DE2643408A1

DE2643408A1 - High accuracy and stability synchronisable oscillator - has frequency compared with reference value obtained by mixing highly stable frequency with interpolation frequency

Info

Publication number: DE2643408A1
Application number: DE19762643408
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl Ing Rauchenecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1978-03-30

Abstract

The oscillator is inserted into a control circuit containing a frequency divider which can be set to an arithmetical series of division ratios, and a phase discriminator. The discriminator derives a control voltage from the phase difference between the oscillator divided frequency voltage and a reference voltage of the same frequency. This control voltage readjusts the oscillator frequency to a nominal value depending on the reference voltage frequency and the division ratio. The reference voltage (UR) is obtained by mixing a reference a.c. voltage (Uo) of a highly accurate and stable frequency (fo) with an interpolation voltage (Ui) variable over a much narrower frequency range (delta fi) whose width corresponds to the difference (delta fa) between two adjacent oscillator frequencies determined by the division ratios. The interpolation frequency (Ui) passes before mixing through a second frequency divider (13) which is adjustable synchronously with the first (4) to the same division ratios.

Description

Synchonisierbarer Oszillator hoher Frequenzgenauigkeit und Kon-Synchronizable oscillator with high frequency accuracy and con-

stanz Die Erfindung bezieht sich auf einen synchonisierbaren Oszillator hoher Pre quenzgenauigkeit und Konstanz in einem Regelkreis, der einen auf eine arithmetische Reihe von Teilungsfaktoren einstellbaren Frequenzteiler und einen Phasendiskriminator enthält, welcher aus der Phasendifferenz der frequenzgeteilten Oszillatorspannung gegenüber einer frequenzgleichen Referenz spannung eine Regelspannung ableitet, die den Oszillator auf eine von der Frequenz der Referenzspannung und dem Teilungsfaktor des Frequenzteilers abhängigen Frequenz-Sollwert nachstimmt.punch The invention relates to a synchronizable oscillator high frequency accuracy and constancy in a control loop that has one on one arithmetic series of division factors adjustable frequency divider and a Contains phase discriminator, which from the phase difference of the frequency-divided Oscillator voltage compared to a reference voltage of the same frequency is a control voltage which derives the oscillator on one of the frequency of the reference voltage and the frequency setpoint dependent on the division factor of the frequency divider follows.

Bei Schaltungsanordnungen dieser Art, die z.Bo aus der deutschen Patentanmeldung Sch 17 801 bekannt snd, führt jedoch eine Interpolation zwischen den durch die einzelnen Werte des Xeilungsfaktors einstellbaren Oszillatorfrequenzen zu schaltungstechnischen Schwierigkeiten. Eine zu diesem Zweck denkbare Verschiebung der Referenzspannung würde beispielsweise die Oszillatorfrequenz jeweils in Abhängigkeit von der Einstellung des Frequenzteilers beeinflussen. Um einen zu interpolierenden Frequenzbereich vorgegebener Größe zu überstreichen, müßte die Verschiebung der Referenzspannung daher jeweils unterschiedlich groß sein, je nachdem ob der zu interpolierende Frequenzbereich am unteren oder am oberen Ende des Oszillatorabstimmbereiches liegt.With circuit arrangements of this type, e.g. from the German patent application Sch 17 801 is known, but carries out an interpolation between the individual Values of the division factor adjustable oscillator frequencies to circuitry Trouble. A possible shift in the reference voltage for this purpose For example, the oscillator frequency would depend on the setting affect the frequency divider. A predetermined frequency range to be interpolated To sweep size, the shift of the reference voltage would therefore have to be in each case vary in size, depending on whether the frequency range to be interpolated is at the lower or upper end of the oscillator tuning range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art eine schaltungstechnisch einfache und eindeutige Interpolation der mittels des Frequenzteilers einstellbaren Frequenzwerte vorzusehen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Referenzspannung durch Mischung einer Bezugswechselspannung vorgegebener Frequenz hoher Genauigkeit und Konstanz mit einer lnterpolationsspannung gewonnen wird, die über einen wesentlich unterhalb des Ossillatorabstimmbereiches liegenden Frequenzbereich variierbar ist, dessen Breite dem Abstand zweier durch aufeinanderfolgende Werte des Teilungsfaktors gegebener Oszillatorfrequenzen entspricht, wobei die Interpolationsspannung vor der Mischung einen zweiten Frequenzteiler durchläuft, der synchron mit dem ersten auf jeweils gleiche Werte des Teilungsfaktors einstellbar ist.The invention is based on the object of a circuit arrangement of the type mentioned above, a simple and unambiguous interpolation in terms of circuitry of the frequency values that can be set by means of the frequency divider. this will according to the invention achieved in that the reference voltage by mixing a Reference AC voltage of a given frequency of high accuracy and constancy with a Interpolation voltage is obtained, which over a significantly below the Ossillatorabstimmbereiches lying frequency range is variable, the width of which is the distance between two corresponds to successive values of the division factor of given oscillator frequencies, wherein the interpolation voltage passes through a second frequency divider before mixing, which can be set synchronously with the first to the same values of the division factor is.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß Änderungen der Interpolationsfrequenz unabhängig von der Einstellung des Frequenzteilers in der Regelschleife jeweils gleich große Änderungen der Oszillatorfrequenz bewirken. Daher läßt sich eine eindeutige Frequenzeinstellung auch zwischen den einzelnen Komponenten des durch die Teilerstellungen gegebenen Frequenzrasters mit geringen Schaltungsaufwand durchführen. Bezugleich seiner Frequenzgenauigkeit und Langzeitkonstanz entspricht der Oszillator nach der Erfindung bereits hohen Anforderungen.The advantage that can be achieved with the invention is, in particular, that changes in the interpolation frequency are independent of the setting of the frequency divider cause changes in the oscillator frequency of the same size in the control loop. Therefore, a clear frequency setting can also be made between the individual Components of the frequency grid given by the creation of parts with low Carry out circuit effort. Equal to its frequency accuracy and long-term constancy the oscillator according to the invention already meets high requirements.

Wird die Frequenz der Interpolationsspannung innerhalb eines Variationsbereiches,der dem Interpolationsbereich entspricht, gewobbelt, so erfährt auch die Oszillatorfrequenz eine Wobbelung mit demselben Hub. Die Einstellungen der vorgesehenen Frequenzteiler sind in einfacher Weise fernsteuerbar, so daß eine Anwendung des Oszillators in Meßautomaten sehr erleichtert wird.If the frequency of the interpolation voltage is within a range of variation that corresponds to the interpolation range, wobbled, the oscillator frequency is also experienced a sweep with the same stroke. The settings of the intended frequency divider can be easily controlled remotely, so that the oscillator can be used in Measuring machines is made very easy.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments and refinements of the invention are to be found in the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 das der Erfindung zugrunde liegende Schaltungsprinzip, Fig. 2 eine Weiterbildung von Fig. 1 zu einer Schaltungsstufe, die mit mehreren derselben Art in einfacher Weise zusammenschaltbar ist, und Fig. 3 eine aus mehreren Schaltungsstufen nach Fig. 2 zusammengesetz Schaltung.The invention is illustrated below with reference to the drawing, preferred embodiments explained in more detail. It shows: Fig. 1 that of the invention underlying circuit principle, FIG. 2 shows a development from FIG. 1 to a Circuit stage that can be easily interconnected with several of the same type and FIG. 3 shows a circuit composed of several circuit stages according to FIG.

In Fig. 1 ist ein synchronisierbarer Oszillator 1 mittels einer über einen Frequenzsteuereingang 2 zugeführten Spannung Us auf jede beliebige Frequenz f innerhalb eines großen Frequenzbandes einstellbar. Die erzeugte Oszillatorfrequenz £a wird einerseits über einen Oszillatorausgang 3 abgegeben und andererseits einem Frequenzteiler 4 zugeführt, dessen Eeilungsfaktor n auf unterschiedliche Werte umschaltbar ist, die nach einer arithmetischen Reihe gegeneinander abgestuft sein können. Die Einstellung von n erfolgt in Abhängigkeit von entsprechenden digitalen Signalen, die von einer mit einer Drucktasteneingabe 0. dgl. versehenen logischen Schaltung 5 erzeugt und über Leitungen 6 in binär Codierter Borm übertragen werden. Die über den Frequenzteiler 4 abgeleitete Oszillatorspannung mit der Frequenz fa/n wird dem ersten Eingang eines Phastdiskriminators 7 zugeführt, dessen zweiter Eingang mit einer Referenzspannung UR der Frequenz £R belegt ist. Der Ausgang des Phasendiskriminators 7 ist über ein Tiefpaßfilter 8 mit dem Frequenzsteuereingang 2 verbunden. Die Referenzspannung UR wird über ein Bandpaßfilter 9 von dem Ausgang einer Mischstufe 10 abgegriffen, deren erster Eingang mit einer Bezugswechselspannung UO der Frequenz f0 beschaltet ist, die von einem quarzkontrollierten Frequenzoszillator 11 geliefert eine wird. Dem zweiten Eingang der Mischstufe 10 wird/von einem in der Frequenz einstellbaren Interpolationsoszillator 12 erzeugte Interpolationsspannung U der Frequenz f über einen Frequenzi i teiler 13 zugeführt. Die eingestellte Interpolationsfrequenz fi wird in einem Zähler 14 gezählt und digital angezeigt.In Fig. 1, a synchronizable oscillator 1 is by means of a a frequency control input 2 supplied voltage Us to any frequency f adjustable within a large frequency band. The generated oscillator frequency £ a is emitted on the one hand via an oscillator output 3 and on the other hand one Frequency divider 4 supplied, whose division factor n can be switched to different values which can be graduated from one another according to an arithmetic series. the Setting of n takes place depending on the corresponding digital signals, that of a logic circuit provided with a push button input 0 5 generated and transmitted via lines 6 in binary coded Borm. The above the frequency divider 4 derived oscillator voltage with the frequency fa / n is dem first input of a phase discriminator 7, the second input with a reference voltage UR of the frequency £ R is occupied. The output of the phase discriminator 7 is connected to the frequency control input 2 via a low-pass filter 8. The reference voltage UR is tapped from the output of a mixer 10 via a bandpass filter 9, whose first input is connected to a reference AC voltage UO of frequency f0 which is supplied by a crystal controlled frequency oscillator 11 is a. The second input of the mixer 10 is / by an adjustable frequency Interpolation oscillator 12 generated interpolation voltage U of frequency f above a frequency i i divider 13 supplied. The set interpolation frequency fi is counted in a counter 14 and displayed digitally.

Die Schaltung nach Fig.-1 arbeitet wir folgt: Geht man zunächst davon aus9 daß dieReferensspannung UR eine feste Frequenz fR aufweist, so liefert der Phasendiskriminator 7 für den allgemeinen Fall, daß sich die in 4 auf den Wert fa/n geteilte Oszillatorfrequenz nach einer vorhergehenden Frequenzgrobeinstel lung mittels einer z.B. fernsteuerbaren Grobeinstellung hiervon geringfügig unterscheidet, eine Wechselspannung mit einer Frequenz, die der Differenzfrequenz beider Eingangsspannungen von 7 entspricht. Diese moduliert den Oszillator über den Frequenzsteuereingang 2 in seiner Frequenz solange, bis er eine Frequenz fa abgibt, deren n'terÇeil mit £R übereinstimmt. Ist dies der Fall, so wird in 7 eine Gleichspannung U5 gebildet, die von dem jeweiligen Phasenunterschied zwischen den beiden eingangsseitigen Spannungen abhängt. Fur jede Änderung der Phase von Ua gegenüber der Bezugsphase von UR ergibt sich dann eine Änderung von U5, die der Phasenänderung von Ua entgegenwirkt, so daß eine Phasenregelung von Ua eintritt, die gleichzeitig eine sehr genaue Frequenznachstimmung von fa/n auf bedeutet. Man bezeichnet die Schleife 4, 7, 8 und 2 auch als Frequenzregelschleife des Oszillators 1 und das jeweilige Nachregeln auf den durch die Gleichung f £ (1) n R gegebenen Frequenzwert als ein Einrasten des Oszillators 1.The circuit according to Fig.-1 works as follows: If one proceeds from it first from9 that the reference voltage UR has a fixed frequency fR, the Phase discriminator 7 for the general case that the values in FIG. 4 relate to the value fa / n divided oscillator frequency after a previous frequency coarse setting by means of e.g. a remote-controllable coarse setting differs slightly from this, a AC voltage with a frequency that is the difference frequency of the two input voltages of 7 corresponds. This modulates the oscillator via the frequency control input 2 in its frequency until it emits a frequency fa, whose n'terÇeil with £ R matches. If this is the case, a DC voltage U5 is formed in FIG. that of the respective phase difference between the two input voltages depends. For every change in the phase of Ua compared to the reference phase of UR there is then a change in U5, which counteracts the phase change in Ua, so that a phase regulation of Ua occurs, which at the same time a very precise frequency adjustment from fa / n to means. Loops 4, 7, 8 and 2 are also referred to as the frequency control loop of the oscillator 1 and the respective readjustment to the values given by the equation f £ (1) n R given frequency value as a latching of the oscillator 1.

Durch eine Einstellung des Teilungsfaktoren n auf unterschiedliche Werte, die einer arithmetischen Reihe entsprechen, ergeben sich entsprechend viele Raststellen des Oszillators 1, in denen er auf unterschiedliche, ebenfalls nach einer arithmetischen Reihe abgestufte Frequenzen fa jeweils synchronisiert wird.By setting the division factor n to different There are correspondingly many values that correspond to an arithmetic series Rest points of the oscillator 1, in which he is on different, also after an arithmetic series graduated frequencies fa is each synchronized.

Die Referenzspannung UR besteht nun in Fig. 1 aus der sich bei der Mischung von Uo und Ui in der Mischstufe 10 ergebenden oberen Seitenschwingung der Frequenz fo+fi . Damit gilt am 0-Phasendiskriminator 7 folgende Beziehung:n woraus folgt: fa n fo+fi. (3) Die Frequenz des Oszillators 1 läßt sich also in Abhängigkeit von dem jeweils eingestellten Wert des Eeilungsfaktors n auf die durch den Ausdruck n.f.0 jeweils definierten Frequenzen, vermehrt um den Betrag des variablen Interpolationsfrequenz fi, synchronisieren. Wählt man den Variationspereich #fi von fi, so groß, daß er einem Frequenzschritt #fa zwischen zwei Werten von fa gleich kommt, die einander banachbarten Werten von n entsprechen, so läßt sich jede beliebige Frequenz innerhalb eines durch einen unteren Grenzwert n1 und einen oberen Grenzwert n2 gegebenen Arbeitsfrequenzbereiches für den Oszillator 1 einstellen. Unabhängig von der Größe des Teilungsfaktors n ist der zur vollständigen Interpolation zwischen zwei benachbarten Rast stellen erforderliche Variationsbereich #fi immer konstant. Wird die Frequenzlage des freilaufenden Oszillators 12 so gewählt, daß fi wesentlich, d.h. zum Beispiel um zwei Größenordnungen, unterhalb von fa liegt, so wird f durch ein etwaiges Driften des Oszillators 12 nur in einem so geringen Maße beeinflußt, daß die durch die Synchronisation auf die quarzkontrollierte Bezugswechselspannung Uo erreichte hohe Frequenzgenauigkeit und Konstanz hierdurch praktisch nicht beeinträchtigt wird.The reference voltage UR in FIG. 1 now consists of the upper side oscillation of the frequency fo + fi that results when Uo and Ui are mixed in the mixer stage 10. The following relationship therefore applies to the 0-phase discriminator 7: n from which follows: fa n fo + fi. (3) The frequency of the oscillator 1 can therefore be synchronized to the frequencies defined by the expression nf0, increased by the amount of the variable interpolation frequency fi, depending on the set value of the pitch factor n. If the variation range #fi of fi is chosen so large that it is equal to a frequency step #fa between two values of fa which correspond to values of n that are adjacent to one another, then any frequency within one can be defined by a lower limit value n1 and an upper limit value Set limit value n2 of the given working frequency range for oscillator 1. Regardless of the size of the division factor n, the range of variation #fi required for complete interpolation between two adjacent detent points is always constant. If the frequency position of the free-running oscillator 12 is chosen so that fi is significantly, ie for example two orders of magnitude, below fa, then f is influenced by any drifting of the oscillator 12 only to such a small extent that the synchronization on the quartz-controlled reference alternating voltage Uo achieved high frequency accuracy and constancy is practically not impaired as a result.

Die der logischen Schaltung 5 über die Drucktasteneingabe eingegebenen Werte von n können in einem digitalen Anzeigefeld 15 angezeigt werden. Dabei kann bei der Anzeige berücksichtigt werden, daß die tatsächlich erzeugte Frequenz fa um denjenigen Wert der Interpolationsfrequenz fi, der der unteren Grenze des Variationsbereiches entspricht, gegenüber dem Wert von n-fO versetzt ist. In diesem Fall entspricht der in 15 angezeigte Wert direkt der mittels des Frequenzteilers 4 einstellbaren Oszillatorfrequen £a ohne Berücksichtigung der jeweiligen Interpälatiomseinstellung. Die letztere wird in 14 angezeigt, wobei derjenige Anteil von fi, der der unteren Grenze des Variationsbereiches fi entspricht, nicht zur Anzeige gelangt, sondern nur die Differenz gegenüber diesem Grenzwert.The input of the logic circuit 5 via the push-button input Values of n can be displayed in a digital display field 15 displayed will. It can be taken into account in the display that the actually generated Frequency fa around that value of the interpolation frequency fi, that of the lower limit of the range of variation, is offset from the value of n-fO. In in this case, the value indicated in FIG. 15 corresponds directly to that by means of the frequency divider 4 adjustable oscillator frequencies £ a without taking the respective interpalatial setting into account. The latter is indicated in FIG. 14, where that portion of fi is that of the lower Limit of the range of variation fi, is not displayed, but only the difference from this limit value.

Somit ergibt sich aus den in den Anzeigevorrichtungen 15 und 14 erhaltenen Anzeigewerten die tatsächliche Ausgangsfrequenz des Oszillators 1. Die Interpolationsfrequenz fi kann zum Unterschied hiervon auch mittels einer geeichten Skala angezeigt werden, die an die Stelle der Anzeigevorrichtung 14 tritt.Thus, it can be seen from those obtained in the display devices 15 and 14 Display values the actual output frequency of the oscillator 1. The interpolation frequency In contrast to this, fi can also be displayed using a calibrated scale, which takes the place of the display device 14.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich entsprechend der Beziehung (2) eine solche Bemessung für das Bandpaßfilter 9, daß das in der ivlischstufe 10 gebildete obere Seite band fofi über tragen wird. In Abweichung hiervon kann aber das untere eeitenband für die Synchronisation verwendet werden, wenn dies durch einen entsprechend veränderten Versatz der in 15 angezeigten Zahlenwerte gegenüber den tatsächlich eingestellten Teilungsfaktoren n berücksichtigt wird.In the embodiment shown in FIG. 1, this results accordingly the relationship (2) such a dimensioning for the bandpass filter 9 that the in the ivlischstufe 10 formed upper side band fofi is carried over. In deviation of this, however, the lower sideband can be used for synchronization, if this is due to a correspondingly changed offset of the numerical values displayed in FIG compared to the actually set division factors n is taken into account.

In jeden Fall muß die Selektivität von 9 so groß sein, daß das jeweils nicht benutzteSeitenband weitgehend gedämpft wird, so daß es die Synchronisation nicht stört.In any case, the selectivity of 9 must be so great that each unused sideband is largely attenuated so that there is synchronization not bother.

Der Interpolationsoszillator 12 kann auch als Wobbeloszillator betrieben werden, in welchem Ball die Anzeigevorrichtung 14 entbehrlich ist.The interpolation oscillator 12 can also be operated as a wobble oscillator the ball in which the display device 14 is dispensable.

Bei einer Schaltung nach Fig. 1 können beispielsweise folgende Frequenzwerte in Frage kommen: f0 = 100 kllz, fi = 500 kHz. .600 kHz, n1 = 235, n2 = 420, fa = 24 tDHz...42,6 MHz, fa = 100 kHz.In a circuit according to FIG. 1, for example, the following frequency values can be used come into question: f0 = 100 kHz, fi = 500 kHz. .600 kHz, n1 = 235, n2 = 420, fa = 24 tDHz ... 42.6 MHz, fa = 100 kHz.

Die Schaltung nach Fig. 1"kann in einer aus Fig. 2 ersichtlichen Weise weiter ausgebildet werdem. So kann dem Ausgang des Bandpaßfilters 9 ein weiterer Frequenzteiler 16 mit einem festen Teilungsfaktor n'-nachgeschaltet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dem einstellbaren Frequenzteiler 13 einen weiteren Frequenzteiler 17 mit einem festen Teilungsfaktor nt' vorzuschalten. Bei Einfügung des Frequenzteilers 16 ergibt sich bei gleicher Größe von f0 und f. unter der weiteren Voraussetzung, daß die Anzahl der einstellbaren leilungsfaktoren n entsprechend erweitert wird und die Werte von n gleichzeitig vergrößert werden, eine Verkleinerung der Frequenzschritte a fa von Fig. 1, die sich für endes Weiterschalten der Frequenzteiler 4 und 13 auf den jeweils benachbarten Wert von n ergeben, um den Faktor n'.The circuit according to FIG. 1 ″ can be used in a manner which can be seen from FIG be trained further. So the output of the bandpass filter 9 can be another Frequency divider 16 with a fixed division factor n'-be connected downstream. One Another possibility is to add a further frequency divider 13 to the adjustable frequency divider Upstream frequency divider 17 with a fixed division factor nt '. At insertion of the frequency divider 16 results with the same size of f0 and f. below the other Prerequisite that the number of adjustable distribution factors n accordingly is expanded and the values of n are increased at the same time, a decrease of the frequency steps a fa of Fig. 1, which are used for the end switching of the frequency divider 4 and 13 result in the respective neighboring value of n, by the factor n '.

Der Frequenzteiler 17 erlaubt es, eine um den Faktor nt' in der Frequenz und im Variationsbereich #fi höher liegende Interpolationsspannung Ui zu verwendens ohne daß sich die Arbeitsweise der Schaltung gegenüber der in Fig. 1 dargestellten sonst verändert. In ähnlicher Weise können auch weitere Frequenzteiler in die Frequenzregelschleife 1, 4, 7, 8, 2 eingefügt oder dem Oszillatorausgang 3 vorgeschaltet werden, wodurch sich jeweils die Frequenslage der Oszillatorfrequenz f und bei entsprechender Abänderung der Werte von n auch die Schrittweite a fa zwischen benachbarten Raststellen entsprechend ändern.The frequency divider 17 allows a factor of nt 'in the frequency and to use higher interpolation voltage Ui in the variation range #fi without the mode of operation of the circuit differing from that shown in FIG otherwise changed. In a similar way, further frequency dividers can also be included in the frequency control loop 1, 4, 7, 8, 2 inserted or upstream of the oscillator output 3, whereby the frequency position of the oscillator frequency f and with a corresponding modification the values of n also correspond to the step width a fa between adjacent rest points change.

Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen gelingt es in einfacher Weise, den durch die Oszillatorfrequenz fa insgesamt zu überstreichenden Frequenzbereich dem Varia-tionsbereich Afi der Interpolationsspannung Ui nach Frequenzlage und Größe anzugleichen. Dies ermöglicht es, den Interpolationseingang 18 nicht entsprechend Fig. 1 mit einem Interpolationsoszillator 12 zu beschalten, sondern mit dem Oszillatorausgang 3 einer weiteren, gleichartig ausgebildeten Schaltungsstufe, die dann dazu dient, den zu interpolierenden Frequenzbereich zwischen zwei jeweils be- nachbarten Raststellungen der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsstufe in einzelnen Frequenz schritten zu interpolieren. In gleicher Weise kann sich dann der letztgenannten Schaltungsstufe eine weitere, ebenfalls nach Fig. 2 ausgebildete Schaltungsstufe anschließen, die eine weitere schrittweise Interpolation bringt.The measures described above make it easy to do Way, the total frequency range to be covered by the oscillator frequency fa the variation range Afi of the interpolation voltage Ui according to frequency position and size to match. This makes it possible for the interpolation input 18 not to be appropriate Fig. 1 to be wired with an interpolation oscillator 12, but with the oscillator output 3 of a further, similarly designed circuit stage, which then serves to the frequency range to be interpolated between two neighboring Detent positions of the circuit stage shown in Fig. 2 in individual frequency steps to interpolate. The latter can then be in the same way Circuit stage a further circuit stage, likewise designed according to FIG. 2 connect, which brings a further step-by-step interpolation.

Der Interpolationseingang der letzten Schaltungsstufe kann dann beispielsweise mit einem Interpolationsossillator beschaltet sein, der solche Frequen7werte aufweist, daß er auch an den Interpolationseingang.- 18 von Fig. 2 anschaltbar wäre. Für jede der Schaltungsstufen nach Fig. 2, denen noch eine weitere gleichartige folgt, werden nur die über die Frequenzteiler 4 und 13 einstellbaren Frequenzwert f in der Anzeigevorrichtung 15 der logischen Schaltung 5 angezeigt.The interpolation input of the last circuit stage can then, for example be wired with an interpolation oscillator that has such frequencies, that it could also be connected to the interpolation input 18 of FIG. For every of the circuit stages of FIG. 2, which is followed by another similar one only the frequency value f, which can be set via the frequency divider 4 and 13, in the display device 15 of the logic circuit 5 is displayed.

Im einzelnen können für eine Schaltungsstufe gemäß Fig. 2 folgende Frequenzkennwerte vorgesehen werden: f0 = 100kHz, fi = 5 MHz...6MHz, n' = 10, nß' = 10, n1 = 495, n2 = 594,#fa = 10 kHz, fa =5MHz...6MHz.In detail, the following can be used for a circuit stage according to FIG Frequency characteristics are provided: f0 = 100kHz, fi = 5 MHz ... 6MHz, n '= 10, nß' = 10, n1 = 495, n2 = 594, # fa = 10 kHz, fa = 5MHz ... 6MHz.

Fig. 3 zeigt eine Schaltung, bei der die Frequenzbereiche zwischen den Raststellungen eines synchronisierbaren Oszillators gemäß Fig 1 wahlweise stetig interpolierbar sind oder durch den Einsatz weiterer nach Fig. 2 ausgebildeter Schaltungsstufen schrittweise interpoliert werden können. Im einzelnen entspricht de»hit A bezeichnete Schaltungsteil der Schaltung nach Fig. 1, wobei lediglich der quarzkontrollierte Oszillator 11 und der Interpolationsoszillator 12 einschließlich des Zähler 14 getrennt dargestellt sind. Über die rechte nicht gezeichnete Schaltstellung eines Umschalters S wird der Interpolationsossillator 12 an den im Schaltungsteil Ä befindlichen Frequenzteiler 13 geschaltet, wobei sich die bereits anhand von Fig. 1 beschriebene Wirkungsweise der Schaltung ergibt.Fig. 3 shows a circuit in which the frequency ranges between the latching positions of a synchronizable oscillator according to FIG. 1 optionally continuously can be interpolated or through the use of further circuit stages designed according to FIG. 2 can be interpolated step by step. In detail, de »hit A corresponds to designated Circuit part of the circuit according to FIG. 1, with only the quartz-controlled Oscillator 11 and the interpolation oscillator 12 including the counter 14 separately are shown. About the right switch position, not shown, of a switch S is the interpolation oscillator 12 to the frequency divider located in the circuit part A 13 switched, the mode of action already described with reference to FIG the circuit results.

In der gezeichneten Stellung von S wird die Interpolationsspannung Ui über einen Frequenzteiler 19 mit dem festen eilungs- faktor m von dem Oszillatorausgang 3r einer Schaltungsstufe B1 abgegriffen, die gemäß Fig. 2 aufgebaut ist. Der Frequenzteiler 19 dient dabei zur Anpassung des von 31 überstreichbaren Frequenzbereiches an den Variationsbereich Afi, der der Stufe A zugeordnet ist. Die an der Schaltungsstufe B1 einstellbaren und mittels der Anzeigevorrichtung 15' anzeigbaren Frequenzschritte interpolieren hierbei die an der Schaltung A einstellbaren und mittels der Anzeigevorrichtung 15 anzeigbaren Frequenzschritte Der Interpolationseingang 18' von 31 ist mit dem Oszillatorausgang einer weiteren Schaltungsstufe 32 beschaltet, die entsprechend Fig. 2 aufgebaut ist. Diese bewirkt mittels der an ihr einstellbaren, in der Anzeigevorrichtung 15" anzeigbaren Frequenzschritte eine Interpolation-der von B1 gelieferten Frequenzschritte. Eine dem Interpolationseingang 18 " von 32 nachgeschaltete Schaltungsstufe B3 erlaubt schließlich eine schrittweise Interpolation der von 32 gelieferten Frequenzschritte. Zu diesem Zweck genügt es, B3 gemäß dem oberen.Teil der Schaltung nach Fig.In the position shown for S, the interpolation voltage Ui via a frequency divider 19 with the fixed dividing factor m is tapped from the oscillator output 3r of a circuit stage B1, which according to FIG. 2 is constructed. The frequency divider 19 is used to adapt that which can be swept by 31 Frequency range to the variation range Afi, which is assigned to level A. The adjustable on the switching stage B1 and by means of the display device 15 ' The frequency steps that can be displayed interpolate those that can be set on circuit A. and frequency steps which can be displayed by means of the display device 15 The interpolation input 18 'of 31 is connected to the oscillator output of a further circuit stage 32, which is constructed according to FIG. This is effected by means of the adjustable an interpolation of the frequency steps that can be displayed in the display device 15 ″ frequency steps supplied by B1. One of the interpolation input 18 ″ of 32 the downstream circuit stage B3 finally allows a step-by-step interpolation of the frequency steps supplied by 32. For this purpose it is sufficient to B3 according to the Upper part of the circuit according to Fig.

2 einschließlich des Frequenzteilers 16 aufzubauen und diesem letzteren die Bezugswechselspannung UO des quarzkontrollierten Oszillators 11 zuzuführen. In B3 ist daher nur ein steuerbarer Frequenzteiler 4 vorgesehen, der mit seinen in der Anzeigevorrichtung 75"' anzeigbaren Einstellungen die an B2 einstellbaren Frequenzschritte weiter interpoliert. Den Schaltungsstufen A, B1, B2, und 33 wird die von dem quarzkontrollierten Oszillator 11 erzeugte BezVgswechselspannung UO gemeinsam zugeführt.2 including the frequency divider 16 and the latter to supply the reference AC voltage UO of the quartz-controlled oscillator 11. In B3, therefore, only one controllable frequency divider 4 is provided with its The settings that can be displayed in the display device 75 "'are those that can be set at B2 Frequency steps further interpolated. The circuit stages A, B1, B2, and 33 will the reference alternating voltage UO generated by the quartz-controlled oscillator 11 fed together.

Vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich für den synchronisierbaren Oszillator insbesondere auf dem Gebiet der Meßsender und der Überlagerungsempfänger. Im letzteren Fall wird er als Überlagerungsoszillator eingesetzt, der in Verbindung mit einem stetig frequenzvariablen Interpolationsoszillator 12 eine kontinuierliche Empfängerabstimmung an einer einzigen Umsetzungsstufe ermöglicht. Dabei ist es vorteilhaft, daß eine Abstimmung des Empfängers auf eine eingangsseitige Eichwechselspannung durch bloßes Umschalten des Oszillators auf einen vorgegebenen d Wert des Teilungsfaktors nullauf einen vorgegebenen Wert der Interpolationsfrequenz durchführbar ist.Advantageous application possibilities arise for the synchronizable Oscillator in particular in the field of measuring transmitters and superposition receivers. In the latter case it is used as a local oscillator that is connected to with a continuously variable frequency interpolation oscillator 12 a continuous Allows recipient coordination at a single implementation stage. It is advantageous to that a vote of the receiver to an input-side calibration AC voltage by simply switching the oscillator to a predetermined value of the division factor zero run a predetermined value of the interpolation frequency can be carried out.

Die digitalen Signale für die Einstellung der einzelnen Frequenzteiler in den Schaltungsstufen A, B1, 32 und B3 der Fig. 3 können über die Leitungen 6 (Fig. 1, Fig. 2) von einem fernen Ort her übertragen werden, so daß der nach der Erfindung ausgebildete synchronisierbare Oszillator in einfacher Weise fernsteuerbar ist. Dies ermöglicht seine Anwendung in Schaltungen der automatischen Meßtechnik, so z.B. in Meßautomaten, die zur Messung vor Vierpolgrößen eingesetzt werden.The digital signals for setting the individual frequency dividers in the circuit stages A, B1, 32 and B3 of FIG. 3, the lines 6 (Fig. 1, Fig. 2) are transmitted from a remote location, so that the after Invention trained synchronizable oscillator remotely controllable in a simple manner is. This enables it to be used in circuits of automatic measurement technology, e.g. in measuring machines that are used to measure quadrupole sizes.

9 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite9 claims 3 figures Blank page

Claims

Claims synchronizable oscillator with high frequency accuracy and constancy in a control loop based on an arithmetic series of division factors adjustable frequency divider and a phase discriminator, which consists of the phase difference of the frequency-divided oscillator voltage compared to an oscillator voltage of the same frequency Reference voltage derives a control voltage that the oscillator applies to one of the The frequency of the reference voltage and the division factor of the frequency divider are dependent Frequency setpoint readjusts, that the Reference voltage (UR) specified by mixing a reference alternating voltage (UO) Frequency (fO) high accuracy and constant with an interpolation voltage (Ui) is obtained over a substantially below the oscillator tuning range lying frequency range can be varied, the width of which corresponds to the distance (#fa) two oscillator frequencies given by successive values of the division factor (n) (fa), with the interpolation voltage (Ui) before mixing a second Frequency divider (13) runs through, which is synchronous with the first (4) to the same in each case Values of the division factor (n) can be set.

2. Oscillator according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t that the adjustable frequency divider (4, 13) means at the same place or digital signals generated remotely and transmitted over lines can be switched to the desired values of the graduation factor (s).

3. Oscillator according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that a digital display device (15) is provided by the digital signals is controlled so that it indicates the coarse frequency division.

4. Oscillator according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that an analog or digital display device (14) for displaying the Interpolation frequency (fi) is provided, which simultaneously fine-tunes the frequency indicates.

5. Oscillator according to one of the preceding claims, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that in the way of the reference voltage (UR) and / or the interpolation voltage (Ui) in the control loop (1, 4, 7, 8, 2) and / or on the output side Additional frequency dividers with fixed division factors can be switched on from the Oszillaotr (1) which are the frequency position and the range of variation of the oscillator voltage (Ua) or change the interpolation voltage (Ui).

6. Oscillator according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the additional frequency dividers have such division factors, that an alignment of the frequencies and the variation ranges of the oscillator frequency and and the interpolation frequency (fi) takes place.

7. Oscillator according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that a circuit stage with an oscillator (1) has one or more circuit stages with further oscillators (1) are connected on the interpolation side, which relate to the frequency positions and the variation ranges of their oscillator frequencies and their Interpolation frequencies match the interpolation range of the oscillator (1) of the first Circuit stage are aligned and that the frequency divider of the switched on Circuit stages for step-by-step interpolation of the step size of the oscillator (1) serve the first circuit stage.

8. Oscillator circuit according to claim 7, d a d u r c h g e -k e n n I would like to point out that an interpolation oscillator whose frequency is continuously variable (12) Can optionally be connected to the interpolation inputs of the individual switching stages is.

9. Oscillator according to one of the preceding claims, d a -d u r It is noted that it is used as a local oscillator for tuning a heterodyne receiver for the purpose of a receiver tuning to an input side Calibration AC voltage to a specified value of the division factor (n) and to one predetermined value of the interpolation frequency (fi)) is switchable.