AT399793B - Frequenzgenerator mit kanalumschaltung - Google Patents

Description

ΑΤ 399 793 Β

Die Erfindung betrifft einen Frequenzgenerator für Sender und Empfänger mehrkanaliger Funksysteme mit Kanalüberwachung und prozessorgesteuerter Kanalumschaltung bei Kanalstörungen, wobei zur Erzeugung der Generatorschwingung ein spannungsgesteuerter Oszillator dient, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen seiner Schwingung oder einer durch Frequenzteilung seiner Schwingung gewonnenen Hilfsschwingung einerseits und der Schwingung eines Referenzoszillators andererseits in einer Phasenregelschleife geregelt wird.

Ein derartiger Frequenzgenerator ist aus der EP-OS 0 072 271 bekannt Die Oszillatorschwingung eines spannungsgesteuerten Oszillators wird einem programmierbaren zweistufigen Frequenzteiler zugeführt. Das Ausgangssignal dieses Frequenzteilers wird in einem Phasenkomparator mit der Schwingung eines Referenzoszillators multipliziert und über ein Fiiter dem Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators zugeführt. Durch die zweistufige Ausführung des Frequenzteilers kann ein weiter Frequenzbereich des Frequenzgenerators vorprogrammiert werden.

Mobile Funkstationen, beispielsweise Schnurlostelefone, sind oft sehr unterschiedlichen Sende- und Empfangsbedingungen ausgesetzt, was ohne Einführung besonderer Maßnahmen zu starken Beeinträchtigungen der Qualität der Übertragung führen kann. Es ist bekannt, für die solcherart gefährdeten Verbindungen mehrere Kanäle vorzusehen und bei einer Störung des jeweils benützten Kanals durch Frequenzwechsel eine Umschaltung der bestehenden Verbindung von diesem Kanal auf einen anderen, nicht oder weniger gestörten Kanal vorzunehmen. Eine solche Kanalumschaltung verursacht aber dann Störgeräusche und Verminderungen der Verständlichkeit, wenn die die Sende- und Empfangsfrequenzen bestimmenden Frequenzgeneratoren mit phasengeregelten und spannungsgesteuerten Oszillatoren ausgestattet sind. Diese Störgeräusche sind darauf zurückzuführen, daß die hierzu erforderliche Frequenzumschaltung im spannungsgesteuerten Oszillator üblicherweise eine gewisse Übergangszeit benötigt, während welcher keine eindeutig definierte Oszillatorfrequenz herrscht. Die Störung ist aber umso geringer, je rascher der Übergang von der jeweiligen Kanalfrequenz auf die darauf folgende Kanalfrequenz erfogt. Wenn nun, wie bei spannungsgesteuerten Oszillatoren üblich, die diversen Oszillatorfrequenzen durch Regelungsvorgänge bestimmt werden, dann ist es für die Reduzierung von Störungen wesentlich, daß die Übergangszeiten bei der Regelung von einer Frequenz auf eine andere Frequenz möglichst kurz werden.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, bei einem Frequenzgenerator für mehrkanalige Funksysteme, die mit spannungsgesteuerten Oszillatoren ausgestattet sind, diese Einregelungsvorgänge auf ein Minimum zu verkürzen und die damit verbundenen Störungen auf ein Minimum zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß die Kanalumschalteeinrichtung einerseits ein Stellsignal an einen in die Phasenregelschleife eingeschalteten Frequenzteiler abgibt, das der Einstellung des der ausgewählten Frequenz entsprechenden Teilerverhältnisses entspricht und andererseits eine den Sollwert der jeweiligen Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators abbildende Stellspannung liefert, die dem nichtinvertierenden Eingang eines dem Steuereingang des Oszillators vorgeschalteten Operationsverstärkers zugeführt ist, dessen invertierender Eingang einerseits an den Ausgang eines Phasendiskriminators angeschiossen und andererseits über ein - integrierendes Rückkopplungsnetzwerk mit dem Steuereingang verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Die Ausgangsfrequenz F des Frequenzgenerators wird von einem spannungsgesteuerten Oszillator 1 gewonnen, der einer Phasenregelung unterworfen ist. Da der Frequenzgenerator für Sender und Empfänger von mehrkanaligen Funksystemen vorgesehen ist, erfolgt die Spannungssteuerung des Oszillators 1 in mehreren Stufen, denen die Frequenzen der einzelnen Kanäle entsprechen. Die einzelnen Kanalfrequenzen stehen in vorgegebenen Verhältnissen n zu einer mit hoher Genauigkeit stabilisierten Referenzfrequenz R. die von einem Referenzoszillator 2 erzeugt wird. Der Bezug der Ausgangsfrequenz F des Oszillators 1 zur Referenzfrequenz R wird durch einen Frequenzteiler 3 hergestellt, der die Frequenz F im Verhältnis 1/n teilt, d.h. Impulse mit der Frequenz F/n liefert, die auch die Phasenlage dieser unterteilten Frequenz markieren. Das Unterteilungsverhältnis n des Frequenzteilers 3 muß nicht ganzzahlig sein, sondern kann beliebige rationale Werte annehmen. Die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 3 werden ebenso wie die Ausgangsimpulse des Referenzoszillators 2 zwei Eingängen eines Phasendiskriminators 4 zugeführt, der die Zeitdifferenzen zwischen je einem Paar von Impulsen, die an den beiden Eingängen eintreffen mißt und eine den jeweiligen gemessenen Zeitdifferenzen proportionale analoge Spannung liefert. Wenn diese analoge Spannung verschwindet, bedeutet dies, daß die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 3 und des Referenzoszillators 2 synchron sind und solange diese Spannung den Wert null beibehält, ist gewährleistet, daß die Referenzfrequenz R und die geteilte Oszillatorfrequenz F/n einander gleich sind und daß also die Oszillatorfrequenz den Wert F = nR angenommen hat. Die Ausgangsspannung des Phasendiskriminators 4 wird dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 5 zugeführt, der selbst mit einem Rückkopplungsnetzwerk 6 versehen ist, welches so bemessen ist, daß sich für die Regelungsvorgänge bei der 2

Claims (1)

1. AT 399 793 B Phasenregelung ein optimales Zeitverhalten ergibt. Der jeweilige Kanal, d.h. die jeweilige Oszillatorfrequenz F wird durch eine Kanalumschalteeinrichtung 7 bestimmt, die ein entsprechendes digitales Signal n an den Frequenzteiler 3 abgibt und damit dessen jeweiliges Teilerverhältnis festlegt. Der Eingang 8 der Kanalumschalteeinrichtung 7 ist an eine in der 5 Zeichnung nicht dargesteilte Kanaiwahieinrichtung angeschlossen, die beispielsweise die Störpegel aller Kanäle mißt und bei Störungen des jeweils benützten Kanals einen freien und ungestörten Kanal auswählt und ein entsprechendes Signal an die Kanalumschalteeinrichtung 7 liefert. Die letztere bereitet einerseits das jeweils neu einzustellende Teilerverhältnis n sowie eine auf die Steuerspannung des Oszillators 1 aufschaltende Stellspannung vor. Die Aufschaltung der Stellspannung erfogt in der Weise, daß diese jo Spannung über eine zweite Ausgangsleitung 9 der Kanaiumschatteeinrchtung 7 dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 5 zugeführt wird. Beim erfindungsgemäßen Frequenzgenerator ist eine Regelung vorgesehen, bei der dem Oszillator 1 eine Steuerspannung über die Leitung 9 zugeführt wird, die einen dem Sollwert der Generatorfrequenz entsprechenden Wert aufweist. Dieser "Sollspannung" wird mit Hilfe des Operationsverstärkers 5 eine 18 Zusatzspannung aufgeschaltet, die in diesem Zusammenhang besser als "Regelabweichspannung" zu bezeichnen wäre. Die die Differenz zwischen Ist- und Sollwert charakterisierende Regelabweichung verschwindet dann, wenn Ist- und Sollwert übereinstimmen, d.h. beim erfindungsgemäßen Frequenzgenerator verschwindet dann die Zusatzspannung und die "Sollspannung" (9) bestimmt dann exakt den Frequenzsollwert. In der Phasenregelschleife ist dies der Fall, wenn die rückgeführte Frequenz F/n gleich ist der 20 Referenzfrequenz R. In der Kanalumschalteeinrichtung 7 ist eine Synchronisierung der Abgabe ihrer beiden Ausgangssignale vorgesehen, derart, daß zugleich mit der Einstellung des neuen Teilerverhältnisses auch die neue Stellspannung in den Eingangskreis des Oszillators 1 eingespeist wird. Der Wert dieser Stellspannung ist jedoch nicht bei jedem Kanalwechsel der gleiche, sondern hängt davon ab, von welchem bisher benützten Kanal 25 auf welchen neuen Kanal umgeschaltet wird. Demgemäß ist die Kanalumschalteeinrichtung 7 entweder mit einem Speicher für die bei jedem Kanalwechsel vorzusehenden Stell-Spannungswerte oder mit einem Rechner für die Ermittlung dieser Stellspannung zu versehen. Ein rascher Frequenzwechsel beim Oszillator 1 wird dann erzieft, wenn er beim Übergang von der ersten zur zweiten Frequenz nicht die ganze Skala der dazwischenliegenden Frequenzen durchlaufen muß. 30 Bei der Erfindung wird ein sprunghafter Frequenzwechsel dadurch erzielt, daß sowohl die Einstellung der "Sollspannung" (über die Leitung 9) als auch die Einstellung der "Regelabweichspannung" (über die Einstellung des Teilungsverhältnisses n im Frequenzteiler 3) mit Hilfe der Kanalumschalteeinrichtung 7 unverzüglich und gleichzeitig erfolgt 35 Patentansprüche 1. Frequenzgenerator für Sender und Empfänger mehrkanaliger Funksysteme mit Kanalüberwachung und prozessorgesteuerter Kanalumschaltung bei Kanalstörungen, wobei zur Erzeugung der Generatorschwingung ein spannungsgesteuerter Oszillator dient, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der 40 Phasendifferenz zwischen seiner Schwingung oder einer durch Frequenzteilung seiner Schwingung gewonnenen Hilfsschwingung einerseits und der Schwingung eines Referenzoszillators anderseits in einer Phasenregelschleife geregelt wird und wobei eine die Umschaltung des Frequenzgenerators von der Frequenz des jeweils benützten Kanales auf die Frequenz eines ausgewählten Kanales auslösende Kanalumschalteeinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalumschalteeinrich-45 tung (7) einerseits ein Stellsignal an einen in die Phasenregelschleife eingeschalteten Frequenzteiler (3) abgibt, das der Einstellung des der ausgewählten Frequenz entsprechenden Teilerverhältnisses (n) entspricht und anderseits eine den Sollwert der jeweiligen Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (1) abbiidende Stellspannung liefert, die dem nichtinvertierenden Eingang eines dem Steuereingang des Oszillators (1) vorgeschalteten Operationsverstärkers (5) zugeführt ist, dessen so invertierender Eingang einerseits an den Ausgang eines Phasendiskriminators (4) angeschlossen und anderseits über ein integrierendes Rückkopplungsnetzwerk (6) mit dem Steuereingang verbunden ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 3 55