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Verfahren zur selbsttätigen Synchronisierung zweier Frequenzen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Synchronisierung zweier Frequenzen,
das vorzugsweise zur genauen Einlialtung der Frequenz eines Senders benutzt werden
kann. Hierbei soll die Frequenz e)s des Senders mit der Frequenz a3F eines Frequenzmessers
in LTbereinstimmung gebracht werden. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Differenz
d co = coF - a)s einmal direkt zu bilden und einmal mit der um go° in der Phase
verschobenen Spannung col. des Frequenzmessers, um ein zweiphasiges Drehfeld von
der Frequenz d co herzustellen. Der L'mlaiifsinn dieses Drehfeldes hängt davon ab,
welche der beiden zu synchronisierenden Spannungen ws und cor. die größere ist.
Durch den Umlauf silin ist also die Richtung, in welcher der Sender verstimmt werden
muß, uni auf die Frequenz des Frequenzmessers eingestellt zu sein, gegeben. Zur
Steuerung der Senderfrequenz kann dieses Drehfeld zum Beispiel in der Weise ausgenutzt
werden, daß durch dasselbe in bekannter Weise ein Ferrarisnlotor angetrieben wird,
welcher eines der Abstimmorgane des Hauptsenders betätigt. Es ist ferner bekannt,
Gleichwellensender dadurch zu synchronisieren, daß in jedem der Sender durch Teilung
der Trägerfrequenz im gleichen Verhältnis eine subharmonische Frequenz. ge= wonnen
wird und daß von dem einen der Sender ein Wechselstrom dieser Frequenz den anderen
als Steuerton auf Leitungen übermittelt und dort zusammen mit -der lokal gewonnenen
Subharmonischen einer phasenempfindlichen Vorrichtung zugeführt wird, welche die
Frequenz des lokalen Senders gemäß auftretenden Phasenänderungen so beeinflußt,
daß der Synchronismus der Träger-
«-ellen wiederhergestellt wird.
Es hat sich jedoch gezeigt, dal.', es ungünstig ist, das Drehfeld direkt in ein
Drehmoment zur Steuerung des Abslimmorgalis zu verwandeln, da für große Frequenzbereiche
keine genügende hetriebssicherheir vorhanden ist.
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Gegenstand der Erfindung ist einVerfahren zur selbsttätigen Synchronisierung
zweier Frequenzen, bei dein die zu synchronisierende Frequenz einmal mit der direkten
und einmal mit der um cgo'' in der Phase verschobenen Standardfrequenz moduliert
wird und bei dem von den phasenverschobenen Teilspannungen eine Pegeleinrichtung
gesteuert wird, mit dein besonderen Kennzeichen, dala die beiden eiltstehenden unteren
Seitenbänder zu einem Zweiphasensystein zusammengesetzt «-erden und aus diesem ein
zur Steuerung einer Regeleinrichtung benutzter Gleichstrom abgeleitet wird, dessen
Richtung von der zeitlichen Phasenfolge abhängt. Insbesondere wird hierbei -die
eine der beiden Seitenbandspannungen erdsvinnietrisch einer Reihenschaltung von
Widerstand und Kapazität zugeführt, und es «-erden zwischen dein Verbindungspunkt
dieser beiden Impedanzen und den Endpunkten eines Widerstandes, dem.ebenfalls erdsymmetrisch
die andere Seitenbandspannungy zugefiilirt ist, zwei Spannungen abgenommen, die
gleichgerichtet und gegeneinandergeschaltet zur Steuerung der Regeleinrichtung ausgenutzt
werden. Das gekennzeichnete Verfahren gewährleistet auch bei größeren Frequenzunterschieden
ein hinreichend großes Drehnioinen ffür die Regeleinrichtung und damit eitle größere
Betriebssicherheit.
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Die Erfindung soll an Hand der Abbildungeil näher erläutert «-erden.
In Abb. z sind die beiden ein Zweiphasensystem bildenden Seiteilbandspannungen,
welche in der oben gekennzeichneten Weise durch Modulation der beiden zu svilchronisierenden
Spannungen erhalten werden, durch die Pfeile U, und L?. bezeichnet. Sie erscheinen
hier an den Widerständen R1 und R.@, welche in der ':Mitte geerdet sind. Die Spannung
L'1 wird durch die Widerstandskapazitätskornbination R und C in die beiden Teilspanilungen
11R und u(- aufgespalten. welche aufeinander senkrecht stehen, wie dies aus dem
Vektördiagramm der Abb. 2 hervorgeht. In der Abb. 2 ist in der Mitte der Erdpunkt
angedeutet, zu welchem symmetrisch und jeweils senkrecht zueinailder die Vektoren
Z-'-und L=2- liegen. Gestrichelt sind die Teilvektoren itR r und -11o eingezeichnet,
deren Verbindungspunkt A' auf einem klalbkreis über der Spannung L'1 liegt. Der
Punkt, an dein diese Spannung auftritt, ist auch in der Abb. 1 mit .1' bezeichnet
und liegt zn-isrhen dein Widerstand R und der Kapazität C. -Nimmt inan nun zwischen
diesem Punkt A' und den beiden Endpunkten B' und C des Widerstandes
R_ zwei Spalinuii-:;en 111, bw. tr.' ab, so sielet man aus dem Vektordiagrainul
der Abb. 2 ohne weiteres. daß bei einer Umkehrung der zeitlichen Phasenfolge des
Zweiphasensasteins aus L', und I := die Spannungen iii und'it..' vertauscht «-erden,
da hierbei eine L'inpolung entweder von CTl oder L'. auftritt. Wenn man nun die
Beträge der Spannungen eil' und lt.' in entgegengesetztem Sinne auf
ein Regel- oder Anzeigeorgan wirken ließt, so wird ein Drellnioinent nach der Seite
entstehen, die der größeren Spannung, im Beispiel also ii=', entspricht. Bei einer
Umkehr der zeitlichen Pliasenfolre kehrt sich also auch das Drehinonient des Regelgerätes
um. Das Verhältnis von R zu C w * lilt inan 7weclzmäßi-erweise so, d aß be'
1
dein größten praktisch vorkommenden Frequenzfehler A co"t"x. CR
= 1 wird. Dann ist für diese Frequenz ai"' = 0 und 1 at@ 1 _ 1 t', 1 II_'
. Das Drehmoment -I, das Proportional ist, erreicht dann sein Maximum. Allgemein
ist für
Wird durch das Regelorgan die Senderfreqtieiiz ols auf die Frequenz(,),- hin geregelt,
so nimmt das Drehmoment ab, 11111 für A ro -^ 0 den Wert Null zu erreichen. Das
Regelorgan kann zum Beispiel ausgeführt «-erden als ein Motor zum Antrieb eines
Drehkondensators, dessen Anker konstante Spannung erhält und der zwei entgegengesetzt
geschaltete Erregerwicklungen hat. Die Bildung des Betrages voll eil' bzw. ir.='
erfolgt ain einfachsten durch Gleichrichter.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung gemäß der Erfindung ist
in Abb. 3 dargestellt. Hier sind wieder die beiden erdsvnimetrischen Widerstände
R, und R.. zu selten, an denen die beiden Spannungen @Tl und U., auftreten. An dem
Widerstand R., treten die beiden durch die Gleichrichter G1 und G= erzeugten Beträge
der Spannungen eil' und ii_' auf. je nach der zeitlichen Phasenfolge des
durch t'1 und L'. gebildeten Zweiphasensvstems ist nun entweder die Spannur;;' 11,'
oder
1 2c.,' 1 die größere, so daß, wenn R; zum Beispiel die Erregerwicklung eines Motors
l1' darstellt, dessen Anker mit konstanter Spannung gespeist ist, der Drehsinn dieses
Motors entsprechend der zeitlichen Phasenfolge des Zweiphasensystems geändert wird.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel für eine Anordnung, bei der das
Verfahren gemäß der Erfindung angewandt ist, gibt nur das Prinzip der Schaltung
an, während die Einzelheiten den besonderen Umständen angepaßt werden müssen. So
können an geeigneten Stellen Verstärker in die Schaltung eingefügt werden; auch
kann die am Widerstand R3 erzielte Spannung zu anderen Zwel:-ken als zur Speisung
der Erregerwicklung eines Motors benutzt werden.