DE855277C - Frequenzmodulierter Oszillator - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. NOVEMBER 1952

N4261 Villa/Jia*

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Frequenzmodulation eines Oszillators, wobei die Oszillatorfrequenz mit einer Frequenz, die einer durch die Modulationsschwingung gesteuerten Fhasemnodulationsstufe entnommen ist, synchronisiert wird" mittels einer l'hasenvergleichsstufe, deren Ausgang mit einem irequenzsteuernden Element des Oszillators gekoppelt ist. Die vom Oszillator erzeugte Frequenz stimmt dabei mit der von der Phasenmodulatorstufe abgeleiteten Frequenz völlig übe rein.

Bei den bisher vorgeschlagenen Schaltungen dieser Art wird die den Frequenzhub des Oszillators bewirkende Steuerspannung ganz von der Phasenvergleichsstufe geliefert. Es ergibt sich jedoch, daß diese Schaltung Neigung zu Instabilitäten zeigt, und zwar besonders zum Selbstschwingen des von dem Oszillator, der Phasenvergleichsstufe und dem frequenzsteuernden Element gebildeten, geschlossenen Kreises.

Eine wesentliche Weiterbildung in dieser Hinsicht ergibt sich dadurch, daß gemäß der Erfindung dem frequenzsteuernden Element des Oszillators audh die Modulationssohwinigung zugeführt wird zur Verringerung der erforderlichen Ausgangsschwingungsainplitude der Phasenverirleichsstufe.

Die E-ruidu.ng wird nachstehend an Hand des Prinzipschnitbildes der Fig. ι und eines ausgearbeiteten Teiles dieses Schaltbildes nach Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert.

In Fig. ι bezeichnet ι einen in der Frequenz zu modulierenden Oszillator, 2 eine Phasenvergleicihsstnfe, z. H. eine Mischstufe, deren Ausgang ein Tiefpaßfilter enthält, 3 einen Phasenmodulator, durch den die von einem stabilen Oszillator, z. R. einem Kristalloszillator4, gelieferte Schwingungen phasenmoduliert wird in Abhängigkeit von einer den Klemmen zugeführten Modulationsschwingung, die über ein integrierendes Netzwerk 6 dem Phasenmodulator 3 zugeführt wird. Die Frequenzmodula-

tion des Oszillators wird dadurch bewirkt, daß die Phase der vom Oszillator ι erzeugten Schwingung mit der Phase einer der Phasenmodulatorstufe 3, 4 über z. B. mindestens eine Frequenzvervielfachungsstufe 7 entnommenen Schwingung in der Phasenvergleichsstufe 2 verglichen wird, deren Ausgang mit einem frequenzsteuernden Element 8, z. B. einer Reaktanzröhre oder einer anderen Regelröhre des Oszillators 1, gekoppelt ist.

Auf diese Weise ist die vom Oszillator 1 erzeugte Schwingung mit der Ausgangsschwingung des Frequenzvervielfachers 7 synchronisiert, d. h. in der Frequenz übereinstimmend. Der Oszillator 1 erzeugt also eine entsprechend der Modulations-Schwingung an den Klemmen 5 frequenzmodulierte Schwingung, deren mittlere Frequenz durch die Frequenz des stabilen Oszillators 4 bedingt ist.

Es ist gefunden worden, daß diese Schaltung eine Neigung zu Unstabilitäten zeigt, die gemäß der der ao Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß in dem vom Oszillator i, der Phasenvergleichsstufe 2 und dem frequenzsteuernden Element 8 gebildeten, geschlossenen Kreis eine Gegenkoppelung gegen Phasenabweichungen zwischen der Oszillatorschwingung und der Ausgangsschwingung des Frequenzvervielfachers 7 wirksam ist, die, solange die Phasenvergleichsstufe 2 die volle Modulationsspannung liefern muß, um den Oszillator 1 steuern zu können, verhältnismäßig bedeutend sein muß, und infolgedessen die Möglichkeit zum Selbstschwingen dieses geschlossenen Kreises gibt.

Die Wahrscheinlichkeit dieser Unstabilitäten wird wesentlich verringert, wenn, gemäß der Erfindung, dem frequenzsteuernden Element 8 des Oszillators ι auch die Modulationsschwingung zugeführt wird. Auf diese Weise braucht die Phasenvergleichsstufe 2 praktisch nur noch eine Spannung zu liefern, die proportional dem Unterschied zwischen der mittleren Frequenz der Ausgangsschwingung des Frequenzvervielfachers 7 und der mittleren Frequenz der Schwingung ist, die der Oszillator 1 erzeugen würde, wenn die Regelung über die Phasenvergleichsstufe 2 und das frequenzsteuernde Element 8 fehlte.

Anstatt des Frequenzvervielfachers 7 oder in Vereinigung mit ihm kann eine Impulsstufe vorteilhaft angewendet werden, die die Ausgangsschwingung des Phasenmodulators 3, 4 in Impulse von kurzer Dauer umwandelt, wobei dann als Phasenvergleichsstufe 2 eine Impulsmischstufe verwendet wird. In diesem Fall kann die Frequenz des Oszillators ι einer besonders hohen Harmonischen der Frequenz der Phasenmodulatorstufe 3, 4 entsprechen.

Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist der Regelteil des frequenzsteuernden Elementes 8 im Innern des gestrichelten Vierecks der Fig. 1 näher ausgearbeitet. Damit die Phasenvergleichsstufe 2 stets praktisch nur Gleichspannung zu liefern braucht, ist es empfehlenswert, in das frequenzsteuernde Element 8 die Parallelschaltung zweier Regelröhren aufzunehmen, wobei die eine, 8' (Fig. 2), einen großen Regelbereich hat, aber nur von der Gleichspannungskomponente und den langsamen Änderungen der Spannung gesteuert wird, die von der Kombination der Ausgangsspannung α der Phasenvergleichsstufe 2 und der Modulationsspannung b an den Klemmen 5 gebildet werden, während die andere Regelröhre 8" auf eine konstante Gittervorspannung und damit auf eine konstante Steilheit eingestellt ist. über einen Kondensator 10 wird dieser Röhre 8" die Wechselspannungskomponente der Ausgangsspannung α der Phasenvergleichsstufe 2 zugeführt und über einen Spannungsteiler 11 die Spannung?) an den Klemmen 5; unter Zuhilfenahme dieses Spannungsteilers und gegebenenfalls zusätzlicher phasenkorrigierender Elemente wird dafür Sorge getragen, daß besonders für die höheren Modulationsfrequenzen die Phasenvergleichsstufe 2 keine Spannung zu liefern braucht. Der Gesamtausgangsstrom c der Röhren 8' und 8" steuert die Frequenz des Oszillators 1.

Gegebenenfalls werden noch zusätzliche Maßnahmen getroffen, um auch beim Umschalten der Oszillatoren 1 und 4 auf eine andere Frequenz dafür zu sorgen, daß die Phasenvergleichsstufe 2 praktisch keine Wechselspannung zu liefern braucht.

Um weitere Unstabilitäten der Regelschaltung infolge der Phasendrehung im Ausgangskreis der go Phasenvergleiehsstufe 2 zu unterdrücken, kann parallel zu dem Ausgangsnetzwerk der Phasenvergleichsstufe 2 ein abgestimmter Reihenkreis geschaltet werden, der bewirkt, daß die kritische Frequenz, bei der der geschlossene Kreis 1, 2, 8 gegebenenfalls selbst schwingen möchte, nach einem höheren Wert verschoben wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltung zur Frequenzmodulation eines Oszillators, bei der die Oszillatorfrequenz mit einer Frequenz, die einer durch die Modulationsschv. ingung gesteuerten Phasenmodulationsstufe entnommen ist, synchronisiert wird mittels einer Phasenvergleiehsstufe, deren Ausgang mit einem frequenzstcuenulen Element des Oszillators gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diesem frequenzsteuernden Element auch die Modulationsschwingung zugeführt wird zur Verringerung der erforderlichen Ausgangs-Schwingungsamplitude der Phasenvergleiehsstufe.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das frequenzsteuernde Element des Oszillators die Parallelschaltung zweier Regelröhren enthält, deren eine einen großen Regelbereich hat und der Gleichspannung und sehr langsam schwankende Wechselspannung zugeführt wird, während der anderen ausschließlich Wechselspannung zugeführt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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