DE851359C - Schaltungsanordnung zur Steuerung der Schwingungsfrequenz eines rueckgekoppelten Schwingungserzeugers, insbesondere fuer die Frequenzumtastung bei Wechselstromtelegraphie - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Steuerung der Schwingungsfrequenz eines rückgekoppelten Schwingungserzeugers, insbesondere für die Frequenzumtastung bei Wechselstromtelegraphie Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Frequenzsteuerung eines rückgekoppelten Schwingungserzeugers, dessen Schwingungsfrequenz durch Phasendrehung beeinfluBbar ist. Eine solche Schaltungsanordnung ist besonders für die Frequenzumtastung bei der Wechselstromtelegraphie geeignet, kann aber auch für andere Anwendungsgebiete, z. B. für das Fernmessen, da, Fernsteuern und die Signalübertragung über Drahtleitungen oder Funkverbindungen Bedeutung haben.
• Für die Frequenzumtastung bei der Trägerfrequenztelegraphie mit Frequenzmodulation ist es bekannt, einen relaisbetätigten mechanischen Schalter in der Weise zu verwenden, daß zu der Induktivität oder Kapazität des frequenzbestimmenden Schwingungskreises eines rückgekoppelten Röhrengenerators eine Zusatzinduktivität oder eine Zusatzkapazität parallel oder in Reihe geschaltet wird. Es ist auch bekannt, gleichzeitig eine Zusatzin,duktivität und eine Zusatzkapazität umzuschalten, um die Trenn- oder Zeichenstromschritte nicht einseitig durch die unvermeidliche Umschlagzeit eines mechanischen Schalters zu verlängern.
• Da sich bei der Trägerstromtelegraphie mit Amplitudenmodulation die Tastung durch kontaktlose Sendemodulatoren sehr bewährt und seit langem eingeführt ist, strebt man auch in Trägerstromsystemen mit Frequenzmodulation kontaktlose Tastschaltungen an. Die bekannten Mittel der Frequenzmodulation, nämlich die Änderung der Induktivität einer Spule mit Eisenkern durch Gleichstrommagnetisierung oder die Verwendung einer Röhre als spannungsgesteuerte Induktiv ität oder Kapazität, sind für die Anwendung bei der Telegraphie od. ähnl. mit Stromschritten arbeitenden Übertragungssystemen nicht besonders geeignet, weil dabei .der Frequenzhub von der Größe und Konstanz des steuernden Gleichstromes bzw. der steuernden Gleichspannung abhängt und die zur Stabilisierung erforderlichen Einrichtungen einen erheblichen zusätzlichen Aufwand bedeuten würden.
• Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe der Frequenzsteuerung eines rückgekoppelten Schwingungserzeugers in besonders zweckmäßiger Weise dadurch gelöst, daß das frequenzbestimmende Glied des Schwingungserzeugers mit einem zusätzlichen Rückkopplungsstromkreis gekoppelt und in diesem ein steuerbarer Phasendreher, vorzugsweise ein einfacher Umpoler, angeordnet ist.
• Bei dieser Lösung wird die Tatsache ausgenutzt, daß bei einem rückgekoppelten Schwingungserzeuger in der üblichen Schaltung die Schwingungsfrequenz durch eine Phasendrehung beeinflußbar ist, da einerseits die Rückkopplungsbedingung eine bestimmte Phasenlage der Wechselspannungen im Rückkopplungskreis verlangt und andererseits für die Wechselströme bzw. Wechselspannungen des frequenzbestimmenden Gliedes eine bestimmte gegenseitige Abhängigkeit zwischen Frequenz und Phasenlage besteht.
• Es ist schon vorgeschlagen worden, diese Eigenart eines rückgekoppelten Schwingungserzeugers für einen Wechselstromtelegraphiesender mit gleichzeitiger Frequenz- und Phasenumtastung nutzbar zu machen, indem eine für sich allein nur die Phasenumtastung bewirkende Tastschaltung mit dem frequenzbestfmrnenden Glied des Wechselstromerzeugers in Wechselwirkung steht und auf diese Weise durch die Phasenumtastung zugleich eine Frequenzänderung der erzeugten Wechselspannung erzwungen wird. Hierbei muß aber die der Phasenumtastung dienende Tastschaltung mit einem Phasendreher verbunden sein, der eine zusätzliche feste Phasenverschiebung von etwa 9o° bewirkt. Die Ausgangsspannung dieses Phasendrehers wird dem Gitterkreis der der Schwingungserzeugung dienenden Röhre in Reihe mit der vom frequenzbestitnmenden Glied abgenommenen Wechselspannung zugeführt und bewirkt je nach ihrer Phasenlage eine Änderung der Schwingungsfrequenz auf denjenigen Wert, bei dem sich die vom frequenzbestimmenden Glied abgenommene Gitterwechselspannung mit der Ausgangswechselspannung des Phasendrehers zu einer resultierenden Wechselspannung mit einer die Rückkopplungsbedingung erfüllenden Phasenlage zusammensetzt.
• Gegenüber dieser für die gleichzeitige Frequenz-und Phasenumtastung vorgeschlagenen Schaltung hat die Anordnung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß auf eine zusätzliche Phasendrehung im Hilfsstromkreis verzichtet und somit auch der dafür notwendige Phasendreher erspart werden kann. Es ist lediglich ein gesteuerter Phasendreher erforderlich, der im einfachsten Falle aus einem relaisbetätigten Wendeschalter oder, wenn eine kontaktlose Steuerung verlangt wird, aus einem gesteuerten Doppelgegentaktinodulator besteht. In beiden Fällen wird durch die Steuerung eine L"mpolung der über den zusätzlichen Rückkopplungsweg zugeführten Wechselspannung bewirkt, die einer Phasenlagenänderung von i8o° entspricht.
• Die Zeichnung zeigt vier verschiedene Anwendungen der Erfindung auf eine Röhrensummerschaltung. Diese Schaltungen sind nur als Ausführungsbeispiele zu werten, da die Erfindung sinngemäß auch auf rückgekoppelte Schwingungserzeuger anderer Art anwendbar ist.
• In der Schaltung gemäß Fig. i stellt R eine Dreielektrodenröhre dar, deren Kathodenkreis in bekannter Weise einen Widerstand Wi enthält und deren Anodenkreis über einen Transformator Ti auf den Gitterkreis rückgekoppelt ist. Im Anodenkreis liegt die Transformatorwicklung 1I, die über eine Anodenspannungsquelle AB mit dem Kathodenkreis verbunden ist. Die Rückkopplungsspannung wird der Wicklung III entnommen, wobei durch die Polung der Wicklung dafür gesorgt ist, daß die Rückkopplungsspannung gegenüber der Anodenspannung an der Wicklung 1I um 18o° gedreht ist.
• Die Rückkopplungsspannung wird über den Wirkwiderstand WZ dem Gitter zugeführt, dabei bildet dieser Widerstand Wz in Reihe mit dem aus der Spule L und dem Kondensator C bestehenden Schwingungskreis einen Spannungsteiler, so daß am Gitter nur die am Schwingungskreis auftretende Teilspannung als Rückkopplungsspannung wirksam wird.
• Denkt man sich den unteren Pol des Kondensators C unmittelbar mit der gemeinsamen Kathodenleitung verbunden, so stellt die Schaltung nichts anderes als die bekannte Röhrensummerschaltung dar, deren Schwingungsfrequenz, von geringfügigen Abweichungen durch Phasenfehler im Rückkopplungsweg abgesehen, durch die Resonanzfrequenz des Schwingungskreises bestimmt ist.
• Erfindungsgemäß ist nun in den Schwingkreis 1 C über einen gesteuerten Phasendreher PD eine der Wicklung IV entnommene Teilspannung eingekoppelt, und zwar kann diese Einkopplung zweckmäßig über einen kleinen Festwiderstand W3 erfolgen, der in Reihe mit dein Kondensator C liegt.
• Wenn sich der Phasendreher PD in dem Steuerzustand befindet, in welchem er keine Phasendrehung bewirkt, so hat der der \Vicklung IV des Transformators entnommene, über den Widerstand W3 fließende Zusatzstrom gegenüber dem im Schwingungskreis über den Kondensator C flie-

  l'lenden kapazitiven Strom eine Phasenverschie-

  bung von go°. Er bewirkt also eine zusätzliche

  Phasendrehung der dem Gitter zugeführten, am

  Schwingungskreis abgenommenen Spannung, so

  tlaß die Ruckkopplungsl>edingung, die einen Pha-

  senunterschied zwischen Anoden- und Gitter-

  wecliselspatitititig von genau i8o' verlangt, nicht

  mehr bestehen , würde. Infolgedessen muß sich

  die Schwingungsfrequenz so weit ändern, bis

  durch entsprechende Abweichung von der Reso-

  nanzfrequenz des Schwingungskreises die ,durch die

  IZückkolililutigslicdingung, vorgeschriebene Phasen-

  lage erreicht ist. Dies kamt, je nach der Phasen-

  lage des in den Schwingungskreis eingekoppelten

  zusätzlich:n Stromes, eine Verschiebung gegen-

  über der Resonanzfrequenz entweder auf eine

  höhere oder auf eine tiefere Frequenzlage bedeuten.

  Auch die (-#r(*il3e der Frequenzverschiebung hängt

  von der @:r@il3c des zugeführten zusätzlichen Stro-

  mes bzw. von der Bemessung des Widerstandes

  11#.i ab.

  Wird ntin durch Steuerung des Phasendrehers

  PD, beispielsweise mittels einer Tiber das Klem-

  inenpaar K i zugeführten Steuergleichspannung,

  die Pliase des der Wicklung IV entnommenen Zu-

  satzstromes um i8o' gedreht, so stellt sich die

  Schwingungsfrequenz gegenüber dem vorherigen

  Zustand auf einen auf der anderen Seite des Re-

  sonanzpunktes liegenden Wert ein, bei dem wieder

  die Bedingung zur Aufrechterhaltung der Schwin-

  gung, nämlich ein Phasenunterschied zwischen

  Gitter- und Anodenspannung von genau i8o°, er-

  füllt ist.

  Auf diese Weise kann durch Steuerung des

  Phasendrehers 1'D die Schwingungsfrequenz des

  IZöhrenstininiers zwischen zwei für sich konstan-

  ten Werten geändert werden. Die Größe der durch

  den Phasendreher PD bewirkten Verschiebung

  braucht dabei nicht unbedingt, wie beschrieben,

  i8o' zu betragen, sondern kann auch 'kleiner sein.

  Die beiden festen Frequenzen, mit denen der Schwin-

  gutigserzetiger ie nach der Richtung des zuge-

  führten Stetiergleichstronies schwingen kann,

  liegen dann bei sonst gleichen Verhältnissen enger

  beieinander.

  Eine der erzeugten Schwingung entsprechende

  Wechselspatiiiutil kann über die Wicklung l des

  Transformators T, an den Klemmen K2 abge-

  nommen und in geeigneter Weise weiterverwendet

  werden.

  Fig. 2 zeit ein Ausführungsbeispiel für eine

  relaisbetätigte Tastschaltutig. -il die Klemmen K,

  über die der steuernde Gleichstrom, beispielsweise

  der den Zeichen entsprechende Doppelstrom eines

  Telegraphiesenders, zugeführt wird, ist hier ein ge-

  holtes Relais S angeschlossen, dessen Schalter s als

  Wendeschalter in dem zusätzlichen Rückkopplungs-

  stromkreis liegt. Die Wicklung IV des Transfor-

  mators T, besitzt hier eine Mittenanzapfung, die

  finit tier Kathodenleitung verbunden ist. Auf diese

  Weise 1>eivirkt der einpolige Wendeschalter s eine

  L'inpolung des der Wicklung IV entnommenen

  Wecliselstronies, der über den Eiltkopplungswider-

  stand W4 und den im Schwingungskreis LC liegenden Kopplungswiderstand W3 fließt. An dem Widerstand W3 entsteht eine Zusatzspannung, die je nach ihrer Phasenlage eine oberhalb oder unterhalb der Resonanzfrequenz des Schwingungskreises liegende Schwingungsfrequenz erzwingt.
• Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine kontaktlose Tastschaltung, bei der die über die Klemmen Ki zugeführten Steuergleichströme einen Doppelgegentaktmodulator M steuern, der z. B., wie dargestellt, in bekannter Weise als Ringmodulator ausgeführt sein kann. Er steht auf der einen Seite mit der symmetrisch angezapften Wicklung IV des Transformators Ti in Verbindung und ist auf der anderen Seite an die ebenfalls symmetrisch angezapfte Wicklung eines weiteren Transformators T2 angeschlossen, dessen Zweitwicklung ihrerseits den erfindungsgemäß erforderlichen Zusatzstrom für die Beeinflussung des Schwingungskreises LC liefert. Die Einkopplung erfolgt auch hier über einen Widerstand W3, der in Reibe mit dem Kondensator C des Schwingungskreises liegt. Im übrigen stimmt die Wirkung der Schaltung mit der der bereits beschriebenen Schaltungsbeispiele überein, so daß sich eine Wiederholung erübrigt.
• In Fig..I ist eine Schaltungsvariante dargestellt, die sich gegenüber der in Fig. 3 gezeigten Anordnung nur dadurch@unterscheidet, daß auch die Sekundärwicklung des Transformators T2 sy°tnmetriert ist und die Mittenanzapfung dieser Wicklung zugleich den Anschlußpunkt des Schwingungskreises für die Verbindung mit der Kathodenleitung bildet. Der An'kopplungswiderstand W3, der im Schwingungskreis in Reihe mit der Spule L und dem Kondensator C liegt, ist hier über zwei vorzugsweise gleich große Widerstände W4 und W5 mit der Sekundärwicklung des Transformators T2 verbunden.
• Es ist selbstverständlich, daß die wiedergegebenen Schaltungen nur Ausführungsbeispiele darstellen und in mannigfacher Weise variiert werden können. Bei den Schaltungen nach Fig. i bis 3 kann beispielsweise der Kopplungswiderstand W3 ebensogut auch mit der Spule L .in Reite geschaltet werden. Ferner kann der Anodenstromtransformator durch Anwendung der bekannten kapazitiven oder induktiven Dreipunktschaltung eingespart werden. Es können auch beliebige andere Rückkopplungsschaltungen mit einer oder mehreren Röhren Anwendung finden. Es kommt immer nur darauf an, daß in einem zusätzlichen Rückkopplungsstromkreis über einen gesteuerten Phasendreher eine Phasenverschiebung der Spannungen des Schwingungskreises erfolgt, die über die gegenseitige Abhängigkeit zwischen Frequenz und Phasenlage eine Frequenzänderung der erzeugten Schwingung herbeiführt.

Claims (5)

1. PATRITA\SPRC'CHE: i. Schaltungsanordnung zur Frequenzsteuerung eines rückgekoppelten Schwingungserzeugers, dessen Schwingungsfrequenz durch Phasendrehung beeinflußbar ist, insbesondere für die Frequenzumtastung bei Wechselstromtelegraphie, dadurch gekennzeichnet, daß das frequenzbestimmende Glied des Schwingungserzeugers mit einem zusätzlichen Rückkopplungsstromkreis gekoppelt und in diesem ein steuerbarer Phasendreher angeordnet ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Rückkopplungsstromkreis mit dem das frequenzbestimmende Glied bildenden Schwingungskreis über einen innerhalb des Schwingungskreises mit den Schwingungskreiselementen in Reihe liegenden Widerstand gekoppelt ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zusätzlichen Rückkopplungskreis ein steuerbarer Umpoler angeordnet ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zusätzlichen Rückkopplungsstromkreis ein relaisbetätigter Wendeschalter angeordnet ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zusätzlichen Rückkopplungsstromkreis ein Doppelgegentaktmodulator angeordnet ist, der bei Richtungsänderung der zugeführten Steuergleichspannung eine Umpolung des über ihn übertragenen Wechselstromes bewirkt.