DE2227698B2 - Frequenzgenerator mit einem Synthesizer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Frequenzgenerator mit einem Synthesizer, bei dem die Frequenz eines freischwingenden Oszillators von einem Bezugsoszillator über eine Schleife mit einem feststehenden Teiler, einem Mischer und einem programmierbaren Frequenzteiler gesteuert wird, die das Ergebnis des Vergleichs zwischen einer Bezugsfrequenz und der Frequenz liefert, die sich aus der Teilung des Gemisches der Frequenz des freischwingenden Oszillators mit der Bezugsfrequenz ergibt.

Bei einem solchen Frequenzgenerator ist der Teilungsfaktor, den der programmierbare Frequenzteiler ausführen muß, immer dann groß, wenn der zu erreichende Frequenzsprung verhältnismäßig gering ausfällt, wie dies allgemein der Fall ist. Es wurde daher vorgeschlagen, zwischen dem Bezugsoszillator und den in der Schleife liegenden Phasenkomparator einen Teiler zu schalten, der den gleichen Teilungsfaktor wie ein feststehender Teiler einführt. Infolge des geringen zu unterdrückenden Frequenzwertes führt bei einem solchen Frequenzgenerator die Herstellung des Filters zu Schwierigkeiten, das in allen Fällen dem freischwingenden Oszillator vorgeschaltet ist.

Es wurde auch vorgeschlagen, die Leitung, die den freischwingenden Oszillator mit dem programmierbaren Frequenzteiler verbindet, nicht nur über einen feststehenden Teiler, sondern über einen zwischengeschalteten Mischer zu führen, der mit seinem anderen Eingang an den Bezugsoszillator derart angeschlossen ist, daß infolge der Frequenzumsetzung der vom programmierbaren Frequenzteiler eingeführten Teilungsfaktor gering bleibt, obwohl die Grenzfrequenz des Filters, das zwischen dem Komparator und dem freischwingenden Oszillator liegt, hoch ist. Bei einer derartigen Anordnung ist es jedoch erforderlich, hinter dem Mischer ein Filter anzuordnen, dessen Funktion darin liegt, nur die Frequenz durchzulassen, die sich aus der Differenz zwischen der aus dem feststehenden Teiler austretenden Frequenz und der Bezugsfrequenz ergibt. Dieses Filter soll die Eirigangsfrequenz, die Summenfrequenz und die Vielfachfrequenzen, die am ■> Mischerausgang ebenfalls zur Verfügung stehen, unterdrücken.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich auch darin, daß die Ausgangssignale sehr schwer bezüglich des Pegelwertes an den Eingang des programmierbaren Frequenzteilers anpaßbar sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzgenerator mit einem Synthesizer zu schaffen, bei dem die Notwendigkeit des Einsatzes des erwähnten Filters entfällt. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs erwähnten Frequenzgenerator erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem programmierbaren Frequenzteiier ein Frequenzsubtraktor vorgeschaltet ist, der aus einer Kippstufe besteht, welche einerseits mit der Bezugsfrequenz vom Bezugsoszillator und andererseits mit der vom freischwingenden Oszillator über den feststehenden Teiler gelieferten Frequenz beaufschlagt wird und eine aus der Subtraktion der beiden Frequenzen bestehende Ausgangsfrequenz an den programmierbaren Frequenzteiler anlegt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Bezugsfrequenz am Synchroneingang und die geteilte Frequenz vom freischwingenden Oszillator am Asynchroneingang der Kippstufe anliegt.

Bei einer solchen Ausgestaltung der Erfindung ergibt

sich der Vorteil, daß wegen der Verwendung einer

Kippstufe an dem Ausgang des Frequenzsubtraktors im

wesentlichen keine anderen Frequenzen als die

Differenzfrequenz der angelegten Eingangsfrequenzen

auftritt. Diese Differenzfrequenz ist eine Impulsfre-

^J5 quenz und daher an den Eingang des programmierbaren Frequenzteilers angepaßt bzw. mit dem geforderten Eingangssignal kompatibel.

Ferner ergibt sich der Vorteil, daß die bisher notwendige Filterung entfällt, wodurch der Frequenzgenerator sehr viel einfacher in Form einer integrierten Schaltung aufgebaut werden kann.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 den Frequenzsubtraktor in schematischer Darstellung;

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Frequenzsubtraktors;

Fig.3 ein Blockdiagramm des Frequenzgenerators mit einem Synthesizer gemäß der Erfindung.

Der in F i g. 1 dargestellte Frequenzsubtraktor besteht aus einer elektronischen Kippstufe B mit einem Synchroneingang el und einem Asynchroneingang bzw. Dateneingang Λ.

Auf den Synchroneingang el wird eine Impulsfrequenz gemäß der Frequenz Γ nach Fig. 2 und auf den Asynchroneingang e2 eine Impulsfrequenz gemäß der Frequenz D nach F i g. 2 übertragen. Für die Flanke a\ der Impulsfrequenz T hat die Impulsfrequenz D im gewählten Beispiel den logischen Zustand 1. Befindet sich der Ausgang Q der Kippstufe im logischen Zustand 1, so bleibt dieser in diesem Zustand, wie der für QX aus der F i g. 2 hervorgeht. Für die Flanke a2, die von der ""' Flanke al um den Wert einer Periode der Impulsfrequenz T entfernt ist, ergibt sich der Zustand 0 für die Impulsfrequenz D. Der Zustand der Impulsfrequenz am Ausgang Q hat demnach den Zustand 0, wie für Q2 aus

Fi g. 2 hervorgeht. Für die Flanken a3, iA und a5 liegen die logischen Zustände der Impulsfrequenz D auf 0, so daß die Impulsfrequneßßenz Q ebenfalls den Zustand O beibehält. Demgegenüber liegt für die Flanke a6 der Impulsfrequenz D der Zustand 1 an, wogegen die Impulsfrequenz C wiederum den Zustand 1 annimmt, wie für Q3 aus F i g. 2 hervorgeht.

Innerhalb des gewählten Beispiels verhalfen sich die Impulsfrequenzen Tund D zueinander wie 6 :5 und die Impulsfrequenz Q zu den Frequenzen Tund D wie 1 :6 und 1 :5. Die Kippstufe arbeitet somit als Frequenzsubtraktor. Sie führt demnach die Subtraktion zweier Frequenzen aus, von denen eine zwischen der Hälfte und dem doppelten Wert der anderen Frequenz liegt.

In Fig.3 ist schematisch ein als Synthesizer aufgebauter Frequenzgenerator gezeigt, der den erfindungsgemäßen Frequenzsubtraktor einschließt. Mit 10 is» ein freischwingender Oszillator bezeichnet, dessen Ausgang mit einem feststehenden Frequenzteiler 11 verbunden ist, der einen Teilungsfaktor 1 einführt. Das Ausgangssignal des Mischers 11 wird über den Eingang 13, wobei es sich um den Synchroneingang der Kippstufe B handelt, an einen Digital-Mischer 12 angelegt. Der andere Eingang 14 der Kippstufe B bzw. der Asynchroneingang oder Dateneingang ist mit einem Bezugsoszillator 15 verbunden. Entsprechend einer Variante einer Ausführungsform können die Eingänge der Kippstufe auch vertauscht sein. Der erfindungsgemäß aufgebaute Digital-Mischer 12 ist ohne Zwischen-Schaltung eines Filters direkt über eine Leitung mit einem programmierbaren Frequenzteiler 17 verbunden, der einen Teilungsfaktor einführt, der in Abhängigkeit von einer von einer Einstellvorrichtung 18 eingegebenen Einstellung veränderbar ist. Diese Einstellvorrichtung 18 ist über eine Leitung 19 mit dem Frequenzteiler 17 verbunden.

Der Ausgang 20 des programmierbaren Teilers 17 ist an einem Phasenkomparator 21 angeschlossen, dessen anderer Eingang 22 an einem feststehenden Teiler 23 liegt, der im Vergleich zu 1 einen größeren Teilungsfaktor k einführt und der mit dem Bezugsoszillator 15 verbunden ist. Der Ausgang des Phasenkomparator 21 wird über ein Filter 24 an den Oszillator 10 zu dessen Frequenzkontrolle übertragen. Das Filter 24 besitzt eine verhältnismäßig hohe Grenzfrequenz. Die zusammengesetzte Frequenz liegt am Nutzausgang 25 an.

Der erfindungsgemäß aufgebaute Frequenzgenerator kann im Fernmelde- bzw. Funknavigationseinrichtungen Verwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Frequenzgenerator mit einem Synthesizer, bei dem die Frequenz eines freischwingenden Oszillators von einem Bezugsoszillator über eine Schleife mit einem feststehenden Teiler, einem Mischer und einem programmierbaren Frequenzteiler gesteuert wird, die das Ergebnis des Vergleichs zwischen einer Bezugsfrequenz und der Frequenz liefert, die sich aus der Teilung des Gemisches der Frequenz des freischwingenden Oszillators mit der Bezugsfrequenz ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß dem programmierbaren Frequenzteiler (17) ein Frequenzsubtraktor (Digitalmischer 12) vorgeschaltet ist, der aus einer Kippstufe (B) besteht, welche einerseits mit der Bezugsfrequenz vom Bezugsoszillator (15) und andererseits mit der vom freischwingenden Oszillator (10) über den feststehenden Teiler (11) gelieferten Frequenz beaufschlagt wird und eine aus der Subtraktion der beiden Frequenzen bestehende Ausgangsfrequenz an den programmierbaren Frequenzteiler (17) anlegt.

2. Frequenzgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenz am Synchroneingang (el) und die geteilte Frequenz vom freischwingenden Oszillator (10) am Asynchroneingang (e2) der Kippstufe anliegt.