DE2251388A1 - HIGH FREQUENCY DIVIDER - Google Patents

HIGH FREQUENCY DIVIDER

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DE2251388A1
DE2251388A1 DE19722251388 DE2251388A DE2251388A1 DE 2251388 A1 DE2251388 A1 DE 2251388A1 DE 19722251388 DE19722251388 DE 19722251388 DE 2251388 A DE2251388 A DE 2251388A DE 2251388 A1 DE2251388 A1 DE 2251388A1
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capacitance diode
capacitor
capacitance
output
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DE19722251388
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German (de)
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Maurice Ernest Leopol Marchand
Christian Henri Petitjean
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International Standard Electric Corp
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International Standard Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
    • H03B19/16Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source using uncontrolled rectifying devices, e.g. rectifying diodes or Schottky diodes

Landscapes

  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

Patentanwalt
7 Stuttgart 3o
Kurze Straße 8
Patent attorney
7 Stuttgart 3o
Short street 8

CH. Petit jean - M.E. L. Marchand -2-1CH. Petit jean - M.E. L. Marchand -2-1

STAHDAED ELEGTEIC COBPOEATION, NEW XOEKSTAHDAED ELEGTEIC COBPOEATION, NEW XOEK

HochfrequenzteilerHigh frequency divider

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzteiler, an dessen Ausgang wahlweise die Eingangsfrequenz- oder die durch η gebeilte Eingangsfrequenz abnehmbar ist.The invention relates to a high frequency divider the output of which can be either the input frequency or the input frequency given by η.

Frequenzteiler für !Frequenzen über 5oo MHz benötigt man insbesondere bei den Frequenzaufbereitungsschaltungen, auch Synthesizer genannt. Die !Frequenzaufbereitung ist allgemein eine Einrichtung mit der eine Spektrallinie eines diskontinuierlichen Spektrums vorgegebener stabiler Frequenzen gewonnen wird, wobei die stabilen Frequenzen das Vielfache einer Bezugsfrequenz sind, die/von einem hochstabilen Bezugsgenerator erzeugt wird. Frequency divider required for frequencies above 5oo MHz in particular with frequency processing circuits, also called synthesizers. The! Frequency processing is generally a device with which a spectral line of a discontinuous Spectrum of predetermined stable frequencies is obtained, the stable frequencies multiples a reference frequency generated by / by a highly stable reference generator.

5.1o. 19725.1o. 1972

J Ü <3 8 I B /I>7 S 5J Ü <3 8 I B / I> 7 S 5

C.H.Petitjean -2-1 - 2 -C.H. Petitjean -2 -1 - 2 -

Das Frequenzspektrum wird dabei häufig von einem spannungsgesteuerten Oszillator erzeugt, dessen Frequenz F mittels eines veränderbaren Teilers durch N geteilt wird. Das Signal mit der Frequenz F/N wird in Frequenz und Phase mit einem Bezugssignal F in zwei Vergleichern verglichen· Die Ausgangssignale dieser Vergleicher gelangen auf den spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), um diesen so zu steuern, daß er auf der Frequenz F=N.F schwingt. Hierbei dient die erste Spannung zur Grobeinstellung und die zweite zur Feineinstellung, d.h. zur Phasensynchronisation.The frequency spectrum is often generated by a voltage-controlled oscillator, whose Frequency F is divided by N using a variable divider. The signal with the frequency F / N is compared in frequency and phase with a reference signal F in two comparators · The output signals this comparator goes to the voltage controlled oscillator (VCO) to this so that it is on the frequency F = N.F swings. The first voltage is used for coarse adjustment and the second for fine adjustment, i.e. for phase synchronization.

Da Synthesizer mit.Digital-Teilern oberhalb 15° MHz nicht mehr brauchbar sind, ist es erforderlich, dem Ausgang des Synthesizers eine Reihe Vervielfacher nachzuschalten, wenn höhere Frequenzen erzeugt werden sollen. Bei dem TACAN-System, das mit 1 GHz arbeitet, ist daher ausgehend von einer Maximai-Frequenz von 125 MHz des Synthesizers ein Multiplikationsfaktor von 8 erforderlich.There is a synthesizer with digital dividers above 15 ° MHz are no longer usable, it is necessary to add a number of multipliers to the output of the synthesizer downstream if higher frequencies are to be generated. With the TACAN system, which runs at 1 GHz is therefore a multiplication factor based on a maximum synthesizer frequency of 125 MHz of 8 required.

Es ist jedoch bekannt, daß sich durch Vervielfacher immer das Verhältnis Nutz-/Störsignal verändert.It is known, however, that multipliers always change the useful / interfering signal ratio.

Bei den erwähnten digitalen Synthesizern sind die Störsignale einzelne Frequenzen und thermisches Rauschen. Durch diese wird das lutzsignal in Amplitude oder Phase moduliert. Die Störsignale kommen von der Fehlerspannung des Phasenvergleichers. Das Verhältnis Nutz-/Stonsignal, das am Ausgang des Synthesizers beispielsweise 60 dB ist, kann sichIn the case of the digital synthesizers mentioned, the interfering signals are single frequencies and thermal Rush. This modulates the signal in amplitude or phase. The interfering signals are coming on the error voltage of the phase comparator. That Ratio of useful / audible signal that is output at the Synthesizer is 60 dB, for example, can turn out to be

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

3 0 9 β 18/07553 0 9 β 18/0755

C.H.Petitjean 2-1 - 3 -C.H. Petitjean 2-1 - 3 -

durch drei "aufeinanderfolgende "Vervielfachungen mit dem Faktor 2 auf den Wert 4o dB ändern.by three "successive" multiplications with change the factor 2 to the value 4o dB.

Es ist bekannt, zur Erzeugung einer Subharmonisehen F/n einer Frequenz F einen Oszillator mit negativem Widerstand zu verwenden,, dessen Schwingkreis etwa auf die Subharmonisehe F/n abgestimmt ist und der durch die Frequenz F synchronisiert wird. Als ne- . gative Widerstände verwendet man dabei Kapazitätsdioden. . It is known to produce a subharmonic vision F / n a frequency F to use an oscillator with negative resistance, its resonant circuit about is tuned to the subharmonic F / n and the is synchronized by the frequency F. As a ne-. gative resistances are used for this purpose, capacitance diodes. .

Bei einer Kapazitätsdiode ändert sich die Kapazität entsprechend der angelegten Vorspannung. Dieser . parametrische Effekt wird wie folgt verwendet:In the case of a capacitance diode, the capacitance changes according to the applied bias. This one . parametric effect is used like this:

Die Kapazitätsdiode wird als Kapazität, in einem Parallel-Schwingkreis verwendet, der auf eine Frequenz sehr nahe F/n abgestimmt ist und dem die Energie als sogenannte Pump-Frequenz F zugeführt wird. Unter diesen Bedingungen verhält sich die Kapazitätsdiode bei der Frequenz F/n wie ein negativer Widerstand. Auf diese Weise werden Schwingungen angestoßen, die aufrechterhalten und mit der Frequenz F synchronisiert werden.The capacitance diode is used as a capacitance in a parallel resonant circuit, which is based on a Frequency is tuned very close to F / n and to which the energy is supplied as a so-called pump frequency F. will. Under these conditions, the capacitance diode behaves like a at the frequency F / n negative resistance. In this way, vibrations are triggered that are sustained and synchronized with the frequency F.

Ist hierbei die Frequenz F hochstabil, dann gilt dies auch für die Frequenz F/n.If the frequency F is highly stable here, then this also applies to the frequency F / n.

Wenn die Ausgangsfrequenz sehr stabil sein soll, dann ist eine gute Entkopplung der Eingangsfrequenz F von der Ausgangsfrequenz F/n erforderlich.If the output frequency is to be very stable, then a good decoupling of the input frequency is necessary F required by the output frequency F / n.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

309 8 1 8 /07B5309 8 1 8 / 07B5

Diese Entkopplung wird im allgemeinen durch Zirkulatoren erreicht, die Ferrite enthalten. Diese haben aber den Nachteil, daß sie bei stark schwankender Umgebungstemperatur nicht verwendet werden 'können. Sie sind nämlüi sehr empfindlich gegen sehr tiefe Temperaturen,die bei Flugzeugbordgeräten auftreten.This decoupling is generally achieved by circulators containing ferrites. These but have the disadvantage that they are not used when the ambient temperature fluctuates greatly 'can. They are namely very sensitive to the very low temperatures of aircraft on-board equipment appear.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Hochfrequenzteiler anzugeben, der in einem großen Temperaturbereich zuverlässig arbeitet und der. sich durch die näheren Steuersignale von der einen Frequenz auf die andere Frequenz umschalten läßt.It is therefore the object of the invention to provide a high-frequency divider that is in a large Temperature range works reliably and the. through the closer control signals from one Frequency can be switched to the other frequency.

Diese Aufge.be wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein parametrischer Oszillator, der auf einer Subharmonischen F/n der Eingangsfrequenz F schwingt, vorgesehen ist, der aus einem Parallel-Schwingkreis und einer zudiesem parallel liegenden Reihenschaltung einer Kapazitätsdiode mit einem ebenfalls auf F/n abgestimmten Eeihenschwingkreis besteht und dem die Eingangsfrequenz F als Pump-Frequenz zugeführt wird, daß parallel zur Kapazitätsdiode des Oszillators ein erstes Schaltelement liegt, das von einem hoc ho Innigen in einen niederohmigen Zustand umschaltbar ist und daß die Schwingung mit der Frequenz F/n über eine Anzapfung der Parallel-Schwingkreisinduktivität abgenommen und über ein durch ein zweites Schaltelement, das gleichzeitig mit dem ersten Schaltelement betätigbar ist, überbrückbaren Bandpaß dem Ausgang zugeführt ist.This Aufge.be is achieved according to the invention in that a parametric oscillator on a subharmonic F / n of the input frequency F oscillates, is provided, which consists of a parallel oscillating circuit and a series connection of a capacitance diode with a Series oscillating circuit also matched to F / n exists and to which the input frequency F is fed as a pump frequency that is parallel to the capacitance diode of the oscillator is a first switching element, which is from a hoc ho intimate to a low resistance State is switchable and that the oscillation with the frequency F / n via a tap of the parallel resonant circuit inductance removed and can be bridged by a second switching element which can be actuated simultaneously with the first switching element Bandpass is fed to the output.

BAD ORIGiNAL 309818/0755ORIGINAL BATHROOM 309818/0755

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.Further developments of the invention are set out in the subclaims removable.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen "beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be based on the drawings "for example explained in more detail. Show it:

3?ig. 1 einen Hoclifrequenzteiler und3? Ig. 1 a radio frequency divider and

2 eine Weiterbildung der Anordnung nach B1Ig. 1.2 shows a further development of the arrangement according to B 1 Ig. 1.

Die Hauptteile des Frequenzteilers sind in IPig. 1 innerhalb des mit I bezeichneten gestrichelten Rechtecks enthalten. In diesem Rechteck befinden sich:The main parts of the frequency divider are in IPig. 1 contained within the dashed rectangle marked I. Located in this rectangle themselves:

eine Kapazitätsdiode 1, deren Eingang 2 mit der Masse 6 über >inen Reihenschwingkreis bestehend aus einer Induktivität 4 und einer Kapazität 5 verbunden ist, und'a capacitance diode 1, the input 2 of which is connected to ground 6 > a series resonant circuit consisting of an inductance 4 and a capacitance 5 is connected, and '

ein Parallel-Schwingkreis bestehend aus einem Kondensator 7 und einer Induktivität 8 der zwischen dem Ausgang 3 der Kapazi-' tätsdiode 1 und Masse 6 geschaltet ist.a parallel resonant circuit consisting of a capacitor 7 and an inductance 8 which is connected between the output 3 of the capacitance diode 1 and ground 6.

Der Kondensator 7 ist einstellbar und die Induktivität 8 ist als Spartransformator ausgebildet, dessen An-The capacitor 7 is adjustable and the inductance 8 is designed as an autotransformer whose connection

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309 818/0755309 818/0755

zapfung 9 mit einer Leitung 1o verbunden ist, die aus dem Rechteck I herausführt.tap 9 is connected to a line 1o which leads out of the rectangle I.

Der Reihenschwingkreis aus den Teilen 4 und 5 hat eine Resonanzfrequenz von P/n, daher liegt bei dieser Frequenz der Eingang 2 der Kapazitätsdiode 1 hochfrequenzmäßig auf Masse.The series resonant circuit from parts 4 and 5 has a resonance frequency of P / n, therefore input 2 of the capacitance diode is at this frequency 1 in terms of high frequency to ground.

Die statische Kapazität der Kapazitätsdiode 1 wird durch eine Vorspannung eingestellt, wie weiter unten beschrieben wird.The static capacitance of the varactor diode 1 is adjusted by a bias, such as will be described below.

Die Parallelschaltung dieser statischen Kapazität der Kapazitätsdiode 7> mit einer möglichen Kapazität zwischen der Anzapfung 9 und Masse 6, die wegen der Leitung 1o auftreten könnte^und der Induktivität 8 hat die Resonanzfrequenz F/n.The parallel connection of this static capacity the capacitance diode 7> with a possible capacitance between the tap 9 and ground 6, the because of the line 1o could occur ^ and the Inductance 8 has the resonance frequency F / n.

Durch geeignete Wahl der Anzapfung 9 ist es möglich, den Realteil der Nutζimpedanζ in einen Widerstand zu transformieren, der daher zwischen dem Ausgang 3 und Masse 6 liegt und die Kapazitätsdiode 1 richtig belastet, wobei der maximale Wirkungsgrad bei der Frequenz F/n erreicht wird.With a suitable choice of tap 9, it is possible to the real part of the grooveζimpedanζ into a resistor to transform, which is therefore between the output 3 and ground 6 and the capacitance diode 1 properly loaded, with the maximum efficiency being reached at the frequency F / n.

Zwischen einem Eingang 11, auf den die Frequenz F gelangt, und dem Eingang 2 des Rechtecks I befinden sich:Located between an input 11, to which the frequency F reaches, and the input 2 of the rectangle I. themselves:

ein Bandpaß 12 mit der Mittenfrequenz F und einer Bandbreite von 2F;a bandpass filter 12 with the center frequency F and a bandwidth of 2F;

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BAD ORiGfNALBAD ORiGfNAL

309818/0755309818/0755

ein Kopplungskondensator 13, der für die Frequenzen F und F/n einen Kurzschluß darstellt unda coupling capacitor 13, which for the frequencies F and F / n a Short circuit represents and

eine Leitung 14, die vom Kondensator 13 zum Eingang 2 des Rechtecks I führt.a line 14 from the capacitor 13 to the input 2 of the rectangle I. leads.

Auf der Ausgangsseite des Rechtecks I verbunden mit der Leitung 1o befinden sich:On the output side of the rectangle I connected to the line 1o are:

in Reihe mit der Leitung 1o ein einstellbarer Kondensator 15;in series with line 1o, an adjustable capacitor 15;

ein einstellbarer Kondensator 16, der zwischen der anderen Elektrode des Kondensators 15 "und Masse 6 liegt;an adjustable capacitor 16 placed between the other electrode of the capacitor 15 "and ground 6 lies;

ein Bandpaß 17 mit der Mittenfrequenz P/n und einer Bandbreite von 2F/n unda bandpass filter 17 with the center frequency P / n and a bandwidth of 2F / n and

eine Ausgangsklemme 18, an der entweder die Frequenz F oder die Frequenz F/n auftritt.an output terminal 18 at which either the frequency F or the frequency F / n occurs.

Der Bandpaß 17 in Fig. 1 besteht aus zwei L-Gliedern, von denen jedes einen Reihenkondensator 17a und einen Parallelschwingkreis 17b aufweist, dessen unteres Ende mit Masse verbunden ist.The bandpass filter 17 in Fig. 1 consists of two L-members, each of which has a series capacitor 17a and a parallel resonant circuit 17b, whose lower end is connected to ground.

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309818/07 5 5309818/07 5 5

Der Eingang 2 des Rechteckslist über eine Leitung 19 mit einer Elektrode eines Entkopplungskondensators 2o verbunden, der einen Kurzschluß für die Frequenzen F und F/n darstellt. Die andere Elektrode des Kondensators 2o ist mit dem Eingang einer ersten PIN-Diode verbunden, deren Ausgang mit dem Ausgang 3 der Kapazitätsdiode 1 über eine Leitung 22 verbunden ist.The input 2 of the rectangle list via a line 19 with an electrode of a decoupling capacitor 2o connected, which represents a short circuit for the frequencies F and F / n. The other electrode of the capacitor 2o is connected to the input of a first PIN diode, the output of which with the Output 3 of the capacitance diode 1 is connected via a line 22.

Der gemeinsame Punkt der Kondensatoren 15 und 16 ist über eine Leitung 23 mit dem Eingang einer zweiten PIN-Diode 24- verbunden, deren Ausgang mit dem Ausgang des Filters 17 über eine Leitung 25 verbunden ist·The common point of capacitors 15 and 16 is connected via a line 23 to the input of a second PIN diode 24-, the output of which is connected to is connected to the output of the filter 17 via a line 25

Die Kapazitätsdiode 1 und die PIN-Dioden 21 und 24-erhalten ihre Vorspannung aus Gleichspannungsquellen, die im Rechteck II der Fig. 1 gezeigt sind.The varactor diode 1 and the PIN diodes 21 and 24 received their bias from DC voltage sources shown in rectangle II of FIG are.

Innerhalb des Rechtecks II befinden sich: ■Inside the rectangle II are: ■

eine Gleichspannungsquelle 26, deren negative Klemme über einen Widerstand 27, eine Drosselspule 28, eine Leitung 19a und die Leitung 19 mit dem Eingang 2 der Kapazitätsdiode 1 verbunden ist und deren positive Klemme mit einer Masseleitung 61 verbunden ist, die mit der Masse 6 über eine Leitung 6" verbunden ist. Ein Entkopplungskondensator 29 liegt zwischen dem gemeinsamen Punkt der Teile 27 und 28 und der Masseleitung 6';a DC voltage source 26, the negative terminal of which is connected to the input 2 of the capacitance diode 1 via a resistor 27, a choke coil 28, a line 19a and the line 19 and the positive terminal of which is connected to a ground line 6 1 , which is connected to the ground 6 via a line 6 "is connected. A decoupling capacitor 29 is located between the common point of parts 27 and 28 and the ground line 6 ';

2 Ü 9 ö 1 8 / 0 7 5 2 nights 9 ö 1 8/0 7 5 l

eine (Reichspannungsquelle 3o, die auf zwei Werte schaltbar ist, von denen der eine nur wenig positiv ist und der logischen "0" entspricht und der andere einige Volt beträgt und der logischen "1" entspricht.a (Reichspannungsquelle 3o, which on two values can be switched, one of which is only slightly positive and the logical one "0" corresponds and the other is a few volts and corresponds to the logic "1".

Die negative Klemme der Spannungsquelle 3o ist mit der Masseleitung 61 verbunden und ihre positive Klemme ist mit dem Eingang der PIN-Diode 21 über einen Widerstand 31, eine Drossel 32 und eine Leitung 33 verbunden. Ein Entkopplungskondensator 34- liegt zwischen dem gemeinsamen Punkt von 31 und 32 und der Masseleitung 6'.The negative terminal of the voltage source 3o is connected to the ground line 6 1 and its positive terminal is connected to the input of the PIN diode 21 via a resistor 31, a choke 32 and a line 33. A decoupling capacitor 34- is located between the common point of 31 and 32 and the ground line 6 '.

Die positive Klemme der Spannungsquelle 3o ist über einen Widerstand 35 j eine Drossel 36 und eine Leitung 37 mit. dem Eingang der PIN-Diode 24- verbunden. Ein Entkopplungskondensator 38 liegt zwischen dem gemeinsamen Punkt von 35 "111Id 36 und der Masseleitung 6'.The positive terminal of the voltage source 3o is a choke 36 and a line 37 via a resistor 35 j. connected to the input of the PIN diode 24-. A decoupling capacitor 38 lies between the common point of 35 " 111 Id 36 and the ground line 6 '.

Die Teile 27, 28 und 29 sowie 31,32,34- und 35,36, 38 sind Tiefpässe, die dem Eingang 2 der Kapazitätsdiode 1, dem Eingang der PIN-Diode 21 und dem Eingang der PIN-Diode 24- vorgeschaltet sind und die dafür sorgen, daß infolge ihres hohen Wider- , Standes für hohe Frequenzen nur ein sehr kleiner Teil der Hochfrequenzströme der Frequenzen F und F/n abfließen kann.Parts 27, 28 and 29 as well as 31, 32, 34 and 35, 36, 38 are low-pass filters that connect to input 2 of the capacitance diode 1, the input of the PIN diode 21 and the input of the PIN diode 24- are connected upstream and which ensure that due to their high resistance, only a very small stand for high frequencies Part of the high frequency currents of frequencies F and F / n can flow off.

-io--io-

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

309818/0756309818/0756

Es wird darauf hingewiesen, daß der Kondensator 2 zur Entkopplung der Vorspannung für die Kapazitätsdiode 1 und von der Vorspannung für die PIN-Diode 21 dient.It should be noted that the capacitor 2 is used to decouple the bias voltage for the capacitance diode 1 and from the bias voltage for the PIN diode 21 is used.

Entsprechend entkoppelt der Kondendator 13 die Kapazitätsdiode 1 gleichstrommaiJig von den Eingangsstufen des Hochfrequenzteilers, so daß Gleichstrom von der Spannungsquelle 26 nur über die Reihenschaltung der Elemente 27ι 28, 1 und 8 fließt. Die Spannung der Spannungsquelle 26 und/oder der Widerstand 27 werden so eingestellt, daß die statische Kapazität der Kapazitätsdiode vorhanden ist.Correspondingly, the capacitor 13 decouples the varactor diode 1 direct current from the input stages of the high frequency divider, so that direct current from the voltage source 26 is only about the series connection of the elements 27ι 28, 1 and 8 flows. The voltage of the voltage source 26 and / or the resistor 27 are adjusted so that the static capacitance of the capacitance diode is available.

Die Anordnung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt:The arrangement according to Fig. 1 works as follows:

1. Wenn die Spannungsquelle 3o eine niedere Spannung entsprechend der logischen "0" liefert, ist die Reihenschaltung aus Kondensator 2o und PIN-Diode 21, die parallel zur Kapazitätsdiode 1 liegt, hochohmig. Somit arbeitet die Kapazitätsdiode 1 als elektronisch veränderbarer Kondensator. Das Signal vom Eingang 11 mit der Frequenz F bewirkt daher mit Hilfe der Kapazitätsdiode 1 die Erzeugung von Schwingungen mit der Frequenz F/n. Diese Schwingungen können nicht zum Eingang 11 gelangen, da sie einerseits durch den Reihenschwingkreis aus 4 und1. If the voltage source 3o has a low Voltage corresponding to the logic "0" supplies is the series connection of capacitor 2o and PIN diode 21, the parallel to the capacitance diode 1, high resistance. The varactor thus works 1 as an electronically variable capacitor. The signal from the input 11 with the frequency F therefore also causes Using the capacitance diode 1, the generation of oscillations with the frequency F / n. These oscillations cannot reach the input 11, since they are caused on the one hand by the series oscillating circuit from FIGS

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und andererseits durch den Bandpaß 12 mit der Bandmittenfrequenz F gesperrt werden.and on the other hand blocked by the bandpass filter 12 with the band center frequency F. will.

den !"all, daß der Reihenschwingkreis aus 4- und 5 genau auf 3F/n schwingt, kann der Bandpaß 12 sogar weggelassen werden. Er ist jedoch, erforderlich, wenn F innerhalt) gewisser Grenzwerte um eine Frequenz F veränderbar ist und wenn die Anordnung aus 4 und 5 dann auf F /n schwingt. Ist F veränderlich, dann ist es notwendig, daß der Kondensator 7 einstellbar ist, so daß die Anordnung■aus 1,7 und 8 genau auf F/n schwingt.den! "all that the series oscillating circuit from 4 and 5 oscillates exactly to 3F / n the bandpass filter 12 can even be omitted. However, it is required if F contains) Certain limit values can be changed by a frequency F and if the arrangement from 4 and 5 then swings to F / n. If F is variable, then it is necessary to that the capacitor 7 is adjustable, so that the arrangement ■ from 1,7 and 8 exactly swings to F / n.

Die Frequenz F und F/n gelangen auf die Leitung 1o.The frequency F and F / n get on the line 1o.

Der Bandpaß 17» der wirksam ist, da die ΡΙΪΓ-Diode hochohmig ist, sperrt die Frequenz F und am Ausgang 18 tritt nur die Frequenz F/n auf.The bandpass filter 17 »which is effective because the ΡΙΪΓ diode is high resistance, blocks the frequency F and at the output 18 only the frequency F / n occurs.

2. Wenn die Spannungsquelle Jo eine Gleichspannung liefert, die einige Volt beträgt, und daher der logischen "1" entspricht, schließt die Reihenschaltung des Kondensators 2o und der PIEF-Diode die Kapazitätsdiode 1 kurz und ebenso die PIN-Diode 24 den Bandpaß 17. Am Ausgang tritt nur die Frequenz F auf.2. If the voltage source Jo is a DC voltage supplies, which is a few volts, and therefore corresponds to the logic "1", closes the series circuit of the capacitor 2o and the PIEF diode the capacitance diode 1 short and also the PIN diode 24 the bandpass filter 17. At the output only the frequency F occurs.

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309818/0755309818/0755

Es wird nun "beschrieben, wie die Einzelelemente arbeiten und zwar insbesondere die Kondensatoren 15 und 16.It will now be "described how the individual elements." work, in particular the capacitors 15 and 16.

Gibt die Spannungsquelle 3o die logische "0" ab, d.h. am Ausgang 18 tritt die Frequenz E/n auf, dann ist es zur Erzielung eines maximalen Wirkungsgrades erforderlich, daß der Eealteil des Scheinwiderstandes am Ausgang der Kapazitätsdiode 1 einen definierten Wert hat. Da die Frequenz F/n am Ausgang im allgemeinen eine ohm'sche Last zwischen der Klemme 18 und Masse vorfindet, ist es günstig, zwischen dem Eingang des Bandpasses 17 - von dem angenommen wird, daß er an den ohm'sehen Ausgangswiderstand angepaßt ist - und der Leitung einen Impedanzwandler vorzusehen, der im Ausführungsbeispiel als kapazitiver Impedanzwandler mit den zwei Kondensatoren 15 und 16 ausgebildet ist. Wählt man die Kondensatoren 15 und 16, die An^- zapfung 9 für die Induktivität 8 und den Wert dieser Induktivität richtig, so erhält man einen günstigen Scheinwiderstand zwischen dem Ausgang der Kapazitätsdiode 1 und Masse..,If the voltage source 3o outputs the logical "0", i.e. the frequency E / n occurs at the output 18, then in order to achieve maximum efficiency it is necessary that the real part of the impedance at the output of the capacitance diode 1 has a defined value. Since the frequency F / n generally finds an ohmic load between terminal 18 and ground at the output it is favorable between the input of the bandpass filter 17 - which is assumed to be seen at the ohms Output resistance is adapted - and the line to provide an impedance converter, which in the embodiment as a capacitive impedance converter with the two capacitors 15 and 16 is formed. If you choose the capacitors 15 and 16, the an ^ - tap 9 for inductance 8 and the value of this inductance correct, you get one favorable impedance between the output of the capacitance diode 1 and ground ..,

Liefert die Spannungsquelle 3o die logische "1", d.h. der Teilausgang 18 liefert die Frequenz F, dann ist es erwünscht, daß die Anordnung der Teile 4-, 5» 7» 8, 15 und 16 die Übertragung der Frequenz F vom Eingang zum Ausgang 18 nicht behindert. Im Idealfall wäre diese Anordnung ein Parallel-Schwingkreis mit der Resonanzfrequenz F. Man erhält jedochIf the voltage source 3o supplies the logical "1", i.e. the partial output 18 supplies the frequency F, then it is desirable that the arrangement of the parts 4-, 5 »7» 8, 15 and 16 the transmission of the frequency F from entrance to exit 18 not obstructed. Ideally, this arrangement would be a parallel resonant circuit with the resonance frequency F. However, one obtains

309818/075 5309818/075 5

ein befriedigendes Ergebnis, wenn man berücksichtigt, daß verschiedene Werte für die Induktivität 4 und die Kapazität 5 möglich sind, wobei als einzige Bedingung zu beachten ist, daß die Resonanzfrequenz F/n ist. Wenn der Teiler innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches arbeiten soll, ermöglicht der einstellbare Kondensator 75 daß man die richtigen Impedanzen bei den Frequenzen F und P/n einstellen kann.a satisfactory result if one takes into account that different values are possible for the inductance 4 and the capacitance 5, the only condition to be observed is that the resonance frequency is F / n. When the divider to operate within a specific frequency range, allowing the variable capacitor 5 7 that can adjust the proper impedances at frequencies F and P / n.

Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung der im Rechteck I gezeigten Grundschaltung nach Fig. 1. Gleiche Teile haben gleiche Bezugszeichen.FIG. 2 shows a further development of the basic circuit shown in rectangle I according to FIG. 1. Same Parts have the same reference numbers.

Der Kondensator 5 nach Fig. 1 ist durch die Reihenschaltung eines Festkondensators 39a und einer Hilfskapazitätsdiode 4oa ersetzt. Die Kapazitätsdiode 4oa erhält ihre Torspannung von einer ersten veränderlichen Gleichspannungsquelle 44a über ein Filter, das ähnlich aufgebaut ist, wie das Filter der Kapazitätsdiode 1.Es-besteht aus einem Widerstand 43a, einer Drossel 41a und einem Entkopplungskondensator 42a. The capacitor 5 of FIG. 1 is connected in series a fixed capacitor 39a and an auxiliary capacitance diode 4oa replaced. The capacitance diode 4oa receives its gate voltage from a first variable DC voltage source 44a via a Filter, which is constructed similarly to the filter of the capacitance diode 1. It consists of a resistor 43a, a choke 41a and a decoupling capacitor 42a.

Entsprechend ist der Kondensator 7 nach Fig. 1 durch die Reihenschaltung eines Festkondensators 39b und einer zweiten Hilfskapazitätsdiode 4ob · ersetzt. Die Kapazitätsdiode 4ob erhält ihre Vorspannung von einer zweiten veränderliehen Gleichspannungsquelle 44b über ein Filter, das aus den Teilen 43b, 41b und 42b besteht'.The capacitor 7 according to FIG. 1 is corresponding through the series connection of a fixed capacitor 39b and a second auxiliary capacitance diode 4ob replaced. The varactor diode 4ob receives its bias voltage from a second variable direct voltage source 44b via a filter, which consists of the Parts 43b, 41b and 42b consists'.

-14--14-

309818/07$$309818/07 $$

_ 14 -_ 14 -

Die Anordnung nach Fig. 2 ist sehr günstig, wenn die zu teilende Frequenz innerhalb eines bestimmten Frequenzbandes von. F -£F und F +AF liegt.The arrangement of Fig. 2 is very favorable when the frequency to be divided within a certain frequency band of. F - £ F and F + AF lies.

n~~ ηn ~~ η

Der Kondensator 39a und die Kapazitätsdiode 4oa können so gewählt werden, daß für die Grenzwerte der Steuerspannung 44a der Eeihenschwingkreis aus den Teilen 4-, 39a und 4oa auf den Frequenzen F-The capacitor 39a and the capacitance diode 4oa can be chosen so that for the limit values the control voltage 44a of the series resonant circuit parts 4-, 39a and 4oa on the frequencies F-

und F + AF abgestimmt ist. n~and F + AF is coordinated. n ~

Bei der Verwendung einer solchen Schaltung kann der Bandpaß 12 nach Fig. 1 entfallen.When using such a circuit, the bandpass filter 12 according to FIG. 1 can be omitted.

Entsprechend werden der Kondensator 39b und die Kapazitätsdiode 4ob so gewählt, daß für die Grenzwerte der St euer spannung 44b der Parallel-Schwingkreis aus Kapazitätsdiode 1, Kondensator 39b, Kapazitätsdiode 4ob, Induktivität 8 und dem Scheinwiderstand, der über die Leitung 1o und die Anzapfung 9 einwirkt, auf die Frequenzen F -AFCorrespondingly, the capacitor 39b and the capacitance diode 4ob are chosen so that for the limit values the control voltage 44b of the parallel resonant circuit consisting of capacitance diode 1, capacitor 39b, Capacitance diode 4ob, inductance 8 and the impedance, which is on line 1o and the tap 9 acts on the frequencies F -AF

und F +AF abgestimmt ist. ηand F + AF is coordinated. η

Die Spannungsquellen 44a und 44b sind in Fig. 2 als getrennte Spannungsquellen dargestellt. Diese Spannungen können jedoch such bei einer gemeinsamen primären Spannungsquelle abgeleitet werden. Beispielsweise dann, wenn der Generator, der die Frequenz F an den Eingang 11 liefert, selbst ein mit einer Kapazitätsdiode arbeitender spannungsgesteuerter Oszillator ist. In diesem Fall kann die Gleichspannung für diese Kapazitätsdiode sowieThe voltage sources 44a and 44b are shown in FIG. 2 as separate voltage sources. These However, voltages can also be derived from a common primary voltage source. For example when the generator, which supplies the frequency F to the input 11, turns on itself is a voltage controlled oscillator working with a capacitance diode. In this case it can the DC voltage for this varactor as well

-15-309818/0755-15-309818 / 0755

für die Spannungsquellen 44a und 44b von einer einzigen gemeinsamen Spannungsquelle abgeleitet werden und zwar derart, daß die Spannungen von Spannungsteilern geliefert werden oder daß die Widerstände 43a und 4-3Id einstellbar ausgebildet sind.for the voltage sources 44a and 44b derived from a single common voltage source are in such a way that the voltages are supplied by voltage dividers or that the Resistors 43a and 4-3Id are adjustable are.

Wird der hier beschriebene Hochfrequenzteiler in einem Synthesizer verwendet, dann ist die einzige Spannungsquelle der Ausgang der Frequenzvergleichsstufe des Synthesizers.If the high-frequency divider described here is used in a synthesizer, then is the only one Voltage source the output of the frequency comparison stage of the synthesizer.

4 Patentansprüche4 claims

1 Bl. Zeichnungen, 2 Fig.1 sheet. Drawings, 2 fig.

309818/0755309818/0755

Claims (3)

PatentansprücheClaims Hochfrequenzteiler, an dessen Ausgang wahlweise die Eingangsfrequenz oder die durch η ( η ganzzahlig ^>1) geteilte Eingangsfrequenz abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein parametrischer Oszillator (I), der auf einer ßubharmonisehen F/n der Eingangsfrequenz F schwingt, vorgesehen ist, der aus einem Parallelschwingkreis (7)8) und einer zu diesem parallel liegenden Reihenschaltung einer Kapazitätsdiode (1) mit einen Reihenschwingkreis (4,5) besteht und dem die Eingangsfrequenz als Pumpfrequenz zugeführt wird, daß parallel zur Kapazitätsdiode (1) des Oszillators (I)ein erstes Schaltelement (21) liegt, das von einem hochohmigen in einen niederohmigen Zustand umschaltbar ist und daß die Schwingung mit der Frequenz F/n über eine Anzapfung der Parallelschwingkreis-Induktivität (8) abgenommen und über ein durch ein zweites Schaltelement (24), das gleichzeitig mit dem ersten Schaltelement (21) betätigbar ist, überbrückbaren Bandpaß (17) dem Ausgang (18) zugeführt ist.High-frequency divider, at the output of which either the input frequency or the input frequency divided by η (η integer ^> 1) can be removed, characterized in that a parametric oscillator (I) which oscillates on a subharmonic F / n of the input frequency F is provided, which consists of a parallel resonant circuit (7) 8) and a series connection of a capacitance diode (1) with a series resonance circuit (4,5) and to which the input frequency is fed as a pump frequency that parallel to the capacitance diode (1) of the oscillator (I ) there is a first switching element (21) which can be switched from a high-ohmic to a low-ohmic state and that the oscillation with the frequency F / n is tapped via a tap on the parallel resonant circuit inductance (8) and via a second switching element (24) , which can be actuated simultaneously with the first switching element (21), bypassable bandpass filter (17) is fed to the output (18). 2. Teiler nach Anspruch 1, dadurch gekenn-zeichnet, daß das erste (21) und das zweite (24) Schaltelement PIN-Dioden sind.2. Divider according to claim 1, characterized in that the first (21) and the second (24) switching element are PIN diodes. 309818/0755309818/0755 3. Teiler nach. Ansprucli 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oszillator (I) ein auf die Frequenz F abgestimmter Bandpaß (12) "vorgeschaltet ist.3rd divisor after. Claim 1, characterized in that the oscillator (I) is preceded by a bandpass filter (12) ″ tuned to the frequency F. 4-. Teiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Eingangsfrequenz F innerhalb eines Bereiches FQ ± ΔΙΓ wählbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Heihe mit dem Schwingkreiskondensator (39"b5 Fig. 2) eine zweite Kapazitätsdiode ('4-ob) geschaltet ist, deren Kapazität durch eine erste Steuergleichspannung (44b) einstellbar ist und daß in ßeihe mit dem Kondensator (39a, Fig. 2) des Serienschwingkreises eine dritte Kapazitätsdiode (4-oa) geschaltet ist, deren Kapazität durch eine zweite Steuergleichspannung (4-4-a) einstellbar ist.4-. Divider according to one of the preceding claims, the input frequency F of which can be selected within a range F Q ± ΔΙΓ, characterized in that a second capacitance diode ('4-ob) is connected in parallel with the resonant circuit capacitor (39 "b 5 Fig. 2), whose capacitance is adjustable by a first DC control voltage (44b) and that in ßeihe with the capacitor (39a, Fig. 2) of the series resonant circuit, a third capacitance diode (4-oa) is connected, the capacitance of which is controlled by a second DC control voltage (4-4-a ) is adjustable. 30S83S/Ö75530S83S / Ö755 LeerseiteBlank page
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