DE820911C

DE820911C - Method for synchronizing single-frequency transmitters

Info

Publication number: DE820911C
Application number: DE1949P0003539
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl-Ing Wiese
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1949-08-03
Filing date: 1949-07-16
Publication date: 1951-11-15
Also published as: DE832919C

Description

Verfahren zum Synchronisieren von Gleichwellensendern Es ist bei Gleichwellensendern bekannt, die Nachstimmung der einzelnen Sender und damit den Gleichlauf der Sender untereinander durch einen Frequenzvergleich herbeizuführen. Im Prinzip ist bei bekannten Anlagen der Aufbau derart getroffen, daß jeder Sender des Gleichwellensystems als selbsterregter, beispielsweise quarzstabilisierter Sender ausgeführt ist. Einer dieser Sender, der sogenannte Muttersender, liefert die Kontrollfrequenz, die mit der Frequenz der übrigen Sender, der Tochtersender, verglichen wird. Der Frequenzvergleich wird entweder auf der Sendefrequenz oder auf der ursprünglich in der Steuerstufe erzeugten Frequenz durchgeführt. Es ist auch bekannt, zum Frequenzvergleich Subharmonische der Trägerfrequenz zu wählen. Statt des Muttersenders kann auch ein besonderer Schwingungserzeuger benutzt werden. Bei allen diesen Verfahren ist ein erheblicher Aufwand an Mitteln für die Frequenzkontrolle erforderlich. Insbesondere müssen bei Wellenwechsel oder bei Verwendung in anderen Gleichwellensystemen die Frequenzkontrolleinrichtungen, die in jedem Gleichwellensystem einen wichtigen Teil der Gesamtanlage bilden, geändert werden.Method of synchronizing single-frequency transmitters It is common with single-frequency transmitters known the retuning of the individual stations and thus the synchronization of the stations to bring about among each other by a frequency comparison. In principle it is with known Plants made the structure so that each transmitter of the single frequency system as self-excited, for example quartz stabilized transmitter is executed. One this transmitter, the so-called mother transmitter, supplies the control frequency with the frequency of the other transmitters, the daughter transmitters, is compared. The frequency comparison is either on the transmission frequency or on the one originally in the control stage generated frequency performed. It is also known to use subharmonics for frequency comparison the carrier frequency to choose. Instead of the mother transmitter, a special vibration generator can also be used to be used. All of these procedures require a considerable amount of resources required for frequency control. In particular, when changing waves or when used in other single-frequency systems, the frequency control devices, which form an important part of the overall system in every single-frequency system, changed will.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum ,Synchronisieren von selbsterregten, insbesondere quarzstabilisierten Gleichwellensendern, bei dem zwecks Nachstimmung des Tochtersenders die Steuerfrequenz eines Muttersenders mit einer vom Tochtersender, beispielsweise von dessen Steuerstufe abgezweigten Frequenz verglichen wird, wird demgegenüber vorgeschlagen sowohl die Steuerfrequenz des Muttersenders als die des Tochtersenders mit einer besonderen Oszillatorfrequenz zu mischen und die entstehenden Zwischenfrequenzen miteinander zu vergleichen. Durch dieses Verfahren wird es möglich, wenn man immer die gleiche Zwischenfrequenz zugrunde legt, die Frequenzkontrolleinrichtungen unabhängig von der Frequenz des Gleichwellensystems zu verwenden, da nur die für jeden Sender vorzusehende besondere Oszillatorfrequenz einzustellen ist. Diese Oszillatorfrequenz braucht im übrigen nicht besonders konstant zu sein, da ihre Frequenz gleichzeitig mit der Kontrollfrequenz und der Frequenz der einzelnen Tochtersender eine Zwischenfrequenz bildet. Unter Umständen kann es aber vorteilhaft sein, in der Oszillatorstufe Quarze o. dgl. zu verwenden, beispielsweise wenn die Oszillatorstufe für Eichzwecke benutzt werden soll.In the method according to the invention for synchronizing self-excited, In particular, quartz-stabilized single-frequency transmitters, in which for the purpose of retuning of the daughter transmitter the control frequency of a mother transmitter with one from the daughter transmitter, for example, the frequency branched off from its control stage is compared in contrast, proposed both the control frequency of the mother station and that of the To mix daughter transmitters with a special oscillator frequency and the resulting Intermediate frequencies to compare with each other. Through this process it becomes possible, if one always is based on the same intermediate frequency, the frequency control devices independently of the frequency of the single frequency system to be used, as only that for each transmitter to be provided special oscillator frequency is to be set. This oscillator frequency Incidentally, it does not need to be particularly constant, since their frequency is simultaneous an intermediate frequency with the control frequency and the frequency of the individual daughter transmitters forms. Under certain circumstances, however, it can be advantageous to use crystals in the oscillator stage o. The like. To be used, for example when the oscillator stage is used for calibration purposes shall be.

Es ist in diesem Zusammenhang verständlicherweise belanglos, ob als Kontrollfrequenz die Frequenz eines bestimmten Senders (des Muttersenders) des Gleichwellensystems gewählt wird oder ob ein besonderer Sender als Kontrollsender benutzt wird. Ebenso kann auch die Oszillatorfrequenz für alle Sender gemeinsam erzeugt und den einzelnen Sendern durch Kabel oder drahtlos zugeleitet werden.In this context, it is understandably irrelevant whether as Control frequency the frequency of a certain transmitter (the mother transmitter) of the single frequency system is selected or whether a special transmitter is used as a control transmitter. as well the oscillator frequency can also be generated jointly for all transmitters and for the individual Transmitters can be fed by cable or wirelessly.

Beachtlich ist, daß sich durch die Zwischenfrequenzbildung als weiterer Vorteil eine prozentuale Erhöhung der Frequenzabweichung und damit eine Erhöhung der Meßgenauigkeit ergibt. Beträgt z. B. der Frequenzunterschied zwischen Kontrollfrequenz und Tochtersenderfrequenz bei einer Trägerfrequenz von iooo kHz i Hz, also io-' des Wertes, so bleibt dieser Unterschied nach Zwischenfrequenzbildung mit einer Oszillatorfrequenz von z. B. iioo kHz erhalten. Bei einer entstehenden Zwischenfrequenz von loo kHz beträgt die Frequenzabweichung dann aber io 5 des Wertes.It is noteworthy that the intermediate frequency formation as a further The advantage is a percentage increase in the frequency deviation and thus an increase the measurement accuracy results. Is z. B. the frequency difference between control frequency and subsidiary transmitter frequency at a carrier frequency of 100 kHz i Hz, i.e. io- ' of the value, this difference remains after intermediate frequency formation with a Oscillator frequency of z. B. iioo kHz received. When an intermediate frequency occurs of loo kHz the frequency deviation is then io 5 of the value.

Da die Zwischenfrequenz kein Vielfaches der Senderfrequenz ist, können in den Frequenzkontrolleinrichtungen Störungen durch die Senderfrequenzen nicht auftreten. Die Zwischenfrequenzbildung sorgt also für eine Entkopplung des Frequenzkontrollgerätes.Since the intermediate frequency is not a multiple of the transmitter frequency, you can No interference from the transmitter frequencies in the frequency control systems appear. The intermediate frequency formation ensures that the frequency control device is decoupled.

An sich ist es bekannt, daß sich beliebige Frequenzen aus einer Grundfrequenz durch Modulation mit einer wählbaren Hilfsfrequenz erzielen lassen, beispielsweise indem die Grundfrequenz zunächst vervielfacht, dann mit einer Hilfsfrequenz moduliert und schließlich eine der entstehenden Seitenbandfrequenzen einer Frequenzteilung unterworfen wird. Mit dem Verfahren nach der Erfindung hat dies nur insoweit etwas zu tun, als damit das Verfahren der Erzeugung beliebiger Frequenzen schlechthin umrissen ist, ohne daß damit ein Anhaltspunkt bezüglich der Vorteile gegeben wäre, die sich bei der Synchronisierung von Gleichwellensendern durch einen Zwischenfrequenzvergleich im Sinne der Erfindung ergeben.It is known per se that any frequencies can be derived from a basic frequency can be achieved by modulation with a selectable auxiliary frequency, for example by first multiplying the basic frequency, then modulating it with an auxiliary frequency and finally one of the resulting sideband frequencies of a frequency division is subjected. With the method according to the invention, this only has something to do with this to do with the process of generating arbitrary frequencies par excellence is outlined without giving any indication of the advantages, when synchronizing single-frequency transmitters through an intermediate frequency comparison result within the meaning of the invention.

Beim heutigen Stande der Technik läßt sich bei z. B. quarzgesteuerten Sendern eine sehr hohe Frequenzkonstanz erreichen, so daß eine dauernde automatische Frequenznachstellung bei auftretenden Frequenzunterschieden zwischen Kontrollfrequenz und Tochtersenderfrequenz nicht erforderlich ist. Daher wird der Frequenzvergleich vorzugsweise mittels einer Braunschen Röhre durchgeführt, wobei gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die eine Zwischenfrequenz den vertikalen, die andere den horizontalen Ablenkplatten zugeführt wird. Aus der entstehenden Lissajousschen Figur (Kreis oder Ellipse) kann man Frequenzabweichungen erkennen. Ein solcher Vergleich ist aber nicht sehr genau. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird daher die eine der beiden entstehenden Zwischenfrequenzen vervielfacht, so daß auf dem Schirm der Bi-aunschen Röhre zwei gegeneinander laufende oder auf einer Ellipse umlaufende Sinusschwingungen entstehen. Durch Wahl des Zeitmaßstabes und Dunkelsteuerung eines Teiles der Kurve kann man erreichen, daß auf dem Schirm als Ausschnitt der ganzen Kurve eine Sinuslinie geschrieben wird. Diese Sinuslinie steht bei Frequenzgleichheit beider Zwischenfrequenzen still, bei auftretender Ungleichheit der Zwischenfrequenzen wandert die Sinuslinie nach rechts oder links bzw. oben oder unten. Aus der Wanderungsgeschwindigkeit und Richtung kann man auf die Frequenzabweichung schließen und durch Nachziehen der Senderquarze von Hand einen stillstehenden Kurvenzug erzeugen. Selbstverständlich kann der Frequenzvergleich auch mit anderen Mitteln, z. B. einer Phasenbrücke, durchgeführt werden.With the current state of the art, z. B. quartz controlled Transmitters achieve a very high frequency constancy, so that a permanent automatic Frequency adjustment in the event of frequency differences between the control frequency and daughter transmitter frequency is not required. Hence the frequency comparison preferably carried out by means of a Braun tube, wherein according to one embodiment of the invention, one intermediate frequency the vertical, the other the horizontal Baffles is fed. From the resulting Lissajous figure (circle or Frequency deviations can be seen. But such a comparison is not very accurate. According to a further embodiment of the invention is therefore one of the The two intermediate frequencies that arise are multiplied, so that the Bi-aunschen on the screen Tube two sine waves running against each other or revolving on an ellipse develop. By choosing the time scale and blanking out a part of the curve you can achieve that on the screen as a section of the whole curve a sine curve is written. This sine line stands when the two intermediate frequencies have the same frequency quiet, if there is an inequality of the intermediate frequencies, the sinusoid moves to the right or left or up or down. From the migration speed and Direction can be deduced from the frequency deviation and by tightening the Transmitter crystals generate a stationary curve by hand. Of course the frequency comparison can also be done by other means, e.g. B. a phase bridge performed will.

Wenn auch das bisher beschriebene Verfahren bereits eine bisher nicht erreichte einfache Überwachung des Gleichwellensendersystems gestattet, so ist doch grundsätzlich bei Vergleich zweier Frequenzen bei Wandern des Schirmbildes in der einen oder anderen Richtung nicht zu unterscheiden, ob die Kontrollfrequenz kleiner wird bei konstanter Tochtersenderfrequenz oder ob die Frequenz eines Tochtersenders größer wird bei konstanter Kontrollfrequenz. Es ist auch nicht erkennbar, wenn sich beide Frequenzen in gleichem Sinne ändern. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist jedoch eine solche Prüfung mit verhältnismäßig einfachen Mitteln möglich. Erfindungsgemäß wird nämlich jede Steuerstufe der einzelnen Gleichwellensender mehrfach, insbesondere 3fach ausgebildet. Jede der Steuerstufen kann dann wahlweise zur Steuerung der weiteren Senderstufen benutzt werden. Jede dieser Steuerstufen ist vorzugsweise als quarzgesteuerte Stufe ausgebildet. Der Aufwand für eine kleine Quarzstufe ist gering, es ergeben sich aber durch die Anwendung mehrerer Quarzstufen mit der gleichen Frequenz gewaltige Vorteile. Bei Inkonstanz oder Störung einer Steuerstufe kann auf eine andere umgeschaltet werden. Vor allem aber ermöglicht die Verwendung mehrerer Steuerstufen eine Frequenzkontrolle jedes Tochtersenders in sich während des Betriebes ohne die zugeführte Kontrollfrequenz. Jede dieser Steuerstufen liefert nämlich mit der erwähnten Oszillatorfrequenz eine Zwischenfrequenz, so daß erfindungsgemäß durch Vergleich dieser Zwischenfrequenzen in derselben Weise wie oben beschrieben, festgestellt werden kann, ob innerhalb des Tochtersenders Frequenzänderungen auftreten.Even if the procedure described so far has not been one so far Simple monitoring of the single-frequency transmitter system achieved is permitted, but it is basically when comparing two frequencies when moving the screen image in the one or the other direction not to distinguish whether the control frequency is smaller is at constant daughter transmitter frequency or whether the frequency of a daughter transmitter becomes larger at a constant control frequency. It is also undetectable when change both frequencies in the same sense. According to a further embodiment of the invention However, such a test can be carried out with relatively simple means. According to the invention namely, each control stage of the individual single frequency transmitter is multiple, in particular 3-fold trained. Each of the control stages can then optionally be used to control the other Transmitter stages are used. Each of these control stages is preferably crystal-controlled Level trained. The effort for a small quartz stage is low, it turns out however, through the use of several quartz stages with the same frequency, it becomes enormous Advantages. In the event of inconsistencies or faults in one control stage, you can switch to another will. Above all, however, the use of several control stages enables frequency control each subsidiary transmitter in itself during operation without the supplied control frequency. Each of these control stages supplies one with the mentioned oscillator frequency Intermediate frequency, so that according to the invention by comparing these intermediate frequencies in the same way as described above, it can be determined whether within frequency changes occur in the daughter transmitter.

Verwendet man nur zwei Steuerstufen, so ist nicht eindeutig zu entscheiden, ob die gerade an den Sender angeschlossene Steuerstufe ihre Frequenz ändert oder die Reservestufe. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden daher vorzugsweise drei quarzgesteuerte Steuerstufen für jeden Sender des Gleichwellensystems vorgesehen. Mit jeder dieser drei Frequenzen wird die Oszillatorfrequenz überlagert und es wird jeweils eine Zwischenfrequenz erzeugt. Von den drei entstehenden Zwischenfrequenzen werden je zwei, wie oben beschrieben, mittels je einer Braunschen Röhre verglichen. Benutzt man z. B. gerade die an die Hauptstufen des Senders angeschlossene Quarzstufe zur Erzeugung einer Zwischenfrequenz für die vertikalen Ablenkplatten beider Braunscher Röhren gleichzeitig und die beiden anderen Zwischenfrequenzen für je eine horizontale Ablenkung, wobei die letzteren Zwischenfrequenzen verzehnfacht werden, so ergibt sich aus dem Wandern der Schirmbilder, welche Frequenz sich ändert; denn der sehr unwahrscheinliche Fall, daß alle drei Quarzstufen sich gleichsinnig um den gleichen Betrag ändern, wird kaum eintreten. Durch die in großen Abständen erfolgende Kontrolle mit dem Muttersender kann außerdem dieser Fall festgestellt werden. Es ist natürlich auch möglich, statt zweier Braunscher Röhren eine Doppelstrahlröhre zu verwenden. Die übereinander geschriebenen Figuren der Doppelstrahlröhre erlauben einen besonders einfachen Frequenzvergleich.If only two tax brackets are used, it is not possible to clearly decide whether the control stage connected to the transmitter changes its frequency or the reserve level. According to a particular embodiment the invention are therefore preferably three crystal-controlled control stages for each transmitter of the Single frequency system provided. With each of these three frequencies becomes the oscillator frequency superimposed and an intermediate frequency is generated in each case. Of the three emerging Intermediate frequencies are each two, as described above, by means of one Braunsche Tube compared. If you use z. B. just connected to the main stages of the transmitter Quartz stage to generate an intermediate frequency for the vertical deflection plates both Braunschweig tubes at the same time and the other two intermediate frequencies for one horizontal deflection each, with the latter tenfold intermediate frequencies the wandering of the screens shows which frequency is changing; because the very unlikely event that all three quartz stages are in the same direction change by the same amount is unlikely to occur. By at large intervals This case can also be determined if a check is carried out with the parent transmitter will. It is of course also possible to use a double-jet tube instead of two Braunschweig tubes to use. The figures of the double beam tube, written one on top of the other, allow a particularly simple frequency comparison.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau eines Gleichwellensenders gemäß der Erfindung. Jeder Sender des Systems ist gleich gebaut. Jeder Sender kann also die Rolle des Muttersenders übernehmen. IQ" IQ" /,?a stellen die drei Quarzsteuerstufen jedes Senders dar. Mittels des Schalters S1 wird eine der Steuerfrequenzen an die weiteren Senderstufen geschaltet. /o" deutet den besonderen Oszillator zur Erzeugung der Zwischenfrequenzen an. Die Frequenz dieses Oszillators und die Quarzfrequenzen werden in den drei Mischstufen Ml, M2, M3 gemischt, die entstehenden Zwischenfrequenzen ZFl, ZF2, ZF3 werden über die Wahlschalter S2, S3, S4 und Verstärker V geleitet. Zwei der Frequenzen werden vervielfacht, z. B. verzehnfacht, und je einem Ablenkplattenpaar der Braunschen Röhren R1 und R2 zugeführt. Die dritte Zwischenfrequenz wird den anderen Ablenkplattenpaaren beider Röhren gleichzeitig zugeführt. Verwendet man diejenige Zwischenfrequenz, die den Gleichwellensender steuert, gleichzeitig zur Vertikalablenkung, so zeigt z. B. ein Wandern der Sinuslinie auf dem Schirm der unteren Röhre, aber Stehen auf dem Schirm der oberen an, daß wahrscheinlich die Zwischenfrequenz, d. h. die Quarzfrequenz der entsprechenden Stufe sich ändert. Eine Kontrolle ergibt sich, wenn man die Frequenz der unteren Stufe mit der der oberen vergleicht, indem man eine der beiden für die Vertikalablenkung benutzt. Es muß die gleiche Wanderung wie vorher erläutert eintreten.The figure shows an embodiment for the construction of a single frequency transmitter according to the invention. Every transmitter in the system is built in the same way. Each broadcaster can therefore take on the role of the mother broadcaster. IQ " IQ" /,? A represent the three quartz control stages of each transmitter. One of the control frequencies is switched to the other transmitter stages by means of switch S1. / o "indicates the special oscillator for generating the intermediate frequencies. The frequency of this oscillator and the crystal frequencies are mixed in the three mixer stages Ml, M2, M3, the resulting intermediate frequencies ZFl, ZF2, ZF3 are selected via the selector switches S2, S3, S4 and Amplifier V. Two of the frequencies are multiplied, e.g. tenfold, and fed to a pair of deflector plates each of the Braun tubes R1 and R2. The third intermediate frequency is fed to the other pairs of deflector plates of both tubes at the same time. at the same time as the vertical deflection, for example a wandering of the sine line on the screen of the lower tube, but standing on the screen of the upper tube indicates that the intermediate frequency, ie the crystal frequency of the corresponding stage, is likely to change one compares the frequency of the lower stage with that of the upper one by fü r used the vertical deflection. The same migration must take place as explained above.

Um eine Kontrolle der Gleichwellensender untereinander zu ermöglichen, wird ein bestimmter oder beliebig wählbarer Sender des Systems zum Muttersender bestimmt. In Sendepausen wird die Mutter-Sollfrequenz mittels des Empfängers /B empfangen und mit der Oszillatorfrequenz /o" in der Mischstufe Mg gemischt. Die entstehende Zwischenfrequenz ZFG wird über die Wahlschalter S einer der Braunschen Röhren zugeführt und dort mit den Tochterzwischenfrequenzen verglichen. Der eingerahmte Teil der Schaltung ist nicht nur für alle Sender der gleiche, sondern kann auch bei Wellenwechsel oder bei anderen Gleichwellengruppen in derselben Art benutzt werden.In order to enable the single-frequency transmitters to be checked against one another, a specific or freely selectable station in the system becomes the mother station certainly. During pauses in transmission, the mother target frequency is set by means of the receiver / B received and mixed with the oscillator frequency / o "in the mixer Mg. The The resulting intermediate frequency ZFG becomes one of the Braun's via the selector switch S. Tubes fed and compared there with the daughter intermediate frequencies. The framed one Part of the circuit is not only the same for all transmitters, but can as well Used in the same way for wave changes or other groups of the same wave will.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die Verwendung der Zwischenfrequenz einen einfachen Aufbau des Vergleichsgerätes gestattet. Wesentlich ist ferner die Durchführung des Vergleichs mittels Braunscher Röhren, wobei die eine Zwischenfrequenz vervielfacht, vorzugsweise verzehnfacht ist, und wichtig ist weiter die Verwendung von mehreren vorzugsweise drei Quarzstufen, die laufend gegenseitig verglichen werden, so daß sowohl eine Kontrolle der Senderfrequenz jedes Tochtersenders in sich als auch eine Kontrolle mit anderen Sendern möglich ist.The essence of the invention is that the use of the intermediate frequency allows a simple structure of the comparison device. What is also essential is the Carrying out the comparison using Braunschweig tubes, with one intermediate frequency is multiplied, preferably tenfold, and the use is also important of several preferably three quartz levels, which are continuously compared with each other, so that both a control of the transmitter frequency of each subsidiary transmitter in itself as control with other transmitters is also possible.

Claims

PATENT CLAIM: i. Procedure for synchronizing self-excited, In particular, quartz-stabilized single-frequency transmitters, in which for the purpose of retuning of the daughter transmitter the control frequency of a mother transmitter with one of the daughter transmitter, for example, the frequency branched off from its control stage is compared, thereby characterized in that both the control frequency of the parent transmitter and the frequency of the daughter transmitter mixed with a special oscillator frequency and the resulting Intermediate frequencies are compared with each other.

2. The method according to claim i, characterized in that the oscillator frequency is stabilized.

3. Procedure according to claim i and 2, characterized in that the oscillator frequency for all Transmitter is generated together. . ¢.

Method according to claims i to 3, characterized in that that the intermediate frequencies to be compared correspond to the vertical or horizontal baffles a Braun tube.

5. The method according to claim i to 4, characterized characterized in that one of the two intermediate frequencies is multiplied before it is fed to the Braun tube.

6. Procedure with individual self-excited Stations that are subject to frequency checks from time to time Claim i to 5, characterized in that each transmitter has several, in particular three stabilized self-excited control stages balanced to the same frequency owns, of which a selectable control level each the other transmitter levels controls.

7. The method according to claim i to 6, characterized in that the frequencies the control levels of each transmitter are compared with each other. B.

Procedure according to Claims i to -7, characterized in that by means of two Braunscher Tubes or a double beam tube, two frequency comparisons take place at the same time. G.

Method according to Claims i to 8, characterized in that when comparing frequencies an intermediate frequency with the other multiplied the recording of the Braunschen Tube is chosen so that a sine line is created on the screen, the migration of which forms a measure for the frequency deviations. ok

Method according to claim 6, characterized characterized in that each transmitter of the single frequency system has any two to the main transmitter Has connectable control stages that are compared with a special normal frequency will. ii.

Method according to claim io, characterized in that the normal frequency is obtained by multiplying or dividing a particular level.

12. Procedure according to claim io and ii, characterized in that the normal frequency for all Sender of the system is generated jointly. Attached pamphlets German patent drill No. 732 750.