal über eine Summierschaltung an den VCO gelegt wird, so daß eine Phasenregelschleife gebildet wird. Hierdurch wird bewirkt, daß die Schwingungsfrequenz des VCO mit der Schwingungsfrequenz des Bezugsoszillators in Übereinstimmung gebracht wird. Dann wird das Ausgangssignal des Phasenvergleichers gesperrt, und die Ausgangssignale der Abtast- und Halteschaltung und des Wobbelspannungsgenerators werden von der Summierschaltung summiert, um mit dem Ausgangssignal der Summierschaltung den VCO zu steuern. Hierdurch wird erreicht, daß die Wobbelanfangsfrequenz exakt mit der Schwingungsfrequenz des Bezugsoszillators übereinstimmt. Bei dieser herkömmlichen Methode ist jedoch nicht gewährleistet, daß die Wobbelendfrequenz genau mit einer gewünschten Frequenz übereinstimmt, sondern diese beiden Frequenzen weichen wahrscheinlich voneinander ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gewobbelten Frequenzsignalgenerator der eingangs genannten Art

*0 derart weiterzubilden, daß er eine Frequenzwobbelung ermöglicht, bei der nicht nur die Wobbelanfangsfrequenz, sondern auch die Wobbelendfrequenz genau mit voreingestellten Werten in Übereinstimmung gehalten werden. In einer speziellen Ausgestaltung soll der gewobbelte Fre-

^3 quenzsignalgenerator nicht nur eine exakte übereinstim-

• mung sowohl der Wobbelanfangsfrequenz als auch der Wobbelendfrequenz mit einem Einstellwert ermöglichen, sondern darüberhinaus auch die Erzeugung einer Marke genau bei einer eingestellten Frequenz im Verlauf der Wobbelung gestatten. Ferner soll ein gewobbelter Frequenzsignalgenerator geschaffen werden, der es ermöglicht, die Wobbelanfangsfrequenz und die Wobbelendfrequenz exakt mit jeweiligen Einstellwerten in Übereinstimmung zu bringen, und der Drifterscheinungen während wiederholter Wobbelvor-'0 gange vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen gewobbelten Frequenzsignalgenerator wird die von dem Wobbelspannungsgenerator abgegebene Wobbelspannung an die Wobbelanfang-Einstelleinrichtung und die Wobbelende-Einstelleinrichtung gelegt, in denen die Amplitude der vom Wobbelspannungsgenerator abgegebenen Wobbeispannung jeweils auf einen Einstellwert eingestellt wird. Die in der Amplitude eingestellten WobbelSpannungen werden in der Summierschaltung summiert, und das Ausgangssignal der Summierschaltung wird als Steuersignal an den VCO gelegt. Hierbei wird die Wobbelspannung von einer Invertiereinrichtung ohne Änderung ihres Wobbeibereichs richtungsmäßig umgekehrt, um dann der Wobbelende-Einstelleinrichtung zugeführt zu werden. Ein hochstabiler Bezugssignalgenerator erzeugt ein Bezugssignal mit einer Einstellfrequenz. In die Steuerung können Wobbelanfangsfrequenzen für die Einstellung eingegeben werden. Die Steuerung stellt den Bezugssignalgenerator auf die Wobbelanfangsfrequenz ein, so daß ein Bezugssignal mit der Wobbelanfangsfrequenz erzeugt wird, und sie hält den Wobbelspannungsgenerator auf einer Spannung entsprechend dem Beginn der Wobbelung. Das Bezugs-

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signal und das Ausgangssignal des VCO werden von dem Phasenvergleicher verglichen, und das Vergleichsergebnis wird von der Steuerung geprüft. Nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses steuert die Steuerung das Einstellen der Wobbeianfang-Einstelleinrichtung, um die Frequenz des Schwingungssignals des VCO in Übereinstimmung zu bringen mit der eingestellten Wobbelanfangsfrequenz. Außerdem hält die Steuerung den Wobbelspannungsgenerator auf einer Spannung, die dem Ende der Wobbelung entspricht,

^w und sie stellt die Frequenz des von dem Bezugssignalgenerator erzeugten Bezugssignals auf die eingegebene Wobbelendfrequenz ein. Nach Maßgabe des dann von dem Phasenvergleicher erzeugten Vergleichsergebnisses steuert die Steuerung das Einstellen der Wobbelende-Einstelleinrich-'** tung derart, daß die Schwingungsfrequenz des VCO mit der eingestellten Wobbelendfrequenz in Übereinstimmung gebracht wird. Nach dieser Einstellung und Steuerung wird von dem Wobbelspannungsgenerator wiederholt eine Wobbel-

spannung erzeugt.
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In die Steuerung wird zum Einstellen des Bezugssignalgenerators eine Markenfrequenz eingegeben. Wenn die Schwingungsfrequenz des VCO beim Wobbein genau so groß wird wie die Markenfrequenz, wird dies von dem Phasen-

^ίΌ vergleicher erkannt, und es wird ein Markensignal erzeugt. Der Bezugssignalgenerator wird auf eine Zwischenfrequenz innerhalb 'des Wobbeifrequenzbereichs des VCO eingestellt, und wenn sich die Schwingungsfrequenz des VCO der eingestellten Frequenz nähert, wird das Aus-

^5U gangssignal des Phasenvergleichers über eine Abtast- und Halteschaltung zu dem VCO zurückgeführt, so daß eine Phasenregelschleife gebildet wird. Hierdurch wird ein Driften des VCO korrigiert. Anschließend wird die Phasenregelschleife geöffnet, und die Ausgangssignale der Abtast- und Halteschaltung und der Summierschaltung wer-

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den addiert und dem VCO zugeführt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung

anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: 5

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines gewobbelten Frequenzsignalgenerators,

Fig. 2A bis 2C Impulsdiagramme einer Wobbelspannung, •Ο deren invertierter Wobbelspannung bzw. der Kom

bination dieser beiden Spannungen,

Fig. 3A bis 3E Impulsdiagramme, die verschiedene Wobbelspannungen mit unterschiedlichen Wobbelanfang- und Wobbeiende-Spannungen veranschaulichen,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines gewobbelten Frequenzsignalgenerators,

Fig. 5A und 5B ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform veranschaulicht,

■ Fig. 6 einen Signalverlauf, der die Änderungen der Schwingungsfrequenz des VCO entsprechend der in Fig. 5

erläuterten Betriebsweise veranschaulicht, und

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer modifizierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen gewobbelten Frequenzsignalgenerators.

Ein Wobbelspannungsgenerator 1 wird von einer Steuerung 2 zum Beginnen und Beenden des Wobbeivorgangs gesteuert. Die Steuerung 2 wird z.B. durch einen Mikrocomputer gebildet. Der Wobbelspannungsgenerator 1 erzeugt Wobbel-

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' . Spannungen Va und Vb, die sich innerhalb des gleichen Spannungsbereichs in entgegengesetzte Richtungen ändern. Die Wobbelspannungen Va und Vb werden an eine Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 bzw. an eine Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 gelegt. Die Einstelleinrichtungen 3 und 4 können beispielsweise aus veränderlichen Dämpfungsgliedern (z.B. Spannungsteilen) 3A bzw. 4A und Registern 3B bzw. 4B gebildet sein. Die Amplituden der von dem Wobbelspannungsgenerator 1 abgegebenen Wobbel-

"Ό spannungen Va und Vb werden von den veränderlichen Dämpfungsgliedern 3A bzw. 4A eingestellt, und die in der Amplitude eingestellten Wobbelspannungen werden auf einen Addierer 5 gegeben. Der Addierer 5 gibt eine Wobbelspannung ab, die eine Wobbelende-Spannung und eine Wobbelanfang-Spannung aufweist, deren Werte den von der Wobbeiende- bzw. der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 3 bzw. 4 eingestellten Werte entsprechen. Dies wird im folgenden noch näher erläutert.

Das Ausgangssignal des Addierers 5 gelangt über einen VCO-Treiber 6 an einen VCO 7, um diesem die Wobbelspannung zuzuführen. Die Schwingungsfrequenz des VCO 7 wird innerhalb eines Bereichs gewobbelt, der dem von der Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 und der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 eingestellten Spannungsbereich entspricht. Bei dem VCO 7 kann es sich um eine gewöhnliche elektronische Schaltung oder um einen Wobbeloszillator mit YIG handeln.

Das Schwingungssignal des VCO 7 wird einer Vorrichtung 8 zugeführt, bei der es sich z.B. um einen Spektralanalysator handelt. Dort wird das Schwingungssignal als ■gewobbeltes Frequenzsignal verwendet. Gleichzeitig gelangt das Schwingungssignal· an einen Frequonzverglai-

^ eher 11. Dieser vergieicht die Schwingungsfrequenz des

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von dem VCO 7 erzeugten Signals mit der Frequenz eines Bezugssignals, welches von einem hochpräzisen Bezugssignalgenerator 12 hoher Stabilität, beispielsweise einem Synthesizer, erzeugt wird, und das Vergleichsergebnis wird an die Steuerung 2 gegeben. Die Steuerung 2 stellt in einem Register 12A eine Frequenz ein, und der Bezugssignalgenerator 12 erzeugt ein Bezugssignal mit der eingestellten Frequenz. Als Bezugssignalgenerator wird beispielsweise der digitale, phasengerastete Synthesizer verwendet, wie er in Vodim Manasremitsh, "Frequency Synthesis Theory and Design", John Wiley, 1980, Seiten 31 bis 39 beschrieben ist. Über eine Tastatur 13 werden in die Steuerung 2 Wobbeianfangs- und Wobbelendfrequenzen f.. und f2 des VCO 7 sowie eine Markenfrequenz eingegeben.

Darüberhinaus ist die Schaltung derart ausgebildet, daß in die Steuerung 2 ein Steuersignal eingegeben werden kann zum Umschalten zwischen einer Initialisierungsbetriebsart und einer Wiederholungsbetriebsart. In der Wiederholungsbetriebsart wird der Wobbeibereich wiederholt durchlaufen. Die so eingegebenen Wobbeianfangs- und Wobbelendefrequenzen f.. und f₂ werden mittels Anzeigevorrichtungen 14A bzw. 14B angezeigt.

Im folgenden sollen die Einstelleinrichtungen 3 und 4 näher beschrieben werden. Es sei angenommen, daß der Wobbelspannungsgenerator 1 an seinem Ausgangsanschluß für die positive Phase eine Wobbelspannung Va abgibt, wie sie in Fig. 2A dargestellt ist und die einen Bereich zwischen Null und E Volt durchläuft, und daß der Wobbeihub (z.B. zwischen 0 und +E), den die Wobbeispannung Va abdeckt, derjenige Spannungsbereich ist, in welchem der gesamte Wobbeibereich des VCO 7 gesteuert werden kann. Wenn demnach die Dämpfung der Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 0 beträgt und die Dämpfung der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 unendlich groß ist, so wird die Wobbel-

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.spannung Va des Wobbelspannungsgenerators 1 ungeändert auf den Addierer 5 gegeben und gelangt über den Treiber 6 an den VCO 7. Demzufolge wird die Schwingungsfrequenz des von dem VCO 7 erzeugten Signals dann über den insgesamt wobbelbaren Bereich gewobbelt.

An seinem Gegenphasen-Ausgangsanschluß erzeugt der Wobbelspannungsgenerator 1 eine Wobbeispannung Vb, wie sie in Fig. 2B gezeigt ist. Diese Wobbeispannung Vb ist der Wobbelspannung Va in der Phase entgegengesetzt. Die Wobbelspannung Vb ist ein Wobbelspannungssignal, welches den Bereich zwischen der Spannung +E und Null durchläuft. Wenn also die Dämpfung der beiden Einstelleinrichtungen 3 und 4 jeweils auf Null eingestellt wird, erzeugt der Addierer 5 eine Gleichspannung Vc, die gemäß Fig. 2C eine Amplitude +E hat.

Wenn die Dämpfung der Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 auf Null eingestellt ist und die Dämpfung der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 auf 1/2 eingestellt ist, geben die Einstelleinrichtungen 3 und 4 die Wobbelspannung Va mit Normalphase bzw. eine Spannung ab, deren Amplitude halb so groß ist wie die der Gegenphasen-Wobbelspannung Vb, wie es in den Fig. 3A bzw. 3B dargestellt ist.

Demzufolge liefert der Addierer 5 eine Wobbelspannung Vd, wie sie in Fig. 3C gezeigt ist. Die Wobbelspannung startet den Wobbeihub bei einer Spannung von +E/2 und stopptden Wobbeihub bei einer Spannung +E.

Wenn der eingestellte Zustand der Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 unverändert belassen wird und nur die Dämpfung der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 auf 1/3 eingestellt wird, erhält man oinc Wobbelnpanming Ve gemäß Fig. 3D, welche den Wobbeihub mit einer Spannung von +E/3 startet und ihn bei der Spannung +E stoppt.

Auf diese Weise läßt sich durch Ändern der Dämpfung der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 die Wobbelanfang-Spannung innerhalb des Bereichs zwischen 0 und +E auf einen

gewünschten Wert einstellen.
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Wenn andererseits die Dämpfung der Wobbelanfang-Einsteileinrichtung 4 bei 1/3 festgehalten wird, die Dämpfung der Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 jedoch beispielsweise auf 1/2 eingestellt wird, so erhält man eine Wobbelspannung Vf, wie sie in Fig. 3E gezeigt ist. Diese Wobbelspannung beginnt den Wobbeihub mit einer Spannung von +E/3 und beendet den Wobbeihub mit einer Spannung von +E/2.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß man durch Ändern der Dämpfung der Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 die Wobbelende-Spannung auch auf irgendeinen gewünschten Wert innerhalb des Bereichs zwischen 0 und +E einstellen kann.

Daher kann durch geeignetes Einstellen der Dämpfungen der Einstelleinrichtungen 3 und 4 die Wobbelanfangsfrequenz f- und die Wobbelendfrequenz f~ des VCO 7 auf gewünschte Werte innerhalb des Wobbeibereichs des VCO 7

einstellen.
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Der gewobbelte Frequenzsignalgenerator arbeitet wie folgt: Der Betrieb beginnt mit der Eingabe der Wobbelanfangsfrequenz f.. und der Wobbelendf requenz f^ über die Tastatur 13. Die Steuerung 2 stellt entsprechend den Werten der

^O Wobbelendfrequenz und der Wobbelanfangsfrequenz in dem Register 3B bzw. 4B der Wobbelend-Einstelleinrichtung 3 bzw. der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 digitale Werte ein. Durch diese Einstellung werden Näherungswerte der Wobbeianfang- und der Wobbelend-Spannungen festgelegt.

^ Die Steuerung 2 wird in die Initialisierungsbetriebsart

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' gebracht und steuert die von dem Wobbelspannungsgenerator 1 abgegebene Wobbelspannung derart, daß sie auf dem Wobbeianfangspunkt gehalten wird. Gleichzeitig stellt die Steuerung 2 in dem Register 1 2A einen Digitalwert

** ein, der der eingegebenen Wobbelanf angsf requenz f.. entspricht, so daß der Bezugssignalgenerator 12 ein Bezugssignal mit der Wobbelanf angsf requenz f.. erzeugt.

Der VCO 7 empfängt die von der Wobbelanfang-Einstellein-

•Q* richtung 4 eingestellte Wobbelanfang-Spannung und schwingt bei einer dieser Spannung entsprechenden Frequenz. Das Ausgangssignal des VCO 7 wird auf den Frequenzvergleicher 11 gegeben, der die Schwingungsfrequenz dieses Signals mit der Frequenz des von dem Bezugssignalgenerator 12 abgegebenen Signals vergleicht, und das Vergleichsergebnis wird in die Steuerung 2 eingegeben. Wenn die Schwingungsfrequenz des VCO 7 größer ist als die eingestellte Frequenz f-, verstärkt die Steuerung 2 die Dämpfung der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4, um die Schwingungsfrequenz

2™ des VCO 7 zu erniedrigen. Wenn die Schwingungsfrequenz des VCO 7 niedriger ist als die eingestellte Frequenz f., , verringert die Steuerung 2 die Dämpfung der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4, um die Schwingungsfrequenz des VCO 7 anzuheben. Wenn die Schwingungsfrequenz des VCO 7 in Übereinstimmung gebracht ist mit der eingestellten Frequenz f.., geht die Steuerung 2 zum nächsten Schritt über.

In diesem nächsten Schritt veranlaßt die Steuerung 2, daß 3" die Ausgangsspannung des Wobbelspannungsgenerators 1

einen Wobbeihub durchläuft und den Hub bei dem Wobbelendwert anhält. Jetzt stellt die Steuerung 2 in dem Register 12A einen Wert ein, der der über die Tastatur 13 eingegebenen Wobbelendfrequenz f_? entspricht, so diiß der Bezugs- ^*⁵ Signalgenerator 12 ein Bezugssignal in der Frequenz f„

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erzeugt. Auf der Grundlage des Ausgangszustands des Vergleichers 11 stellt die Steuerung 2 den Einstellwert der Wobbelende-Einstelleinrichtung 3 derart ein, daß die Schwingungsfrequenz des VCO 7 genau so groß ist wie die eingestellte Wobbelendfrequenz f₂. Durch Umschalten der Steuerung 2 in die Wiederholungsbetriebsart nach dem Einstellen der Wobbeiende- und der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 3 bzw. 4 in der oben geschilderten Weise läuft der VCO 7 wiederholt von der Wobbelanfangsfrequenz f.. bis zu der Wobbelendfrequenz f₂·

Es ist außerdem möglich, die Wobbeianfang- und Wobbelendfrequenzen f., f₂ zunächst grob einzustellen, um dann anschließend diese Werte mittels der Einstelleinrichtungen 3 und 4 exakt einzustellen.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel. In Fig. 4 und in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile gekennzeichnet. Gemäß Fig. 4 besteht der Wobbelspannungsgenerator 1 aus einem einen Operationsverstärker enthaltenden Integrator. Von einer Bezugs-Gleichspannungsquelle 21 wird eine Bezugs-Gleichspannung an ein veränderliches Dämpfungsglied 22 gelegt, um die Durchlaufzeit, d.h. die Zeit für einen Wobbeihub, einzustellen. Das veränderliche Dämpfungsglied 22 ist eine Art Digital-Analog-Umsetzer (z.B. vom Typ AD7542KN der Firma Analog Device Inc., USA). An dem Bezugsspannungsanschluß mit einer Analogspannung gespeist und an dem Digitaleingang mit einem umzusetzenden Digitalwert gespeist, gibt das veränderliche Dämpfungsglied 23 eine analoge Ausgangsspannung ab, die dem Produkt der eingegebenen Analogspannung und des eingegebenen Digitalwertes proportional ist. Ein der Zeit des Durchlaufs zwischen der Frequenz f- und der Frequenz f₂ entsprechender Wert wird von der Steuerung 2 als digitaler Eingabewert in einem Register 23 eingestellt.

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Der Ausgang des veränderlichen Dämpfungsglieds 22 für die Durchlaufzeit- oder Wobbeizeit-Einstellung ist über einen Integrierwiderstand 24 und einen Schalter 25 an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 26 angeschlossen. Der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers 26 ist geerdet. Zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers

26 ist ein Integrationskondensator 27 geschaltet. Der invertierende Eingang ist zum Entladen über einen Schalter

•0 29 an eine Konstantstromquelle 28 angeschlossen. Die Schalter 25 und 29 können von der Steuerung 2 über Register 31 bzw. 32 geschlossen und geöffnet werden. Ist nur der Schalter 25 geschlossen, so wird die Ausgangsspannung des veränderlichen Dämpfungsglieds 22 mit einer Zeitkonstanten integriert, die durch den Widerstand 24 und den Kondensator

27 festgelegt wird. Ist nur der Schalter 29 geschlossen, so wird der Kondensator 27 entladen. Sind beide Schalter 25 und 29 geöffnet, so wird die in dem Kondensator 27 dann gespeicherte Ladung unverändert gehalten.

Für·die Offset-Einstellung ist der Ausgang einer Gleichspannungsquelle 33 an ein veränderliches Dämpfungsglied 34 angeschlossen, dessen Dämpfung durch einen in einem ' Register 35 eingestellten Wert geändert werden kann. In dem Register wird von der Steuerung 2 ein Bezugspunkt des Wobbeianfangs eingestellt. Der Ausgang des Wobbelspannungsgenerators 1 ist zur Bereichsjustierung an ein veränderliches Dämpfungsglied 36 angeschlossen, und der Wobbeihub wird nach Maßgabe eines in einem Register 37 eingestellten Wertes eingestellt. Die Ausgänge der veränderlichen Dämpfungsglieder 34 und 36 sind an eine Summierschaltung 38 angelegt.

Das Ausgangssignal des Wobbelspannungsgenerators 1 überstreicht beispielsweise den Bereich von 0 Volt biß F. Volt,

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' und es wird an das veränderliche Dämpfungsglied 3A gelegt, um die Wobbelendfrequenz einzustellen. Gleichzeitig wird das Signal in seiner Polarität von einem Inverter 39 invertiert, so daß eine Wobbeispannung erhalten wird, die den Bereich von 0 Volt bis -E Volt überstreicht. Das in seiner Polarität invertierte Ausgangssignal wird auf eine Pegelverschiebeschaltung 41 gegeben, wo es in eine Spannung umgesetzt wird, die den Bereich zwischen +E und 0 Volt überstreicht. Der Invertie-

'" rer 39 und die Pegelverschiebeschaltung 41 bilden also eine Wobbelrichtungs-Umkehreinrichtung 42. Deren Ausgangssignal wird auf das veränderliche Dämpfungsglied 4a gegeben, um die Wobbelanfangsfrequenz einzustellen. Für Grob-, Mittel- und Feineinstellung der veränderli-

•5 chen Dämpfungsglieder 3A und 4A sind Register 3B- und 4B.J für höherwertige Bits, Register 3B2 und 4B- für mittlere Bits und Register 3B, und 4B^ für niedrigwertxge Bits vorgesehen. Die Dämpfungsglieder 34, 36, 3A und 4A können wie das veränderliche Dämpfungsglied 22 aus

™ D/A-Umsetzern bestehen. Die Ausgangssignale der veränderlichen Dämpfungsglieder 3A und 4A werden von dem Addierer 5 addiert, und das Summen-Ausgangssignal wird auf ein Dämpfungsglied 43 gegeben, wo es beispielsweise auf 1/100 gedämpft wird. Anschließend gelangt das Signal

^LO zu der Summierschaltung 38. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 38 wird über den Treiber 6 zur Steuerung an den VCO 7 gelegt.

Das Ausgangssignal des WobbelSpannungsgenerators 1 gelangt ^^u an den nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 44, der das Signal mit der Wobbelende-Spannung E am Anschluß 45 vergleicht und ein Ausgangssignal hohen Pegels erzeugt, wenn die Wobbeispannung die Wobbelende-Spannung E übersteigt. Weiterhin gelangt das Ausgangssignal des Wobbel- ^ spannungsgenerators 1 an den nicht-invertierenden Ein-

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gang eines Vergleichers 46, der es mit der Wobbeianfang-Spannung 0 vergleicht und ein Signal hohen Pegels abgibt, wenn die Wobbelspannung niedriger wird als die Wobbelanfang-Spannung 0. Diese Änderungen der Ausgangssignale der Vergleicher 44 und 46 werden als Unterbrechungssignale an die Steuerung 2 gegeben. Die Steuerung 2 ist in der Lage, in den Registern 3B₁, 3B₂, 3B₃, 4B₁, 4B₂, 4B₃, 12A, 23, 35 und 37 individuell Daten einzustellen und außerdem in den Registern 31 und 32 Umschaltbefehle einzustellen. Das veränderliche Dämpfungsglied 36 für die Bereichseinstellung kann von einem Schalter 48 umgeschaltet werden, der zwischen dem Ausgang des Wobbelspannungsgenerators 1 und dem Ausgang der Wobbelrichtungs-Umkehreinrichtung 42 liegt. Der Schalter 48 wird von der Steuerung 2 über ein Register 49 gesteuert.

Als nächstes wird anhand der in den Fig. 5A und 5B gezeigten Flußdiagramme die Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 4 beschrieben. Fig. 6 zeigt zeitliche Änderungen der Steuerspannung des VCO 7 und die entsprechenden Änderungen der Schwingungsfrequenz f des VCO 7.

Im Schritt S₁ werden über die Tastatur 13 die Wobbelan-. fangsfrequenz f.. und die Wobbelendfrequenz f₂ in die Steuerung 2 eingegeben. Im Schritt S₂ prüft die Steuerung 2, ob die Frequenz f., niedriger ist als die Frequenz f₂· Ist dies der Fall, so folgt Schritt S₄, da der Schalter 48 normalerweise mit dem Ausgang des Wobbelspannungsgenerators 1 verbunden ist. Ist die Frequenz f.. größer als die Frequenz f₂, so folgt Schritt S₃, in dem die Steuerung 2 den Schalter 48 so steuert, daß dieser mit dem Ausgang der Wobbelrichtungs-Umkehreinrichtung 42 verbunden ist. Übrigens wird auch die Zeit für einen Durchlauf zwischen der Frequenz f.. und dor Frequenz f_? vorab in die Steuc-

rung 2 eingegeben, und im Schritt S₄ r;tollt die Stouc-

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rung 2 in dem Register der eingegebenen Durchlaufzeit entsprechende Daten, in dem Register 35 der eingegebenen Wobbelanfangsfrequenz f₁ entsprechende Daten und in dem Register 37 der Differenz f₁ - f₂ entsprechende Bereichsdaten ein. Es wird also die der eingestellten Wobbeizeit entsprechende Bezugs-Gleichspannung von dem Widerstand 23, dem Operationsverstärker 26 und dem Kondensator 27 integriert, und die Wobbelanfang-Spannung (Frequenz) wird von dem Ausgangssignal des veränderlichen Dämpfungsglieds 34 für die Offset-Einstellung festgelegt. Weiterhin wird der Wobbeihub durch das Ausgangssignal des veränderlichen Dämpfungsglieds 36 festgelegt. Wenn keine Anforderung für eine noch genauere Einstellung der Wobbelanfangsfrequenz f^ und der Wobbelendfrequenz f ~ gegenüber den vorab über die Tastatur 13 eingegebenen Werten vorliegt, geht die Steuerung 2 mit den bis dahin eingestellten Bedingungen in die Betriebsart "wiederholtes Wobbein" über.

Wenn im Schritt S₅ entschieden wird, daß eine genaue Kalibrierung erforderlich ist, folgt Schritt S₅, in welchem in dem Register 12A der Wobbelanfangsfrequenz f- entsprechende Daten eingestellt werden, und nach dem Verstreichen der Zeit, die bis zum Stabilwerden des Bezugssignalgenerators 12 im Schritt S₇ vergeht, folgt Schritt So.

Die Schalter 25 und 29 werden jetzt offen gehalten. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 11 im Schritt So einen niedrigen Pegel "L" aufweist, so wird entschieden, daß die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 größer ist als die eingestellte Frequenz f₁, und daß anschließend der Schritt Sg folgt, in welchem der in dem Register 4B₁ eingestellte Datenwert um einen konstanten Wert Af₁ erniedrigt wird, so daß die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 abgesenkt wird. Im Schritt'S₁₀ wird geprüft, ob das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen hohen Pegel "H" angenommen hat. Ist dies nicht der Fall, so folgt

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erneut der Schritt S_g, in welchem der im Register 4B₁ eingestellte Wert erneut um den konstanten Wert Af₁ erniedrigt wird. Demzufolge wird die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 durch den im Schritt S_g erfolgenden Arbeitsablauf in Schritten von Af₁ im Anschluß an den Zeitpunkt t.. (siehe Fig. 6) abgesenkt.

Wenn im Schritt S₁₀ festgestellt wird, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen hohen Pegel "H" angenommen hat, was zum Zeitpunkt t₂ geschieht, so folgt Schritt S₁₁, in welchem der Einstellwert im Register 4B-erhöht wird, um die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 im Anschluß an einen Zeitpunkt t~ um einen Schritt Af₀ (Afp < Af₁) anzuhöhen. Bei jedem Erhöhen der Schwingungsfrequenz f um Af₂ wird im Schritt S₁₂ geprüft, ob das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen niedrigen Pegel "L" angenommen hat. Wenn im Schritt S₁₂ festgestellt wird, daß das Ausgangssignal des Vergleichers einen niedrigen Pegel "L" angenommen hat, folgt im Zeitpunkt t. der Schritt S₁₃, in welchem der im Register 4B₃ eingestellte Wert um einen konstanten Wert erniedrigt wird, um die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 im An-Schluß an einen Zeitpunkt t,- um einen Schritt Af₃ (Af₃ < Af₂) abzusenken. Nach jedem Absenken der Schwingungsfrequenz f um Af₃ wird im Schritt S₁₄ geprüft, ob das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen hohen Pegel "H" angenommen hat. Wenn im Schritt S₁₄ festgestellt wird, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen hohen Pegel "H" angenommen hat, endet im Zeitpunkt tg die Korrektur der Wobbelanfangsfrequenz f₁, und die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 stimmt mit der Frequenz f₁ sehr genau überein. Die Daten in den Registern 4B₁, 4B~ und 4B, bleiben zu dieser Zeit unverändert.

Wenn das Ausgangssignal im Schritt Sg "H" ist, so ist

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die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 niedriger als die eingestellte Frequenz f₁, und dann folgt der Schritt S₁₅f in welchem die Schwingungsfrequenz ί_χ des VCO 7 um einen Schritt Af₁ angehoben wird. Nimmt im Schritt S₁₇ das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen niedrigen Pegel "L" an, so wird die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 im Verarbeitungsschritt S₁₇ um einen Schritt Af₃ abgesenkt. Wenn im Schritt S₁₈ das Ausgangssignal des Vergleichers 14 einen hohen Pegel ¹¹H" annimmt, wird die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 im Verarbeitungsschritt S₁₉ um einen Schritt Af₃ angehoben. Wenn schließlich das Ausgangssignal des Vergleichers 11 im Schritt S₃₀ einen niedrigen Pegel "L" annimmt, so bedeutet dies, daß die Schwingungsfrequenz f_x des VCO 7 den Einstellwert f₁ mit einem hohen Maß an Genauigkeit erreicht hat.

Nachdem die Wobbelanfang-Einstelleinrichtung 4 auf diese Weise gesteuert wurde, um die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 in Übereinstimmung zu bringen mit der eingegebenen *® Wobbelanfangsfrequenz f^, schließt sich Schritt S₃₁ an, in welchem in dem Register 12A der eingegebenen Wobbelendfrequenz f₃ entsprechende Daten eingestellt werden. Nachdem im Schritt S₃₃ die Zeit verstrichen ist, in der die Signalfrequenz des Bezugssignalgenerators 12 auf die

" den im Register 12A eingestellten Daten entsprechende Frequenz stabilisiert wird, wird im Schritt S₃₃ der Schalter 25 geschlossen, um den Wobbeldurchlauf des Wobbelspannungsgenerators 1 zu starten. Von diesem Zeitpunkt t₇ an steigt die Ausgangsspannung des Wobbelspannungsgenerators 1 linear an, wie in Fig. 6 gezeigt ist. In anderen Worten: Es wird eine Wobbelspannung erzeugt. Im Schritt S₃^ wird geprüft, ob die Wobbelspannung die Wobbelende-Spannung erreicht hat, und im Zeitpunkt t_g wird festgestellt, daß das Ausgangssignal des Verglei-

*

chers 44 einen hohen Pegel "H" angenommen hat und die

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Wobbelspannung die Wobbelende-Spannung erreicht hat. Im Schritt S₂₅ wird der Schalter 25 geöffnet, um den Wobbeiende- Zustand aufrechtzuerhalten, und nach dem Verstreichen der Zeit zum Stabilisieren des Schwingungszustande des VCO 7 folgt der Schritt S₂₆.

Im Schritt S„_fi wird anhand des Ausgangssignals des Vergleichers 11 geprüft, ob die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 größer ist als die eingegebene Wobbelendfre-

ΊΌ quenz f~. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 7 niedrigen Pegel "L" hat und die Wobbelanfangsfrequenz f.. niedriger ist als die Wobbelendfrequenz f₂, so schließt sich der Bearbeitungsschritt S₂₇ an, in welchem der im Register 3B₁ eingestellte Wert um einen Schritt Af₁ erniedrigt wird, wodurch die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 von einem Zeitpunkt tg an niedriger ist. Nach jedem Absinken der Schwingungsfrequenz f um Af₁ wird im Schritt S₂g geprüft, ob das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen hohen Pegel "H" angenommen hat. Ist dies der Fall, so wird der im Register 3B₂ eingestellte Wert im Schritt S_2g erhöht, wodurch im Zeitpunkt t_in die Schwingungsfrequenz f des

t U X

VCO 7 um einen Schritt Af₂ angehoben wird. Im Schritt S^₀ wird geprüft, ob das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen niedrigen Pegel "L" angenommen hat. Falls ja, wird der im Register 3B₃ eingestellte Wert im Schritt S₃₁ erniedrigt, so daß ab dem Zeitpunkt t-- die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 um einen Schritt Af^ niedriger ist. Im Schritt S₃₂ wird erkannt, daß die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 im Zeitpunkt t₁₂, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen hohen Pegel "H angenommen hat, die Wobbelendfrequenz f~ mit hoher Genauigkeit erreicht hat.

Wenn im Schritt S₃₆ festgestellt wird, daß die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 niedriger liegt als die Wobbolend-

frequenz f₂r so schließt sich der Schritt S₃₃ an, in welchem die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 um Af₁ angehoben wird. Wird im Schritt S₃₄ festgestellt, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 11 niedrigen Pegel "L" angenommen hat, schließt sich der Schritt S.,,- an, in dem die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 um Af- abgesenkt wird. Wenn im Schritt S₃₆ festgestellt wird, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen hohen Pegel "H" hat, wird die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 um Af-, angehoben. Wird im Schritt S₃Q festgestellt, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 11 einen niedrigen Pegel "L" aufweist, so wird hieraus erkannt, daß die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 mit einem hohen Grad an Genauigkeit in Übereinstimmung gebracht wurde mit der Wobbelendfrequenz £~.

Wenn im Schritt S₃₃ oder S₃g erkannt wird, daß die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 genau so groß geworden ist wie die Wobbelendfrequenz f₂, so schließt sich der Schritt S~q an, in welchem der Schalter 29 geschlossen wird, um den Wobbelspannungsgenerator 1 zurückzustellen. Wenn die Schwingungsfrequenz und die Steuerspannung des VCO 7 linear zusammenhängen, folgt anschließend die Betriebsart "wiederholtes Wobbein", wie es durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. In dieser Betriebsart erfolgt das wiederholte Wobbein zwischen den Frequenzen f₁ und f₂· Für den Fall, daß die Beziehung zwischen der Schwingungsfrequenz und der Steuerspannung des VCO 7 durch eine Hysteresekennlinie gekennzeichnet ist, wie es bei einem VCO mit YIG der Fall ist, so ist es wünschenswert, die Wobbeianfang- und Wobbelende-Einstelleinrichtungen 4 bzw. 3 für die Frequenzen f.. bzw. f~ mehrere Male einzustellen. Das heißt: Im Schritt S₄₀ wird ein (in der Steuerung 2 vorgesehener) Korrekturzähler um 1 erhöht, und im Schritt S₄₁ wird geprüft,

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'ob der Zählwert in dem Korrekturzähler einen vorbestimmten Wert, z.B. 2, erreicht hat. Falls nicht, so kehrt der Arbeitsablauf zum Schritt S_c zurück, und der oben

beschriebene Ablauf wird wiederholt. Wenn im Schritt 5

S^₁ jedoch festgestellt wird, daß der Zählerstand des KorrekturZählers den vorbestimmten Wert erreicht hat, so schließt sich die Betriebsart "wiederholtes Wobbein" an. Die Entscheidung im Schritt S,.. kann auch zwischen den Schritten S₁₄, S_on und dem Schritt S₀₁ gefällt wer-^υ den. In der Betriebsart "wiederholtes Wobbein" schließt übrigens die Steuerung 2 den Schalter 25, um den Wobbeivorgang zu beginnen, und wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 44 hohen Pegel annimmt, öffnet die Steuerung 2 den Schalter 25, schließt jedoch den Schalter 29, um den Wobbeldurchlauf zu beenden. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 46 hohen Pegel annimmt, schließt die Steuerung den Schalter 25 und öffnet den Schalter 29, um den Wobbeldurchlauf erneut in Gang zu setzen. Die

Steuerung 2 führt diese Vorgänge wiederholt durch. 20

In der Betriebsart "wiederholtes Wobbein" kann der Vergleicher 2 wie folgt ausgenutzt werden: Wie z.B. in Fig. gezeigt ist, wird ein Phasenvergleicher 42 (z.B. ein Phasenvergleicher MC4044 von Motorola) in dem Verglei-^Z3 eher 11 verwendet, und das Phasenvergleichs-Ausgangssignal des Phasenvergleichers 52 wird einem Schleifenfilter 53 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem invertierenden bzw. nicht-invertierenden Eingang eines Vergleichers 54 bzw. eines Vergleichers 55 zugeführt wird. Der nicht-invertierende Eingang des Vergleichers 54 wird selektiv über einen Schalter 56 mit Erde oder einem Spannungsquellenanschluß 57, der eine Spannung E₀, abgibt, verbunden. Der invertierende Eingang des Vergleichers 55 steht mit einem Spannungsqucllenanschluß 58 in Verbindung, der eine Spannung E₁ abgibt. Dar Ausgang

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des Vergleichers 54 ist über ein ODER-Glied 59 an den Eingang der Steuerung 2 gelegt. Der andere Eingang des ODER-Glieds 59 wird mittels eines Schalters 61 selektiv an den Ausgang des Vergleichers 55 bzw. an Masse gelegt. Die Schalter 56 und 61 werden durch von der Steuerung in Registern 62 bzw. 63 eingestellten Daten gesteuert. Der Ausgang des Schleifenfilters 53 ist außerdem über einen Schalter 64 an eine Abtast- und Halteschaltung angeschlossen, deren Ausgang an den Eingang der Summierschaltung 38 angeschlossen ist. Das Schließen und öffnen des Schalters 64 erfolgt durch von der Steuerung 2 in einem Register 66 eingestellte Daten. Durch Schließen des Schalters 64 wird eine Phasenregelschleife geschlossen, die folgende Elemente umfaßt: VCO 7 - Phasenvergleieher 52 - Schleifenfilter 53 - Schalter 64 - Abtast- und Halteschaltung 65 - Summierschaltung 38 - Treiber 6 VCO 7. Befindet sich diese Phasenregelschleife im eingerasteten Zustand, so liegt die Ausgangsspannung des Filters 53 zwischen E. und E₂- Ist die Schleife nicht eingerastet, so liegt das Ausgangssignal des Filters 53 außerhalb des Bereichs zwischen E₁ und E~. Liegt der Schalter 56 am Anschluß 57, und liegt der Schalter 61 am Vergleicher 55, so bilden die Vergleicher 54 und 55 mit • dem ODER-Glied 59 einen Fenstervergleicher. Ist der Schalter 64 geschlossen, so sind die Schalter 56 und 61 an den Anschluß 57 bzw. den Vergleicher 55 angeschlossen. Ist der Schalter 64 geöffnet, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, so liegen die Schalter 56 und 61 auf Erde, und in diesem Fall wird das Ausgangssignal des Filters 53 von dem Vergleicher mit Massepotential verglichen. Während des oben anhand der Fig. 5A und 5B beschriebenen Einstellvorgangs liegt dieser Zustand vor.

Über die Tastatur 13 wird in die Steuerung 2 eine Frequenz f. eingegeben, die zwischen der Wobbelanfangsfre-

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ΐ quenz f- und der Wobbelendfrequenz f^ liegt. In dem Register 12A werden der Frequenz f. entsprechende Daten eingestellt. Hat die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 die Frequenz f» erreicht, so verbindet die Steuerung 2 die Schalter 56 und 61 mit dem Spannungsquellenanschluß 57 bzw. mit dem Vergleicher 55, und sie schließt den Schalter 64 und öffnet den Schalter 25 in Fig. 4, um den Wobbeivorgang anzuhalten. Hierdurch wird die oben erwähnte Phasenregelschleife gebildet, um die Schwingungsfrequenz des VCO 7 bei der Frequenz f₀ festzuhalten. Wenn die Phasenregelschleife eingerastet ist, erkennt die Steuerung 2 dies aus dem Ausgangssignal des Vergleichers 59, und nachdem dieser Zustand während einer festen Zeitdauer aufrechterhalten wurde, öffnet die Steuerung den Schalter 64, um das zu diesem Zeitpunkt vorhandene Ausgangssignal des Schleifenfilters 53 in der Abtast- und Halteschaltung 65 festzuhalten. Im eingerasteten Zustand der Phasenregelschleife wird die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 auf dem Wert festgehalten, der den im Register 12A eingestellten Daten entspricht, und während dieser Zeit wird die Frequenzwobbelung beispielsweise in dem in Fig. 1 gezeigten Spektralanalysator 8 angehalten. Die Helligkeit auf dem Schirm des Spektralanalysator s 8 nimmt zu, wodurch die Frequenz an dieser Stelle angezeigt wird. Selbst wenn im Zuge der Wiederholung des Wobbeivorgangs Drifterscheinungen stattfinden, werden diese durch den oben erläuterten Tastvorgang korrigiert. Wird der Schalter 64 geöffnet, dann wird der Schalter 25 in Fig. 4 geschlossen, um die Frequenzwobbelung fortzusetzen.

Es ist außerdem möglich, die Schaltung derart auszubilden, daß der Vergleicher 55 und das ODER-Glied 59 gemäß Fig. 7 fortgelassen werden, der nicht-invertierende Eingang des Vergleichers 54 immer auf Masse gehalten wird,

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und wenn die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 die in dem Register 12A eingestellte Rastfrequenz erreicht hat, wird der Schalter 64 für eine gewisse Zeitdauer geschlossen gehalten (die Zeit muß dazu ausreichen, daß die Phasenregelschleife in den eingerasteten Zustand gelangt), und anschließend wird der Schalter 64 geöffnet, um den Wobbeivorgang fortzusetzen. Es ist auch möglich, in Fig. 4 die Rücksetz-Stromquelle 28 fortzulassen und stattdessen parallel zu dem Integrationskondensator 27 einen Rücksetzschalter vorzusehen, um den zum Feststellen der Wobbelanfang-Spannung dienenden Vergleicher 46 fortzulassen. Die in den Fig. 1, 4 und 7 dargestellten Ausführungsformen sind derart ausgebildet, daß die momentan verwendete gewobbelte Frequenz, die von dem VCO 7 abgegeben wird, einen beträchtlich breiten Frequenzbereich abdecken kann. Da in der Praxis jedoch der Frequenzbereich, in welchem der Frequenzvergleicher 11 exakt zu arbeiten vermag, im Vergleich zum Wobbeifrequenzbereich schmal ist und festliegt, ist ein Frequenzumsetzer 9 vorgesehen, der in der Zeichnung als gestrichelter Block dargestellt ist. Durch diesen Frequenzumsetzer wird die Schwingungsfrequenz f des VCO 7 derart umgesetzt, daß sie in den Arbeitsfrequenzbereich des Frequenzvergleichers 11 fällt. Bei dieser Frequenzumsetzung wird dann, wenn der Wobbeibereich des Ausgangssignals des VCO 7 höher liegt als der Arbeitsfrequenzbereich des Frequenzvergleichers 11, die Ausgangsfrequenz des VCO 7 in einem vorbestimmten Verhältnis oder um einen vorbestimmten Wert abgesenkt, und im entgegengesetzten Fall wird die Ausgangsfrequenz des VCO 7 in einem vorbestimmten Verhältnis oder um einen vorbestimmten Wert angehoben. Als Frequenzumsetzer für einen derartigen Betrieb kann ein Frequenzmultiplizierer oder -teiler dazu verwendet werden, die Ausgangsfrequenz des VCO 7 in einem bestimmten Verhältnis zu erhöhen bzw. zu erniedrigen. Wird die Ausgangsfrequenz um

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einen festen Wert erhöht bzw. erniedrigt, so kann man einen Frequenzmischer verwenden. In der Praxis sind der Frequenzmultiplizierer, -teiler und -mischer jeweils in dem Frequenzumsetzer 9 vorgesehen und werden nach Bedarf selektiv eingesetzt. Folglich wird die von dem Bezugssignalgenerator 12 zu erzeugende Bezugsfrequenz auf einen Wert eingestellt, auf den die tatsächlich benötigte Wobbelanfangsfrequenz f.. und Wobbelendfrequenz f„ jeweils frequenzmäßig umgesetzt werden.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist es selbst dann, wenn der VCO 7 eine hysteresebehaftete oder nichtlineare Steuerspannungs-Schwingungsfrequenz-Kennlinie aufweist, möglich, ein in der Frequenz gewobbeltes Signal

zu erhalten, welches den Bereich zwischen eingestellten Wobbeianfangs- und Wobbelendfrequenzen exakt durchläuft.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Gewobbelter Frequenzsignalgenerator, in dem von einem Wobbelspannungsgenerator (1) eine Wobbeispannung an einen spannungsgesteuerten Oszillator (7) gelegt wird, um dessen Schwingungsfrequenz zu wobbeln, eine einer Wobbelanfangsfrequenz entsprechende Wobbelanfang-Spannung an den spannungsgesteuerten Oszillator (7) gelegt wird, die Frequenz des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators (7) mit der Frequenz eines von einem Bezugssignalgenerator (12) erzeugten Bezugssignals durch einen Vergleicher (11) verglichen wird und die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (7) derart eingeregelt wird, daß sie mit der Frequenz des Bezugssignals übereinstimmt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- an den Wobbelspannungsgenerator (1) ist zum Einstellen der Amplitude der von ihm abgegebenen Wobbelspannung auf einen Einstellwert eine Wobbeianfang-Einstelleinrichtung (4) angeschlossen;

- zum Umkehren der Wobbeirichtung der Wobbelspannung vom Wobbelspannungsgenerator (1) ist an diesen eine Wobbelpolaritäts-Invertiereinrichtung (39) angeschlossen;

Radeckestraße Ai 8O0O München 60 Telelon (089) 883603/883604 Telex 5212313 Telegramme Patenlconsult

Telelax (CCITT 2) Wiesbaden und München (Π89) 8Ϊ4.161Β Atlantion Patcmtconsull

- an die Wobbelpolaritäts-Invertiereinrichtung ist eine Wobbelende-Einstelleinrichtung (3) angeschlossen, mit der die Amplitude der invertierten Wobbelspannung auf einen Einstellwert eingestellt wird;

- an die Wobbeianfang- und die Wobbelende-Einstelleinrichtung (4, 3) ist eine erste Summierschaltung (5) angeschlossen, die die eingestellten Wobbelspannungen summiert und ein der Summe entsprechendes Ausgangssignal als Steuersignal an den spannungsgesteuerten Oszillator (7) gibt;

- eine Steuerung (2) enthält eine Einrichtung (12a), mit der selektiv einer der Einstellwerte der Wobbelanfangsfrequenz und der Wobbelendfrequenz für den Bezugssignal generator (12) einstellbar ist, eine Einrichtung, mit der der Einstellwert der Wobbelanfangs- und der Wobbelendfrequenz änderbar ist, eine Einrichtung, mit der der Wobbelspannungsgenerator (1) in einen der Zustände Wobbeianfang, Wobbeirücksetzen, Wobbelende-Halten und wiederholtes Wobbein einstellbar ist, eine Einrichtung zum Prüfen des Ausgangszustands des Vergleichers (11), eine Einrichtung, die das Einstellen der Wobbelanfangs-Einstelleinrichtung (4) nach Maßgabe des AusgangsSigna1-zustands des Vergleichers (11) derart steuert, daß die Schwingungsfrequenz (f ) des spannungsgesteuerten Oszillators (7) in Übereinstimmung gebracht wird mit der Wobbelanfangsfrequenz, und eine Einrichtung, die das Einstellen der Wobbelende-Einstelleinrichtung (3) derart steuert, daß die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (7) in Übereinstimmung gebracht wird mit der Wobbelendfrequenz, und

- eine Eingabevorrichtung (13) dient zum Einstellen und Eingeben verschiedener Frequenzen und Betriebsarten in die Steuerung (2) .

ι

2. Freguenzsignalgenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bereichseinstelleinrichtung (36, 37), die an den Wobbelspannungsgenerator (1) angeschlossen ist und zum Einstellen der Amplitude der abgegebenen Wobbelspannung auf einen Einstellwert dient, eine Bezugs-Gleichspannungsquelle (33), die eine Bezugs-Gleichspannung abgibt, eine Offset-Einstelleinrichtung, die an die Bezugs-Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, um ihre abgegebene Bezugs-Gleichspannung

■0 auf einen Einstellwert einzustellen, ein an den Ausgang der ersten Summierschaltung (5) angeschlossenes Dämpfungsglied (43) zum Dämpfen des der Summe entsprechenden Ausgangssignals der Summierschaltung, eine an die Bereichseinstelleinrichtung, die Offset-Einstelleinrichtung und das Dämpfungsglied angeschlossene zweite Summierschaltung (38) zum Summieren der in der Amplitude eingestellten Wobbelspannung und der eingestellten Gleichspannung, um das der Summe entsprechende Ausgangssignal als Steuersignal an den spannungsgesteuerten Oszillator (7) zu geben, eine Einrichtung (37), die in der Bereichseinstelleinrichtung (36) den Wobbeihub einstellt, wie er durch die in die Steuerung (2) eingegebene Wobbelanfangsfrequenz. und Wobbelendfrequenz bestimmt wird, und eine •Einrichtung (35) zum Einstellen der Offsetwerte nach Maßgäbe der eingegebenen Wobbelanfangsfrequenz.

3.FrequenzSignalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wobbeianfang- und Wobbeiende-Einstelleinrichtung (4, 3) jeweils als Digital-Analog-ümsetzer ausgebildet sind, der an seinem Bezugsspannungsanschluß die Ausgangsspannung des Wobbelspannungsgenerators (1) und an seinem digitalen Eingangsanschluß den jeweiligen Einstellwert von der Steuerung (2) empfängt und ein analoges Aur.qancjssi qnal erzeugt, das proportional i:;t.. y.u dom Produkt au:; drr <· i nqr^jfbeiien Au:;-

gangsspannung und dem Einstellwert.

4. Frequenzsignalgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bereichseinstelleinrichtung und die Offset-Einstelleinrichtung jeweils als Digital-Analog-Umsetzer ausgebildet sind, der an seinem Bezugsspannungsanschluß die Ausgangsspannung des Wobbelspannungsgenerators (1) bzw. der Bezugs-Gleichspannungsquelle erhält, und an seinem digitalen Eingangsanschluß jeweils von der Steuerung (2) einen Einstellwert empfängt, und der ein analoges Ausgangssignal erzeugt, das proportional ist zu dem Produkt aus der eingegebenen Ausgangsspannung und dem Einstellwert.

5. Frequenzsignalgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Wobbelspannungsgenerator (1) eine integrierende Schaltung mit einem Integrationswiderstand (24) , einem Integrationskondensator (27) und einem Operationsverstärker (26) ist, in der zwischen einer Eingangs-Gleichspannungsquelle (21) und der integrierenden Schaltung ein erster Schalter

(25) liegt, daß eine Rücksetzeinrichtung (28, 29) zum Entladen des Integrationskondensators (27) und eine an den Ausgang des Wobbelspannungsgenerators (1) angeschlossene Wobbeiende-Erkennungseinrichtung (44) zum Erkennen, daß die abgegebene Wobbeispannung eine eingestellte Wobbelendfrequenz erreicht, vorgesehen sind, daß während der Einstellung der Wobbelanfang-Einstelleinrichtung die Steuerung (2) die Einstellung steuert, während der Integrationskondensator (27) von der Rücksetzeinrichtung (28, 29) zurückgesetzt ist und der erste Schalter (25) geöffnet ist, und daß während der Einstellung der Wobbelende-Einstel!einrichtung (3) die Steuerung die Einstellung steuert, wobei der erste Schalter geöffnet ge-

halten wird, wenn von der Wobbelende-Erkennungseinrichtung (44) das Wobbeiende erkannt wird.

6. Frequenzsignalgenerator nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die Rücksetzeinrichtung eine Konstantstromquelle (28) ist, die über einen zweiten Schalter (29) an den Integrationskondensator (27) angeschlossen ist, und daß eine Wobbelanfang-Erkennungseinrichtung (46) vorgesehen ist, um zu erkennen, daß die Ausgangsspannung des Wobbelspannungsgenerators

(1) durch den Rücksetzvorgang eine Wobbelanfang-Spannung erreicht hat.

7. FrequenzSignalgenerator nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (7) in Übereinstimmung bringt mit der Wobbelanfangsfrequenz oder der Wobbelendfrequenz, eine Einrichtung ist, die auf das Ausgangssignal des Vergleichers

(11) anspricht, um mehrere Male einen Vorgang zu wiederholen, durch den ein Einstellwert für die entsprechende Einstelleinrichtung (4, 3) schrittweise um jeweils einen festen Wert derart geändert wird, daß die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (7) sich einer eingestellten Frequenz annähern kann, und durch den dann, wenn der Ausgangszustand des Vergleichers (11) umgekehrt wird, der Einstellwert für die entsprechende Einstelleinrichtung (4, 3) in die entgegengesetzte Richtung schrittweise um jeweils einen festen Wert geändert wird, der kleiner ist als der zuerst erwähnte feste Wert.

8. Frequenzsignalgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Glcichspannungsquelle (21) und dem ersten Schalter (25) eine

Wobbelzeit-Einstelleinrichtung (22, 23) liegt, und daß ein einer eingegebenen Wobbeizeit entsprechender Wert von der Steuerung (2) in der Wobbelzeit-Einstelleinrichtung eingestellt wird und an die integrierende Schaltung (24, 26, 27) eine Spannung gegeben wird, deren Amplitude dem Einstellwert entspricht.

9. Frequenzsignalgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist zum Einstellen eines einer Markenfrequenz entsprechenden Wertes in dem Bezugssignalgenerator (12) durch die Steuerung (2), und daß die Übereinstimmung der Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (7) mit der Markenfrequenz aus dem Ausgangssignal des Vergleichers erkannt wird und von einem Markengenerator (64, 65, 38), der an den Vergleicher (11) angeschlossen ist, eine Frequenzmarke erzeugt wird.

10. Frequenzsignalgenerator nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß an den Ausgang eines Schleifenfilters (53) des Vergleichers (11) über einen dritten Schalter (64) eine Abtast- und Halteschaltung (65) angeschlossen ist, deren Ausgangssignal der zweiten Summierschaltung (38) zugeführt wird, daß die Steuerung (2) eine Einrichtung enthält zum Einstellen eines einer eingegebenen Rastfrequenz entsprechenden Wertes in dem Bezugssignalgenerator (12), daß die Steuerung eine Einrichtung aufweist, die auf das Erkennen der Übereinstimmung der Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (7) mit der Rastfrequenz anhand des Ausgangssignals des Vergleichers (11) den dritten Schalter (64) schließt und die Frequenzwobbelung anhält, und daß die Steuerung eine Einrichtung enthält zum öffnen des dritten Schalters (64) und zum Fortsetzen der Frequenzwobbelung bei der auf die Rastfrequenz eingeraste-

ten Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (7).

11. Frequenzsignalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (2) außerdem eine Einrichtung aufweist, die eine Betriebsart "wiederholtes Wobbein", in der der Bereich zwischen der Wobbelanfangsfrequenz und der Wobbelendfrequenz wiederholt durchlaufen wird, einstellt, nachdem die Einrichtung, die die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators in Übereinstimmung bringt mit der Wobbelanfangsfrequenz und der Wobbelendfrequenz, mehrere Male aktiviert wurde.