DE1005135B - Arrangement for carrier stabilization of a news transmitter with several high frequency channels - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein bekanntes Verfahren zur Trägerstabilisierung eines Nachrichtensenders mit mehreren Hochfrequenzkanälen für AM oder FM, bei dem die Frequenzstabilisierung sämtlicher Kanalträger durch die Oberwellen einer einzigen Vergleichsfrequenz erfolgt.The invention relates to a known method for carrier stabilization of a message transmitter several high-frequency channels for AM or FM, in which the frequency stabilization of all channel carriers is carried out the harmonics of a single comparison frequency takes place.

Die Vorteile der Verwendung eines einzigen Quarzes für die Herstellung dieser Vergleichsfrequenz zur Stabilisierung einer Vielzahl von Kanalfrequenzen sind offensichtlich. Es wird dabei gewöhnlich aus der Kristallfrequenz ein Spektrum harmonischer Frequenzen erzeugt, die zur Stabilisierung der einzelnen Kanalträgerfrequenzen dienen. Für die Anwendung dieses Verfahrens müssen die Kanalträger unter sich gleiche Frequenzabstände aufweisen. Gewöhnlich erfolgt die Stabilisierung in der Weise, daß die Kanalträger mit Hilfe eines freien Sendeoszillators auf ihren ungefähren Frequenzwert eingestellt werden und daß die Frequenz dieses Oszillators oder ein Mehrfaches davon mit einer bestimmten Harmonischen der Kristallfrequenz verglichen wird. Aus der Differenzfrequenz wird eine Regelspannung gewonnen, die zur Frequenzstabilisierung des Sendeoszillators dient. Da hierbei gleichzeitig alle Harmonischen auftreten, besteht die Gefahr von Mehrdeutigkeiten bei der Stabilisierung. Durch die Bemessung der Regelkette hinsichtlich Frequenz und Bandbreite muß deshalb dafür gesorgt werden, daß bei einer gegebenenSendeoszillatorfrequenz nur diegewünschte Harmonische des Vergleichsoszillators zur Wirkung kommt bzw. als Vergleichsfrequenz zugezogen wird, damit eine eindeutige Regelung bzw. Stabilisierung stattfinden kann. Diese Forderung wirkt sich auf dieBemessung der Regel- oder Stabilisierungskette in erheblichem Maße einschränkend aus. Ferner müssen hierzu Selektionskreise oder bei niedrigen Frequenzdifferenzen Tiefpässe vorgesehen werden.The advantages of using a single crystal to make this reference frequency for stabilization a variety of channel frequencies are evident. It usually becomes from the crystal frequency A spectrum of harmonic frequencies is generated that stabilize the individual channel carrier frequencies to serve. To use this method, the channel carriers must have the same frequency spacing among themselves. The stabilization is usually carried out in such a way that the channel carriers with the aid of a free transmitter oscillator adjusted to their approximate frequency value and that the frequency of this oscillator or a multiple of which is compared with a certain harmonic of the crystal frequency. The difference frequency becomes a control voltage obtained, which is used to stabilize the frequency of the transmitter oscillator. Since here at the same time all harmonics occur, there is a risk of ambiguity in the stabilization. Through the Dimensioning the control chain with regard to frequency and bandwidth must therefore ensure that with For a given transmitter oscillator frequency, only the desired harmonics of the reference oscillator have an effect comes or is used as a comparison frequency so that a clear regulation or stabilization take place can. This requirement has a significant effect on the dimensioning of the control or stabilization chain restrictive. Furthermore, selection circuits or low-pass filters in the case of low frequency differences must be provided for this purpose will.

Zweck der Erfindung ist es, diesen Aufwand zu beseitigen und eine Regel anzugeben für die Bemessung der zumeist aus einem ZF-Verstärker und einemnachf olgenden Frequenzdiskriminator bestehenden Stabilisierungskette hinsichtlich der zu wählenden ZF. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für jede gewünschte Frequenzlage möglichst den optimalen Wert für die zu verwendende Zwischen- oder Mischfrequenz vorzuschlagen.The purpose of the invention is to eliminate this effort and to specify a rule for the dimensioning of the mostly consisting of an IF amplifier and a subsequent one Frequency discriminator existing stabilization chain with regard to the IF to be selected. In particular it is Object of the present invention for any desired Frequency position to propose the optimal value for the intermediate or mixed frequency to be used.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung in der Weise gelöst, daß eine allgemein gültige Bemessungsvorschrift für den Mittelwert des Durchlaßbereiches der Regelkette vorgeschlagen wird, mit deren Hilfe man ohne Rücksicht auf den Wert der Sendefrequenzen bereits auf Grund des Kanalabstandes die optimalen Werte für die zu wählende Mittelfrequenz sofort angeben kann.This object is achieved by the invention in such a way that a generally applicable design specification is suggested for the mean value of the pass band of the control chain, with the help of which one can be used without consideration based on the channel spacing, the optimum values for the to be selected on the value of the transmission frequencies Can specify medium frequency immediately.

Speziell wird dies dadurch erreicht, daß die Mittelfrequenz des Nachstimmkanals der BedingungSpecifically, this is achieved by setting the center frequency of the retuning channel to the condition

Anordnung zur TrägerstabilisierungArrangement for beam stabilization

eines Nachrichtensenders mit mehrerena news channel with several

HochfrequenzkanälenHigh frequency channels

Anmelder:Applicant:

International Standard Electric
Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)International Standard Electric
Corporation, New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42Representative: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, patent attorney,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 1. März 1954Claimed priority:
Switzerland from March 1, 1954

Hans Rudolf Fehlmann, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt wordenHans Rudolf Fehlmann, Zurich (Switzerland),
has been named as the inventor

vorzugsweise aber der Bedingungbut preferably the condition

ZF₀ =ZF ₀ =

n)n)

ZF₀ =ZF ₀ =

genügt.enough.

Dabei ist mit F₀ die Grundfrequenz des Quarzoszillators, also der Kanalabstand der nachzustimmenden Frequenzen bezeichnet, während α ein Zahlenwert ist, der nicht wesentlich kleiner als 4 sein soll, und η jede beliebige ganze Zahl einschließlich des Wertes Null darstellt. F ₀ denotes the basic frequency of the crystal oscillator, i.e. the channel spacing of the frequencies to be adjusted, while α is a numerical value that should not be significantly less than 4, and η represents any whole number including the value zero.

Der Erfindung liegt also der Gedanke zugrunde, daß im einfachsten Falle, für η = 0, der Abstand zwischen der nachzustimmenden Frequenz und der nächstliegenden Harmonischen des Vergleichsoszillators nicht wesentlichThe invention is based on the idea that in the simplest case, for η = 0, the distance between the frequency to be adjusted and the closest harmonic of the reference oscillator is not essential

größer als -—- sein darf, wenn sämtliche Harmonischen ungesiebt und in gegenseitigen Abständen von der Größegreater than -—- if all harmonics are unscreened and at mutual distances of the same size

F₀ auftreten. Würde man nämlich als ZF₀ den Wert —~- *· F ₀ occur. If one namely as ZF ₀ the value - ~ - * ·

wählen, so würde der betreffende ZF-Kanal zwangläufig zwei in entgegengesetztem Sinne frequenzabhängige Mischprodukte erhalten, die von den zwei benachbartenthen the relevant IF channel would inevitably be selected two in opposite sense frequency-dependent mixing products obtained from the two neighboring

Spektralfrequenzen erzeugt werden. Auch mit -~ beträgt 3 Spectral frequencies are generated. Also with - ~ is 3

der Abstand von der nächstliegenden nicht gewünschtenthe distance from the closest unwanted

2 F 2 F

Spektralfrequenz nur —-, so daß schon bei einer geringen Verschiebung der nachzustimmenden Frequenz etwa vomSpectral frequency only - - , so that even with a slight shift in the frequency to be tuned about from

609 866/296609 866/296

Claims (1)

Betrag A die gewünschte ZF₀ mit %- + ^- dem un- eigentiichen Funkkanälen entsprechen. Zu diesemZweckAmount A corresponds to the desired IF ₀ with % - + ^ - the non-actual radio channels. To this end 6 ° - - υ 3 ₆ νητά dem Mischer Mt einerseits von C aus die Frequenz kF 6 ° - - υ 3 ₆ νητά the mixer Mt on the one hand from C the frequency kF erwünschten Nachbarprodukt ZF = *ξ± - %- völlig ^ugeflüirt, wobei Ä ganzzahlig ist und wie schon erwähnt,Desired neighboring product ZF = * ξ ± - % - fully fluted, where Ä is an integer and, as already mentioned, 3 6° auch den Wert 1 haben kann. Andererseits erhält der3 6 ° can also have the value 1. On the other hand, the gleicht, die Nachstimmung also mehrdeutig wäre. 5 Mischer Mi vom Generator SG alle Harmonischen von F₀, equals, so the post-tuning would be ambiguous. 5 mixer Mi from generator SG all harmonics of F ₀ , Gemäß der Erfindung ist es nun allerdings nicht not- so daß am Ausgang des Mischers unter anderen FrequenzenAccording to the invention, however, it is not necessary that at the output of the mixer at other frequencies wendig, die unmittelbar benachbarte Spektralfrequenz das Spektrum folgender Zwischenfrequenzen auftritt:
zur Nachstimmung zu verwenden, sondern der vorge-agile, the immediately adjacent spectral frequency occurs the spectrum of the following intermediate frequencies:
to be used for re-tuning, but the pre-set schlagene Abstand — kann um ganzzahlige Vielfache des 2-* ~ £j ± ^x o,- beat distance - can be increased by integer multiples of 2- * ~ £ j ± ^x o, - Abstandes F₀ erweitert werden, wodurch die zu wählende Dabei stellt χ alle ganzen Zahlen dar.Distance F _{0 can be} extended, whereby the to be selected χ represents all integers. Zwischenfrequenz Zf₀ um einen beliebigen Betrag η · F₀ Die für die verschiedenen Kanäle verlangten Frequen-Intermediate frequency Zf ₀ by any amount η F ₀ The frequencies required for the various channels vergrößert werden kann. Das bedeutet, daß an Stelle der zen F, die Frequenz F₀ und die Zwischenfrequenz ZF₀, aufcan be enlarged. This means that instead of the zen F, the frequency F ₀ and the intermediate frequency ZF ₀ , on benachbarten Spektralfrequenz xF₀ erst die an «-ter welche die Regelkette abzustimmen ist, müssen nun in Stelle folgende Frequenz (x -f- n) F₀ bzw. die vorher- 15 einer ganz bestimmten Beziehung zueinander stehen,adjacent spectral frequency xF ₀ only the one next to which the control chain is to be coordinated must now be in the following frequency (x -f- n) F ₀ or the previous one in a very specific relationship, gehende Frequenz (x — n) F₀ zur Nachstimmung dient. Wenn zwei benachbarte Kanalfrequenzen einen Abstandoutgoing frequency (x - n) F _{0 is used} for retuning. When two adjacent channel frequencies are spaced apart Für den in Verfolg der Erfindung als besonders zweck- D = kF^ — ^F₁ aufweisen, so muß die Quarzfrequenz F₀ For the D = kF ^ - ^ F _{1 to} be particularly useful in pursuance of the invention, the quartz frequency F ₀ mäßigvorgeschlagenenAbstand ^L vereinfacht sich diese genau diesem Abstand entsprechen. Ferner muß dafürThe moderately suggested distance ^ L simplifies this exactly corresponds to this distance. Further must for it 4 gesorgt werden, daß fur jede bestimmte Kanalfrequenz4 that care should be taken for each particular channel frequency Bemessung in der Weise, daß als zusätzlicher Abstand 20 jeweils nur eine einzige Harmonische xF₀ wirksam ist, dieDimensioning in such a way that only a single harmonic xF _{0 is} effective as an additional distance 20, the bereits Vielfache des Wertes A verwendbar sind, da es zusammen mit der Frequenz kF genau die als Nachstimm-multiples of the value A can already be used, since, together with the frequency kF, exactly the 2 kntenum dienende Zwischenfrequenz ZF₀ erzeugt. Nur2 kntenum serving intermediate frequency ZF ₀ generated. Just bei der gleichmäßigen Verteilung des harmonischen Spek- auf diese Weise läßt sich bekanntlich eine MehrdeutigkeitIn the even distribution of the harmonic spectrum in this way, as is well known, an ambiguity can be avoided trums von F₀ gleichbedeutend ist, ob man von einem der Stabilisierung vermeiden.trums of F _{0 is} tantamount to whether one should avoid one of the stabilization. Λ-u j. j ^Fo -UJ · a · ., 25 Die zu wählende ZF_n kann iedem beliebigen Frequenz-Λ-u j. j ^F o -UJ a ., 25 The IF _{n to} be selected can be used at any frequency Abstand—~- gegenüber der einen oder von einem Ab- , ., ... . ° „ ^J .. .._η°, -^ ^ jDistance - ~ - towards one or from one Ab-,., .... ° " ^J .. .. _η °, - ^ ^ j 4 ^{ö ö} bereich angehören, sie muß nur die gemäß der Erfindung4 ^{ö ö} belong to the area, it only has to be according to the invention stand ^ gegenüber der anderen benachbarten Spektral- vorgeschlagene Beziehung für ZF₀ erfüllen. Man kannstood ^ opposite the other neighboring spectral- the proposed relationship for ZF ₀ meet. One can 4 ^D ° ^r also fur η jeden beliebigen Wert ü, 1,2,... η wählen. Je4 ^D ° ^r so for η ü any value, 1.2 choose ... η. Ever frequenz spricht. Damit nimmt die gemäß der Erfindung geringer der Absolutwert der ZF gewählt wird, um sofrequency speaks. Thus, according to the invention, the lower the absolute value of the IF is chosen, all the more so vorgeschlagene Bemessungsregel die einfachere Form 30 kleiner wird bekanntlich der Fangbereich, um so größerProposed dimensioning rule, the simpler shape 30 is known to be smaller, the larger the capture range ρ ρ aber die erreichbare Genauigkeit der Stabilisierung, undρ ρ but the achievable accuracy of the stabilization, and ^ZFo=T⁺l^F(1=:T^{(1+ 2n)} umgekehrt. ^{ZFo =} T ⁺ l ^{F (1 =:} T ^{(1+ 2n)} reversed. Zur Erzielung günstigster Bedingungen hinsichtlichTo achieve the most favorable conditions with regard to an. dieses Fangbereiches wird speziell a = 4 vorgeschlagen.at. this capture range is specifically suggested a = 4. Diese Bemessung ist unabhängig davon gültig, ob es 35 Man erhält damit den relativ größten Fangbereich. EsThis dimensioning is valid regardless of whether it is 35 This gives the relatively largest capture range. It sich um einen Sender unter Verwendung von AM oder FM können für α auch Werte größer als 4 gewählt werden;For a station using AM or FM, values greater than 4 can also be selected for α; handelt. Bei AM hat die zu stabilisierende Frequenz einen in diesem Falle sind für η jedoch nur geradzahlige Werteacts. In the case of AM, the frequency to be stabilized has a, in this case, however, η only has even-numbered values gleichbleibenden Wert, während eine mit FM modulierte zulässig. Erst für a = 8 gilt wieder die vorgeschlageneconstant value, while one modulated with FM is permitted. Only for a = 8 does the suggested one apply again Generatorfrequenz bekanntlich symmetrisch um einen Bemessungsregel für jedes n, aber der Fangbereich ist nurGenerator frequency is known to be symmetrical around a sizing rule for each n, but the capture range is only mittleren Wert variiert, so daß eür linearer Umwandler 40 noch halb so groß wie bei a = 4. Es ist unzweckmäßig,average value varies, so that for linear converter 40 it is still half as large as for a = 4. It is inexpedient to auch dann nur eine Regelspannung abgeben kann, wenn a = 3 zu wählen, da man in diesem Falle in unmittelbarereven then only a control voltage can be output if a = 3 is to be selected, since in this case one is in immediate sich dieser mittlere Frequenzwert gegenüber seinem Soll- Nähe des durch a = 2 gekennzeichneten Grenzwertes ist,this mean frequency value compared to its target value is close to the limit value indicated by a = 2, wert verschiebt. bei dem bereits die Spiegelwelle von ZF₀, d. h. eine zweiteworth shifts. in which already the mirror wave of ZF ₀ , ie a second Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand aus einer anderen Quarzfrequenzoberwelle mit der ge-An embodiment of the invention is based on another quartz frequency harmonic with the ge der Zeichnung näher erläutert, wobei auf die Absolut- 45 wünschten ZF₀ übereinstimmt.explained in more detail in the drawing, with the absolute 45 desired IF ₀ corresponding. werte der verwendeten Frequenzen keine Rücksicht Der Wert für ZF₀ läßt sich also gemäß der Erfindungvalues of the frequencies used no consideration The value for ZF ₀ can thus be determined according to the invention genommen wird. so festlegen, daß die absolute Frequenzkonstanz und dieis taken. so set that the absolute frequency constancy and the In der Zeichnung ist M₀ die Quelle der Modulations- relative Bandbreite des Frequenzdiskriminators optimalIn the drawing, M _{0 is} the source of the modulation-relative bandwidth of the frequency discriminator optimal spannung, die über das Reaktanzglied RR die Frequenz bemessen werden können, der zur Nachstimmung allervoltage, which can be measured via the reactance element RR, the frequency, which is used to retune all des Sendeoszillators SO moduliert. Dieser Oszillator ist 50 Betriebsfrequenzen dient. Allgemein ist zu sagen, daßof the transmitter oscillator SO modulated. This oscillator is used for 50 operating frequencies. In general it can be said that über eine Trennstufe TS, die auch ein Frequenzverviel- man für eine gute Frequenzbandausnutzung möglichstvia an isolating stage TS, which is also a frequency multiplier for a good frequency band utilization as possible fächer sein kann, mit der Stelle C verbunden. Auf diese geringe Kanalabstände wählt, womit auch für F₀ eincan be fan, connected to the point C. Selects this small channel spacing, which also applies to F ₀ folgt nach weiteren Trenn- oder Verstärkerstufen VS die verhältnismäßig kleiner Wert festgelegt ist. Dieser Wertfollows after further separation or amplifier stages VS the relatively small value is set. This value Antenne A. ist bekanntlich gleich oder kleiner als der Abstand derAntenna A. is known to be equal to or smaller than the distance of the QO ist ein kristallstabilisierter Oszillator, der eine Fre- 55 Sendekanäle, und zwar gleich, wenn kF bereits die End- QO is a crystal-stabilized oscillator, which has a frequency of 55 transmission channels, namely the same when kF is already the end quenz F₀ erzeugt. Dieser steuert einen Pulsgenerator PG, frequenz darstellt, und beispielsweise dreimal kleiner,sequence F _{0 is} generated. This controls a pulse generator PG, represents frequency, and for example three times smaller, der Impulse mit der Wiederholungsfrequenz F₀ erzeugt. wenn die Frequenz kF über eine Verdreifacherstufe an diewhich generates pulses with the repetition frequency F _0. if the frequency kF via a tripler stage to the Die Impulse werden zur Stoßerregung eines Spektrum- Antenne gelangt,
generators SG verwendet, welcher ein lückenloses
Spektrum der Harmonischen von F₀ liefert. Diese Har- 60The impulses are passed to the shock excitation of a spectrum antenna,
generators SG is used, which is a complete
Supplies the spectrum of the harmonics of F ₀ . This Har- 60 monischen gelangen sämtlich an den Mischer Mi, der gleich- Patentanspruch:monischen get all to the mixer Mi, the same patent claim: zeitig an die Stelle C angeschlossen ist. Der Ausgang desis connected early to point C. The outcome of the Mischers Mi ist mit der Stelle B am Eingang des Sende- Anordnung zur Trägerstabilisierung eines Nachoszillators SO durch eine Regelkette verbunden, welche richtensenders mit mehreren HochfrequenzkanälenMixer Mi is connected to point B at the input of the transmission arrangement for carrier stabilization of a post-oscillator SO through a control chain, which direction transmitter with several high-frequency channels einen ZF-Verstärker ZFF, einen Frequenzdiskriminator 65 für AM oder FM, die zur Stabilisierung aller Kanal-FD und ein Regelglied RG aufweist, welches die Frequenz trägerfrequenzen mit Hilfe der Harmonischen eines des Oszillators im Sinne einer Stabilisierung regelt. einzigen Vergleichsoszillators der Grundfrequenz F₀ an IF amplifier ZFF, a frequency discriminator 65 for AM or FM, which has to stabilize all channel FD and a control element RG , which controls the frequency carrier frequencies with the help of the harmonics of one of the oscillator in the sense of stabilization. single comparison oscillator of the fundamental frequency F ₀ Die Frequenz des Oszillators SO ist kontinuierlich ver- in der Weise dient, daß die genannten HarmonischenThe frequency of the oscillator SO is continuously used in such a way that the harmonics mentioned änderbar, es sollen jedoch nur diskrete Mittelfrequenzen in ihrer Gesamtheit sowie die Frequenz des zu stabili-changeable, but only discrete center frequencies in their entirety as well as the frequency of the to be stabilized erzeugt werden, deren Abstand konstant ist und die den 70 sierenden Oszillators oder eine entsprechende Ober-are generated whose distance is constant and which the 70 sizing oscillator or a corresponding upper welle einem Mischer und einer nachgeschalteten Regelkette zugeführt werden, wobei jeweils nur eine einzige der entstehenden Mischfrequenzen als Nachstimmkriterium verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkette so bemessen ist, daß der Mittelwert ihres Durchlaßbereiches der Bedingungshaft are fed to a mixer and a downstream control chain, with only a single one in each case the resulting mixed frequencies is used as a retuning criterion, characterized in that the rule chain is dimensioned so that the mean value of its pass band of the condition insbesondere aber der Bedingungbut especially the condition ZF₀= ^LZF ₀ = ^ L +2n)+ 2n) genügt, wobei α nicht wesentlich kleiner als 4, η jede beliebige ganze Zahl einschließlich des Wertes Null ist.is sufficient, where α is not significantly less than 4, η is any whole number including the value zero. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 640 919; schweizerische Patentschrift Nr. 267 528; BrownBoveri-Mitteilungen, August 1946, S. 193 bis 197.References considered: British Patent No. 640,919; Swiss Patent No. 267 528; Brown Boveri communications, August 1946, pp. 193-197. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings