DE2033649A1

DE2033649A1 - Circuit arrangement for linear frequency modulation of a UHF oscillator for FM CW altimeter transmitters \ nm Internationa! Standard Electric Corp, New York, NY (V St A)

Info

Publication number: DE2033649A1
Application number: DE19702033649
Authority: DE
Inventors: Bishops Stört ford Hill Derek Raymond. Sawbridgworth Hertfordshire Wood. Harold Baker (Großbritannien)
Priority date: 1969-07-11
Filing date: 1970-07-07
Publication date: 1971-01-21
Also published as: FR2051688A1; GB1263357A; BE753349A; FR2051688B1

Description

Patentanwalt O O 3 3 β L 9Patent attorney OO 3 3 β L 9

Dipl.-Phys. Leo ThulDipl.-Phys. Leo Thul

StuttgartStuttgart

H.B. Wood - D.R. Hill 5 - 1H.B. Wood - D.R. Hill 5 - 1st

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORKINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Schaltungsanordnung zur linearen Frequenzmodulation eines UHF-Oszillators für FM-CW-Höhenmesser-SenderCircuit arrangement for linear frequency modulation of a UHF oscillator for FM-CW altimeter transmitters

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur linearen Frequenzmodulation,eines UHF-Oszillators für FM-CW-Höhenmesser-Sender. The invention relates to an arrangement for linear Frequency modulation, a UHF oscillator for FM-CW altimeter transmitters.

Um die Modulationsstabilität eines UHF-Oszillators unter sich ändernden Arbeitsbedingungen aufrecht zu erhalten, ist eine gewisse Steuerungsregelung erforderlich. Wenn bei dieser Regelung ein Fehlersignal mit Mitteln der Analogtechnik aus dem Ausgangssignal des Oszillators gewonnen wird, so ist die gesamte Regelschleife von Temperatursohwankungen beeinflußt; zusätzlich erfordert eine mit Mitteln der Analogtechnik ausgeführte Regelschleife eine recht schwierige Abgleicharbeit, und es sind dafür einstellbare Bauteile erforderlich.To maintain the modulation stability of a UHF oscillator under changing working conditions, some control regulation is required. If, with this regulation, an error signal is generated using analog technology is obtained from the output signal of the oscillator, the entire control loop is subject to temperature fluctuations influenced; In addition, a control loop implemented using analog technology requires a very difficult one Adjustment work, and adjustable components are required for this.

Es 1st Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur linearen Frequenzmodulation eines UHF-Qsziilators für einen FM-CW-Höhenmesser-Sender anzugeben, die eine Regelschleife zur Regelung des Modulationssignals, das über einenIt is the object of the invention to provide a circuit arrangement for linear frequency modulation of a UHF oscillator for one FM-CW altimeter transmitter to indicate that a control loop for regulating the modulation signal that is transmitted via a

Ktz/OrKtz / Or

7. Juli 19707th July 1970

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Kondensator, einen Widerstand und über einen Operationsverstärker zur Frequenzmodulation dem Modulator des UHF-Oszillators zugeführt wird, enthält, deren Eingangssignal am Ausgang des frequenzmodulierten UHF-Oszillators ausgekoppelt wird.Capacitor, a resistor and, via an operational amplifier for frequency modulation, the modulator of the UHF oscillator is supplied, whose input signal is coupled out at the output of the frequency-modulated UHF oscillator will.

Erfindungsgemäß wird die am Ausgang des UHF-Oszillators ausgekoppelte Signalprobe mittels einer Mischstufe in ein Signal verhältnismäßig niedriger Frequenz (10 MHz + 8,5 MHz) heruntergemisoht, dieses unter nochmaliger Frequenzteilung in eine Rechtepkwelie umgewandelt und dann einem digitalen Diskriminator eingegeben das Ausgangssignal des Diskriminators wird dann über einen Widerstand dem Eingang des Operationsverstärkers zugeführt und dem Modulationssignal überlagert.According to the invention, the signal sample coupled out at the output of the UHF oscillator is converted into a by means of a mixer Signal of a relatively low frequency (10 MHz + 8.5 MHz) mixed down, this with repeated frequency division converted into a law pkwelie and then inputted the output signal of the discriminator to a digital discriminator is then fed to the input of the operational amplifier via a resistor and superimposed on the modulation signal.

Die Erfindung wird zum besseren Verständnis der Arbeitsweise anhand einer Zeichnung beschrieben, die in Form eines Blockschaltbildes die hauptsächlichsten Teile der Modulations^ und Regeleinrichtung eines UHF-Oszillators zeigt.The invention is described for a better understanding of the operation with reference to a drawing in the form of a The block diagram shows the main parts of the modulation and control device of a UHF oscillator.

Ein UHF-Oszillator 1 wird mit einem sägezahnformigen Modulationssignal, das über einen Kondensator C, einen Widerstand R₁ und einem Operationsverstärker 2 zugeführt wird, frequenzmoduliert. Mittels einer kapazitiven Auskopplung 3 wird am Ausgang des frequenzmodulierten Oszillators ein schwaches Signal abgenommen. Bei einem FM-CW-Höhenmesser beträgt die Mittenfrequenz des Oszillators 1 717 MHz* und. diese wird mit einem Modulationssignal von JQQ Hz frequenzmoduliert, so daß ein Ausgangssignal von 717 MHz +8,5 MHz entsteht. Das ist dann auch di© Frequenz der mittels der Auskopplung j5 abgenommenen Signalprobe„A UHF oscillator 1 is frequency-modulated with a sawtooth-shaped modulation signal which is _{fed via a capacitor C, a resistor R 1} and an operational amplifier 2. By means of a capacitive coupling 3, a weak signal is picked up at the output of the frequency-modulated oscillator. For an FM-CW altimeter, the center frequency of the oscillator is 1 717 MHz * and. this is frequency modulated with a modulation signal of JQQ Hz, so that an output signal of 717 MHz +8.5 MHz is produced. This is then also the frequency of the signal sample taken by means of the decoupling j5 "

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Das Ausgangssignal eines VHP-Oszillators 4 wird einem Frequenzvervielfacher 5 eingegeben und in diesem auf eine Frequenz vervielfacht, die gerade unter der niedrigsten Frequenz der Signalprobe liegt. Für den oben angeführten Fall würde also die Frequenz des VHF-Oszillators 88,575 MHz betragen, und der Frequenzvervielfacher verachtfacht diese Frequenz, so daß eine Frequenz von 707 MHz am Ausgang des Frequenz-vervielfachers 5 entsteht. Dieses Signal der Frequenz 707 MHz wird zusammen mit der Signalprobe in einer Mischstufe 6 gemischt; das daraus resultierende Signal hat eine Frequenz von 10 MHz + 8,5 MHz. Dieses Signal wird einer Frequenzteilerstufe 8 eingegeben, in der die Frequenz durch 4 geteilt wird und die aus zwei Flip-Flop-Stufen, in Serie geschaltet, besteht. Das Ausgangssignal der Frequenzteilerstufe 8 ist ein moduliertes Rechtecksignal mit einer Mittenfrequenz von 2,5 MHz.The output of a VHP oscillator 4 becomes a Frequency multiplier 5 entered and in this on a Frequency multiplies just below the lowest Frequency of the signal sample. For the above In this case, the frequency of the VHF oscillator would be 88.575 MHz and the frequency multiplier eight times this frequency, so that a frequency of 707 MHz at the output of the Frequency multiplier 5 arises. This signal the Frequency 707 MHz is mixed together with the signal sample in a mixer 6; the resulting signal has a frequency of 10 MHz + 8.5 MHz. This signal is input to a frequency divider stage 8 in which the frequency divided by 4 and made up of two flip-flop stages, connected in series, consists. The output signal of the frequency divider stage 8 is a modulated square wave signal with a Center frequency of 2.5 MHz.

Dieses Rechtecksignal wird einem digitalen Diskriminator eingegeben; dieser besteht in der Hauptsache aus einem RC-Netzwerk, das eine Zeitkonstante hat, die groß im Vergleich zur Periodendauer des Rechtecksignals ist, so daß ein lineares Ausgangssignal entsteht. Dem RC-Netzwerk ist eine Diode nachgeschaltet, deren Ausgangssignal ist eine mit JOO Hz variierende Spannung mit einer linearen Frequenz/Spannungscharakteristik mit einem typischen Wert von 1 V/MHz.This square wave signal is input to a digital discriminator; this consists mainly of one RC network that has a time constant that is large compared to the period of the square wave signal, see above that a linear output signal arises. The RC network is followed by a diode whose output signal is a voltage varying at JOO Hz with a linear one Frequency / voltage characteristic with a typical value of 1 V / MHz.

Diese Spannung wird über einen Widerstand R₂ dem Operationsverstärker 2 zugeführt. So wird die Regelspannung mit der Modulationsspannung verglichen, und es wird auf diese Weise ein Korrektursignal in das Modulationssignal eingeführt.This voltage is fed to the operational amplifier 2 via a resistor R _2. The control voltage is compared with the modulation voltage, and in this way a correction signal is introduced into the modulation signal.

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Mittels eines variablen Widerstandes R-, wird noch eine Vorspannungsquelle V in den Eingang des Operationsverstärkers eingegeben. Diese Vorspannung dient dazu, um die Mittenfrequenz des Oszillators 1 einzustellen. Wenn die Mittenfrequenz des Oszillators 1 einmal eingestellt ist, so ist eine weitere Einstellung der Regelschleife nicht mehr nötig.By means of a variable resistor R-, another Bias source V is input to the input of the operational amplifier. This bias is used to set the center frequency of the oscillator 1. When the center frequency of the oscillator 1 is set once, a further setting of the control loop is no longer necessary.

1 Bl. Zeichnungen, 1 Fig.
4 Patentansprüche1 sheet. Drawings, 1 Fig.
4 claims

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Claims

H.B. Wood - D.R. Hill 5

Claims

1. ) Circuit arrangement for linear frequency modulation of a UHF oscillator for FM-CW altimeter transmitters, which has a control loop for regulating the modulation signal that is fed to the modulator of the UHF oscillator via a capacitor, a resistor and an operational amplifier for frequency modulation, contains whose input signal is decoupled at the output of the frequency-modulated UHF oscillator, characterized in that the signal sample decoupled at the output of the UHF oscillator (decoupling 3) into a signal of relatively low frequency (10 MHz +8.5 MHz) is mixed down, that this signal is converted into a square-wave voltage (frequency divider stage 8) with repeated frequency division, that this square-wave signal is also input to a digital discriminator (9), and that the output signal of the discriminator (9) via a resistor (Rp) dem Input of the operational amplifier (2) and the modulationss signal is superimposed.

2, circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the mixer stage (6) for downmixing. the frequency of the signal sample supplied second signal by multiplying (frequency eightfold 5) the frequency of a VHF oscillator (4), and that the eightfold frequency of the VHF oscillator (4) by a relatively low frequency amount (1.5 MHz) below the lowest frequency of the signal sample.

Ktz / Qr
7th of July

H.B. Wood 5-1

j5. Circuit arrangement according to Claim 2, characterized in that the frequency divider stage (8) simultaneously generates the Reehteek voltage, and that the frequency divider stage (8) is constructed from several flip-flop stages connected in series.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the discriminator (9) consists of ~ an RC network with a time constant that is large compared to the period of the Reehteek voltage and a diode connected downstream of the RC network.

009884/1955