DE2641949A1 - Anordnung zur synchronisierung eines freischwingenden oszillators - Google Patents

Anordnung zur synchronisierung eines freischwingenden oszillators

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    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ^ ' Unser Zeichen
Berlin und München VPA 76 P 6 7 2 6 BRD
Anordnung zur Synchronisierung eines freischwingenden Oszillators
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Synchronisierung eines freischwingenden Oszillators auf ein Referenzsignal erheblich niedrigerer Frequenz mit einer Nachregelschaltung zu seiner Steuerung und gegebenenfalls einer Überwachungsschaltung.
Mikrowellenträgerversorgungen werden weitgehend mit freischwingenden Oszillatoren aufgebaut, die durch besondere Nachregelschaltungen mit einem Referenzsignal erheblich niedrigerer Frequenz synchronisiert werden. Besondere Anforderungen werden dabei an die Nachregelschaltung gestellt. Diese soll nämlich
möglichst wenige, einfache Bauteile enthalten, einen möglichst geringen Abgleichaufwand erfordern sowie sich durch Geräuscharmut, Nebenwellenfreiheit und einen einfachen Frequenzwechsel auszeichnen.
Diese Forderungen werden nicht ausreichend erfüllt bei Trägerversorgungen mit einer direkten Frequenzvervielfachung, ausgehend von einem Quarzoszillator mit ca. 100 MHz, mit synchronisierten Oszillatoren bis beispielsweise 2 GHz mit nachfolgendem Frequenzvervielfacher oder mit synchronisiertem
Oszillator im Trägerfrequenzbereich, bei dem ein Frequenz- bzw.
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ORIGINAL INSPECTED
Phasenvergleich bei der Trägerfrequenz erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der bei den vorstehend genannten Lösungen bzw. Lögungsmöglichkeiten auftretenden Probleme hinsichtlich der Geräusche und Stabilität, eines geringen Nebenwellenabstandes sowie eines hohen Abgleichaufwandes und hoher Bauteilekosten eine Anordnung anzugeben, mit der die Synchronisierung eines freischwingenden Oszillators in einfacher Weise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß ein das Referenzsignal erzeugender Quarzoszillator vorgesehen ist mit einem nachgeschalteten Frequenzvervielfacher und/oder -teiler, Verstärker und Filter, daß das Ausgangssignal des Filters einem mit dem freischwingenden Oszillator verbundenen, einen Kamm von Oberwellen des ansteuernden Signals erzeugenden Oberwellenmischer zugeführt wird und daß über einen selektiven Verstärker die aus dem Oberwellenmischer gewonnene Zwischenfrequenz einerseits und eine ausgewählte Harmonische oder Subharmonische des Quarzoszillators andererseits der Nachregelschaltung zugeführt werden.
Die besonderen Vorteile, die sich durch die erfindungsgemäße Lösung erheben, bestehen im folgenden: Das Referenzsignal braucht nur sehr schwach zu sein und wird auf besonders einfache Weise erzeugt. Der die Oberwellen und die Zwischenfrequenz erzeugende Oberwellenmischer ist ebenfalls sehr einfach in seinem Aufbau; er besteht vorzugsweise aus einer einfachen Schottky-Diode in einem Glasgehäuse, die in den Resonator des Oszillators eingebaut ist. Ein Abgleich ist hierbei nicht nötig. Der Phasen- oder Frequenzvergleich -wahlweise für Trägerversorgungen mit oder ohne Dienstgesprächsmodulation möglich - erfolgt in einer niedrigen Frequenzlage und ist daher besonders einfach und kostengünstig durchführbar.
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Ferner können mit dem erfindungsgemäßen Regelkonzept sehr hohe Nebenwellendämpfungen erzielt werden, nämlich 90 dB und mehr. Der Abgleichaufwand ist nur gering, Stabilitäts- und Geräuschprobleme brauchen beim Abgleich des Regelkreises nicht beachtet zu werden, da in den Vervielfachern nur Schottky-Dioden und keine Vervielfacher mit Kapazitätsdioden verwendet werden. Ein eindeutiger Frequenzwechsel läßt sich erreichen durch geeignete Wahl des Vervielfachungsfaktors des dem Quarzoszillator nachgeschalteten Frequenzvervielfachers oder die Einschränkung des Oszillatorabstimmbereichs auf definierte Frequenzbänder. Schließlich ist auch eine gute Zuverlässigkeit durch die ToIeranzunempfindlichkeit der Regelschleife und die geringe Belastung und Zahl der Bauelemente gegeben. Auch die festgelegten Vervielfachungsfaktoren in Trägerversorgungen von bestehenden Systemen lassen sich erreichen durch eine entsprechende Wahl der Vervielfachungsfaktoren m und η und der Zwischenfrequenz pf '. Dadurch wird die Wiederverwendung bereits vorhandener Quarze möglich.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen freischwingenden Oszillator mit Oberwellenmischer
und einer Vergleichsschaltung und Fig. 2 das Frequenzspektrum am Oberwellenmischer.
Bei dem Blockschaltbild nach Fig. 1 ist mit 1 der Quarzoszillator bezeichnet, von dem das Referenzsignal in der üblichen Frequenzlage von 100 MHz erzeugt wird. Dieses wird in dem nachfolgenden Frequenzvervielfacher und/oder Teiler 2 um den Faktor m vervielfacht und/oder geteilt (wobei m nicht ganzzahlig sein muß). In dem nachfolgenden Verstärker 3, dem ein Bandpaß 7 nachgeschaltet ist, wird das Signal verstärkt. Dem Bandfilter 7 ist ein Oberwellenmischer 4· mit einer Schottky-Diode, der in den
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Resonanzkreis des freischwingenden Oszillators 4 integriert ist, nachgeschaltet. Der RF-Oszillator 4 ist mit einer Varaktordiode regelbar. Zur Nachregelung bzw. Steuerung des freischwingenden Oszillators 4 ist die Nachregelschaltung 6 vorgesehen, in der ein Frequenz- oder Phasenvergleich erfolgen kann und die gegebenenfalls noch mit einer Überwachungsschaltung ti ausgestattet ist. Der eine Eingang der Nachregelschaltung 6 ist mit dem Quarzoszillator 1 verbunden, dem über ein Filter 8 die gewünschte Oberwelle pf des Quarzoszillators entnommen wird, der zweite Eingang ist über einen selektiven Verstärker 5, einen Verstärker mit Einkreischarakteristik, mit dem Oberwellenmischer 41 verbunden, der Ausgang der Nachregelschaltung 6 ist an die Varaktordiode des freischwingenden Oszillators 4 geführt.
Im Obwrwellenmischer 4· entsteht ein Kamm von Oberwellen des ansteuernden Signales mf . (Das Frequenzspektrum am Oberwellenmischer ist in Fig. 2 dargestellt.) Der freischwingende Oszillator 4 schwingt im geregelten Zustand fT um pf versetzt neben der n-fachen Oberwelle des ansteuernden Signales mf . Der Vervielfachungsfaktor oder Teilungsfaktor ρ wird dabei vorzugsweise zu 1 oder 2 gewählt, muß aber nicht ganzzahlig sein.
Im Oberwellenmischer 41 entsteht als Zwischenfrequenz die Frequenz pf'» die den Frequenzfehler des freischwingenden Oszillators 4 enthält und nach ihrer selektiven Verstärkung im Verstärker 5 in der Nachregelschaltung 6 mit der Frequenz pf des Quarzoszillators 1 verglichen wird.Die Nachregelschaltung 6 steuert den freischwingenden Oszillator 4 über dessen Nachstimmdiode so nach, daß das Zwischenfrequenzsignal pfa f gleichfrequent zur Oberwelle der Quarzfrequenz pf wird. Eine Überwachungseinrichtung Ü in der Nachregelschaltung 6 meldet eine eventuelle Desynchronisation des freischwingenden
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Oszillators 4 und synchronisiert diesen Oszillator. Der mathematische Zusammenhang zwischen der Trägerfrequenz f™ und der Quarzfrequenz f ist gegeben durch die Gleichung fT = fq * (m n -^ P)·
6 Patentansprüche
2 Figuren
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eerseite

Claims (6)

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1.1 Anordnung zur Synchroni sie rung eines frei schwingenden ""■' Oszillators auf ein Referenzsignal erheblich niedrigerer Frequenz mit einer Nachregelschaltung zu seiner Steuerung und gegebenenfalls einer Überwachungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Referenzsignal erzeugender Quarzoszillator (1) vorgesehen ist mit einem nachgeschalteten Frequenzvervielfacher und/oder -teiler (2), Verstärker (3) und Filter (7), daß das Ausgangssignal des Filters (7) einem mit dem freischwingenden Oszillator (4) verbundenen, einen Kamm von Oberwellen des ansteuernden Signals (mfa) erzeugenden Oberwellenmischer (41) (Harmonischen-Mischer) zugeführt wird und daß über einen selektiven Verstärker (5) die aus dem Oberwellenmischer gewonnene Zwischenfrequenz einerseits und eine ausgewählte Harmonische oder Subharmonische (pfQ) des Quarzoszillators (1) andererseits der Nachregelschaltung zugeführt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Gewinnung einer Harmonischen oder Subharmonischen des Quarzoszillators ein dem Quarzoszillator (1) nachgeschalteter Frequenzvervielfacher oder -teiler (8) vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Harmonische dem Quarzoszillator (1) eine Oberwelle über ein Filter entnommen wird.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Oberwellenmischer (41) ein Element nichtlinearer Charakteristik, vorzugsweise eine Schottky-Diode enthält.
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OBfSiNAL IMSPECTED
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der freischvringende Oszillator (4) zur Regelung eine Varaktordiode enthält.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberwellenmischer (4') in den Resonator des freischwingenden Oszillators (4) integriert ist.
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DE2641949A 1976-09-17 1976-09-17 Anordnung zur Synchronisierung eines freischwingenden Oszillators Expired DE2641949C3 (de)

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