DEP0045633DA - Nachstimmschaltung - Google Patents

Description

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IekefuateE
Gesellschaft für drahtlose Telegraph!e

Stuttgart^ den 2*funi 1949
ZS/DD/Sa,/ W 91

lachst immschaltung,,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde* eine Nachstimmschaltung zur selbsttätigen: Einreglung der Frequenz eines- Schwingungskreises auf eine Sollfrequenz anzugeben-, die die Nachteile der bisher bekannten Schaltungen nicht besitzt*

Bekannt sind im wesentlichen zwei Gruppen solcher Sachltungen, Die eine Gruppe arbeitet mit einer Impedanzröhre, die als veränderlicher Wechselstromwiderstand ausgebildet ist«Die Impedanzröhre wird von der im Ausgang des üblichen Regelspannungserzeugers auftretenden Gleichspannung gesteuert und kann entweder in Reihenschaltung mit einem Kondensator betrieben werden, wobei diese Reihenschaltung dann pa*- rallel zum Oszillatorschwingkreis geschaltet wird oder man schaltet sie zweckmä ssig als reine Blindwiderstandsröhre. I^ letzteren Fall wird beispielsweise die im Abhängigkeit von ('ihrem Steuergitter zugeführten Regelspannung auftretende Kapazitätsänderung der Anoden-Kathodenstrecke ausgenutzt* Die Röhre liegt dann parallel zum Oszillatorschwingkreis _β

Die zweite Gruppe der bekannten Nachstimmeinrichtungen arbeitet mit einem Nachstellmotor, der relaisgesteuert wird» Dem Relais wird die im Ausgang des Regelspannungserzeugers auftretende Gleichspannung zugeführt _B Fachstelleinrichtungen_s die mit Relais arbeiten^ ergeben einen Restfehler, der durch die Ansprechempfindlichkeit des Relais bedingt ist. Es ist daher bereits eine nachstelleinrichtung bekannt

geworden, bei der dem Relais über eine besondere Wicklung zusätzlich eine Wechselspannung algeführt wird» die dem Anker von vornherein eine kontinuierliche hin- und hergehende Bewegung erteilt«, Auf diese Weise wird der den Relais-Wachstimmeinrichtungen bisher anhaftende Hachteil_r nämlich das Bestehenbleiben eines Restfehlers beseitigte Von Nachteil bei dieser bekannten Einrichtung bleibt immer noch die Tatsache» dass die Hachstimmeinrichtung mechanisch bewegte Teile besitzt» Dies fgilt sowohl für das Relais als auch für den die Wachsti^mung vornehmenden Motor„

Aus diesen Gründen geht die Entwicklung in die Richtung von Wachstimmeinrichtungen, die möglichst wenig oder überhaupt keine bewegten Teile enthaltene Die bekannten mit Blindwiderstandsröhren arbeitenden Wachstim.meinrichtungen haben zwar keine mechanisch bewegten Teile, sie erfüllen jedoch die gestellte Aufgabe nach rest fehlerfreier Wachstimmung nichts Bei einer solchen Wachstimmeinrichtung der bekannten Art muss nämlich ein Restfehler übrig bleiben, da anderenfalls eine Wachstimmung überhaupt nicht möglich ist. Die in: Abbildung 1 dargestellte Anordnung möge dies erläutern» Es werde angenommen, dass der Oszillator 1 in seiner Frequenz /einen bestimmten Betrag von der Sollfrequenz abgewichen ist» Man erhält dann in dem Regelspannungserzeuger 2 eine 4: dieser Frequenzabweichung entsprechende Spannung, die man auf eine Blindwiderstandsröhre 3 gibt«. Der Oszillator 1, dessen Schwingungskreis der einen Blindwiderstand darstellenden Röhre 3 parallel geschaltet i®±md?£ stellt sich nunmehr auf eine neue Frequenz ein, die näher in Richtung zur Sollfrequenz liegt« Die nunmehr noch bestehende Frequenzabweichung ist jetzt geringer, am Regelspannungserzeuger I*_T 2 entsteht daher eine kleinere Reg-lspannung_e fine genaue Abstimmung des Oszillator auf die Sollfrequenz kann man jedoch mit dieser Wachstimmeinrichtung

niemals erreichen* da ja an der Blindwiderstandsröhre 3 stets eine Spannung stehen muss_s um dadurch eine in der gewünschten Richtung erfolgende Verstimmung des Oszillators zu erreichen^ d^h* am Ausgang des Regelspannungserzeugers 2 muss ebenfalls stets eine Regelspannung stehen bleiben« Im eingeschwungenen Zustand bleibt am Regelspannungserzeuger 2 ein Restwert stehen* der nicht unterschritten werden kann. Dieser Restwert, der sich aus dem Schnittpunkt der Regelspannungssteilgeit und der Steilheit der Wachstimmeinrichtung unter Berücksichtigung der ursprünSglieh tatsächlich vorhanden gewesenen Abweichung des Oszillators von der Sollfrequenz ergibt^ ist ein Mass für den Restfehler der Nachstimmeinrichtung,,

Gemäss der Erfindung wird ein Vorschlag gemachtj bei dem ebenfalls von einer vom Regelspa nnungserzeuger gesteuerten, vorzugsweise als Blindwiderstand wirkenden Impedanzröhre Gebrauch gemacht wird_e Ss wird vorge- § schlagen.,, in den Steuereingang der Impedanzröhre einen Kondensator einzuschalten, dessen jeweilige Ladung bestimmt ist einerseits durch eine_s vorzugsweise niederfrequente, Weachs.elspann.ung|<üb er lagerte, im Ausgang

des Regelspannungserzeugers auftretende Gleichspannung* Es handelt sich a Iso bei der Erfindung um die Anwendung der oben bereits erwähnten^—aas· ^ar^^i^sehTSTi^a^ bei der mit

Relais- und Jßotornachlauf gearbeitet wird, auf eine Einrichtung_s bei der die Nachstimmung mittels einer Impedanzröhre erfolgt*

Zur Erläuterung der Erfindung sei nochmals auf die J^estsehmiÖ bekannte Einrichtung eingegangen» Dem Relais, das die Nachstimmung besorgt, wird ausser der vom Regelspannungserzeuger kommenden Sp Spannung eine konstante Wechselspannung aufgedrückt^ !fürde nur diese konstante Wechselspannung an dem Relais liegen, so würde der Relaisanker ent sprechend dem Diagramm der Abb.:* 2 umgeschaltet _s Ist eine Abweichung der

Frequenz des Oszillators von der Sollfrequenz nach der einen Seite eingetreten, so wird dier die Umschaltung bewirkenden Wechselspannung eine Gleichspannung überlagert und zwar dadurch, dass einer zweiten Relaiswicklung diese Regelspannung zugeführt wird* Der Relaisanker würde dann beispielsweise eine Bewegung entsprechend dem in Abb»3 dargestellten zeitlichen Verlauf ausführen« Bei entgegengesetzter Abweichung des Oszillators von der Sollfrequenz würde ein umschlag des Relaisankers entsprechend dem zeitlichen Verlauf nach Abb» 4 erfolgen,, Aus den Abbildung gen 3 und 4 ist zu ersehenm dass der Relaisanker jeweils verschieden lange Zeiten in seinen beiden Endstellungen verharrt_β

Die Anwendung dieses Prinzips auf eine mit Blindwiderstandsröhre arbeitende nachstelleinrichtung lässt sich bei Benutzung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens auf verschiedene Weise durchführen,, So kann man beispielsweise die periodische Ladungsänderung des Kondensators über den Ebntakt eines Relais vornehmen* Diesem Relais müsste dani|über getrenn te Wicklungen einerseits eine Wechselspannung und andererseits die am Ausgang des Reglspannungserzeugers stehende Gleichspannung zugeführt werden,» =&as#äte«aa@ek<e^

geispamiiungserz-euger mit 2-bez-eichneta Die· i^-Ausgang-des^ e#a««g€3?s-£±£h2iid© Gleichspannung zugeführt rorden,, Ausführungsbeispiele dieser Lösungsmöglichkeit sind in den Abbildungen 5 und 6 angegebene Der Oszillator ist wiederum mit I₅ der Regelspannungserzeuger mit 2 bezeichnet,, Die im Ausgang des Regelspannungserzeugers 2 auftretende Gleichspannung wird der einen l'icklung eines Relais 5 zugeführt,; deren anderer Wicklung eine Wechselspannung von vorzugsweise niederer Frequenz (z_eBo 30 hz) aufgedrückt wird» Die im Oszillatorkreis liegende Blindwiderstandsröhre ist mit 4 bezeichnet«, Am Steuergitter dieser Röhre liegt gegenlasse ein Kondensator 8 mit verhältnis^ässig grosser Kapazität (z₉B_e 10-20 UF) * Dieser Kondensator 8 wird im Rythmus des sich

hin- und herbewegenden Relaisankers 7 von den Spannungsquellen 10 und 11 periodisch a uf- und umgeladen* Diese Aufladung erfolgt über einen hoehohmigen Widerstand 9j der beispielsweise die Grosse von 200 kOhm haben kann* Die Amplitude der am Punkt P sich einstellenden Spannung gibt die Grosse der Abweichung und das Vorzeichen dieser Spannung gibt die Richtung der Abweichung des Jszillator© von der Sollfrequei an« Ist der Oszillator durch eine am Punkt P stehende Spannung auf diese Sollfrequenz eingeregelt, so bleibt diese Spannung der""periodischen Auf- und Umladung des Kondensators 8 auch dann stehen, wenn i^ Ausgang des Regelspannungserzeugers keiene Gleichspannung mehr auftritt» Darin liegt der Vorteil gegenüber den bisher bekannten mit Blindwiderstands-, röhren arbeitenden Schaltungen* Biese Nachstelleinrichtung arbeitet somit ohne Restfehler_e

Sollte eine zusätzliche Siebung der am Gitter der Blindwiderstandsröhre stehenden Regelspaniüung erforderlich sein, so kann man gemäss Abb_e 6_e win Siebglied 12 vorsehen.

Die Schaltung gemäss Abb„5 besw₉ Abb_#6 besitzt zwar den Vorteil, dass der Nächstimmotor durch eine restfehlerfreie Röhrenschaltung ersetzt ist _Ä Es sind jedoch noch nicht sämtliche mechanisch bewegten Teile ver_v» mieden, da ja ein Relais zur Schaltung benutzt wird«

Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird daher zum Ersatz des Relais vorgeschlagen, die Ladung des Kondensators durch Gleichstromimpulse vorzunehmen, die auf folgende Weise gewonnen werden; Der am Ausgang des Regelspannungserzeugers auftretenden Gleichspannung wird eine Wechselspannung von vorzugsweise niederer Frequenz,, z_eB* 30 Hz, überlagert* Die resultierende Spannung steuert ein Schwingrohr in der Weises dass es jeweils während des positiven Teiles der Spannung in einer Frequenz und während des negativen Teiles der Spannung in einer anderen

schwingt♦ Die dadurch entstehenden einzelnen Schwingungs» züge werden gleichgerichtet und den am Gitter der Blindwiderstandsröhre liegenden Kondensator zugeführt„ Ein Schaltbild für eine solche Anordnung ist in Abb„ 7 wiedergegeben,, Der Regelapannungserseuger ist mit 13 bezeichnete An den im Kathodenkreis der beiden Dioden liegender Arbeitswiderstände'114 und 15 entsteht eine positive oder negative Gleichspannung, je nach der Abweichung des Oszillators von der Sollfrequenz« Dieser Spannung wird eine and»® den Punkten 16 zugeführte Wechselspannung von beispielsweise 30 Hz überlagert_β Die resultierende Spannung wird den Gittern der beiden Röhre 18 und 19 zugeführt^ sodasg am ihnen wechselweise eine positive Gittervorspannung liegt. Diese Röhren 18 und 19 bilden 2 Rückkopplungswege zum Gitter einer Schwingröhre 17. Im Anodenkreis dieser Schwingröhre 17 befinden sich 2 Schwin gungskreise 20 und 21, die auf die Frequenzen f^ und f_? abgestimmt sind» Der Rückkopijblungsweg zum Gitter der Schwingröhre 17 istwie bereits erwähnt- entweder über die Steuerröhre 18 oder aber über die Steuerröhre 19 geschlossen, je nach dem_s an welchem Gitter augenblicklich eine positive Spannung liegt« Die angegebene Schaltung hat infolge der Verwendung eines RC-Gliedes am Gitter der Schwingröhrs 17 eine Kippeigenschaft_r Stellt man nämlich die Rückkopplungsbedingungen durch die an den Gittern der Röhren 18 und 19 liegenden Spannungen so ein, dass beide Schwingungen f und t₀ ungefähr gleichberechtigt an das Gitter der Schwingröhre gelangen., so wird die|'Fre» quenz f., anschwingen^ wenn .s-Ib nur eine Kleinigkeit -ötä^Eer^lst als die andere» Sie erzeugt an dem Gitterableitwiderstand der Schwing*- röhre 17 eine negative Gittervorspannung _t welche die Rückkopplungsbedingung@a für die andere Frequenz f 2 ®-°^Qh weiter verschlechtert. Daher kann die andere Frequenz fp erst dann anschwingen, wenn an die zugehörige Steuerröhre eine positive Gitterspannung gelegt wird* nach

dem vorher die positive Gittervorspannung an der ersten Steuerröhre verschwunden ist, sodass an dieser nur die am Kathodenwiderstand W erzeugte negative Gittervorspannung steht« Die in den Schwingungskreisen 20 und 21 auftretenden Schwingungszüge der Frequenz f-i unfi fo werden in den Gleichrichtern 22,23 gleichgerichtet und dann über die EiH*- strömungswiderstände 24 und 25 dem Kondensator 8 zugeführt„ Dieser Kondensator 8 liegt wiederum am Gitter der Blindwiderstandsröhre_?was in Abb-,7 durch den Pfeil 26 angedeutet ist.

Diese Schaltung erfährt durch das in Abb, 8 dargestellte Ausführungs» beispiel noch eine gewisse Vereinfachung» Hierbei wird von einer Multivibrator schaltung Gebrauch gemacht, Ein Multivibrator stellt bekannt' lieh eine Kippschaltung dar, bei der durch entsprechende Dimensionierung der RC*-Glieder abwechselnd das eine oder andere Rohr durchlässig wird« Dieser Effekt wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Abb„8 in der Weise ausgenutzt, dass den Gittern der beiden Multivibratorröfaren die am Ausgang des Regelspannungserzeugers liegende Spannung zugeführt wird* Die beiden Röhren werden daher in einern Rythmus abwechsele durchlässig^ dessen zeitlicher Verlauf von der Regelspannung afchängt und daher den Diagrammen der Abb_e 2-4 entspricht* Da die beiden Röhren sich ausserdem jede für sich in einer Hochfrequenzschwingschaltung befinden, geben sie im eingetasteten Zustand jeweils eine Hochfrequenzschwingung ab„ lählt man das bei Abb„7 bereits angegebene Beispiel,; wonach der eine Schwing ungs kr eis (29) auf g f-j_ und der andere (30)) auf f abgestimmt sein soll, so wird man abwechselnd hochfrequente Schwingungszüge dieser Frequenzen erhalten* Diese Se Schwingungszüge werden in den Gleichrichtern 31 und 32 gleichgerichtet und die Gleichstromkomponenten über die Einströmungswiderstände 33 unfi 34 dem Kondensator 8 zugeführt»

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1* Uaehstiramsehaltung zur selbststätigen Einregelung der Frequenz eines

   Schwingungskreises auf eine Sollfrequenz Mithilfe einer vom Regelspannum^ §rzeuger gesteuerten, vorzugsweise als Blindwiderstand wirkenden. Imp e«. danzröhrej dadurch gekennzeichnet, dass in den Steuereingang der I-pedanzröhre ein Kondensator eingeschaltet ist_s dessen jeweilige Ladung bestimmt ist einerseits durch eine,, vorzugsweise niederfrequente, Wechselspannung, und andererseits durch die dieser Wechselspannung überlagertes im Ausgang des Regelspannungserzeugers auftretende Gleichspannung«

   2_e Nachstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung des !Kondensators über den Ebntakt eines Relais erfolgt^ und dass zwei getrennten Wicklungen dieses Relais einerseits die Wechselspannung und andererseits die am Ausgang des Regelspannungserzeugers stehende Bleichspannung zugeführt werden»

   3* lachsti-imschaltung nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet, dass- die Ladung des Kondensators durch Gleichstromimpulse erfolgt, die auf folgende Weise gewonnen werden:

   I₀. Der am Ausgang des Regelspannungserzeugers auftretenden Gleichspannung wird eine Wechselspannung von vorzugsweise niederer Frequenz, Z₈B₉ 30 Hz₈ überlagert*

   2* Diese resultierende Spannung steuert ein Schwingrohr in der Weise, dass es jeweils während des positiven Teils der Spannung in einer Frequenz f und während des negativen Teiles der Spannung in einer Frequenz f schwingt,,

   3* Die einzelnen Schwingungszüge werden gleichgerichtet und/de^ Kbnden= sator zugeführt»

   4» lachstimmschaltung nach Anspruch 3$ dadurch gekennzeichnet, dass..^eine r^a^OBSsj^mJJigs^ zwei Rückkopplungswege

   besitzt^ dass diese beiden SÄalifcsagswege je einen auf die Frequenz f und «iaoia auf die Frequenz f abgestimmten Schwingungskreis und je eine Röhre enthalten und dass diese beiden Röhren durch Anlegen der resultierenden Spannung periodisch abwechselnd leitend gemacht ""werden und sich infolge der am Gitter^ leitwiderstand der Schwingröhre entstehenden negativen Gitterspannung gegenseitig sperren*

   5« Eachstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _s dass die Ladung des Kondensators durch Gleichstromimpulse erfolgtj die auf folgende Weise gewonnen werden:

   Die am Ausgang des Regelspannungserzeugers auftretende Gleichspannung wird den Gittern einer Multivibratorschaltung zugeführt* deren jede Röhre sich in Schwingschaltung befindet» Die gewonnenen Schwing!.-npulsc werden^gleichgerichtet und dem Kondensator zugeführt„