DE846421C

DE846421C - Frequenzstabilisierungsschaltung

Info

Publication number: DE846421C
Application number: DEN4071A
Authority: DE
Inventors: Eduard Herman Hugenholtz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-06-27
Filing date: 1951-06-24
Publication date: 1952-08-11
Also published as: FR64547E; NL81046C; GB679457A; BE504213A; US2698904A; GB725903A; FR1044810A; DE925053C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Frequenzstabilisierungsschaltung zur selbsttätigen Frequenzkorrektion eines Ortsoszillators mittels einer Pilotoder Steuerfrequenz.

Bei Schaltungen dieser Art wird z. ß. dem Frequenz- und/oder Phasenunterschied zwischen der Pilotfrequenz und der zu korrigierenden Oszillatorfrequenz mittels einer Frequenz- und/oder Phasenvergleichsvorrichtung eine Regelspannung entnommen, die einen die Oszillatorfrequenz korrigierenden Frequenzkorrektor steuert.

Solche Schaltungen finden z. B. Anwendung zur selbsttätigen Frequenz- und/oder Phasenstabilisierung eines Senderoszillators oder zur selbsttätigen Korrektion der Frequenz des Ortsoszillators eines Überlagerungsempfängers, z. B. eines Einseitenbandempfängers, in der Weise, daß die gewünschte Zwischenfrequenz entsteht.

Um zu vermeiden, daß bei einem zeitweisen Wegfall der Pilotfrequenz, z. B. durch Schwund, die stabilisierte Frequenz sich ändert und dabei gegebenenfalls außerhalb des Eingriffsbereichs der automatischen Frequenzregelvorrichtung zu liegen kommt, \vodurch eine selbsttätige Stabilisierung ausbleiben würde, wurde bereits vorgeschlagen, die Generatorabstimmung im unstabilisierten Zustand selbsttätig in einem Niederfrequenzrhythmus zu ändern, z. B. unter Verwendung eines Suchspannungsgenerators, bis eine Stabilisierung auftritt. Die Suchspannung wird dann unterdrückt oder der Suchspannungsgenerator wird ausgeschaltet.

Es ist aber nicht ausgeschlossen, daß nach einem

zeitweisen Wegfall der Pilotfrequenz oder nach einer zeitweisen Ausschaltung der Apparatur, eine Stabilisierung auf einem Störsignal statt auf der gewünschten Pilotfrequenz erfolgt. Die Erfindung bezweckt, bei Stabilisierungsschaltungen der obenerwähnten Art diesen Nachteil zu vermeiden.

Nach der Erfindung enthält die Stabilisierungsschaltung zu diesem Zweck zwei Pilotfrequenzselektoren zum Aussondern von Pilotfrequenzen mit einem gegebenen Frequenzunterschied, wobei die Ausgangsspannungen dieser Selektoren gemeinsam die Suchspannung unterdrücken bei gleichzeitigem Auftreten zweier den erwähnten Frequenzunterschied aufweisender Pilotfrequenzen, wobei die einem der Pilotfrequenzselektoren entnommene Pilotfrequenz als Stabilisierungsfrequenz den Frequenzkorrektionsmitteln des Ortsoszillators zugeführt wird.

In einer bevorzugten Ausbildung der Schaltung nach der Erfindung sind die Ausgänge des ersten und des zweiten Pilotfrequenzselektors mit einem ersten und einem zweiten Gleichrichter und einer ersten und einer zweiten Verstärkerröhre gekoppelt, in deren einem Gitterkreis eine die Verstärkerröhre sperrende negative Gittervorspannungsquelle liegt, wobei die erwähnten Gitterkreise der ersten und der zweiten Röhre mit den Ausgängen des zweiten und des ersten Gleichrichters verbunden sind, wobei die Gleichrichter eine der negativen Gittervorspannung entgegenwirkende positive Gittervorspannung liefern, und die Ausgangskreise der ersten und der zweiten Verstärkerröhre einen dritten und einen vierten Gleichrichter enthalten, deren summierte Ausgangsspannungen bei Überschreitung eines gegebenen Schwelhverts den Suchspannungsgenerator unwirksam machen.

Bei der Schaltung nach der Erfindung ist es ferner in einfacher Weise möglich, bei Wegfall oder bei einer für die erforderliche Stabilisierung unzureichenden Amplitude einer der Pilotfrequenzen eine Umschaltung der Stabilisierung auf die andere Pilotfrequenz zu bewirken.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel eines Einseitenbandempfängers mit einer Frequenzstabilisierungsschaltung nach der Erfindung dargestellt ist. Zur Vereinfachung sind in verschiedenen Ausführungsformen an sich bekannte oder wenigstens früher vorgeschlagene Schaltelemente im Blockschema dargestellt.

Ein mittels einer Antenne 1 empfangenes Einseitenbandsignal mit unterdrückter Trägerwelle, von dem angenommen wird, daß es nebst den Nachrichtensignalen zwei oberhalb und unterhalb des Signalbands liegende Pilotfrequenzen enthält, wird nach erfolgter Verstärkung in einer Hochfrequenzstufe 2 mit dem von einem kristallgesteuerten Oszillator 3 herrührenden Signal einer Mischstufe4 zugeführt. Das nach der Mischung erhaltene Zwischenfrequenzsignal, dessen Frequenzen sich z. B. von 1000 bis 996 kHz erstrecken und in dem die Frequenzen 1000 und 996 kHz eine Pilotfrequenz von 60 und 64 kHz darstellen, wird nach der Zwischenfrequenzverstärkung 5 in einer zweiten Mischstufe 6 mit einer von einem selbsttätig in der Frequenz korrigierten Ortsoszillator 7 erzeugten Schwingung von 1060 kHz gemischt.

Das im Ausgangskreis der Mischstufe 6 auftre- ! tende Einseitenbandsignal, welches sich nach der zweimaligen Transponierung über einen Frequenzbereich von 60 bis 64 kHz erstreckt, wird zum Aussondern der Pilotfrequenzen von 60 bzw. 64 kHz zwei Pilotfrequenzselektoren 8 und 9 bis n zugeführt. Der erste Pilotfrequenzselektor 8 besteht aus einem auf 60 kHz abgestimmten Bandfilter; der zweite Pilotfrequenzselektor wird von einer mit dem Eingangskreis eines gleichfalls auf 60 kHz abgestimmten Filters 9 verbundenen Mischstufe 10 und einem auf 4 kHz abgestimmten Ortsoszillator 11 gebildet. Gleichzeitig wird das der Mischstufe 6 entnommene Zwischenfrequenzsignal über ein Bandfilter 12, welches nur Frequenzen von 60,3 bis 63,5 kHz durchläßt, einem Demodulator 13 zugeführt. Dem Demodulator 13 \vird ein von einem auf 60 kHz abgestimmten kristallgesteuerten Normaloszillator 14 herrührendes örtliches Oszillatorsignal zugeführt und die im Ausgangskreis des Demodulators auftretenden Niederfrequenzsignale (0,3 bis 3,5 kHz) werden ülxtr ein Tiefpaßfilter 15 und einen Niederfrequenzverstärker 16 einer Wiedergabevorrichtung 17 zugeführt.

Die den Pilotfrequenzselektoren 8 und 9 bis 11 entnommenen Pilotfrequenzen werden über einen Begrenzer 18 bzw. 19 einer Vorrichtung 20 zügeführt.

Die Vorrichtung 20, von der in der Figur ein detailliertes Schema dargestellt ist, enthält zwei als Verstärkerröhren geschaltete Pentoden 21,21', deren Steuergitter die den Begrenzern 18 und 19 entnommenen Pilotfrequenzen, die sodann beide eine Frequenz von 60 kHz besitzen, über einen Gittefkondensator 22 bzw. 22' und einen Ableitungswiderstand 23 bzw. 23' zugeführt werden. Die Kathoden der Röhren 21, 21' sind über durch Kondensatoren überbrückte Kathodenwiderstände geerdet, während die Schirmgitter dieser Röhren über Reihenwiderstände und geerdete Fntkopplungskondensatoren mit der Anodenspannungsquelle verbunden sind. Sowohl im Steuergitterkreis der Röhre 21 als auch im Steuergitterkreis der Röhre 21' liegt auch ein über einen Kondensator 24 bzw. 24' mit dem Ausgang des Begrenzers 18 bzw. 19 verbundener, durch einen Widerstand 25 bzw. 25' überbrückter Gleichrichter 26 bzw. 26'. Der Verbindungspunkt der Kathode des Gleichrichters 26 mit dem Kondensator 24 ist über einen Widerstand 27' mit dem Fanggitter der Röhre 21' verbunden, während der Verbindungspunkt der Kathode des Gleichrichters 26' mit dem Kondensator 24' über einen Widerstand 27 mit dem Fanggitter der Röhre verbunden ist. Die Anoden der Gleichrichter 26, 26' sind kapazitiv geerdet und über einen aus den Widerständen 28, 28' bestehenden Spannungsteiler einer negativen Gittervorspannungsquelle 29 verblinden. Die Anoden der Gleichrichter 26, 26' sind

außerdem über Widerstände 30 und 30' mit den Anoden von in den Ausgangskreisen der Pentoden j 21 und Ji' liegenden, durch einen Widerstand 31 bzw. 31' überbrückten Gleichrichtern 32 und 32' verbunden. Die Kathoden der Gleichrichter 32 j bzw. T,2^r sind kapazitiv mit den .Anoden der Rohren 21 bzw. J\' und über einen Widerstand 33 bzw. 33' ] mit den Fanggittern der Röhren 21 und 21' ver- | btinden. Im Anodenkreis der Rohre 21 liegt ein weiterer, von einem W iderstaud 34 überbrücktet' Gleichrichter 35, dessen Anode kapazitiv, 42. mit der AiX)(K' der Rohre 21 gekoppelt ist, während die Kathode dieses Gleichrichters über einen Widerstand 30 mit der negativen Gittervorspannung- j

quelle 2<; verbunden ist. Die Anode des Gleich- j riehters 35 ist außerdem über einen Widerstand 3~ ! mit dem Steuermittel" einer Verstärkerröhre 3<S verbunden, wobei das Steuertet te r auch über einen Widerstand ?,~' mit der Kathode des im Anoden- ,

?.o kreis der Rohre 21' liegenden Gleichrichters 2>~ \ verbunden ist. Im Anodenkreis der Röhre 38 liegt ein Relais 31; mit einem Wechselkontakt 40.

In den Anodenkreisen der Röhren 21 und 21' liefen von einer Induktivität 41 bzw. 41' und parallel geschalteten Kondensatoren 42 bzw. 42' gebildete Sch wiiigungskreise 43 bzw. 43', welche auf do kl 1/. abgestimmt sind. Die diesen· Schwin- !^un.'-i'.-kreisen über Kopplungsspulen 44 bzw. 44' entnommenen Ausgangssehwingungen werden Kontakten 45 bzw . 45' und über den Wechselkontakt 40 einer aus einer Mischstufe bestehenden Phasenvergleichsvorrichtung 40 zugeführt und in dieser in der Frequenz und !'hase mit den gleichfalls dieser Vorrichtung zugeführten, dem auf 60 kHz abgestimmten Xormaloszillator 14 entnommenen Schwingungen vergl iehen.

Die Mischstufe 40 liefert eine Regelspannuug. die bei Stabilisierung vorwiegend aus einer Gleichspannung und sonst aus einer der Differenzfrequenz zwischen den verglichenen Schwingungen entsprechenden Wechselspannung besteht. Diese Regelspannung wird über ein Tiefpaßfilter 47 einer mit dem in der Frequenz zu stabilisierenden Oszillator 7 gekoppelten Reaktauzrölire 4S zugeführt.

Ferner enthält die Schaltung noch einen Suchspannungsgeneraior 41;. der über einen Schalter 50 aus einer I lochspannungsquelle gespeist wird und j dessen Ausgangsspannuug dem zwischen der ver- ' änderlicheu Reaktanz 4S und dem Tiefpaßfilter 47 liegenden Regelspannungsleituug zugeführt wird. Der Schalter 50 wird von einem im Anodenkreis j einer stark negativ vorgespannten Verstärkerröhre ! 51 liegenden Relais ^2 betätigt. Diese Röhre führt Anodenstrom, sobald die summierten Ausgangs-Spannungen der an den Gleichrichtern },2 und },2 auftretenden Gleichspannungen einen gegebenen Schwellwert überschreiten, und erregt dann das Relais 52, wodurch der Suchspannungsgenerator unwirksam wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Frequenz- i slabilisierungsschaltung nach der Krtindung ist wie ^! folgt: Wenn vom Zustand ausgegangen wird, bei dem I'ilotfrequeiizen von (K) und (14kl Iz mit hinreichender Amplitude der Mischstufe 6 entnommen werden, wird der Einfluß der negativen Vorspannung auf die Fanggitter der Röhren 21 und 21', die von der Gittervorspannungsquelle 29 geliefert wird, von den sodann an den Gleichrichtern 26, 26' auftretenden und den Fanggittern der Röhren 2t' bzw. 2i zugeführten positiven Vorspannungen ausgeglichen. Die den Röhren 21, 21' zugeführten Pilotfrequenzen treten sodann in den Anodenkreisen dieser Röhren auf und werden den Gleichrichtern 32 bzw. },2 zugeführt, die gleichfalls den Fanggittern der Rohren 21 und 21' zugeführte positive Spaninnigen liefern und die betreffende Röhre geöffnet halten, solange ihr ein Eingangssignal zugeführt wird. Gleichzeitig wird von den summierten Ausgangsspannungen der Gleichrichter 32, 32' über einen Verstärker 51 und ein Relais ^2 der Suchspannungsgenerator 49 unwirksam gemacht, der, solange nicht die beiden Pilotfrequenzen mit einem gegebenen Frequenzunterschied auftreten, wirksam war.

Wenn die beiden Pilotfrequenzen mit einer zur Stabilisierung hinreichenden .Amplitude in den Anodenkreisen der Röhren 21, 2\ auftreten, wird dem Steuergitter der Röhre 38 nebst einer vom Gleichrichter 35 herrührenden negativen Vorspannung eine solche kleinere, vom Gleichrichter 32' herrührende positive Vorspannung zugeführt, daß die Röhre 38 gesperrt ist. Das Relais 39 ist dann nicht erregt und der Wechselkontakt nimmt die dargestellte Lage ein. Das an dem im Anodenkreis der Röhrt· 21 liegenden Schwingungskreis 43 auftretende Pilotfrequenzsignal von 60 kl Iz wird über einen Kontakt 45 und einen Wechselkontakt 40 der Vergleiehsinischstufe 46 zugeführt und in dieser mit dem dem Xormaloszillator 14 entnommenen Signal von Oo kHz verglichen. Die im Ausgangskreis der Mischstufe 46 auftretende automatische Frequenzregelspannung wird zur Stabilisierung der Frequenz des Ortsoszillators 7 (1060 kHz) über das Tiefpaßfilter 47 der veränderlichen Reaktanz 48 zugeführt.

Fällt z. Ii. die Pilotfrequenz von 60 kl Iz zeitweise durch Schwund weg und wird nur die Pilotfrequenz von (14 kl Iz mit einer zur erforderlichen Stabilisierung liinreivhenden Amplitude empfangen, so liefert die Röhre 21 keine Alisgangsspannung, no sondern bleibt stromführend infolge der am Gleichrichter J(V auftretenden, dem Fanggitter der Röhre 21 zugeführten positiven Gittervorspannung, welche der negativen Gittervorspannung der Röhre 21 entgegenwirkt. Der Gleichrichter 32 liefert sodann keine Ausgaugsspannung, aber bei geeigneter Wahl der Einstellung der Röhre st und des Relais ^2 bleibt der Suchspannungsgenerator 49 dann unwirksam. Infolge derAbwesenheit der 60 kl Iz Pilotfrequenz fällt die sperrende, vom Gleichrichter 35 gelieferte negative' Vorspannung für die Röhre 38 weg, worauf die positive Vorspannung des Gleichrichters ^2' die Röhre 38 öffnet. Das Relais 39 wird sodann erregt, und der Wechselkontakt 40 wird auf den Kontakt 45' umgelegt. Sodann wird die im Anodenkreis der Röhre 21' auftretende Spannung

mit einer Frequenz von 60 kHz über den Wechselkontakl 40 der Mischstufe 46 zugeführt und in dieser mit der Frequenz der dem örtlichen Normal· oszillator 14 entnommenen Schwingungen von 60 kl Iz verglichen. Eine Stabilisierung des Ortsoszillators 7 erfolgt sodann mittels der der Röhre 21' zugeführteil Pilotfrequenz.

Wenn die beiden Pilotfrequeiizen wegfallen, werden die Röhren 21 und 21' beide gesperrt. An den Gleichrichtern 32 und 32' treten keine Spannungen mehr auf. welche die Röhre ^i sperren können; das Relais 52 fällt ab und der Suchspannungsgenerator 49 wird wirksam. Der Suchspannungsgenerator liefert eine Spannung niedriger Frequenz, z. B. von 3 Hz, zur veränderlichen Reaktanz 48 und die Frequenz des Ortsoszillators 7 wird selbsttätig in einem Xiederfrequenzrhythmus geändert, bis die beiden einen gegebenen Frequenzunterschied aufweisenden Pilotfrequenzen mit einer zur Stabilisierung des Oszillators hinreichenden Amplitude an den Ausgängen der Pilotfrequenzselektoren 8, 9 auftreten, worauf der Suchspannungsgenerator, wie es im vorhergehenden erklärt wurde, durch die Betätigung der Vorrichtung 20 unwirksam wird.

Wenn die Umschaltung der Stabilisierung von einer auf die andere Pilotfrequenz mittels des Wechselkontakts 40 nicht erforderlich ist, kann die Vorrichtung 20 durch Wegnahme des Verstärkers 21', 43', des Gleichrichters 30'bis 32', des Verstärkers 38 und des Relais 39 vereinfacht werden. Die Röhre 51 mit dem Relais 52 kann dann von den den Gleichrichtern 30, 31 und 24' bis 26' entnommenen positiven Spannungen gesteuert werden. Sodann wird bei Wegfall der der Röhre 21 zugeführten Pilotfrequenz eine Stabilisierung ausbleiben, 'und der Suchspannungsgenerator wird wirksam werden, bis die beiden Pilotfrequeiizen wieder gleichzeitig an den Ausgängen der Selektoren 8 und 9 auftreten und der Suchspannungsgenerator unwirksam wird. Fällt dagegen die Pilotfrequenz von 64 kHz weg, und bleibt die von 60 kllz vorhanden, so wird eine Stabilisierung mittels der zuletzt genannten Pilotfrequenz aufrechterhalten.

Claims

PaTENTANSPP, P Γ. II E:

ι. Frequenzstabilisierungsschaitung zur selbsttätigen Frequenzkorrektion eines örtlichen Oszillators mittels einer Pilotfrequenz, die einen im unstabilisierten Zustand wirksamen Suchspannungsgenerator enthält, wobei die Suchspannung beim Auftreten der Stabilisierung unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Pilottrequenzselektoren zum Aussondern

von einen gegebenen Frequenzunterschied aufweisenden Pilotfrequenzen vorgesehen sind, und ' die Ausgangsspannungen dieser Selektoren gemeinsam die Suchspannung bei gleichzeitigem Auftreten zweier den obenerwähnten Frequenzunterschied aufweisender Pilot frequenzen unterdrücken und die einem der Pilotfrequenzselektoren entnommene Pilotfrequenz als Stabilisierungsfrequenz den Frequenzkorrektionsmitteln des Ortsoszillators zugeführt wird.
2. Schaltung nach Anspruch τ, dadurch gekennzeichnet, daß die .Ausgänge des ersten und des zweiten Pilotfrequenzselektors mit einem ersten und einem zweiten Gleichrichter und einer ersten und einer zweiten Verstärkerrohre gekoppelt sind, in deren einem Gitterkreis line die Verstärkerröhre sperrende negative Gittervorspaunungsquelle liegt und die erwähnten Gitterkreise der ersten und der zweiten Röhre mit den Ausgängen des zweiten und des ersten Gleichrichters verbunden sind, wobei die Gleichrichter eine der negativen Gittervorspannung gegenwirkeiide positive Gittervorspannung liefern, und die Ausgangskreise der ersten und der zweiten Verstärkerröhre einen dritten und einen vierten Gleichrichter enthalten, deren summierte Ausgangsspannungen bei Überschreitung eines gegebenen Schwellwerts den Suchspannungsgenerator unwirksam machen.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Gitterkreise der ersten und der zweiten Verstärkerröhre außerdem mit den Ausgängen des dritten und des vierten Gleichrichters verbunden sind und diese Gleichrichter eine gleichfalls der negativen Gittervorspannung gegenwirkende positive Gittervorspannung liefern, und zwar in der Weise, daß ein Sperren der ersten oder der zweiten Verstärkerröhre von der negativen Gittervorspannung verhütet wird, solange die erste oder die zweite Pilotfrequenz mit einer zur erforderlichen Stabilisierung hinreichenden Amplitude im Ausgangskieis der betreffenden Verstärkerröhre auftritt.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter der Steuerung der Amplitude der den Pilotfrequenzselektoren entnommenen Pilotfrequenzen stehende Umschaltvorrichtung zwischen den Ausgangen der Pilotfrequenzselektoren und dem Eingang der Frequenzkorrektionsmittel des Ortsoszillators angeordnet ist, wobei die Umschaltvorrichtung bei unzureichender Amplitude der als Stabilisierungsfrequenz den Frequenzkorrekt ionsmitteln zugeführten Pilotfrequenz umschaltet, um die andere Pilotfrequenz als S tabilisierungs frequenz den Frequenzkorrektionsmitteln zuzuführen.
5. Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, da- ⁿ5 durch gekennzeichnet, daß mit den Ausgängen der ersten und der zweiten Verstärkerröhre Gleichrichter verbunden sind, die Gleichspannungen entgegengesetzter Polarität liefern und diese Ausgangsgleichspannungen gemeinsam die Umschaltvorrichtung steuern, welche aus einem Relais mit einem Wechselkontakt besteht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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