DE2433075A1

DE2433075A1 - Anordnung zur frequenzsynthese

Info

Publication number: DE2433075A1
Application number: DE2433075A
Authority: DE
Inventors: Robert J Papaieck
Original assignee: Cutler Hammer Inc
Current assignee: Cutler Hammer Inc
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1974-07-10
Publication date: 1975-03-20
Also published as: GB1456104A; CA992166A; JPS5044760A; FR2239049B1; FR2239049A1; BR7404515A; JPS5229144B2; US3838355A; IT1013152B; DE2433075B2

Description

DIPt !NG. JOACHORffl EC. ZEßlsl· ©flPLj-IftJ®: FKBEBEtSCH G. HELBER

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ESSEN-BREDENEY · ALFREDSTRASSE 383 · TELEFON: (0 2141) 47 26 87

TELEGRAMMADRESSE: ELROPATENTE ESSEN

Aktenzeichen: «eUcJIUIKSXUUIiy Commerzbank. Ε»ββη Kto. 1(516202

Postscheckkonto Esten Nr. 76 67

Name d. Anm.: Cu tier-Hammer Inc ο

Mein Zeichen: C 31 Datum 3. Juli 1974

Cutler-Hammer Inc., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, 4201 North 27 Street₉ Milwaukee, Wisconsin (V.St.A.)

Anordnung zur Frequenzsynthese

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur direkten digitalen Frequenzsynthese unter Verwendung von Schwebungs- bzw» Überlagerungsfrequenztechniken mit Mehrfachschwebung bzw. -überlagerung in einem einzigen kanal zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen bei wählbaren diskreten Frequenzen.

Aus den US-Patentschriften 2 829 255 (Bolle), 3 125 729 (Stone u.a.), 3 372 347 (Jones u_oa.) und 3 454 883 (Oropeza u.a.) sind verschiedene Anordnungen zur Frequenzsynthese bekannt, die nach dem sogenannten Additions- und Teilungsprinzip arbeiten. Diese bekannten Anordnungen erfordern wenigstens so viele Steuerfrequenzen, wie Einheiten in der Grundzahl (radix) vorhanden sind. Gemäß US-PS 3 372 347 wird die Additions- und Teilungsoperation zweimal in jedem Ziffern-Selektorraodul durchgeführt, und zwar einmal bezüglich jedes der beiden ganzzahligen Faktoren der Grundzahl; hierdurch ^ird eine Verringerung der

Z/be

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erforderlichen Anzahl von Steuerfrequenzen und eine gewisse Herabsetzung der Filteranfοrderungen erreicht. Die in der US-PS 3 454 883 beschriebene Anordnung zur binären Frequenzsynthese" ähnelt dem Erfindungsgegenstand in gewisser Hinsicht, unterscheidet sieh jedoch von diesem grundlegend in anderer Hinsicht·

Keine der bekannten Anordnungen kommt jedoch im Betrieb ohne drei oder mehr wählbare Steuerfrequenzen aus und keine ist zur direkten? binär kodierten Digitalsteuerung mit irgendeiner von 2 abweichenden Grundsahl ohne Verwendung einer Kode-Umsetzeinrichtung geeignet«

Hier schafft die Erfindung Abhilfe» Erfindungsgemäß ist el: 3 Reihe von Synthesestufen vorgesehen, von denen jede, mit Ausnahm® der letzten Stufe, aus einem Frequenz-Subtraktionsmischer, gefolgt von einem Frequenzhalbierer besteht, wobei die Synthesestufen in Kaskade geschaltet sind und einen Ziffern- bzw· Stellen-Selektorraodul bilden. Die letzte Stufe besteht aus einem Subtraktionsmischer, dem vorzugsweise ein Frequenzteiler wnd eine Frequenzmultiplizierschaltung nachgesehaltet sind_? welche die Frequenz mit einer die Anzahl N der Stufen pro Modul mit der Grundzahl R in Beziehung setzenden Konstanten K multiplizieren. Die Anzahl N von Stufen pro Modul muß gerade und so gewählt sein, daß N Binärstellen (Bits) zum Ausdrucken von R unterschiedlichen Ziffern ausreichen, wobei R die Grundzahl (radix) des zu verwendenden Zahlen-, systems ist. So erfordert beispielsweise das Dezimalsystem (R « 10) vier Bits zum differenzierten Ausdrücken jeder der zehn Ziffern von 0 bis 9, und die Anzahl Si von Stufen pro Modul muß wenigstens vier betragen.

Jedes von zwei Steuersignalen mit zugehörigen festen Frequenzen f», und f, wird über Wechsel schalter ©der Verknüpfungsglieder selektiv als Eingangssignal an den Mischer jeder Synthesestufe angelegt» Jedem Mischer, mit

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Ausnahme des ersten Mischers, wird als zweites Eingangssignal das Ausgangssignal des Teilergliedes der unmittelbar vorhergehenden Stufe zugeführt. Das zweite Eingangssignal des Mischers der ersten Stufe ist ein Ausgangsfrequenzsignal von einem Ziffern-Selektormodul niedrigerer Ordnung, oder im Falle des Moduls der niedrigsten Ordnung die von einer Referenzquelle entwickelte Grund- bzw. Normalfrequenz F.

Jeder der Wechselschalter bzw» jedes der Verknüpfungsglieder kann in zwei Stellungen oder Bedingungen entsprechend den Binärziffern Null und Eins gebracht werden. Die N Schalter eines ganzen Selektormoduls können auf ein N-Bit-Binärmuster oder Wort eingestellt werden, welches eine binär-kodierte Darstellung einer beliebigen Zahl, aus R Ziffern oder Zahlen des verwendeten Zahlensystems mit der Grundzahl R bildet.

Wenn die Ziffer bzw«, Zahl mit der Basis R Mull ist, so ist die Frequenz ara Ausgang des Itoduls gleich der Eingangsfrequenz. Wenn die gewählte Ziffer bs%*. Zahl von Null ®b-> weicht, so ist die Frequenz ara Ausgang um eine entsprechende Zahl von festen Frequenzintervall©n ©äer -schritten gr als die Eingangsfrequenz»

Bei η in Kaskade geschalteten Ziffern» 3bsw» Stellen-Selektormodulen kann die am Ausgang des leisten Moduls erscheinende Frequenz eine von Rⁿ &©stiamten Frequenzen sein, beginnend mit der Ausgangsfrequenz F bis zu einer oberen Frequenz ₉ die einen Schritt unter F-s-F⁹ liegt_r unu swar entsprechend den η Zahlen bsts_o Ziffern mit äer. Sasis R, die von den η entsprechende» E^Blt-^BinlgfegnSQtsBfftesm gewählt werden_o Die Frequenzen ff™ unü f, <&®ε St@taersifra©le werden von der Ausgangsfreques&g W₉ u<sm FE@qta©Eisselekti©nß— bereich F⁹ und üer Gs^ndaahl 1 des Zeh!enss^steas bestiwat· Der Frequenaselektionsb@r©ieh F⁰ ist Ärsta fes E «-fache

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Durch geeignete Wahl der Frequenzbeziehungen kann die Erzeugung von Störsignalen im Frequenzband auf unbeachtliche Pegel reduziert und die Güteanforderungen an die Seitenband-Trennfilter durch einfache und wenig aufwendige Einrichtungen erfüllt werden. Die Verwendung von nur zwei Steuerfrequenzen ermöglicht den Aufbau einer binär kodierten Dezimal-Syntheseanordnung, die bei weitem einfacher aufgebaut, zuverlässiger, billiger und kompakter als irgendeine zuvor konzipierte Anordnung vergleichbarer Gattung ist und die darüber hinaus direkt mit BCD(binärverschlüsselten Dezimal-) Logiksignalen, wie sie gewöhnlich bei vorhandenen Digitalsystemen verwendet werden, steuerbar oder programmierbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines typischen Ziffern-Selektormoduls aus vier Synthesestufen; und

Fig. 2 ein scheraatisches Blockschaltbild einer binärkodierten 1000-Schritt-Dezimal-Syntheseanordnung mit drei in Kaskade geschalteten Ziffern-Selektormodulen, die ähnlich denjenigen gemäß Fig. 1 aufgebaut sind und mit der Grundzahl 10 arbeiten.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist die erste Synthesestufe einen Mischer 10, ein Filter 11 und einen Frequenzteiler 12 auf. Der Mischer hat einen ersten Eingangsanschluß 13, dem ein Signal bei der Ausgangsfrequenz F zugeführt wird, und einen zweiten Eingangsanschluß 14, aem selektiv eines von zwei Steuersignalen bei den Frequenzen f„ bzw· f. über einen Wechselschalter 15 zugeführt wird. Die Ausgangs- und Steuersignale werden von einem Nor«alfrequenzgenerator 16 geliefert, der in herkÖMlicher Weise aufgebaut 1st und drei getrennte Ausgangssignale bei den festen Frequenzen F, f„ und f_T entwickelt,

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wobei die drei Frequenzen in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise aufeinander abgestimmt sind.

Generell liegen beide Steuersignalfrequenzen f„ und f_ wesentlich höher als die Ausgangsfrequenz F. Steht der Wechselschalter 15 in der in der Zeichnung mit Null bezeichneten Stellung, so enthält das Ausgangssignal des Mischers 10 eine Komponente der Frequenz f«-*¹· Wenn sich der Schalter in der mit 1 bezeichneten rechten Stellung befindet, enthält das Ausgangssignal des Mischers eine Komponente von fy-^F·

Das Filter 11 ist so ausgelegt, daß es Frequenzen von f_L-F und fjT-F durchläßt und alle anderen Mischer-Ausgangsprodukte merklicher Amplitude sperrt. Durch geeignete praktische Wahl der Frequenzbeziehungen zwischen den drei Eingangssignalen können.alle unerwünschten Mischprodukte mit Amplituden größer als beispielsweise -90 dB₉ bezogen auf die Amplitude der Solldifferenzfrequenzkomponenten, auf Frequenzen ausreichend außerhalb des Bandes zwischen f- - F und f_H - F gebracht werden, so daß das Filter als einfacher Bandpaß oder in einigen Fällen nur als Tiefpaßfilter ausgeführt werden kann.

Der Mischer 10 und das Filter 11 können zusammen als Frequenz-Subtraktionsstufe bezeichnet werden, wobei die Mischer-Eihgangsanschlüsse 13 und 14 als Subtrahend- und Minuend-Eingangsanschlüsse und der Filter-Ausgangsanschluß 17 als Differenz-Ausgangsanschluß bezeichnet werden. Dieser Anschluß 17 ist mit dem Frequenzteiler 12 verbunden, der in bekannter Weise so aufgebaut ist, daß er ein Ausgangssignal bei der halben Frequenz seines Eingangssignals entwickelt. Dieses, Ausgangssignal, das in Abhängigkeit von der Stellung des Selektorschalters 15 bei einer der beiden Frequenzen 1/2 (f_H-F) oder 1/2 (f_L-F) entwickelt wird, wird als Subtrahend-Eingangssignal der Frequenz-Subtraktionsstufe der zweiten Synthesestufe zugeführt.

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Die zweite Stufe weist ähnlich der ersten einen Selektorschalter 25, einen Mischer 20, einen Filter 21 und einen Frequenzteiler 22 auf. Die Verbindungen des Schalters 25 mit den f_H und f^-Leitungen sind relativ zu denjenigen des in der ersten Stufe beteiligten Schalters 15 vertauscht; d.h. wenn der Schalter 25 in der 0 -Stellung ist, so wird das Steuersignal der Frequenz f_ an den Mischer 20 angelegt, und wenn der Schalter 25 in der 1 Stellung steht, so wird das Steuersignal bei der Frequenz f_H an den Mischer 20 angelegt.

Als Soll-Differenzfrequenz kann am Ausgang des Mischers eine von vier verschiedenen Frequenzen entsprechend den Schaltbedingungen der Selektorschalter 15 und 25 erscheinen:

f_H-l/2 (f_L-F), f_H-l/2 (f_H-^p)» ^f _L-^{1/2 (f}L"^{F) oder f}L"^{1/2 (f}H"^F)

Daher ist das Filter 21 so ausgelegt, daß es Signale bei diesen Frequenzen durchläßt und Ausgangssignale des Mischers 20 bei anderen Frequenzen, soweit sie von ausreichender Amplitude sind, sperrt. In der Praxis kann das Filter 21 als Bandpaßfilter mit einem Durchlaßband von der niedrigsten Sollfrequenz f^-1/2 (f_H-F) bis zur höchsten Sollfrequenz f.,-1/2 (f_-F) sein. Das Ausgangs— signal des Filters 21 wird,zum Frequenzteiler 22 geleitet, der ein Ausgangssignal bei der halben Frequenz des ihm vom Filter 21 zugeführten Eingangssignals entwickelt.

Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 22 wird an den Subtrahend-Eingangsanschluß der dritten Synthesestufe angelegt, die ähnlich der ersten und zweiten Stufe einen Selektorschalter 35, einen Mischer 30, ein Filter 31 und einen Frequenzteiler 32 aufweist. Die Verbindungen des Schalters 35 zu den f_H und f_L-Leitungen sind relativ zu denjenigen des vorhergehenden Selektorschalters 25 vertauscht und entsprechen! denjenigen des Schalters 15 der ersten Stufe. Das Filter 31 kann als Bandpaßfilter ähnlich

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dem Filter 21 aufgebaut sein, läßt }edoch die acht möglichen Soll-Differenzfrequenzen des Mischers 30 durch.

Die vierte, in diesem Fall als Endstufe ausgebildete Stufe weibt einen Selektorschalter 45, einen Mischer 40 und ein Filter 41 auf; die Halbierungscharakteristik der anderen Stufen ist jedoch durch eine Serienanordnung aus einem Kl-Teiler 48 und einer K2-Multipiizierschaltung 49 ersetzt, die eine Frequenzmultiplikation mit dem Faktor K = K2/K1 durchführen, wobei K ein gemeiner Bruch kleiner als 1 ist, der durch die Anzahl N von Synthesestufen pro Ziffern-Selektormodul und die Grundzahl R in der folgenden Weise bestimmt ist:

,(N-I)

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist wegen N =4 K= 8/R. Vier Synthesestufen reichen für eine

4 Grundzahl bis zu und einschließlich R = 16 aus. Zwei Stufen wurden für eine der Grundzahlen bzw. einen der Radizes 2,3 und 4 ausreichen, und zusätzliche Stufenpaare könnten für Grundzahlen bzw. Radizes von mehr als 16 verwendet werden.

Der Mischer 40 der vierten Stufe kann ein Differenzsignal bei einer von 16 Frequenzen entwickeln, wobei die Frequenz von den Stellungen der Selektorschalter 15, 25, 35 und 45 abhängig ist. Das Filter 41 ist so ausgelegt, daß es die R-I niedrigste dieser Frequenzen durchläßt. Der vierte Selektorschalter 45 ist mit den Steuersignalleitungen in derselben Weise wie der zweite Schalter 25 verbunden.

Die Ausgangsfrequenz F wird bei einem geeigneten Wert gewählt, entsprechend auch der gewünschte Grundfrequenz-Selektionsbereich F'ο Die Steuersignalfrequenzen werden

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wie folgt bestimmt:

^L 2^N-1

Die Frequenz FOl am Ausgang des Ziffern-Selektormoduls ist F+DF»/Ro Hierbei ist D der numerische Wert der Zahl bzw. Stelle im Zahlensystem mit der Grundzahl R, binärkodiert dargestellt durch das Positionsrauster der Schalter 15, 25, 35 und 45. Die Stellung des Schalters 15 (0 oder 1) entspricht dem Wert (0 oder 1) des am niedrigsten bewerteten Bits eines Vier-Bit-Binärworts, die Stellung des Schalters 25 entspricht dem Wert des Bits der nächsthöheren Binärstelle usw. Bei Einstellung der Schalter in der in Fig. 1 dargestellten Welse ist das Wort 0110 mit der Bedeutung

0(8)+l(4)+l(2)+0(l) «= 6 und die Frequenz FOl am Ausgang ist F + 6 F'/R.

Als spezielles Beispiel sei angenommen, daß 10 bestimmte, wählbare Frequenzen mit 0,1 MHz Intervallen über einen Selektionsbereich F* von 1 MHz erzeugt werden sollen. Dann 1st R = 10, N = 4 und K » 8/10. Der Frequenzteiler 48 kann so aufgebaut sein, daß er eine Teilung durch Kl = vornimmt, wobei die Multiplizierschaltung 49 mit K2 « multipliziert. Die Ausgangsfrequenz F kann beispielsweise bei 30 MHz gewählt werden. Die Steuersignalfrequenzen liegen entsprechend obigem Beispiel bei

f_T = 1,8 χ 30. + 1 - 55 MHz

f_H = f_L + 1 = 56 MHz. 509812/0718

Stehen alle Selektorschalter auf Null, was dem Binärwort 0000 entsprechend der Dezimalziffer 0 entspricht, so sind die Frequenzen in MHz an den angegebenen Punkten der Schaltung gemäß Fig. 1 wie folgt:

Eingänge zum Mischer 10 30 und Ausgang des Mischers 10 26 Ausgang des Teilers 12 13

Eingänge zum Mischer 20 13 und Ausgang des Mischers 20 42 Ausgang des Teilers 22 21

Eingänge zum Mischer 30 21 und Ausgang des Mischers 30 35 Ausgang des Teilers 32 - 17,5

Eingänge zum Mischer 40 17,5 und Ausgang· des Mischers 40 37,5 Ausgang des Teilers 48 7,5

Ausgang der Multiplizier

schaltung 49 (FOl) 30

Es ist zu sehen, daß in diesem Falle die Frequenz FOl am Ausgang gleich der Start- bzw. Ausgangsfrequenz F ist. Die Frequenz FOl am Ausgang kann in ähnlicher Weise für alle Ziffern der Dekade alt den folgenden Ergebnissen berechnet werden:

D _p BCD POl

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Obwohl die Selektorschalter in Fig«, 1 als einfache einpolige Umschalter bzw. Wechselschalter gezeigt sind, ist es klar, daß sie auch als elektrisch betätig-

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0000	30
0001	30,1
0010	30,2
0011	30,3
0100	30,4
0101	30,5
0110	30,6
Olli-.	30,7
1000	30,8
1001	30,9

bare Bauelemente, z.B. als Relais oder Verknüpfungsglieder ausgeführt sein können, die durch Signale einer BCD Datenquelle, z.B. einer Programmgabeeinrichtung oder eines Digitalrechners, steuerbar sind. Der einzelne Ziffern-Selektormodul gemäß Fig. 1 kann eine von R verschiedenen Frequenzen entsprechend den R Ziffern oder Zahlen einer Digitalgruppe (Wert) erzeugen. Da in der Regel wesentlich mehr als R verschiedene Frequenzen innerhalb des Selektionsbereichs F* entwickelt werden müssen, kann eine Anzahl η von Ziffernselektoren derart in Kaskade geschaltet werden, daß R verschiedene Frequenzen zur Verfügung stehen.

Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Einer-Selektormodul 51 ist in der in Fig. 1 dargestellten Weise aufgebaut und arbeitet, wie beschrieben, mit der Grundzahl bzw. dem Radix 10. Es sei bei diesem Beispiel angenommen, daß die Selektorschalter entsprechend den Schaltern 15, 25, 35 und 45 der Flg. 1 als logische Verknüpfungsglieder elektrisch steuerbar sind, also in bekannter Weise durch Signale, die an entsprechende Einzelleitungen einer Gruppe von Steuerleituqgen 52 von einer BCD Datenquelle (nicht gezeigt) angelegt werden.

Der Zehner-Selefctormodul 53 1st ähnlich dem Einer-Modul 51 aufgebaut, mit der Ausnahme, daß sein Eingangssignal vom Ausgang des Moduls 51 bei der Frequenz FOl abgeleitet ist. Das Ausgangssignal des Zehner-Selektormoduls hat die Frequenz F02 und wird als Eingangssignal an den Hunderter-Selektormodul 54 angelegt. Letzterer ist im übrigen entsprechend den Modulen 51 und 53 aufgebaut.

Die Frequenz FO3 des Ausgangssignals des Hunderter-Moduls 54 kann einen von tausend, in gleichen Schritten voneinander getrennten Werten im Selektionsbereich annehmen, wobei jeder Wert einer entsprechenden, dreistelligen Dezimalzahl im Bereich von 0 bis 999 entspricht. Bei

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den Eingangsfrequenzen F, f_H und f_L entsprechend dem zuvor beschriebenen Beispiel kann FO3 irgendeine Frequenz zwischen 30 MHz und 30,999 MHz «it Frequenzsprüngen von 1 kHz sein. Eine spezielle Frequenz kann in Abhängigkeit von einem entsprechenden Signalmuster an den Steuerleitungen 52 in Fora von drei Binärwörtern mit jeweils vier Bit erzeugt werden, wobei jedes Binärwort eine von drei Stellen der sich auf diese Frequenz beziehenden Dezimalzahl darstellt.

So kann beispielsweise ein Ausgangssignal bei der Frequenz FO3 von 30,236 MHz dadurch erreicht werden, daß ein Muster von Steuersignalen auf den Leitungen 52 entsprechend dem folgenden Bitauster entwickelt wird:

0010 0011 0110

Hierbei stellt das erste Wort die stellenmäßig am höchsten bewertete Ziffer 2 der die gewünschte Frequenz (in Hundertern von kHz oberhalb der Ausgangsfrequenz von 30 MHz) bezeichnenden Deziaalzahl, das zweite Wort die stellenmäßig niedriger bewertete Deziaalziffer 3 und das dritte Wort die stellenmäßig am niedrigsten bewertete Ziffer 6 dar. Das erste Wort stellt die Selektorschalteinrichtungen (entsprechend den Schaltern 45, 35, 25 und 15 in Fig. 1) la Modul 54 der Flg. 2 ein, das zweite Wort setzt die dea Modul 53 zugeordneten Schalteinrichtungen, und das dritte Wort stellt die Schalteinrichtungen im Modul 51 ein.

Bei in der vorgenannten Weise eingestellten Selektoren ist die Frequenz FOl des Einer-Moduls 51 30,6 MHc. Von dieser Frequenz ausgehend, entwickelt der Zehner-Modul 53 eine Frequenz FO2 von 30,36 HHs. Von der zuletzt genannten Frequenz ausgehend, wird am Ausgang des Hunderter· Moduls eine Frequenz FO3 von 30,236 MHz erzeugt.

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Es können weitere Selektormodulen in Kaskade an den Hunderter-Modul 54 angeschaltet werden, die dann Modulen entsprechend höherer Ordnungen bilden. Jeder dieser zusätzlichen Modulen gibt die Möglichkeit der Erzeugung der relativ zum vorhergehenden Modul zehnfachen Anzahl von Frequenzen in Zehntelintervallen. Der Frequenz-Selektionsbereich bleibt im wesentlichen gleich, und zwar von 30 MHz bis 30,999...MHz. Gegebenenfalls kann der gesamte Selektionsbereich auf einen anderen Teil des Spektrums verschoben werden, z.B. von 0 bis 0,999...MHz, und zwar durch herkömmliche Methoden, die nicht Teil der vorliegenden Erfingung bilden.

Ist die Grundzahl kleiner als 2 , so kann der Frequenz-Selektionsbereich von F¹ auf einen Bereich

F" = F¹ (2^N/R)

durch geringfügige Abwandlung des der am höchsten bewerteten Stelle zugeordneten Ziffern-Selektormoduls ausgedehnt werden. So kann beispielsweise die binärkodierte Dezintal-Syntheseanordnung gemäß Fig. 2 auf einen Arbeitsbereich von 30 MHz bis 31,599 MHz gebracht werden, indem das Filter der letzten Synthesestufe des Hunderter-Selektormoduls, d.h. das dem Filter 41 gemäß Fig. 1 entsprechende Filter, Frequenzen bis zu 39,5 MHz durchläßt, also die Frequenzen noch nicht bei 38,75 MHz sperrt. Dann können die Schalter im Hunderter-Modul in sechs zusätzlichen Mustern durch Signale entsprechend zusätzlichen vier-Bit-Worten eingestellt werden, wobei letztere zu-•ätsliche Deziealwerte 10, 11, 12, 13, 14 und 15 darstellen. I» übrigen bleibt die Syntheseanordnung gleich und arbeitet auch in der gleichen Weise wie die zuvor beschriebene Anordnung.

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Claims

Pate nt a η s ρ r ü c h e

SS S — SZSZ SS SZ ZS SZ SZ S 3 SZ S S SZ SZ ZS SZ S SZ SSSS 2 SZ SS SS — ZZi

\j Anordnung zur Frequenzsynthese von Rⁿ bestimmten Frequenzen entsprechend zugehörigen binärkodierten Darstellungen von Zahlen in η digitalen Ordnungen bzw. Gruppen eines numerischen Systems mit der Grundzahl R, wobei η in Kaskade geschaltete, digitale Selektormodulen vorgesehen sind, von denen jeder einer der . digitalen Ordnungen bzw. Gruppen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Selektormodul (51, 53, 54) die folgenden Elemente aufweist:

a) eine gerade Anzahl N von Frequenz-Subtraktionsstufen (10-11; 20-2Ij 30-31; 40-41) mit jeweils Subtrahend- und Minuend-Eingangsanschlüssen (13, 14) und einem Differenz-Ausgangsanschluß (17), wobei die gerade Anzahl N so gewählt ist, daß alle Ziffern des numerischen Systems ausdrückbar sind, und wobei der Subtrahend-Eingangsanschluß (13) der ersten Subtraktionsstufe (10-11) den Eingangsanschluß des Moduls (51, 53, 54) bildet;

b) N-I Frequenzhalbierungsstufen (12, 22, 32), die jeweils den Subtrahend-Eingangsanschluß einer Subtraktionsstufe, mit Ausnahme der ersten (10-11), an den Ausgangsanschluß (17) der direkt vorhergehenden Subtraktionsstufe ankoppeln;

c) eine zwei Steuersignale bei vorgegebenen Frequenzen (f_, f-j) liefernde Einrichtung (Normalfrequenzgenerator 16);

d) Umschalteinrichtungen (15, 25, 35, 45), die eines der beiden Steuersignale (f^ oder f^) selektiv entsprechend dem an einer zugehörigen Bitstelle darzustellenden Binärwert an einen der Minuend-Eingangsanschlüsse (14) jeder der

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Frequenz-Subtraktionsstufen anlegen; und e) eine die am Ausgang der letzten Frequenz-Subtraktionsstufe (40-41) erzeugte Frequenz mit einer Konstanten 2 multiplizierende Einrichtung (48, 49), wobei die Anzahl der Frequenz-Halbierungsstufen (12, 22, 32) mit der Grundzahl durch die Konstante in Beziehung gesetzt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die R bestimmten Frequenzen eine Ausgangsfrequenz F umfassen und in einem Frequenzbereich zwischen F und F+F^f liegen und daß die Steuersignalfrequenzen durch die folgenden Beziehungen bestimmt sind:

_und

wobei f die niedrigere und f„ die höhere der beiden Steuersignalfrequenzen ist und das Eingangssignal des ersten Moduls (51) durch die Ausgangsfrequenz (F) gebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Steuersignale (fj-, ^f _H) selektiv an die Subtraktionsstufen (10-11, 20-21, 30-31, 40-41) anlegenden ümschalteinrichtungen (15, 25, 35, 45) in aufeinanderfolgenden Stufen in derart alternierender Weise an die Subtraktionsstufen angeschaltet sind, daß ein Binärwert von Null in der ersten und allen nachfolgenden ungeraden Subtraktionsstufen (10-11, 30-31) durch die höhere Steuerfrequenz und in der zweiten und allen nachfolgenden geraden Subtraktionsstufen (20-21, 40-41) durch die niedrigere Steuerfrequenz darstellbar ist, wobei die jeweils andere Steuerfrequenz in jeder Stufe den Binärwert Eins darstellt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die letzte der digitalen Ordnungen bzw. Gruppen über einen

N erweiterten Frequenz-Selektionsbereich von F"= F^f (2 /R) wirksam ist und daß die dem letzten Modul (54) zugeordneten

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Schalteinrichtungen zur Darstellung von das der Grundzahl R entsprechende Binärwort übersteigenden Binärwörtern geeignet ausgebildet sind, wobei eine Gesamt-

N (N—1)
zahl von 2 R diskreten Frequenzen entwickelbar
5. Ziffern-Selektormodul für binärkodierte Frequenzsynthese in einem Bereich von F bis F+F¹, insbesondere zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der Ansprüche bis 4, gekennzeichnet durch

a) vier Frequenzsubtraktionsstufen (10-11, 20-21, 30-31, 40-41) mit jeweils einem Subtrahend- (13), und Minuend-Eingangsanschluß (14) und einem Differenz-Ausgangsanschluß (17), wobei der Subtrahend-Eingangsanschluß (13) der ersten Subtraktionsstufe den Eingangsanschluß des Selektormoduls bildet;

b) drei Frequenzhalbierungsstufen (12, 22, 32), die jeweils den Subtrahend-Eingangsanschluß einer Subtraktionsstufe, mit Ausnahme der ersten (10-11), an den Ausgangsanschluß (17) der direkt vorhergehenden Subtraktionsstufe ankoppeln;

c) Umschalteinrichtungen (12, 25, 35, 45) zum selektiven Anlegen eines von zwei Steuersignalen der Frequenzen f_T und f„ an den Minuend-Eingangsanschluß jeder der Subtraktionsstufen, wobei die Frequenzen bestimmt sind durch

f_T = (9/5)F+F· und f„ = f_T + F·; und

d) eine die Frequenz am Ausgang der letzten Subtraktionsstufe mit dem Faktor K = 4/5 multiplizierende Einrichtung (48, 49).

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