DE967857C - Verfahren zur Frequenzvervielfachung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 19. DEZEMBER 1957

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ist als Erfinder genannt worden

Bei den bekannten Anordnungen zur Frequenzvervielfachung wird die Grundfrequenz unmittelbar der Frequenzvervielfachungseinrichtung zugeführt, von der die umgewandelte Grundfrequenz in einem vorgegebenen Verhältnis abnehmbar ist. Bekannte Schaltungsanordnungen arbeiten beispielsweise nach dem Überlagerungsverfahren unter Anwendung von Hilfsfrequenzen. Bei derartigen Anordnungen kann sich das Frequenzverhältnis sehr leicht ändern, indem sich der Vervielfacher ändert. Der Vervielfacher besteht im allgemeinen aus einer Mehrzahl elektronischer Bauelemente, deren Werte sich durch Alterung, Temperatureinwirkungen usw. ändern können, so daß damit auch eine Änderung der Ausgangsfrequenz eintritt. Bei Anordnungen, die mit Hilfsfrequenzen arbeiten, dürfen diese gleichfalls nicht schwanken. Ebenfalls ist es bekannt, eine Frequenz durch Gleichrichtung zu verdoppeln bzw. durch «-fach wiederholte Anwendung der Gleichrichtung um den Faktor 2" zu erhöhen. Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, die Grundwelle stark zu verzerren, d. h. sie in eine Impulsspannung umzuformen. Die Impulsspannung stößt dann einen Schwingkreis an, der auf die «-te Harmonische abgestimmt ist. Man erhält so eine Vervielfachung um einen beliebigen Faktor. Diese Verfahren haben jedoch den großen Nachteil, daß

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sie nur die Vervielfachung fest vorgegebener Frequenzen ermöglichen. Bei variablen Frequenzen müssen sie versagen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Frequenzvervielfachung, bei welchem ein konstantes Frequenzverhältnis von Ausgangsfrequenz und Grundfrequenz trotz Änderung des Frequenzvervielfachers erreicht wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Grundfrequenz in eine ihr proportionale Spannung umgewandelt wird, die einen Vervielfacher steuert, dessen Ausgangsfrequenz einem Frequenzteiler mit einem dem Vervielfacher entsprechenden Untersetzungsverhältnis zugeführt wird, und daß die Frequenz des Teilers und die Grundfrequenz eine Vergleichsschaltung derart beeinflussen, daß am Ausgang derselben eine Differenzspannung entsteht, die den Vervielfacher regelt. .

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich-

nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Grundfrequenz /„ wird dem Eingang 1 einer Stufe 2 zugeführt, welche die Grundfrequenz in eine proportionale Spannung umwandelt. Die Stufe 2 kann durch irgendeine Anordnung gebildet werden, welche Frequenzen oder Impulsfolgefrequenzen als Gleichspannungen abbildet. Für den Fall sinusförmiger Eingangsfrequenzen kann z. B. ein Resonanzkreis benutzt werden, dessen Spannung sich mit der Frequenz ändert. Die Spannung wird entweder unmittelbar oder nach Verstärkung gleichgerichtet. Besonders geeignet für Stufe 2 sind impulsgesteuerte Frequenzmeßstufen nach dem Kondensatorladeprinzip. Diese reagieren sowohl auf sinusförmige als auch impulsförmige Eingangsspannungen und liefern Ausgangsspannungen, die in einem sehr weiten Frequenzintervall der Eingangsfrequenz proportional sind. Die Ausgangsspannung der Stufe 2 steuert einen Frequenzvervielfacher 3. Dies kann ein beliebiger Generator sein, wenn sich nur seine Eigenfrequenz durch eine Spannung steuern läßt. Geeignet hierfür sind z. B. frei schwingende Multivibratoren, RC- oder LC-Generatoren, bei denen mindestens eine die Eigenfrequenz bestimmende Größe durch Steuerspannungen beeinflußt werden kann. Der Frequenzvervielfacher 3 wird somit zunächst eine Ausgangsspannung mit der Frequenz ri · /₀ liefern, deren Vervielfachungsfaktor n'

nur angenähert den gewünschten Wert darstellt. Die Ausgangsfrequenz n' · f₀ wird nun einem Frequenzteiler 5 mit genau definiertem Teilungsverhältnis n, z. B. einem aus bistabilen Stufen aufgebautem Impulsfrequenzteiler, zugeführt. Dessen

Ausgangsfrequenz f_Q' ist damit zunächst — ■ f₀. Die

Frequenz f₀' wird einer Vergleichsstufe 6, z. B. einem geeigneten Phasendiskriminator oder impulsgesteuertem Pha.senmeßkreis, zugleich mit der Grundfrequenz /₀ zugeleitet. Die anfänglich bestehende Frequenzdifferenz der beiden Spannungen mit den. Frequenzen f₀ und /₀' äußert sich in einem stetig wachsenden Phasenwinkel. Dieser ergibt in der Vergleichsstufe an deren Ausgang 7 eine sich mit dem Phasenwinkel bzw. der Frequenzdifferenz f₀ — /„' ändernde Spannung. Diese dient als zusätzliche Steuerspannung des Vervielfachers 3. Der Sinn der zusätzlichen Steuerung ist dabei so, daß, wenn die "Differenz/₀—f₀' positiv ist, die Eigenfrequenz n' /₀ des Vervielfachers 3 erhöht wird, bzw. umgekehrt. Damit wird mittels des Regelkreises aus den Stufen 3, 5 und 6 auf eine konstante Phasendifferenz der Frequenzen /₀ und /„' geregelt. Das bedeutet absolute Gleichheit von /₀ und /₀' und auch von η und n''. Da η vorgegeben und absolut genau ist, gilt das gleiche von n'. Die Ausgangsfrequenz des Vervielfachers 3 stellt somit ein fest vorgegebenes Vielfaches der Eingangsgrundfrequenz /₀ dar, auch wenn diese sich innerhalb weiter Bereiche ändert.

Die Abbildung stellt nur ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dar. So können z. B. zwischen den einzelnen Stufen, wenn nötig, noch zusätzliche Verstärker eingeschaltet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Frequenzvervielfachung, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfrequenz in eine ihr proportionale Spannung umgewandelt wird, die einen Vervielfacher steuert, dessen Ausgangsfrequenz einem Frequenzteiler mit einem dem Vervielfacher entsprechenden Untersetzungsverhältnis zugeführt wird, und daß die Frequenz des Teilers und die Grundfrequenz eine Vergleichsschaltung derart beeinflussen, daß am Ausgang derselben eine Differenzspannung entsteht, die den Vervielfacher regelt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 707/2« 11.56 (709 811/10 12.57)