DE2551110C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funksende- und -empfangs­ gerät für den Duplex- oder Semi-Duplex-Betrieb, das eine Oszillatoren-Einrichtung sowie Schaltmittel enthält, mit denen die Oszillatoren-Einrichtung wahlweise auf jeweils ein Frequenzband von mindestens zwei Frequenzbändern umgeschaltet werden kann.

Funksende- und -empfangsgeräte sind häufig als sogenannte Vielkanal-Sprechfunkgeräte ausgebildet, die jeweils auf eine Trägerfrequenz aus einer Vielzahl von Trägerfrequenzen umge­ schaltet werden können. Da für die einzelnen Trägerfrequenzen nur sehr geringe Frequenztoleranzen zugelassen sind, kommen als frequenzbestimmende Elemente nur Schwingquarze in Frage. Damit man nicht für jede Trägerfrequenz je einen Schwingquarz bereitstellen muß, sondern insgesamt mit nur einem Schwing­ quarz als Bezugsfrequenznormal auskommt, erfolgt die Frequenz­ erzeugung z. B. mit einem Vielkanal-Oszillator mit digitaler Frequenzteilung. Ein derartiger Oszillator arbeitet nach dem PLL-(phase locked loop-)Prinzip und enthält einen durch eine Gleichspannung steuerbaren Oszillator, einen Frequenzteiler mit stufenweise einstellbarem Teilungsverhältnis und eine Phasenvergleichsschaltung. Während an einem ersten Eingang der Phasenvergleichsschaltung eine von dem Bezugsfrequenznormal ab­ geleitete Frequenz liegt, wird einem zweiten Eingang die von dem Oszillator gelieferte und mittels des auf ein der gewünschten Oszillatorfrequenz entsprechendes Teilungsverhältnis eingestell­ ten Frequenzteilers geteilte Frequenzen zugeführt.

An einem Aus­ gang gibt die Phasenvergleichsschaltung eine von der Differenz der Phasenlage beider Frequenzen abhängige Spannung ab, die zum Nachsteuern des Oszillators dient; "Frequenz", 1971, Heft 2, Seiten 30 bis 36.

Funksende- und -empfangsgeräte für den Duplex- oder Semi-Duplex- Betrieb gehören beispielsweise zu einer Funkanlage mit einer ortsfesten Zentralstation und mehreren, untereinander gleich­ artigen beweglichen Funkstationen. Während die Zentralstation mit einer wählbaren Trägerfrequenz in einem ersten, zum Beispiel 120 Trägerfrequenzen umfassenden Frequenzband (Oberband) sendet und auf einer anderen, wählbaren Frequenz in einem zweiten Frequenzband (Unterband) empfängt, erzeugen die beweglichen Funkstationen eine Oszillatorfrequenz, die in einem dritten Frequenzband liegt, das um die Zwischenfrequenz von zum Beispiel 10,7 MHz gegenüber dem Oberband der Zentralstation versetzt ist. Auf diese Weise kann beim Empfang aus der Differenz zwischen der Empfangsfrequenz und der Oszillatorfrequenz die Zwischenfrequenz gebildet werden. In analoger Weise senden die beweglichen Stationen auf einer Frequenz eines vierten Frequenzbandes, das gegenüber dem ersten Frequenzband der Feststation um die Zwischenfrequenz versetzt ist.

Soll die Frequenzerzeugung bei der Zentralstation und den beweglichen Stationen unter Verwendung gleicher Baueinheiten geschehen, dann muß jedes Gerät auf jeweils ein Frequenzband der vier verschiedenen Fre­ quanzbänder umschaltbar sein.

Es ist ein mehrmaliges Funksende- und -empfangsgerät bekannt (Elek­ trisches Nachrichtenwesen, 1972, Bd. 47, Nr. 3, Seiten 138 bis 145), das wahlweise im Duples- oder im Semiduplex-Betrieb arbeitet. Weiterhin ist eine Offset-Oszillatorenanordnung für Funksende- und -empfangsgeräte bekannt (US-PS 38 25 830), die mehrere auf verschiedene Funkkanäle abge­ stimmte Oszillatoren aufweist. Zum Einschalten jeweils eines Oszillators wird dieser an die Betriebsgleichspannung gelegt. Dies geschieht bei­ spielsweise dadurch, daß alle Oszillatoren der Oszillatorenanordnung am Pluspotential liegen und daß nur dem jeweils einzuschaltenden Oszillator über einen Schalter und eine Diode des Massepotentials zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bereitstellung der Träger­ frequenzen für ein Duplex- oder Semiduplex-Funkgerät unter Anwendung des PLL-Prinzips mit möglichst einfachen Mitteln zu verwirklichen, wobei be­ sonders auf ein unverzögertes Umschalten der Frequenzbänder Wert gelegt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Gerät nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebe­ nen Maßnahmen gelöst.

Durch die Verwendung je eines Oszillators für jedes Frequenzband und durch das Einschalten des betreffenden Oszillators mittels einer Entsperr-Gleich­ spannung und durch das gleichzeitige Sperren der anderen Oszillatoren mittels einer Sperr-Gleichspannungen können alle Anforderungen an eine hohe Frequenzgenauigkeit erfüllt und ein schlagartiges Umschalten erreicht werden. Insbesondere werden dadurch Störungen vermieden, die mit einem Ab­ schalten der Betriebsspannung für die Oszillatoren oder mit einem Umschalten der frequenzbestimmenden Elemente eines für alle Frequenzbänder gemeinsamen Oszillators verbunden wären. Würden beispielsweise Schaltdioden verwendet werden, um die frequenzbestimmenden Elemente umzuschalten, d. h. zum Beispiel, daß der Induktivität der Resonanzkreise eine zweite Indukti­ vität parallel oder in Reihe geschaltet wird, dann müßte dem Oszillatorkreis eine Steuerspannung zugeführt werden, die un­ zulässige Frequenzänderungen zur Folge hätte.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Im folgen­ den wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Ein Funksende- und -empfangsgerät für den Duplex- oder Semi-Duplex-Betrieb enthält nach dem in der Zeichnung gezeigten Schaltbild eine Oszillatoren-Einrichtung 1, die dem in der Zeichnung durch gestrichelte Linien umrahmten Schaltungsteil entspricht. Zu der Oszillatoren-Einrichtung gehören vier Transistoren-Oszillatoren 2 bis 5. Diese Oszillatoren sind Clapp- Oszillatoren. Während die Oszillatoren 2 und 5 Empfänger- Oszillatoren zum Erzeugen von Oszillatorfrequenz in einem ersten Oberband und einem ersten Unterband sind, bilden die Oszillatoren 3 und 4 Sende-Oszillatoren zum Erzeugen von Träger­ frequenzen in einem zweiten Oberband bzw. Unterband.

Die Oszillatoren 2 bis 5 haben etwa denselben Aufbau. Als aktives Bauelement dient ein Transistor 6, dessen Emitter erstens über einen Emitterwiderstand 7 und zweitens über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 8 und einem Kondensator 9 mit Masse in Verbindung steht. Ein zwei Widerstände 10, 11 um­ fassender Spannungsteiler liegt an einer stabilisierten Gleich­ spannung U _GS , die aus einer durch Gleichrichtung einer Wechsel­ spannung erhaltenen Wellengleichspannung U _G mittels einer Sieb- und Glättungsschaltung 12 erhalten wird. An dem Widerstand 11 des Spannungsteilers aus den Widerständen 10 und 11 fällt eine als Vorspannung für die Basis des Transistors 6 dienende Spannung ab. Zu dem die Frequenz des Oszillators bestimmenden Resonanzkreis gehört eine Reihenschaltung aus zwei Kondensa­ toren 13, 14, die zwischen der Basis des Transistors 6 und Masse liegt, sowie ein Kondensator 15, dessen einer Anschluß mit der Basis des Transistors 6 und dessen anderer Anschluß über eine Induktivität 16 mit dem Massepotential verbunden ist. Parallel zu der Induktivität 16 liegt eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 17 und einer Varaktordiode 18. Während sich die Anode der Diode 18 auf dem Massepotential befindet, steht die Kathode über eine weitere Induktivität 19 mit einer Phasenvergleichsschaltung 20 in Verbindung.

Die Phasenvergleichsschaltung 20 gehört ebenso wie die Oszilla­ toren 2 bis 5 zu einem PLL-Oszillatorkreis, dem ein in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber weggelassener, in seinem Teilungsverhältnis stufenweise einstellbarer Frequenzteiler zugeordnet ist. Da das Prinzip des PLL-Oszillatorkreises all­ gemein bekannt ist, braucht an dieser Stelle nicht auf Einzel­ heiten eingegangen zu werden.

Eine von der Phasenvergleichsschaltung oder einem damit verbundenen Tiefpaß­ filter abgegebene Differenzspannung U _D steuert jeweils einen durch eine elektronische Umschalteinrichtung 21 eingeschalteten Oszillator, zum Bei­ spiel den Transistor-Oszillator 2, solange nach, bis die von ihm an einen Übertrager 22 abgegebene Oszillatorspannung eine Frequenz hat, die nach der Frequenzteilung mit einer an einem Eingang der Phasenvergleichsschaltung 20 liegenden Bezugsfrequenz phasenmäßig übereinstimmt.

In der Zeichnung ist die elektronische Umschalteinrichtung 21 durch vier Schalter 23 bis 26 symbolisiert, von denen jeweils ein Schalter, zum Bei­ spiel 23 geöffnet ist, während die anderen Schalter, zum Beispiel 24 bis 26 geschlossen sind. Über die geschlossenen Schalter 24 bis 26 gelangt eine, zum Beispiel positive, Sperr-Gleichspannung U von zum Beispiel 10 V an den dem Widerstand 8 und dem Kondensator 9 gemeinsamen Schaltungspunkt der Oszillatoren 3, 4 und 5, die dadurch gesperrt werden, während der geöffnete Schalter 23 dafür sorgt, daß dem entsprechenden Schaltungspunkt des Oszillators 2 eine Sperr-Gleichspannung von zum Beispiel 0 V zugeführt wird, die den Oszillator in Betrieb setzt bzw. freigibt. Die als Sende- Oszillatoren dienenden Transistor-Oszillatoren 3 und 4 unterscheiden sich von den anderen Transistor-Oszillatoren dadurch, daß parallel zu der Reihen­ schaltung aus den beiden Kondensatoren 13 und 14 eine weitere Reihenschal­ tung aus einem Kondensator 27 und einer Varaktordiode 28 liegt. Den mitein­ ander verbundenen Kathoden der Varaktodioden 28 wird eine Modulations­ spannung U _M , das ist eine Sprechwechselspannung, zugeführt.

Die Oszillatorspannung der Oszillatoren 3 und 4 gelangt über einen Übertrager 29 an die Sekundärwicklung des Übertragers 22 bzw. an den Eingang eines Trennverstärkers 30. Der Trennver­ stärker steht mit einer Empfänger-Mischschaltung, einem Frequenzteiler des PLL-Oszillatorkreises sowie mit dem Sender- verstärker in Verbindung.

Die Schalter der elektronischen Umschalteinrichtung 21 werden durch Bedienungselemente an dem Funksende- und -empfangsgerät oder einer damit verbundenen Bedienungseinrichtung betätigt. Die Bedienungselemente sind beispielsweise Drucktasten zum umschalten des Gerätes auf jeweils ein Frequenzband der Ober- und Unterbänder sowie eine Sendetaste zum Umschalten des Gerätes vom Empfangsbetrieb auf den Sendebetrieb.

Claims (7)

1. Funksende- und -empfangsgerät für den Duplex- oder Semiduplex-Betrieb, das eine Oszillatoren-Einrichtung sowie Schaltmittel enthält, mit denen die Oszillatoren-Einrichtung wahlweise auf jeweils ein Frequenzband von mindestens zwei Frequenzbändern umgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoren-Einrichtung (1) für jedes Frequenz­ band einen eigenen Transistor-Oszillator (2, 3, 4) enthält, daß alle Oszillatoren an einer gemeinsamen Betriebsspanung (U _GS ) liegen und daß die Schaltmittel (21) an den dem jeweils gewählten Frequenzband entspre­ chenden Oszillator (2) eine den Oszillator in Betrieb setzende Entsperr- Gleichspannung und an die anderen Oszillatoren (3, 4) eine diese Oszilla­ toren außer Betrieb setzende Sperr-Gleichspannung (+U) abgeben.

2. Funksende- und empfangsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Schaltmitteln (21) abgegebene Entsperr- oder Sperr- Gleichspannung an dem Emitter eines Transistors (6) der Transistor- Oszillatoren (2, 3, 4, 5) liegt.

3. Funksende- und -empfangsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel aus einer elektronischen Umschalteinrichtung (21) bestehen.

4. Funksende- und -empfangsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistor-Oszillatoren (2, 3, 4, 5) durch eine Gleichspannung (U _D ) in ihrer Frequenz steuerbare Oszillatoren sind, deren Steuer­ eingänge parallel geschaltet sind, daß die Transistor- Oszillatoren Bestandteil eines PLL-(phase locked loop)- Oszillatorkreises sind, zu dem außer den Oszillatoren ein Frequenzteiler und eine Phasenvergleichsschaltung gehören.

5. Funksende- und -empfangsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoren-Einrichtung (1) vier Transistor-Oszillatoren (2, 3, 4, 5) hat, von denen je ein Oszillator (2, 5) als Empfangsoszillator zum Erzeugen von Oszillatorfrequenzen in einem ersten Ober­ band und in einem ersten Unterband dient, während die beiden anderen Oszillatoren (3, 4) als Senderoszilla­ toren zum Erzeugen von Trägerfrequenzen in einem zweiten Oberband und einem zweiten Unterband bestimmt sind, und daß zwischen dem ersten Oberband und dem zweiten Oberband sowie zwischen dem ersten Unterband und dem zweiten Unter­ band ein Frequenzabstand gleich der Zwischenfrequenz des Empfangsteils vorhanden ist.

6. Funksende- und -empfangsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzkreise der Transistor-Oszillatoren (2, 3, 4, 5) je eine Varaktordiode (18) enthalten, deren Kapazitätswert durch die von der Phasenvergleichsschaltung (21) gelieferte Differenzspannung (U _D ) ver­ änderbar ist.

7. Funksende- und -empfangsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistor-Oszillatoren (2, 3, 4, 5) an einer aus einer Wechselspannung durch Gleichrichtung und Siebung erhaltenen Betriebsspannung (U _GS ) liegen, während die Entsperr- und Sperr- Gleichspannung (U) zum Inbetriebsetzen oder Sperren der Transistor- Oszillatoren von einer durch Gleichrichtung erhaltenen ungesiebten Spannung abgeleitet ist.