DE855277C

DE855277C - Frequency modulated oscillator

Info

Publication number: DE855277C
Application number: DEN4261A
Authority: DE
Inventors: Eduard Herman Hugenholtz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-08-08
Filing date: 1951-08-05
Publication date: 1952-11-10
Also published as: FR1041095A; NL85807C; CH291956A; BE505111A; GB692003A; NL155285B

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. NOVEMBER 1952ISSUED NOVEMBER 10, 1952

N4261 Villa/Jia*N4261 Villa / Jia *

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Frequenzmodulation eines Oszillators, wobei die Oszillatorfrequenz mit einer Frequenz, die einer durch die Modulationsschwingung gesteuerten Fhasemnodulationsstufe entnommen ist, synchronisiert wird" mittels einer l'hasenvergleichsstufe, deren Ausgang mit einem irequenzsteuernden Element des Oszillators gekoppelt ist. Die vom Oszillator erzeugte Frequenz stimmt dabei mit der von der Phasenmodulatorstufe abgeleiteten Frequenz völlig übe rein.The invention relates to a circuit for Frequency modulation of an oscillator, the oscillator frequency with a frequency that is a phase modulation stage controlled by the modulation oscillation is taken, is synchronized "by means of a phase comparison stage, whose Output is coupled to a frequency controlling element of the oscillator. The one generated by the oscillator The frequency agrees completely with the frequency derived from the phase modulator stage practice pure.

Bei den bisher vorgeschlagenen Schaltungen dieser Art wird die den Frequenzhub des Oszillators bewirkende Steuerspannung ganz von der Phasenvergleichsstufe geliefert. Es ergibt sich jedoch, daß diese Schaltung Neigung zu Instabilitäten zeigt, und zwar besonders zum Selbstschwingen des von dem Oszillator, der Phasenvergleichsstufe und dem frequenzsteuernden Element gebildeten, geschlossenen Kreises.In the circuits of this type proposed so far, the frequency deviation of the oscillator is determined causing control voltage entirely supplied by the phase comparison stage. It turns out, however, that this circuit shows a tendency to instability, in particular to the self-oscillation of the the oscillator, the phase comparison stage and the frequency-controlling element formed, closed Circle.

Eine wesentliche Weiterbildung in dieser Hinsicht ergibt sich dadurch, daß gemäß der Erfindung dem frequenzsteuernden Element des Oszillators audh die Modulationssohwinigung zugeführt wird zur Verringerung der erforderlichen Ausgangsschwingungsainplitude der Phasenverirleichsstufe.An essential further training in this regard results from the fact that, according to the invention, the frequency-controlling element of the oscillator also the modulation frequency is supplied to reduce the required output oscillation amplitude of the phase comparison stage.

Die E-ruidu.ng wird nachstehend an Hand des Prinzipschnitbildes der Fig. ι und eines ausgearbeiteten Teiles dieses Schaltbildes nach Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert.The E-ruidu.ng is hereinafter based on the Principle section of Fig. Ι and a worked out Part of this circuit diagram of Fig. 2 of the drawing explained in more detail.

In Fig. ι bezeichnet ι einen in der Frequenz zu modulierenden Oszillator, 2 eine Phasenvergleicihsstnfe, z. H. eine Mischstufe, deren Ausgang ein Tiefpaßfilter enthält, 3 einen Phasenmodulator, durch den die von einem stabilen Oszillator, z. R. einem Kristalloszillator4, gelieferte Schwingungen phasenmoduliert wird in Abhängigkeit von einer den Klemmen zugeführten Modulationsschwingung, die über ein integrierendes Netzwerk 6 dem Phasenmodulator 3 zugeführt wird. Die Frequenzmodula-In Fig. Ι ι denotes an oscillator to be modulated in frequency, 2 a phase comparison, z. H. a mixer, the output of which contains a low-pass filter, 3 a phase modulator, through which the from a stable oscillator, z. Oscillations supplied to a crystal oscillator 4 are phase-modulated as a function of a modulation oscillation fed to the terminals, which is fed to the phase modulator 3 via an integrating network 6. The frequency module

tion des Oszillators wird dadurch bewirkt, daß die Phase der vom Oszillator ι erzeugten Schwingung mit der Phase einer der Phasenmodulatorstufe 3, 4 über z. B. mindestens eine Frequenzvervielfachungsstufe 7 entnommenen Schwingung in der Phasenvergleichsstufe 2 verglichen wird, deren Ausgang mit einem frequenzsteuernden Element 8, z. B. einer Reaktanzröhre oder einer anderen Regelröhre des Oszillators 1, gekoppelt ist.tion of the oscillator is caused by the fact that the phase of the oscillation generated by the oscillator ι with the phase of one of the phase modulator stage 3, 4 via z. B. at least one frequency multiplication stage 7 extracted oscillation is compared in the phase comparison stage 2, the output of which with a frequency controlling element 8, e.g. B. a reactance tube or another control tube of the Oscillator 1, is coupled.

Auf diese Weise ist die vom Oszillator 1 erzeugte Schwingung mit der Ausgangsschwingung des Frequenzvervielfachers 7 synchronisiert, d. h. in der Frequenz übereinstimmend. Der Oszillator 1 erzeugt also eine entsprechend der Modulations-Schwingung an den Klemmen 5 frequenzmodulierte Schwingung, deren mittlere Frequenz durch die Frequenz des stabilen Oszillators 4 bedingt ist.In this way, the oscillation generated by the oscillator 1 corresponds to the output oscillation of the Frequency multiplier 7 synchronized, d. H. matching in frequency. The oscillator 1 thus generates a frequency modulated according to the modulation oscillation at terminals 5 Vibration, the mean frequency of which is due to the frequency of the stable oscillator 4.

Es ist gefunden worden, daß diese Schaltung eine Neigung zu Unstabilitäten zeigt, die gemäß der der ao Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß in dem vom Oszillator i, der Phasenvergleichsstufe 2 und dem frequenzsteuernden Element 8 gebildeten, geschlossenen Kreis eine Gegenkoppelung gegen Phasenabweichungen zwischen der Oszillatorschwingung und der Ausgangsschwingung des Frequenzvervielfachers 7 wirksam ist, die, solange die Phasenvergleichsstufe 2 die volle Modulationsspannung liefern muß, um den Oszillator 1 steuern zu können, verhältnismäßig bedeutend sein muß, und infolgedessen die Möglichkeit zum Selbstschwingen dieses geschlossenen Kreises gibt.It has been found that this circuit has a tendency to instabilities which, according to that of FIG ao invention underlying knowledge can be attributed to the fact that in the dated Oscillator i, the phase comparison stage 2 and the frequency-controlling element 8 formed, closed Circle a negative feedback against phase deviations between the oscillator oscillation and the output oscillation of the frequency multiplier 7 is effective as long as the phase comparison stage 2 must supply the full modulation voltage in order to be able to control oscillator 1, must be relatively significant, and consequently the possibility of self-oscillation closed circle there.

Die Wahrscheinlichkeit dieser Unstabilitäten wird wesentlich verringert, wenn, gemäß der Erfindung, dem frequenzsteuernden Element 8 des Oszillators ι auch die Modulationsschwingung zugeführt wird. Auf diese Weise braucht die Phasenvergleichsstufe 2 praktisch nur noch eine Spannung zu liefern, die proportional dem Unterschied zwischen der mittleren Frequenz der Ausgangsschwingung des Frequenzvervielfachers 7 und der mittleren Frequenz der Schwingung ist, die der Oszillator 1 erzeugen würde, wenn die Regelung über die Phasenvergleichsstufe 2 und das frequenzsteuernde Element 8 fehlte.The probability of these instabilities is substantially reduced if, according to the invention, the frequency-controlling element 8 of the oscillator ι also supplied the modulation oscillation will. In this way, the phase comparison stage 2 practically only needs to supply a voltage, which is proportional to the difference between the mean frequency of the output oscillation of the Frequency multiplier 7 and the mean frequency of the oscillation that the oscillator 1 would generate if the control via the phase comparison stage 2 and the frequency controlling Element 8 was missing.

Anstatt des Frequenzvervielfachers 7 oder in Vereinigung mit ihm kann eine Impulsstufe vorteilhaft angewendet werden, die die Ausgangsschwingung des Phasenmodulators 3, 4 in Impulse von kurzer Dauer umwandelt, wobei dann als Phasenvergleichsstufe 2 eine Impulsmischstufe verwendet wird. In diesem Fall kann die Frequenz des Oszillators ι einer besonders hohen Harmonischen der Frequenz der Phasenmodulatorstufe 3, 4 entsprechen. Instead of the frequency multiplier 7 or in combination with it, a pulse stage can be advantageous are applied, the output oscillation of the phase modulator 3, 4 in pulses of short duration, a pulse mixer then used as phase comparison stage 2 will. In this case, the frequency of the oscillator can be a particularly high harmonic Frequency of the phase modulator stage 3, 4 correspond.

Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist der Regelteil des frequenzsteuernden Elementes 8 im Innern des gestrichelten Vierecks der Fig. 1 näher ausgearbeitet. Damit die Phasenvergleichsstufe 2 stets praktisch nur Gleichspannung zu liefern braucht, ist es empfehlenswert, in das frequenzsteuernde Element 8 die Parallelschaltung zweier Regelröhren aufzunehmen, wobei die eine, 8' (Fig. 2), einen großen Regelbereich hat, aber nur von der Gleichspannungskomponente und den langsamen Änderungen der Spannung gesteuert wird, die von der Kombination der Ausgangsspannung α der Phasenvergleichsstufe 2 und der Modulationsspannung b an den Klemmen 5 gebildet werden, während die andere Regelröhre 8" auf eine konstante Gittervorspannung und damit auf eine konstante Steilheit eingestellt ist. über einen Kondensator 10 wird dieser Röhre 8" die Wechselspannungskomponente der Ausgangsspannung α der Phasenvergleichsstufe 2 zugeführt und über einen Spannungsteiler 11 die Spannung?) an den Klemmen 5; unter Zuhilfenahme dieses Spannungsteilers und gegebenenfalls zusätzlicher phasenkorrigierender Elemente wird dafür Sorge getragen, daß besonders für die höheren Modulationsfrequenzen die Phasenvergleichsstufe 2 keine Spannung zu liefern braucht. Der Gesamtausgangsstrom c der Röhren 8' und 8" steuert die Frequenz des Oszillators 1.In the circuit according to FIG. 2, the control part of the frequency-controlling element 8 in the interior of the dashed square in FIG. 1 is worked out in more detail. So that the phase comparison stage 2 practically only needs to supply direct voltage, it is advisable to include the parallel connection of two control tubes in the frequency-controlling element 8, one of which, 8 '(FIG. 2), has a large control range, but only of the direct voltage component and the slow changes in the voltage is controlled, which are formed by the combination of the output voltage α of the phase comparison stage 2 and the modulation voltage b at the terminals 5, while the other control tube 8 ″ is set to a constant grid bias and thus to a constant slope Capacitor 10, the AC voltage component of the output voltage α of the phase comparison stage 2 is fed to this tube 8 ″ and the voltage?) At the terminals 5 via a voltage divider 11; With the aid of this voltage divider and, if necessary, additional phase-correcting elements, care is taken that the phase comparison stage 2 does not need to supply any voltage, especially for the higher modulation frequencies. The total output current c of the tubes 8 'and 8 "controls the frequency of the oscillator 1.

Gegebenenfalls werden noch zusätzliche Maßnahmen getroffen, um auch beim Umschalten der Oszillatoren 1 und 4 auf eine andere Frequenz dafür zu sorgen, daß die Phasenvergleichsstufe 2 praktisch keine Wechselspannung zu liefern braucht.If necessary, additional measures are taken to ensure that the Oscillators 1 and 4 to a different frequency to ensure that the phase comparison stage 2 is practical does not need to supply alternating voltage.

Um weitere Unstabilitäten der Regelschaltung infolge der Phasendrehung im Ausgangskreis der go Phasenvergleiehsstufe 2 zu unterdrücken, kann parallel zu dem Ausgangsnetzwerk der Phasenvergleichsstufe 2 ein abgestimmter Reihenkreis geschaltet werden, der bewirkt, daß die kritische Frequenz, bei der der geschlossene Kreis 1, 2, 8 gegebenenfalls selbst schwingen möchte, nach einem höheren Wert verschoben wird.To avoid further instabilities in the control circuit as a result of the phase shift in the output circuit of the go To suppress phase comparison stage 2, can be parallel to the output network of the phase comparison stage 2 a matched series circuit can be connected, which causes the critical Frequency at which the closed circuit 1, 2, 8 might want to oscillate itself, according to a higher value is shifted.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Circuit for frequency modulation of an oscillator, in which the oscillator frequency with a frequency that one by the modulation Schv. ing-controlled phase modulation stage is taken, is synchronized by means of a phase comparison stage, the output of which with a frequenzstcuenulen element of the oscillator is coupled, characterized in that this frequency-controlling element also the Modulation oscillation is supplied to reduce the required output oscillation amplitude the phase comparison level.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that that the frequency-controlling element of the oscillator contains the parallel connection of two control tubes, one of which is one has a large control range and the DC voltage and very slowly fluctuating AC voltage is supplied, while the other is supplied exclusively with AC voltage.

For this purpose ι sheet of drawings