DE19810822C2

DE19810822C2 - Phasenregelvorrichtung

Info

Publication number: DE19810822C2
Application number: DE19810822A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Kuriyama
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2018-03-13
Also published as: DE19810822A1; US5929712A; JPH10256905A

Abstract

Eine Phasenregel- bzw. -verriegelungsvorrichtung umfaßt einen spannungsgesteuerten Oszillator (10), einen Frequenzteiler (29) zur Frequenzteilung eines Ausgangs von dem spannungsgesteuerten Oszillator, einen Phasenvergleicher (4) für den Vergleich eines Ausgangs von dem Frequenzteiler mit einer Phase eines Referenzsignals, und eine Steuereinrichtung (17) zur Steuerung der Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators auf der Basis eines Ausgangs von dem Phasenvergleicher. Der spannungsgesteuerte Oszillator und der Frequenzteiler sind auf einem einzigen integrierten Schaltungschip ausgebildet, und der Eingangsanschluß des Frequenzteilers ist mit einem kurzen Leiterabschnitt (21, 22, 24) verbunden, der ein freies Ende hat, das mit dem spannungsgesteuerten Oszillator verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Phasenregel- bzw. -verriege lungsvorrichtung, und insbesondere eine Phasenregel- bzw. -verriegelungsvorrichtung, die in geeigneter Weise für einen Synthetisierer bzw. Frequenzaufbereiter zum Synthetisieren bzw. Aufbereiten von Frequenzen über das GHz-Band verwendet werden kann.

Generell wird eine Phasenregel- bzw. -verriegelungsschaltung häufig als Synthetisierer für das Aufbereiten einer beliebi gen Frequenz durch Verwendung eines spannungsgesteuerten Os zillators in verschiedenen Komunikationseinrichtungen einge setzt, wobei die Frequenz eines Referenzoszillators als Re ferenz dient.

Fig. 1 zeigt eine Phasenregel- bzw. -verriegelungsschaltung, die als ein Frequenzsynthetisierer bzw. -aufbereiter ausge bildet ist.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, vergleicht ein Phasenvergleicher 4 einen Ausgang von einem Frequenzteiler 2 zur Frequenztei lung eines Ausgangs von einem spannungsgesteuerten Oszilla tor 1 nach 1/n mit einem Ausgang eines hochpräzisen Refe renzoszillators 3 und gibt ein Signal entsprechend der Pha sendifferenz zwischen dem Ausgang des Frequenzteilers 2 und dem Ausgang des Referenzoszillators 3 aus.

Das Signal entsprechend der Phasendifferenz wird als eine Steuerspannung über ein Tiefpaßfilter 5 an den spannungs gesteuerten Oszillator 1 angelegt.

In diesem Fall wird ein Signal, das eine Frequenz n . f hat, die durch eine Schwingungsfrequenz f des Referenzoszillators 3 und ein Frequenzteilungsverhältnis n bestimmt ist, von dem Ausgang des frequenzgesteuerten Oszillators 1 erhalten. Es ist anzumerken, daß der Ausgang des spannungsgesteuerten Os zillators 1 mittels eines Pufferverstärkers 6, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, extrahiert werden kann.

Wenn eine solche Phasenregelschaltung in einem MIC (Mikro wellen-IC) ausgebildet werden muß, werden der spannungs gesteuerte Oszillator 1 und der Frequenzteiler 2 durch ver schiedene IC-Chips gebildet, um diese so zu optimieren, daß sich die Charakteristiken der Komponenten nicht gegenseitig beeinflussen. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszilla tors 1 wird in zwei Komponenten zerlegt. Eine Komponente wird an die Ausgangsseite geführt, und die andere Komponente wird in den Frequenzteiler 2 eingegeben.

Bei dieser Anordnung wird in einer Phasenregelschaltung, die bei einer hohen Frequenz im GHz-Band oder darüber arbeitet, ein Ausgang von einem spannungsgesteuerten Oszillator 1 durch eine Hybridschaltung 7, d. h. einen Leistungsteiler, an die Ausgangsseite und einen Frequenzteiler 2 verteilt, und die Leistungsanpassung wird, wie in Fig. 2 gezeigt, an der Eingangsseite des Frequenzteilers 2 vorgenommen.

In dieser Anordnung muß jedoch die Ausgangsleistung des spannungsgesteuerten Oszillators 1 größer gewählt werden als diejenige, die tatsächlich als Ausgang von der Leistungskom ponente an den Eingangsanschluß des Frequenzteilers 2 abge geben werden muß, was zu einer Verringerung der Effizienz führt.

Außerdem wird dann, wenn die Hybridschaltung 7 als ein Element für die Verteilung eines Ausgangs des spannungsgesteuerten Oszillators 1 an die Ausgangsseite und den Frequenzteiler 2 verwendet wird, der Umfang des Elements groß. Wenn ein Leistungsteiler verwendet wird, steigt der Leistungsverlust an. Infolgedessen muß die Ausgangsleistung des spannungsgesteuerten Oszillators 1 weiter gesteigert werden.

Dies bedeutet, daß bei der herkömmlichen Phasenregelvorrichtung, da die Ausgangsleistung des spannungsgesteuerten Oszillators sowohl an den Ausgang als auch an den Frequenzteiler verteilt werden muß, eine hohe Ausgangsleistung bereitgestellt werden muß. Wenn eine Hybridschaltung für die Leistungsverteilung verwendet wird, nimmt die Größe des Elements zu. Wenn ein Leistungsteiler verwendet wird, nimmt die Verlustleistung zu.

Weitere spannungsgesteuerte Oszillatoren, die z. T. auf einem einzelnen Halbleiterchip ausgebildet sind, sind in "A 2-Ghz 6 mW BiCMOS Frequency Synthesizer", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Band 30, Nr. 12, 1995, Seiten 1457-1462 von T. S. Aytur und B. Razavi, in "A Compact Full MMIC Module for Ku- Band Phase Locked Oscillators", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Band 37, Nr. 4, 1989, Seiten 723-728 von Takashi Ohira u. a., in "GaAs-Monolithic IC's for an X-Band PLL-Stabilized Local Source", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Band 34, Nr. 6, 1986, Seiten 707-713 von M. Madihian und K. Honjo sowie in "The Pulling Performance of a Monolithic VCO", Mikrowellen und HF-Magazin, Band 16, Nr. 2, 1990, Seiten 162-163 von A. M. Böifot und Ö. Pedersen veröffentlicht.

Die Erfindung entstand vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Situation, und sie hat die Aufgabe, eine Phasenregelvorrichtung bereitzustellen, die die Ausgangsleistung eines spannungsgesteuerten Oszillators verringern kann, wobei eine hohe Leistungsfähigkeit erhalten bleibt.

Die oben genannte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt bereitgestellt, die des weiteren einen Pufferverstärker zum Verstärken eines Ausgangs von dem spannungsgesteuerten Os zillator aufweist, wobei der kurze Leiterabschnitt ein solcher Leiterabschnitt für das Anlegen einer Vorspannung an den Pufferverstärker ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt bereitgestellt, bei der der Eingangsanschluß des Frequenzteilers in einem Abstand von nicht mehr als λ/8 von einem kurzen Ende des kurzen Leiterabschnitts angeschlossen ist, wenn eine Wel lenlänge bei einer Schwingungs-Mittenfrequenz des spannungs gesteuerten Oszillators durch λ dargestellt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt bereitgestellt, bei der der kurze Leiterabschnitt über einen Kondensator an Masse gelegt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt bereitgestellt, bei der der kurze Leiterabschnitt eine Länge von λ/4 hat, wenn eine Wellenlänge bei einer Schwingungs-Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators durch λ dargestellt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt bereitgestellt, die des weiteren einen Kondensator zur Ab trennung einer Gleichspannungskomponente eines Ausgangs von dem spannungsgesteuerten Oszillator aufweist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt bereitgestellt, bei dem der kurze Leiterabschnitt eine Länge von 3 λ/8 hat, wenn eine Wellenlänge bei einer Schwingungs-Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators durch λ dargestellt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung bereitgestellt, die umfaßt:
einen spannungsgesteuerten Oszillator;
einen Frequenzteiler zur Frequenzteilung eines Ausgangs von dem spannungsgesteuerten Oszillator;
einen Phasenvergleicher zum Vergleich eines Ausgangs von dem Frequenzteiler mit einer Phase eines Referenzsignals; und
eine Steuereinrichtung zur Steuerung einer Schwingungsfre quenz des spannungsgesteuerten Oszillators auf der Basis eines Ausgangs des Phasenvergleichers,
wobei der spannungsgesteuerte Oszillator und der Frequenz teiler in einem einzigen integrierten Schaltungschip ausgebildet sind und über ein erstes Induktivitätselement mit dem spannungsgesteuerten Oszillator verbunden sind.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem achten Gesichtspunkt bereitgestellt, die des weiteren eine Übertragungsleitung enthält, die mit einem Ende mit dem ersten Induktivitäts element verbunden und mit dem anderen Ende an Masse gelegt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem neunten Gesichtspunkt bereitgestellt, bei der das andere Ende der Übertragungsleitung über einen Gleichspannungs-Sperrkondensator an Masse gelegt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem neunten Gesichtspunkt bereitgestellt, bei der die Übertragungsleitung eine Länge von nicht mehr als λ/8 hat, wenn eine Wellenlänge bei einer Schwingungs- Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators durch λ dargestellt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem achten Gesichtspunkt bereitgestellt, die des weiteren einen Kondensator zum Ab trennen einer Gleichspannungskomponente eines Ausgangs von dem spannungsgesteuerten Oszillator umfaßt.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung gemäß dem achten Gesichtspunkt be reitgestellt, die des weiteren ein zweites Induktivitäts element umfaßt, das mit einem Ende mit dem ersten Induktivitätselement verbunden und mit dem anderen Ende an Masse gelegt ist.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Phasenregelvorrichtung bereitgestellt, die umfaßt:
einen spannungsgesteuerten Oszillator;
einen Frequenzteiler zur Frequenzteilung eines Ausgangs von dem spannungsgesteuerten Oszillator;
einen Phasenvergleicher zum Vergleich eines Ausgangs von dem Frequenzteiler mit einer Phase eines Referenzsignals; und
eine Steuereinrichtung zur Steuerung einer Schwingungsfre quenz des spannungsgesteuerten Oszillators auf der Basis eines Ausgangs des Phasenvergleichers,
wobei der spannungsgesteuerte Oszillator und der Frequenz teiler in einem einzigen integrierten Schaltungschip ausge bildet sind, und ein Eingangsanschluß des Frequenzteilers mit einem Punkt verbunden ist, an dem für einen Verstärker des spannungsgesteuerten Oszillators Variationen in der Im pedanz, von einem Verstärker des spannungsgesteuerten Oszil lators aus gesehen, auf der Frequenzteilerseite unterdrückt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil aus der Beschreibung verständlich oder können durch Anwendung der Erfindung erkannt werden. Die Aufgabe und die Vorteile der Erfindung werden anhand der in den anschließenden Ansprüchen besonders dargelegten Mittel und Kombinationen offensicht lich und deutlich.

Die beigefügte Zeichnung, die in die Beschreibung einbezogen ist und Bestandteil derselben bildet, gibt gegenwärtig be vorzugte Ausführungsformen der Erfindung wieder, und dient in Verbindung mit der oben gegebenen allgemeinen Beschreibung und der nachstehenden ausführlichen Beschrei bung der bevorzugten Ausführungsformen zur Erklärung der Prinzipien der Erfindung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Darstellung der grundlegen den Anordnung einer herkömmlichen Phasenregel- bzw. -verriegelungsschaltung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Anordnung einer herkömmlichen Hochfrequenz-Phasenregel schaltung;

Fig. 3A ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Phasen regel- bzw. -verriegelungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3B eine Darstellung eines spannungsgesteuerten Oszil lators und eines Frequenzteilers in der Phasenre gelvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ein Schaltbild zur Darstellung eines dynamischen Frequenzteilers, wie er in der ersten Stufe eines Frequenzteilers der ersten Ausführungsform verwen det wird;

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Empfindlichkeits charakteristika der Eingangsspannung des dynami schen Frequenzteilers;

Fig. 6 eine Ansicht zur Darstellung einer Phasenregelvor richtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Er findung;

Fig. 7 eine Ansicht zur Darstellung einer Phasenregelvor richtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Ansicht zur Darstellung einer Phasenregelvor richtung gemäß der vierten Ausführungsform der Er findung; und

Fig. 9 eine Ansicht zur Darstellung einer Phasenregelvor richtung gemäß der fünften Ausführungsform der Er findung.

Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Er findung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrie ben.

Erste Ausführungsform

Fig. 3A ist ein Blockdiagramm, das eine Phasenregel- bzw. -verriegelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Wie in Fig. 3A gezeigt, vergleicht ein Phasenvergleicher 4 einen Ausgang von einem Frequenzteiler 2, der einen Ausgang von einem spannungsgesteuerten Oszillator 10 im Verhältnis 1/n teilt, mit einem Ausgang von einem hochgenauen Referenz oszillator 3, und gibt ein Signal entsprechend der Phasen differenz zwischen dem Ausgang des Frequenzteilers 2 und dem Ausgang von dem Referenzoszillator 3 aus.

Das der Phasendifferenz entsprechende Signal wird als eine Steuerspannung über ein Tiefpaßfilter 5 an den spannungsge steuerten Oszillator 10 geliefert.

In diesem Fall wird ein Signal mit einer Frequenz von n . f, die durch eine Schwingungsfrequenz f des Referenzoszillators 3 und ein Frequenzteilungsverhältnis n bestimmt wird, aus dem Ausgang von dem spannungsgesteuerten Oszillator 10 er halten. Außerdem ist der Eingangsanschluß des Frequenzteilers 2 über eine Übertragungsleitung 27 und einen Gleich spannungs-Sperrkondensator 28 mit einem Abschnitt in der Nähe des kurzen Endes eines kurzen Leiterabschnitts 22 zum Anlegen einer Kollektorvorspannung des spannungsgesteuerten Oszillators 10 verbunden. Es ist anzumerken, daß, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, der Ausgang von dem span nungsgesteuerten Oszillator 10 über einen Pufferverstärker 6 erzeugt werden kann.

Fig. 3B zeigt einen spannungsgesteuerten Oszillator (im fol genden mit VCO bezeichnet), einen Frequenzteiler und deren periphere Abschnitte bei einer Phasenregelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei dieser Phasenregelvorrichtung werden mindestens der VCO und der Frequenzteiler in einem einzigen Mikrowellen-IC-Chip (MIC) gebildet. Der MIC ist eine integrierte Schaltung, die gebildet wird, indem monolithische ICs, Übertragungsleitun gen, verschiedenartige diskrete Elemente usw., die eine Schaltung bilden, auf einem einzigen dielektrischen Substrat angebracht werden.

Entsprechend Fig. 3A und 3B ist ein VCO 10 ein serieller Rückkopplungsoszillator, der im wesentlichen aus einem Tran sistor 11, einer induktiven Übertragungsleitung 12, die mit einem Ende mit der Basis des Transistors 11 verbunden ist, und einer Kapazitätsdiode (Varactordiode) 14, die über einen Gleichspannungs-Sperrkondensator 13 mit dem anderen Ende der Übertragungsleitung 12 verbunden ist, besteht. Die Übertra gungsleitung 12 und die Kapazitätsdiode 14 bilden einen Re sonator.

Die Kathode der Kapazitätsdiode 14 ist geerdet. Die Anode der Kapazitätsdiode 14 ist mit dem freien Ende eines kurzen Leiterabschnitts 15 zum Anlegen einer Kapazitätsdiodenvor spannung verbunden. Wenn beispielsweise λ die Wellenlänge bei der Schwingungs-Mittenfrequenz des VCO 10 ist, wird die Länge des kurzen Leiterabschnitts 15 für das Anlegen der Kapazitätsdiodenvorspannung auf λ/4 festgesetzt.

Das kurze Ende des kurzen Leiterabschnitts 15 für das Anle gen der Kapazitätsdiodenvorspannung ist über einen Massekon densator 16 geerdet und außerdem mit einem Steuerspannungs eingangsanschluß 17 verbunden. Eine von dem Tiefpaßfilter 5 der Fig. 3A und 3B ausgegebene Steuerspannung V_CONT wird in den Steuerspannungseingangsanschluß 17 eingegeben.

Die elektrostatische Kapazität der Kapazitätsdiode 14 ändert sich entsprechend der Steuerspannung V_STEUER, und die Schwin gungsfrequenz des VCO 10 ändert sich.

Eine Basisvorspannung Vb wird über einen Abschnitt der Über tragungsleitung 12 und einen kurzen Leiterabschnitt 18 zum Anlegen einer Basisvorspannung an die Basis des Transistors 11 angelegt. Die Länge des kurzen Leiterabschnitts 18 zum Anlegen der Basisvorspannung wird beispielsweise ebenfalls auf λ/4 festgesetzt.

Das freie Ende des kurzen Leiterabschnitts 18 zum Anlegen der Basisvorspannung ist in der Mitte der Übertragungslei tung 12 angeschlossen. Das kurze Ende des kurzen Leiter abschnitts 18 zum Anlegen der Basisvorspannung ist über einen Erdungskondensator 19 an Masse gelegt und außerdem mit einem Basisvorspannungsversorgungsanschluß 20 verbunden.

Der Emitter des Transistors 11 ist über einen kurzen kapa zitiven Leiterabschnitt 21 an Masse gelegt, um den negativen Widerstand des Transistors 11 zu erhöhen. Die Länge des kurzen kapazitiven Leiterabschnitts 21 wird beispielsweise auf 3 λ/8 festgesetzt.

Eine Kollektorvorspannung Vc wird über den kurzen Leiter abschnitt 22 zum Anlegen der Vorspannung an den Kollektor des Transistors 11 angelegt. Die Länge des kurzen Leiter abschnitts 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung wird beispielsweise ebenfalls auf λ/4 festgesetzt.

Das freie Ende des kurzen Leiterabschnitts 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung ist mit dem Kollektor des Transi stors 11 verbunden. Das kurze Ende des kurzen Leiterab schnitts 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung ist über einen Erdungskondensator 23 an Masse gelegt und außerdem mit einem Kollektorvorspannungsversorgungsanschluß 24 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 11 ist mit einem Ausgangsan schluß 26 durch eine Übertragungsleitung 25 für das Abgrei fen eines Ausgangs von dem VCO 10 verbunden. Ein Ausgang VAUS von dem VCO 10 wird von diesem Ausgangsanschluß 26 abgenommen.

Der Eingangsanschluß eines Frequenzteilers 29 ist über die Übertragungsleitung 27 und den Gleichspannungs-Sperrkonden sator 28 mit einem Abschnitt in der Nähe des kurzen Endes des kurzen Leiterabschnitts 22 zum Anlegen der Kollektorvor spannung verbunden. Ein Signal, das eine Frequenz f/n hat, die dem 1/n-fachen einer Schwingungsfrequenz f des VCO 10 entspricht, wird an einem Ausgangsanschluß 30 des Frequenz teilers 29 abgegriffen. Der Gleichspannungs-Sperrkondensator 28 wird beispielsweise durch einen MIM-Kondensator gebildet.

In diesem Fall ist der Punkt, an dem der Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 über die Übertragungsleitung 27 und den Gleichspannungs-Sperrkondensator 28 mit dem kurzen Lei terabschnitt 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung ver bunden ist, vorzugsweise so nahe wie möglich am kurzen Ende innerhalb des Bereichs, in dem eine Signalspannung vorliegt, die hoch genug ist, um den Frequenzteiler 29 anzusteuern. Genauer genommen wird bei einer Wellenlänge λ für die Schwingungs-Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Oszilla tors dieser Punkt vorzugsweise in einem Abstand von λ/8 oder weniger von dem kurzen Ende festgesetzt.

Anders gesagt ist der Eingangsanschluß des Frequenzteilers vorzugsweise mit einem Punkt verbunden, an dem die Impedanz bei der Schwingungsfrequenz für den Kollektoranschluß des Transistors des spannungsgesteuerten Oszillators auch dann nicht wesentlich variiert, wenn der angeschlossene Frequenz teiler eine beliebige Impedanz hat.

Der Frequenzteiler 29 ist ein zweistufiger Frequenzteiler, der z. B. durch einen dynamischen Frequenzteiler in der er sten Stufe und einen statischen Master/Slave-Frequenzteiler in der zweiten Stufe gebildet wird. Der Frequenzteiler 29 teilt die Frequenz eines Ausgangs von dem VCO zu 1/4.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel des dynamischen Frequenzteilers der ersten Stufe. Der dynamische Frequenzteiler ist ein 1/2- Frequenzteiler, der eine Ringoszillatoranordnung hat, die zwei Fundamental-Gates verwendet, die durch ein Paar emit tergekoppelter Differentialtransistoren gebildet werden.

Genauer genommen wird ein erstes Fundamental-Gate G1 durch ein Paar erster emittergekoppelter Differentialtransistoren Q1 und Q2 gebildet, die Widerstände R1 und R2 als Kollektor lasten haben. Das zweite Fundamental-Gate G2 wird in glei cher Weise durch ein Paar zweiter emittergekoppelter Differentialtransistoren Q3 und Q4 gebildet, die R3 und R2 als Kollektorlasten haben.

Die Kollektorausgänge des Paars emittergekoppelter Transi storen Q3 und Q4 des zweiten Fundamental-Gates G2 sind je weils an die Basis des Paars emittergekoppelter Differen tialtransistoren Q1 und Q2 des ersten Fundamental-Gates G1 zurückgeführt. Durch diese Funktion werden die Phasen der Signale um eine Periode t invertiert.

Die gemeinsamen Emitter des ersten Paars emittergekoppelter Differentialtransistoren Q1 und Q2 und des zweiten Paars emittergekoppelter Differentialtransistoren Q3 und Q4 sind jeweils mit den Kollektoren eines dritten Paars emitterge koppelter Differentialtransistoren Q5 und Q6 verbunden. Der gemeinsame Emitter des Paars emittergekoppelter Differen tialtransistoren Q5 und Q6 ist mit einer Stromquelle verbun den, die durch einen Transistor Q7 und einen Widerstand R7 gebildet wird.

Ein Emitterfolger, der durch die Transistoren Q11 und Q12 und eine Stromquelle, bestehend aus den Transistoren Q13 und Q14 und die Widerstände R13 und R14, gebildet wird, ist als ein Eingangspuffer mit den Basisanschlüssen der dritten emittergekoppeltlen Differentialtransistoren Q5 und Q6 ver bunden.

Ein Signal von einem Eingangsanschluß EIN wird über einen Gleichspannungs-Sperrkondensator C und den Eingangspuffer eingegeben, und aus der Frequenzteilung des Eingangssignals um 1/2 erhaltene Signale werden an Ausgangsanschlüsse AUS ausgegeben.

Die Basisanschlüsse der Transistoren Q11 und Q12 sind über Basisstromwiderstände R11 und R12 mit einer Versorgungsspan nung Vcc verbunden.

Fig. 5 zeigt die Eingangsspannungs-Empfindlichkeitscharakte ristik des dynamischen Frequenzteilers in Abhängigkeit von zu teilenden Frequenzen (den Frequenzen der in ihrer Fre quenz zu teilenden Eingangssignale). Entsprechend diesen Charakteristika liegt die Eingangsspannung mit der höchsten Empfindlichkeit bei 0,01 V oder darunter, und die Frequenz teilung kann innerhalb eines weiten Frequenzbereiches er folgen, wenn die Eingangsspannung bei 0,1 V oder höher liegt.

Es sei angenommen, daß die erste Stufe des Frequenzteilers 29 durch den dynamischen Frequenzteiler der Fig. 4 gebildet wird, und eine Eingangsspannung von 0,1 V oder mehr in den Frequenzteiler 29 eingegeben wird. In diesem Fall kann, wenn die Länge des kurzen Leiterabschnitts 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung zu λ/4 gewählt wird, und die Amplitude der Kollektorvorspannung des Transistors 11 auf 3 Vp-p ein gestellt wird, der Punkt, an dem der kurze Leiterabschnitt 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung (der Anschlußpunkt der Übertragungsleitung 27) an den Eingangsanschluß des Fre quenzteilers 29 angeschlossen wird, in einem Abstand von un gefähr λ/100 von dem kurzen Ende des kurzen Leiterabschnitts 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung gewählt werden.

Bei dieser Anordnung, bei der der kurze Leiterabschnitt 22 über die Übertragungsleitung 27 und den Gleichspannungs- Sperrkondensator 28 mit dem Eingangsanschluß des Frequenz teilers 29 verbunden ist, nimmt die Länge der Übertragungs leitung 27 auf der integrierten Schaltung zu. Selbst dann, wenn deshalb die eingangsseitige Last (Streukapazität oder Streuinduktivität) für den Frequenzteiler 29 zunimmt, werden die Charakteristika des VCO 10 durch diese Zunahme kaum beeinflußt.

Wie oben beschrieben, sind bei der Phasenregelvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der VCO 10 und der Frequenztei ler 29 auf einem einzigen integrierten Schaltungschip aus gebildet, und der Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 ist an einem Abschnitt in der Nähe des kurzen Endes des kur zen Leiterabschnitts 22 zum Anlegen einer Kollektorvorspan nung angeschlossen, dessen freies Ende mit dem Kollektor des Transistors 11 verbunden ist, der als der Ausgangsanschluß des VCO 10 dient.

Bei dieser Anordnung wird ein Ausgang von dem VCO 10 nur in geringem Maß als Leistung an den Frequenzteiler 29 übertra gen, aber eine Signalspannung wird über den kurzen Leiterab schnitt 22 zum Anlegen einer Kollektorvorspannung an den Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 übertragen. Da die Ausgangsleistung von dem VCO 10 nahezu ausschließlich an den Ausgangsanschluß 26 übertragen wird, ist nur wenig Leistung erforderlich.

Außerdem kann, da der VCO 10 durch die Eingangslast des Fre quenzteilers 29 kaum belastet wird, der VCO 10 unabhängig von dem Frequenzteiler 29 als eigene Einheit ausgelegt wer den. Sowohl der VCO 10 als auch der Frequenzteiler 29 können somit optimiert werden, was zu einer Verbesserung der Cha rakteristika der Phasenregelvorrichtung beiträgt.

Des weiteren muß bei dieser Ausführungsform, da der kurze Leiterabschnitt 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung des Transistors 11 in dem VCO 10 außerdem als kurzer Leiter abschnitt zur Kopplung des Ausgangsanschlusses des VCO 10 und des Eingangsanschlusses des Frequenzteilers 29 dient, kein weiterer kurzer Leiterabschnitt hinzugefügt werden. Da durch wird eine Vergrößerung des Platzbedarfs auf dem Chip vermieden.

Wenn der Frequenzteiler 29 eine zweistufige Anordnung auf weist, die durch einen dynamischen Frequenzteiler in der ersten Stufe und einem Master/Slave-Frequenzteiler in der zweiten Stufe gebildet wird, und der dynamische Frequenztei ler der ersten Stufe in einem Bereich hoher Eingangsspan nungsempfindlichkeit nach Fig. 5 betrieben wird, kann der Eingangsspannungspegel, der für die Funktion des Basisvor spannungsversorgungsanschlusses 20 erforderlich ist, herab gesetzt werden.

Durch diese Funktion kann auch dann, wenn der Eingangsspan nungsanschluß des Frequenzteilers 29 mit einem Punkt in der Nähe des kurzen Endes des kurzen Leiterabschnitts 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung verbunden ist, an dem der Spannungspegel niedrig ist, der Frequenzteiler 29 die Fre quenzteilung korrekt durchführen.

Als nächstes wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es ist anzumerken, daß bei der folgenden Aus führungsform gleiche Bezugszeichen die gleichen Enden be zeichnen wie in Fig. 1, und nur die abweichenden Punkte zwi schen dieser Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform beschrieben werden.

Zweite Ausführungsform

Fig. 6 zeigt die Anordnung eines VCO, eines Frequenzteilers für die Frequenzteilung eines Ausgangs von dem VCO, und deren periphere Abschnitte in einer Phasenregelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind gleichermaßen mindestens der VCO und der Frequenzteiler innerhalb eines einzigen MIC-Chip ausge bildet.

Die Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Aus führungsform dadurch, daß der Eingangsanschluß eines Fre quenzteilers 29 mit einem Abschnitt in der Nähe des kurzen Endes (Masseseite) eines kapazitiven kurzen Leiterabschnitts 21 verbunden ist, um den negativen Widerstand eines Transi stors 11 über eine Übertragungsleitung 27 und einen Gleich spannungs-Sperrkondensator 28 zu erhöhen.

In diesem Fall ist wie bei der ersten Ausführungsform der Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 vorzugsweise in einem Abstand von λ/8 oder weniger von dem kurzen Ende des kapazitiven kurzen Leiterabschnitts 21 angeschlossen.

Durch die Anordnung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der gleiche Effekt wie durch die erste Ausführungsform erhalten werden. Dies bedeutet, daß ein Ausgang von dem VCO 10 nur wenig auf die Seite des Frequenzteilers 29 gelangt, daß aber eine Signalspannung über den kapazitiven kurzen Leiterabschnitt 21 an den Eingangsanschluß des Frequenztei lers 29 übertragen wird. Die für einen Ausgang von dem VCO 10 erforderliche Leistung kann minimiert werden.

Außerdem kann, da der VCO 10 nicht durch die Eingangslast des Frequenzteilers 29 beeinflußt wird, der VCO 10 als eine einzelne Einheit unabhängig von dem Frequenzteiler 29 aus gelegt werden. Sowohl der VCO 10 als auch der Frequenzteiler 29 können somit optimiert werden.

Des weiteren kann, da der kapazitive kurze Leiterabschnitt 21, der mit dem Emitter des Transistors 11 des VCO 10 ver bunden ist, außerdem als kurzer Leiterabschnitt zur Ankopp lung des VCO 10 an den Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 dient, eine Vergrößerung der Chip-Fläche vermieden wer den.

Wenn der Frequenzteiler 29 so ausgebildet ist, daß er eine zweistufige Anordnung aufweist, die durch einen dynamischen Frequenzteiler in der ersten Stufe und einen statischen Master/Slave-Frequenzteiler in der zweiten Stufe gebildet wird, und der dynamische Frequenzteiler der ersten Stufe, wie bei der ersten Ausführungsform, in einem Eingangsspan nungs-Empfindlichkeitsbereich wie in Fig. 5 gezeigt betrie ben wird, kann der für die Funktion des Frequenzteilers 29 erforderliche Eingangsspannungspegel herabgesetzt werden. Selbst wenn damit der Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 an einem Punkt in der Nähe des kurzen Anschlusses des kapazitiven kurzen Leiterabschnitts 21 angeschlossen ist, an dem die Spannung niedriger ist, kann der Frequenzteiler 29 die Frequenzteilung korrekt durchführen.

Dritte Ausführungsform

Fig. 7 zeigt die Anordnung eines VCO, eines Frequenzteilers zur Frequenzteilung eines Ausgangs von dem VCO und deren periphere Abschnitte in einer Phasenregelvorrichtung ent sprechend der dritten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind der VCO und der Frequenzteiler wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform in einem einzigen MIC-Chip ausgebildet.

Bei dieser Ausführungsform sind der kurze Leiterabschnitt 15 zum Anlegen der Vorspannung an die Kapazitätsdiode, der kurze Leiterabschnitt 18 zum Anlegen der Basisvorspannung für den Transistor 11, der mit dem Emitter des Transistors 11 verbundene kurze kapazitive Leiterabschnitt 21 und der kurze Leiterabschnitt 22 zum Anlegen der Kollektorvorspannung in Fig. 3A bzw. 3B durch spiralförmige Induktionsspulen 31, 32, 33 und 34 ersetzt.

Bei dieser Ausführungsform ist, da die mit dem Emitter des Transistors 11 verbundene spiralförmige Induktionsspule 33 nicht zur Vergrößerung der negativen Last an dem Transistor 11 dient, der Emitter des Transistors 11 über einen Konden sator 35 geerdet, um den Lastwiderstand an dem Transistor 11 zu erhöhen.

Eine Übertragungsleitung 36 ist zwischen die spiralförmige Induktionsspule 34, einen Erdungskondensator 23 und einen Vorspannungsversorgungsanschluß 24 eingefügt. Der Eingangs anschluß eines Frequenzteilers 29 ist über eine Übertra gungsleitung 27 und einen Gleichspannungs-Sperrkondensator 28 mit dem Schaltungspunkt zwischen der spiralförmigen In duktionsspule 34 zum Anlegen der Kollektorvorspannung und der Übertragungsleitung 36 verbunden.

Wenn λ die Wellenlänge bei der Schwingungs-Mittenfrequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators 10 bezeichnet, wird die Länge der Übertragungsleitung 36 vorzugsweise zu λ/8 oder kürzer gewählt.

Die Erfindung kann auf diese Weise auch bei der Anordnung verwendet werden, bei der ein kurzer Leiterabschnitt durch ein Induktivitätselement wie z. B. eine spiralförmige Induk tionsspule ersetzt ist. Bei dieser Ausführungsform können die gleichen Effekte erzielt werden wie bei der ersten Aus führungsform, indem der Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 über die spiralförmige Induktionsspule 34 zum Anlegen der Kollektorvorspannung, die ein Induktivitätselement ist, mit dem VCO 10 verbunden wird.

Es ist anzumerken, daß eine kurze Übertragungsleitung zwi schen die spiralförmige Induktionsspule 33, die mit dem Emitter des Transistors 11 verbunden ist, und Masse einge fügt werden kann, und daß der Eingangsanschluß des Frequenz teilers 29 durch die Übertragungsleitung 27 und den Gleich spannungs-Sperrkondensator 28 in Fig. 7 mit dem Verbindungs punkt der Übertragungsleitung und der spiralförmigen Induk tionsspule 33 verbunden werden kann.

Vierte Ausführungsform

Fig. 8 zeigt die vierte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die in Fig. 7 zwischen die spi ralförmige Induktionsspule 34 zum Anlegen der Kollektorvor spannung, den Erdungskondensator 23 und den Versorgungsan schluß 24 für die Kollektorvorspannung eingefügte Übertra gungsleitung 36 durch eine spiralförmige Induktionsspule 37 ersetzt.

In diesem Fall wird die Induktivität der spiralförmigen In duktionsspule 37 kleiner gewählt als diejenige einer spiral förmigen Induktionsspule 34 zum Anlegen der Kollektorvor spannung. Insbesondere wird die Induktivität der spiralför migen Induktionsspule 37 vorzugsweise halb so groß wie die Induktivität der spiralförmigen Induktionsspule 34 zum An legen der Kollektorvorspannung oder noch kleiner gewählt.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei dem die Erfindung für die Anordnung verwendet wird, bei der der Pufferverstärker 6, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 angedeutet, an der Ausgangsseite des VCO 1 angeordnet ist. Im einzelnen zeigt Fig. 9 die Anordnung eines VCO, eines Frequenzteilers zum Frequenzteilen eines Ausgangs von dem VCO und eines an der Ausgangsseite angeordneten Pufferverstärkers. Bei die ser Ausführungsform sind mindestens der VCO, der Frequenz teiler und der Pufferverstärker in einem einzigen MIC-Chip ausgebildet.

Unter Bezug auf Fig. 9 wird ein Pufferverstärker 40 im we sentlichen durch einen Transistor 41 gebildet. Die Basis des Transistors 41 ist über einen Gleichspannungs-Sperrkonden sator 42 und eine Übertragungsleitung 43 mit dem Ausgangsan schluß eines VCO 10 verbunden.

Das heißt, daß der dem Ende der Übertragungsleitung 43 ent gegengesetzte Anschluß des Gleichspannungs-Sperrkondensators 42 mit dem Ende einer Übertragungsleitung 25 verbunden ist, die verwendet wird, um einen Ausgang von dem VCO 10 abzu greifen, und die mit einem Ende mit dem Kollektor eines Transistors 11 des VCO 10 verbunden ist.

Das freie Ende eines kurzen Leiterabschnitts 44 zum Anlegen einer Basisvorspannung ist mit einem Mittelabschnitt der Übertragungsleitung 43 verbunden, so daß der Leiterabschnitt von dieser abzweigt. Das kurze Ende des kurzen Leiterab schnitts 44 zum Anlegen der Basisvorspannung ist über einen Erdungskondensator 45 geerdet und außerdem mit einem Basis vorspannungsversorgungsanschluß 46 verbunden.

Der Emitter des Transistors 41 ist geerdet. Der Kollektor des Transistors 41 ist über eine Übertragungsleitung 47 zum Abgreifen eines Ausgangs von dem Pufferverstärker und einen Gleichspannungs-Sperrkondensator 48 mit einem Ausgangsan schluß 26 verbunden.

Das freie Ende eines kurzen Leiterabschnitts 50 zum Anlegen einer Kollektorvorspannung ist mit einem Mittelabschnitt der Übertragungsleitung 47 verbunden, so daß der Leiterabschnitt von diesem abzweigt. Das kurze Ende des kurzen Leiterab schnitts 50 zum Anlegen der Kollektorvorspannung ist über einen Erdungskondensator 51 geerdet und außerdem mit einem Kollektorvorspannungsversorgungsanschluß 52 verbunden.

Der Eingangsanschluß eines Frequenzteilers 29 ist über eine Übertragungsleitung 27 und einen Gleichspannungs-Sperrkon densator 28 mit einem Abschnitt in der Nähe des kurzen Endes des kurzen Leiterabschnitts 44 zum Anlegen der Basisvorspan nung des Transistors 41, der den Pufferverstärker 40 bildet, verbunden. Bei dieser Anordnung wird ein Signal mit einer Frequenz f/n, die der 1/n-te Teil einer Schwingungsfrequenz f des VCO 10 ist, an einem Ausgangsanschluß 30 des Frequenz teilers 29 erhalten.

Bei dieser Ausführungsform wird wie bei der oben beschriebe nen ersten Ausführungsform, wenn λ die Wellenlänge bei der Schwingungs-Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Oszilla tors bezeichnet, der Eingangsanschluß des Frequenzteilers 29 vorzugsweise in einem Abstand von λ/8 oder weniger von dem kurzen Ende des kurzen Leiterabschnitts 50 zum Anlegen der Kollektorvorspannung angeschlossen.

Wie oben beschrieben, sind bei dieser Ausführungsform der VCO 10, der Frequenzteiler 29 und der Pufferverstärker 40 auf einem einzigen IC-Chip ausgebildet, und der Eingangsan schluß des Frequenzteilers 29 ist an einem Abschnitt in der Nähe des kurzen Endes des kurzen Leiterabschnitts 44 zum An legen der Basisvorspannung für den Transistor 41 des Puffer verstärkers 40 angeschlossen.

Bei dieser Anordnung können die gleichen Wirkungen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen erreicht werden. Das heißt, von einem Ausgang des VCO 10 gelangt nahezu keine Leistung auf die Seite des Frequenzteilers 29, aber eine Signalspannung wird über den kurzen Leiterabschnitt 44 zum Anlegen der Basisvorspannung für den Transistor 41 des Puf ferverstärkers 40 an den Eingangsanschluß des Frequenztei lers 29 übertragen. Die Ausgangsleistung von dem VCO 10 wird ausschließlich an einen Ausgangsanschluß 49 des Pufferver stärkers 40 geliefert. Aus diesem Grund wird nur eine ge ringe Leistung für einen Ausgang von dem VCO 10 benötigt.

Außerdem kann, da der VCO 10 nicht von der Eingangslast des Frequenzteilers 29 beeinflußt wird, der VCO 10 unabhängig von dem Frequenzteiler 29 als eine einzelne Einheit konzi piert werden. Sowohl der VCO 10 als auch der Frequenzteiler 29 können daher optimiert werden, was zu einer Verbesserung der Charakteristika der Phasenregelvorrichtung beiträgt. Zu sätzlich kann, da der kurze Leiterabschnitt 44 zum Anlegen der Basisvorspannung für den Transistor 41 des Pufferver stärkers 40 außerdem als eine Eingangsleitung für den Fre quenzteiler 29 dient, eine Vergrößerung der Chipfläche ver mieden werden.

Wenn der Frequenzteiler 29 so ausgeführt ist, daß er eine zweistufige Anordnung aufweist, die durch einen dynamischen Frequenzteiler in der ersten Stufe und einen statischen Master/Slave-Frequenzteiler in der zweiten Stufe gebildet wird, und der dynamische Frequenzteiler in der ersten Stufe wie bei der ersten Ausführungsform in einem eingangsspan nungsempfindlichen Bereich gemäß Fig. 5 betrieben wird, kann wie bei der ersten Ausführungsform der für die Funktion des Frequenzteilers 29 benötigte Eingangsspannungspegel verrin gert werden.

Daher kann auch dann, wenn der Eingangsanschluß des Fre quenzteilers 29 an einem Punkt in der Nähe des kurzen Endes des kurzen Leiterabschnitts 44 für das Anlegen der Basisvor spannung, an dem die Spannung niedriger ist, angeschlossen wird, der Frequenzteiler 29 die Frequenzteilung korrekt vor nehmen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Charakteristika der Eingangsspannungsempfindlichkeit eines Frequenzteilers variabel gestaltet, so daß die Schwingungs frequenz eines VCO an die Frequenz der Frequenzteilung durch den Frequenzteiler angepaßt werden kann, die der höchsten Empfindlichkeit entspricht.

Durch diese Funktion kann die für die Frequenz benötigte Eingangsspannung verringert werden. Eine ähnliche Technik kann außerdem innerhalb eines weiten Frequenzbereichs ver wendet werden, indem die Charakteristika der Eingangsspan nungsempfindlichkeit des Frequenzteilers beliebig verändert werden. Diese Technik wird sogar einem Fall gerecht, bei dem die Charakteristika der Eingangsspannungsempfindlichkeit des Frequenzteilers stark von den Gestaltungscharakteristika ab weichen.

Wie oben beschrieben, sind bei der Phasenregelvorrichtung der Erfindung der spannungsgesteuerte Oszillator, der Fre quenzteiler und die Pufferverstärker innerhalb eines einzigen integrierten Schaltungschips ausgebildet, und der Ein gangsanschluß des Frequenzteilers ist an einem Punkt in der Nähe des kurzen Endes des kurzen Leiterabschnitts ange schlossen, dessen freies Ende an dem spannungsgesteuerten Oszillator angeschlossen ist, oder der Eingangsanschluß des Frequenzteilers ist mit dem spannungsgesteuerten Oszillator durch ein Induktivitätselement verbunden, oder der Eingangs anschluß des Frequenzteilers ist mit einem Abschnitt in der Nähe des kurzen Endes des kurzen Leiterabschnitts für das Anlegen der Vorspannung für den Pufferverstärker verbunden. Durch diese Anordnung kann die Ausgangsleistung des span nungsgesteuerten Oszillators verringert werden, während gleichzeitig eine hohe Leistungsfähigkeit aufrechterhalten bleibt. Außerdem erfordert diese Anordnung weder eine Hy bridschaltung noch einen Leistungsteiler zur Verteilung der Ausgangsleistung von dem spannungsgesteuerten Oszillator an die Ausgangsseite und die Frequenzteilerseite.

Entsprechend der Anordnung der Erfindung gelangt nahezu keine Ausgangsleistung von dem spannungsgesteuerten Oszilla tor auf die Seite des Frequenzteilers, aber eine Signalspan nung wird zuverlässig an den Frequenzteiler übertragen. Der Frequenzteiler kann betrieben werden, ohne daß die Ausgangs leistung des spannungsgesteuerten Oszillators erhöht werden muß.

Außerdem kann, da der spannungsgesteuerte Oszillator nicht durch die Eingangslast des Frequenzteilers beeinflußt wird, der spannungsgesteuerte Oszillator unabhängig von dem Fre quenzteiler als einzelne Einheit konzipiert werden. Sowohl der spannungsgesteuerte Oszillator als auch der Frequenztei ler können optimiert werden, und das Leistungsverhalten der Phasenregelvorrichtung kann verbessert werden.

Des weiteren kann dann, wenn der Frequenzteiler so ausgebil det ist, daß er eine zweistufige Anordnung hat, die durch einen dynamischen Frequenzteiler in der ersten Stufe und einen statischen Master/Slave-Frequenzteiler in der zweiten Stufe gebildet wird, und der dynamische Frequenzteiler in der ersten Stufe in einem Empfindlichkeitsbereich für hohe Eingangsspannungen betrieben wird, der für die Funktion des Frequenzteilers erforderliche Eingangsspannungspegel herab gesetzt werden. Aus diesem Grund kann bei der Erfindung auch dann, wenn der Eingangsanschluß des Frequenzteilers an einem Punkt angeschlossen ist, an dem der Spannungspegel niedrig ist, der Frequenzteiler die Frequenzteilung ohne weiteres durchführen.

Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen sind dem Fachmann ohne weiteres geläufig. Die Erfindung ist daher in ihrem weiteren Umfang nicht auf die hier aufgezeigten und beschriebenen spezifischen Einzelheiten und die dargelegten repräsentati ven Ausführungsformen beschränkt. Dementsprechend sind viel fältige Abwandlungen möglich, ohne den Grundgedanken oder den Geltungsbereich des allgemeinen erfinderischen Konzepts, wie es in den beigefügten Ansprüchen und deren Entsprechun gen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Analoge Phasenregelvorrichtung mit:
einem spannungsgesteuerten Oszillator (10) mit einem kurzen Leiterabschnitt (22) und einem Transistor (11) zur Ausgabe eines Ausgabesignals, wobei ein Ende des kurzen Leiterabschnittes mit dem Kollektor des Transistors (11) und das andere Ende des kurzen Leiterabschnittes mit einer Vorspannungsquelle (Vc) verbunden ist, um eine Vorspannung an den Transistor anzulegen;
einem Frequenzteiler (29), dessen Eingangsanschluß mit dem kurzen Leiterabschnitt (22) verbunden ist, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator (10) und der Frequenzteiler (29) innerhalb eines einzelnen integrierten Schaltungschips ausgebildet sind;
einem Phasenvergleicher (4) zum Vergleich einer Ausgabe des Frequenzteilers (29) mit der Phase eines Bezugssignals; und
einem Steuermittel (17) zur Steuerung einer Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (10) beruhen auf der Ausgabe des Phasenvergleichers (4).

2. Analoge Phasenregelvorrichtung mit:
einem spannungsgesteuerten Oszillator (10) mit einem kurzen Leiterabschnitt (21) und einem Transistor (11) zur Ausgabe eines Ausgabesignals, wobei ein Ende des kurzen Leiterabschnitts (21) mit dem Emitter des Transistors (11) und das andere Ende des kurzen Leiterabschnitts mit Masse verbunden ist;
einem Frequenzteiler (29), dessen Eingangsanschluß mit dem kurzen Leiterabschnitt (21) verbunden ist, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator (10) und der Frequenzteiler (29) in einem einzelnen integrierten Schaltungschip gebildet sind;
einem Phasenvergleicher (4) zum Vergleich einer Ausgabe des Frequenzteilers (29) mit einer Phase des Bezugssignals; und
Steuermitteln (17) zur Steuerung einer Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (10) beruhend auf der Ausgabe des Phasenvergleichers (4).

3. Analoge Phasenregelvorrichtung mit:
einem spannungsgesteuerten Oszillator (10) zur Ausgabe eines Ausgabesignals;
einem Pufferverstärker (40) mit einem Transistor zur Verstärkung des Ausgabesignals des spannungsgesteuerten Oszillators (10) und einem kurzen Leiterabschnitt (44), dessen eines Ende mit dem Basisanschluß des Transistors und dessen anderes Ende mit einer Vorspannungsquelle verbunden ist, um eine Vorspannung an den Transistor anzulegen;
einem Frequenzteiler (29), dessen Eingabeanschluß mit dem kurzen Leiterabschnitt (44) verbunden ist, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator (10), der Pufferverstärker (40) und der Frequenzteiler (29) in einem einzelnen integrierten Schaltungschip ausgebildet sind;
einem Phasenvergleicher (4) zum Vergleich einer Ausgabe des Pufferverstärkers (40) mit einer Phase des Bezugssignals;
und Steuermitteln (17) zur Steuerung einer Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (10) beruhend auf der Ausgabe des Phasenvergleichers (4).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) mit dem kurzen Leiterabschnitt (22, 21, 44) mit einem Abstand nicht größer als λ/8 von dem Transistor abgewandten Ende des kurzen Leiterabschnitts (22, 21, 44) verbunden ist, wenn die Wellenlänge einer mittleren Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (10) durch λ dargestellt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei der das vom Transistor entfernte Ende des kurzen Leiterabschnitts (22, 44) über einen Kondensator (23, 45) geerdet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei der der kurze Leiterabschnitt (22, 44) eine Länge von λ/4 hat, wenn die Wellenlänge der mittleren Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 10 durch λ gegeben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der kurze Leiterabschnitt (21) eine Länge von 3 λ/8 hat, wenn die Wellenlänge einer mittleren Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 10 durch λ gegeben ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Eingabeanschluß des Spannungsteilers (29) an einer Position verbunden ist, an der Änderungen der Impedanz auf Seiten des Frequenzteilers (29), betrachtet vom Transistor (11, 41) unterdrückt werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der kurze Leiterabschnitt (22, 21, 44) eine Mikrostreifenleitung ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die des weiteren einen Kondensator (28) aufweist, der zwischen dem kurzen Leiterabschnitt (22, 21) des spannungsgesteuerten Oszillators (10) und dem Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) vorgesehen ist, um einen Gleichstromanteil eines Signals abzuschneiden, das dem Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) eingegeben wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, die des weiteren einen Kondensator (28) aufweist, der zwischen dem kurzen Leiterabschnitt (44) des Pufferverstärkers (40) und dem Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) vorgesehen ist, um einen Gleichstromanteil des Signals abzuschneiden, das dem Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) eingegeben wird.

12. Analoge Phasenregelvorrichtung mit:
einem spannungsgesteuerten Oszillator (10) mit einem ersten induktiven Element (34) und einem Transistor (11) zur Ausgabe eines Ausgabesignals, wobei ein Ende des ersten induktiven Elementes (34) mit dem Kollektor des Transistors (11) und das andere Ende des ersten induktiven Elementes (11) mit einer Vorspannungsquelle verbunden ist, um eine Vorspannung an den Transistor (11) anzulegen;
einem Frequenzteiler (29), dessen Eingabeanschluß mit dem Kollektor über das erste induktive Element (34) verbunden ist, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator (10) und der Frequenzteiler (29) innerhalb einem einzelnen integrierten Schaltungschip ausgebildet sind;
einem Phasenvergleicher (4) zum Vergleich einer Ausgabe des Frequenzteilers (29) mit einer Phase eines Bezugssignals; und
einem Steuermittel (17) zur Steuerung einer Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators beruhend auf der Ausgabe des Phasenvergleichers (4).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die des weiteren eine Übertragungsleitung (36) aufweist, deren eines Ende mit dem ersten induktiven Element (34) und deren anderes Ende mit Masse verbunden ist, und wobei der Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) zwischen dem ersten induktiven Element (34) und der Übertragungsleitung (36) geschaltet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das geerdete Ende der Übertragungsleitung über einen Kondensator (23) geerdet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Übertragungsleitung (36) eine Länge nicht größer als λ/8 hat, wenn die Wellenlänge der mittleren Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (10) durch λ gegeben ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, die des weiteren einen Kondensator (28) aufweist, der zwischen dem ersten induktiven Element (34) und dem Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) vorgesehen ist, um eine Gleichstromkomponente eines Signals abzuschneiden, das dem Eingabeanschluß des Frequenzteilers (29) eingegeben wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, die des weiteren ein zweites induktives Element (37) aufweist, dessen eines Ende mit dem ersten induktiven Element (34) und dessen anderes Ende mit Masse verbunden ist.