DE2914143C2 - Gerät zum Untersuchen eines nach der Frequenz ausgewählten einzelnen Hochfrequenzsignales eines breiten Frequenzbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Untersuchen eines nach der Frequenz ausgewählten einzelnen Frequetizsignals eines breiten Frequenzbandes laut Oberbegriff des Hauptansprucbs,

Ein Gerät dieser Art ist bekannt (DE-PS 12 38 081). Dieses Gerät ermöglicht einerseits sowohl die sogenannte Frequenzanalyse, bei welcher sämtliche in einem bestimmten breiten Frequenzband auftretenden Signale durch periodisches Absuchen des Frequenzbandes mit einem Wobbeloszillator, der durch eine periodisch sich wiederholende Wobbeispannung, beispielsweise eine linear ansteigende Sägezahnspannung, im Frequenzverlauf gesteuert ist, auf dem Schirmbild einer Kathodenstrahlröhre spektrumartig dargestellt werden. Gleichzeitig ist mit diesem Gerät durch Umschalten eine sogenannte Zeitanalyse möglich, bei welcher ein nach der Frequenz ausgewähltes einzelnes Hochfrequenzsignal des bei der Frequenzanalyse dargestellten Frequenzspektrums näher untersucht wird. Die Auswahl des gewünschten Einzelsignals erfolgt durch eine mittels einer Einstelleinrichtung längs des Spektrums verschiebbaren und in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Einzelsignal verbringbaren Frequenzmarke, und zwar wird in der Einstelleinrichtung eine Vergleichsspannung und durch diese ein Tastimpuls erzeugt, welcher dem Anzeigesystem so zugeführt wird, daß die durch diesen Tastimpuls erzeugte einstellbare Frequenzmarke, beispielsweise eine Helltastmarke, mit dem zu untersuchenden ausgewählten Einzelsignal des Spektrums in Übereinstimmung gebracht wird. Die so ermittelte und dem Frequenzwert des zu untersuchenden Einzelsignals entsprechende Vergleichsspannung der Einstelleinrichtung wird nach dem Abschalten des sich periodisch wiederholender Spannungsverlaufes dem Wobbeloszillator zugeführt und dieser wird dadurch auf den entsprechenden Festfrequenzwert des ausgewählten Einzelsignals abgestimmt.

Bei Hochfrequenz-Empfangseinrichtungen werden neuerdings immer mehr Synthesizer zur Frequenzabstimmung eingesetzt, beispielsweise nach dem sogenannten Analyse- bzw. indirekten Frequenzsynthes-Verfahren arbeitende phasengeregelte Oszillatoren, bei denen ein spannungsgesteuerter freischwingender Oszillator über eine Phasenregelschleife, in welcher die beispielsweise durch einen einstellbaren Frequenzteiler herabgeteilte Ausgangsfrequenz dieses Oszillators in einem Phasenvergleichsglied mit einer hochkonstanten Referenzfrequenz verglichen wird, geregelt ist Durch Abschalten der Phasenregelschleife kann dieser freischwingende Oszillator durch entsprechende Ansteuerung mit einer Wobbeispannung im Frequenzverlauf gesteuert und so als Wobbeloszillator ausgenutzt werden. Bei mit solchen sogenannten PLL-Synthesizern ausgestatteten Empfängern fehlt eine Einstelleinrichtung, die auch während des Wobbeibetriebes eine einer der momentanen Festfrequenzeinstellung des Synthesizers entsprechende Gleichspannung abgibt, wie dies beispielsweise mit dem bei den eingangs erwähnten bekannten Geräten vorgesehenen Potentiometer der Fall ist, durch dessen Spannung einerseits die Frequenzmarken längs des Spektrums und nach der Umschaltung der spannungsgesteuerte Oszillator auf die ausgewählte Festfrequenz abgestimmt wird. Bei solchen Synthesi-

zern steht stwar bei geschlossener Phasenregelschleife in dieser eine Abstimm-Glejehspannung für den Oszillator zur Verfügung, die der jeweils abgestimmten Festfrequenz des Synthesizers entspricht, diese der Frequenzabstimmung entsprechende Spannung steht jedoch nicht zur Verfügung, wenn die Phasenregelschleife während des Wobbeibetriebes unterbrochen ist, bei welchem der Oszillator unmittelbar Ober die Sägezahnspannung angesteuert ist

Bei einem Frequenzanalysegerät der eingangs erwähnten Art ist es auch schon bekannt, als Frequenzmarksngeber einen phasenverriegelten Oszillator vorzusehen, der bei aufgetrennter Phasenregelschleife von Hand auf ein einzelnes Hochfrequenzsignal · des Spektrums abstimmbar ist und der nach erneutem Schließen der Phasenregelschleife damit automatisch auf die Frequenz dieses ausgewählten Hochfrequenzsignals synchronisiert wird (Electronics, 1966,7. Februar, S. 83 — 92). Durch anschließendes Messen der Frequenz dieses phasenverriegelten Oszillators kann damit die Frequenz des ausgewählten Hochfrequenzsignals genau bestimmt werden. Diese Schaltung löst :war eine ähnliche Aufgabe mit ähnlichen Mitteln, jedoch mit größerem Aufwand. Sie ist zudem anfälliger gegen Störungen im Frequenzspektrum, die die Synchronisation der Schleife aufheben können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln die eingangs erwähnte bekannte Frequenz- und Zeitanalyse auch mit Hochfrequenzempfangsgeräten durchführbar ist, bei denen als Wobbeioszillator der phasengeregelte Oszillator eines Synthesizers vorgesehen ist

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Gerät laut Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildüngen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist es mit einem einfachen zusätzlichen vorzugsweise elektronischen Umschalter möglich, den spannungsgesteuerten Oszillator in die Phasenregelschleife eines Frequenzsynthesizers einzuschalten, dessen Phasenvergleichsglied im phasenverriegelten Zustand eine Abstimmspannung liefert die der jeweiligen Frequenzeinstellung des Synthesizers proportional ist

Die Frequenzmarkenerzeugung kann damit nach RückschaUung auf Wobbeibetrieb durch einfachen Vergleich dieser Abstimmspannung mit der momentanen Wobbeispannung durchgeführt werden. Ist vom Benutzer der Oszillator im Synthesizerbetrieb auf diejenige Frequenz abgestimmt, die einer dem zu untersuchenden Hochfrequenzsignal des Spektrums entsprechenden Frequenzmarkenlage auf dem Schirmbild entspricht so kann bei geschlossener Phasenregelschleife mit dieser Synthesizerabstimmung das ausgewählte Einzelsigiial in bekannter Weise ausgewertet werden. Die Frequenzmarkenerzeugung erfolgt vorzugsweise durch periodisches Umschalten des Umschalters, und zwar vorzugsweise so, daß der Umschalter die erste Schaltstellung, in welcher die Phasenregelschleife geschlossen ist, jeweils in Abschnitten des periodischen μ Wobbeiverlaufes einnimmt, in denen die eigentliche Wobbeldarstellung nicht weiter gestört wird, also beispielsweise während des meist sowieso dunkelgesteuerten Rücklaufes der Wobbelsägezahnspannung oder während jeder η-ten Vorlaufperiode bei entspre- es chend hohen Wobbeifrequenzen, bei denen eine derartige kurze Unterbrechung des eigentlichen Wobbeivorganges nicht weiter stört. Dieses Umschalten muß jedoch nicht unbedingt periodisch erfolgen. Es genügt, wenn die Neugewinnung der Abstimmspannung im Synthesizerbetrieb zur Markenschreibung nur dann durchgeführt wird, wenn die Frequensmarke und damit die Synthesizerabstimmung geändert wird.

Für den erfindungsgemäßen Zweck eignen sich alle bekannten Frequenzsynthesizerschaltungen, bei denen ein spannungsgesteuerter Oszillator über eine Abstimmspannung gesteuert wird, die durch Vergleich einer von der Ausgangsfrequenz des Oszillators abgeleiteten Frequenz mit einer Referenzfrequenz gewonnen wird. Die Ausgangsfrequenz des Oszillators kann beispielsweise in bekannter Weise durch Mischen in die Vergleichsfrequenzlage umgesetzt werden. Die Erfindung ist auch bei den eingangs erwähnten Synthesizern anwendbar, bei denen in der Phasenregelschleife ein einstellbarer Frequenzteiler zwischen Oszillatorausgang und Phasenvergleichsglied angeordnet ist

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert

Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild eines üblichen sogenannten Panoramaempfängers mit einem Empfangsteil 1, in welchem die Empfangsfrequenz /„ mit der Ausgaiigsfrequenz /„ eines Abstimmoszillators 2 in ein zur Auswertung geeignetes Ausgangssignal /. umgesetzt wird. Dieses Ausgangssignal U kann über einen Umschalter 3 über zwei verschiedene Demodulatorwege 4 bzw. 5 dem vertikalen Abfenksystem einer Kathodenstrahlröhre 6 zugeführt werden. Das horizontale Ablenksystem dieser Kathodenstrahlröhre 6 ist mit einem Wobbelgenerator 7 verbunden, beispielsweise einem Sägezahngenerator.

Der Abstimmoszillator 2 ist über seinen Steuereingang 8 in Abhängigkeit von einer angelegten Gleichspannung in seiner Ausgangsfrequenz /„ abstimmbar. Zu seinem Betrieb als Wobbeloszillator wird diesem Steuereingang 8 in der Schaltstellung ν eines zwischengeschalteten elektronischen Schalters 9 die Sägezahnspannung des Sägezahngenerators 7 zugeführt und der Oszillator damit periodisch in seinem vorgegebenen Frequenzbereich durchgestimmt In der Schaltstellung F (Frequenzanalyse) des Schalters 3 wird während dieses Wobbeiverlaufes auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre das gesamte Signalspektrum 10 des durchwobbelten Frequenzbandes dargestellt

In der Schaltstellung r des elektronischen Umschalters 9 ist der Wobbelgenerator 7 abgeschaltet und dafür über die Leitung 11 die Regelschleife 12 eines an sich bekannten Synthesizers geschlossen, der einen einstellbaren Frequenzteiler 13, ein Phasenvergleichsglied 14 und eine Referenzfivquenzquelle 15 aufweist Der Te;iurigsfaktor des Frequenzteilers 13 wird in bekannter Weise durch einen vorgeschalteten Zähler 16 eingestellt, und zwar entsprechend der digitalen Frequenzeinstellung mittels des Einstellknopfes 17. Soll der Oszillator in dieser Schaltstellung r des Umschalters 9 auf eine Ausgangsfrequenz /„ eingestellt werden, die dem /7-fachen der Referenzfrequenz f_r entspricht so wird über den Zähler 16 der Teilungsfaktor des Frequenzteilers 13 entsprechend auf π eingestellt und die dadurch n-geteilte Ausgangsfrequenz /L des Oszillators 2 wird in dem Phasenvergleichsglied 14 mit der Referenzfrequenz f_r verglichen. Bei Frequenz- und Phasengleichheit liefert die Phasenvergleichseinrichtung 14 die dieser Frequenzeinstellung entsprechende Abstimmspannung U für den Steuereingang 8 des

Oszillators 2. Diese Abstimmspannung U ist also unmittelbar proportional der am Einstellknopf 17 eingestellten gewünschten Ausgangsfrequenz /„ und diese Spannung Uwird daher in der Schaltstellung rdes Umschalters 9 einem Speicherkondensator 18 zugeführt und dort gespeichert. Wenn dann in der Schaltstellung ν des Umschalters 9 der Oszillator 2 wieder auf Wobbeibetrieb umgeschaltet ist, kann diese Abstimmspannung U des Speicherkondensators 18 in einem Spannungskomparator 19 mit der Sägezahnspannung des Sägezahngenerators 7 verglichen werden. Bei Spannungsgleichheit wird am Ausgang des !Comparators 19 ein Tastimpuls erzeugt, durch den auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 6 beispielsweise durch entsprechende Steuerung des Kathodenstrahls eine Helltastmarke 20 erzeugt wird. Diese Helltastmarke 20 ist längs des Spektrums 10 durch Verstellen der Abstimmspannung U des Synthesizers mittels des Einstellknopfes i7 verschiebbar.

Die Umschaltung des elektronischen Schalters 9 zwischen den Schaltstellungen ν und r kann beispielsweise unmittelbar in Abhängigkeit von der Sägezahnspannung des Sägezahngenerators 7 erfolgen, wie dies durch die Wirkverbindung 21 angedeutet ist. Während der Vorlaufperiode Vder Sägezahnspannung nimmt der Schalter die Stellung ν ein, während der Rücklaufperiode R der Sägezahnspannung die Schaltstellung r. Damit wird periodisch aufeinanderfolgend während der Vorlaufperiode der Oszillator 2 gewohbelt und damit das Spektrum 10 zusammen mit der Frequenzmarke 20 am Schirmbild dargestellt, während des meist dunkelgesteuerten Rücklaufes wird dagegen Hie Regelschleife des Synthesizers geschlossen und damit die der Frequenzmarkenstellung entsprechende Steuerspannung t/erzeugt und gespeichert.

Der Umschalter 9 kann in Abhängigkeit von dem Sägezahngenerator 7 aber auch so gesteuert sein, daß beispielsweise während jeder zweiten, dritten oder n-ten Vorlaufperiode V der Schalter die Stellung r einnimmt, also in ausgewählten Vorlaufperioden der Wobbeivorgang kurzzeitig unterbrochen und dafür in der Schaltstellune rdie Vereleichsspannung IJ gewonnen wird. Dies bietet sich vor allem bei relativ hohen Wobbeifrequenzen an. bei denen eine derartige kurzzeitige Ausblendung einzelner Vorlauf-Wobbelperioden die Darstellung nicht weiter stört.

Die Erzeugung der Vergleichsspannung U für die

Frequenzmarke muß nicht unbedingt periodisch erfolgen, es genügt, wenn durch eine schematisch eingezeichnete Wirkverbindung 22 zwischen der Frequenz-Einstelleinrichtung 16, 17 des Synthesizers und des elektronischen Schalters 9 dieser periodisch zwischen den Schaltstellungen ν und r nur dann umgeschaltet wird, wenn eine Änderung der Frequenzmarkeneinstellung, also eine Änderung der Festfrequenzeinstellung des Synthesizers, vorgenommen wird. Bei Feststellung einer Frequenzmarkenänderung wird beispielsweise bei der nächst folgenden Vorlaufperiode V des Sägezahngenerators 7 der Schalter 9 in die Schaltstellung r gebracht und so die der neuen Frequenzeinstellung entsprechende Spannung U gespeichert und in der nächstfolgenden Vorlaufperiode wird dann wieder auf Wobbeibetrieb (Schaltstellung ^umgeschaltet.

Der Betriebsartenumschalter 3 ist ebenfalls wirkungsmäßig mit dem Umschalter 9 gekoppelt. Wird dieser .Schalter 3 aus der Schaiisieiiutig F (Frequenzanalyse und Darstellung des gesamten Spektrums 10 auf dem Schirm) in die Schaltstellung Z(Zeitanalyse) umgeschaltet und durch diesen Schaltvorgang gleichzeitig auch der Umschalter 9 in die Schaltstellung r gebracht und dort gehalten, so liefert der Oszillator 2 eine der jeweiligen Frequenzeinstellung des Synthesizers entsprechende Festfrequenz f„ an den Empfangsteil 1 und es wird damit nur das der Lage der Frequenzmarke 20 frequenz,näßig entsprechende Einzelsignal 23 des Frequenzbandes empfangen und kann über speziell eingeschaltete Demodulationseinrichtungen 5 oder anschaltbare weitere Empfangseinrichtungen ausgewerte· werden.

Die üblichen Phasenvergleichsglieder 14 enthalten meist an ihrem Ausgang zur Integration der in aufeinanderfolgenden Phasenvergleichszyklen erzeugten Abweichspannungen einen entsprechenden Speicherkondensator, so daß in diesen Fällen ein zusätzlicher Speicherkondensator 18 im Sinne des Ausführungsbeispiels entfallen kann. Entsprechendes gilt für Synthesizer, bei denen die Phasenvergleichsschaltung 14 auch bei unterbrochener Regelschleife (Schaltstellung vJeine der zuletzt gewählten Freauenzeinstellung entsprechende Steuerspannung t/liefert. Es kann dann nicht nur der Kondensator 18 sondern auch der zwischen diesem und der Phasenvergleichsschaltung 14 angeordnete Teil des Schalters 9 entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Gerät zum Untersuchen eines nach der Frequenz ausgewählten einzelnen Hochfrequenzsignals eines breiten Frequenzbandes, mit einem spannungsgesteuerten Oszillator, der durch eine periodisch sich wiederholende Wobbeispannung, insbesondere eine linear ansteigende Sägezahnspan- ι ο nung, in der Frequenz durchstimmbar ist und mit dessen Ausgangsfrequenz das Eingangssignalband nach dem Oberlagerungsprinzip in der Frequenz so umsetzbar ist, daß sämtliche in diesem Frequenzband auftretenden Signale sequentiell auf dem Schirmbild einer Kathodenstrahlröhre spektrumartig darstellbar sind, und mit einem Frequenzmarkengeber, der eine Einrichtung zum Erzeugen einer einstellbaren Frequenzmarkenspannung umi einen Spannuagskomparator umfaßt und durch den bei Wobbeibetrieb und Gleichheit zwischen eingestellter Frequenzmarkenspannung und momentaner Wobbeispannung auf dem Schirmbild eine Frequenzmarke erzeugbar ist, mit einem Umschalter, durch welchen der Oszillator zwecks Untersuchung eines durch die Einstellung der Frequenzmarke ausgewählten Einzelsignais von der periodischen Wobbclspannung abschaltbar und an die der Lage der Frequenzmarke entsprechende Frequenzmarkenspannung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator durch den Umschalter (9) bei Abschaltung der Wobbeispannung in eine Phasenregelschleife (12, 13, 14) eines Frequenzsynthesizers als dessen Oszillator eingeschaltet ist und in dieser Schaltstellung (r) &c von dem Phasenvergleichsglied (14) der Schleife gelieferte, nunmehr den Oszillator steuernde Abstimmspannung in einem Speicherglied (18) gespeichert ist, während in der anderen Schaltstellung (v) des Umschalters (9), in welcher die Wobbeispannung den Oszillator (2) steuert, durch Vergleich der gespeicherten Abstimmspannung (U) mit der Wobbeispannung im Spannungskomparator (19) die Markenschreibung erfolgt

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (9) die erste Schaltstellung (r) jeweils während des Rücklaufes (R) und die zweite Schaltstellung (v) jeweils des Vorlaufes (V) der Sägezahn-Wobbeispannung einnimmt.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- w net, daß der Umschalter (9) die erste Schaltstellung (VJ jeweils während jedes n-ten Vorlaufes (V) und die zweite Schaltstellung (v) jeweils während der dazwischenliegenden Vorläufe (V) der Sägezahn-Wobbeispannung einnimmt. 5;

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (9) in Abhängigkeit von der Einstelleinrichtung (16,17) des Synthesizers derart gesteuert ist, daß er nur nach einer Änderung der Frequenzmarkeneinstellung periodisch umschaltet, dazwischen jedoch stets die zweite Schaltstellung (^beibehält.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (9) mit dem Schalter (3) zur Betriebsartenumschaltung μ zwischen Frequenzanalyse und Zeitanalyse gekuppelt ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprü

che, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter ein elektronischer Umschalter (9) ist.