DE2320667A1 - Frequenzgenerator - Google Patents
FrequenzgeneratorInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/02—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having stepped portions, e.g. staircase waveform
- H03K4/026—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having stepped portions, e.g. staircase waveform using digital techniques
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- Devices For Supply Of Signal Current (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen !"requenzgenerator mit
digitaler Eingangsstufe, insbesondere zur Überprüfung bzw.
zur Eichung von Personenruf anlagen.
Es gibt eine Vielzahl von selektiven Rufempfängern
und eine ebenso große Anzahl von Personenrufanlagen mit derartigen
Empfängern. Diese Empfänger werden von Individuen getragen und jeder Empfänger kann mit einem bestimmten Signal,
das aus einer bestimmten Tonkombination aufgebaut ist, mit Hilfe eines Übertragungssystems, das auf den Empfänger
angepaßt ist, angesprochen werden. Ein derartig reagierender Empfänger informiert durch ein Tonsignal das ihn tragende
Individuum.
Die Töne und Tonkombinationen, die in den verschiedenen Systemen für die Auswahl eines Empfängers verwendet
werden, sind gewöhnlich mit einem angepaßten Träger frequenzmoduliert, wobei verschiedene Tonfrequenzen und Tonkombinationen
in den verschiedenen Personenrufanlagen verwendet werden. Eine Personenrufanlage verwendet beispielsweise nacheinander
einzelne Töne verschiedener Frequenz, um einen bestimmten Empfänger auszuwählen, während andere Personenrufanlagen
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auf zwei gleichzeitige oder verschiedene aufeinander folgende Töne oder Tonbündel oder Tonkombinationen anspricht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Frequenzgenerator
der oben genannten Art zu schaffen, welcher für fast jede der derzeitigen Personenrufanlagen anwendbar ist, ohne eine Vielzahl
von Zusatzeinrichtungen zu benötigen.
Die Lösung dieser Aufgabe und deren vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen beschrieben.
Ein derartiger Frequenzgenerator kann Gruppen mit bis zu vier verschiedenen Frequenzen in einem Bereich von O bis
10 KEz erzeugen. Die einzelnen Frequenzen werden dabei mit Stellrädern bis auf 0,1 Hz bei einer Fünf Stellenauflösung eingestellt.
Daher kann die gewünschte Frequenz bzw. Frequenz- . kombination für eine bestimmte Personenrufanlage leicht und
schnell eingestellt werden.
Dieser Frequenzgenerator kann in verschiedener Weise
arbeiten, denn er liefert je nach Einstellung eine Dauerfrequenz oder Frequenzbündel, die nacheinander oder gleichzeitig
oder gleichzeitig und nacheinander erzeugt werden, je nachdem
an welche Anlage er angepaßt werden soll. Dabei kann die Dauer
einer bestimmten Frequenz oder eines Frequenzgemisches
ebenso wie die Pausenzeit zwischen zwei Frequenzen oder zwischen zwei Frequenzbündeln fein unterteilt eingestellt'und
die Wiederholzeit, nach der das eingestellte Frequenzmuster
erneut erscheinen soll, eingestellt werden.
Der Frequenzgenerator ist als Zubehörteil für die bekannten Signalgeneratoren vorgesehen, welche die empfangene
Frequenz auf einen bestimmten Träger durch Frequenz- oder
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Amplitudenmodulation aufmodulieren. Bei einer derartigen Anwendung
kann dieser Frequenzgenerator bei einer Vielzahl verschiedener selektiv arbeitender Kommunikationssysteme verwendet
werden, wie z.B. bei Personenrufanlagen oder dergleichen
oder bei anderen elektronischen Schaltkreisen, welche selektiv arbeitende Frequenznetzwerke oder Decoder enthalten.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
-Pig. 1 eine perspektivische Ansicht mit der Frontplatte
;
!"ig. 2 ein Blockdiagramm der Schaltung, die sich
hinter der Frontplatte von Fig. 1 befindet.
Auf der Frontplatte gemäß Fig. 1 sind verschiedene Steuereinheiten angeordnet. Ein Betriebsschalter und Potentiometer
21 ist für die Inbetriebnahme und Amplitudensteuerung des Ausgangssignals, welches an der Ausgangsbuchse 11 erscheint,
vorgesehen. In Betriebsstellung leuchtet ein.Anzeigenlämpchen 23 auf. Ferner sind Anzeigelämpchen DS1, DS2, DSJ und DS4- vorgesehen,
deren Funktion noch genauer beschrieben wird. Auf der linken Seite der Frontplatte ist eine Reihe von Druckknöpfen
vorgesehen, welche die Funktion von Wählschaltern 10, 12, 14,
16, 18, 19 und 20 haben. Wenn der Schalter 20 gedrückt wird, erscheint eine einzelne Frequenz (f^) an der Ausgangsbuchse
Diese Frequenz kann durch eine Reihe von dezimalen Stellrädern 22 eingestellt werden. Purch einen Drehschalter 30 kann die
Zeitdauer, in der diese Frequenz (f^) an der Ausgangsbuchse
erscheinen soll, derart eingestellt werden, daß sie entweder andauernd oder in Intervallen erscheint. Die Zeitdauer jedes
Intervalls kann durch ein Schalter-Potentiometer 30 und die
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Pausenzeit zwischen den Intervallen kann durch ein Drehschalter-Potentiometer
31 eingestellt werden. Die Schalter und Potentiometer
30 bzw. 31 sind in "Sekunden" geeicht.
Wenn der Wählschalter 12 gedrückt wird, erscheinen zwei Frequenzen.nacheinander an der Ausgangsbuchse 11. Die
erste Frequenz (f^) wird durch die dezimalen Stellräder 22
und die zweite Frequenz (f2) durch dezimale Stellräder 24
eingestellt. Die Dauer der Frequenz (f.*) wird durch das Drehschalter-Potehtiometer
30 und die Dauer zwischen den Frequenzen
durch das Drehschalter-Potentiometer 31 und die Dauer der
zweiten Frequenz durch ein Drehschalter-Potentiometer 32 eingestellt.
Die Wiederholung der Frequenzfolge kann zu -jedem gewünschten
Zeitpunkt durch ein viertes Drehschalter-Potentiometer 33 eingestellt werden.
Wenn der Wählschalter 14 gedrückt wird, erscheinen
die zwei Frequenzen (f,,) und (f~) als aufeinanderfolgende Bündel
an der Ausgangsbuchse 11, wobei die Dauer und der Abstand der Frequenzbündel durch die dezimalen Stellräder 22 und 24
und durch die Drehschalter-Potentiometer 30» 31 und 32 eingestellt
werden. Zusätzlich erscheinen zwei weitere Frequenzbündel (f;z.) und (£n) an der Ausgansbuchse 11, wenn deren Frequenzen
durch die dezimalen Stellräder 26 und 28 eingestellt sind. Diese Frequenzbündel (f^) und Cf7.) haben dieselbe Zeitdauer
und denselben zeitlichen Abstand wie die Frequenzbündel (f.) und (fo)· Die Frequenzen (f^,) und (f*) erscheinen in dem
ersten Bündel und die Frequenzen (f2) und (f^) erscheinen in
dem zweiten Bündel.
Die zwei Frequenzen (f^) und (f^) können auch zusammen
an. der Ausgangsbuchse 11 erscheinen, wenn der Wählschalter 16 gedrückt wird; dabei werden diese Frequenzen durch die
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dezimalen Stellräder 22 und 26 und durch Betätigung des Drehschalter-Potentiometers
30 eingestellt. Durch Drücken des Wählschalters 18 können auch die drei Frequenzen (f,*), (fp)
ujjd (f*) gleichzeitig an der Ausgangsbuchse 11 erzeugt werden.
Diese drei Frequenzen werden durch die dezimalen Stellräder 22, 24- und 26 eingestellt. Der Wählschalter 19 ist ein
Einzel/Wiederhol-Schalter und der Wählschalter 20 ist ein "Starf'-Schalter.
Durch die verschiedenen Wählschalter und die dezimalen Stellräder auf der Frontplatte können die verschiedenen
Frequenzen und Frequenzbündel genau eingestellt und automatisch erzeugt werden, so daß eine ungenaue Einstellung und
Regulierung von Hand vermieden wird.
Jeder Kanal des Frequenzgenerators erhält eine Bezugsfrequenz von einem stabilen Kristalloszillator, der eine sehr
genaue Frequenz liefert und der damit die'Genauigkeit der Ausgangsfrequenz
steuert. Pie drei Drehschalter-Potentiometer 30, 31 und 32 haben zwei Bereiche, welche zwischen 0,1 und 1 Sekunde
und zwischen 1 Sekunde und 10 Sekunden eingestellt werden können. Die Pausenzeit zwischen den Frequenzbündeln kann
also zwischen 0 und 10 Sekunden eingestellt werden. Das vierte Drehschalter-Potentiometer 33 steuert die Wiederholzeit der
Frequenzbündel zwischen 0,5 und 50 Sekunden.
In dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2 ist ein frequenzstabiler Kristaloszillator 100 mit einer Frequenz (fQ) von
1,98 MHz vorgesehen. Der Oszillator 100 ist mit drei Frequenzgeneratoren 102, 104- und 106 verbunden. Jeder Frequenzgenerator
besteht aus einem dezimalen Frequenzteiler (DES), wie z.B. der Einheit 103, welche mit einem entsprechenden binären Dezimalcode
angesteuert werden kann, um Impulse zu liefern, welche
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beispielsweise von 1/100.000 x fQ bis 99-999/100.000 χ £Q
veränderlich sind, wobei fQ die Frequenz (1,98 MEz) des Kristalloszillators
ist. Der Ausgang des dezimalen Frequenzteilers 103 liefert im allgemeinen keinen gleichen Abstand zwischen
den Impulsen, jedoch ist das nicht kritisch, da dieser Ausgang ohnehin zu einer gleichmäßigen Sinuswelle weiterverarbeitet
wird.
Der Ausgang des dezimalen Frequenzteilers 103 in dem
Frequenzgenerator 102 liegt an einem Vor- und Rückwärtszähler 110 ebenso wie in den Frequenzgeneratoren 104 und 106. Der
Vor- und Rückwärtszähler 11Q hat zwei Zehnerstellen und ist
mit einem Steuerkreis 116 versehen, so daß er bis zu einem vorbestimmten Maximum und Minimum zählt, wobei der Zähler
automatisch umkehrt. Der Vor-Rücksteuerkreis 116 in dem Frequenzgenerator 102 ist in gleicher Weise auch in den Frequenzgeneratoren
104 und 106 vorgesehen. Der Vor- und Rückwärtszähler
110, der auf diese Weise gesteuert ist, kann beispielsweise von 0 (0000 0000) bis 99 (1001 1001) und wieder zurück bis
0 zählen.
Der Vor- und Rückwärtszähler 110 befindet sich in einem
Digital/Analogumsetzer und ist mit einem Binär-Dezimal code
(BCD)-Leiternetzwerk 121 verbunden. Ebenso weisen die Frequenzgeneratoren
104 und 106 einen Digital/Analogumsetzer mit -jeweils einem BCD-Leiternetzwerk 121 auf, so daß dieses mit dem
Vor- und Rückwärtszähler 110 zusammenarbeitet und ein dreieckswellenförmiges Ausgangssignal von der Form A erzeugt. Die Tatsache,
daß der Ausgang des dezimalen Frequenzteilers IO3 etwas
ungenau ist, wirkt sich nur geringfügig auf die Form des dreieckswellenförmigen Ausgangssignals A aus und hat keinen Einfluß
auf dessen Frequenz.
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Jedes dreieckswellenförmige Ausgangssignal A wird in einem WechselStromverstärker 122 verstärkt und dadurch
entsteht ein dreieckswellenförmiges Signal B um die Nullachse, das durch einen Sinus-Wellenumsetzer I30 gelangt, so daß
ein sinus-wellenförmiges Signal C am Ausgang des Frequenzgenerators
102 bzw. 104 bzw. 106 erscheint. Die Ausgänge der
Frequenz generatoren 102, 104- und 106 sind über einen Summierverstärker
14-0 und eine Koppelkapazität 141 sowie über das Amplitudensteuer-Po.tentiometer 21 mit der Ausgangsbuchse 11
verbunden. Für die Einstellung der Verstärkung ist für jeden Ausgang der Frequenzgeneratoren 102, 104 und 106 ein Potentiometer
R1, R2, R3» E4 und R5 vorgesehen, "über einen Zeit steuerkreis
159 werden einzelne Schalter in einem Schalterblock 145
derart betätigt, daß die gewünschten Ausgänge der Frequenzgeneratoren 102, 104 und 106 an den Summierverstärker 140 gelangen.
Veränderliche Widerstände R102, R103,R104 sind für die
Einstellung der Amplituden der jeweiligen Ausgänge der Frequenzgeneratoren 102, 104 und 106 vorgesehen.
Die einzelnen Frequenzen (f^, fp, f^, f^,) werden durch
entsprechende dezimale Stellräder 22, 24, 26 und 28 gesteuert. Die dezimalen Stellräder sind in dazugehörigen binär dezimalcodierten
Einheiten vorgesehen, so daß immer ein binär dezimalcodierter Ausgang entsprechend der jeweiligen Einstellung der
Stellräder gegeben ist. Die Ausgänge der Stellräder 22 und 24 (f.* und fp) liegen an einem Schaltkreis oder Multiplexer 150,
der eine Vielzahl von gesteuerten Gattern enthält. Diese Gatter werden durch die Wählschalter 10, 12, 14, 16 und 18 sowie
durch Zeit-Schaltkreise 152 und 156 in dem Zeitsteuerkreis
beeinflußt. Diese Zeitschaltkreise 152 und 156 und ebenso Zeitschaltkreise
154 und 160 werden durch die verschiedenen Drehschalter
30, 31, 32 und 33 und durch den Startschalter 20 gesteuert.
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Die Ausgänge der dezimalen Stellräder 26 und 28 sind mit einem Schaltkreis bzw. einem Multiplexer 158 verbunden,
welche ebenfalls eine Vielzahl von gesteuerten Gattern aufweist. Diese Gatter werden durch Zeitschaltkreise 152 und 156
sowie durch die Wählschalter 1A-, 16 und 18 gesteuert.
Der Ausgang des Multiplexers 15Q steuert den'Frequenzgenerator 102 und der Ausgang des Multiplexers 158 steuert
den Frequenzgenerator 104. Der Ausgang der dezimalen Stellräder
24 steuert den Frequenzgenerator 106.
Die Zeitschaltkreise 152, 154, 156 und 160 sind beispielsweise
monostabile Multivibratoren, die von einem stabilen
zu einem unstabilen Zustand getriggert werden und die jedesmal so lange in dem unstabilen Zustand bleiben, bis ein ■
bestimmtes Zeitintervall abgelaufen ist, das durch die entsprechenden Drehschalter und Potentiometer 30, 31, 32 und 33
eingestellt ist. Jedesmal, wenn ein Zeit-Schaltkreis 152, 154-,
156 oder 160 betätigt wird, dann leuchtet ein Anzeigenlämpchen DS1 bzw. DS2 bzw. DS3 bzw. DS4 auf, das jeweils über einen
entsprechenden Puffer 153 bzw. 155 bzw. 157 bzw. 161 gespeist
wird.
Um den Frequenzgenerator in einen gewünschten Zustand zu bringen, in dem er eine fortdauernde Frequenz (f^j) an die
Ausgangsbuchse 11 liefert, werden die dezimalen Stellräder 22 auf die gewünschte Frequenz (f^i) eingestellt und der Drehschalter
30 wird auf "fortdauernd" gestellt.
Ton dem Ausgang der dezimalen Stellräder 22 gelangt ein BCD-Signal über den Multiplexer I50 an den dezimalen Frequenzteiler
103, so daß dieser eine Frequenz liefert, welche der gewünschten Frequenz (f^) entspricht. Dadurch wird der
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Vor- und Rückwärtszähler 110 betätigt und dieser veranlaßt das BCD-Leiternetzwerk 122, ein dreieckswellenförmiges Ausgangssignal
A zu erzeugen, das wiederum der Frequenz (f,,) entspricht. Dieses dreieckswellenförmige Ausgangssignal wird
in ein sinusförmiges Signal G in dem Umsetzer I30 umgesetzt
und das sinusförmige Signal C erscheint mit der Frequenz (f^,)
an der Ausgangsbuchse 11.
Wenn zwei "verschiedene Frequenzbündel (f^,) und (f*)
an der Ausgangsbuchse 11 gewünscht werden, dann wird der Wählschalter 12 gedrückt und der Drehschalter 30 wird entsprechend
der gewünschten Dauer des ersten Frequenzbündels eingestellt. Der Drehschalter 31 wird auf die entsprechende Pausendauer
zwischen den Bündeln eingestellt und der zweite Zeitschaltkreis 156 wird entsprechend der Dauer des zweiten Frequenz—
bündeis eingestellt. Die dezimalen Stellräder 22 werden auf die gewünschte Frequenz des ersten Frequenzbündels und die
dezimalen Stellräder 26 auf die gewünschte'Frequenz des zweiten
FrequenzbündeIs eingestellt. Dann wird der Startschalter
20 gedruckt und der Multiplexer 150 liefert sofort ein Signal
an den dezimalen Frequenzteiler IO3, welcher eine Frequenz
(f^) erzeugt, die entsprechend der Einstellung des ersten
Zeitschaltkreises 152 durch den Drehschalter 30 andauert, so
daß ein Frequenzbündel (f^,) für die Dauer dieses Intervalls
an der Ausgangsbuchse 11 anliegt. Dann schaltet der Zeitsteuerkreis
159 den Multiplexer I50 ab, so daß kein Signal für die
Dauer der vorbestimmten Pausenzeit an der Ausgangsbuchse 11 anliegt, wobei diese Pausenzeit durch den Pausenzeitschaltkreis
154- und die Einstellung des Drehschalters 31 bestimmt
wird. Am Ende der Pausenzeit betätigt der Zeitsteuerkreis wieder den Multiplexer 150, so daß nun die Frequenz (f^), welche
durch die dezimalen Stellräder 24- bestimmt ist, den dezimalen Frequenzteiler 103 beaufschlagt, so daß ein Frequenz-
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bündel (ίχ) an der Ausgangsbuch.se 11 für ein bestimmtes Zeitintervall
anliegt, das durch den Zeitschaltkreis 156 und den
Drehschalter 32 bestimmt ist. Der Zeitkreis 160 für die Wiederholung wird durch den Drehschalter 33 derart gesteuert, daß
die beiden Frequenzbündel nach einer bestimmten Zeit wiederholt an der Ausgangsbuchse 11 erscheinen.
In gleicher Weise kann durch Drücken des Wählschalters 14- ein Frequenzbündel Cfx,) und (fo) erzeugt werden, welcne
nacheinander an der Ausgangsbuchse 11 zusammen mit den Fr equenzbündeln (f^) und (f^,) erscheinen. Wird der Wählschalter
16 gedrückt, so erscheinen die Frequenzen (f^) und (f*) fortdauernd
an der Ausgangsbuchse 11. Wird der Wählschalter 18 gedruckt, so erscheinen an der Ausgangsbuchse 11 gleichzeitig
die drei Frequenzen (f^i), (f?) urL(i (f*)·
Der Frequenzgenerator ist so konstruiert, daß eine Vielzahl von verschiedenen Frequenzen und Frequenzkombinationen
auf digitaler Basis aufgebaut und zusammengesetzt werden können. Ferner kann mit diesem Frequenzgenerator trotz seiner relativ
einfachen und billigen Konstruktion ein weiter Frequenzbereich erzielt werden, aus dem einzelne Frequenzen digital
ausgewählt werden können, wobei die gewählten Frequenzen sehr genau einstellbar sind und sehr genau gesteuert werden. Die
Frequenzgenauigkeit der erzeugten Dauerfrequenzen bzw. Frequenzbündel liegt dabei bei - 0,005 % oder besser.
Für den dezimalen Frequenzteiler 103, den Digital/
Analogumsetzer 110, den Multiplexer 150 bzw. 158, den Sinuswellenumsetzer 130 sowie für den Zeitsteuerkreis 159 mit den
Zeitschaltkreisen 152, 154·» 156, 160 können bekannte Bauteile
verwendet werden.
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Claims (4)
- Ansprüche[Λ/ Frequenzgenerator mit digitaler Eingangsstufe, insbesondere für Überprüfung bzw. Eichung von Personenrufanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß ein dezimaler Frequenzteiler (103) in mindestens einem Frequenzgenerator (102, 104-, 106), welcher von mindestens einer durch Hand einstellbaren, binär codierten Dezimalstufe (22, 24-, 26, 28) versorgt ist, eine bestimmte Bezugsfrequenz (fQ) aus einem Oszillator (100) bei einem Startimpuls derart teilt, daß ein geteiltes Signal durch einen nachfolgenden Vor- und Rückwärtszähler (110) an einen Digital/Analog-Umsetzer (121) gelangt, welcher ein der Einstellung der binär codierten Dezimalstufe (22, 24-, 26, 28) entsprechendes, dreieckswellenförmiges Ausgangssignal (A) liefert.
- 2. Frequenzgenerator mit digitaler Eingangsstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dreieckswellenförmige Ausgangssignal an einen Sinus-Wellen-Umsetzer (122 und 130) in dem Frequenzgenerator (102, 104-, 106) anliegt, so daß ein dem dreiecksförmigen Ausgangssignal entsprechendes Sinus-Signal an einem Ausgang (11) erscheint.
- 3. Frequenzgenerator mit digitaler Eingangsstufe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite und/oder eine dritte und eine vierte von Hand einstellbare, binär codierte Dezimalstufe (22, 24- bzw. 26, 28) und ein Zeitsteuerkreis (159) an einem ersten und/oder zweiten Schaltkreis (I50 bzw. 158) anliegt, welcher mit einem Frequenzgenerator (102 bzw. 104-) derart verbunden ist, daß über den Zeitsteuerkreis (159) ein Zeitintervall einstellbar ist, zwi-309845/1091sehen welchem die erste und/oder die zweite und/oder die
dritte und/oder die vierte "binär codierte Dezimalstufe (22, 24, bzw. 26, 28) an dem geweiligen dezimalen Frequenzteiler (103) des Frequenzgenerators (102 bzw. 104) anliegt. - 4. IPrequenzgenerator mit digitaler Eingangsstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß die Sinus-Signale aus den Erequenzgeneratoren (102, 104-, 106) über einen Summierverstärker (104) an dem Ausgang (11) erscheinen.309845/1091Leerseite
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US4328554A (en) * | 1980-07-03 | 1982-05-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Programmable frequency synthesizer (PFS) |
US4604719A (en) * | 1983-10-21 | 1986-08-05 | Crown International, Inc. | Oscillator having a sixteen bit signal generation utilizing an eight bit processor |
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- 1973-02-21 GB GB851773A patent/GB1397668A/en not_active Expired
- 1973-04-24 DE DE2320667A patent/DE2320667C3/de not_active Expired
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Also Published As
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GB1397668A (en) | 1975-06-18 |
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Legal Events
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