CH422886A - Anordnung zur Verdoppelung der Frequenz einer Rechteckschwingung - Google Patents

Description

  Anordnung zur Verdoppelung der Frequenz  einer     Rechteckschwingung       Die Erfindung betrifft eine Anordnung, mit der  Frequenzen innerhalb eines sehr     grossen    Frequenz  bereiches verdoppelt werden können.  



  Bei der     Frequenzvervielfachung    werden, wie be  kannt, nichtlineare Bauelemente     benutzt,    an denen  eine zu     vervielfachende    Schwingung     Oberwellen    bil  det. Diese Oberwellen werden     mittels    Filter ausge  siebt. Eine solche Ausfilterung ist nur möglich, so  lange das Frequenzband so schmal oder der Frequenz  hub so gering ist, dass Oberwellen verschiedener Ord  nung nicht in den gleichen     Frequenzbereich    fallen.

    Grössere     Breitbandigkeit    wird erreicht durch Gegen  taktschaltungen, da damit alle     geradzahligen    Ober  wellen     unterdrückt    werden.     Aber    auch diese     Verfahren     werden unbrauchbar, sobald das Verhältnis von höch  ster zu tiefster     Frequenz    grösser als 2: 1 oder der  relative     Frequenzhub    grösser als 50% ist.

   Da für die  Filterselektivität auch noch eine bestimmte Band  breite benötigt wird, ist es kaum möglich, bei     Ver-          hältnissen    grösser als 1,75 : 1 oder Hübe über 40%  zu     vervielfachen.       In vielen     praktischen        Fällen,        z.B.    bei der     frequenz-          modulierten        Magnetbandspeicherung,    treten beträcht  lich grössere Hübe und damit auch     Frequenzverhält-          nisse    auf.

   Hierbei wird aber andererseits die Bandge  schwindigkeit gerade     in    Potenzen von 1 : 2 umge  schaltet. Damit ein Demodulator für alle Bandge  schwindigkeiten benutzt werden kann, müssen die       breitbandigen    Signale fehlerlos mit Potenzen von zwei  in Stufen von     zwei        vervielfacht    werden. Diese Auf  gabe galt bisher als unlösbar, da     kein        aperiodischer            Vervielfacher    bekannt war. Für jede Bandgeschwindig  keit werden neue Demodulatoren verwendet.  



  Die     Erfindung    ist dadurch     gekennzeichnet,    dass  aus einer     Rechteckschwingung    mittels eines     Integra-          tors    und eines Verstärkers     eine    zweite     in    der Phase  um etwa 90  verschobene     Schwingung    erzeugt wird,  die mit der     Eingangsschwingung    zusammen in einer  logischen Schaltung eine     Rechteckschwingung    der  doppelten Frequenz erzeugt.  



       In    der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungs  beispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht  und werden nachfolgend beschrieben. Es     zeigen:          Fig.    1 eine     Prinzipschaltung,          Fig.    2 ein Beispiel einer logischen Schaltung,       Fig.    3 ein     Ausführungsbeispiel    einer kompletten       Verdopplerstufe        und.     



       Fig.    4 eine zweite     Prinzipschaltung.     



  Nach     Fig.    1 wird eine beliebige Eingangsschwin  gung in einem     Begrenzer    1 in eine     Rechteckschwin-          gung    verwandelt. Ein Teil dieser     Rechteckschwingung     wird mit einem     Integrator    2 integriert,     in    einem Ver  stärker 3 verstärkt und     in    einem Begrenzer 4 wie  derum in eine     Rechteckschwingung    verwandelt. Diese       Rechteckschwingung    ist gegenüber der nach dem er  sten Begrenzer entstandenen     Rechteckschwingung    um  90  in der Phase verschoben.

   Hierzu ist notwendig,  dass der Verstärker 3 eine recht grosse Verstärkung  besitzt. Bei einem     Frequenzhub    von etwa 50 bis 60%  genügen selbst für eine     Kaskadenschaltung    von drei  bis vier derartigen Stufen     Verstärkerungsziffern    von  etwa 50%. Bei mehreren in Kaskade geschalteten  Stufen und grösseren Hüben muss die Verstärkung      noch grösser sein.     Im    Extremfall     sollte    sie unendlich       gross    werden.  



       In    einer     logischen,    Schaltung 5 werden die beiden  um 90  gegeneinander verschobenen     Rechteckschwin-          gungen    so behandelt, dass eine     Rechteckschwingung     der doppelten     Frequenz    entsteht. Eine     Möglichkeit     hierzu zeigt     Fig.    2. Durch Addition mit zwei Wider  ständen 6     entsteht    am Gitter einer als     Phasentrenn-          stufe    arbeitenden Röhre 7     eine    spezielle Treppen  kurve.

   Aus beiden Ausgängen der Röhre 7 wird dann       mittels    zwei Dioden 8 in einer     Zweiweggleichrichtung     die doppelte     Eingangsfrequenz    erhalten. Sie kann  eventuell unter     Ausschaltung    des Begrenzers 1 wieder  erneut     einer    Vervielfachungsstufe zugeführt werden.  



       Infolge    der Addition mittels der     Widerstände    6  ist die Ausgangsspannung der Schaltung nach     Fig.    2  nur etwa halb so gross wie die beiden Eingangsspan  nungen.  



  Dieser Nachteil wird dadurch     vermieden,    dass die  Widerstände 6 durch je eine Diode 9 ersetzt werden,  wobei beide Dioden gegensinnig zu schalten sind.  



  Weiterhin ist es für die logische Schaltung 5 nach       Fig.    2 notwendig, dass die beiden Eingangsrechteck  spannungen gleiche Amplitude besitzen. Hierdurch  werden die Arbeitspunkte der Begrenzer 1 und 4 fest  gelegt, bei den folgenden     Kaskadenstufen    nur die     des     Begrenzers 4.  



  Das gesamte     Ausführungsbeispiel    einer     Verdopp-          leranordnung        zeigt        Fig.    3. Das     Integrierglied,    beste  hend aus einem Kondensator 10 und einem Wider  stand 11,     muss    dem zu benutzenden     Frequenzbereich     entsprechend bemessen sein. Mit der     mittleren    Fre  quenz f, der     Kapazität    C des     Kondensators    10 und  dem Widerstand R des Widerstandes 11 gilt       k=f-R-C     Die Grösse k muss möglichst gross     gewählt    wer  den.

   Für die     angegebene        Schaltung        liefert    eine     Ver-          stärkerröhre    12 etwa     50-fache    Verstärkung. Soll dann  diese Schaltung etwa drei- bis     viermal    in Kaskade  betrieben werden, so     liegt    k optimal bei etwa 5. Für  die Grösse der Eingangsamplitude ist die maximal am  Ausgang der     Verstärkerröhre    12 erreichbare urver  zerrte Wechselspannung massgebend.

   Beträgt sie etwa  100     V",    Spitzenspannung zwischen positiver und ne  gativer Amplitude, so wird mit einem Widerstand 13  ein Begrenzer aus den Dioden 14 auf etwa 10     Vgs     eingestellt, damit eine brauchbare     Rechteckspannung     entsteht. Die Ausgangsspannung ist dann ebenfalls 10         Vsg    und die Ausgangsspannung der gesamtem     Ver-          dopplerstufe    etwa 9,8     Vss,    so dass ein nachfolgender  zweiter     Verdoppler    auf diesen Wert     einzustellen        ist.     



  Die Anordnung zur     Verdopplung    lässt sich selbst  verständlich auch mit Transistoren     aufbauen.    Ferner  ist es     möglich,        dass    ein Teil der logischen Schaltung  5 bereits an den Eingang gelegt wird.  



  Hierbei entsteht eine Anordnung, wie sie     Fig.    4  zeigt. Nach dem Begrenzer 1 wird durch     Phasen-          umkehrstufe    15 eine     gleichgrosse    gegenphasige Recht  eckspannung erzeugt. Die durch den     Integrator    2  integrierte und den Verstärker 3 verstärkte Spannung  dient dann, eventuell ohne zusätzliche Begrenzung  dazu,     mittels    der logischen Schaltung 5 zwischen den  beiden übrigen Schwingungen umzuschalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur Verdopplung der Frequenz einer Rechteckschwingung, dadurch gekennzeichnet, dass aus dieser Rechteckschwingung mittels eines Inte- grators (2) und eines Verstärkers (3) eine zweite in der Phase um etwa 90 verschobene Schwingung er zeugt wird, die mit der Eingangsschwingung zusam men in einer logischen Schaltung (5) eine Rechteck schwingung der doppelten Frequenz erzeugt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass für die logische Schaltung (5) eine Schaltungseinheit zur Bildung der Äquivalenz oder Antivalenz verwendet wird. 2. Anordnung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die logische Schaltung die Addi tion der beiden Teilschwingungen durch Widerstände (6) bewirkt, mit einer Röhre (7) ein gegenphasiges Summensignal erzeugt und mit zwei Dioden (8) die Teilhalbwellen zur Schwingung der doppelten Fre quenz zusammengefügt werden. 3.

   Anordnung nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Addition der Teilschwingun gen durch zwei Dioden (9) erfolgt. 4. Anordnung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Verdopplerstufe der logischen Schaltung noch zusätzlich das gegenphasige Signal der Eingangsschwingung zugeführt wird.