DE755218C - Generatorschaltung, bei der die Frequenz innerhalb eines bestimmten Bereiches geaendert wird mit Hilfe einer elektrischen, nur bis zur UEber-einstimmung des Frequenz-Istwertes mit dem Sollwert wirkenden Steuer-groesse, insbesondere zur Erzeugung einer Regelspannung in Regelschaltungen fuer Nachrichtenuebertragungssysteme - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 1. FEBRUAR 1954

5 138261 Villa j 21a"

Friedrich Wiegand, Berlin

ist als Erfinder genannt worden

Für viele Zwecke sind Generatorschaltungen erforderlich, deren Frequenz sich, in Abhängigkeit von einer Steuergröße innerhalb eines bestimmten Bereiches beliebig verändern und nach Fortfall der Steuergröße auf den zuletzt eingestellten Wert stabilisieren läßt. Solche Generatorschaltungen sind beispielsweise von Vorteil, wenn für beliebige Steuerzwecke die Frequenz des Generators in Abhängigkeit von einer Steuergröße beeinflußt werden soll, ohne daß dabei der jeweils zuletzt eingestellte Frequenzwert sich ändert, sobald die Steuergröße aus irgendeinem Grunde, beispielsweise infolge Leitungsunterbrechung od. dgl., nicht mehr vorhanden ist.

Bei bekannten Generatorschaltungen, bei denen die Frequenz mit Hilfe eines mechanisch veränderbaren Gliedes, beispielsweise eines Drehkondensators, eingestellt wird, bleibt nach Fortfallen der in diesem Fall mechanischen Steuergröße das Steuerglied, z. B. der Drehkondensator, infolge seiner mechanischen Reibung auf dem eingestellten Wert stehen. Bei den bisher bekanntgewordenen Generatorschaltungen, in denen die Steuerung der Frequenz auf elekirischem Wege erfolgt, war es nicht möglich, die

eingestellte Frequenz nach Fortfallen der elektrischen Steuergröße mit elektrischen Mitteln aufrechtzuerhalten. Hierzu war die Zwischenschaltung mechanischer Vorrichtungen, wie Relais, durch Motoren angetriebene veränderliche Widerstände u. dgl., erforderlich. Die mechanischen Mittel sind nachteilig, da sie infolge zu großer Trägheit nicht für alle Fälle brauchbar sind und wegen der unvermeidbaren ίο Abnutzung die Betriebssicherheit beeinträchtigen können.

Gemäß der Erfindung werden in einer Generatorschaltung, bei der die Frequenz innerhalb eines bestimmten Bereiches mit Hilfe einer ig elektrischen, nur bis zur Übereinstimmung des Frequenz-Istwertes mit dem Sollwert wirkenden Steuergröße geändert wird, die durch die mechanischen Mittel herbeigeführten Nachteile dadurch beseitigt, daß zur Stabilisierung der Generatorfrequenz auf die durch die Steuergröße eingestellten Werte auf rein elektrischem Wege eine stufenförmig von der Generatorfrequenz abhängige Stabilisierungsspannung erzeugt und zur Steuerung der Frequenz der Generatorschaltung benutzt wird.

Die stufenförmige Abhängigkeit der Stabilisierungsgröße von der Generatorfrequenz kann beispielsweise dadurch herbeigeführt werden, daß an den Generator ein Dämpfungsnetzwerk angeschlossen wird, dessen Dämpfung eine stufenförmige Abhängigkeit von der Frequenz zeigt. An Stelle eines derartigen Dämpfungsnetzwerkes kann auch eine Modulatorschaltung mit nachfolgendem Hoch- oder Tiefpaß Verwendung finden, der ein Gemisch mehrerer Frequenzen zugeführt wird. Ändert sich die gleichzeitig dem Modulator zugeführte Frequenz der Generatorschaltung, so wird damit das Frequenzgemisch in seinem Bereich verschoben und von dem Hoch- oder Tiefpaß eine mehr oder weniger große Anzahl von Frequenzen durchgelassen. Die hinter dem Hoch- oder Tiefpaß vorhandene Energie ist somit von der Zahl der gleichgerichteten Frequenzen abhängig. Je nach der Verteilung der Frequenzen in der Frequenzskala ergeben sich mehr oder weniger breite Stufen in der Abhängigkeit der Stabilisierungsgröße von der erzeugten Generatorfrequenz.

Die Beeinflussung der Frequenz des Generators durch die stufenförmig abhängige Stabilisierungsgröße kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es kann z. B. hinter das erwähnte Dämpfungsnetzwerk bzw. hinter den Hoch- oder Tiefpaß ein Gleichrichter geschaltet werden, dessen Gleichspannung den Generator steuert, beispielsweise indem die Vormagnetisierung der Schwingspule verändert wird. Oder aber es wird die hinter den erwähnten Netzwerken vorhandene Wechselspannung in bekannter Weise zur Frequenzmodulation des Generators benutzt. Im nachfolgenden ist der Einfachheit halber die Beeinflussung des Generators durch eine Gleichspannung angenommen.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Einrichtungen zur Pegelregelung in Übertragungssystemen der Nachrichtentechnik. Bei der Pegelregelung liegt bekanntlich nicht nur die Aufgabe vor, durch eine Pegelfrequenz eine Dämpfung auf einen bestimmten Wert einzuregeln, sondern diese auf ihrem Wert festzuhalten, auch wenn die Pegelfrequenz abgeschaltet wird. Die bisher für diese Zwecke verwendeten Schaltungen machen von mechanischen Vorrichtungen, wie Relais, durch Motoren angetriebene veränderliche Widerstände u. dgl., Gebrauch. Die Benutzung mechanischer Vorrichtungen kann unter Umständen die Betriebssicherheit in Frage stellen und eine zu große Trägheit der Anordnung bedingen.

Hier kann durch die Anwendung einer Generatorschaltung gemäß der Erfindung Abhilfe geschaffen werden. Als Gleichspannung zur Steuerung der die Pegelregulierung herbeiführenden Regelglieder dient dabei die Gleichspannung, die der Generatorschaltung gemäß der Erfindung zur Stabilisierung zugeführt wird. Die Frequenz des Generators wird dabei in Abhängigkeit von dem Pegelstrom (Pilotstrom) beeinflußt. Da die Stabilisierungsgleichspannung der Generatorschaltung infolge der Stabilisierung ihren zuletzt eingestellten Wert beibehält, wird auch die eingestellte Pegelregelung bei Verschwinden des Pegelstromes nicht verändert. Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens seien im folgenden einige Aus- führungsbeispiele beschrieben. In Fig. 1 ist in das Übertragungssystem A-B eine zur Pegelregelung dienende veränderbare Dämpfung O₁ eingeschaltet. Der über das System übertragene Pegelstrom wird hinter dem Regelglied O₁ durch den Verstärkergleichrichter F₁ gleichgerichtet und einerseits zur Speisung einer Diagonale der Brückenschaltung B und andererseits zur Steurung eines in einem Zweig der Brückenschaltung liegenden Widerstandes R benutzt. Die an der anderen Brückendiagonale auftretende Spannung Δ U steuert die Frequenz f der Generatorschaltung G. Dies kann, wie schon erwähnt, beispielsweise durch Änderung der Vormagnetisierung einer Induktivität oder durch Vor-Spannungsänderung an einer Röhre erfolgen, bei der eine zwischen ihren Elektroden vorhandene Impedanz die Frequenz der Generatorschaltung mitbestimmt.

Die Frequenz des Generators gelangt über ein Dämpfungsnetzwerk b₂, dessen Dämpfungsverlauf in Abhängigkeit von der Frequenz in Fig. 2 dargestellt ist, zu dem Verstärkergleichrichter F₂. Die von diesem abgegebene Gleichspannung dient einerseits zur Steuerung der Frequenz des Generators im gleichen Sinne wie die Spannung A U und andererseits zur Steu-

rung der Dämpfung des der Pegelregulierung dienenden Regelgliedes O₁. Eine Erhöhung der Frequenz f bewirkt eine Erhöhung der Ausgangsspannung U des Gleichrichters F₂. Die Dämpfung des Netzwerkes O₂ ist derart gewählt, daß die Größe der Spannung U der durch Δ U herbeigeführten Erhöhung der Frequenz f entspricht. Hätte das Dämpfungsglied b₂ den in Fig. 3 angedeuteten Dämpfungsverlauf, so wäre ίο die Schaltung zwar für jeden Wert der Spannung U im indifferenten Gleichgewicht, sie würde aber bei den geringsten Anstößen, z. B. bei Heiz- oder Anodenspannungsänderungen, sich auf irgendeinen Endwert einstellen. Die Schaltung wäre praktisch nicht brauchbar. Diese Instabilität wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die zur Steuerung der Frequenz des Generators benutzte Gleichspannung U stufenförmig von der Frequenz des Generators abhängig gemacht ist. Eine hierzu erforderliche Kennlinie ist in Fig. 2 dargestellt. Durch die stufenförmige Abhängigkeit der Spannung U von der Frequenz f erhält die Schaltung so viele stabile Ruhelagen, wie Schnittpunkte zwischen dieser Kurve und der geradlinigen Kurve vorhanden sind, die die Abhängigkeit der Frequenz f von der Steuerspannung U darstellt. Das Gleichgewicht der Schaltung wird nur dann gestört, wenn durch die Steuerspannung Δ U die Frequenz f geändert wird.

Nach dieser Erläuterung der Generatorschaltung ergibt sich die folgende Wirkungsweise für die Pegelregulierung: Sobald der Pegelstrom hinter der Dämpfung b_t von seiner Sollgröße abweicht, wird durch die Brücke B eine Spannung ± Δ U erzeugt. Dies hat eine Änderung der Frequenz f und der Stabilisierungsspannung U zur Folge. Die dadurch herbeigeführte Änderung der Dämpfung des Regelgliedes O₁ bewirkt, daß der Pegelstrom wieder seine Sollgröße erhält, wodurch die Steuerspannung Δ U zu Null wird. Die Stabilisierungsspannung U behält infolge der stabilisierten Eigenschaften der Generatorschaltung ihren Wert unabhängig von dem Verschwinden der Steuerspannung Δ U bei. Dieser Wert wird erst geändert, wenn eine neue Steuerspannung Δ U zur Einwirkung auf die Generatorschaltung gelangt. Die Regelungsanordnung bleibt also auch bei Verschwinden des Steuerstromes stabil. Sie ist infolgedessen besonders für solche Anlagen geeignet¹, bei denen häufiger mit dem Verschwinden des Steuerstromes zu rechnen ist bzw. bei denen dieser nur kurzzeitig, beispielsweise während der Übertragungspausen gesendet wird.

Die durch Fig. 2 veranschaulichten Eigenschaften des Dämpfungsnetzwerkes S₂ können beispielsweise durch die Anwendung eines nicht reflexionsfrei abgeschlossenen Netzwerkes erzielt werden, bei dem infolge der auftretenden Reflexionen sich derartige Stufungen im Dämpfungsverlauf bemerkbar machen.

Die stufenförmige Abhängigkeit der Stabilisierungsspannung U von der Frequenz f kann auch durch die in Fig. 4 dargestellte Schaltung herbeigeführt werden. Hier ist das Dämpfungsnetzwerk δ₂ durch den Modulator M, den Tiefpaß TP und die ein Frequenzgemisch erzeugende Stromquelle Fg ersetzt. Ändert sich hier die Frequenz f infolge der Einwirkung der Steuerspannung Δ U, so wird sich das im Ausgang des Modulators auftretende Frequenzgemisch in seiner Frequenzlage verschieben. Je nach der Lage der Frequenzen in der Frequenzskala werden von dem Tiefpaß TP mehr oder weniger viele Frequenzen durchgelassen. Bei der in Fig. 5 dargestellten Lage der Frequenzen werden die fünf ersten Frequenzen Z₁ bis f₅ durchgelassen. Würde sich das Frequenzgemisch in der Pfeilrichtung verschieben, so würde stufenförmig jeweils eine Frequenz weniger von dem Tiefpaß übertragen werden. Da die Größe der Spannung U von der Zahl der gleichgerichteten Frequenzamplituden abhängig ist, ergibt sich auch mit dieser Schaltung eine stufenförmige Abhängigkeit der Spannung U von der Frequenz f. Die Wirkung dieser Schaltung ist im übrigen dieselbe wie bei der Schaltung nach Fig. i. An Stelle des Tiefpasses kann selbstverständlich auch ein Hochpaß verwendet werden.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zur Pegelregulierung gezeigt, bei der die Steuerspannung Δ U nicht wie bei dem Beispiel nach Fig. 1 mit Hilfe einer Brückenschaltung erzeugt wird, sondern als Differenz zwischen den beiden Spannungen U₁ und U₂ gewonnen wird. Die Spannung CZ₂ wird durch · Gleichrichtung des Pegelstromes in dem Verstärkergleichrichter V₁ erzeugt. Die Spannung U₁ wird durch Gleichrichten der von dem Generator E gelieferten Wechselspannung hergestellt. Die Gleichrichtung erfolgt in dem Gleichrichter V, dem ein Sperrglied S vorgeschaltet ist. Die Dämpfung des Sperrgliedes wird über den Verstärkergleichrichter Vs derart beeinflußt, daß sie bei Verschwinden des Pegelstromes und damit der Ausgangsspannung des Gleichrichters Vs sehr stark ansteigt. Dies hat zur Folge, daß gleichzeitig mit der Spannung U₂ auch die Spannung U₁ verschwindet und damit die Steuerspannung A U zu Null wird. Die Schaltung wirkt im übrigen in genau der gleichen Weise wie die vorher beschriebenen Regelschaltungen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Generatorschaltung, bei der die Frequenz innerhalb eines bestimmten Bereiches geändert wird mit Hilfe einer elektrischen.

   nur bis zur Übereinstimmung des Frequenz-Istwertes mit dem Sollwert wirkenden Steuergröße, insbesondere zur Erzeugung einer Regelspannung in Regelschaltungen für Nachrichtenübertragungssysteme, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stabilisierung der Generatorfrequenz auf die durch die Steuergröße eingestellten Werte auf rein elektrischem Wege eine stufenförmig von der ίο Generatorfrequenz abhängige Stabilisierungsspannung erzeugt und zur Steuerung der Frequenz der Generatorschaltung benutzt wird.
2. 2. Generatorschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von der

   Generatorschaltung erzeugte Frequenz über ein Dämpfungsglied mit stufenförmiger Frequenzabhängigkeit der Dämpfung entweder durch Frequenzmodulation den Generator so steuert oder einem Gleichrichter zugeführt wird, dessen Ausgangsspannung dann zur Stabilisierung der Frequenz der Generatorschaltung dient.
3. 3. Generatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Generatorschaltung erzeugte Frequenz einem Modulator zugeführt wird, der gleichzeitig mit einem Frequenzgemisch gespeist wird, das in seiner Frequenzlage durch die vom Generator erzeugte Frequenz verschoben wird, und daß infolgedessen von einem nachfolgenden Hoch- oder Tiefpaß mehr oder weniger viele Frequenzen des Gemisches durchgelassen werden, die entweder durch Frequenzmodulation den Generator steuern oder einem nachgeschalteten Gleichrichter zur Erzeugung einer mehr oder weniger großen Gleichspannung zugeführt werden, die zur Stabilisierung der Generatorschaltung benutzt wird.
4. 4. Generatorschaltung zur Erzeugung einer der Pegelregulierung dienenden Regelspannung in Abhängigkeit von einer Pegelfrequenz nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Frequenz der Generatorvorrichtung steuernde Spannung (A U) von einer Diagonalen einer Brückenschaltung abgenommen wird, deren andere Diagonale mit der Steuerfrequenz gespeist wird und von der der Widerstand eines Zweiges durch die Steuerfrequenz beeinflußt wird.
5. 5. Generatorschaltung zur Erzeugung einer der Pegelregulierung dienenden Regelspannung in Abhängigkeit von einer Pegel- frequenz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als gesteuerter Brückenwiderstand ein Heißleiter dient.
6. 6. Generatorschaltung zur Erzeugung einer der Pegelregulierung dienenden Regelspannung in Abhängigkeit von einer Pegelfrequenz nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannung zur Steuerung der Frequenz der Generatorschaltung die Differenz zwischen der gleichgerichteten Steuerfrequenz und einer Zusatzspannung dient, die derart von der Steuerfrequenz abhängig gemacht ist, daß ihre Amplitude bei Verschwinden der Steuerfrequenz Null wird.
7. 7. Generatorschaltung nach einem der Ansprüche i, 2, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Netzwerk mit stufenförmiger Abhängigkeit der Dämpfung von der Frequenz ein nicht mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossenes Netzwerk dient, an dessen Abschlußwiderstand Reflexionen auftreten.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden:

   Österreichische Patentschrift Nr. 150 424.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 5718 1.54