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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft integrierte Schaltungen (IC). Insbesondere betrifft die Erfindung eine Controller-IC mit einem Bezugstaktgeber ohne Quarzoszillator.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Derzeit benötigen alle integrierten Schaltungen (IC) von Mikrokontrollern eine Bezugstaktfrequenz. Typischerweise wird die Bezugstaktfrequenz von einem Quarzoszillator erzeugt. Im Verhältnis zur IC-Größe ist der Quarz gewöhnlich groß. Die Quarzgröße schränkt Gestaltung und Ausführung des IC-Gehäuses ein. Obwohl Quarze verwendet werden können, um eine genaue Bezugstaktfrequenz hervorzubringen, sind sie im Vergleich zum Preis von IC-Silizium relativ kostspielig.
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Aus der
US 2008/0100 385 A1 ist bereits eine Regelschleife bekannt, die zur Selbstkalibrierung einer Oszillatorfrequenzkette geeignet ist, wobei sie einen Fehlfrequenzdetektor, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), eine Spannungsquelle und einen Umschalter enthält.
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Es wäre wünschenswert, über eine kostengünstige integrierte Schaltung zu verfügen sowie über ein Verfahren zum Erzeugen einer genauen Taktreferenz für die integrierte Schaltung, wobei die integrierte Schaltung ohne die Verwendung eines Quarzes kalibriert wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit und gemäß der vorliegenden Erfindung wurden überraschend eine kostengünstige integrierte Schaltung sowie ein Verfahren zum Erzeugen einer genauen Taktreferenz für die integrierte Schaltung, wobei die integrierte Schaltung ohne die Verwendung eines Quarzes kalibriert wird, entdeckt.
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Bei einer Ausführungsform umfasst die integrierte Schaltung folgendes: einen Oszillator, der dazu geeignet ist, ein Oszillatorausgangssignal zu erzeugen und zu übertragen, wobei der Oszillator mindestens eines von einer Drosselspule, einem Widerstand und einem Kondensator umfasst; einen Vergleicher, der dazu geeignet ist, um das Oszillatorausgangssignal und ein Kalibriereingangssignal zu empfangen, die Eigenschaften des Oszillatorausgangssignals und die Eigenschaften des Kalibriereingangssignals zu vergleichen, und um ein erstes Vergleichersignal zu erzeugen und zu übertragen als Antwort auf den Vergleich des Oszillatorausgangssignals und des Kalibriereingangssignals; einen Zustandsautomaten, der dazu geeignet ist, um das erste Vergleichersignal zu empfangen, das erste Vergleichersignal zu analysieren und den Oszillator als Antwort auf die Analyse des ersten Vergleichersignals zu kalibrieren; und einen Kontroller, der dazu geeignet ist, das Oszillatorausgangssignal zu empfangen, wobei eine Frequenz des Oszillatorausgangssignals vom Kontroller als Taktfrequenz referenziert wird.
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Bei einer anderen Ausführungsform umfasst eine integrierte Schaltung folgendes: einen Oszillator, der dazu geeignet ist, ein Oszillatorausgangssignal zu erzeugen und zu übertragen, wobei der Oszillator mindestens eines von einer Drosselspule, einem Widerstand und einem Kondensator umfasst; einen Kalibriereingang, der dazu geeignet ist, mindestens ein Bezugssignal zu empfangen und ein Kalibriereingangssignal zu übertragen als Antwort auf das empfangene mindestens eine Bezugssignal; einen Vergleicher, der dazu geeignet ist, um das Oszillatorausgangssignal und das Kalibriereingangssignal zu empfangen, die Eigenschaften des Oszillatorausgangssignals und das Kalibriereingangssignals zu vergleichen, und um eine Vielzahl von Vergleichersignalen zu erzeugen und zu übertragen als Antwort auf den Vergleich des Oszillatorausgangssignals und des Kalibriereingangssignals; einen Zustandsautomaten, der dazu geeignet ist, um die Vergleichersignale zu empfangen, die Vergleichersignal zu analysieren und den Oszillator als Antwort auf die Analyse der Vergleichersignale zu kalibrieren; und einen Kontroller, der dazu gedacht ist, das Oszillatorausgangssignal zu empfangen, wobei eine Frequenz des Oszillatorausgangssignals vom Kontroller als Taktfrequenz referenziert wird.
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Die Erfindung stellt auch Verfahren bereit zum Erzeugen einer genauen Taktreferenz für eine integrierte Schaltung.
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Ein Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen eines Oszillators, der dazu geeignet ist, ein Oszillatorausgangssignal zu erzeugen und zu übertragen, wobei der Oszillator ein variables Bauteil und mindestens eines von einer Drosselspule, einem Widerstand und einem Kondensator umfasst; Bereitstellen eines Kalibriersystems, das dazu geeignet ist, mindestens ein Bezugssignal zu übertragen; Vergleichen des Oszillatorausgangssignals mit dem mindestens einen Bezugssignal; und Kalibrieren des variablen Bauteils des Oszillators als Antwort auf den Vergleich des Oszillatorausgangssignals und des mindestens einen Bezugssignals.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen sowie weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann ohne Weiteres aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform hervorgehen, wenn sie mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gesehen wird. Es zeigen:
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1 ein schematisches Funktionsdiagramm einer integrierten Schaltung in Verbindung mit einem Kalibriersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ein schematisches Funktionsdiagramm einer integrierten Schaltung in Verbindung mit einem Kalibriersystem gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
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Die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschreiben und erläutern verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und Zeichnungen dienen dazu, es dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung durchzuführen und zu benutzen, und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung auf irgendeine Art und Weise einzuschränken. Mit Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die vorgestellten Schritte beispielhaft, und somit ist die Reihenfolge der Schritte weder notwendig noch ausschlaggebend.
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1 bildet eine integrierte Schaltung 10 mit Kontroller ab, nachstehend IC 10, in Zusammenarbeit mit einem Kalibriersystem 12, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die IC 10 umfasst einen Osziliator 14, einen ersten Frequenzteiler 16, einen ersten Puffer 18, einen zweiten Frequenzteiler 20, ein Kontroller 22, einen Vergleicher 24, einen dritten Frequenzteiler 26, einen zweiten Puffer 28, einen Zustandsautomaten 30 und einen Kalibriereingang 32. Es versteht sich, dass je nach Bedarf zusätzliche Bauteile in der IC enthalten sein können. Insbesondere kann die IC 10 Dioden und andere Bauteile zum Regulieren elektrischer Variationen als Antwort auf Temperaturänderungen umfassen. Es versteht sich ferner, dass die IC 10 je nach Bedarf eine beliebige Anzahl von Frequenzteilern, Puffern und anderen Signalregler und Signalwandler umfassen kann.
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Der Oszillator 14 kann eine beliebige Oszillatorschaltung sein, die dazu geeignet ist, ein Oszillatorausgangssignal 15 zu erzeugen. Bei bestimmten Ausführungsformen ist der Oszillator 14 ein Induktion-Kapazität-(L-C) Oszillator, der mindestens eine Drosselspule und mindestens einen Kondensator umfasst. Bei anderen Ausführungsformen kann der Oszillator 14 eine Vielzahl von Schaltkondensatoren oder – widerständen zusätzlich oder alternativ zu Drosselspule und Kondensator umfassen. Wie in 1 gezeigt umfasst der Oszillator 14 eine Drosselspule L, eine Vielzahl von Schaltkondensatoren C1, C2, und eine Vielzahl von Schaltwiderständen R1, R2, die parallel geschaltet sind. Es versteht sich, dass je nach Bedarf eine beliebige Anzahl von Drosselspulen, Kondensatoren und Widerständen verwendet werden kann. Es versteht sich ferner, dass je nach Bedarf eine beliebige elektrische Anordnung verwendet werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen hat das Oszillatorausgangssignal 15 eine Frequenz in einer Größenordnung von mehreren Gigahertz (GHz); je nach Bedarf kann jedoch eine beliebige Frequenz erzeugt werden. Wie gezeigt, steht der Oszillator 14 in direkter Verbindung mit einem ersten Frequenzteiler 16. Der Frequenzteiler 16 empfängt das Oszillatorausgangssignal 15 und reduziert die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 auf eine erwünschte Frequenz. Es versteht sich, dass das Teilverhältnis des ersten Frequenzteilers 16 je nach Bedarf eingestellt werden kann. Es versteht sich ferner, dass ein Oszillatortemperatur-Ausgleichsprofil je nach Bedarf als Hardware oder Software enthalten sein kann. Insbesondere kann/können der Oszillator 14 und/oder die IC 10 Dioden und andere Bauteile zum Regulieren elektrischer Variationen als Antwort auf Temperaturänderungen umfassen.
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Der erste Puffer 18 ist dazu geeignet, um das Oszillatorausgangssignal 15 von dem ersten Frequenzteiler 16 zu empfangen und das Oszillatorausgangssignal 15 an den Kontroller 22 zu übertragen. Der erste Puffer 18 kann eine beliebige Pufferschaltung sein, um eine elektrische Impedanzumwandlung zwischen einer elektrischen Schaltung und einer anderen elektrischen Schaltung bereitzustellen. Es versteht sich, dass der erste Puffer 18 z. B. als Antwort auf die Eingangsimpedanz des Kontrollers 22 kalibriert werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen ist der zweite Frequenzteiler 20 zwischen dem ersten Puffer 18 und dem Kontroller 22 zusammengeschaltet, um einen anderen Frequenzteiler basierend auf einer erwünschten Eingangsfrequenz des Kontrollers 22 bereitzustellen. Es versteht sich, dass je nach Bedarf ein beliebiges Teilverhältnis des zweiten Frequenzteilers 20 verwendet werden kann.
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Der Kontroller 22 kann ein beliebiger Mikrokontroller oder Prozessor sein, der eine Bezugstaktfrequenz benötigt. Somit ist der Kontroller 22 dazu geeignet, das Oszillatorausgangssignal 15 als Bezugstaktfrequenz zu empfangen. Es versteht sich, dass das Oszillatorausgangssignal 15 vom Kontroller 22 direkt aus dem ersten Puffer 18 oder indirekt durch eine zusätzliche Schaltung, wie z. B. den zweiten Frequenzteiler 20, empfangen werden kann. Der Kontroller 22 kann auch dazu geeignet sein, eine Vielzahl von Steuersignalen 23 für mindestens eines von dem Kalibriersystem 12, dem Zustandsautomaten 30 und dem dritten Frequenzteiler 26 bereitzustellen. Die Steuersignale 23 können Daten und Informationen zum Regeln und Regulieren eines bestimmten Bauteils der IC 10 und/oder des Kalibriersystems 12 umfassen. Es versteht sich, dass der Kontroller 22 je nach Bedarf mit einer beliebigen Vorrichtung und einem beliebigen System in Verbindung stehen kann.
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Der Vergleicher 24 kann eine beliebige Vergleichervorrichtung, eine Vergleicherschaltung oder ein Vergleichersystem sein, um die Eigenschaften des Oszillatorausgangssignals 15 mit den Eigenschaften eines Kalibriereingangssignals 25 zu vergleichen und eine Ausgabe als Antwort auf den Vergleich zu übertragen. Wie gezeigt, ist der Vergleicher 24 eine Phasenvergleicherschaltung, die dazu geeignet ist, die Phaseneigenschaften des Oszillatorausgangssignals 15 mit den Phaseneigenschaften eines Kalibriereingangssignals 25 zu vergleichen. Je nach Bedarf können andere Eigenschaften der empfangenen Signale verglichen werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der Vergleicher 24 dazu geeignet sein, das Oszillatorausgangssignal 15 direkt von dem ersten Frequenzteiler 16 zu empfangen. Bei anderen Ausführungsformen kann der Vergleicher 24 dazu geeignet sein, das Oszillatorausgangssignal 15 direkt von dem Oszillator 14 zu empfangen. Wie gezeigt, ist der Vergleicher 24 dazu geeignet, einen ersten Vergleicherausgang 27, der als HOCH-Ausgang bezeichnet wird, und einen zweiten Vergleicherausgang 29 der als TIEF-Ausgang bezeichnet wird, zu übertragen. Es versteht sich, dass die Vergleicherausgaben 27, 29 zusammenarbeiten, um einen Phasenvergleich zwischen dem Kalibriereingangssignal 25 und dem Oszillatorausgangssignal 15 darzustellen. Als nicht einschränkendes Beispiel stellt der erste Vergleicherausgang 27 einen Vergleich dar, bei dem das Kalibriereingangssignal 25 dem Oszillatorausgangssignal 15 voreilt. Als weiteres Beispiel stellt der zweite Vergleicherausgang 29 einen Vergleich dar, bei dem das Oszillatorausgangssignal 15 dem Kalibriereingangssignal 25 voreilt. Der Vergleicher 24 kann je nach Bedarf eine beliebige Anzahl von Vergleicherausgaben 27, 29 umfassen. Die Vergleicherausgaben 27, 29 können je nach Bedarf eine beliebige Eigenschaft des Vergleichs darstellen.
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Bei der gezeigten Ausführungsform ist der dritte Frequenzteiler 26 zwischen dem ersten Frequenzteiler 16 und dem Vergleicher 24 zusammengeschaltet, um eine weitere Frequenzteilung basierend auf einer erwünschten Eingangsfrequenz des Vergleichers 24 bereitzustellen. Es versteht sich, dass je nach Bedarf ein beliebiges Teilverhältnis des dritten Frequenzteilers 26 verwendet werden kann. Es versteht sich ferner, dass der dritte Frequenzteiler 26 als Antwort auf eines der Steuersignale 23, die von dem Kontroller 22 übertragen werden, kalibriert werden kann.
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Der zweite Puffer 28 ist zwischen dem Vergleicher 24 und dem Zustandsautomaten 30 zusammengeschaltet. Der zweite Puffer 28 ist dazu geeignet, um den ersten Vergleicherausgang 27 und den zweiten Vergleicherausgang 29 von dem Vergleicher 24 zu empfangen und um die Vergleicherausgaben 27, 29 an den Zustandsautomaten 30 zu übertragen. Der zweite Puffer 28 kann eine beliebige Pufferschaltung sein, um eine elektrische Impedanzumwandlung zwischen einer elektrischen Schaltung und einer anderen elektrischen Schaltung bereitzustellen. Es versteht sich, dass der zweite Puffer 28 z. B. als Antwort auf die Eingangsimpedanz des Zustandsautomaten 30 kalibriert werden kann.
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Der Zustandsautomat 30 ist dazu geeignet, um die Vergleicherausgaben 27, 29 zu empfangen und um die variablen Bauteile des Oszillators 14 als Antwort auf die empfangenen Vergleicherausgaben 27, 29 zu regeln. Bei bestimmten Ausführungsformen ist der Zustandsautomat 20 dazu geeignet, jeden der Schaltkondensatoren C1, C2 und/oder der Schaltwiderstände R1, R2 zu regeln, wodurch das Oszillatorausgangssignal 15 moduliert wird, um mit der Phase des Kalibriereingangssignals 25 übereinzustimmen. Es versteht sich, dass wenn der Oszillator 14 andere variable Bauteile umfasst, der Zustandsautomat 30 dazu geeignet sein kann, jedes variable Bauteil als Antwort auf die empfangenen Vergleicherausgaben 27, 29 zu kalibrieren und zu verändern. Es versteht sich ferner, dass das Oszillatorausgangssignal 15 moduliert werden kann, um je nach Bedarf mit anderen Eigenschaften des Kalibriereingangssignals 25 übereinzustimmen. Wie gezeigt, umfasst der Zustandsautomat 30 eine automatische Frequenzregelung (AFC) 31. Die AFC 31 ist dazu geeignet, Frequenzvariationen in den empfangenen Vergleichersignalen 27, 29 zu glätten. Es versteht sich, dass je nach Bedarf eine beliebige Vorrichtung oder ein beliebiges System verwendet werden kann, um die Frequenzvariationen in Signalen, die von dem Zustandsautomaten 30 empfangen werden, zu glätten.
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Der Kalibriereingang 32 ist dazu geeignet, um mit dem Kalibriersystem 12 zusammenzuarbeiten, um eine Vielzahl von Referenzsignalen 33, 35 von dem Kalibriersystem 12 zu empfangen, wobei jedes der Referenzsignale 33, 35 eine erwünschte Signaleigenschaft umfasst. Der Kalibriereingang 32 ist ferner dazu geeignet, um das Kalibriereingangssignal 25 an den Vergleicher 24 zu übertragen, wobei das Kalibriereingangssignal 25 mindestens ein Bezugssignal 33, 35 darstellt. Bei bestimmten Ausführungsformen überträgt der Kalibriereingang 32 das Kalibriereingangssignal 25 mit im Wesentlichen den gleichen Eigenschaften wie eines der Bezugssignale 33, 35. Bei anderen Ausführungsformen kann der Kalibriereingang 32 dazu geeignet sein, die Eigenschaften der Bezugssignale 33, 35 zu ändern, bevor das Kalibriereingangssignal 25 übertragen wird. Es versteht sich, dass der Kalibriereingang 32 direkt an das Kalibriersystem 12 angeschlossen sein kann. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Verbindung zwischen dem Kalibriereingang 32 und dem Kalibriersystem 12 eine drahtlose Verbindung sein.
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Das Kalibriersystem 12 ist dazu geeignet, um die Bezugssignale 33, 35 an den Kalibriereingang 32 zu übertragen. Wie gezeigt, ist das Kalibriersystem 12 dazu geeignet, ein erstes Bezugssignal 33 und ein zweites Bezugssignal 35 zu übertragen. Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst das Kalibriersystem 12 einen Bezugstaktgeber 34, der dazu geeignet ist, das erste Bezugssignal 33 zu erzeugen und an den Kalibriereingang 32 zu übertragen. Somit kann der Bezugstaktgeber 34 dazu geeignet sein, die Signaleigenschaften des erzeugten ersten Bezugssignals 33, wie z. B. Frequenz und Phase, zu regeln. Es versteht sich, dass der Bezugstaktgeber 34 eine beliebige Vorrichtung oder ein beliebiges System sein kann, um je nach Bedarf das erwünschte erste Bezugssignal 33 zu erzeugen. Wie gezeigt, kann das Kalibriersystem auch einen Sperrkalibrator 36 zum direkten Einstellen des Zustandsautomaten 30 und dadurch des Oszillators 14 umfassen. Es versteht sich, dass der Sperrkalibrator 36 je nach Bedarf eine beliebige Vorrichtung oder ein beliebiges System zum direkten Einstellen der Einstellungen des Zustandsautomaten 30 sein kann.
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Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst das Kalibriersystem 12 auch einen Empfänger 38 in Zusammenarbeit mit einer Antenne 40. Somit arbeitet die Antenne 40 mit dem Empfänger 38 zusammen, um ein übertragenes Ausstrahlungssignal zu empfangen, das eine Pilotwellenform 41 aufweist. Es versteht sich, dass der Empfänger 38 dazu geeignet sein kann, je nach Bedarf einen beliebigen Bereich von Ausstrahlungsfrequenzen zu empfangen. Es versteht sich ferner, dass der Empfänger 38 dazu geeignet sein kann, beliebige Ausstrahlungssignale, wie z. B. Radio- oder Mobiltelefonsignale, zu empfangen. Der Empfänger 38 ist auch dazu geeignet, mit einem Wellenform-Former 42 zusammenzuarbeiten, um die Pilotwellenform 41 zu entnehmen, die Pilotwellenform 41 zu ändern und die geänderte Pilotwellenform als zweites Bezugssignal 35 zu übertragen. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Pilotwellenform 41 eine FM-Radiopilotwellenform sein, die bei 19 kHz ausgestrahlt wird, wie es aus der Rundfunktechnik bekannt ist. Somit arbeiten der Empfänger 38 und der Wellenform-Former 42 zusammen, um die Pilotwellenform 41 aus dem empfangenen Ausstrahlungssignal zu entnehmen und das zweite Bezugssignal 35, das die Pilotwellenform 41 darstellt, zu übertragen. Es versteht sich, dass je nach Bedarf eine beliebige Pilotwellenform empfangen und entnommen werden kann. Es versteht sich ebenfalls, dass der Empfänger 38, die Antenne 40 und der Wellenform-Former 42 auf der IC 10 enthalten sein können, um die IC 10 nach dem Einbau zu kalibrieren, ohne die IC 10 aus ihrem Umfeld entfernen zu müssen.
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Im Betrieb erzeugt und überträgt der Oszillator 14 das Oszillatorausgangssignal 15. Das Oszillatorausgangssignal 15 wird von dem ersten Frequenzteiler 16 empfangen und die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 wird auf eine erwünschte Frequenz reduziert. Der erste Frequenzteiler 16 überträgt das Oszillatorausgangssignal 15 an den Kontroller 22, wobei der Kontroller das Oszillatorausgangssignal 15 als Taktreferenz mit einer erwünschten Frequenz empfängt. Es versteht sich, dass der Kontroller 22 durch den ersten Puffer 18 elektrisch isoliert sein kann. Es versteht sich ferner, dass der zweite Frequenzteiler 20 die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 ändern kann, bevor der Kontroller 20 das Oszillatorausgangssignal 15 empfängt.
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Die erwünschte Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 und dadurch die Frequenz der Taktreferenz für den Kontroller 20 können zu jeder Zeit geändert werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die IC 10 in einem Arbeitsgang vor dem Einbau kalibriert werden, wobei die IC 10 mit einem Prüfgerät gekoppelt wird, das mindestens das Kalibriersystem 12 umfasst. Somit überträgt das Kalibriersystem 12 das erste Bezugssignal 33, das eine vorherbestimmte Frequenz aufweist, an die IC 10. Der Kalibriereingang 32 der IC 10 empfängt das erste Bezugssignal 33 und leitet das Kalibriereingangssignal 25 bis zum Vergleicher 24. Als Antwort auf den Vergleich des Kalibriereingangssignals 25 mit dem Oszillatorausgangssignal 15 überträgt der Vergleicher 24 die Vergleicherausgaben 27, 29 an den Zustandsautomaten 30. Der Zustandsautomat 30 empfängt die Vergleicherausgaben 27, 29 und stellt den Zustand der Schaltkondensatoren C1, C2 und/oder der Schaltwiderstände R1, R2 ein, um die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 festzulegen. Sobald der Oszillator 14 kalibriert ist, um die Oszillatorausgangsfrequenz 15 zu erzeugen, die eine erwünschte Frequenz aufweist, kann die IC 10 von dem Kalibriersystem 12 getrennt und in einer erwünschten Umgebung eingebaut werden. Es versteht sich, dass der Oszillator 14 kalibriert werden kann, um auf einer beliebigen Frequenz und in einem beliebigen Umfeld funktionieren zu können. Bei einer anderen Ausführungsform kann die IC 10 in Echtzeit kalibriert werden. Insbesondere empfängt die Antenne 40 ein (nicht dargestelltes) Ausstrahlungssignal, das eine Pilotwellenform 41 aufweist. In Zusammenarbeit mit dem Wellenform-Former 42 entnimmt der Empfänger 38 die Pilotwellenform 41 aus dem empfangenen Ausstrahlungssignal und überträgt die entnommene Pilotwellenform 41 als zweites Bezugssignal 35. Der Kalibriereingang 32 der IC 10 empfängt das zweite Bezugssignal 35 und leitet das Kalibriereingangssignal 25 zum Vergleicher 24. Als Antwort auf den Vergleich des Kalibriereingangssignals 25 mit dem Oszillatorausgangssignal 15 überträgt der Vergleicher 24 die Vergleicherausgaben 27, 29 an den Zustandsautomaten 30. Der Zustandsautomat 30 empfängt die Vergleicherausgaben 27, 29 und stellt den Zustand der Schaltkondensatoren C1, C2 und/oder der Schaltwiderstände R1, R2 ein, um die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 festzulegen. Die Echtzeitkalibrierung gibt einem Benutzer die Möglichkeit, eine genaue Bezugstaktfrequenz zu definieren, ohne die IC 10 ausbauen und die IC 10 mit einem Prüfgerät für die Kalibrierung koppeln zu müssen. Es versteht sich, dass der Oszillator 14 kalibriert werden kann, um auf einer beliebigen Frequenz und in einem beliebigen Umfeld zu funktionieren.
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2 bildet eine Kontroller-IC 10' in Zusammenarbeit mit einem Kalibriersystem 12' nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnlich wie die IC 10 aus 1 ab, außer wie nachstehend beschrieben. Der Aufbau, der sich aus der Beschreibung von 1 wiederholt, umfasst die gleichen Bezugsnummern mit Apostroph ('). Wie in 2 gezeigt, umfasst der Oszillator 14' eine Drosselspule L' und einen variablen Kondensator VC1, die parallel geschaltet sind. Es versteht sich, dass je nach Bedarf eine beliebige Anzahl von Drosselspulen und Kondensatoren verwendet werden kann. Es versteht sich ferner, dass je nach Bedarf eine beliebige elektrische Anordnung verwendet werden kann. Somit ist der Zustandsautomat 30' dazu geeignet, den variablen Kondensator VC1 als Antwort auf die empfangenen Vergleicherausgaben 27', 29' zu regeln.
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Im Betrieb erzeugt und überträgt der Oszillator 14' das Oszillatorausgangssignal 15'. Das Oszillatorausgangssignal 15' wird von dem ersten Frequenzteiler 16' empfangen und die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15' wird auf eine erwünschte Frequenz reduziert. Der erste Frequenzteiler 16' überträgt das Oszillatorausgangssignal 15' an den Kontroller 22', wobei der Kontroller das Oszillatorausgangssignal 15' als Taktreferenz mit einer erwünschten Frequenz empfängt. Es versteht sich, dass der Kontroller 22' durch den ersten Puffer 18' elektrisch isoliert sein kann. Es versteht sich ferner, dass der zweite Frequenzteiler 20' die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15' ändern kann, bevor der Kontroller 20' das Oszillatorausgangssignal 15' empfängt.
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Die erwünschte Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15' und dadurch die Frequenz der Taktreferenz für den Kontroller 20' können zu jeder Zeit geändert werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die IC 10' in einem Arbeitsgang vor dem Einbau kalibriert werden, wobei die IC 10' mit einem Prüfgerät gekoppelt wird, das mindestens das Kalibriersystem 12' umfasst. Somit überträgt das Kalibriersystem 12' das erste Bezugssignal 33', das eine vorherbestimmte Frequenz aufweist, an die IC 10'. Der Kalibriereingang 32' der IC 10' empfängt das erste Bezugssignal 33' und leitet das Kalibriereingangssignal 25' zum Vergleicher 24'. Als Antwort auf den Vergleich des Kalibriereingangssignals 25' mit dem Oszillatorausgangssignal 15' überträgt der Vergleicher 24' die Vergleicherausgaben 27', 29' an den Zustandsautomaten 30'. Der Zustandsautomat 30' empfängt die Vergleicherausgaben 27', 29' und stellt den variablen Kondensator VC1 ein, um die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 festzulegen. Sobald der Oszillator 14' kalibriert wurde, um die Oszillatorausgangsfrequenz 15' zu erzeugen, die eine erwünschte Frequenz aufweist, kann die IC 10' von dem Kalibriersystem 12' getrennt und in einer erwünschten Umgebung eingebaut werden. Es versteht sich, dass der Oszillator 14' kalibriert werden kann, um auf einer beliebigen Frequenz und in einem beliebigen Umfeld zu funktionieren. Bei einer anderen Ausführungsform kann die IC 10' in Echtzeit kalibriert werden. Insbesondere empfängt die Antenne 40' ein (nicht dargestelltes) Ausstrahlungssignal, das eine Pilotwellenform 41' aufweist. In Zusammenarbeit mit dem Wellenform-Former 42' entnimmt der Empfänger 38' die Pilotwellenform 41' aus dem empfangenen Ausstrahlungssignal und überträgt die entnommene Pilotwellenform 41' als zweites Bezugssignal 35'. Der Kalibriereingang 32' der IC 10' empfängt das zweite Bezugssignal 35' und leitet das Kalibriereingangssignal 25' zum Vergleicher 24'. Als Antwort auf den Vergleich des Kalibriereingangssignals 25' mit dem Oszillatorausgangssignal 15' überträgt der Vergleicher 24' die Vergleicherausgaben 27', 29' an den Zustandsautomaten 30'. Der Zustandsautomat 30' empfängt die Vergleicherausgaben 27', 29' und stellt den variablen Kondensator VC1 ein, um die Frequenz des Oszillatorausgangssignals 15 festzulegen. Die Echtzeitkalibrierung gibt einem Benutzer die Möglichkeit, eine genaue Bezugstaktfrequenz zu definieren, ohne die IC 10' ausbauen und die IC 10' mit einem Prüfgerät für die Kalibrierung koppeln zu müssen. Es versteht sich, dass der Oszillator 14' kalibriert werden kann, um auf einer beliebigen Frequenz und in einem beliebigen Umfeld zu funktionieren.
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Die IC 10, 10' stellt eine genaue Kalibrierung der Taktbezugsfrequenz bereit, ohne einen Quarzoszillator zu verwenden. In Zusammenarbeit mit dem Kalibriersystem 12, 12' kann die IC 10, 10' für ein bestimmtes Umfeld mit bekannten Verhältnissen genau kalibriert werden. In Zusammenarbeit mit dem Kalibriersystem 12, 12' kann die IC 10, 10' auch in Echtzeit für Änderungen nach dem Einbau kalibriert werden.
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Aus der vorstehenden Beschreibung kann der Fachmann ohne Weiteres die wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ermitteln und, ohne ihren Geist und Umfang zu verlassen, diverse Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie verschiedenen Anwendungen und Verhältnissen anzupassen.
