DE821804C

DE821804C - Vorrichtung zur selbsttaetigen Frequenzkorrektion

Info

Publication number: DE821804C
Application number: DEP20716D
Authority: DE
Inventors: Eduard Herman Hugenholtz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1946-12-31
Filing date: 1948-11-05
Publication date: 1951-11-22
Also published as: US2540333A; GB644623A; NL69917C; BE479024A; FR958065A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Aufrechterhaltung einer bestimmten Frequenzdifferenz zwischen einer Steuerschwingung und einer in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung. Letztere kann z. B. von einer in der Frequenz grob einstellbaren Spannung eines Senderoszillators gebildet werden.

Bei Vorrichtungen dieser Art wird durch eine Mischung der Steuerschwingung und der in der ίο Frequenz zu korrigierenden Schwingung eine Regelspannung erzeugt, deren Vorzeichen und Größe vom Vorzeichen der zu korrigierenden Frequenzabweichung und von ihrer Größe abhängig ist.

Man hat festgestellt, daß bekannte Vorrichtungen der beschriebenen Art, insbesondere bei größerer Empfindlichkeit der Regelschaltung und einem entsprechend beschränkten Regelgebiet, neben dem gewünschten stabilen Arbeitspunkt weitere unerwünschte stabile Arbeitspunkte aufweisen.

Wie ferner festgestellt wurde, treten diese unerwünschten stabilen Arbeitspunkte durch Stabilisierung auf eine Differenzfrequenz von der gewünschten Differenzfrequenz entsprechendem Wert, aber entgegengesetztem Vorzeichen auf.

Nach der Erfindung wird bei Vorrichtungen der beschriebenen Art eine unerwünschte Stabilisierung auf diese Spiegelfrequenz dadurch vermieden, daß die Regelkaskade in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Frequenzdifferenz zwischen der Steuerschwingung und der in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung blockiert bzw. freigegeben wird.

Die Blockierung der Regelkaskade kann mittels

einer Hilfsspannung erfolgen, deren Vorzeichen von dem Vorzeichen der Frequenzdifferenz abhängig ist. Zur Erzeugung einer solchen Spannung können beliebige, dazu geeignete bekannte Frequenzdiskriminatorschaltungen benutzt werden.

Zur Erzeugung der die Regelkaskade blockierenden Spannung wird vorzugsweise ein sogenannter Drehfelddiskriminator verwendet; wenn die zur Erzeugung der Regelspannung erforderliche Spannung der Differenzfrequenz durch eine multiplikative Mischung der Steuerschwingung und der in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung erhalten wird, ist das zu diesem Zweck verwendete Mischsystem gleichzeitig als eines der Mischsysteme des Drehfelddiskriminators verwendbar.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. ι zeigt ein einpoliges Blockschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

ao Fig. 2 zeigt das Schaltschema einer günstigen Ausführungsform eines vorzugsweise zu verwendenden Drehfelddiskriminators.

In Fig. ι ist mit 1 ein Oszillator bezeichnet, dessen Frequenz Z₁ gegenüber einer bei 2 zugeführten

Steuerschwingung (sin Z₀ i) derart stabilisiert werden soll, daß /₀ größer ist als Z₁ und die Frequenzdifferenz einer Frequenz Z₂ entspricht. Zu diesem Zweck wird durch eine Mischung 3 der Frequenzen Z₀ und Zi eine Spannung der Differenzfrequenz sin (/₀—Z₁) t erzeugt, die samt einer einem stabilen Oszillator 4 entnommenen, die erforderliche Differenzfrequenz Z₂ aufweisenden Spannung einem z. B. als Hexodenmischröhre ausgebildeten Phasendiskriminator 5, auch wohl als Schwebungsdiskriminator bezeichnet, zugeführt wird. Im Ausgangskreis dieses Diskriminators tritt bei Synchronismus der ihm zugeführten Schwingungen eine Gleichspannung e_T auf, deren Vorzeichen und Größe von dem Vorzeichen bzw. Wert der Phasendifferenz der Schwingungen sin (Z₀—Zi) t und sin Z₂ 1 abhängig sind. Dadurch, daß die Ausgangsspannung e_r des Phasendiskriminators 5 einer die Eigenfrequenz des Oszillators 1 beeinflussenden Regelimpedanz, z. B. einer als veränderliche Induktivität geschalteten Reaktanzröhre, zugeführt wird, wird erreicht, daß die gewünschte Frequenzdifferenz zwischen der Steuerschwingung und der in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung aufrechterhalten wird, vorausgesetzt, daß die Zeitkonstante der Regelkaskade 3, 5, 6 einen genügend geringen Wert hat. Je nachdem eine positive Phasendifferenz zwischen der Spannung der Differenzfrequenz sin (/₀—Zi) t und der Spannung sin/^i eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Frequenz Z₁ bewirkt, tritt eine

Stabilisierung bei /₀>ί_χ oder Z₀-^Z₁ auf.

Wenn eine solche Stabilisierung gewünscht wird, daß Z_o>/₁, so muß nach der Erfindung eine Stabilisierung bei Frequenzen, bei denen /o^/j.· ^ver~ mieden werden.

Zur Vermeidung einer Stabilisierung auf die Spiegelfrequenz, bei der also Zo—Z₁ = —f_i ist, wird der Diskriminator 5 von einer Spannung e_d blockiert, wenn f^f

Zur Erzeugung der Sperrspannung läßt sich z. B. ein sogenannter vergleichender Zählerdiskriminator verwenden, bei dem von den beiden in der Frequenz zu vergleichenden Schwingungen während gleichen, im übrigen aber beliebig gewählten Zeiteinheiten die Nulldurchgänge gezählt und ihre Zahlen verglichen werden. Diese Zählerdiskriminatoren sprechen, je nach der gewählten Zeiteinheit, erst bei einer bestimmten Differenzfrequenz, z. B. von wenigen Hz an. Obzwar dies bei Anwendung im vorliegenden Falle nicht schwierig ist, wenn nur die einzustellende Differenzfrequenz wesentlich größer als diese Mindestansprechfrequenz ist, ist es vorteilhaft, damit unerwünschte Stabilisierungen mit Sicherheit vermieden werden, die Sperrspannung mittels eines sog. Drehfelddiskriminators zu erzeugen. Ein solcher Diskriminator liefert bekanntlieh bereits bei Differenzfrequenzen von weniger als ι Hz eine Gleichspannung, deren Vorzeichen von dem Vorzeichen der Differenzfrequenz abhängig ist und deren Wert von dem Wert der Differenzfrequenz praktisch unabhängig ist.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, besitzt ein solcher Drehfelddiskriminator im wesentlichen zwei multiplikative Mischsysteme 3 und 7, denen die zu korrigierende Frequenz mit gleicher Phase und die Steuerschwingung mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 90⁰, 8, zugeführt werden (sin Z₀* bzw. cos /_oi). Es wird hier bemerkt, daß die zu korrigierende Schwingung und die Steuerschwingung vertauschbar sind.

Die den beiden Mischsystemen entnommenen Spannungen der Differenzfrequenz, die durch sin (/„—Z₁) t und cos (Z₀—Zi) t dargestellt werden können, weisen eine Phasenverschiebung von 90⁰ auf, deren Vorzeichen von dem Vorzeichen der Frequenzdifferenz abhängig ist. Durch Zuführung dieser um 90⁰ phasenverschobenen Schwebungsspannungen zu einem Phasendiskriminator 9 wird daher eine Gleichspannung e_d erhalten, deren Vorzeichen von dem Vorzeichen der Frequenzdifferenz abhängig ist. Diese Gleichspannung sperrt bei negativem Vor- i°5 zeichen das Mischsystem 5 in der Regelkaskade 3-6 des Generators 1.

Aus Ersparnisgründen bildet das Mischsystem 3 der normalen Regelkaskade 3-6 für die automatische Frequenzkorrektion gleichzeitig einen Teil des Drehfelddiskriminators 3, 7, 9.

Fig. 2 zeigt in Einzelheiten eine günstige Schaltung für die Elemente 3, 7, 8, 9 in Fig. 1. Hierbei wird die Steuerschwingung, dem Steuergitter einer ersten Pentodenmischröhre 3 direkt und über ein Phasenverschiebungsnetzwerk 8 dem Steuergitter einer zweiten Pentodenmischröhre 7 zugeführt. Den Fanggittern der Mischröhre 3, 7 wird die in der Frequenz zu korrigierende Spannung gleichphasig zugeführt. In den Anodenkreisen der beiden Misch- iao röhren liegen Widerstände 10 und 11, an denen die im vorhergehenden bereits erwähnten, gegenseitig um 90⁰ phasenverschobenen Spannungen der Differenzfrequenz auftreten. Das Vorzeichen dieser Phasenverschiebung wechselt mit dem Vorzeichen der Frequenzdifferenz zwischen Z₀ und Z₁-

Die um 90⁰ phasenverschobenen Schwebungsspannungen an den Widerständen 10 und 11 werden über Trennungskondensatoren 12, 13 einem Phasendiskriminator mit einem Ausgangskondensator 14 und zwei gegenüber dem Ausgangskondensator entgegengesetzt geschalteten Dioden 15 und 16 zugeführt. Die vom Ausgangskondensator abgekehrten Elektroden der Dioden 15 und 16 sind über Widerstände 17, 18 ebenso wie eine Seite des Ausgangskondensators 14 geerdet.

Bei diesem an sich bekannten Phasendiskriminator können die Dioden 15, 16 als Spannungsteiler betrachtet werden, vorausgesetzt, daß das Potential der Anode der Diode 15 positiv gegen das Potential der Kathode der Diode 16 ist. Sobald die Anode der Diode 15 gegenüber der Kathode der Diode 16 negativ wird, werden die beiden Dioden gesperrt. Folglich erhält der Kondensator 14 eine positive Spannung, wenn die Spannung an dem Widerstand 10 bzw. 17 gegenüber der an dem Widerstand 11 bzw. 18 voreilt, während eine negative Ausgangsspannung auftritt, sobald die Spannung an dem Widerstand 11 bzw. 18 voreilt.

Die Ausgangsspannung am Kondensator 14 dient zur Sperrung des als Pentode angedeuteten Mischsystems 5 in der Regelkaskade 3-6 zur automatischen Frequenzkorrektion, und mit Rücksicht darauf wird diese Ausgangsspannung als Vorspannung dem Steuergitter der Mischröhre 5 zugeführt.

Die an der Mischröhre 3 des Drehfelddiskriminators auftretende Spannung der Differenzfrequenz wird zur Einsparung eines zusätzlichen Mischsystems über einen Trennungskondensator 19 dem Steuergitter der Mischröhre 5 zugeführt.

Beim dargestellten Drehfelddiskriminator 3, 7, 14-18 werden den Alischsystemen 3, 7 um 90⁰ phasenverschobene Steuerschwingungen 8 zugeführt. Es kann auch eine geringere oder größere Phasenverschiebung verwendet werden, was aber bei Anwendung des in Fig. 2 dargestellten Phasendiskriminators 14-18 eine geringere Ausgangsspannung ε_Λ ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Aufrechterhaltung einer bestimmten Frequenzdifferenz zwischen einer Steuerschwingung und einer in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung, bei der mit einem von einer Spannung der Differenzfrequenz gespeisten Diskriminator eine Regelspannung gewonnen wird, die eine Regelimpedanz steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkaskade in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Frequenzdifferenz zwischen der Steuerschwingung und der in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung gesperrt bzw. freigegeben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung der Regelkaskade mittels einer Hilfsspannung erfolgt, deren Vorzeichen von dem Vorzeichen der Frequenzdifferenz zwischen der Steuerschwingung und der in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung abhängig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrspannung eine in der Regelkaskade liegende Elektronenröhre steuert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrspannung einem Drehfelddiskriminator entnommen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die zur Erzeugung der Regelspannung erforderliche Spannung der Differenzfrequenz durch eine multiplikative Mischung der Steuerschwingung und der in der Frequenz zu korrigierenden Schwingung erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zu diesem Zweck verwendete Mischsystem eines der Mischsysteme des Drehfelddiskriminators bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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