NO163676B - Elektrostatisk haandsproeytepistol. - Google Patents

Description

Stabilisert variabel oscillator.

Foreliggende oppfinnelse angår stabiliserte variable oscillatorer av den type som blir brukt til radiofrekvenssamband.

Den angår spesielt oscillatorer hvor innstillingen styrer graden av frekvenskonvertering mellom oscillatorfrekvensen og referansefrekvensen. Oscillatoren starter ved å igangsette en frekvensav-søkning styrt av en frekvenskomparator som stopper avsøkningen når dens frekvens blir nesten lik referansefrekvensen, hvoretter oscillatoren styres av en fasekomparator.

I kjente oscillatorer av denne type blir stoppingen av frekvens-avsøkningen og overgangen fra frekvens- til fase-sammenligning utført av forskjellig slags omkoblingsutstyr. Sammenligning av frekvenser blir vanligvis utført ved analogimetoder.

I et system i henhold til oppfinnelsen blir frekvensdelingen utfart ved hjelp av pulstellere. Og oppfinnelsen fremskaffer et system hvor frekvensavsekningen først styres, så stoppes, og hvor overgang fra frekvens- til fasesammenligning foretas ved enkle metoder som f.eks. digitale og logiske metoder.

Det er også tidligere kjent mange metoder for å oppnå en fase-sammenligning og eventuell fasejustering av to signaler ved hjelp av frekvensdelere i form av tellere. Det kan i denne forbindelse vises til de sveitsiske patenter nr. 3<>4.8l8 og 367*859 samt til US patent nr. 3.I3O.376. ;Dessuten er det kjent en variabel oscillator hvor frekvensene etter sammenligning justeres ved hjelp av elektromekanikk utstyr, sær 1ig en motor som kan»rotere begge veier, for påvirkning av justeringsorganene. Det vises i denne forbindelse til fransk patent nr. 1.403.190. ;Foreliggende oppfinnelse angår således en stabilisert, variabel oscillator hvor man først foretar en frekvenssammenligning og justering, deretter, når frekvensene er blitt praktisk talt like, foretar en fasesammenligning og regulering. ;Formålet med oppfinnelsen er særlig å få en fullstendig elektronisk styring av frekvenssammenligning til fasesammenligning og å frembringe en enkel, logisk krets for å utføre denne styring og denne overgang. ;Fordelene med denne utførelse er særlig at man får et fullstendig elektronisk system som er enkelt, robust og rimelig. Systemet vil også gi en hurtigere regulering enn de tidligere elektromekaniske systemer. ;Man oppnår en stabilisert, variabel oscillator som oppviser de ovennevnte fordeler ved å utforme oscillatoren i overensstemmelse med de nedenfor fremsatte krav. ;For å gi en klarere forståelse av oppfinnelsen vil en utførelse av denne bli beskrevet mer detaljert i det følgende med henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: Figur 1 viser frekvensavsøkningen styrt i henhold til oppfinnelsen, og <* >Figur 2 er et blokkskjema som viser en utførelse av oppfinnelsen.

Den generelle virkemåte av oscillatoren ifølge oppfinnelsen

vil først bli forklart. Hovedoscillatoren må være i stand til å operere innen et mer eller mindre vidt frekvensområde. Arbeidsfre-kvensen kan innstilles ved en innstillingsanordning og stabiliseres

ved en sammenligning med en referansefrekvens som er utledet fra en meget stabil krystallstyrt referanseoscillator. Sammenligningen utføres ved en fast frekvens, mellom en sammenligningsfrekvens som er utledet av hovedoscillatorfrekvensen og en referansefrekvens utledet av den krystall-styrte referanseoscillators frekvens. Referanseoscillatorens frekvens konverteres til referansefrekvensen av en frekvensdeler som er en pulsteller og som arbeider med en fast periode. Hovedoscillatorfrekvensen konverteres på sin side til sammenligningsfrekvensen av en variabel frekvensdeler som er en pulsteller med arbeidsperioden fastlagt av innstillingen. Hovedoscillatorfrekvensen er ikke direkte bestemt av innstillingen, med blir automatisk styrt av anordninger som selv styres av sammenligningskretsene. Når hovedoscillatoren starter på en innstilt frekvens, vil sammenligningskretsen, som først arbeider som en frekvenskomparator, arbeide slik at oscillatorfrekvensen blir nesten lik refer-ansef rekvensen . Idet konverteringsforholdet i den variable deler (som heretter vil bli kalt hoveddeleren) er blitt innstilt, vil hovedoscillatoren arbeide på den innstilte frekvens når denne er lik referansefrekvensen. I virkeligheten er den automatiske styring av hovedfrek-vensen en frekvensavsøkning styrt av et automatisk avsøkningsutstyr som starter når hovedoscillatoren startes og styres av sammenligningskretsene inntil den innstilte frekvensen nås, deretter stoppes avsøkningen. Så snart denne frekvens nås, arbeider sammenligningsutstyret som en fasekomparator for å låse sammenligningsfrekvensen til referansefrekvensen.

Den type fasekomparator som anvendes her har også et begrenset frekvensreguleringsområde. På den annen side vil ikke den automatiske styring av oscillatorfrekvensen utelukke begrensede forandringer av inn-stillingsanordningene. Eksempler på dette er å forandre frekvensområd-ene som omfattes av den automatiske avsøkning eller å forandre de frekvensbestemmende komponenter som regulerer frekvensen i de forskjellige områder eller som bestemmer de forskjellige#områder når oscillatoren skal arbeide innenfor ekstra vide frekvensgrenser. Når det gjelder alle disse metoder og anordninger kan det for eksempel henvises til franske patenter nr. 1.321.475. og 1.396.537. Det automatiske avsøkningssystem er en pulsteller av velkjent type som mottar pulsene etter tur og som ved hvert trinn på telleren varierer frekvensen like mye, ved å påvirke komponenter i oscillatoren, som for eksempel variable kondensatorer o.s.v. Prinsipielt er ett slikt frekvenstrinn nok til å bringe oscillatorfrekvensen på den innstilte verdi, slik at fasesammenligning benyttes.

Figur 1 viser hvordan den i oppfinnelsen beskrevne frekvens-styring virker. Dette er en grafisk fremstilling med tiden som abscisse og frekvensene som ordinator. Den horisontale rette linje 1 viser den faste re feransefrekvens f c. Den skrå linjen 2 viser den variable sammenligningsfrekvens f! . Denne linje starter ved en høyere verdi som tilsvarer den høyeste (bestemt av det konverterings-forhold som den variable frekvensdeler er stilt inn på) oscillator-frekvens som så minskes gradvis. Den er vist som en rett linje,

selv om den også kan være en kurve avhengig av hvor hurtig pulsene følger på hverandre til den teller som styrer avsøkningen, og også

av de variasjoner i oscillatoren man får når telleren arbeider.

Disse variasjoner er ikke vist i linje 2.

Referansefrekvensen refererer seg til de av utgangspulsene fra den periodiske telleren som danner referansedeleren. På samme måte refererer sammenligningsfrekvensen seg til de av utgangspulsene fra telleren som danner hoveddeleren. I begynnelsen vil hoveddeleren utføre sine måleperioder hurtigere enn referansedeleren gjør. Hver gang hoveddeleren fullfører tellingen ved slutten av perioden n •

(bestemt av innstillingen) leverer den en puls I '. I dette øyeblikk vil referansedeleren som startet samtidig med hoveddeleren, bare ha nådd pulstaLlet n^ som ikke er slutten på dens periode.

På grunn av pulsen I ' vil hoveddeleren gå over på neste periode,

og bli brukt til å tilbakestille referansedeleren i utgangsposisjon. Sistnevnte deler vil derfor bli startet på en ny periode uten å ha avgitt periodes luttpuls. På denne måte vil bare hovedtelleren, i hele frekvensavviksperioden, avgi sluttpulser. Disse pulser I påtrykkes telleren som styrer avsøkningen på en slik måte at oscil-latorf rekvensen avtar like mye for hver periode av hoveddeleren.

Det skal anmerkes at ettersom disse perioder har samme tallverdi

(for en gitt innstilling) vil tiden mellom dem øke, på grunn av at frekvensen avtar.

Når sammenligningsfrekvensen så faller under referansefrekvensen vil referansedeleren fullføre sin periode før hoveddeleren, som vist med den vertikale linje 3 og avgi sin periodesluttpuls Ic» I dette øyeblikk vil hoveddeleren bare ha nådd å telle til n ' (på den vertikale linje 3) som ikke er slutten på dens periode, men nær ved. Pulsen I brukes til å oppheve virkningen av ytterligere pulser I '

(siden hoveddeleren vil fortsette sine perioder) på den teller som styrer avsøkningen av den teller som danner referansedeleren. På denne måte vil den automatiske styring holde seg på den frekvens man har nådd og referansedeleren vil fortsette med sine perioder uten å bli stilt tilbake i utgangsstilling av de videre pulser I '.

' c

Referansepulsene I ' s fravær under hele avsøkningsperioden

gjør det mulig for fasekomparatoren å bli tilkoblet utgangene på de to delere under dette avvik. Den forblir imidlertid inoperativ på grunn av de manglende referansepulser. Fasekomparatoren vil auto-matisk begynne å arbeide så snart referansedeleren leverer sin utgangspuls Ic, d.v.s. så snart frekvensavviket opphører. Det er derfor ikke nødvendig med noe omkoblersystem for å skifte fra frekvens- til fasesammenligning, bortsett fra den elektroniske blokkering med pulsene lc på pulsene Ic' på avsøkningstelleren og referansetelleren.

Et arrangement av kretser i henhold til oppfinnelsen er vist i figur 2. Hovedoscillator h leverer den ønskede frekvens via utgangen 5. En grenutgang 6 påtrykker den samme frekvens (eller en frekvens som står i et på forhånd bestemt forhold til den) på en variabel frekvensdeler 7 hvis forhold kan innstilles med en anordning 8. Denne deler er en periodisk teller hvor innstillingen bestemmer tallverdien av perioden. Dens periodiske virkemåte er antydet med forbindelsen 9. Ved slutten av hver periode leverer deleren 7 en puls I 1 ved utgangen 10. Denne utgangen er for det første koblet til en fasekomparators inngang 11, og dessuten til inngangen på en portkrets 12 styrt av en sperreinngang. Denne portkrets kan være av en hvilken som helst passende type. Når portkretsen 12 ikke påtrykkes noen sperrepuls, leverer den pulser I' cbåde til teller 13 som teller utgangspulsene I ' og til referansedeleren l4 for tilbakeføring i utgangsstilling hver gang. Pulsene I ' når deleren 1 k gjennom en ELLER-portkrets 15 som vil bli beskrevet senere.

Referansedeleren 14 mottar frekvensen fra referanseoscillatoren 16 på inngangen 17• Referansedelerens utgang 18 er forbundet både med den andre inngangen til fasekomparatoren og med sperreinngangen på port 12. Denne deler er en pulsteller hvis periodiske virkemåte er antydet med forbindelsen 19. Som forklart ovenfor vil pulsene ] c avbryte telleperioden for deler 14 under hele f rekvensavviket ved å tilbakestille den på null hver gang. Under normale forhold på en frekvens litt under referansefrekvensen blir pulsene 1 clevert. De blokkerer portkretsen 12 og igangsetter fasekomparatoren 11. Sistnevnte avgir sitt faseregulerende signal (også frekvensregulerende innenfor et snevert område) til hovedoscillatoren via forbindelsen 20.

Så lenge det foreligger frekvensavvik vil telleren 13 nå forskjellige, verdier etter hver puls I '. Disse digitale verdier påtrykkes en digital/analogomformer 21 hvor de omdannes til tilsvarende

analogverdier, som for eksempel styrepotensialer. Forbindelsen 22

påtrykker disse analogsignaler til de frekvensbestemmende komponenter i oscillator 4. Denne anordning er slik innrettet at frekvensen synker like mye hver gang en puls I ' påtrykkes teller 13»

Innstillingsanordningen 8 har en utgang 23 som avgir en tilbake-stillingspuls hvis frekvensen forandres av en operatør. Denne puls påtrykkes både inngang 24 for å tilbakestille avsøkningsteller 13,

og ELLER-portkrets 15 for tilbakestilling av referansedeleren. En forbindelse som ikke er vist på tegningen, styrer tllbakestillingen av hoveddeleren 7« Det er klart at ELLER-porten 15 kan være en hvilken som helst anordning som er i stand til å tilbakestille dele-

ren 14, først ved markering av en forandring i innstillingen som også påtrykkes tilbakestillingsinngangen på avsøkningstelleren 13

og dernest av pulsene I <1> som også tilføres telierinngangen på den samme teller 13«

Eksempler på variable frekvensdeleranordninger som kan inn-

stilles ved hjelp av tallskalaer, for omdanning av frekvensen på hovedoscillatoren til den avledede frekvens til frekvensdeleren (utgang 5 og 6) kan finnes i fransk patent nr. 1.409.287.

Claims (7)

1. Stabilisert variabel oscillator for frembringelse av en forut-

bestemt utgangsfrekvens, hvilken oscillator omfatter en styrbar, variabel frekvenskilde, en første variabel frekvensdeler i form av en pulsteller koblet til den styrbare frekvenskilde, en fast frekvenskilde og en andre fast frekvensdeler som også er en pulsteller, koblet til denne faste frekvenskilde, samt en fasekomparator,karakterisert ved at den omfatter første tilbakestillingsorganer koblet til den første og andre frekvensdeler for tilbakestilling av den andre frekvensdeleren til dens begynnelses-tilstand uten at den leverer en utgangspuls, dersom en utgangspuls fra den første frekvensdeler inntreffer før en tilsvarende utgangspuls fra den andre frekvensdeleren/ frekvensreduserénde organer koblet til den første og andre frekvensdeler og til den styrbare frekvenskilden for å redusere frekvensen på utgangen fra den styrbare frekvenskilden dersom utgangspulsen fra den første frekvensdeleren inntreffer før utgangspulsen fra den andre frekvensdeleren, og en fasekomparator, koblet til den første og andre frekvensdelers utgang og til den styrbare frekvenskilden for å låse den styrbare frekvens-kllden til den forutbestemte frekvens, idet fasekomparatoren bare påvirkes når utgangspulsen fra den andre frekvensdeleren inntreffer før utgangspulsen fra den første frekvensdeleren.

2. Stabilisert variabel oscillator i følge krav 1, karakterisert ved at den første frekvensdeler har et variabelt deleforhold for å velge en på forhånd bestemt utgangsfrekvens. V

3. Stabilisert variabel oscillator i følge krav 1, karakte risert ved at de første tilbakestillingsorganer består av en første portkrets (12) hvis ene inngang er koblet til den første frekvensdelere (7) utgang, og hvis andre inngang er koblet til den andre delers (14) utgang, idet nevnte portkrets bare gir utgangspuls når et signal er tilstede på utgangen av den første deler og intet signal opptrer på utgangen fra den andre deler, og en andre portkrets (l5), hvis ene inngang er koblet til den første portkrets' utgang, idet utgangen av denne er koblet til den andre deler for tilbakestilling av denne hvis det er signal på inngangen.

4. Stabilisert variabel oscilLator i følge krav 3, karakterisert ved at de frekvensreduserende organer omfatter en teller (13) koblet til den første portkretsens utgang, og en digital/ analog omformer (21) koblet til utgangen av telleren for omforming av tellerverdiene til styresignaler for den styrbare frekvenskilde (4) for å styre dennes frekvens.

5. Stabilisert variabel oscillator i følge krav 3, karakterisert ved at den omfatter et andre tilbakestillingsorgan koblet til den første deler og til den andre deler for tilbakestilling av den andre deler når den første delers delingsforhold forandres .

6. Stabilisert variabel oscillator i følge krav 5, karakterisert ved at det andre tilbakestillingsorgan er koblet til den andre deler over den andre portkrets idet en annen inngang til denne portkrets er koblet til det andre tilbakestillingsorgan.

7. Stabilisert variabel oscillator i følge krav 5, karakterisert ved at det andre tilbakestillingsorgan også er koblet til teller (i 3) for tilbakestilling av denne når den første delers delingsforhold forandres.