DE2354146B2

DE2354146B2 - Oszillatoranordnung mit phasenfeinregelung

Info

Publication number: DE2354146B2
Application number: DE19732354146
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing 8000 München ZiIg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1973-10-29
Publication date: 1977-12-01
Also published as: DE2354146A1; DE2354146C3

Description

Die Windung bezieht sich auf eine Oszillatoranordnimg, bei der eine Phasenfeineinstellung der abgegebenen Schwingung /'„ vorgesehen ist und die einen estlrequenzos/illator enthält, dessen Frequenz I] sich von der vorgegebenen Frequenz /ii der abgegebenen Schwingung um die Frequenz /'//unterscheidet.

l-üne derartige Anordnung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 8 JO¹H I bekannt. Diese Anordnung ist /war primär aiii eine Swiehronisieruiiy hinsichtlich einer Frequenz abgestellt, jedoch ist, entsprechend dem Hinweis auf eine i'hasenbr.icke in , den /eilen 8h bis 88 diesel¹ Patentschrift, auch eine Anwendung /iir Phasenregelung möglich.

Vielfach treten bei Übertragungsverfahren Schwierigkeiten bezüglich der Phasensynchrunisaiion aiii, besonders bei digitalen Übertragungsverfahren (/.Ii. κι TDMA, SSMA) bei der Synchronisation der Bitlakie. Da bei digitalen Techniken die Realisierung eines bitkoharenien Betriebs von wesentlichem Vorteil für die Demodulation der ein/einen Bursts ist, wird hierfür eine Einrichtung gefordert, tue es erlaubt, die Sendelaktphai") sen der Eigenstation so zu verschieben, daß Referenzburst und Eigenburst dieselbe Taktphase aufweisen. Dabei muß der zulässige Restfehler der Taklphase wesentlich kleiner als ein Zehntel der Taktperiode sein.

Wie bekannt ist, läßt sich bei niedrigen Bitruten .'ii ( < 5 MHz) eine Phasenverschiebung der Taktphase mit einer, dem oben geforderten zulässigen Restl'ehler entsprechenden Auflösung durch einen hochliegenden Taktoszillator mit nachfolgendem, steuerbarem Teiler realisieren, während jedoch bei den unter anderem in :') der Satellitentechnik üblichen hohen Taktfreqiienz.cn, bei denen der Oszillator bei zirka 500MHz arbeiten müßte, der nachfolgende Teiler nur π ,it unverhältnismäßig hohem Aufwand realisiert werden kann.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift in 22 16 259 cine Schaltungsanordnung zum Ableiten der Trägerfrequenz aus den empfangenen Signalen in einem Vierphasen-Demodulator bekannt. Diese Anordnung enthält Umsetzer, denen als Eingangssignale eine erste Schwingung und eine aus der ersten Schwingung i") abgeleitete zweite Schwingung zugeführt werden. Die Ableitung der zweiten aus der ersten Schwingung wird hier über eine Serienschaltung aus einem Frequenzvervielfacher, einem Bandpaß, einem Frequenzteiler und einem steuerbaren Phasenschieber vorgenommen,
■ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Oszillatoranordnung der eingangs erwähnten Art eine weitere Lösung anzugeben, die bei relativ geringem apparativem Aufwand eine wesentliche Verbesserung der Phasenfeinregulierbarkeit hoher Taktfrequenzen 4"> ermöglicht.

Ausgehend von einer Oszillatoranordnung, bei der eine Phasenfeineinstellung der abgegebenen Schwingung Ai vorgesehen ist und die einen Festfrequenzoszillator enthält, dessen Frequenz f\ sich von der mi vorgegebenen Frequenz Ai der abgegebenen Schwingung um die Frequenz I)/ unterscheidet, wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Schwingung der Frequenz /'// von der Schwingung des Festfrequenzoszillators über einen mit einem steuerba-V) ren Phasendrehglied zusammengefaßten Frequenzteiler abgeleitet ist und daß diese Schwingung der Frequenz fn und die Schwingung der Frequenz F\ jeweils einem der beiden Eingänge eines Mischers zugeführt sind, dessen Ausgang über ein Filter mit dem Ausgang der Mi Oszillatoranordniing verbunden ist.

Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, daß die bei der Modulation einer ersten hochfrequenten, nicht phasenfeinregelbaren Schwingung mit einer von dieser ersten Schwingung durch νϊ Frequenzteilung abgeleiteten zweiten niederfrequenten und damit phasenfeinregelbaren Schwingung, im Modulationsprodukl enthaltenen hochfrequenten Seitenbänder i'i ihrer Phasenlage fein regelbar sind. Dabei wird

il.is gewünschte Seitenband über einen nachfolgenden Bandpaß, der das unerwünschte Seitenband und den Irägerres'. unterdrückt, dein Ausgang der Anordnung zugeführt. Für das durchgclasscne (z. H. obere) Seilen band Λ kann die folgende Gleichung angegeben werden:

2.7/,, 12, S ,:.,'" η η

■Υ-

Ii Teilerverhältnis.

//ι ■■" Phasenschriti am Phasenschieber

(ganze Zahl).
7,i - Phasenablage am Teiler (konstant).

Hieraus ist ersichtlich, da 13 der kleinste, mit der Anordnung erreichbare Phasenschritt von dem l'eiliingsverhältnis /; abhängt. Wird an dem Phasenschieber /Η-mal ein positiver Phasenschrilt von +36O¹ durchgeitihri, so betragt der Phasenschritt im Ausgangssignal in ■ ibO/n. Bei m = 1 und einer geforderten Auflösung von /.. B. i" muß also η = 360 sein. Die Phasenablage φ,, ist konstant und abhangig von der Laufzeit im Teiler.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.

Bei einer ersten bevorzugten Alisführungsform der erfindungsgemäßen Oszillatoranordnung ist das mit dem Frequenzteiler in Verbindung stehende Phasendrehglied in den Frequenzteiler integriert, und das Teilungsverhältnis η : I des Frequenzteilers über wenigstens einen Steucreingang umschaltbar, vorzugsweise in dieTeiiungsverhältnisse (n + 1): 1 und (7? - I): I.

Bei diesem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es möglich, neben der Phasenregulierung, durch kurzzeitiges Umschalten des Teilungsverhältnisses in die ausgangsseitige Schwingung einzelne Impulse cin- oder auszublenden.

Bei einer zweiten bevoizugten Ausführungsform der erfindungsgemaßen Oszillaloranordnimg ist diese zu einer Phasenmeßeinrichtung erweitert. Dabei ist dem Ausgang der ersten bevorzugten Ausführungslorni ein Phasendiskriminator mit seinem ersten Eingang nachgeschaltet, an dessen zweiten Eingang über einen steuerbaren LJnischalter in abwechselnder Folge jeweils eine von mindestens zwei in ihrer gegenseitigen Phasenlage zu analysierenden Schwingungen gleicher Frequenz /ii als Referenzschwingung zugeführt ist. Die Schwingung der Frequenz f» am ersten Eingang des Phasendiskriminators ist hierbei durch das Ausgangssignal des Phasendiskriminators über einen Steuersignalgeber, dessen Ausgang sowohl mit dem Stcuereingang des Phasendrehgliedes der Oszillatoranordnung als auch mit dem Eingang eines Phasendifferenzmesscrs verbunden ist, auf die Phase der Referenzschwingung nachziehbar. Der Phasendifferenzmesser ist hierbei über eine Umschaltstcuerung mit dem Umschalter \ erblinden.

Im folgenden niiJ die Erfindung anhand der in tier Zeichnung dargestellten Ausftihningshcispicle noch naher erläutert. In dcv Zeichnung zeigt

Fig. I ein Ausführungsbeispiel.

I i g. 2 eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. I zu einer l'hasennießeinrichiung.

Bei der (Kzillatoranoi dining nach Fig. I ist ein Fcstfreqiienzoszillalor I in der Ausführung als Quarz generator bzw. als Atomnoniial .nit dem ersten Eingang eines Mischers 2 und über einen mit einem steuerbaren Phasendrehglied i mit S'.euereingang 4 i;> Verbindung stehenden Frequenzteiler 5 mit dem zweiten Eingang des Mischers verbunden. Dabei wird dem Mischer einerseits die Schwingung der Frequenz l_t des Fesilre quenzoszillators und andererseits die davon abgeleitete Schwingung der Frequenz /'// zugeführt. Der Ausgang des Mischers ist über ein Filter b. hier cm Ouarz-Baiul palil'ilter mit dem Ausgang 7 der Oszilkitoranordiuing verbunden. Für den Mischer gibt es zwei Möglichkeiten der Realisierung. Fr kam: al.s AnaJog-Mi.sebe/· aufgebaut werden oder, was bei vorhandenem Logik-Pegel günstiger ist, als digitaler Mischer.

Der Frequenzteiler bestimmt das Auflösungsvermögen der gesamten Phasenschieberschaltung und ist m vorteilhafter Weise als Synchronzähler aufgebaut.

In F i g. 2 ist im Zusammenhang mit Fig. 1 eine Erweiterung der Oszillatoranordnung zu einer Phasenmeßeinrichtung dargestellt. Das Auflösungsvermögen dieser Phasenmeßeinrichtung ist gleich groß wie im ersten Ausführungsbeispiel, so daß hiermit genaue Phasendiffercnzmessungen hochfrequenter Schwingungen gleicher Frequenz vorgenommen werden können.

In F i g. 2 ist ein Phasendiskriminators vorgesehen, dessen erster Eingang mit dem Ausgang 7 in I-" i g. I verbunden ist und dessen zweitem Eingang über einen steuerbaren LJnischalter 9 in abwechselnder Folge jeweils eine von mindestens zwei in ihrer gegenseitigen Phasenlage zu analysierenden Schwingungen der Frequenz/J, als Referenzschwingung zugeführt ist.

Der Ausgang des Phasendiskriminators ist über einen Steuersignalgeber 10 mit dem Stcuereingang 4 des Phasendrehgliedes 3 verbunden, so daß die Phase am ersten Eingang des Phasendiskriminators durch die Impulse des Steuersignalgebers auf die Phase der Referenzschwingung am zweiten Eingang des Phasendiskriminators nachziehbar ist. Die vom Steuersignalgeber erzeugten Impulse werden außerdem einem als Phasenschrittzähler aufgebauten Phasendifferenzmesser II mit Anzeige- oder Schreibvorrichtung zugeführt, der mit einer Uinschaltsteuerung !2 verbunden ist. die nach erfolgtem Nachziehvorgang den Umschalter anstößt. Zusätzlich liefert die Unischaltsteuerung dem Phasendifferenzmesser 11 die Information, Für welche der zu analysierenden Schwingungen der jeweilig angezeigte Meßwert gültig ist.

Hierzu l Blatt Zeichnungen

Claims

Paicniansprüche:

I. Os/illatoranordnung, bei der eine Phasenieineinsiellung dei abgegebenen Schwingung ΛΊ vorgesehen ist und die einen Festlrequenzosziilator enthüll, dessen l-requen/ I] sieh von der vor heneii Frequenz /,', der abgegebenen Sehwingi ,ni die Frequenz /'//unterscheidet, dadurch . c k e η η ζ e i c h η e l, daß eine Schwingung der Frequenz Di von der Schwingung des Festirequenzoszillators (1) über einen mit einem steuerbaren Phasendrehglied (3) zusammengefaßten Frequenzteiler (5) abgeleitet ist und daß diese Schwingung der Frequenz /)/ und die Schwingung der Frequenz /ι jeweils einem der beiden Eingänge eines Mischers (2) zugeführt sind, dessen Ausgang über ein Filter (6) mil dem Ausgang (7) der Oszillatoranordniing verbunden ist.

?. Oszillatoranordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (3) einen Slcuereingang (4) aufweist und dem Frequenzteiler (5) vorgeschaltet ist.

3. Oszillatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (3) in den Frequenzteiler (5) integriert ist und daß das Teilungsverhältnis η : 1 des Frequenzteilers (5) über wenigstens einen Steuereingang umschaltbar ist, vorzugsweise in die Teilungsverhältnisse (n -i- I): I und'/; - 1): 1.

4. Oszillaioranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (5) mit verschiedenen, von außen einschaltbaren Teilervcrhältnissen ausgestaltet ist.

5. Oszillatoranordnung nach einem der Ansprüche I bis 4, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zum Phasenvergleich in einer Phasenmeßeinrichtung, bei der dem Ausgang (7) der Oszillatoranordnung ein erster Eingang eines Phaf:endiskriminators (3) nachgeschaltet ist, an dessen zweiten Eingang eine Referenzschwingung der Frequenz f_n zugeführt ist, und bei der die Schwingung der Frequenz /» am ersten Eingang des Phasendiskriminators (8) durch dessen Ausgangssignal über einen Steuersignalgeber (10), dessen Ausgang sowohl mit dem Steuercingang (4) des Phasendrehgliedes (3) als auch mit dem Eingang eines Phasendifferenzmessers (11) verbunden ist, auf die Phase der Referenzschwingung nachziehbar ist.

6. Oszillatoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Eingang des Phasendiskriminators (8) über einen steuerbaren Umschalter (9) in abwechselnder Folge jeweils eine von wenigstens zwei in ihrer gegenseitigen Phasenlage zu analysierenden Schwingungen der Frequenz /ii als Referenzschwingung zugeführt ist und daß der Phasendifferenzmesser (11) über eine Umschaksteuerung(l2) mildem Umschalter(9) verbunden ist.