DE2939172C2

DE2939172C2 - Method for measuring and readjusting the frequency linearity of electronically tunable wobble oscillators

Info

Publication number: DE2939172C2
Application number: DE19792939172
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Kloeber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1981-11-05
Also published as: DE2939172B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung und Nachregelung der Frequenzlinearität von elektronisch durchstimmbaren Wobbeloszillatoren. Als frequenzverstimmendes Element verwendet man bei derartigen Oszillatoren üblicherweise Varaktordioden, die mit einer Abstimmspannung, deren Verlauf über der Zeit etwa einer e-Funktion entspricht, angesteuert werden müssen, um einen linearen Frequenzhub zu bewirken.The invention relates to a method for measuring and readjusting the frequency linearity of electronically tunable wobble oscillators. As a frequency-detuning element is used at such oscillators usually varactor diodes with a tuning voltage, the course of which over the Time corresponds approximately to an exponential function, must be controlled in order to achieve a linear frequency deviation cause.

Ein möglichst linearer Verlauf der Frequenz über der Zeit ist in den Fällen von in der Frequenz breitbandig wobbelnden Oszillatoren oft nötig. Dies ist um so schwieriger zu erreichen, als diese Frequenz als Funktion der Zeit bei den meisten Wobbeiverfahren von einer Spannung als Funktion der Zeit abgeleitet wird.The most linear possible course of the frequency over time is broadband in the cases of in frequency wobbling oscillators are often necessary. This is all the more difficult to achieve as this frequency is Function of time in most wobble methods derived from a voltage as a function of time will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem man bei einem elektronisch durchstimmbaren Wobbeioszillator einen möglichst linearen Verlauf der Frequenz über der Zeit erhält.The invention is based on the object of specifying a method in which one with a electronically tunable wobble oscillator a linear course of the frequency over time receives.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß das Signal des zu messenden Oszillators und ein in einem Kammspektrumgenerator erzeugtes Raster frequenzstabiler Frequenzmarken mit gleichem gegenseitigen Absland einem Mischer zugeführt werden, daß die im Mischer gebildete Zwischenfrequenz in einem nachfolgenden Rasterauswertungsbaustein in digitale Form gebracht wird, daß die Dostiven Flanken der Rastermarken einen nachfolgenden Sägezahngenerator starten, der durch die jeweils nächste positive Flanke wieder zurückgesetzt wird, und daß von dem auf eine Meßeinrichtung, beispielsweise einen Oszillografen, gegebenen Sägezahnsignal ein Teil ausgekoppelt und einem in einer Nachregelschleife angeordneten Integrator zugeführt wird, dessen Ausgangssignal dem frequenzverstimmenden Element des Oszillators zusätzlich zur Ansteuerspannung als Nachregelsignal zugeführt wird.This object is achieved according to the invention in such a way that the signal to be measured Oscillator and a raster of frequency-stable frequency marks generated in a comb spectrum generator the same mutual Absland are fed to a mixer that the intermediate frequency formed in the mixer is brought into digital form in a subsequent grid evaluation module that the Dostive flanks of the raster marks start a subsequent sawtooth generator, which is generated by the respective next positive edge is reset again, and that from which to a measuring device, for example an oscilloscope, given a sawtooth signal, one part decoupled and one in a readjustment loop arranged integrator is supplied, the output signal of the frequency-detuning element of the Oscillator is supplied as a readjustment signal in addition to the control voltage.

ίο In vorteilhafter Ausgestaltung und Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die frequenzstabilen Frequenzmarken durch Vervielfachung eines quarzstabilen Grundwellenoszillatorsignals als harmonische Oberwellen entstehen und daß der Vervielfacher mit einer Kapazitätsdiode, insbesondere einer step recovery-diode oder einer Löschsprungdiode, aufgebaut ist.ίο In an advantageous design and further development of the The subject of the invention provides that the frequency-stable frequency marks by multiplication of a crystal-stable fundamental wave oscillator signal arise as harmonic waves and that the Multiplier with a capacitance diode, in particular a step recovery diode or a jump diode, is constructed.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is described in greater detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained. It shows

Fig. 1 im Blockschaltbild eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens undFig. 1 in a block diagram of a circuit for implementation of the procedure and

Fig.2 in grafischer Darstellung die Signale an verschiedenen Punkten der Schaltung.Fig. 2 graphically shows the signals at various points in the circuit.

Die Meßschallung nach F i g. 1 enthält einen Quarzoszillator 3 als Grundwellenoszillator, dem ein Kammspektrumgenerator 4 nachgeschaltet ist. Dieser erzeugt ein Raster frequenzstabiler Frequenzmarken mit gleichem gegenseiten Abstand, die durch VervielfachungThe measurement sound according to FIG. 1 contains a crystal oscillator 3 as a fundamental wave oscillator, which is followed by a comb spectrum generator 4. This generates a grid of frequency-stable frequency marks with the same mutual spacing, which are generated by multiplication

μ des quarzstabilen Grundwellenoszillatorsignals als harmonische Oberwellen entstehen. Die Frequenz des Grundwellenoszillators entspricht also dem Abstand zwischen den Rasterfrequenzen. Der Vervielfacher ist mit einer speziellen Kapazitätsdiode, beispielsweise einer step recovery-diode oder einer Löschsprungdiode aufgebaut. Der Kammspektrumgenerator 4 ist ausgangsseitig mit dem einen Eingang eines Mischers 2 verbunden, an dessen zweiten Eingang der Wobbeloszillator 1 als Meßobjekt angeschlossen ist. Der Mischerausgang ist an einen ZF-Auswertungs- und Digitalisie· rungsbaustein 5 angeschlossen, dem ein Sägezahngenerator 6 und als Meßinstrument ein Oszillograf 7 nachgeschaltet sind. Ein Teil des Ausgangssignals des Sägezahngenerators 6 wird in eine Nachregelschleifeμ of the crystal-stable fundamental wave oscillator signal as harmonic Harmonics arise. The frequency of the fundamental wave oscillator therefore corresponds to the distance between the screen frequencies. The multiplier comes with a special capacitance diode, for example a step recovery diode or an erasure jump diode. The comb spectrum generator 4 is on the output side connected to one input of a mixer 2, the wobble oscillator at its second input 1 is connected as a DUT. The mixer output is connected to an IF evaluation and digitizer Rungsbaustein 5 connected, to which a sawtooth generator 6 and as a measuring instrument an oscilloscope 7 are downstream. Part of the output signal of the sawtooth generator 6 is fed into a readjustment loop

4¹) ausgekoppelt und über einen darin eingeschalteten Integrator 8 dem Oszillator 1 zugeführt.4 ¹ ) and fed to the oscillator 1 via an integrator 8 connected therein.

Das Verfahren zur Messung und Nachregelung mit der vorstehend beschriebenen Schaltung wird nun unter Bezugnahme auf die grafischen Darstellungen nachThe method for measurement and readjustment with the circuit described above is now under Referring to the graphs according to

V) Fig.2 erläutert: Dabei ist in Fig. 2a das Signal des zu messenden Wobbeioszillators 1 (die Amplitude A als Funktion der Frequenz f) und in Fig.2b das Kammspektrum mit den Frequenzmarken dargestellt. Mit fit ist der Rasterabstand bezeichnet, der der Frequenz des Grundwellenoszillators 3 entspricht. Diese beiden Signale, nämlich das Signal des zu messenden Wobbeioszillators 1 und das Raster der frequenzstabilen Frequenzmarken des Kammspektrumgenerators 4, werden dem Mischer 2 zugeführt. In diesem wird das Oszillatorsignal mit dem Kammspektrum gemischt. Damit werden die Frequenzmarken in den Zeitbereich übergeführt. In dem nachfolgenden Rasterauswertungsbaustein 5 werden die nun als ZF-Information vorliegenden Frequenzmarken digilali- V) Fig.2 explains: Fig. 2a shows the signal of the wobble oscillator 1 to be measured (the amplitude A as a function of the frequency f) and Fig.2b shows the comb spectrum with the frequency marks. The grid spacing which corresponds to the frequency of the fundamental wave oscillator 3 is referred to as fit. These two signals, namely the signal of the wobble oscillator 1 to be measured and the grid of the frequency-stable frequency marks of the comb spectrum generator 4, are fed to the mixer 2. In this the oscillator signal is mixed with the comb spectrum. The frequency marks are thus transferred to the time domain. In the following grid evaluation module 5, the frequency marks now available as IF information are digitally

M siert. Ihre Folgefrequenz ist dabei nun direkt von der jeweiligen Schnelligkeit des Wobbeivorganges, d. h. direkt von der Wobbellinearität abhängig. Die digitalisierten Frequenzmarken (Rastermarken) sind in F i g. 2c M sated. Your repetition frequency is now directly dependent on the respective speed of the wobble process, ie directly on the wobble linearity. The digitized frequency marks (raster marks) are shown in FIG. 2c

dargestellt Mit den positiven Flanken der Rastermarken wird der nachfolgende Sägezahngenerator 6 gestartet und durch die jeweils nächste positive Flanke wieder zurückgesetzt Die aufgrund der nicht einheitlichen Wobbeigeschwindigkeit entstandenen unterschiedlichen zeitlichen Abstände zwischen den Frequenzmarken werden damit in entsprechend sich ändernde Amplituden des Sägezahnsignals umgewandelt. Das Sägezahnisignal (siehe Fig.2d) wird auf ein Meßgerät, im vorliegenden Fall ein Oszillograf 7, gegeben. Gleichzeitig wird ein Teil des Sägezahnsignals aus dem Signalwe.g ausgekoppelt und einem in der Nachregelschleife eingeschalteten Integrator 8 zugeführt Das integrierte Sägezahnsignal, das eine Verbindung der einzelnen Sagezahnspilzen in einem Kurvenzug darstellt (siehe F i g. 2e), wird dem frequenzverstimmenden Element des Wobbeloszillators 1 zusätzlich zur Ansteuerspannung (siehe F i g. 2f) als Regelkriterim zugeführt, wodurch man eine einheitliche Wobbeigeschwindigkeit erhält Die durch das integrierte Sägezahnsignal (Fig.2e) korrigierte Ansteuerspannung ist in F i g. 2g dargestelltThe following sawtooth generator 6 is shown with the positive edges of the raster marks started and reset by the next positive edge. The due to the non-uniform The different time intervals between the frequency marks resulted from the wobble speed are thus converted into correspondingly changing amplitudes of the sawtooth signal. The sawtooth signal (see Fig.2d) is on Measuring device, in the present case an oscilloscope 7, is given. At the same time, part of the sawtooth signal becomes decoupled from the Signalwe.g and fed to an integrator 8 switched on in the readjustment loop The integrated sawtooth signal that connects the individual sawtooth mushrooms in a curve represents (see F i g. 2e), the frequency-detuning element of the wobble oscillator 1 in addition to Control voltage (see FIG. 2f) is supplied as a control criterion, which results in a uniform wobble speed The control voltage corrected by the integrated sawtooth signal (Fig. 2e) is received in Fig. 2g

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet selbst bei hohen Wobbeigeschwindigkeiten und großen Bandbreiten auch im Mikrowellenbereich die Wobbellinearität eines Oszillators zu messen und gegebenenfalls nachzustimmen.The method according to the invention allows even at high wobble speeds and large bandwidths to measure the wobble linearity of an oscillator in the microwave range and, if necessary to retune.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Procedure for measuring and readjusting the frequency linearity of electronically tunable Wobbeioszillatoren, characterized in that the signal to be measured Oscillator (1) and a raster generated in a comb spectrum generator (4) with more stable frequency Frequency marks with the same mutual spacing are fed to a mixer (2) that the intermediate frequency formed in the mixer (2) in a subsequent raster evaluation module (5) in digital form is brought that the positive edges of the residual marks a subsequent one Start the sawtooth generator (6), which is reset by the next positive edge, and that of the sawtooth signal given to a measuring device (7), for example an oscilloscope a part is decoupled and fed to an integrator (8) arranged in a readjustment loop is, the output signal of the frequency-detuning element of the oscillator (1) in addition is fed to the control voltage as a readjustment signal.

2. The method according to claim 1, characterized in that the frequency-stable frequency marks by multiplying a crystal-stable fundamental wave oscillator signal as harmonic waves develop.

3. The method according to claim 2, characterized in that the multiplier with a capacitance diode, in particular a step recovery diode or an erasure jump diode is built up.