DE1537697A1

DE1537697A1 - Verfahren zur Erzeugung der Kanaltraegerfrequenzen fuer Multiplex-Einrichtungen mit Frequenzteilung,sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1537697A1
Application number: DE19671537697
Authority: DE
Inventors: Raimondo Caprio
Original assignee: Telettra Laboratori di Telefonia Elettronica e Radio SpA
Current assignee: Telettra Laboratori di Telefonia Elettronica e Radio SpA
Priority date: 1967-04-20
Filing date: 1967-10-26
Publication date: 1969-12-18
Also published as: GB1224182A

Description

DfPL-MSfG. HANS BEGRICH - DIPL.-ING. ALFQNS WASMEIER REGENSBURG 3 · lESSINGSTRASSE TO Patentanwälte Beg rieh ■ Wasmeier, 8400 R«a.ensburg 3, Postfach 11

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Tag

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S.p.A. TELEi¹TrLA. Lätioratori di Telefonia Elettronica e üadio

Via Carlo Poma 47, Mailand / Italien

Verfahren zur Erzeugung der, Kanalträgerfrequenzen für MuItipi ex-Einrichtungen mit Frequenzteilung, sowie "Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung der Kanalträgerfrequenzen für Multiplex-Einrichtungen mit Frequenzteilung, sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens . ■ - ■ -

Bekanntlich betragen die Kanaltragerwellen einer MultiplexEinrichtung mit Frequenzteilung jeweils ein Vielfaches von 4kHz und liegen innerhalb 64 und 108 kHz. Bisher werden alle diese Kanalträgerwellen von einer Bezugsfrequenz ausgehend erzeugt und jede von ihnen wird durch einen Filter getrennt,

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der sehr trennscharf und stabil aussele-t sein muß und daher auch teuer-ist.

Ziel der Erfindung ist es, sämtliche Kanalträgerwellen mit der gewünschten Frequenzstabilität zu erzeugen, ohne daß elektrische Filter erforderlich werden.

Ciemäß diesem Verfahren wird durch einen Bezugsos.ziJL.ator eine hochstabile Frequenz, vorzugsweise 'von 4- kHz erzeugt und durch RC-Oszillatoren werden Frequenzen"erzeugt, die jeweils ein Vielfaches der vorgenannten Bezugsfrequenz betragen. Vorzugsweise nehmen diese Frequenzen einen Wert von 4 η kHz an, wo η eine ganze Zahl ist* Dann wird sowohl die Bezugsfrequenz als auch die von .einem der RC-Oszillatoren erzeugte, ein Vielfaches der Bezugsfrequenz betragende Frequenz einer Phasenvergleichs— schaltung zugeführt, die am Ausgang ein Signal abgibt, dessen Amplitude von der Phasendifferenz zwischen dem Signal aus dem RC-Oszillator. und der n-Harmonisehen des Bezugssignals abhängig ist. Das von der Phasenvergleichsschaltung abgegebene Signal wird zur Frequenzkontrolle des BC-Oszillators benutzt, es wirkt also auf die im RC-Qszillator erzeugte Frequenz und zwar so, daß es die bestehende Phasendifferenz verringert. Somit ergibt sich, daß die von dem HC-Oszillator erzeugte Frequenz einem Vielfachen, d.h. nach dem Faktor η der Bezugsfrequenz genau entspricht und die gleiche Stabilität aufweist wie letztere.

Die Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem hochstabilen Bezugsq&illator, vorzugsweise stabil in der Frequenz 4 kHz, und einer Anzahl RC-

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Oszillatoren, vorzugsweise einem für jede zu erzeugende Trägerwelle, die mit einer Frequenz schwimmen, welche ein Vielfaches der Frequenz des Bezugsoszillators "beträgt, vorzugsweise mit einer Frequenz von 4 η kHz, wo η eine ganze Zahl ist.

Gemäß der Erfindung ist ferner eine Phasenvergleichsschaltung · vorgesehen, die am Ausgang ein Signal liefert, dessen Amplitude von der Phasendifferenz zwischen der Frequenz eines der RC-Oszillatoren und der nten Harmonischen des vom Bezugsoszillator erzeugten Signals abhängig ist; der Eingang der % Phasenvergleichsschaltung ist sowohl mit dem Bezugsoszillator als auch mit den RC-Oszillatoren verbunden und sein Ausgang steuert die Frequenz dieser Oszillatoren.

Machstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindunrsgemäßen Anordnung, Fig. 2 einen Teil der Fig. 1 in ausführlicher Darstellung und

Fig. 3 die Arbeitsweise des Phasenkomparators an Hand von Kurvendars t ellunfren.

U ach Fig. 1 umfaßt die erfindungsgemäße Anordnung einen Bezugsoszillator 1, der mit der Freauenz f_n = 4 kHz schwingt, einen HO-Oszillator 2, der eine Frequenz f = 4n kHz erzeugt, wobei η eine ganze Zahl ist, und eine l·hasenvergleichsschaltung 3, mit ' zwei Eingängen 4 und 5, die mit dem Bezugsoszillator 1 bzw«

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dem Oszillator 2 in Verbindung stehen, und mit einem Ausgang 6, der.mit dem Oszillator 2 verbunden ist.Der Ausgang 7 am RC- Oszillator stellt den Ausgang der gesamten Anordnung dar.

Wie Pig. 2 zeigt, ist der Eingang 5 der Phasenvergleichsschaltung 3 über einen elektronischen Schalter I mit einem Verstärker A mit hoher Eingangsimpedanz verounden, Der elektronische Schalter I steht ebenfalls mit dem Eingang 4 der Phasenvergleichsschaltung über einen monostabilen Multivibrator M in Verbindung und eine

Kapazität C ist mit dem einen Ende an den Eingang des Verstärkers A und mit dem anderen an Masse gelegt.

Die Kurven nach Pig. 3 stellen das sinusförmige Signal f.-, dar, das vom Bezugsoszillator (Fig. 3b) erzeugt wird, und die sinusförmige Welle f_Q =nf_c (Pig. 3a), die vom RC-OsziHator erzeugt wird und um einen Winkel £ gegenüber der η-ten Harmonischen de.s Signals f₍ phasenverschoben ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende}

Das hochstabile Signal f~, vom Bezugsoszillator 1 erzeugt,wird dem Eingang 4 der Phasenvergleichsschaltung 3 zugeführt und dem monostabilen Multivibrator aufgegeben, der am Ausgang eine Reihe von Impulsen mit der Dauer t , mit gleicher Wiederholrate wie die der sinusförmigen Welle f„ und mit steigender Pront im Bereich der Nulldurchgänge bei negativer Ableitung der sinus-' förmigen Bezugswelle f_c aogibt.

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Die so erhaltenen Impulse werden zur Steuerung des elektronischen Schalters I weitergeleitet, an dessen Eingang die vom RC- Oszillator erzeugte sinusförmige-Welle f_Q angelegt wird. Das Eintrel.en eines Impulses mit der Dauer t bewirkt das Schließen

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'des elektronischen Schalters I und stellt eine Verbindung zwischen dem RO-Öszillator und dem Verstärker A her; somit herrscht am Ausgang 6 des Verstärkers A während der Zeit t die Spannung f , die vom RC-Oszillator erzeugt wird. Am Ende des Impulses öffnet sich der elektronische Schalter I und unterbricht die Verbindung zwischen dem Verstärker A und dem RC-Oszillator. "

Infolgedessen bleibt die an den Enden des Kondensators C bestehende Spannung am Ende des Impulses mit der Dauer t wegen des hohen ocheinwiderstandes am Eingang des Verstärkers praktisch konstant, bis der elektronische Schalter wieder schließt.

Die Anordnung wird so eingestellt, daß die Spannung am Ausgang 6 des Verstärkers A unter normalen Bedingungen eine kontinuierliche Komponente besitzt, die annähernd gleich Null ist.

Es folgt daraus, daß, wenn nach einer Zeit t nach dem Nulldurchgang mit negativer Ableitung der sinusförmigen Welle f_Q ein Nulldurchgang der sinusförmigen Welle f_Q auftritt, d.h. wenn die Frequenz f genau gleich der vom Bezugsoszillator erzeugten Frequenz fp η ist, am Ausgang 6 der Phasenvergleichsschaltung eine Spannung, deren Wert praktisch gleich Null ist, erhalten wird.

Wenn dagegen kein Nulldurchgang von f am Ende des Impulses mit der Dauer t auftritt, tritt am Ausgang 6 der Phasenvergleichs-

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schaltung eine Spannung auf, deren Wert gleich dem Produkt des Höchstwertes V für f multiüliziert mit dem Sinus der Verschie-

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bung £ der sinusförmigen V/elle f gegenüber denn-ten Harmonischen des Signals f_n ist.

Der Spanr-ungsprung der während der Zeit t_Q auftritt, ändert

praktisch den Durchschnittswert der Spannung am -"-us "ing 6 der Phasenvergleichsschaltung nicht, da t
Periode der sinusförmigen Welle f» ist,

Phasenvergleichsschaltung nicht, da t sehr Mlein gegenüber der

Somit ist die Ausgangsspannung der Phasenvergleichsschaltung 3 eine Sinusfunktion der Differenz in der Zeit zv/isehen den Nulldurchgängen der sinusförmigen Welle.f und den fallenden Fronten der entsprechenden Impulse mit der Zeitdauer t .

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Die am Ausgang 6 der Phasenvergleichsschaltung vorhandene Spannung wird zur Frequenzmessung dem RC-Oszillator zugeleitet; dort wirkt sie auf die ^szillatorfrequenz so, daß sie die vorhandene Phasenverschiebung aufhebt.

Im Endzustand wird eine gleichbleibende restliche Phasendifferenz und somit ein Frequenzfehler gleich Null erhalten. Somit ist die am Ausgang 7 der Anordnung zur Verfügung stehende Frequenz gleich der Frequenz f des RC-Oszillators, aber sie hat die gleiche Frequenzstabilitäi; wie der Bezugsoszillator.

Ein vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß der Phasenvergleich zwischen zwei abwechselnden Signalen ungleicher Frequenz vorgenommen werden kann, vorausgesetzt,

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daß sie in harmonischer Beziehung zueinander stehen.

Außerdem ist die Ausgangsspannung der Phasenvergleichsschaltung absolut unabhängig vom P'ktor η und dieselbe Phasenvergleichsschal tunp kann daher für jede beliebige Kanalträgerfrequenz verwendet werden.

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Claims

25.10.1967 W/T S/p 6035 Patentansprüche

1.) Verfahren zur Erzeugung der Kanalträgerfrequenzen für Multiplex-Einrichtungen mit Frequenzteilung, dadurch gekennzeichnet, daß eine hochstabile Frequenz, vorzugsweise von 4 kHz, durch einen Bezugsoszillator, sowie Frequenzen mit einem Vielfachen γοη 4kHz durch HC-Oszillatoren erzeugt werden und letztere Frequenzen vorzugsweise einen Wert von 4n kHz an-

^ nehmen, wobei η eine ganze Zahl ist, und daß sowohl die Bezugsfrequenz als auch eine von den RC-Oszillatoren erzeugte Frequenz einer Phasenvergleichsschaltung aufgegeben wird, die die Phasenlage der beiden Signale miteinander vergleicht und am Ausgang ein ^ignal liefert, dessen Amplitude von der zwischen dem vom RC-Oszillator ausgehenden Signal und der n-ten Harmonischen des Bezugssignals bestehenden Phasenverschiebung abhängig ist, wobei das von der Phasenvergl.eichsschaltung gelieferte Signal zur Frequenzsteuerung des RC-Oszillators verwendet wird, so da;i die durch den RC-Oszillator erzeugte Frequenz sich-als genaues Vielfaches der Bezugsfrequenz multipliziert « mit dem Faktor η ergibt und dieselbe Stabilität wie diese aufweist.

2.) Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenvergleich in der V/eise vorgenommen wird, daß aus dem hochstabilen Bezugssignal eine Folge kurzzeitiger Impulse gewonnen wird, die eine Wiederholrate besitzt, welche der Frequenz der sinusförmigen Bezugswelle gleich ist und die Steigungsfronten im Bereich der Nulldurchgänge der sinusförmigen Bezugswelle aufweist, wobei diese Impulse einen

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elektronischen Schalter steuern, der an seinem Eingang die . durch den RC-Oszillator erzeugte sinusförmige Welle empfängt, und der sich schließt, wenn einer dieser Impulse eintrifft bzw.sich am Ende eines jeden Impulses öffnet, wobei die am -ausgang des Schalters vorhandene Spannung an die Enden einer Kapazität gelegt wird, die eine sehr hohe Zeitkonstante aufweist und dafür sorgt, daß die Spannung am Ausgang des Schalters den gleichbleibenden Wert festhält, der am Ende eines der genannten Impulse vorliegt, und wooei diese Ausgangs- | spannung des Schalters dann verstärkt und dem Ausgang der Phasenvergleichsschaltung aufgegeben wird.

3.) "Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung der Phasenvergleichsschaltung eine Sinusfunktion der Phasenverschiebung zwischen dem vom RC-Oszillator stammenden Signal und der η-ten Harmonischen des Bezugssignales ist.

4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentan-Sprüchen 1 - 3» gekennzeichnet durch einen hochstabilen Bezugsoszillator (1), der vorzugsweise bei der Frequenz 4 kHz stabil ist, eine Anzahl von HO-Dszillatoren (2), vorzugsweise einen für jede zu erzeugende Trägerwelle, die mit einem Vielfachen der Frequenz der Bezugsoszillatorfrequenz schwingen, und zwar vorzugsweise bei einer Frequenz von 4n kHz, wo η eine ganze - Zahl ist, und eine Phasenvergleichsschaltung (3)_f die am Ausgang ein Signal liefert, dessen Amplitude von der Phasenverschiebung zwischen der Frequenz eines dieser RC-Oszillatoren

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und der η-ten Harmonischen des durch den Bezugsoszillator erzeugten Signals abhängig ist, wobei der Eingang (4, 5) der Phasenvergleichsschaltung (3) sowohl mit dem Bezugsoszillator

(6) (1) als auch mit den RC-Oszillatoren (2) und der Ausgang/mit

den RC-Oszillatoren (2) verbunden ist.

5.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nac~ Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d'aß die Phasenvergleichsschaltung (3) einen elektronischen Schalter (I) aufweist, dessen Eingang (5) mit einem der BC-Oszillatoren (2) verbunden ist, und der von einem monostabilen Multivibrator (M) gesteuert ist, den der Bezugsoszillator (1) speist, wobei der Eingang des Schalters mit einem der RC-Oszillatoren und der Ausgang sowohl mit einer Kapazität (C) _r dessen anderer Anschluß an Masse liegt, als auch mit dem Eingang eines Verstärkers (A) verbunden ist, der einen hohen Singangsscheinwiderstand aufweist und von dessen Ausgang (6) der RC-Oszillator (2) gespeist wird.

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