DE968714C - Verfahren zur Frequenzsteuerung - Google Patents
Verfahren zur FrequenzsteuerungInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
AUSGEGEBEN AM 20. MÄRZ 1958
Sch 1568IVIIIa/2iai
Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, um einen Oszillator auf festen vorgegebenen Frequenzen, z. B.
den Komponenten eines Normalfrequenzspektrums, zu synchronisieren. Diese Verfahren beruhen im
wesentlichen darauf, daß der Oszillator in einer Mischstufe mit dem Spektrum überlagert und die
mit der nächstliegenden Spektrumsfrequenz gebildete Schwebung zur Frequenzregelung des Oszillators
selbst verwendet wird. In einer Abwandlung dieses Verfahrens wird die Schwebungsfrequenz
auf einen Frequenzdiskriminator gegeben, der die Regelspannung für die Nachstimmung des Oszillators
abgibt.
Häufig ist noch die Aufgabe gestellt, die Frequenz des Oszillators von den fest vorgegebenen Werten
des Spektrums um einen gewünschten Betrag zu verschieben. Auch hierzu sind mehrere Verfahren
bekannt. Diese lassen sich in zwei Gruppen einteilen, die dadurch unterschieden sind, daß in der
praktischen Anwendung die eine für kleine Variationsbereiche des Oszillators zweckmäßig ist, während
die zweite Gruppe dann angewandt wird, wenn der zu synchronisierende Oszillator über einen
großen Frequenzbereich verstimmt werden soll.
Die erste Gruppe arbeitet nach dem Prinzip, daß der zu synchronisierende Oszillator mit dem Spektrum
seiner Rastfrequenzen moduliert wird, wobei die Gewinnung der Regelspannung für die Oszillatorfrequenz
aus dem Vergleich einer der Komponenten des Seitenbandspektrums mit einer festen
oder variablen Vergleichsfrequenz erfolgt. Diese Verfahren sind in ihrem Anwendungsbereich da-
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durch eingeschränkt, daß dabei verhindert werd'en muß, daß die Harmonischen der Rastfrequenz
selbst in den Bereich des Seitenbandspektrums des Oszillators fallen.
Die zweite Gruppe arbeitet mit dem Rastfrequenzspektrum in Originallage und gewinnt die Regelspannung für die Oszillatorfrequenz durch Vergleich derselben mit einer Komponente des Frequenzspektrums.
Die zweite Gruppe arbeitet mit dem Rastfrequenzspektrum in Originallage und gewinnt die Regelspannung für die Oszillatorfrequenz durch Vergleich derselben mit einer Komponente des Frequenzspektrums.
ίο Zur Verschiebung der Oszillatorfrequenz vom
Frequenzwert der zur Synchronisierung benutzten Spektrumskomponente sind verschiedene Vorschläge
bekanntgeworden. Eines dieser Verfahren arbeitet derart, daß ein Oszillator mit einer Komponente
des Rastfrequenzspektrums synchronisiert wird, während ein zweiter Oszillator, der auf der
verschobenen Frequenz schwingt, die Regelspannung für seine Frequenz aus dem Vergleich einer von
außen zugeführten Verschiebefrequenz mit der zwisehen den Oszillatorfrequenzen gebildeten Differenzfrequenz
gewinnt.
Ein anderes bekanntgewordenes Verfahren (deutsches Patent 948169) arbeitet derart, daß eine
vom zu verschiebenden Oszillator gelieferte Spannung mit der Verschiebefrequenz moduliert und ein
durch Filter von den übrigen Modulationsprodukten getrenntes Seitenband mit einer Frequenz des Spektrums
verglichen und aus diesem Vergleich die Regelspannung für die Frequenz des Oszillators
gewonnen wird.
Die Frequenz dieses Oszillators wird sich also
jeweils so einstellen, daß das benutzte Seitenband mit der Spektrumskomponente koinzidiert, der
Oszillator selbst somit von dieser den Abstand der Verschiebefrequenz bekommt.
Beide genannten Verfahren haben den prinzipiellen Nachteil, daß der Vergleich mit dem Spektrum
in einer sogenannten Impulsmischstufe erfolgt, die die Eigenschaft besitzt, daß die Spektrumsgrundfrequenz
im Ausgang, der die Regelspannung liefert, ebenfalls mit großer Amplitude auftritt und
durch Filter aus der Regelleitung entfernt werden muß, damit eine störende Phasenmodulation des
Oszillators vermieden wird.
Es ist ein Vorschlag bekanntgeworden (deutsches Patent 872 564), der die Verwendung einer Impulsmischstufe
zur Gewinnung der Regelspannung dadurch umgeht, daß mit einem gemeinsamen Hilfsoszillator
sowohl die verwendete Spektrumskomponente als auch die Frequenz des zu synchronisierenden
Oszillators abgemischt werden, und zwar derart, daß durch die Mischung mit dem Spektrum eine
Differenzfrequenz entsteht, die kleiner ist als die Grundfrequenz des Spektrums, und daß durch die
Abmischung des zu synchronisierenden Oszillators eine Frequenz gebildet wird, die nach weiterer Abmischung
mit dem Verschiebungsoszillator dieselbe Frequenz ergibt, wie die Abmischung der Spektrumskomponente.
Die Regelspannung für die Synchronisierung des Oszillators wird durch den Vergleich der beiden
auf denselben Wert abgemischten Frequenzen gewonnen.
Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie einen beachtlichen zusätzlichen Aufwand erfordert
und außerdem die Frequenzvergleichsstufe mit verhältnismäßig niedrigen Frequenzen speist,
die ebenfalls durch Filter aus der Regelleitung entfernt werden müssen. Durch die dadurch nötige
niedrige Grenzfrequenz wird aber der Fangbereich der Regelung eingeengt und die Ausregelung höherfrequenter
Komponenten des Oszillatorrauschens unmöglich gemacht. Insofern ist trotz des höheren
Aufwandes dieser Anordnung kein Fortschritt gegenüber der Verwendung einer Impulsmischstufe
gegeben, wenn man davon absieht, daß in dieser die Grundfrequenz mit weit stärkerer Amplitude in
die Regelleitung einstreut als bei der eben beschriebenen Anordnung. Es ist nun das Ziel des erfindungsgemäßen
Verfahrens, die Nachteile der Impulsmischstufe zur Gewinnung der Regelspannung zu vermeiden, ohne den. Aufwand eines
getrennten Hilfsoszillators in Kauf nehmen zu
müssen.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Aufmodulation der Verschiebefrequenz
nicht auf die Oszillatorfrequenz, sondern auf eine Spektrumskomponente erfolgt, die durch Filter von
den übrigen Komponenten des Spektrums getrennt wurde, und daß die Regelspannung durch Frequenzvergleich
zwischen der Oszillatorfrequenz und einer Seitenbandfrequenz der modulierten Spektrumskomponente gewonnen wird.
Dadurch wird der Aufwand nicht größer als mit den Verfahren, die mit der Impulsmischstufe
arbeiten, ohne daß deren Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Abb. 1 zeigt die bekannte
Anordnung mit Impulsmischstufe, bei der die Aufmodulation der Verschiebefrequenz f2 auf die Frequenz
fx des Oszillators 1 in der Mischstufe 2 erfolgt,
während im Filter 3 die Siebung des gewünschten Seitenbandes Z1-^2 erfolgt, das in der
Mischstufe 4 mit dem Rastfrequenzspektrum zur Gewinnung der Regelspannung für die Frequenz
des Oszillators 1 verglichen wird.
Wenn für die Mischstufe 4 nicht besondere, schwer symmetrisch zu haltende Gegentaktanordnungen
verwendet werden, läßt sich ein Einstreuen der Spektrumsgrundfrequenz über die Regelleitung
in den Oszillator nur durch den Einbau von Filtern mit entsprechend niedriger Grenzfrequenz verhindern.
Durch diese wird aber nicht nur, wie bereits erwähnt, der Fangbereich der Regelung eingeengt
und die Ausregelung höherfrequenter Rauschkomponenten verhindert, es wird überdies
die Stabilisierung der Regelung überhaupt immer schwieriger, je höher die Dämpfung für die Spektrumsgrundfrequenz
gemacht werden muß. Dieser Umstand hat seine Ursache in den gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen der Frequenzabhängigkeit
der Amplitude und Phase einer Filterschaltung.
Wie die nach der Erfindung ausgeführte Abb. 2 zeigt, läßt sich diese Schwierigkeit ohne Mehraufwand
vermeiden, wenn man das Filter 3 der Abb. 1 als Filter 5 der Abb. 2 zur Aussiebung der Spektrumskomponente
benutzt und auf diese ausgesiebte
Spektrumskomponente in der Mischstufe 6 die Verschiebefrequenz /2 aufmoduliert. Ein dabei entstehendes
Seitenband wird dann in der Frequenzvergleichsstufe 7 mit der Frequenz ft des Oszillators
ι verglichen und aus dem mit bekannten Mitteln durchgeführten Vergleich die Regelspannung
zur Frequenzregelung des Oszillators ι gewonnen.
Bei dieser Anordnung zur Durchführung des
ίο erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich durch
mäßige Aussteuerung der Vergleichsstufe "J von
der Mischstufe 6 her leicht vermeiden, daß niederfrequente Demodulationsprodukte mit störender
Amplitude in die Regelleitung einstreuen. Ferner läßt sich der Umstand, daß der Frequenzvergleich
bei der Oszillatorfrequenz selbst vorgenommen wird, naheliegenderweise vorteilhaft dadurch ausnutzen,
daß man den Eingang der Mischstufe 7 in Gleichlauf mit dem Oszillator 1 ebenfalls abstimmt.
Es besteht auch die Möglichkeit, an Stelle eines Filters 5 einen auf den Frequenzen des Spektrums
synchronisierbaren Oszillator zu verwenden. Diese Anordnung ähnelt einer bereits bekannten, in der
die Aussiebung der einzelnen Spektralkomponenten ebenfalls durch einen synchronisierten Oszillator
erfolgt. In dieser bekannten Anordnung wird aber die Regelspannung für den verschobenen
Oszillator dadurch gewonnen, daß die Frequenz des Spektrumssieboszillators mit der des verschobenen
Oszillators überlagert und die gebildete Differenz mit der Frequenz eines Verschiebungsoszillators gemischt wird, wobei aus diesem Vergleich
die Regelspannung für den verschobenen Oszillator gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung hingegen arbeitet derart, daß die Frequenz des Verschiebungsoszillators
mit einer Komponente des Steuerfrequenzspektrums gemischt wird, um dadurch eine Frequenz zu erhalten, die mit der des verschobenen
Oszillators zur Regelspannungserzeugung verglichen wird. Der Vorteil dieser Anordnung
nach der Erfindung liegt darin, daß im Gegensatz zu der eben erwähnten vorbekannten
Anordnung höhere Frequenzen miteinander verglichen werden. Dadurch wird die Dimensionierung
der Regelleitungen vereinfacht, da die zu siebenden Frequenzen wesentlich höher liegen, als dem
maximal sinnvollen Fangbereich der Regelschaltung, d. h. dem Abstand der Spektrumsfrequenzen
entspricht. Werden jedoch wie bei der vorbekannten Anordnung zwei relativ tief liegende Frequenzen
miteinander verglichen, so ist ein höherer Aufwand an Siebmitteln und die dadurch hervorgerufene
Gefährdung der Stabilität der Regelung in Kauf zu nehmen, wenn ein Eindringen der verglichenen
Frequenzen in die Regelleitung verhindert werden soll.
Ein Eindringen einer Fremdfrequenz in die Regelleitung bewirkt aber eine Phasen- bzw. Frequenzmodulation
des geregelten Oszillators, die in den meisten Fällen unerwünscht ist. In der Praxis
ist es oft unzweckmäßig, einen synchronisierten Oszillator zur Siebung der Spektrumskomponenten
zu verwenden, da dieser einen relativ hohen Aufwand bedingt und eine Störstrahlung veranlassen
kann, die beispielsweise bei der Verwendung als Empfängeroszillator unerwünscht sein kann.
In diesem Falle wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Selektion des Spektrums derart
vorzunehmen, daß zumindest die Frequenzen stark unterdrückt werden, die der Oszillatorfrequenz
selbst und dem unerwünschten Seitenband entsprechen.
Eine weitere Abwandlung ergibt sich, wenn die Aufmodulation der Verschiebefrequenz auf die
ausgesiebte Spektrumskomponente mit einem bekannten Verfahren zur Einseitenbandmodulation
erfolgt. Soll die Einseitenbandmodulation nach den bekannten Verfahren der sogenannten Phasenkurbel
(s. z. B. Prokott: »Theoretische Grundlagen und Anwendungen der Modulation in der
elektrischen Nachrichtentechnik«, Leipzig 1943, S. 151 bis 155) erfolgen, so wird vorgeschlagen,
sowohl den Haupt- als auch den Verschiebeoszillator als sogenannte Phasenschieberoszillatoren
auszubilden, denen die benötigten 900 verschobenen Spannungen unmittelbar entnommen
werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, die Ver-Schiebefrequenz
selbst nach dem Verfahren der Erfindung oder einem anderen bekannten Verfahren zu steuern. Auf diese Weise läßt sich die
Einstellgenauigkeit der Frequenz bis zu jedem gewünschten Wert steigern.
Claims (5)
1. Verfahren zur Frequenzsteuerung eines Oszillators auf einen Frequenzwert, dessen
Abstand zu einer Komponente eines Steuerfrequenzspektrums regelbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der den regelbaren Abstand bedingenden Verschiebefrequenz eine Modulation der Spektrumskomponente vorgenommen
und eine Regelspannung zur Steuerung der Oszillatorfrequenz durch Vergleich einer
Seitenbandfrequenz der modulierten Spektrumskomponente
mit der Oszillatorfrequenz gewonnen wird.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Verwendung eines auf einer Komponente des Steuerfrequenzspektrums zum Zweck deren
Aussiebung synchronisierten Oszillators.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Verwendung eines Filters, das die Maxima seiner Dämpfung in den Frequenzgebieten besitzt,
in denen die nicht zur Synchronisierung benutzten Modulationsprodukte der Verschiebefrequenz
liegen.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Einseitenbandmodulation der ausgesiebten Spektrumskomponente mit der Verschiebungsfrequenz.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebefrequenz mittels des erfindungsgemäßen oder eines bekannten Verfahrens
gesteuert wird.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 872564;
belgische Patentschrift Nr. 517 827.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 609 576/Ϊ46 7.56 (709904/12 3.58)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DESCH15681A DE968714C (de) | 1954-06-24 | 1954-06-24 | Verfahren zur Frequenzsteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DESCH15681A DE968714C (de) | 1954-06-24 | 1954-06-24 | Verfahren zur Frequenzsteuerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE968714C true DE968714C (de) | 1958-03-20 |
Family
ID=7427536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DESCH15681A Expired DE968714C (de) | 1954-06-24 | 1954-06-24 | Verfahren zur Frequenzsteuerung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE968714C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE976326C (de) * | 1952-09-09 | 1963-06-27 | Alexander Dr Muehlinghaus | Messeinrichtung zur Verlustmessung an Elektroblechen nach Epstein |
DE1222125B (de) * | 1959-11-30 | 1966-08-04 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines waehlbaren Frequenzrasters |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE517827A (de) * | 1952-02-21 | |||
DE872564C (de) * | 1951-06-21 | 1953-04-02 | Telefunken Gmbh | Einrichtung zur Stabilisierung der von einem abstimmbaren Nutzoszillator erzeugten Frequenz |
-
1954
- 1954-06-24 DE DESCH15681A patent/DE968714C/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE872564C (de) * | 1951-06-21 | 1953-04-02 | Telefunken Gmbh | Einrichtung zur Stabilisierung der von einem abstimmbaren Nutzoszillator erzeugten Frequenz |
BE517827A (de) * | 1952-02-21 |
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DE976326C (de) * | 1952-09-09 | 1963-06-27 | Alexander Dr Muehlinghaus | Messeinrichtung zur Verlustmessung an Elektroblechen nach Epstein |
DE1222125B (de) * | 1959-11-30 | 1966-08-04 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines waehlbaren Frequenzrasters |
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