DE2018128A1 - Frequenzsyntheseschaltung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz βοοο München 6o. 15.April 1970

Dr. Gertrud Hauser Dipl.-ΐης. Gottfried Leiser

Patentanwälte T*ltgramm*i labyrinth MOndim

T.l.fon: 83 15 10 PottadMckkoalot MBndMn 117078

Unser Zeichen: P 2070

THE PLBSSEY COMPANY LIMITED

2/60 Vicarage Lane, Ilford, Essex, Grossbritannien

Frequenzsyntheseschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf Frequenzsynthesesehaltungen, bei denen ein von einem frequenzgeregelten Oszillator geliefertes Ausgangssignal durch einen einstellbaren Frequenzteiler verändert wird, damit eines der beiden Eingangssignale einer Phasen-oder Prequenzvergleichs schaltung erhalten wird, deren anderes Eingangssignal eine Bezugsfrequenz ist, wobei ein von der Vergleichsschaltung abgegebenes Steuersignal dazu verwendet wird, die Ausgangsfrequenz derart zu regeln, dass jede Frequenzdifferenz zwischen den beiden Eingangssignalen der Vergleichsschaltung beseitigt wird, und wobei die Frequenz des frequenzgeregelten Oszillators entsprechend der Einstellung des Frequenzteilers einstellbar ist.

Frequenzsyntheseschaltungen der zuvor angegebenen Art können digitale Syntheseschaltungen mit einer einzigen Schleife sein, bei denen zur Erzielung von verhältnismässig kleinen Frequenzabstufungen eine niedrige Bezugsfrequenz verwendet werden muss, weshalb die Abstimmung und die Korrektur unerwünschter Frequenzabweichungen in dem frequenzgeregelten Oszillator sehr langsam erfolgen.

Lei/Ba

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Solche Syntheseschaltungen .müssen sich unvermeidlich auf die kurzzeitige Eigenstabilität des frequenzgeregelten Oszillators verlassen. In den britischen Patentanmeldungen 13 331/69 und 30 796/68 sind Anordnungen beschrieben, bei denen versucht wird, den frequenzgeregelten Oszillator mit einer schnelleren Regelschleife zu regeln. Bei diesen Systemen wird mit grösseren Stufen in einer Hauptfrequenzteiler-Regelschleife gearbeitet, wodurch die Verwendung einer verhältnismässig hohen Bezugsfrequenz möglich wird. Bei keinem dieser früheren Systeme besteht .jedoch die Möglichkeit der Einführung einer stetig veränderlichen Interpolationsfrequenz, die für manche A_nwendungsfälle erforderlich ist.

Die erfindungsgemässe Frequenzsyntheseschaltung der eingangs angegebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Lieferung der Bezugsfrequenz eine Mischstufe vorgesehen ist, der einer seits das Ausgangssignal eines Steueroszillators und andrerseite das Ausgangssignal eines frequenzeinstellbaren Oszillators über einen zweiten einstellbaren -Frequenzteiler zugeführt werden, und dass der Teilerfaktor des zweiten einstellbaren Frequenzteilers so'bemessen ist, dass er in einer festen Beziehung zu dem Teilerfaktor des ersten einstellbaren Frequenzteilers steht.

Bei der erfindungsgemässen Frequenzsyntheseschaltung kann die Frequenz des frequenzgeregelten Oszillators stetig oder in sehr kleinen Stufen veränderlich sein, und sie kann einfach durch Einstellung des frequenzeinstellbaren Oszillators gesteuert werden. *

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, deren einzige -ü'igur das Blockschaltbild einer nach der Erfindung ausgeführten Frequenzsyntheseschaltung zeigt.

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Die Frequenzsyntheseschaltung enthält eineifrequenzgeregelten Oszillator 1, einen einstellbaren Frequenzteiler 2 una eine Phasenvergleichsschaltung 3, die zur Bildung einer Hauptfrequenzteiler-Regelschleife hintereinander geschaltet sind. Eine Bezugsfrequenz für die Phasenvergleichaschaltung 3 wirä von einer Mieoaetufe 4 geliefert und der Phasenvergleichsschaltung 3 über ein Filter 5 zugeführt. Dem einen Eingang der Mischstufe 4 wird das Ausgangssignal eines Steueroszillators 6 zugeführt, während das Ausgangssignäl eines einstellbaren Oszillators 7 über einen zweiten einstellbaren Frequenzteiler 8 zum anderen Eingang der Mischstufe 4 geliefert wird.

Es ist,erkennbar, dass die der Phasenvergleichsschaltung 3 zugeführte Bezugsfrequenz multipliziert mit dem Teilerfaktor des einstellbaren Frequenzteilers 2, gleich der am Ausgang 9 abgegebenen Ausgangsfrequenz des frequenzgeregelten Oszillators 1 ist. Somit verursacht jede Änderung der der Phasenvergleichsschaltung 3 zugeführten Bezugsfrequenz eine Frequenzänderung am Ausgang 9» die gleich der Änderung der Bezugsfrequenz, multipliziert mit dem Teilerfaktor des einstellbaren Frequenzteilers 2 ist. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, eine stetig veränderliche Ausgangsfrequenz mit beständiger Eichung am Ausgang 9 einfach dadurch zu erhalten, dass eines der beiden Eingangssignale der Mischstufe 4 verändert wird. Zur Vermeidung dieses Problems ist der zweite einstellbare Frequenzteiler 8 zwischen den frequenzeinstellbaren Oszillator 7 und die Miachstufe 4 eingefügt, und es wird dafür gesorgt, dass der Teilerfaktor des einstellbaren Frequenzteilers 8 stets gleich dem Teilerfaktor des einstellbaren Frequenzteilers 2 ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass durch eine mechanische oder elektrische Kopplung ein gemeinsamer Betrieb der Frequenzteiler 8 und 2 erzwungen wird.

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Mit diesen Massnahmen gilt:

^f1 ^{s Μ}^δ ⁺ .^M^{1 } = M} * ^f6 ^{+ f}7

Darin siad M die Seilerfaktorea der Iraq, uenst eiler 2 und 8, die stets gleieh sind, te die iPreaueBs des Steueroszillators 6 und f~ die Erequeas äes freq&eogeisstelXbaren Oscillators

Wenn dann die irequesz f™ des frequence instellbaren Osaillators geändert wird» afldiert sioh einfach der betreffende Wert zu dem Glied, M · f_g ia der Ausgangsfrequens f₁ aos Ausgang 9^ und dieser Wert ist unabhängig τοπ Μ ^β fg·

In der Praxis ist es ungünstig, den frecpeaseiüstellbaren Oszillator eaä die Mischstuf© so auszubilden, dass sie bis herunter zu der !frequenz lull arb©iten, wie es notwendig wäre, wenn f« το ω O Ms 1 MEz- veräßäeriloh wäre, fioch besteht kein Grund dafür, warua die Freqiieng f« nicht eine koastante Frequensstufe enthalten sollte,,

Das Teilerverhältßis M der Erequeostsilsr kano daün entsprechend bemessen werden^ öaait ä.t©se konstante Prequenzstufe berücksichtigt feiirö_o ¥esü beiipiels^eis© as Ausgang 9 eine Ausgangeirequa ns beoötigt wird_s die yqü §0 bis 51 MHs stetig veränderlich ist₉ k&ü.ü der jfreqsienseinstsllbare Ossiilator 7 iron 2-»bis 3 Mlfe einstellbar seio₈ und der Teilerfaktor M wirä bei einer Steuerossillatorfrecsugias f^ - rnn 1 Mg auf 48 eingestellte ¥©r©nsgesetEt_s aase fl,i© Beziehung zvjischea üeü Seilerfsktorea der Freqiisnstellej^ 2 Heel S koQstaat gehalten wirä₈ ergeben siob. die Yorteiie exngr bestäiirügen SiohuDg ¥OE2 selbst„ Die 0""eilerfal2toz^irsa äas? Ereq'ististeilQE 8 und 2 raüssen sieht unbedingt glsicb- ®@iCj solange das Tsrhältßis zwisehes diesen Seilsrfsatorfea boastsiEt bleibte Beispielsweise kann rler 2eils2?fa[i;ü3Z? des .?ϊ?3^ιϊρώ25·=> tellers S d©a V/ssst G ° 13 ti£bea_s wosiQ 5 ^is·® ΕνΏεϊ&ίζύΘ ί&%

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und M den Teilerfaktor des Frequenzteilers 2 darstellt. Die Ausgangsfrequenz f. ist dann M · f,- + —π— . Somit wird die zu dem Glied M · fg addierte Frequenz f„ lediglich durch eine Konstante verändert und von dem Teilerfaktor M nicht beeinflusst.

Das beschriebene System ist sehr vielseitig. Es kann als Megahertz-Ausgangswählstufe mit Interpolation durch einen geeichten, stetig durchstimmbaren Oszillator verwendet werden, oder die Interpolation kann von einer digitalen Syntheseschaltung mit einfacher Schleife erhalten werden, die bei einer verhältnismässig niedrigen Frequenz arbeitet, oder es ist auch möglich, die Interpolation durch einen ähnlichen digitalen Block zu liefern, der von einer Eeihe von weiteren Blöcken gespeist wird, von denen jeder eine oder sogar zwei Dekaden liefert, wodurch eine sehr schnelle Abstimmung bis herab zu einer Millisekunde pro Dekade erhalten wird. In allen Fällen können die Oszillatorbereiche so bemessen werden, dass die optimalen Ergebnisse erhalten werden und die .jeweils gestellten Anforderungen erfüllt werden.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Frequenzsyntheseschaltung mit einem frequenzgeregelten Oszillator, einem einstellbaren Frequenzteiler,' äer das Ausgangssignal des frequensgeregelten Oszillators empfängt, einer Phasen- oder Frequenzvergleichsschaltung, die einerseits das Ausgangssignal des Frequenzteilers und andrerseits eine Bezugsfrequenz empfängt und ein Steuersignal abgibt, das dem Frequenzsteuereingang des frequenzgeregelten Oszillators zugeführt wirft und dessen Frequenz so beeinflusst, dass jede Frequenssdifferens in den Eingapgssignalen der Vergleichssohaltung beseitigt wird, wobei die frequenz des Oszillators entsprechend äer Einstellung des Frequenzteilers einstellbar ist, daduroh gekennzeichnet, dass zur Lieferung der Bezugsfrequenz eine Misehstufe vorgesehen ist, der einerseits das Ausgangesignal eines Steueroszillators und andrerseits das Ausgaagssigßal eines frequenzeinstellbaren Oszillators über ©inen zweiten einstellbaren Frequenzteiler zugeführt werden^ und dass der !Deilerfaktor des zweiten einstellbaren Frequenzteilers so bemessen iat, dass er in einer ■ festen Beziehung zu dem 2eil©rfaktor des ersten einstellbaren Frequenzteilers steht,

   2, Frequenssyntheseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,""dass die Teilerfaktoren äer beiden Frequenzteiler gleich sind,,

   3« Frequenzsyntheseschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenngeichnetj dass die beiden Frequensteiler elektrisch oder mechanisch gekoppelt sind»

   4» Frequenzsyntheseschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, fiass zwisöhen äen Ausgang

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   der Mischstufe und den einen Eingang der Vergleichsschaltung ein filter eingefügt ist.

   5· Frequenzsyntheseschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der frequenzeinatellbare Oszillator über einen vorbestimmten Frequenzbereich stetig einstellbar ist.

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