DE964780C - Mehrfrequenzgenerator - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1957

A 21171 Villa/2Ia*

ist als Erfinder genannt worden

Mehrfrequenzgenerator

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl elektrischer Wellen mit definierter gegenseitiger Frequenzzuordnung aus einer einzigen Festfrequenzquelle, und zwar in solcher Weise, daß die erzeugten Frequenzen gleiche und einer Subharmonischen der ursprünglichen Fest- oder Bezugsfrequenz oder geradzahligen Vielfachen dieser subharmonischen Frequenz entsprechende Frequenzabstände untereinander haben. Die Einrichtung ist in erster Linie für die Versorgung einer großen Anzahl von Sprachkanälen mit Trägerfrequenzen bestimmt, jedoch nicht auf diesen Verwendungszweck beschränkt, sie kann vielmehr überall dort angewendet werden, wo elektrische Wellen mit der obenerwähnten Frequenzzuordnung erforderlich sind. Es ist bekannt, einem Modulatorkreis eine Bezugs- oder Trägerfrequenz zuzuführen, einen Teil seiner Ausgangsspannung abzuzweigen und durch ein Filter zu leiten, das eine Subharmonische aussiebt, die sodann verstärkt und dem zugeführten Träger aufmoduliert wird, so daß eine gewünschte Frequenz entsteht. Bei Einrichtungen dieser Art bereitet jedoch die Sicherstellung eines stabilen und einwandfreien Betriebes Schwierigkeiten. Es muß meist eine Art Stoßerregung der Schaltung angewendet werden, um bei der Inbetriebnahme die Subharmonische plötzlich hervorzurufen,

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obwohl sich die erforderlichen Frequenzen nach der Ingangsetzung auf einen brauchbaren Wert aufschaukeln. Sofern jedoch der Betrieb durch einen Fehler an einem Schaltungsteil unterbrochen wird, so kann die Erzeugung der erforderlichen Frequenz vollständig aufhören, da die Schaltung gewöhnlich nicht die Fähigkeit zum Selbstanlassen hat.

Bei der Erfindung werden verschiedene Maßnahmen der erwähnten bekannten Schaltung ebenfalls angewendet. Die Erfindung betrifft unter anderem die Aufgabe der Bereitstellung von Einrichtungen zur Erzeugung einer großen Anzahl von in gegenseitiger Beziehung stehenden Frequenzen, die gleiche Frequenzabstände untereinander haben, und sieht eine solche Ausbildung der Einrichtungen vor, daß ein stabiler Betrieb mit der Fähigkeit zum Selbstanlassen erzielt wird. Durch die Erfindung wird ferner bei Einrichtungen der in Frage stehenden Art dafür gesorgt, daß alle erforderlichen Frequenzen fehlerlos erzeugt werden und exakt ihren geforderten Frequenzabstand beibehalten. Die Erfindung ermöglicht schließlich eine einfache Unterhaltung der Geräte, verwendet übliche und ohne weiteres verfügbare Einzelteile, ist gedrängt aufzubauen und leicht zu bedienen.

Die Erfindung löst diese Aufgaben dadurch, daß bei einem Mehrfrequenzgenerator für die Erzeugung einer Vielzahl von in bestimmten Abständen von einer Bezugsfrequenz liegenden Eestfrequenzen ein einfach abgeglichener Modulator vorgesehen wird, der einen mit einer Bezugsfrequenzquelle verbundenen Eingangskreis und einen zweiten Eingang sowie einen Ausgangskreis aufweist, an welch letzteren eine Vielzahl von Belastungskreisen angekoppelt ist. Diese enthalten Frequenzselektionsmittel, die auf sich durch ganzzahlige Vielfache einer Subharmonischen der Bezugsfrequenz unterscheidende Frequenzen abgestimmt sind. Ferner ist ein Frequenzselektionsmittel auf die subharmonische Frequenz abgestimmt, und an den Belastungskreis, der das letztgenannte Selektionsmittel enthält, ist ein Verzerrungsglied angekoppelt, das für die Erzeugung von Harmonischen der sübharmonischen Frequenz Energie aus dem Belastungskreis abzieht und einen Kreis speist, der auf eine Harmonische der subharmonischen Frequenz abgestimmt ist. Diese unterscheidet sich von der Bezugsfrequenz um einen Betrag gleich der subharmonischen Frequenz. Dieser abgestimmte Kreis ist dann mit dem zweiten Eingangskreis des Modulators verbunden.

Es ist an sich bereits eine Oszillatorschaltung zur Erzeugung subharmonischer Frequenzen aus einer Bezugsfrequenz bekannt, bei der die Bezugsfrequenz einem Modulator zugeführt wird, an dessen Ausgang eine subharmonische Frequenz entsteht, die selektiv verstärkt und einem Frequenzvervielfacher zugeführt wird. Eine vervielfachte Frequenz wird ausgesiebt und vom Vervielfacher nach weiterer Verstärkung auf den Modulator zurückgeführt, wo sie mit der Bezugsfrequenz gemischt wird. Diese Schaltung ist nicht ohne weiteres als Mehrfrequenzgenerator geeignet, obgleich es an sich weiterhin bereits bekannt war, bei einem Mehrfrequenzgenerator anderer Art eine Vielzahl von Belastungskreisen vorzusehen, die auf Frequenzen abgestimmt sind, welche sich durch ganzzahlige Vielfache einer Subharmonischen unterscheiden. Die Verwendung eines einfach abgeglichenen Modulators nach der Erfindung löst demgegenüber die gestellte Aufgabe auf besonders einfache Weise, da ein solcher Modulator die direkte Erzeugung einer Vielzahl von Modulationsprodukten gestattet. Zur vorteilhaften Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung trägt ferner besonders bei, daß das Verzerrungsglied an den Belastungskreis angekoppelt ist und Energie aus dem Belastungskreis abzieht.

Dabei liegt der wesentliche Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung in ihrer Stabilität und ihrem positiven Betriebsverhalten. Der Gedanke, Rückkopplungssysteme zur Erzeugung von Subharmonischen einer vorgegebenen Frequenz aufzubauen, ist natürlich allgemein bekannt. Im allgemeinen schwingen die bekannten Schaltungen nicht von selbst an, ein Merkmal, das sofort dann von Bedeutung wird, wenn die Schwingungen auf irgendeine Weise abreißen. Um die bekannten rückgekoppelten Schwingschaltungen dieser Art wieder zum Schwingen zu bringen, benötigt man eine Stoßerregung, eine relaisgesteuerte Anregung oder einen zusätzlichen Startoszillator.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung werden diese Nachteile durch besondere Wahl des Impedanzverhältnisses des Rückkopplungsweges beseitigt. Verwendet man einen Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad und einen Filterkreis mit kleiner Impedanz, dann liefert die Schaltung, wenn sie einmal angeregt ist, eine Rückkopplungsfrequenz mit konstant hoher Amplitude.

Dabei wird keine von außen wirkende Anregung benötigt, während nach einem Ausfallen der Bezugsfrequenz und nachfolgendem Wiederauftreten dieser Frequenz die Rückkopplungsschaltung unmittelbar danach von selbst anschwingt.

Die Schaltung hängt daher für ein stabiles Arbeiten lediglich von der Stabilität der eingangsseitig anliegenden Bezugsfrequenz ab, und da diese Frequenz auf einer konstanten Leistungshöhe gehalten werden kann, wird die allgemeine Leistungshöhe des Generatorsystems auf einem gleichbleibend hohen Niveau gehalten.

In den Ansprüchen ist dann ein einfach abgeglichener Modulator angegeben, bei dem die Modulationsprodukte mit der Bezugsfrequenz konjugiert auftreten. Da daher die Ausgangsfrequenzen an den gleichen Klemmen des Modulators auftreten, an denen auch die Bezugsfrequenz liegt, so werden die gewünschten Ausgangsfrequenzen mit viel größerer Stärke erzeugt, so daß die bisher erforderlichen komplizierten Verstärkungsverfahren wegfallen können.

Die Anordnung weist ferner eine Vielzahl von Ausgangskreisen auf, deren jede sich von der Bezugsfrequenz um ein Vielfaches der Subharmoni-

sehen unterscheidet, die in dem einzigen Rückkopplungskreis verwendet wird. Weiterhin ist es ebenfalls neu, daß die Filtereigenschaften im Rückkopplungskrcis derart gewählt sind, daß die Ausgangsimpedanz für die gewünschte Subharmonische hoch ist.

Auf Grund dieser und der anderen offenbarten Merkmale stellt die Anordnung gemäß der Erfindung einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den ίο bekannten Anordnungen dar.

Gemäß der Erfindung wird eine ursprüngliche oder Bezugsfrequenz einem Modulator zugeführt, der als abgeglichene Gleichrichterbrücke geschaltet sein kann. Der Modulator ist mit einem Verstärker verbunden, der eine Vielzahl von Ausgangskreisen enthält. Bestimmte dieser Kreise führen an Filter, die auf die vielen zu erzeugenden Frequenzen abgestimmt sind. Eiris dieser Filter ist jedoch auf die subharmonische Frequenz abgestimmt, um die sich die anderen Frequenzen voneinander unterscheiden. Dieser letztgenannte Kreis hat eine hohe Impedanz und führt an ein Verzerrungsnetzwerk, das zur Erzeugung von Harmonischen der subharmonischen Frequenz geeignet ist. Vom Verzerrungsnetzwerk führt die Schaltung über ein Filter mit hoher Impedanz an einen Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad. Der Ausgangskreis dieses Verstärkers ist auf den Modulator zurückgekoppelt, so daß die durch das hochohmige Filter im Schleifenkreis ausgesiebte Harmonische auf den Modulator zurückgeführt wird, wobei diese Harmonische so gewählt ist, daß sie sich von der ursprünglichen Frequenz um den konstanten Frequenzabstand zwischen den zu erzeugenden Frequenzen unterscheidet.

Die verschiedenen Vorzüge dieser Anordnung werden im folgenden an Hand einer ins einzelne gehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erläutert. In der Zeichnung ist ein teilweise schematisch und teilweise in Blockdarstellung gehaltenes Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Die Stromquelle 1 ist eine Festfrequenzquelle, die Schwingungen mit einer Bezugsfrequenz F erzeugt. Im vorliegenden Fall ist angenommen, daß hierfür ein hochwertiger kristallgesteuerter Steueroszillator verwendet wird, jedoch kann praktiscn auch einer der Ausgangskreise eines ähnlichen Systems verwendet werden, dessen Frequenz herab- oder heraufgesetzt wird, um eine Vielzahl von Trägerfrequenzen in verschiedenen Bereichen zu erzeugen. Die Erfindung wird zunächst jedoch unter der Annahme erläutert, daß der Oszillator auf einer der Frequenzen schwingt, die als Träger verwendet werden sollen, und zwar ist die Frequenz F für die Zwecke der Erläuterungen mit 96 kHz angenommen.

Der Ausgangskreis der Stromquelle 1 führt über einen scharf abgestimmten Serienresonanzkreis, der aus einer Induktivität 3 und einem Kondensator S besteht, an einen Modulator 7. Dieser Serienresonanzkreis verhindert eine Belastung des Modulators durch den Oszillator auf den abgeleiteten Frequenzen. Er stellt deshalb einen zwar erwünschten, aber nicht unbedingt notwendigen Bestandteil der Einrichtung dar. Der Modulator 7 ist als abgeglichener Nebenschlußmodulator ausgebildet, bei dem die abgegebenen Modulationsprodukte an den gleichen Klemmen wie die 96-kHz-Eingangsfrequenz auftreten, und der deshalb besonders zur Erzeugung von Modulationsprodukten höherer Ordnung geeignet ist. Mit ihm lassen sich dichter beieinanderliegende Ausgangsfrequenzen erreichen, als dies mit einem doppelt abgeglichenen Modulator möglich wäre. Es können auch andere Modulatorschaltungen verwendet werden, iedoch sind im allgemeinen für die Zwecke der Erfindung die einfach abgeglichenen Modulatoren den doppelt abgeglichenen vorzuziehen, obwohl für bestimmte Frequenzverhältnisse auch die letzteren benutzt werden können. Der dargestellte Modulator enthält vier Kontaktgleichrichter 9, die so verbunden sind, daß sie über die eine Brückendiagonale in beiden Richtungen sperren und über die andere Diagonale nur in einer Richtung leiten, jedoch kann auch jede andere bekannte Schaltung verwendet werden. Die Eingangs- und Ausgangskreise sind beide an die nichtleitende Diagonale der Gleichrichterbrücke angeschlossen.

Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel führt der Modulatorausgangskreis über ein Tiefpaßfilter 11, das Modulationsprodukte von 64 kHz und darunter durchläßt, da die außer der ursprünglichen 96-kHz-Bezugsfrequenz zu erzeugenden Frequenzen die Werte 80 und 64 kHz haben, die sich von der Bezugsfrequenz durch ganzzahlige Vielfache der subharmonischen Frequenz / von 16 kHz bei diesem Ausführungsbeispiel unterscheiden. Die 80-kHz-Frequenz wird an einer anderen Stelle der Schaltung erzeugt, und es ist nicht erforderlich, sie über das Filter 11 zu leiten. Obwohl bei dieser Ausführungsform das Filter 11 vorteilhaft ist und die Wirkungsweise verbessert, so ist es doch nicht unbedingt erforderlich, und es ist eine später erläuterte abgewandelte Ausführungsform entwickelt worden, bei der sogar die Trägerfrequenz vom Ausgang abgeleitet werden kann und sowohl unterhalb als auch oberhalb der Bezugsfrequenz liegende Frequenzen in gleicher Weise erzeugt werden.

Vom Filter 11 führt die Schaltung an einen Eingangsübertrager 13, der eine Verstärkerpentode 15 speist. Wie gewöhnlich ist der Übertrager 13 als heraufübersetzender Übertrager ausgebildet. Das eine Ende seiner Sekundärwicklung ist mit dem Steuergitter der Pentode verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung des Übertragers führt an ein Spannungsteilernetzwerk mit den Widerständen 17 und 19. Der Spannungsteiler ist über einen Blockkondensator 21 über die Primärwick-· lung 23 eines Ausgangsübertragers gelegt, die von der Anode der Röhre 15 an eine übliche und nicht dargestellte Ajiodenstromquelle führt. Das Spannungsteilernetzwerk ist an Erde angeschlossen, und die Leitung von seinem Mittenabgriff zum Nieder-

spannungsende der Sekundärwicklung des Übertragers 13 bewirkt eine negative Rückkopplung zur Stabilisierung der Röhre 15. Über der Sekundärwicklung des Übertragers 13 liegt ein Abschlußwiderstand 25, und an der Röhre 15 ist ein üblicher Vorspannungskreis 27 vorgesehen.

Mit der Primärwicklung 23 des Ausgangsübertragers sind zwei Sekundärwicklungen gekoppelt. Die Sekundärwicklung 29 hat eine niedrige Impedanz und speist eine Vielzahl von Zweigstromkreisen, und zwar soviel wie erforderlich sind, um die vorgesehene Anzahl von abgeleiteten Frequenzen zu erzeugen. Jeder dieser Stromkreise enthält ein schmales Bandpaßfilter, und zwar sind diese Filter mit 3I₁, 3I₂ und 31₃ bezeichnet. Im Fall der Einrichtung, die zur Erzeugung der Träger von 96, 80 und 64 kHz dient, ist lediglich ein Filter 31 erforderlich, das die Komponente F- zf durchläßt. Bei dem erläuterten speziellen Ausführungsbeispiel wird jedoch außerdem eine ΐό-kHz-Frequenz zur Speisung einer weiteren Einrichtung gleicher Art benötigt, um eine Gruppe von Unterträgern zu erzeugen, und es ist deshalb noch das Filter 3I₂ dargestellt, das die subharmonische Frequenz f durchläßt. Ein Filter 31₃ siebt eine Frequenz F + f aus, sofern eine solche Frequenz erforderlich ist.

Die andere Sekundärwicklung 33 hat eine verhältnismäßig hohe Impedanz. Diese Sekundärwicklung ist mit einem Tiefpaßfilter 35 verbunden, dessen Grenzfrequenz genügend hoch liegt, um die 16-kHz-subharmonische-Frequenz / der 96-kHz-Bezugsfrequenz durchzulassen, die die Frequenzdifferenz zwischen den verschiedenen zu erzeugenden Trägern bestimmt. Der Ausgang des Filters 35 führt an ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 37 bezeichnetes Verzerrungsnetzwerk. Es können an dieser Stelle verschiedene bekannte Ausführungsformen solcher Verzerrungsnetzwerke benutzt werden. Die dargestellte Ausführungsform ist zur Erzeugung ungerader Harmonischer der durch das Filter 35 durchgelassenen 16-kHz-Frequenz geeignet. Dieses Netzwerk besteht aus einem P-aar gegeneinandergeschalteter Gleichrichter Sg₁ und 39₂, die beide mit der spannungführenden Leitung vom Filterausgang verbunden sind. In Serie mit diesen Gleichrichtern liegt je ein Widerstand 4I₁ bzw. 4I₂, deren anderes Ende an Erde gelegt ist. Jeder Widerstand .ist durch einen kleinen Kondensator 43_± bzw. 43₂ überbrückt. Durch diese Schaltung entsteht hinter dem Filter 35 eine im wesentlichen rechteckige Wellenform mit einer dementsprechend großen Komponente der 5. Harmonischen. Sofern die gewünschten Ausgangsfrequenzen durch eine gerade Harmonische mit der Bezugsfrequenz in Beziehung stehen sollen, muß das Verzerrungsnetzwerk einen anderen Aufbau erhalten, jedoch hat sich das dargestellte Netzwerk für die hier vorgesehenen Frequenzverhältnisse besonders bewährt. Vom Verzerrungsnetzwerk ist die Schaltung über einen Kondensator 45 und einen Serienwider-. stand 47 mit einem Bandpaßfilter 48 ,gekoppelt, das aus einem Paar von Parallelresonanzkreisen 49, 49' besteht, die durch einen kleinen Kondensator 50 I gekoppelt und mit einem Pol geerdet sind. Die Leitung vom Widerstand 47 ist an einen Abgriff niederer Impedanz am Resonanzkreis 49 angeschlossen. Das obere Ende des Kreises 49' führt an die Steuerelektrode einer Verstärkerröhre 51, und das Filter hat somit von der Röhre 51 her gesehen eine sehr hohe Impedanz im Vergleich zu seiner Impedanz vom Eingang her betrachtet. Das Filter siebt die durch das Verzerrungsnetzwerk erzeugte 5. Harmonische von 80 kHz aus (nf, wobei η = 5) und läßt diese zur Steuerelektrode der Verstärkerröhre 51 durch.

Die Röhre 51 ist über eine Widerstandskapazitätskopplung, die aus einem Anodenwiderstand 53, einem Koppelkondensator 55 und einem Gitterwiderstand 57 besteht, mit der Steuerelektrode einer zweiten Verstärkerröhre 59 verbunden. Im vorliegenden Fall ist als Röhre 59 eine Pentode vorgesehen, die in üblicher Weise Vorspannungen für ihre verschiedenen Elektroden erhält, wie dies dargestellt ist, jedoch im einzelnen nicht erläutert zu werden braucht.

Am Ausgang der Röhre 59 ist ein Übertrager 61 mit einer angezapften Sekundärwicklung 63 vorgesehen. Ein Ende dieser Sekundärwicklung ist geerdet. Die ganze Sekundärwicklung speist ein 80-kHz-Bandpaßfilter 65, von dem der gewünschte 80-kHzrTräger abgenommen wird. Eine Niederspannungsanzapfung an der Sekundärwicklung 63 führt über den Brückenmodulator 7 zurück an Erde, und zwar verläuft die Verbindung über die entgegengesetzte Diagonale der Brücke, so daß sie mit dem Eingangskreis und dem Ausgangskreis des Modulators in Verbindung steht.

Die verschiedenen Filter 3I₁, 3I₂ usw. speisen übliche abgestimmte Verstärker, von denen in der Abbildung lediglich einer, nämlich der am Filter 3I₁, dargestellt ist.

Das Gitter einer Verstärkerröhre 6j ist direkt mit dem Filter verbunden. Die Anode führt an einen auf die Filterfrequenz, in diesem Falle 64 kHz, abgestimmten Resonanzkreis 69, der auf einen Ausgangskreis mit einer Sekundärwicklung 71 koppelt. Eine Rückkopplungsverbindung 73 führt vom oberen Ende der Wicklung 71 zur Kathode der Röhre 67 und von hier über einen Rückkopplungsund Vorspannungswiderstand 75 nach Erde, um eine stabilisierende Gegenkopplung zu bewirken¹.

Ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung liegt in den Impedanzverhältnissen im Schleifenkreis zwischen der Sekundärwicklung 33 und dem Modulator. Der Verstärker mit den Röhren 51 und hat einen hohen Verstärkungsgrad, und der Gitterkreis der Röhre S1 besitzt eine hohe Impedanz auf der 'durch das Filter durchgel'assenen Frequenz. Sofern keine positive Steuerspannung am Gitter auftritt, wird das im hochohmigen Eingangskreis entstehende Wärmerauschen verstärkt und dem Modulator zugeführt; jedoch liegt wegen der scharfen Abstimmung des Filters 48 die vorherrschende Komponente in diesem so erzeugten Rauschen auf der Mittenfrequenz des Filters. Diese wird auf die Bezugsfrequenz moduliert, so daß die

16-kHz-Frequenz, zunächst mit einem sehr kleinen Pegel, erzeugt wird. Die 16-kHz-Komponente wird über das Filter 35 dem Verzerrungsnetzwerk 37 zugeführt, und letzteres bewirkt in Verbinidung mit seiner Kopplung zum Filter 48 eine gute Impedanzanpassung an die Eingangsseite der Schaltung. Obwohl das Netzwerk 37 bezüglich der Verzerrungserzeugung nicht so wirksam ist wie auf höheren Ausgangspegeln, so ruft es doch ein Aufschaukeln einer 80-kHz-Komponente am Ausgang des Filters 48 hervor, und dieser Prozeß vergrößert sich durch Rückkopplung, bis der volle Ausgangswert erreicht wird.

Der Ausgangswert erhöht sich jedoch zufolge der nichtlinearen Komponenten der Schaltung nicht unbegrenzt. Der Verstärkungsgrad in der Schleife ist so gewählt, daß die Röhre 59 bei vollem Ausgangswert der Schaltung¹ vn den Sättigungsibereich gesteuert wird und bei Annäherung an diesen Zustand zuerst eine Begrenzung der Amplitude erfolgt. Das Verzerrungsnetzwerk ändert außerdem mit größer werdender Amplitude seine Impedanz und wirkt durch Herbeiführung einer Fehlanpassung als Begrenzer.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist deshalb selbstanfachend, und es treten alle Vorzüge auf, die dieser Umstand in· sich birgt. Es sind infolgedessen wiederholte Stöße auf die Schaltung, beispielsweise durch öffnen und Schließen: der Anodenstromversorgung zur Röhre 15, bis zufällig bei einem Schließen die Schwingung einsetzt, nicht mehr erforderlich. Die Erzeugung der verschiedenen Trägerfrequenzen setzt unverzüglich ein, sobald die Röhren in Betrieb genommen sind.

Die Erzeugung der 16-kHz-Frequenz durch Modulation des 96-kHz-Trägers mit der 80-kHz-Modulationsfrequenz ist einfach. Was nicht sofort klar wird bei Durchsicht der Schaltung, ist der Umr stand, daß die 16-kHz-Frequenz an den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Modulators mit einem ziemlich hohen Pegel auftritt und selbst für die Modulation auf die 80 kHz als Träger zur Verfügung steht, um die Differenzfrequenz von 64 kHz (F-2f) als Modülationsprodukt dritter Ordnung zu erzeugen. Die 64-kHz-Komponente wird deshalb durch die Röhre 15 verstärkt und auf das Filter 3I₁ zur weiteren Verstärkung und Verwenidung weitergegeben.

Die erläuterte Einrichtung wird in der Praxis als Stromquelle für Trägerfrequenzen verwendet, von denen auf jede eine Gruppe von Unterträgern moduliert wird, wobei jede Gruppe von Unterträgern vier Sprachkanäle «mit 4 kHz Nennbandbreite enthält. Bei einem solchen System werden beispielsweise Unterträgerfrequenzen von 8, 12, 16, 20 und 24 kHz verwendet, und die verschiedenen Sprachfrequenzkanäle werden entweder auf die Gruppe von 8 bis 20 kHz oder von« 12 bis 24 kHz moduliert, und zwar hängt dies davon ab, ob entweder obere oder untere Seitenbandmodulation zur Erzeugung entweder gerader oder umgekehrter Seitenbänder für die Übertragung verwendet werden soll.

Zur Erzeugung der Unterträgerfrequenzen wird· im wesentlichen die gleiche Einrichtung verwendet, wie sie für die Erzeugung der drei höherfrequenten Träger erläutert wurde. Der Kristalloszillator der Stromquelle 1 wird dabei jedoch durch die 16-kHz-Ausgangsfrequenz des Filters 3I₂ ersetzt.

Was die Erzeugung der Modulationsfrequenz anlangt, so enthält die Einrichtung für die niederigeren Frequenzen alle erläuterten Elemente mit Ausnahme des Filters 11. Natürlich werden Änderungen insofern vorgesehen, als das Filter 35 eine Grenzfrequenz/ von 4 kHz an Stelle 16 kHz aufweist und das Filter 48 ein schmales Band mit einer Mittenfrequenz nf von 12 kHz an Stelle von 80 kHz durchläßt unter Aussiebung der 3. an SteMe der 5. Harmonischen aus der im wesentlichen· rechteckförmigen Welle, die durch den Verzerrungskreis 37 erzeugt wird. Das Filter 3I₂ siebt die 4-kHz-Frequenz / aus, während das Filter 3I₁ die 8 kHz aussiebt, die wie vorher gleich F-2f ist.

Das Filter 3I₃ jedoch siebt das obere Seitenband F + f aus, das durch Modulation der 16-kHz-Bezugsfrequenz mit der im Gerät erzeugten 4-kHz-Modulationskomponente entsteht, so daß ein Unterträger von 20 kHz erzeugt wird.

Wie vorher erläutert wurde, treten die 16-kHz- und die 12-kHz-Komponenten am Ausgang der Röhre 15 auf, es ist jedoch zweckmäßiger, sie von anderen Stellen der Schaltung abzunehmen. Die 12-kHz-Frequenz nf = F-f wird durch das Filter 65 ausgesiebt, da sie im niederigeren Bereich der 80-kHz-Frequenz des höheren Bereiches entspricht. Der einzige wesentliche Zusatz zur Schaltung für die Erzeugung der Trägerfrequenzen des höheren Bereiches liegt in der Bildiung des 24-kHz-Unterträgers. Diese 24-kHz-Komponente entspricht F + 2f, und diese Frequenz steht am Ausgang der Spule 33 zur Verfügung und kann von hier zusammen mit der Frequenz F-2f abgenommen werden. In diesem Falle gilt: F + 2f = 2nf. Die Frequenz nf= 12 kHz ist diejenige, die dem Modulator 7 zugeführt wird, und für die wirksame Quelle dieser Frequenz wirkt der Modulator als Halbwellengleichrichter. Infolgedessen treten in dem Teil der Wicklung 63, der den Modulator speist, eine Komponente der Frequenz 2 nf sowie eine Komponenten/ und eine Gleichstromkomponerate auf.

"Eine Leitung 66 führt an eine Anzapfung der Wicklung 63 zwischen Modulator und Erde und verbindet diese mit einem Filter 68 mit niederohmigen Eingang, das die 2nf oder 24-kHz-Frequenz aussiebt. Die Impedanzverhältriisse sind so gewählt, daß die 24-kHz-Komponente in genügendem Maße hervorgehoben wird, ohne die anderen Komponenten unzulässig zu beeinflusse».

Obwohl bestimmte Frequenzen, die in den verschiedenien Teilen der erläuterten Schaltungsanordnung auftreten, genannt sind und diese bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden können, so ergibt sich aus den ebenfalls verwendeten allgemeinen Bezeichnungen, daß diese Frequenzen lediglich für die vorstehen-

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den Erläuterungen angenommen sind. Es können ohne weiteres andere Frequenzen mit anderen Frequenzverhältnissen als die dargestellten erzeugt werden. Unter anderen kommen die Frequenzen 2F + f und 2F + nf in Betracht. Im allgemeinen ist ein solches Verhältnis der Bezugsfrequenz zu den anderen zu erzeugenden Frequenzen zu bevorzugen, daß die gewünschten Frequenzen Modtalationsprodukten möglichst niederiger Ordnung

ίο entsprechen. Ferner ist es offensichtlich zweckmäßig, diese Produkte von den Stellen der Schaltung abzunehmen, wo das abgenommene Produkt mit der größten Amplitude auftritt. Nach der Erfindung kann jede Anzahl von Frequenzkombina-

tionen erzeugt werden, und es ist eine sehr große Auswahilmöglichkeit bezüglich der Anzahl der erzielbaren Frequenzen gegeben.

Es wird außerdem darauf hingewiesen, daß die erzeugten Frequenzen wirkungsvoll mit der

ao Bezugsfrequenz durch die Frequenzbeziehung F= (n+ i)f verkoppelt sind. Die erzeugten Frequenzen sind prozentual exakt genau so stabil wie die Bezugsfrequenz, und es bestehen keine Bedenken bezüglich der Phase der Unterfrequenzen, wie

dies bei den bekannten Zählerfrequenzteilern der Fall sein kann.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Mehrfrequenzgenerator für die Erzeugung einer Vielzahl von Festfrequenzen, die in bestimmten Abständen von einer Bezugsfrequenz liegen, dadurch gekennzeichnet, daß ein einfach-abgeglichener Modutator (7) vorgesehen ist, der einen mit einer Bezugsfrequenzquelle verbundenen. Eingangskreis und einen zweiten Eingang sowie einen Ausgangskreis aufweist, an welch letzteren eine Vielzahl von Belastungskreisen angekoppelt ist, von denen jeder Fre- quenizselektionsmittel (3I₁, 3I₂, 31₃, 35) enthält, die auf Frequenzen abgestimmt sind, die sich durch ganzzahlige Vielfache einer Subharmonischen (/) der Bezugsfrequenz (F) unterscheiden, daß ein Frequenzselektionsmittel (35) auf die subharmonische Frequenz (/) abgestimmt ist und an den Belastungskreis, der das letztgenannte Selektionsmittel (35) enthält, ein Verzerrungsglied (37) angekoppelt ist, das Energie aus dem Belastungskreis abzieht für die Erzeugung von Harmonischen der subharmonischen Frequenz (f) und einen Kreis (49') speist, der auf eine Harmonische (nf) der subharmoniischen, Frequenz (f) abgestimmt ist, die sich, von der Bezugsfrequenz (F) um einen Betrag gleich der subharmonischen Frequenz (f) unterscheidet, und daß dieser abgestimmte Kreis (49') mit dem- zweiten Eingangskreis des Modulators (7) verbunden ist.
2. 2. Mehrfrequenzgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (51, 59) zur Amplitudeniverstärkung der Harmonischen: (nf) vorgesehen sind.
3. 3. Mehrfrequenzgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgangskreis des Modulators (7) ein Verstärker (15) angeschlossen ist, der ein die gewünschten Frequenzen und die Frequenz der Subharmonischen einschließendes Frequenzband durchläßt, und daß die Frequenzselektionsmittel als Bandpaßfilter (3I₁, 3I₂, 3I₃, 35) ausgebildet sind.
4. 4. Mehrfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an das Verzerrungsglied (37) in dem abgestimmten Kreis (49') ein, Filter (48) vorgesehen ist, das die harmonische Frequenz (nf) aussiebt und eine bei dieser harmonischen Frequenz hohe Ausgangsimpedanz aufweist, und daß die Verstärkungsmittel (51, 59) einen Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad bilden.
5. 5. Mehrfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß frequenzselektive Ausgangskreise (65, 68) vorgesehen sind, die auf die harmonische Frequenz (nf) bzw. die doppelte harmonische Frequenz (2nf) abgestimmt und mit dem zweiten Modulatoreingangskreis gekoppelt sind.
6. 6. Mehrfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Frequenz (nf) abgestimmte Filter (48) eine verhältnismäßig niedeiige Eingangsimpedanz und eine verhältnismäßig hohe Ausgangsimpedanz aufweist.
7. 7. Mehrfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß' der Verstärker (51, 59) mit hohem Verstärkungsgrad einen Ausgangsübertrager (61) besitzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 926 571;
   schweizerische Patentschrift Nr. 279 087.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 737/246 12.56 (709 524/184 5. 57)