DE2557609A1 - MORE BIT PHASE SHIFTER - Google Patents
MORE BIT PHASE SHIFTERInfo
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- Nonlinear Science (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
2b576092b57609
Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PT-BK/Mo/joLicentia Patent-Verwaltungs-GmbH PT-BK / Mon / jo
HK 75/31HK 75/31
Mehr-Bit-PhasenschieberMulti-bit phase shifter
Die Erfindung betrifft einen steuerbaren elektronischen Phasenschieber mit einem weiten Verschiebebereich.The invention relates to a controllable electronic phase shifter with a wide displacement range.
In der Digitaltechnik kömmt häufig die Aufgabe vor,eine Taktfolge gegenüber einer Signalfolge stetig zu verschieben. In digital technology, there is often the task of creating a To shift clock sequence compared to a signal sequence steadily.
Durch die DT-OS 21 55 489 ist eine Schaltung bekannt, die eine Taktfolge über mehrere Impulsperioden verschieben kann. Diese Schaltung arbeitet in der Weise, daß eine durch die Impulse des Eingangsimpulses ausgelöste Verzögerungsstufe vorgesehen ist, deren Verzögerungszeit durch eine an einen Steuereingang angelegte Spannung steuerbar ist, daß ein Spannungsgenerator eine die Verzögerungszeit gleichmäßig ändernde Spannung erzeugt und dem Steuereingang der Verzögerungsstufe zuführt, und daßFrom DT-OS 21 55 489 a circuit is known which shift a clock sequence over several pulse periods can. This circuit works in such a way that a delay stage triggered by the pulses of the input pulse is provided, the delay time by a voltage applied to a control input it is controllable that a voltage generator generates a voltage that changes the delay time uniformly and the control input of the delay stage, and that
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ciiKi RoinzidenzHtufe feststellt, wenn der zeitlichn Ab- «tand dot. vorzögerten Ausgangssignals der Vcrzögerungsatuffi von einem Eingangsimpuls ein vorgegebtnes Maß unter&chroitet und dann am Ausgang ein Signal abgibt, das die von dom Spannungsgenerator erzeugte Spannung auf einen Anfangspegel zurückführt.ciiKi ro incidence level ascertains if the temporal «Tand dot. delayed output signal of the delay rate from an input impulse a given measure under & chroitet and then emits a signal at the output that converts the voltage generated by the voltage generator to a Returns the initial level.
Diese vorgeschlagene Lösung der genannten Aufgabe hat folgende Nachteile: es können nur Impulse mit einem grossen Tastverhältnis verarbeitet werden; die Schaltung ist für sehr hohe Frequenzen nicht geeignet; während des Verschiebens der Taktfolge ändert sich deren Frequenz vorübergehend gegenüber der gegebenen Eingangsfrequenz, und außerdem erfordert die Schaltung einen beträchtlichen Aufwand.This proposed solution has the stated problem the following disadvantages: only pulses with a large pulse duty factor can be processed; the circuit is not suitable for very high frequencies; while the clock sequence is shifted, its frequency changes temporarily versus the given input frequency, and also the circuit requires a considerable Expenditure.
Die zu der Erfindung führende Aufgabe war es, einen optimalen Phasenschieber anzugeben, der eine Phasenverschiebung über mehr als +_ l/2 Periode stetig verschiebbar ermöglicht, dabei das Tastverhältnis beim Einstellen der Phasenverschiebung konstant und gleich 1 : 1 hält, keine Frequenzänderung während des Einsteilens der Phasenverschiebung ergibt, sehr hohe Frequenzen verarbeiten kann, und schließlich soll die Schaltung mit geringem Aufwand herstellbar sein.The task leading to the invention was to provide an optimal phase shifter which enables a phase shift over more than + _ 1/2 period, while keeping the pulse duty factor constant and equal to 1: 1 when setting the phase shift, no frequency change during setting the phase shift results, can process very high frequencies, and finally the circuit should be able to be produced with little effort.
BK 75/31 " - 3 -BK 75/31 "- 3 -
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Die Aufgabe wird gelöst, wie im Anspruch beschrieben.The object is achieved as described in the claim.
An einem Schaltungsbeispiel nach Fig. l und einem Itnpulsdiagramm nach Fig. 2 sei im folgenden die Wirkungsweise erläutert.Using a circuit example according to FIG. 1 and a pulse diagram according to Fig. 2, the mode of operation will be explained in the following.
Die Fig. 1 zeigt eine Phasenregelschleife (Phase-lockcdloop), die neben den Grundbausteinen, wie Phasendetektor 2, Tiefpaß 3i spannungsgesteuerter Oszillator 5, noch zusätzlich zwei gleiche Frequenzteiler 1 und 6, einen Analogaddierer 4 und/oder eine verstellbare Kapazität 7 enthält.Fig. 1 shows a phase-locked loop (phase-lockcdloop), which in addition to the basic components, such as phase detector 2, low-pass filter 3i voltage-controlled oscillator 5, additionally two identical frequency dividers 1 and 6, an analog adder 4 and / or an adjustable capacitance 7 contains.
Grundsätzliches zur Wirkungsweise der Phasenregelschleife: Basic information on how the phase locked loop works:
Die Aufgabe einer Phasenregelschleife besteht im allgemeinen darin, einen Oszillator in Frequenz und Phase mit einem Eingangssignal zu synchronisieren. Im synchronisierten Zustand ist die Phasenverschiebung zwischen Eingangssignal und Oszillatorsignal Null oder wenigstens ein Minimum; sobald zwischen beiden Signalen eine Phasenverschiebung auftritt, wird der Oszillator selbsttätig solange nachgeregelt, bis die Phasenverschiebung wieder Null oder minimal wird.The task of a phase locked loop is in general is to synchronize an oscillator in frequency and phase with an input signal. Im synchronized The state is the phase shift between the input signal and the oscillator signal zero or at least a minimum; as soon as a phase shift occurs between the two signals, the oscillator will continue to operate automatically readjusted until the phase shift is again zero or minimal.
Es wird unterschieden zwischen verschiedenen Arten vonA distinction is made between different types of
BK75/31 709826/0509 BK75 / 31 709826/0509
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Phasenregelschleifen, die sich jo nach Aufgabe Im Aufbau beispielsweise durch unterschiedliche Phasendotoktorcn oder spezielle Tiefpaßfilter auszeichnen. Es gibt s+. B. Phasendetefctoren» die bei einer Phasenverschiebung von 90 zwischen dem Eingangssignal und dem Oszi1!atari Lgnal eine mittlere Steuerspannung abgeben, so daß der Oszillator mit seiner Mittenfrequenz ω schwingt.Phase-locked loops, which are characterized by different phase motors or special low-pass filters, for example, according to the task in structure. There is s +. B. phase detectors which emit an average control voltage with a phase shift of 90 between the input signal and the oscillator signal, so that the oscillator oscillates at its center frequency ω.
Jede Phasenregelschleife hat einen Frequenzbereich, in dem sie sich auf den. synchronisierten Zustand einregelt und dann phasenstarr eingerastet bleibt; diesen Boreich nennt man Fangbereich. Daneben-gibt es einen Haltebereich, in dem der synchronisierte Zustand erhalten bleibt, obwohl sich die Eingangsfrequenz gegenüber der Oszillatorfrequenz ändertϊ in diesem Fall verschiebt sich die Phasenlage zwischen dem Eingangssignal und dem Oszillatorsignal, so daß eine Steuerspannung für den Oszillator entsteht, die dessen Frequenz verändert und damit den Phasenfehler φ wieder minimal macht.Each phase-locked loop has a frequency range in which it applies to the. synchronized state and then remains locked in phase; this area is called the capture area. In addition, there is a hold area in which the synchronized state is maintained, although the input frequency changes compared to the oscillator frequency - in this case the phase position between the input signal and the oscillator signal is shifted, so that a control voltage is created for the oscillator that changes its frequency and thus minimizes the phase error φ again.
Im eingerasteten Zustand besteht immer ein konstanter Phasenfehler φ zwischen dem Eingangssignal und dem Oszillatorsignal, zusätzlich zu den 90 , die durch den Phasendetektor bedingt sind. Bs giltIn the locked state there is always a constant phase error φ between the input signal and the oscillator signal, in addition to the 90 caused by the phase detector. Bs applies
- 90° < 0 < + 90°,- 90 ° <0 <+ 90 °,
so daß der maximale Bereich des Phasenfehlers 0 =* +_so that the maximum range of the phase error 0 = * + _
BK 75/31 70982Θ/0509 - 5 -BK 75/31 70982Θ / 0509 - 5 -
,.557609, .557609
ist. Wird der Phasenfehler größer, ilantt koniint dr. c- i'i.;i.st nr β ge J sch 1 ei Te außer Tritt. In den meistt-n F.iLlen win! v.-rsucht, den Phasenfehler φ möglichst klein xu halten, I1I1It-Ui man die Kreisverstärkung der ßegelbchleil'e müglich.st ^:κ.ι macht.is. If the phase error becomes larger, ilantt koniint dr. c- i'i.; i.st nr β ge J sch 1 ei Te out of step. In most cases, win! v.-seeks to keep the phase error φ as small as possible, I 1 I 1 It-Ui one makes the loop amplification of the ßegelbchleil'e possible.st ^: κ.ι.
Bie int vorgeschlagenen Phasenschieber verwendete Ηκ..~,«·η-regelscbleife hat dagegen eine kleine Kreisverstarkiu. . g, SO) daß sich ein möglichst großer Phasenrehler 0 ergtin n kann. Eine Phasenverschiebung über den Bereich von 0) as* j^ 90 hinaus wird dadurch erreicht,, dall die Ει黣.ί:ικ«- freejuenz: ^, und die Oszillatorfreqtxenz l> durch gleiche Frequenzteiler um dan Faktor N geteilt werden; dat, bedeutet eine Vergrößerung des Bereiches der Phasenverschiebung θ zwischen dem Eingangssignal und dem Oszillator signal um das N-fache.In the proposed phase shifter, Ηκ .. ~, «· η-control circuit, on the other hand, has a small circular gain. . g, SO) that the largest possible phase angle 0 can result in n. A phase shift over the range 0) as * j ^ 90 addition is achieved by ,, dall the Ειι »£ .ί: ικ" - freejuenz: ^, and the Oszillatorfreqtxenz be> divided by equal frequency divider to dan factor N l; dat means an increase in the range of the phase shift θ between the input signal and the oscillator signal by N times.
Das Einstellen der gewünschten Phasenverschiebung 9 von außen kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen, dit; auch nebeneinander angewandt werden können. Zum einen ändert man die Frequenz des Oszillators 5 durch eine zusätzliche Steuerspannung, die über den Analogaddierer 4 der Phasenregelschleife zugeführt wird, zum anderen kann man mit Hilfe einer einstellbaren Kapazität 7 die Mittenfrequenz des Oszillators verändern.Setting the desired phase shift 9 from outside can be done in two different ways, dit; even can be used side by side. For one, changes the frequency of the oscillator 5 by an additional control voltage, which is via the analog adder 4 of the Phase locked loop is fed, on the other hand you can change the center frequency of the oscillator with the help of an adjustable capacitance 7.
BK 75/3t -G- BK 75 / 3t -G-
7098 26/0 5097098 26/0 509
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
.)■.) ■
Für die Phasenverschiebung 9 zwiaclicn Oiin Ei nga.ng.si»i gnal
e (t) und dem Au s gangs signal a(t) ist nur dnr t-ingcrasti
te Zustand der Phasenregelschleife von Ut; ti i-u t ti/i t;,
d.h. eine Phasenverschiebung ist nur innerhalb dos Hn!-
tobcreichs möglich. Vorändert man durch ei non üuIKt»'!!
Eingriff beispielsweise die Kapazität dos spanmingsjcsteuerten
Oszillators und damit die Mittenfrequenz des
Oszillators, dann kann der Oszillator im eingerasteten Zustand nicht mit der neuen Mittenfrequenz ω schwingen
(im eingerasteten Zustand gilt immer ω = ω ), diο
Phasenregelschleife wirkt dann so, daß durch sie eine·
Steuerspannung erzeugt wird, die den Oszillator mit der
ursprünglichen Frequenz ω schwingen läßt. Die dazu nötige Steuerspannung kann nur dadurch entstehen, daß sich
zwischen dem Eingangssignal und dem Oszillatorsignal eine Phasenverschiebung einstellt.For the phase shift 9 between input signal a (t) and the output signal a (t), only the state of the phase-locked loop of Ut is in the locked state; ti iu t ti / it;, ie a phase shift is only possible within the range of the Hn! Preceded by ei non üuIKt »'!!
If, for example, the capacitance of the spanmingsjc-controlled oscillator and thus the center frequency of the oscillator intervenes, then the oscillator cannot oscillate at the new center frequency ω in the locked state (ω = ω always applies in the locked state), the phase locked loop then acts in such a way that it creates a
Control voltage is generated, which makes the oscillator oscillate at the original frequency ω. The control voltage required for this can only arise when a phase shift occurs between the input signal and the oscillator signal.
Da die Eingangsfrequenz und die Oszillatorfrequenz jeweils um den Faktor N geteilt werden, vergleicht derAs the input frequency and the oscillator frequency, respectively are divided by the factor N, the compares
Phasendetektor 2 die Phasenlage der Signale S und SPhase detector 2 shows the phase position of the signals S and S.
-jr— und — -jr- and -
ω ω x 2
mit den niedrigeren Frequenzen -jr— und —-, die zwar nur
um 0 = +_ 90 verschoben sein können, aber für das Eingangssignal
e(t) bzw! Ausgangssignal a(t) mit den hohen Frequenzen ω = ω bedeutet dies eine maximale Phasenverschiebung
vonω ω x 2
with the lower frequencies -jr— and —-, which can only be shifted by 0 = + _ 90, but for the input signal e (t) or! Output signal a (t) with the high frequencies ω = ω, this means a maximum phase shift of
θ = N - 0θ = N - 0
BK 75/31 709826/0509 BK 75/31 709826/0509
IMSFECTEOIMSFECTEO
Die Fig. 2 zeigt als Impulsdiagramni ein Beispiel mit N= 10, bei dem sich für φ - 90 für die Phasenverschiebung zwischen dem Eingangssignal e(t) und dem Ausgangssignal a(t) ein θ = 900 ergibt.As a pulse diagram, FIG. 2 shows an example with N = 10, in which a θ = 900 results for φ- 90 for the phase shift between the input signal e (t) and the output signal a (t).
BK 75/31 ' - 8 -BK 75/31 '- 8 -
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Claims (1)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752557609 DE2557609A1 (en) | 1975-12-20 | 1975-12-20 | MORE BIT PHASE SHIFTER |
IT30494/76A IT1065434B (en) | 1975-12-20 | 1976-12-16 | FIU'BIT SPEAKER |
FR7638335A FR2336003A1 (en) | 1975-12-20 | 1976-12-20 | Phase control loop for oscillator - is used as phase shifter for generation of phase shift between oscillator and other frequency |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752557609 DE2557609A1 (en) | 1975-12-20 | 1975-12-20 | MORE BIT PHASE SHIFTER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2557609A1 true DE2557609A1 (en) | 1977-06-30 |
Family
ID=5965023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752557609 Pending DE2557609A1 (en) | 1975-12-20 | 1975-12-20 | MORE BIT PHASE SHIFTER |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2557609A1 (en) |
FR (1) | FR2336003A1 (en) |
IT (1) | IT1065434B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2744245A1 (en) * | 1977-10-01 | 1979-04-12 | Deutsche Bundespost | Primary clock pulse correction circuit for plesiochronous TDM system - has comparator controlling VCO in phase locked loop and connected via dividers to two pulse adaptors |
-
1975
- 1975-12-20 DE DE19752557609 patent/DE2557609A1/en active Pending
-
1976
- 1976-12-16 IT IT30494/76A patent/IT1065434B/en active
- 1976-12-20 FR FR7638335A patent/FR2336003A1/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2744245A1 (en) * | 1977-10-01 | 1979-04-12 | Deutsche Bundespost | Primary clock pulse correction circuit for plesiochronous TDM system - has comparator controlling VCO in phase locked loop and connected via dividers to two pulse adaptors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1065434B (en) | 1985-02-25 |
FR2336003A1 (en) | 1977-07-15 |
FR2336003B3 (en) | 1979-08-31 |
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