176851. lajstromszámú szabadalom • Nagy frekvencia pontosságú, kis frekvencia lépcsőzésű oszcillátor
5 176851 6 ség-erősítő — helyes működési sorrendjét, idejét időzíteni kell. A 3 frekvenciamérő mérési idejét megszabó — 2. ábrán látható — kapujel megszűnése után fejeződik be a mérésidő és az ezt követő szünetidőben történik az f0+Af] oszcillátorfrekvencia korrekciója. A kapuidő végéhez Atj-gyel késleltetett beíró jel írja be a 7 tároló áramkörbe a 6 összegező áramkör kimenetét. (Ati időkésés nagyobb, mint az 5 kivonó- és a 6 öszszegező áramkör működési ideje.) A 7 tároló áramkör kimenete a beíró jelhez képest At2 késleltetéssel vissza van vezetve a 6 összegező áramkör másik bemenetére. Ezzel érhető el, hogy a 6 összegező áramkör (lásd a későbbieket) összegezi a A7,. AF2... frekvenciaeltérések összegének digitális számértékeit. (At2 időkésleltetés nagyobb, mint a 6 összegező áramkör működési ideje.) A 3 frekvenciamérő második mérési periódusában fö+Af2 frekvenciát fog mérni. Az 5 kivonó áramkör kimenetén a Af2 frekvenciaeltérés jelenik meg. A 6 összegező áramkör a Af2 frekvenciaeltérést hozzáadja az előző periódusbeli Afj frekvenciaeltéréshez és a 7 tároló áramkörben most Aft f Af2 frekvenciaeltérésnek megfelelő digitális szám tárolódik. A 8 D/A konverter és a hozzákapcsolódó korrekciós 9 egyenfeszültség erősítő a A^+Af^ frekvenciaeltérésnek megfelelő AUj+AU2 hibajelet, korrekciós egyenfeszültséget állít elő, mely az 1 oszcillátor frekvenciáját közelebb hozza az f0 kívánt frekvenciaértékhez; az most f0+Af3 lesz, ahol |Af3| <|Af2|. A korrekciós 9 egyenfeszültség erősítő erősítésének megfelelő beállításával elérhető, hogy a Aflt Af2... frekvenciaeltérések minden lépcsőben kb. tizedére csökkenjenek. Az 1. ábrán az egyes áramköri egységek kimenetén fel* vannak tüntetve a harmadik szabályozási lépcső után megjelenő digitális számértékek (f0; f0+Af3; Afa; £Af,; £Af„) i = 0 i=0 és az analóg feszültségértékek (Í>U,). i=0 A frekvenciaszabályozás idődiagramja a 4. ábrán iátható. A mérésidő alatt változatlan az 1 oszcillátor frekvenciája, szünetidő alatt történik a szabályozása. A szabályozó erősítő erősítésének nem megfelelő beállítása előidézheti azt, hogy a csökkenés mértéke kisebb. Ez azt eredményezi, hogy a frekvencia lassabban közelíti meg az f0 kívánt frekvenciaértéket. Az előzetes beállítással — a durva hangolással — az 1 oszcillátor az f0 kívánt frekvenciára kb. 1% pontossággal állítható be. Az eredeti 10-2 frekvenciapontosság egy mérési és szabályozási periódus után kb. egy nagyságrenddel javul. Három periódus után a kezdeti pontosság 10_3-re nő. (Itt jegyzendő meg, hogy nem kell feltétlenül külön durva és finom frekvenciaállító elemet alkalmazni. A 2 és 10 varicap diódák egyetlen varicap diódával is helyettesíthetők. Ilyenkor azonban az U0 és £ U, feszültségeket előzőleg összegezni kell — pl. mátrixszal — és az összegezett feszültséget rájuttatni az összevont varicap diódára.) További megjegyzés: a 3 frekvenciamérő számlánca és az 5 kivonó áramkör célszerűen összevonható, ha a 3 frekvenciamérő számláncát előre-hátra számláló típusú számlálókból [up/down counter] építjük fel, s minden egyes frekvenciamérési periódus előtt gondoskodunk a 4 referencia frekvenciának a számláncba történő automatikus beírásáról (load). Ily módon a frekvenciamérési periódus befejeztével közvetlenül az f0 f Af oszcillátorfrekvencia és az f0 kívánt frekvencia Af frekvenciaeltérése áll elő. Az oszcillátor hosszúidejű stabilitása tk. a 3 frekvenciamérő „időalap”-jának stabilitásával azonos. Ezen a mérési és szünetidőtől függő frekvenciájú és a szabályozás pontosságától függő nagyságú spourios frekvencialöket ül. A löket kis értékű, a gyakorlatban 10 Hz nagyságrendű. Az automatikus frekvenciabeállítás időtartama — 10 "5-ös pontossági követelmény esetén — közelítően a háromszoros kapuidővel egyenlő. A kapuidő 1 MHz nagyságrendű frekvenciák esetén 100 msec, 10 MHz nagyságrendű frekvenciáknál pedig 10 msec abban az esetben, ha a kívánt pontosság 10 5. Ennél nagyobb pontosságnál megnő a kapuidő és ezzel a beállítási idő is. A kb. 3 periódus alatti beállás akkor következik be, ha a durva frekvenciabeállítás \% pontosságú. A durva frekvenciabeállítás legjobb eredményt nyújtó módszere az 5/a ábrán látható. Itt a durvahangoló 2 varicap diódát beállító U0 hangoló (egyen)feszültséget a durva hangoló 11 D/A konverter szolgáltatja. Ennek beállításához szükséges digitális szám a 12 memóriából vehető (ez vagy a készülékhez tartozik, pi. PROM formájában, vagy valamilyen külső számítástechnikai eszközhöz, pl. kalkulátorhoz, számítógéphez). Az 5/b ábrán látható a varicap diódát hangoló U,—U4 egyenfeszültség és az 1 oszcillátor frekvenciája közötti tipikus összefüggés. Az f,, f2, f3 ... Um egyenfeszültség értékek — az előbb mondottak szerint — pl. számítógép memóriájában digitális számok formájában tárolhatók. Ha ezekre van szükség, onnan közvetlenül kivehetők. Közbülső fx értékhez tartozó Ux egyenfeszültséget a számítógép lineáris interpolálással határozhatja meg. Ez utóbbi módon a frekvenciabeállítás pontossága fokozható. A leírt számítógépes rendszer akkor alkalmazható előnyösen, ha a találmány szerinti szignálgenerátor számítógép-vezérelt rendszer modulkészüléke, tehát számítógép eleve rendelkezésre áll. A találmány szerinti elrendezésnél a frekvencia modulálása is könnyen megoldható. A 6. ábrán látható módon a durvahangoló 2 varicap diódára kell csatlakozni a 13 moduláló generátor fm moduláló frekvenciás jelével a 14 kondenzátoron keresztül. A frekvenciamodulálás ténye nem hat zavaróan a korábban leírt működésre. A 3 frekvenciamérő integráló elven működik és ha a kapuidő nagyságrenddel nagyobb, mint az fm moduláló frekvencia periódusideje, akkor a kapuidő alatti frekvenciaváltozások integrálódnak, ezért a frekvenciamérés pontossága nem romlik lényegesen a frekvenciamodulálás miatt. A találmány szerinti berendezés egyaránt alkalmas mind kézi kezelésű, mind távvezérlésű üzemre. Az előbbiről már volt szó, utóbbinál statikusan, párhuzamos formában kell beadni az f0 kívánt frekvencia értékét. A 2 varicap kondenzátor beállításánál az f0 kívánt frek-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
