DE936881C - Suchspannungsgenerator fuer einen frequenzstabilisierten Oszillator - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 22. DEZEMBER 1955

N 7186 Villa/21 α*

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem Oszillator, der mit einem Kreis zur automatischen Frequenzkorrektion ausgestattet ist, um die Oszillatorfrequenz in bezug auf eine Steuerfrequenz selbsttätig zu stabilisieren, insbesondere in bezug auf eine durch anfängliche Abstimmung des Oszillators zu wählende Komponente aus dem Frequenzspektrum einer impulsförmigen Steuerspannung, wobei die Frequenz-Steuer-Spannung eine mit dem Oszillator gekoppelte Reaktanzröhre steuert.

Es ist bekannt, solche Vorrichtungen mit einem Suchspannungsgenerator zu versehen, der zum Erweitern des Fangbereiches des Frequenz-Steuer-Kreises eine Änderung der Oszillatorfrequenz mittels einer niederfrequenten Suchspannung herbeiführt, solange die Oszillatorfrequenz noch nicht stabilisiert ist.

Es wurden bereits Vorrichtungen dieser Art vorgeschlagen, bei denen zur Erweiterung des Fangbereiches die bei fehlender Stabilisierung auftretende hohe Anodengleichspannung der Reaktanzröhre zum Erregen eines Sägezahnspannungsgenerators mit Glimmröhre benutzt wird und die so erzeugte Suchspannung die Reaktanzröhre den ganzen Regelbereich durchlaufen läßt. Hierbei erfolgt nur während des langsamen Anstiegs der Sägezahnsuchspannung ein Fangen, und die Erzielung einer hinreichend konstanten, sehr niedrigen Suchspannungsfrequenz bereitet praktische Schwierigkeiten.

Bei einem Suchspannungsgenerator für einen Oszillator mit selbsttätiger Stabilisierung der Oszilla-

torfrequenz in bezug auf eine Steuerf requenz,. insbesondere auf eine durch anfängliche Abstimmung des Oszillators zu wählende Harmonische einer iinpulsförmigen Steuerspannung, mit einer mit dem 5 Oszillator gekoppelten Reaktanzröhre, die durch eine Frequenz-Steuer-Spannung gesteuert wird, ergibt sich eine besonders einfache und zweckdienliche Anordnung mit erweitertem Fangbereich, wobei eine sinusförmige Suchspannung sehr niedriger Frequenz erzeugt werden kann, wenn gemäß der Erfindung der Suchspannungsgenerator, der bei fehlender Stabilisierung der Oszillatorfrequenz eine zum Ändern derselben, dienende Niederfrequenz-Suchspannung erzeugt, aus der Reaktanzröhre besteht, die über eine Hilfsverstärkerröhre und einen die Suchspannungsfrequenz bestimmenden Kreis rückgekoppelt ist.

Zweckmäßig wird als Reaktanzröhre eine Mehrgitterröhre verwendet, bei der die Frequenzsteuerspannung dem Steuergitter zugeführt wird und die Rückkopplung von ihrer Anode auf eines ihrer Gitter erfolgt.

Die Verwendung zweier getrennter Gitter in der

Reaktanzröhre für die Frequenzsteuerung einerseits und die Einführung der Suchspannung 'in die Reaktanzröhre andererseits trägt besonders zur Stabilität der Schaltung bei.

Das "die Suchspannungsfrequenz bestimmende Netzwerk besteht zweckmäßig aus Widerständen und Kondensatoren und zwar derart, daß die Reaktanzröhre und die Hilfsverstärkerröhre zusammen einen sogenannten Wien-Brückengenerator bilden. Die Frequenzkonstanz eines solchen i?C-Generators ist, wie an sich bekannt, besonders günstig. Der nach der Erfindung erhaltene i?C-Generatorkreis kann, wie an Hand der Zeichnung näher erläutert wird, für die Oszillatorfrequenzen nahezu vollständig entkoppelt werden, was aus Stabilitätsgründen besonders günstig ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine praktisch besonders bewährte Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt ist.

Die Schaltung enthält einen in einem Bereich von z. B. ι V2 bis 4 MHz abstimmbaren Hochfrequenzoszillator ι. Die Oszillatorröhre besteht aus dem Hexodenteil 2 einer Triode-Hexode 3, deren Anode über einen abstimmbaren Anodenkreis 4 mit der Plusklemme 5 einer nicht' dargestellten .Anoden-So Spannungsquelle verbunden ist. Mit dem Anodenkreis ist eine im Steuergitterkreis der Hexode liegende Rückkopplungsspule 6 gekoppelt.

Die Anode der Oszillatorhexode ist unmittelbar mit der Anode einer Penthode 7 verbunden, die einen Teil einer in üblicher Weise ausgebildeten Reaktanzröhrenschaltung 8 bildet und einen zwischen Anode und Steuergitter liegenden Rückkopplungskondensator 9 enthält. Dem Steuergitter der Reaktanzröhre 7 wird über die Leitung 10 eine zur Frequenz-Stabilisierung des Hochfrequenzoszillators ι erforderliche Frequenz-Steuer-Spannung derart zugeführt, daß die Oszillatorfrequenz synchron mit einer durch anfängliche Abstimmung des Anodenkreises 4 zu wählenden höheren Harmonischen einer von einem kristall-gesteuerten Impulsgenerator 11 stammenden impulsförmigen Spannung schwingt. Die erforderliche Frequenz-• Steuer-Spannung entsteht durch Mischen der am Oszillatorsteuergitter auftretenden Spannung mit der Ausgangsspannnung des Impulsoszillators 11 in einer Mischstufe 12. Diese ist normalerweise gesperrt und wird jeweils nur während des Auftretens eines Impulses freigegeben. Sie wirkt als Phasendetektor und liefert über ein integrierendes Netzwerk 13 und ein Tiefpaßfilter 14 eine Frequenz-Steuer-Spannung, die bei Stabilisierung des Hochfrequenzoszillators ι aus einer Gleichspannung und bei fehlender Stabilisierung aus einer Wechselspannung besteht, deren Frequenz dem Unterschied zwischen der Oszillatorfrequenz und der in der freqüenzbehachbarten höheren Harmonischen der impulsförmigen Spannung entspricht. Die Filter 13 und 14 werden aus verschiedenen Gründen, unter anderem zum Verhüten von Instabilitäten des Frequenz-Steuer-Kreises, derart bemessen, daß nur verhältnismäßig niedrige Differenzfrequenzen von z. B. maximal einigen tausend oder hundert Hertz nahezu ungeschwächt über die Leitung 10 an die Reaktanzröhrenschaltung 8 weitergegeben werden und also eine Frequenzmodulation des Oszillators 1 bewirken, bis der Fangpunkt überschritten wird. In diesem Falle erfolgt eine selbsttätige Verriegelung der Oszillatorfrequenz auf die benachbarte höhere Harmonische des Impulsspektrums.

Um den Fangbereich des Frequenz-Steuer-Kreises zu erweitern, wird ein Suchspannungsgenerator verwendet. Hierfür ist zwischen der Anode und dem Schirmgitter der Reaktanzröhre 7 eine Rückkopplung vorgesehen, der eine Triode 15 als Hilfsverstärkerröhre sowie ein aus Widerständen und Kondensatoren bestehendes phasendrehendes Netzwerk als das die Suchspannungsfrequenz bestimmende Element enthält. Die Triode 15 ist ein Teil der Triode-Hexode 3, deren Hexodenteil als Oszillatorröhre dient. Die Anode der Reaktanzröhre 7 ist über eine Hochfrequenzdrossel 16 mit der Eingangsklemme eines erdungssymmetrischen Vierpols verbunden, dessen Längsimpedanz aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 17 und eines Kondensators 18 besteht, während die zwischen den Ausgangsklemmen liegende -Querimpedanz aus der Parallelschaltung eines Widerstandes 19 und eines Kondensators 20 besteht. Quer zum Eingang dieses Vierpols liegt ein Kondensator 21, der einen Kurzschluß für die Oszillatorfrequenzen bildet. Die Ausgangsklemme des Vierpols ist mit dem Steuergitter der Triode 15 verbunden. Deren Anode ist mit dem Schirmgitter der Reaktanzröhre und über einen gemeinsamen Widerstand 22 samt Entkopplungskondensator 23 mit dem Pluspol 5 der Anodenspan- nungsquelle verbunden. Derart bilden ein Teil der Reaktanzröhre 7, die Triode 15 und das .RC-Netzwerk 17 bis 20 zusammen einen sogenannten Wien-Brückengenerator mit dem RC-Vierpol 17 bis 20 als frequenzbestimmendem Teil. Letzterer ist z.B. für eine Frequenz von einigen Hertz bemessen,

Der ÄC-Generator schwingt nur dann, wenn der Hochfrequenzoszillator ι nicht auf einer höheren Harmonischen des Impulsgenerators ii verriegelt ist. In der verriegelten Lage nämlich ist die Reaktanzröhre 7 unempfindlich gegen Schirmgitterspannungsänderungen. Diese führen also praktisch keine Anodenspannungsänderung herbei, was erforderlich wäre, um den i?C-Generator in Selbsterregung zu versetzen. Eine Schirmgitterspannungsänderung würde infolge der damit einhergehenden Änderung der scheinbaren Reaktanz der Reaktanzröhrenschaltung 8 eine Änderung der Oszillatorfrequenz herbeiführen, die von dem stabilisierenden Frequenz-Steuer-Kreis verhindert wird und also den Einfluß einer Schirmgitterspannungsänderung auf den Anodenstrom der Reaktanzröhre 7 ausgleicht. Mit anderen Worten: die Reaktanzröhre ist in der verriegelten Lage so stark gegengekoppelt, daß der Einfluß der positiven Rückkopplung über die Triode 15 wettgemacht wird und der i?C-Generator unwirksam ist.

Bei fehlender Verriegelung erzeugt aber der i?C-Generator eine sinusförmige Suchspannung, wodurch sich die Steilheit der Reaktanzröhrenschaltung 8 und daher die Frequenz des Hochfrequenzoszillators ι im Rhythmus der Suchspannungsfrequenz ändert. Der Hochfrequenzoszillator ι »sucht« dann, von der Abstimmfrequenz des Anodenkreises 4 ausgehend, einen Frequenzbereich

z. B. von + 50 kHz ab, bis das Fangen und Verriegeln stattfindet.

Wie eingangs bemerkt, ist der Eingang des i?C-Vierpols 17 bis 20 mittels der Drossel 16 und des Kurzschlußkondensators 21 in bezug auf die Oszillatorfrequenzen entkoppelt. Der Ausgang dieses RC-Vierpols ist ferner von dem zwischen die Ausgangsklemmen geschalteten Kondensator 20 für die Oszillatorfrequenzen kurzgeschlossen. Wird in üblicher Weise das Steuergitter der Triode 15 mit dem zweiten Steuergitter der Hexode 2 in der Trioden-Hexodenröhre verbunden, so kann dies also keine Störungen verursachen. An der Anode der Triode 15 und am Schirmgitter der Reaktanzröhre 7 können infolge des Entkopplungskondensators 23 ebenso wenig Hochfrequenzspannungen auftreten. Infolge der erwähnten Entkopplungsmaßnahmen ist der i?C-Generatorkreis weitgehend gegen den Oszillator- und Reaktanzröhrenkreis entkoppelt, und diese Kreise beeinträchtigen einander nicht. Nach Verriegelung der Frequenz des Hochfrequenzoszillators ι auf eine Harmonische der impulsförmigen Spannung des Impulsoszillators 11 ist der Suchspannungsgenerator vollständig unwirksam, und es tritt am Anodenkreis 4 des Oszillators ausschließlich die gewünschte Oszillatorspannung auf, die über einen Kopplungskondensator 24 einem Verbraucher zugeführt werden kann. Die Erfindung kann auch dann Anwendung finden, wenn die Oszillatorfrequenz mit einer sinusförmigen statt einer impulsförmigen Steuerspannung stabilisiert wird. In diesem Fall wird ein Sinusoszillator statt des Impulsgenerators an die Mischstufe 12 angeschlossen, und der Suchspannungsgeneratorkreis kann ungeändert beibehalten werden. . .

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Suchspannungsgenerator für einen Oszillator mit selbsttätiger Stabilisierung der Oszillatorfrequenz in bezug auf eine S teuer frequenz, insbesondere auf eine durch anfängliche Abstimmung des Oszillators zu wählende Harmonische einer impulsförmigen S teuer spannung, mit einer mit dem Oszillator gekoppelten Reaktanzröhre, die durch eine Frequenz-Steuer-Spannung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Suchspannungsgenerator, der bei fehlender Stabilisierung der Oszillatorfrequenz eine zum Ändern derselben dienende Niederfrequenzsuchspannung erzeugt, aus der Reaktanzröhre besteht, die über eine Hilf sverstärkerröhre und einen die Suchspannungsfrequenz bestimmenden Kreis rückgekoppelt ist.

2. Suchspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktanzröhre eine Mehrgitter röhre dient, bei der die Frequenz-Steuer-Spannung dem Steuergitter zugeführt wird und ein Rückkopplungsweg zwischen ihrer Anode und einem anderen Gitter vorgesehen ist.

3. Suchspannungsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Suchspannungsfrequenz bestimmende Kreis aus einem aus Widerständen und Kondensatoren zusammengesetzten Vierpolnetzwerk besteht, das als Längsimpedanz die Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators und als Ouerimpedanz eine zwischen den Ausgangsklemmen liegende Parallelschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators aufweist.

4. Suchspannungsgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Eingangsklemmen des i?C-Netzwerkes über eine Hochfrequenzdrossel mit der Reaktanzröhrenanode verbunden und mit einem Kurzschluß-Kondensator für die Oszillatorfrequenz (en) versehen, ist, wobei eine der Ausgangsklemmen des i?C-Netzwerkes mit dem Steuergitter der Hilfsverstärkerröhre verbunden ist.

5. Suchspannungsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Hilfsverstärkerröhre und ein Schirmgitter der Reaktanzröhre über einen gemeinsamen Widerstand mit der Anodenspannungsquelle verbunden sind.

6. Suchspannungsgenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsverstärkerröhre aus dem Triodenteil einer Triode-Hexode besteht, deren Hexodenteil die Oszillatorröhre darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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