DE872564C

DE872564C - Einrichtung zur Stabilisierung der von einem abstimmbaren Nutzoszillator erzeugten Frequenz

Info

Publication number: DE872564C
Application number: DET4465A
Authority: DE
Inventors: Karl Fischer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1951-06-21
Filing date: 1951-06-21
Publication date: 1953-04-02

Description

Einrichtung zur Stabilisierung der von einem abstimmbaren Nutzoszillator erzeugten Frequenz In Empfängern und Sendern, insbesondere auf dem Kurzwellengebiet, besteht häufig die Aufgabe, einen Oszillator zugleich frequenzstabil und abstimmbar auszubilden. Dies kann bekanntlich dadurch erreicht werden, daß die Nutzfrequenz durch %Iischung der Frequenz eines Ouarzoszillators und eines auf einer wesentlich niedrigeren Frequenz arbeitenden abstimmbaren Oszillators gewonnen wird. Die absoluten Frequenzschwankungen dieses Oszillators sind wegen der niedrigen Frequenz gering, so daß auch die durch die Mischung z. B. Gis Differenzfrequenz gewonnene Nutzfrequenz weitgehend frequenzkonstant ist.
Bei der praktischen Ausführung wird bekanntlich nicht diese frequenzkonstante Schwingung selbst als Nutzschwingung verwendet, sondern die Nutzschwingung wird einem nicht stabilisierten Oszillator entnommen, der durch Vergleich mit der stabilisierten Schwingung selbsttätig in seiner Frequenz geregelt wird. Dieser Vergleich kann bekanntlich dadurch geschehen, daß die niedrige Differenzfrequenz zwischen der Nutzfrequenz und der Ouarzfrequenz mit der Frequenz des auf einer niedrigen Frequenz schwingenden abstimmbaren Oszillators mit Hilfe einer P'hasenvergleichseinrichtung verglichen wird, die eineRegelspan:nung zur Frequenzregelung,des Nutzoszillators liefert.
Der auf die oben beschriebene Weise gewonnene Frequenzbereich ist wegen des kleinen Bereiches des auf einer niedrigen Frequenz schwingenden abstimmbaren Oszillators im allgemeinen zu klein, so. daß man gezwungen ist, entweder mehrere Quarze zu verwenden oder wahlweise mit einer von mehreren Oberwellen eines Ouarzoszillators zu arbeiten. Der erwähnte auf einer niedrigen Frequenz schwingende Oszillator braucht dann nur den Bereich zwischen zwei Oberwellen zu erfassen (z. B. ä MHz). De dieser Bereich auf allen Wellenbereichen gleich groß bleibt, ist auf jedem Wellenbereich die Skaleneinteilung dieselbe.
Um die Amplitude der gewünschten Oberwelle des- Ouarzoszillators gegenüber den anderen Ober--wellen anzuheben, ist es bekannt, einen Hilfsoszillator durch eine Oberwelle des O_uarzoszillators mitnelimen zu lassen (Philips Communication News, Mai 1950, S. 13 bis 21). Dies hat aber den Nachteil, daß diese Oberwelle, die in der Nähe der Nutzfrequenz liegt, wegen ihrer großen Amplitude stören kann (z. B. Pfeifstörungen in einem Überlagerungsempfänger).
Die Erfindung, die ebenfalls von dem anfangs beschriebenen Prinzip und von Oberwellen eines hochkonstanten, festabgestimmten Oszillators (Ouarzoszillators) Gebrauch macht, beseitigt diesen Nachteil. Sie verwendet keinen mitgenommenen Oszillatör, sondern einen anderen Hilfsoszillator. Die Erfindung besteht darin, daß die von einem nicht stabilisiertehHilfsoszillator gelieferte Schwingung einerseits mit den Oberwellen des hochkonstanten Oszillators zur Erzeugung einer Zwischenfrequenz gemischt wird und andererseits mit der Schwingung des Nutzoszillators Zur Erzelxgung einer Frequenz gemischt wird, die nach der Mischung mit der Schwingung des abstimmbaren Oszillators niedrigerer Frequenz die gleiche Zwischenfrequenz ergibt, und daß die beiden Schwingungen der gleichen Zwischenfrequenz verstärkt, gesiebt und der Phasenvergleichseinrichtung zugeführt werden. Die Ausgangsspannung dieser Phasenvergleichseinrichtung regelt in an sich bekannter Weise die Frequenz des Nutzoszillators.
Die Abbildung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Links unten ist der nicht stabilisierte abstimmbare Nutzoszillator 11T mit der Ausgangsklemme A dargestellt. Der be- trachtete Wellenbereich möge 22 bis 2¢ MHz umfassen. Die jeweils eingestellte Frequenz wird: mit dem Nachstellglied B (z: B..Blindwiderstandsröhre) selbsttätig geregelt. Zur Gewinnung dieser Regelspannung dienen die übrigen Teile, die nun besprochen werden sollen. -Die von dem links oben dargestellten Quarzaszillator O gelieferte Schwingung von !MHz wird in einem Verzerrer zwecks Erzeugung von Oberwellen verzerrt. Alle diese Oberwellen werden in der Mischstufe 1Y11 mit der von einem nicht stabilisierten-Hilfsoszillator H gelieferten Schwingung von 9,6 MHz gemischt; Der nachfolgende selektive Zwischenfrequenzverstärker Z1 läßt jedoch nur eine einzige Frequenz von 0,4 MHz hindurch.
Die von dem Hilfsoszillator H gelieferte Schwingung von 19,6 MHz wird auch noch mit der vom Nutzoszillator N gelieferten Schwingung von 22 bis 24 MHz gemischt, so daß sich am Ausgang der Mischstufe M eine Frequenz von: 2,q: bis 4,4 MHz ergibt. Diese wird in einer Mischstufe M2 wiederum mit einer von -dem abstimmharen Oszillator 0 erzeugten Schwingung relativ niedriger Frequenz von z bis 4 MHz gemischt, so daß eine Zwischenfrequenz von 0,4 MHz entsteht, die in dem selektiven ZwischenfrequenzverstärkerZ2 verstärkt wird. Der Oszillator 0 umfaßt denselben absoluten Frequenzbereich wie der Nutzoszillator N, damit die dem Verstärker Z2 zugeführte Zwischenfrequenz auf dem ganzen Abstimmbereich die gleiche ist.
Die beiden Zwischenfrequenzen werden der Phasenverggleichseinrichtung Ph (auch Phasendiskriminator oder Heterodyndiskriminatar genannt) zugeführt. Solange die Schwingung des Nutzoszillators N von ihrer Sollfrequenz abweicht, sind die beiden Zwischenfrequenzen nicht einander gleich, so daß am Ausgang der Phaseävergleichseinrichtung Ph eine Wechselspannung auftritt. Diese moduliert den Nutzoszillator N mit Hilfe des Nachstellgliedes B in seiner Frequenz. Wenn dadurch der Nutzoszillator seine Sollfrequenz erreicht, bei der die Zwischenfrequenzen einander gleich sind, liegt am Ausgang der Phasenvergleichseinrichteng eine phasenabhängige Gleichspannung, die die Schwingung des Nutzoszillators N auf dem Sollwert festhält. Wenn nun der Nutzoszillator auf Grund unerwünschter äußerer Einflüsse seine Frequenz zu ändern anfängt, so ändert sich zuerst die Phasenlage seiner Schwingung und damit auch die gegenseitige Phasenlage der beiden Zwischenfrequenzen. Es trittdadurcheineRegelspannung auf, ,die über das Nachstellglied B den äußeren. Einfluß beseitigt. Die äußere Beeinflussung macht sich nur durch eine gegenüber dem vorigen Zustand geänderte Phasenlage der Zwischenfrequenzen gegeneinander bemerkbar.
Der Hilfsöszillator H bezweckt,: daß auf jedem Wellenbereich die gleichen Frequenzen über die Verstärker Z1 und Z2 geführt werden. Wenn der Hilfsoszillator H seine Frequenz ändert, so hat dies auf die Nutzfrequenz -keinen Einfluß, weil sich bei einer solchen Änderung die Zwischenfrequenzen in gleicher Richtung und um den gleichen Betrag ändern. Die zulässigen Änderungen sind durch den Durchlaßbereich der Verstärker Z1 und Z2 festgelegt. Bei der Wellenbereichumschaltüng braucht außer dem Nutzoszillator N nur der Hilfsoszillator H umgeschaltet zu werden, weil die Auswahl der jeweils benötigten Oberwellen des Quarzoszillators erst nach der Frequenzumsetzung .durch den selektiven Zwischenfrequenzverstärker Z1 geschieht.
Da der abstimmbare Oszillator 0, der auf einer niedrigen Frequenz schwingt und dessen Abstimmung mit der des Nutzosziilators gekuppelt ist, bei der Wellenbereichumschaltung nicht geändert wird, bleibt die Skaleneinteilung und damit auch die absolute Abstimmgenauigkeit auf allen Wellenbereichen dieselbe.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Oberwellenspektrum des duarzoszillators kleine Amplituden haben kann, da die für eine genügend große Freqüenzregelspannung notwendige Verstärkung im Zwischenfrequenzverstärker Z1 mit geringem Aufwand vorgenommen werden kann. Bei der Anwendung der Erfindung auf Empfänge-r wird die Frequenz des Hilfsoszillators H außerhalb des jeweiligen Empfangsbereiches gelegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Einrichtung zur Stabilisierung der von einem abstimmbaren Nutzoszillator erzeugten Frequenz unter Verwendung einer Oberwelle eines hochkonstanten, fest abgestimmten Oszillators, insbesondere eines Ouarzoszillators, und der Schwingung eines abstimmbaren Oszillators mit wesentlich niedrigerer Frequenz als die Frequenzen des Nutzoszillators und unter Verwendung einer P'hasenvergleichseinrichtung, deren Ausgangsspannung die Frequenz des Nutzoszillators regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem nicht stabilisierten Hilfsoszillator (H) gelieferte Schwingung einerseits mit den Oberwellen des hochkonstanten Oszillators (Q) zur Erzeugung einer Zwischenfrequenz gemischt wird und andererseits mit der Schwingung des Nutzoszillators (N) zur Erzeugung einer Frequenz gernis "ht wird, die nach der Mischung mit der Schwingung des abstimmbaren Oszillators niedrigerer Frequenz (O) die gleiche Zwischenfrequenz ergibt, und daß die beiden Schwingungen der gleichen Zwischenfrequenz verstärkt, gesiebt und der Phasenvergleichseinrichtung (Ph) zugeführt werden.
2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmungen des Nutzoszillators (N) und des auf einer niedrigen Frequenz schwingenden Oszillators (0) miteinander gekuppelt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenbereichschalter für den Nutzoszillator (N) und den Hilfsoszillator (H) miteinander gekuppelt sind.