181811. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés modulált mikrohullámú jelek frekvenciastabilitásának biztosítására
3 181811 4 bemenete — közé iktatott szabályozó S lánc szolgáltatja, melynek egyik Sa bemenetével a referencia 11, 21, 31, 41 oszcillátor kimenete, másik Se bemenetével a vezérelt 15, 25, 35, 45 oszcillátor egyik 15a, 25a, 35a, 45a kimenete van - közvetlenül vagy közvetve — csatolva, a szabályozó S lánc Sb kimenete pedig vagy az összegező 14, 24, 44 fokozat 14b, 24b, 44b bemenetére csatlakozik, vagy — ha a frekvenciameghatározó hálózat két varaktorral van kialakítva — közvetlenül a 15, 25, 35, 45 oszcillátor 15c, 25c, 35c, 45c vezérlőbemenetére. A modulált Uk kimenőjel a vezérelt 15, 25, 35, 45 oszcillátor 15b, 25b, 35b, 45b jelkimenetén jelenik meg. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezésnél a szabályozó S lánc egyik Sa bemenetét harmonikus keverő. 12 fokozat bemenete alkotja és az arra láncban csatlakozó 13 hurokerősítő kimenete az S lánc Sb kimenete, az S lánc másik Se bemenetét pedig frekvenciaosztó 16 fokozat bemenete alkotja, míg annak kimenete a keverő 12 fokozat további 12a bemenetére csatlakozik. A modulálatlan jel előállításánál alkalmazott, klasszikus fáziszárt hurkot tehát kiegészítették frekvenciaosztó 16 fokozattal, mely az Uk kimenőjelnél alkalmazott frekvencialöketet az ellenőrző jelben csökkenti és adott esetben összegező 14 fokozattal, mely az Um jel és az Us jel közösített becsatolása esetén illesztő fokozatként szolgál. Az osztásviszony alkalmas megválasztása mellett elvileg nincs felső határa az alkalmazható frekvencialöketnek, s elvben a moduláció után is megtartható a referencia 11 oszcillátor kvarcpontosságú jelével biztosított frekvenciapontosság; a gyakorlatban azonban a frekvenciaosztás feltételei az elérhető frekvencialöket felső határát korlátozzák; az osztásviszony növelésével megnő az Uk kimenőjel frekvenciaingadozása is, a frekvenciaosztó 16 fokozat alkalmazása a teljes elrendezés megbízhatóságát csökkenti, az áramfelvételt növeli. Problematikus a moduláció alsó határának kiteijesztése is. Ha pl. 100 kHz löketet alkalmazunk és a moduláció alsó határaként az igény 10 Hz, akkor az osztásviszonyt nagyon meg kell növelni: n>105 : 10= 104. A 2. ábrán látható, hogy a frekvenciaosztó 16 fokozat elmarad, a vezérelt 25 oszcillátor 25a kimenete közvetlenül csatlakozik a keverő 22 fokozat egyik 22a bemenetére, a szabályozó S láncba a 13 hurokerősítő helyett KF 231 erősítőt és frekvencia 232 diszkriminátort iktattak be. A működésmód a hagyományos AFC folyamat ismeretében belátható. Az összegező 24 fokozat funkciója nem változott. A referencia 21 oszcillátor jelének valamelyik harmonikusa adott középfrekvenciával tér el az Uk kimenőjel névleges frekvenciájától. Az erre a középfrekvenciára beállított frekvencia 232 diszkriminátor szolgáltatja a szabályozó US jelet. A megoldás előnye, hogy a hurok kialakítására — a vezérelt 25 oszcillátornak a modulációban érintett részét kivéve — a moduláló frekvencia nincs kihatással, így a moduláló frekvencia alsó határának nincs korláta. Hátrányos viszont, hogy az Uk kimenőjel frekvenciapontosságát a 232 diszkriminátor stabilitása határozza meg, mely nem éri el a 10"s minőséget és ez nem elég a korszerű nemzetközi előírások kielégítésére. A 3. ábrán látható, hogy a referencia 31 oszcillátor kimenete első keverő 33 fokozat bemenetére közvetlenül, második keverő 33 fokozat bemenetére negyedhullámú (90°) fázistoló 32 fokozaton át csatlakozik. A két keverő 33 fokozat további bemenetéire közvetlenül csatlakozik a vezérelt 35 oszcillátor egyik 35a kimenete. A keverő 33 fokozatok kimenetei egy-egy négyszögesítő 301 fokozat bemenetére csatlakoznak. Az első négyszögesítő 301 fokozat egyenes 301a kimenete első 303 kapuáramkör egyik 303a bemenetére, inverz 301b kimenete második 303 kapuáramkör másik 303b bemenetére csatlakozik. A második négyszögesítő 301 fokozat kimenete előjelérzékeny tiltójel 302 fokozat bemenetére csatlakozik, a tiltójel 302 fokozat kimenete pedig egyfelől a második 303 kapuáramkör egyik 303a bemenetére, másfelől az első 303 kapuáramkör másik 303b bemenetére csatlakozik. A 303 kapuáramkörök kimenetéi egy-egy ún. impulzusszámlálós 304 frekvenciamérő (számláló típusú diszkriminátor) bemenetére csatlakoznak, a 304 frekvenciamérők kimenetei pedig 305 differenciálerősítő kimenetére. A 305 differenciálerősítő kimenete alkotja a szabályozó S láncnak az Us jelet szolgáltató Sb kimenetét. A 3. ábrán mutatott ismert megoldásnál az Um jelet a 35 oszcillátor további 35d bemenetére csatolják (kétvaraktoros változat). A 3. ábra szerinti megoldás előnye, hogy az Uk kimenőjel frekvenciaingadozása kisebb, mint az 1. ábra szerinti megoldásnál, a moduláló frekvencia alsó határa tekintetében pedig elérhető a 2. megoldással elérhető szabadságfok. Alkalmazás során azonban kitűnt, hogy a vivőfrekvencia instabilitása - bár már csökkent - még mindig zavaró módon meghaladja az ilyen berendezéseknél elvileg megkívánt ún. kvarcpontosságnál megengedett instabilitást; már a modulálatlan vivőjel frekvenciahibája is a referenciajelének mintegy kétszerese. Még inkább romlik a frekvenciapontosság, ha a vivőjelet nagy frekvencialökettel kell modulálni. Azt is tapasztaltuk, hogy a kívánt megfogási tartomány növelése esetén fokozottan romlik az ún. rövididejű (perc nagyságrendű időtartamban mért) stabilitás. Megvizsgáltuk a hiányosságok okait és azt találtuk, hogy a 3. ábra szerinti kialakítás esetén a hibajelképzés olyan rendszerkorlátokkal terhes, melyek miatt a - digitális jelfeldolgozásból eredő — pontosság-javulás nem haladhat meg adott korlátot. A számláló típusú diszkriminátorok egyik változatánál az inkrementális impulzusokat monostabilok szolgáltatják (ilyen a 3. ábra szerinti megoldás megvalósított kiviteli alakja), a másik változatnál határoló fokozatokkal négyszögesítik a mérendő félhullámokat. Az első változatnál a monostabil időállandója határozza meg a maximális üzemi frekvenciát és ez korlátozza a diszkriminátor határmeredekségét is. A másik változatnál a vágófokozat által előállított négyszögjelek időjellemzői a vizsgált jel frekvenciájának. függvényei: kisebb frekvenciákon a négyszögjelek ismétlési periódusa olyan hosszú, hogy ebből eredően ugyanolyan korlát lép fel, mint a monostabilok visszabillenési ideje folytán. Ha a zérus frekvenciájú diszkriminálást úgy végezzük, hogy számláljuk a félhullámonkénti impulzusokat, akkor a zérus frekvenciájú jelleget tulajdonképpen a fázisto5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
