DE806560C

DE806560C - Einrichtung mit einem abstimmbaren Oszillator, dessen Frequenz mittels eines Frequenzspektrums stabilisiert wird

Info

Publication number: DE806560C
Application number: DEP26510D
Authority: DE
Inventors: Eduard Herman Hugenholtz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1947-09-26
Filing date: 1948-12-24
Publication date: 1951-06-14
Also published as: GB660139A; FR972264A; BE484014A; US2662181A; CH271527A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung mit einem abstimmbaren Oszillator, die mit Mitteln zur selbsttätigen Frequenzkorrektur (AFC) versehen ist, zur-Einstellung eines vorzugsweise regelbaren Frequenzunterschiedes zwischen der Frequenz der Oszillatorspannung und einer Korn ponente aus einem von einer Steuerschwingung gegebenen Frequenzspektrum.

Die dabei erforderliche AFC-Spannung wird durch Vergleich der Frequenz der stabilisierenden Spektrumkomponente, der gewünschten Differenzfrequenz und der Frequenz der Hauptoszillatorspannung gewonnen. Zu diesem Zweck kann z. 15. zunächst durch Mischung des Steuerspektrums und der Oszillatorspannung ein Spektrum von Differenzfrequenzen erzeugt werden, wonach die Mischung dieses letztgenannten Spektrums mit einer Spannung, die eine mit der einzustellenden Frequenzdifferenz übereinstimmende Frequenz aufweist, die AFC-Spannung liefert.

Es wurde von der Erfinderin festgestellt, daß in Schaltungen der oben geschilderten Art Stabilisierung auf unerwünschten Frequenzen und außerdem .LJnstabilitäten durch bei Mischung mit den Frequenzspektren entstandener, unerwünschter Kornbinationsfrequenzen eintreten können, insbesondere wenn die Frequenz der Oszillatorspannung, trotz Einstellung der erwünschten Frequenzdifferenz

zwischen dieser und einer Komponente aus dem Steuerspektrum, innerhalb des vom Steuerspektrum zu bestreichenden Frequenzbereiches liegt. \

Diese Nachteile treten insbesondere auf, wenn j es möglich sein soll, die Frequenz der Oszillator- j spannung wahlweise auf verschiedene Komponenten j des Steuerspektrums zu stabilisieren und wenn die Frequenzdifferenz zwischen Oszillatorspannung und stabilisierender Spektrumkomponente derart regelbar ist, das praktisch der ganze Abstimmbereich des Oszillators in stetiger Abstimmung bestrichen wird.

In diesem Fall soll die Oszillatorabstimmung über einen Frequenzbereich regelbar sein, der einem mehrere Komponenten aus dem Steuerspektrum enthaltenden Frequenzbereich entspricht, so daß der Oszillator entsprechend der gewählten Oszillatorabstimmung auf eine der verschiedenen Komponenten stabilisiert wird (stufenweise regelbare Oszillatorfrequenz), wobei die Frequenzdifferenz zwischen Oszillatorspannung und stabilisierender Spektrumkomponente über einen Frequenzbereich regelbar ist, der dem Frequenzabstand aufeinanderfolgender Komponenten des Steuerspektrums entspricht.

Da, wie festgestellt wurde, die erwähnten Nachteile vom Vorhandensein anderer als der zur Stabilisierung der Oszillatorfrequenz gewünschten Komponenten im Steuerspektrum stammen, könnten sie dadurch vermieden werden, daß vor Zuführung des Steuerspektrums an die Mischschaltung oder eine andere Frequenzvergleichsschaltung die für die Stabilisierung unerwünschten Komponenten aus dem Spektrum geschwächt werden.

Die dann an die Vorselektion zu stellenden Anforderungen haben sich aber als so hoch erwiesen, daß ihnen mit einfachen Filterschaltungen nicht entsprochen werden kann, besonders nicht, wenn es notwendig ist, den Oszillator auf die oben geschilderte Weise wahlweise auf verschiedene Frequenzkomponenten aus dem Steuerspektrum j stabilisieren zu können und/oder wenn der Fre- ; quenzabstand aufeinanderfolgender Komponenten des Spektrums gering ist, z. B. 1 kHz oder sogar weniger.

Gemäß der Erfindung ist zur Beseitigung dieser Nachteile bei Einrichtungen mit einem abstimmbaren Oszillator (im folgenden als Hauptoszillator bezeichnet), die mit AFC-Mitteln zur Einstellung einer vorzugsweise regelbaren Frequenzdifferenz zwischen der Frequenz der Hauptoszillatorspannung und einer Komponente aus dem von einer Steuerspannung gegebenen Frequenzspektrum versehen ist, ein Hilfsoszillator angeordnet, dessen Frequenz durch AFC mit der Frequenz einer Komponente des Spektrums in Übereinstimmung gebracht wird, wobei die Ausgangsspannung des Hilfsoszillators als Steuerschwingung den AFC-Mitteln des Hauptoszillators zugeführt wird, welche AIittel die erwünschte Frequenzdifferenz zwischen der Hauptoszillatorfrequenz und der Hilfsoszillatorfrequenz einstellen. j Vorzugsweise sind der Hilfsoszillator und der ' Hauptoszillator durch Einknopfbedienung gemeinsam abstimmbar, wobei zur Einstellung einer mit der mittleren Frequenzdifferenz übereinstimmenden Differenz der Abstimmfrequenzen der frequenzbestimmenden Kreise der Oszillatoren die bei Einknopfabstimmung von Überlagerungsempfangsgeräten zur Gleichlaufregelung von Vorselektionskreisen und örtlichen Oszillatorkreisen üblichen Mittel verwendbar sind, wie z. B. ein Paddingkondensator oder -Selbstinduktion mit Paralleltrimmer oder kleine Reihenselbstinduktionen regelbarer Größe.

An Hand der Zeichnung, in der einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. ι zeigt eine Schaltung nach der Erfindung, bei der die zwischen Hilfsoszillatorfrequenz und Hauptoszillatorfrequenz einzustellende Frequenzdifferenz von einem abstimmbaren Diskriminator bestimmt wird, und in Fig. 2 ist eine ähnliche Schaltung dargestellt, bei der die Differenz zwischen Hilfsoszillatorfrequenz und Hauptoszillatorfrequenz durch Verwendung eines abstimmbaren Hilfssteueroszillators anstatt eines abstimmbaren Diskriminators regelbar ist.

In Fig. ι wird einem Impulsgenerator 1 ein Steuerspektrum entnommen, das zur Stabilisierung der Frequenz der von einem abstimmbaren Hilfsoszillator 2 erzeugten sinusförmigen Spannung dient. Zu diesem Zweck werden die Ausgangsspannung des Impulsgenerators 1 und diejenige des Hilfsoszillators 2 in einer z. B. durch eine Hexodenmischröhre gebildeten Mischstufe 3 gemischt, deren Ausgangsspannung die AFC-Spannung bildet, die über ein Tiefpaßfilter 4 einen mit dem frequenzbestimmenden Schwingungskreis des Hilfsoszillators 2 gekoppelten Frequenzregler 5, z. B. eine gittergesteuerte Reaktanzröhrenschaltung, steuert.

Der Impulsgenerator 1 kann aus einer von einem Quarzkristall gesteuerten Multivibratorschaltung bestehen, mit der Impulse von einer Dauer von etwa ι bis 50 ^s und einer Wiederholungsfrequenz von 100 kHz erzeugt werden. Der Hilfsoszillator kann zwischen z. B. 13 MHz und 20 MHz abstimmbar sein; das aus einem einzigen RC-Glied bestehende Tiefpaßfilter hat eine Grenzfrequenz von etwa 35 kHz, wodurch entsprechend der Abstimmung des Hilfsoszillators dieser auf eine zwischen der 130. und der 200. Harmonischen der Impulswiederholungsfrequenz liegende Spektrumkomponente synchronisiert wird. Bei geringerem Frequenzabstand der Spektrumkomponenten muß natürlich die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters entsprechend niedriger gewählt werden.

Bei stetiger Änderung der Hilfsoszillatorabstimmung ändert sich die Frequenz der Hilfsoszillatorspannung sprungweise von der Frequenz der einen zu derjenigen einer folgenden Harmonischen aus dem Impulsspektrum und ist somit zwischen 13 bis 20 MHz in Stufen von 100 kHz regelbar.

Während im Steuerspektrum' die 130. bis 200. Harmonischen alle nahezu gleich stark ver-

treten sind, tritt in der Ausgangsspannung des Hilfsoszillators im wesentlichen nur die Frequenz der gewünschten stabilisierenden Spektrumkomponente auf; sämtliche andere Spektrumkomponenten sind stark geschwächt. Bei der erwähnten sehr einfachen Ausbildung des Tiefpaßfilters in der AFC-Spannungsleitung betrug der Schwächungsfaktor etwa 20OO für die stärksten unerwünschten Komponenten aus dem Spektrum.

ίο Der vom Spektrum stabilisierte Hilfsoszillator kann also als ein scharf selektives Filter betrachtet werden, das im wesentlichen nur die zur Stabilisierung erwünschte Spektrumkomponente durchläßt.

Die auf diese Weise ausgewählte gewünschte Spektrumkomponente wird in an sich bekannter Weise zur Stabilisierung der Frequenz der vom Hauptoszillator 6 erzeugten Spannung verwendet, wobei zwischen den Frequenzen von Hilfs- und ao Hauptoszillator ein Unterschied z. B. von etwa 250 kHz eingestellt werden kann und unerwünschte Kombinationsfrequenzen infolge der starken Schwächung unerwünschter Spektrumkomponenten keinen weiteren störenden Einfluß ausüben können, was bei Abwesenheit des Hilfsgenerators 2 der Fall wäre.

In der Schaltung nach Fig. 1 wird der Frequenzunterschied zwischen Hilfsoszillator 2 und Hauptoszillator 6 durch die Abstimmung eines abgestimmten Diskriminators 7 bestimmt. Die vom Hilfs- und Hauptoszillator erzeugten Spannungen werden einer Mischstufe 8 zugeführt und die dieser entnommene Spannung mit der Differenzfrequenz wird dem abgestimmten Diskriminator 7 zugeführt, der eine an sich allgemein bekannte Ausführung haben kann und eine Regelspannung mit einer Polarität und Größe liefert, die vom Zeichen und von der Größe des Unterschiedes zwischen der Abstimmfrequenz des Diskriminators und der im Ausgangskreis der Mischstufe 8 auftretenden Differenzfrequenz abhängig sind. Diese Regelspannung wird einem mit dem Hauptoszillator gekoppelten, vorzugsweise elektronischen Frequenzregler 9 zugeführt, zur derartigen Regelung der Frequenz der vom Hauptoszillator erzeugten Schwingungen, daß sich zwischen dieser Frequenz und derjenigen der stabilisierenden Spektrumkomponente ein mit der Abstimmfrequenz des Diskriminators übereinstimmender Frequenzunterschied einstellt.
Der Hauptoszillator ist ebenso wie der Hilfsoszillator abstimmbar ausgebildet, wobei aber dem zwischen beiden aufrecht zu erhaltenden Frequenzunterschied Rechnung getragen werden soll.

Zur Vereinfachung des Abstimmvorganges können die Abstimmittel, z. B. die Abstimmkondensatoren von Hilfs- und Hauptoszillator, gemeinsam bedient werden, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, wobei zur Gleichlaufregelung der Abstimmkreise bei z. B. gleichen Abstimmkondensatoren im Zusammenhang mit dem aufrecht zu erhaltenden Frequenzunterschied zwischen beiden Abstimmungen die bei Einknopfabstimmung von Uberlagerungsempfangsgeräten üblichen Mittel verwendbar sind. Es können z. B. bei kapazitiver Abstimmung .der Abstimmkreise im auf die höhere Frequenz abgestimmten Kreis eine regelbare Reihen- und Parallelkapazität (Paddingkondensator und Trimmer) verwendet werden.

Zur Regelung des Frequenzunterschiedes zwischen Hilfs- und Hauptoszillatorfrequenz kann der Diskriminator 7 abstimmbar ausgebildet sein. Bei der Gleichlaufregelung der Abstimmkreise der Oszillatoren 2 und 6 muß dann dem mittleren Frequenzunterschied z. B. von 250 kHz Rechnung getragen werden.

Zur Regelung des Frequenzunterschiedes zwischen Hilfs- und Hauptoszillator wird es im allgemeinen billiger sein, die in Fig. 2 dargestellte Schaltung zu verwenden, bei der die regelbare Frequenzdifferenz durch die Abstimmung eines Hilfssteueroszillators 10 gegeben ist. In der Schaltung nach Fig. 2 wird die durch Mischung der Hilfs- und Hauptoszillatorspannung erzielte Differenzfrequenz zum Vergleich mit der vom Hilfssteueroszillator 10 gegebenen Frequenz zusammen mit dieser einer einen sog. Schwebungsdiskriminator bildenden Mischstufe 11 zugeführt, deren Ausgangsspannung als AFC-Spannung über ein Tiefpaßfilter 12 dem z. B. durch eine Reaktanzröhrenschaltung gebildeten Frequenzregler 9 des Hauptoszillators 6 zugeführt wird.

Wenn der Hilfssteueroszillator über einen Frequenzbereich von 100 kHz, z.B. 200 bis 300 kHz (mittlerer Frequenzunterschied wieder 250 kHz), stetig abstimmbar ist, kann, bei im übrigen mit Fig. ι übereinstimmender Ausbildung und Bemessung der Schaltung, der Hauptoszillator durch Bedienung der Einknopfabstimmung in Stufen von 100 kHz zwischen etwa 13,25 MHz und 20,25 MHz abgestimmt werden und dann durch Regelung der Abstimmung des Hilfssteueroszillators die Frequenz des Hauptoszillators 6 im gewählten 100-kHz-Bereich beliebig nachgeregelt werden. Auf diese Weise wird der ganze Abstimmbereich des Hauptoszillators 6 bestrichen und ist jede beliebige Frequenz in diesem Bereich erzielbar.

Die Stabilität der Hauptoszillatorfrequenz wird dabei durch diejenige des vorzugsweise kristallgesteuerten Impulsgenerators 1 und diejenige des Hilfssteueroszillators 10 bestimmt; vermöge der verhältnismäßig niedrigen Abstimmfrequenz kann letztere verhältnismäßig hohen Stabilitätsanforderungen entsprechen.

Die geschilderten Schaltungen können gewünschtenfalls zum sog. dekadischen Aufbau der Hauptoszillatorfrequenz benutzt werden; in diesem Fall wird z. B. bei der Schaltung nach Fig. 2 der Hilfssteueroszillator 10 von einem durch einen Impulsgenerator stabilisierten Oszillator ersetzt, der über einen Frequenzbereich von 100 kHz in Stufen von ι kHz abstimmbar ist durch Verwendung eines stabilisierenden Impulsgenerators mit einer Impulswiederholungsfrequenz von ι kHz.

In den dargestellten Schaltungen wird die Hauptoszillatorfrequenz durch trägheitslos arbeitende AFC-Mittel auf die Hilfsoszillatorfrequenz stabilisiert. Es leuchtet ein, daß anstatt dessen oder aber

auch zusammen damit AFC-Mittel verwendet werden können, die nicht trägheitslos arbeiten, z. B. einen Abstimmotor enthalten, wenn dies mit Rücksicht auf das Festhalten der eingestellten Hauptoszillatorfrequenz beim Ausfallen der Steuerschwingung oder im Zusammenhang mit dem zu bestreichenden Regelbereich der AFC-Mittel erwünscht ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung mit einem abstimmbaren Hauptoszillator (6), die mit selbsttätigen Frequenzkorrekturmitteln (AFC) (9) zur Einstellung eines vorzugsweise regelbaren Frequenzunterschiedes zwischen der Frequenz der Hauptoszillatorspannung und einer Komponente aus einem von einer Steuerschwingung gegebenen Frequenzspektrum versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsoszillator (2) vorgesehen ist, dessen Frequenz durch selbsttätige Frequenzkorrektur mit der Frequenz einer Komponente des Spektrums in Übereinstimmung gebracht wird, wobei die Ausgangsspannung des Hilfsoszillators als Steuerschwingung den AFC-Mitteln des Hauptoszillators zugeführt \vird, welche Mittel die erwünschte Frequenzdifferenz zwischen der Hauptoszillatorfrequenz und der Hilfsoszillatorfrequenz herbeiführen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptoszillator und der Hilfsoszillator über einen Frequenzabstand abstimmbar sind, der die Summe der Frequenzabstände mehrerer aufeinanderfolgender Komponenten aus dem Steuerspektrum übersteigt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einknopfabstimmung von Hauptoszillator und Hilfsoszillator.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der die Frequenzdifferenz der vom Hauptoszillator und vom Hilfsoszillator erzeugten Schwingungen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung einer mit der mittleren einstellbaren Frequenzdifferenz übereinstimmenden Differenz der Abstimmfrequenzen der frequenzbestimmenden Kreise der Oszillatoren die bei Einknopfabstimmung von Uberlagerungsempfangsgeräten zur Gleichlaufregelung von Vorselektionskreisen und örtlichen Oszillatorkreisen üblichen Mitteln angewendet sind.

5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise einem Impulsgenerator entnommene Steuerspektrum (1) und das Hilfsoszillatorsignal einer ersten Mischstufe (3) zugeführt werden, deren Ausgangsspannung über ein Tiefpaßfilter (4) mit einer etwa mit dem halben Frequenzabstand aufeinanderfolgender Spektrumkomponenten übereinstimmenden Grenzfrequenz als AFC-Spannung dem selbsttätigen Frequenzregler (5) des Hilfsoszillators (2) zugeführt wird und das Hilfs- und Hauptoszillatorsignal einer zweiten Mischstufe (8) zugeführt werden, der eine Spannung von der Frequenzdifferenz entnommen wird, die, zusammen mit einer in der Frequenz mit der erwünschten Frequenzdifferenz von Hilfs- und Hauptoszillatorsignal übereinstimmenden Hilfssteuerspannung, einer dritten Mischstufe (n) zugeführt wird, deren Ausgangsspannung als AFC-Spannung dem selbsttätigen Frequenzregler (9) des Hauptoszillators (6) zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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