DE1762025B1 - Schaltungsanordnung mit erweitertem Synchronisierbereich zur Synchronisierung eines Oszillators mit einer Wechselspannung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Synchronisierung eines Oszillators mit einer Wechselspannung, bei dem die Oszillatorspannung und die Wechselspannung einer Phasenvergleichsschaltung zugeführt werden.
• Bei bekannten Schaltungsanordnungen zur Synchronisierung wird das Ausgangssignal des Oszillators in der Phasenvergleichsschaltung mit der Wechselspannung verglichen und eine Regelspannung abgeleitet. Um eine Regelgleichspannung zur Steuerung der Frequenz des Oszillators zu erhalten, wird die Ausgangsspannung der Phasenvergleichsschaltung über eine Tiefpaßanordnung dem Oszillator zugeführt. Sind die Oszillatorfrequenz und die Frequenz der zugeführten Wechselspannung nicht gleich, so entsteht am Ausgang der Phasenvergleichsschältung eine Wechselspannung mit der Schwebungsfrequenz der beiden Wechselspannungen. Diese Schwebungsfrequenz muß noch vom Tiefpaß übertragen werden können, damit der Oszillator auch bei der entsprechenden Frequenzabweichung noch synchronisiert werden kann. Um einen großen Fangbereich der Schaltungsanordnung zu erhalten, ist es also erforderlich, die obere Grenzfrequenz der Tiefpaßanordnung ausreichend hoch zu wählen. Bei vielen Anwendungen solcher Phasenvergleichsschaltungen ist man jedoch bestrebt, die Grenzfrequenz der Tiefpaßanordnung möglichst niedrig zu wählen, damit kurzzeitige Änderungen der Frequenz der zugeführten Wechselspannung den Oszillator nicht beeinflussen.
• Um einerseits einen großen Fangbereich zu gewährleisten und andererseits eine geringe Störempfindlichkeit zu erhalten, sind verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen man mit einer niedrigen Grenzfrequenz, also einer großen Zeitkonstante des Tiefpaßgliedes die geringe Störempfindlichkeit erreicht und im Falle eines Außertrittfallens des Oszillators mit Hilfe der in diesem Fall am Ausgang der Phasenvergleichsschaltung entstehenden Wechselspannung über einen Hochpaß eine Schaltungsanordnung steuert, die den Oszillator wieder auf die annähernd richtige Frequenz steuert.
• Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher die Grenzfrequenz des Tiefpasses umgeschaltet werden kann und bei Auftreten einer Frequenzabweichung eine größere Grenzfrequenz des Tiefpaßgliedes gewählt wird. Die Frequenzabweichung wird hierbei durch Koinzidenzschaltungen festgestellt.
• Bei einer weiteren bekannten Schaltungsanordnung, bei der ebenfalls die Grenzfrequenz des Tiefpasses umgeschaltet wird, steuert diejenige Spannung, welche als Regelspannung dem Oszillator zugeführt wird, eine Schwellwertschaltung, welche die Umschaltung der Grenzfrequenz vornimmt.
• Die bisher genannten bekannten Schaltungsanordnungen haben jedoch den Nachteil, daß die Oszillatorfrequenz erst aus dem Haltebereich der Phasenvergleichsschaltung herausgeraten muß, damit die Maßnahmen zur erneuten Synchronisierung wirksam werden.
• Bei einer anderen bekannten Schaltungsanordnung ist die Grenzfrequenz des Tiefpasses jedoch direkt von der Größe der Regelspannung abhängig, was gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Schaltungsanordnung durch zwei antiparallelgeschaltete Gleichrichter erreicht wird.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Synchronisierung eines Oszillators und einer Wechselspannung anzugeben, wobei die Ausgangsspannung des Oszillators trotz häufiger Störungen der synchronisierenden Wechselspannung möglichst wenig Unstetigkeiten aufweist und trotzdem einen großen Fangbereich aufweist.
• Bei einer Schaltungsanordnung zur Synchronisierung eines Oszillators mit einer Wechselspannung, bei dem die Oszillatorspannung und die Wechselspannung einer Phasenvergleichsschaltung zugeführt werden und die entstehende Regelspannung einerseits über einen Tiefpaß mit einer durch einen Schwellwertschalter umschaltbaren Zeitkonstante die Frequenz des Oszillators steuert, wird erfindungsgemäß die Regelspannung andererseits über einen weiteren Tiefpaß dem Schwellwertschalter zugeführt, das Ausgangssignal des Schwellwertschalters steuert eine Halteschaltung an, und das Ausgangssignal der Halteschaltung bewirkt die Umschaltung der Zeitkonstante.
• Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß durch die Verwendung des weiteren Tiefpasses die Ansprechschwelle bezüglich der Größe sowie der Dauer von Abweichungen der synchronisierenden Frequenz unabhängig von den Zeitkonstanten des für die Bildung der Regelspannung maßgebenden Tiefpasses gewählt werden kann.
• Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert.
• F i g. 1 stellt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dar; F i g. 2 zeigt Ausführungsbeispiele wichtiger Teile aus F i g. 1 in ausführlicher Darstellung.
• In der Figur stellt 1 eine Phasenvergleichsschaltung dar, der bei 2 die Wechselspannung zugeführt wird. Die Ausgangsspannung der Phasenvergleichsschaltung 1 wird einer Tiefpaßanordnung 4 mit umschaltbarer Zeitkonstante zugeführt. Die somit erhaltene Regelspannung gelangt zu dem zu regelnden Oszillator 5. Die Ausgangsspannung des Oszillators 5 wird bei 3 in die Phasenvergleichsschaltung eingespeist. Das Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung wird ferner einem weiteren Tiefpaß 6 zugeführt. Dieser weitere Tiefpaß 6 bewirkt zusammen mit dem Schwellwertschalter 7, daß bei längerem überschreiten eines einstellbaren Wertes der Ausgangsspannung des Phasenvergleichs ein Signal ausgelöst wird. Dieses Signal wird der Halteschaltung 8 zugeführt. Diese bewirkt, daß sofort beim Auftreten des Signals die Zeitkonstante des Tiefpaßgliedes 4 auf einen kleineren Wert umgeschaltet wird. Durch die Umschaltung auf die kleinere Zeitkonstante wird die Oszillatorspannung wieder in die richtige Phasenlage in bezug auf die Wechselspannung gebracht, was zwar schnell beginnt, jedoch nicht ohne Einschwingvorgänge abläuft.
• Während dieser Einschwingvorgänge darf nicht wieder auf die größere Zeitkonstante umgeschaltet werden, da dann die Gefahr bestünde, daß der Oszillator erneut in eine große Phasenabweichung gerät oder sogar außer Tritt fällt. Deshalb wird das Signal zum Umschalten der Zeitkonstante durch die Halteschaltung 8 so lange aufrechterhalten, bis die Einschwingvorgänge abgeklungen sind.
• Die Halteschaltung 8 kann entweder eine monostabile Schaltstufe oder eine Integrationsschaltung mit einer von der Polarätit des Eingangs-Spannungssprunges abhängigen Zeitkonstante sein. F i g. 2 zeigt Ausführungsbeispiele der Anordnungen 4, 6, 7 und 8 der F i g. 1. Bei 1 wird die Ausgangsspannung der Phasenvergleichsschaltung 1 (F i g. 1) dem Tießpaß 4 und der Integrationsschaltung 6 zugeführt. Der Tiefpaß 4 besteht aus den Widerständen 13, 15 und 10 und aus den Kondensatoren 1l. und 12. Bei 41 wird die Regelspannung für den Oszillator abgenommen. Die Umschaltung der Zeitkonstante bzw. der Grenzfrequenz erfolgt durch Kurzschließen des Widerstandes 15 mit Hilfe des Relaiskontaktes 14.
• Der weitere Tiefpaß 6 wird von dem Widerstand 16 und dem Kondensator 17 gebildet. Als Schwellwertschalter dient ein symmetrischer Differenzverstärker mit den Transistoren 18 und 19 sowie den Widerständen 20 bis 26. Damit sowohl positive als auch negative Abweichungen der Spannung bei 40 erfaßt werden, werden beide Ausgangsspannungen des Differenzverstärkers über je eine Diode 27, 28 dem als Halteschaltung dienenden Kondensator 29 zugeführt. Durch den niedrigen Durchlaßwiderstand der Dioden wird der Kondensator 29 bei längerem Auftreten einer größeren Phasenabweichung schnell aufgeladen. Da die Spannung des Kondensators über die Transistoren 31 und 34, die zusammen mit den Widerständen 33 und 36 Impedanzwandler bilden, sowie über die Zenerdiode 35 und die Widerstände 32 und 37 der Basis des Transistors 38 zugeführt wird, schaltet der Transistor 38 das Relais 39 ein. Der Kontakt 14 des Relais 39 schließt sich und bewirkt die Verringerung der Zeitkonstante des Tiefpasses 4. Dadurch wird der Oszillator wieder synchronisiert, und die Abweichung der Spannung bei 40 vom Sollwert verringert sich, so daß die höhere der beiden Ausgangsspannungen des Differenzverstärkers kleiner wird. Dadurch wird die entsprechende Diode 27 oder 28 gesperrt und der Kondensator 29 allmählich über den hochohmigen Widerstand 30 und den Transistor 31 entladen. Unterschreitet die Spannung des Kondensators 29 einen bestimmten Wert, so wird der Transistor 38 gesperrt, und das Relais 39 fällt ab, so daß der Tiefpaß 4 wieder auf die große Zeitkonstante umgeschaltet wird.
• Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dient vorzugsweise zur Regenerierung des Farbträgers von Farbfernsehsignalen, die vom Magnetband abgenommen werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Synchronisierung eines Oszillators mit einer Wechselspannung, bei dem die Oszillatorspannung und die Wechselspannung einer Phasenvergleichsschaltung zugeführt werden und die entstehende Regelspannung einerseits über einen Tiefpaß mit einer durch einen Schwellwertschalter umschaltbaren Zeitkonstante die Frequenz des Oszillators steuert, dadurch gekennzeichnet,daßdieRegelspannung andererseits über einen weiteren Tiefpaß (6) dem Schwellwertschalter zugeführt wird, dessen Ausgangssignal eine Halteschaltung ansteuert, und daß das Ausgangssignal der Halteschaltung die Umschaltung der Zeitkonstante bewirkt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längszweig des einen Tiefpasses von zwei in Reihe geschalteten Widerständen (13, 15), von denen einer mit dem Kontakt (14) eines Relais (39) überbrückt werden kann, und der Schwellwertschalter von einem Differenzverstärker gebildet wird, dessen Ausgänge über je eine Diode (27, 28) mit einem als Halteschaltung dienenden Kondensator (29) verbunden sind, und daß der Kondensator (29) über als Impedanzschalter geschaltete Transistoren (31, 34) mit einem Schalttransistor (38) verbunden ist, in dessen Kollektorzuleitung sich die Wicklung des Relais (39) befindet, so daß der Kontakt (14) bei betätigtem Relais (39) geschlossen ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Regenerierung des Farbträgers von Farbfernsehsignalen, die von einem Magnetband abgenommen werden.