DE864411C - Einrichtung zur Verringerung der Verstimmung eines Generators - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Verringerung der Verstimmung eines Generators Bei Generatoren, insbesondere solchen für sehr hohe Frequenzen, bereitet die genaue Abstimmung und die Vermeidung von unkontrollierbaren Frequenzabweichungen einige Schwierigkeiten. Wohl gibt die Verwendung von äußerst frequenzkonstanten Steuerelementen, wie beispielsweise von Schwingkristallen sehr kleiner Eigendämpfung, die Möglichkeit einer Frequenzstabilisierung. Abgesehen von den besonders bei kurzen Wellen notwendigen Frequenzvervielfachungsschaltungen führt eine solche Lösung auf sehr verwickelte Maßnahmen, falls die Frequenz über einen mehr oder weniger großen Bereich geändert werden soll.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verringerung der Verstimmung eines Generators gegenüber der Resonanzfrequenz eines die Frequenz bestimmenden elektrischen Schwingungskreises. . Die Erfindung besteht darin, daß mit dem Generator rückwirkungsfrei der Kontrollschwingungskreis gekoppelt ist, wobei dieser Schwingungskreis zur periodischen Änderung der Abstimmung in Abhängigkeit von einer Wobbelspannung aufweist, und daß dem Schwingungskreis ein Gleichrichter und darauf ein Umpoler nachgeschaltet ist, welchem die Wobbelspannung als Umschaltspannung zugeführt ist, so daß dem Ausgang des Umpolers über ein Tiefpaßfilter eine regulierende Kontrollgleichspannung entnehmbar ist, welche eine Nachstimmung des Generators bewirkt, im Sinne einer Annäherung der Generatorfrequenz an die Resonanzfrequenz des Schwingüngskreises.
• Die Einrichtung hat den Vorteil, daß keine Rückwirkung zufolge der Wobbelspannung auf .die Güte der Generatorschwingung vorhanden ist. Der Generator: kann -auch ohne weiteres zusätzlich moduliert werden,-z: B. in- der Frequenz oder in der Amplitude. Um den Reguliervorgang durch die Modulation nicht zu beeinflussen, ist ein Bandfilter _zwischen Gleichrichter und Umpoler vorgesehen. welches nur die Wöbbelfrequenz durchläßt, dagegen die höheren Frequenzen sperrt, welche zufolge der zusätzlichen Modulation am Gleichrichter auftreten.
• Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele (Fig. i und-") dargestellt. Die Fig.3a bis 3d zeigen Spannungsverhältnisse innerhalb der Schaltung.
• In der Fig. i ist G der Generator, dessen Frequenz f1 mit einem Minimum an Verstimmung der Resonanzfrequenz des Schwingungskreises S angenähert werden soll. Bei dem Generator kann es sich um einen Röhrengenerator, z. B. auch um ein Magnetrön_handeln, dessen Frequenz durch!- eine von außen zugeführte Regelgleichspannung q in einem gewissen Bereich verändert werden kann. Mit dem Generator ist rückwirkungsfrei, z. B. durch lose Kopplung oder über eine Trennstufe, der frequenzbestimmendeSchwingungskreis S verbunden. Die zugeführte Energie ist nur ein Bruchteil der Generatorenergie, welche als Steuerspannung e weiteren Schaltelementen, z. B. einem :Sender zugeführt wird. Der Schwingungskreis S weist Mittel zur periodischen Abstimmungsänderung auf, welche in Abhängigkeit von einer niederfrequenten Wobbelspannung v erfolgt, z. B. mittels eines kleinen Zusatzkondensators, dessen Plattenabstand elektromechanisch durch v verändert wird. Die Wobbelspannungv ist der Quelle N entnommen, welche z. B. das 5o-Perioden-Stromversorgungsnetz sein kann. Dein . Schwingungskreis ist ein Gleichrichter D nachgeschaltet, und diesem folgt als Umpoler ein Modulator M. Dem Modulator ist als Umschaltspannung die Wobbelspannung v ebenfalls zugeführt. Die Ausgangsspannung P des Moduiators, welche -zunächst eine pulsierende Gleichspannung ist, wird über. den Beruhigungskreis B, ein Tiefpaßfilter, geglättet und Wirkt als regulierende Gleichspannung q auf die Frequenz des Generators G ein. Diese Kontrollspannung wirkt im Sinne einer Annäherung der Generatorfrequenz f1 an die -Resonanzfrequenz f2 des Schwingungskreises S. Die Wirkungsweise wird an Hand der Fig. 3 a bis 3 d näher erläutert.
• In Fig. 3 a ist die' Resonanzkurve- des Kontrollschwingungskreises dargestellt. Die Frequenz der Generatorschwingung im nicht ausregulierten Zustand (Regelspannung q = o) sei mit f1 -und die Resonanzfrequenz des Kreises mit f2 bezeichnet. Die Kurve stellt dann die Abhängigkeit der Ausgangsamplitude u von der Verstimmung (f2 - f1) = F dar. Die mittlere Verstimmung sei Fo: .Durch periodische Abstimmungsänderung des .Schwingungskreises S entstehen beispielsweise periodische Schwankungen der Verstimmung in den Grenzen F1 bis FZ um den Mittelwert F, (vgl. Fig. 3b). Dementsprechend schwankt dieAusgangsamphtudeam Schwingungskreis unddamit auch nach dem Gleichrichter D die Gleichspannung u um den Mittelwert uo (vgl: Fig. 3c). Die Spannung u wird nun im Modulator M im Rhythmus der Frequenzschwankungen umgepolt, so, daß eine: Regelspannung P entsteht, deren Mittelwert q von der Größe der jeweiligen mittleren Verstimmung abhängt (vgl. Fig. 3 d), Dieser Mittelwert q wird Null, sobald die mittlere Verstimmung verschwindet, und nimmt negative Werte an, wenn die mittlere Verstimmung das Vorzeichen wechselt. Die Generatorfrequenz bleibt dabei unbeeinflußt von den periodischen Schwankungen am Schwingungskreis S.
• An Stelle: des Ringmodulators M können auch andere bekannte Umpolerschaltungen verwendet werden, bei denen die Übertragung der Niederfrequenzspannung u durch die. Steuerspannung v gesteuert wird. Man kann aber auch mechanische Umschalter verwenden, die im Rhythmus der Steuerspannung v betätigt sind.
• Die periodische Abstimmungsbeeinflussung des Schwingungskreises S durch die Steuerspannung v erfolgt z. B. mit steuerbaren Reaktanzen, wie wattlos rückgekoppelten Elektronenröhren, Induktivitäten mit steuerbarer Sättigung des Eisenkernes od. dgl. Es sind -aber auch rein mechanische Abstimmungssteuerungen für Oszillator oder Kontrollschwingungskreis möglich; indem beispielsweise kleine Zusatzkapazitäten über elektromechanische Wandler durch die Steuerspannung in ihrer Größe verändert werden. Dasselbe gilt auch für die durch die Kontrollspannungq auszuübenden Abstimmungsbeeinflussungen. Die Spannung q kann mit dem Instrument J kontrolliert werden.
• In Fig. a .wird die Anwendung der Erfindung bei einem frequenz- oder amplitudenmodulierten Sender gezeigt. Die Abstimmung des Steueroszillators G1 des Senders kann zum Zwecke der FrequenzmodulationFM durch das Niederfrequenzsignal wf beeinflußt werden. Mit Hilfe des Wöbbelungskreises WI wird die Abstimmung des Kontrollschwingungskreises Si im Takte der Niederfrequenzspannung v periodisch verändert, so daß die Ausgangsamplitude dieses Kreises infolge des oben beschriebenen Mechanismus periodisch schwankt. Durch Gleichrichtung in Dl erhält man wieder die Spannung u. Die überlagerte Wechselspannungskomponente dieser Spannung enthält bei Frequenzmodulation des Generators G1 zahlreiche unerwünschte Komponenten, deren Frequenz von der konstanten Frequenz der Steuerspannung v abweicht. Zur Unterdrückung dieser Störkomponenten ist das Bandfilter P, vorgesehen. Nach Verstärkung in V1 wird die verstimmungsabhängige Spannung u wieder dem Modulations- oder Umschaltkreis Ml zugeführt, an dessen Ausgang in beschriebener Weise die Spannung p1 entsteht. Die durch Beruhigung von P1 in B1 gewonnene Kontrollspannung q1 beeinflußt ein Abstimmelement des Steueroszillators G1 in dem Sinne, daß dessen mittlere Verstimmung gegenüber dem Schwingungskreis S1 stets möglichst klein bleibt.
• Auf diese Weise kann eine frequenzmodulierte Hochfrequenzspannung ei gewonnen werden, deren mittlere Frequenz stets der mittleren Abstimmung von S1 entspricht, jedoch von den periodischen Abstimmschwankungen am Kreis S1 nicht beeinflußt wird. Die Ausgangsspannung ist hinsichtlich Modulation verzerrungsfrei. Die schwer vermeidbaren Abstimmungsänderungen des Steueroszillators G1 infolge Spannungs-und Temperaturschwankungen werden dabei also stets sofort korrigiert. Der Schwingungskreis S1 läßt sich sehr dämpfungsarm ausführen und kann auch leicht auf konstanter Temperatur gehalten werden, so daß die Schwingungsfrequenz von äußeren Einflüssen weitgehend unabhängig bleibt. Zum Zwecke einer willkürlichen Frequenzänderung wird die Abstimmung des Schwingungskreises S1 und nötigenfalls gleichzeitig auch die Grobabstimmung des Generators G1 verändert.
• Die Abstimmungsbeeinflussung des Generators G1 bzw. des abgestimmten Schwingungskreises durch die Kontrollspannung q1 kann, wie bereits erwähnt, auf elektrischem Wege erfolgen, indem spannungsabhängige Reaktanzen dieser Kreise, wie wattlos rückgekoppelte Elektronenröhren od dgl., durch die Kontrollspannung gesteuert werden. Es ist aber auch eine mechanische Abstimmungsbeeinflussung unter Zwischenschaltung elektromechanischer Wandler möglich. Zur leichteren Vermeidung von Störungen der Abstimmungskontrolle durch sprachfrequente Niederfrequenzsignale, mit denen die Schwingungen amplituden- oder frequenzmoduliert sind, empfiehlt sich eine Abstimmungswobbelung in unter- bzw. übersprachfrequentem Rhythmus.
• Das gleiche Verfahren kann natürlich auch bei zahlreichen anderen Anordnungen, insbesondere bei Radioempfängern angewendet werden. Wenn es sich um Überlagerungsempfang handelt, wird zweckmäßig der Hilfsoszillator sowohl durch die Kontrollspannung q als auch durch die periodisch schwankende Steuerspannung v beeinflußt, so daß die Verstimmung der Zwischenfrequenz gegenüber den abgestimmten Zwischenfrequenzkreisen auf einem Minimum -gehalten wird.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Verringerung der Verstimmung eines Generators gegenüber der Resonanzfrequenz eines die Frequenz bestimmenden elektrischen Schwingungskreises, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Generator rückwirkungsfrei der Kontrollschwingungskreis gekoppelt ist, daß dieser Schwingungskreis Mittel zur periodischen Änderung der Abstimmung in Abhängigkeit von einer Wobbelspannung aufweist und daß dem Schwingungskreis ein Gleichrichter und darauf ein Umpoler nachgeschaltet ist, welchem die Wobbelspannung als Umschaltspannung zugeführt ist, so daß dem Ausgang des Umpolers über ein Tiefpaßfilter eine regulierende Kontrollgleichspannung entnehmbar ist, welche eine Nachstimmung des Generators bewirkt im Sinne einer Annäherung der Generatorfrequenz an die Resonanzfrequenz des Schwingungskreises.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator amplitudenmoduliert ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator frequenzmoduliert ist.
4. 4.. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Abstimmung des Kontrollschwingungskreises mittels mechanischer Mittel erfolgt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Änderungen der Abstimmung in unterhörfrequentem Rhythmus vorgenommen werden.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Änderungen der Abstimmung in überhörfrequentem Rhythmus vorgenommen werden.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Kontrollschwingungskreises nach erfolgter Gleichrichtung über Filter geleitet wird. B.
8. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Kontrollschwingungskreises nach erfolgter Gleichrichtung verstärkt wird. g.
9. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpolung der gleichgerichteten Ausgangsspannung des Kontrollschwingungskreises mittels eines gesteuerten Modulators erfolgt. io.
10. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpolung der gleichgerichteten Ausgangsspannung des Kontrollkreises durch mechanisch gesteuerte Umpolmittel erfolgt. ii.
11. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollgleichspannung nach Größe und Richtung in einem Instrument zur Anzeige gebracht wird.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gegekennzeichnet, daß die Abstimmungsbeeinflussung des Kontrollschwingungskreises durch elektrisch gesteuerte Reaktanzen erfolgt. 13- Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung unter Zwischenschaltung elektromechanischer Wandler mechanisch beeinflußt wird.