DE919652C

DE919652C - Verfahren zur Synchronisierung eines Oszillators auf Normalfrequenzoberwellen

Info

Publication number: DE919652C
Application number: DESCH8894A
Authority: DE
Inventors: Peter Huhn
Original assignee: SCHOMANDL K G HERSTELLUNG WISS
Current assignee: SCHOMANDL K G HERSTELLUNG WISS
Priority date: 1952-02-27
Filing date: 1952-02-27
Publication date: 1954-11-02
Also published as: DE921700C

Description

Verfahren zur Synchronisierung eines Oszillators auf Normalfrequenzoberwellen Im Gebiet der Frequenzmeßtechnikund Sendersteuerung werden häufig Oszillatoren verwendet, welche durch besondere Verfahren wahlweise auf verschiedeneOberwellen einer quarzgenauenGrundfrequenz synchronisiert werden können.
Hierbei ist es meist unzweckmäßig, das gewünschte Oberwellenspektrum direkt aus der Grundfrequenz f4 zu erzeugen, es ist vielmehr sinnvoll, entsprechend Aibb. i einen von der Grundfrequenz:durch Vervielfachung abgeleiteten Normalfrequenzträger mfq mit der verzerrten Grundfrequenz f4 zu modulieren, wodurch ein die Variation des Oszillators überdeckendes Seitenbandspektrum erzeugt wird. Soll z. B. ein Oszillator mit der Variation 190 :bis 21o kHz alle i kHz synchronisierbar sein, so wäre nach der direkten Methode die Erzeugung der einhundertneunzigsten bis zweihundertzehnten Oberwellen von i kHz erforderlich, während bei Modulation eines 2oo-kHz-Normalfrequenzträgers mit einer verzerrten i-kHz-Spannung lediglich die Erzeugung der zehnten Oberwelle dieser Modulationsspannung erforderlich ist.
Eine vorbekannte, nach diesem Prinzip arbeitende Anordnung ist in Abb. i dargestellt.
Ein Normalfrequenzträger mfq wird im Modulator i mit der im Verzerrer 2 verzerrten Normalgrundfrequenz f4 moduliert, und es wird somit ein entsprechendes Seitenrbandspektrum erzeugt. Ein Filter 3, dessen Durchlaßfrequenz zweckmäßigerweise im Gleichlauf mit der Frequenz des zu synchronisierenden Oszillators q. verändert wird, siiebt das jeweils gewünschte Seitenband aus. In einem Mischglied 5, im folgenden PPhasendiskriminator genannt, wird eine Regelspannung erzeugt, welche der Phasenabweichung zwischen Oszillatorspannung und Oberwellenspannun.g proportional ist. Diese Regelspannung wird über das Tiefpaßglied 6, 7 geführt und zur Nachstimmung des Oszillators 4 entsprechend den bekannten Verfahren benutzt.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, das veränderliche Filter 3 der Anordnung nach Abb. i durch ein festes Filter zü ersetzen. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei dem die Oszillatorfrequenz mit der verzerrten Normalgründfrequenz fq moduliert wird, wobei aus dem daraus resultierenden Seitenbandspektrum mit einem festen Filter ein Seitenband herausgesiebt wird, das mit einem Normalfrequenzträger m f q übereinstimmt, wobei durch Phasenvergleich (Mischung) zwischen dem ausgefilterten Seitenband und dem zugeführten Normalfrequenzträger mfq eine Regelspannung zur Nachstimmung .des Oszillators gewonnen wird. A'bb. 2 zeigt eine Anordnung, die nach .diesem Verfahren arbeitet.
Im Modulator i wird die Spannung des zu synchronisierenden Oszillators 4 mit der im Verzerrer 2 verzerrten Normalgrundfrequenz f7 moduliert. Am Ausgang dieses Modu'lators entsteht die Oszillatorfrequenzmiteinem entsprechendenSeitenbandspektrum: Im Filter 3 wird .aus diesem Spektrum jenes Seitenband ausgesiebt, welches in .der Frequenz mit dem verwendeten Normalfrequenzträger mfq übereinstimmt. Die Frequenz :dieses Trägers und somit des Filters 3 soll möglichst innerhalb oder knapp außerhalb des Variationsbereichs .des Oszillators 4 liegen. Im Pb:asendiskriminator 5 wird das vom Filter 3 ausgesiebte Seitenband mit dem Normalfrequenzträger mfq gemischt und die daraus gewonnene Regelspannung in bekannter Weise über Tiefpaß 6, 7 dem Nachstimmorgan des Oszillators 4 zugeführt.
In der Praxis wird man die Verzerrung der Grundnormalfrequenz fq unmittelbar in der Mischstufe i vornehmen, so :daß der getrennte Verzerrer 2 entfällt.
Für den Fall, daß .innerhalb :des Variationsbereichs eine große Anzahl von Synchronisierfrequenzen vorhanden sein soll und somit ein Normalfrequenzspektrum hoher Dichte erforderlich ist, wird gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung folgendermaßen verfahren: Die Oszillatorfrequenz wird einer zweifachen Modulation unterworfen, wobei eine erste Modulation mit einem Spektrum der Grundfrequenz nfq erfolgt und aus,dem so entstehenden Spektrum ein Seiten-,hand in :der Nähe des Normalfrequenzträgers mfQ ausgesiebt wird. Dieses Seitenband wird nach seiner Sieibung seinerseits mit dem S.pektrurn der Normalgrundfrequenz moduliert. Aus dem dadurch entstehenden Seitenbandspektrum. wird nun die Frequenz :ausgesiebt, die mit dem Normalfrequenzträger mfq zur Gewinnung der Regelspannung für die Oszillatorfrequenz gemischt wird. Eine Anordnung, die nach diesem Verfahren arbeitet, zeigt Abb. 3.
Die .Spannung des Oszil'lators 4 wird zunächst im Modulator 8 mit einer im Verzerrer 9 verzerrten Normalfrequenz nfq :moduliert. Diese Normalfrequenz nfq, sei ein ganzzahliges Vielfaches der Normalgrundfrequenz f., z. B. io f". Auf diese Weise entsteht am Ausgang ges Modulators 8 zunächst ein Seitenbandspektrum geringerer Dichte. Das Filter io ist auf die Normalträgerfrequenz mfq abgestimmt und soll eine Bandbreite gleich oder größer als nfq, haben. Im darauffolgenden Modulator i werden .die durch das Filter io ausgesiebten Seitenbänder mit der verzerrten Normalgrundfrequenz fq moduliert, so daß ein neues Seitenbandspektrum der gewünschten hohen Dichte entsteht. Daraus wird im Filter 3 das,dem Norm:alfrequenzträger mfQ entsprechende Seitenband ausgesiebt und dem Phasendiskriminator 5 zugeführt.
Um tdie vom Phasendiskriminator 5 gelieferte Nachstimmregelspannung von Resten der Normalfrequenzen hinreichend zu befreien und um somit eine unerwünschte Phasenmodulation des Oszillators 4 zu vermeiden, wird in den vorbekannten Anordnungen ein Tiefpaßglie:d 6, 7 mit verhältnismäßighoherZetkonstante rausgeführt. Dies schränkt jedoch den Bereich, innerhalb dem die Synchronisierung fängt, stark ein.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sollen daher an Stelle des Tiefpaßgliedes oder zusItzlich dazu eine Reihe von Sperrkreisen i i in @die Regelleitung geschaltet werden (Abh. 4). Diese Sperrkreise sind auf die im Phasendiskriminator 5 durch Gleichrichtung entstehende Normalgrundfrequenz f,. und deren Oberwellen geringerer Ordnungszahl, also 2 fQ, 3 fq usw. @abgegl-ichen. Dadurch können diese Frequenzen vom Nachstimmorgan des Oszillators ferngehalten werden, ohne Üaß die Laufzeit für die niederfrequenteren Regelspannungen verschlechtert und somit der Fangbereich der Synchronisierung eingeengt würde.
Eine Erweiterung des Fangbereichs ,der Synchronisierung bei gleichbleibender Zeitkonstante des Tiefpaßgliedes kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung auch mit einer Anordnung nach Abb. 5 erreicht werden. Hierbei enthält das Tiefpaßglied im: Längszweig zwei p=arallel geschaltete und gegeneinandergepolte Gleichrichterstrecken 12. Da im synchronisierten Zustand kein Strom ,durch diesen, Längszweig fließt, weisen die Gleichrichterstrecken ihren Nu'llpunktswiderstand auf, welcher in Verbindung mit der Querkapazität 7 die zur Unterdrückung der Störfrequenzen benötigte Zeitkonstante ergibt. Im nichtsynchronisierten Zustand liefert der Phasendiskriminator eine Schwebungsspannung, und es fließen über den Längszweig 12 die zur Umladung der Kapazität 7 erforderlichen Ströme. Dementsprechend wird der Widerstand des Längszweiges kleiner, und es ergibt sich ein breiterer Fangbereich der Synchronisierung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Synchronisierung eines Oszillators auf Oberwellen ,einer Normalgrundfrequenz fq unter Verwendung eines innerhalb oder knapp außerhalb des Variationsbereichs des Oszillators liegenden Normalfrequenzträgers mfQ, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorfrequenz mit der verzerrten Normalgrundfrequenz fQ moduliert wird und d:aß aus dem daraus entstehenden Seitenbandspektrum jenes Seitenband ausgesiebt wird, welches in der Frequenz :mit dem Normalfrequenzträger mf, übereinstimmt und mittels Mischung mit diesem Normalfrequenzträger zur Erzeugung einer Regelspannung zur Nachstimmung des Oszillators benutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i für den Fall, daß eine große Anzahl von Synchronisierfrequenzen innerhalb des Oszillatorv.ariationsbereichs erforderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Normalfrequenz nfQ, die ein ganzzahligesVielfaches der Normalgrundfrequenz fQ ist, verzerrt und der Oszillatorfrequenz aufmoduliert wird, und d:aß aus dem entstehenden Seitenbandspektrum durch ein entsprechend breites Filter jene Bänder ausgesiebt werden, die dem Narmalfrequenzträger mfq am nächsten liegen und daß diese Bänder mit der verzerrten Normalgrundfrequenz fo moduliert werden.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nachstimmregelleitung mehrere Sperrkreise eingeschaltet sind, welche auf die verwendete Normalgrundfrequenz .und auf deren Oberwellen niedrigeren Ordnungszahl abgeglichen sind. q.. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß :die Nachstimmregelleitung als Längsglied zwei parallel geschaltete, gegeneinandergepolte Gleichrichterstrecken enthält. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 82o 9 i i, 825 723.