DE2646184C3

DE2646184C3 - Analog phase detector device

Info

Publication number: DE2646184C3
Application number: DE19762646184
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Ritter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: RITTER, GERHARD, DIPL.-ING., 8911 THAINING, DE
Priority date: 1976-10-13
Filing date: 1976-10-13
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE2646184A1; DE2646184B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine analoge Phasendetcktoreinrichtung zur Erzeugung einer in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zweier Eingangsspannungen gebildeten Detektor-Ausgangsspannung unter Verwendung einer ersten üblichen Phasendetektorschaltung, der die beiden Eingangsspannungen U.„ The invention relates to an analog phase detector device for generating a detector output voltage formed as a function of the phase difference between two input voltages using a first conventional phase detector circuit that detects the two input voltages U. "

sinsin

jo Dabei weicht allerdings die Ausgangsspannung U_am bei einer Phasendifferenz φ vom 30° bereits um etwa 5% von einer linearen Abhängigkeit von der Phasendifferenz φ selbst ab. Soll eine bessere Linearität erreicht werden, so läßt sich die Eingangsspannung zunächstjo In this case, however, the output voltage U _am with a phase difference φ of 30 ° already deviates by about 5% from a linear dependence on the phase difference φ itself. If a better linearity is to be achieved, the input voltage can first be

η begrenzen, wodurch man über etwa ±90° einen verhältnismäßig linearen Zusammenhang erhält Dieses Verfahren empfiehlt sich jedoch nicht bei Anwendung mit stark verrauschten Signalen, wie dies beispielsweise bei einer Phasenregelschleife zur FM-Demodulation derLimit η, which gives a relatively linear relationship over approximately ± 90 ° However, this method is not recommended for applications with very noisy signals, as is the case, for example in a phase-locked loop for FM demodulation of the

■in Fall ist. Dann wird die FM-SchweRd nicht mehr von der Phasenregelschleife selbst, sondern im wesentlichen vom Begrenzer bestimmt.■ is in the case. Then the FM-SchweRd is no longer of the Phase locked loop itself, but essentially determined by the limiter.

Für die Anwendung in einer Phasenregelschleife ist eine TANLOCK genannte Phasendetektoreinrichtung bekannt. (F. M. Gardner: Phaselock Techniques, Verlag John Wiley & Sons New York 1966, Seite 65), welche den Nachteil des Phasendetektors mit dem Begrenzer bei einem schlechten Signal-Rausch-Verhältnis nicht aufweist, und den Bereich eines linearenA phase detector device called TANLOCK is used in a phase locked loop known. (F. M. Gardner: Phaselock Techniques, Verlag John Wiley & Sons New York 1966, page 65), which has the disadvantage of the phase detector with the limiter in the case of a poor signal-to-noise ratio does not have, and the range of a linear

)(i Zusammenhangs zwischen der Ausgangsspannung und der Phasendifferenz der beiden zugeführten Spannungen über ±90° erweitert. Damit lassen sich niedrige FM-Schwellen bei einem Einsatz in einem FM-Demodulator mit einer Phasenregelschleife erreichen. Bei dieser) (i relationship between the output voltage and the phase difference between the two supplied voltages is extended over ± 90 °. This allows low Achieve FM thresholds when used in an FM demodulator with a phase-locked loop. At this

ϊί bekannten Anordnung werden zwei normale Phasendetektoren verwendet, die aufgrund der Speisung mit 90° Phasenunterschied zwei Alisgangsspannungen abgeben, die proportional zum Sinus- bzw. Kosinus der Phasendifferenz der beiden zjgeführten Spannungenϊί known arrangement are two normal phase detectors used, which emit two output voltages due to the supply with a 90 ° phase difference, which is proportional to the sine or cosine of the phase difference between the two voltages

W) sind. Hieraus bildet man durch Division folgende Ausgangsspannung:W) are. From this one forms the following by division Output voltage:

(I(I.

K) V₁, sin
K (.''„ cos 7 K) V ₁ , sin
K (. ''"Cos 7

Dabei stellt K einen wählbaren Paramler dar. Es wird dann versucht, näherungsweise den tan φ/2 nachzubil-Here , K represents a selectable parameter. An attempt is then made to approximate the tan φ / 2.

den. Dazu ist z. B, eine Dividierschaltung erforderlich, welche mit einem gegengekoppelten Multiplizierer realisiert werden kann.the. For this purpose z. B, a divider circuit required, which can be implemented with a counter-coupled multiplier.

Aus der US-PS 32 04 185, insbesondere F i g. 5 ist eine andere Schaltung zur näberungsweisen Nachbildung ■> des tan φ/2 für eine TANLOCK-Schaltung bekannt, bei der eine Dividierschaltung vermieden wird. Es wird ein analoger Multiplizierer verwendet, dessen eines Eingangssignal erst in umständlicher Weise gewonnen werden muC. In einem spannungsgeregelten Oszillator in wird zu der Ausgangsspannung des einen Phasendetektors zunächst eine frei wählbare Summandenspannung addiert. Anschließend erfolgt in einem Widerstands-Kondensatorglied eine Invertierung des Summensignals, das über einen AM-Detektor einem Gleichstrom-Multiplizierer zugeführt wird, dessen anderes Eingangssignal das Signal des anderen Phasendetektors ist.From US-PS 32 04 185, in particular F i g. 5, another circuit for approximate simulation of the tan φ / 2 for a TANLOCK circuit is known, in which a dividing circuit is avoided. An analog multiplier is used, one input signal of which has to be obtained in a laborious manner. In a voltage-regulated oscillator in FIG. 4, a freely selectable summand voltage is first added to the output voltage of the one phase detector. The sum signal is then inverted in a resistor-capacitor element, which is fed via an AM detector to a direct current multiplier, the other input signal of which is the signal of the other phase detector.

Aus »IEEE-Transactions on Aerospace and Electronic Systems«, Vol. AES-5, Nr.4, Juli 1969, Seiten 627-231, _>n ist ebenfalls eine analoge Phasendetektoreinrichtung zur Erzeugung einer in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zweiter Eingangsspannungen gebildeten Ausgangsspannung bekannt, wobei sine erste übliche Phasendetektorschaltung, der die beiden Ein- r> gangsspannungen unmittelbar zugeführt werden und die eine dem Sinus der Phasendifferenz der beiden Eingangsspannungen proportionale Spannung zur Weiterverarbeitung abgibt, und eine zweite übliche Phasendetektorschaltung vorgesehen ist, welche auf- m grund einer vorhergehenden 90°-Phasenverschiebung einer der beiden Eingangsspannungen eine dem Kosinns der Phasendifferenz der beiden Eingangsspannungen proportionale Spannung zur Weiterverarbeitung abgibt. Diese Weiterverarbeitung erfolgt in einer Multiplizier- j-, schaltung, welcher die Ausgangsspannung eines der beiden üblichen Phasendetektoren unmittelbar und die Ausgangsspannung des anderen üblichen Phasendetektors über eine Schaltung mit nichtlinearem Übertragungsverhalten zugeführt ist. Die nichtlineare Schaltung -in muß die bildung des hyperbolischen Tangens durchführen können und stellt daher ganz erhebliche Anforderungen bei der Realisierung. Bei großeil Signal-Geräusch-Verhältnissen ist dazu z. B. der Einsatz eines scharfen Begrenzers, z. B. eines sogenannten »Matched- -ι > Filter« erforderlich, während bei niedrigen Signal-Geräusch-Verhältnissen eine direkte Verbindung genügen würde.From "IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems", Vol. AES-5, No. 4, July 1969, pages 627-231, _> n is also an analog phase detector device for generating an output voltage formed as a function of the phase difference between two input voltages known, sine first conventional phase detector circuit, the output voltages the two inputs r> are supplied directly and the one to the sine of the phase difference of the two input voltages proportional voltage outputs for further processing, and a second conventional phase detector circuit is provided which up m the basis of a preceding 90 ° phase shift of one of the two input voltages emits a voltage proportional to the cosine of the phase difference of the two input voltages for further processing. This further processing takes place in a multiplier circuit to which the output voltage of one of the two customary phase detectors is fed directly and the output voltage of the other customary phase detector is fed via a circuit with non-linear transmission behavior. The non-linear circuit -in must be able to perform the formation of the hyperbolic tangent and therefore makes very considerable demands on its implementation. For large signal-to-noise ratios, z. B. the use of a sharp limiter, e.g. B. a so-called "matched filter" is required, while a direct connection would be sufficient for low signal-to-noise ratios.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hinsichtlich der Linearität den bekannten Anordnungen mindestens ίο entsprechende Phasendetektoreinrichtung zu schaffen, welche jedoch mit einem geringeren Aufwand, insbesondere ohne die umständlichen Einrichtungen zur Addition der frei wählbaren Summandenspannung zur Ausgangsspannung des einen Phasendetektors und der v, sich daran anschließenden Spannungsinvertierung wie bei der TANLOCK-Schleife, auskommt, und eine wesentlich höhere Bandbreite aufweist. Gemäß der Erfindung, die sich auf eine analoge Phasendetektoreinrichtung der eingangs genannten Art bezieht, wird diese t,o Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schaltung mit nichtlinearem Übertragungsverhalten, welche von der Ausgangsspannung der zweiten üblichen Phasendetektorschaltung beaufschlagt wird, durch eine Schaltung zur Erzeugung der natürlichen Exponentialfunktion mit hi der Basis e gebildet ist und daß die Additionsschaltung der Schaltung mit nichtlincarem Übertragungsverhalten nachgeschaltet ist. Da. Weiterverarbeitung geschieht somit in der folgenden WeiseThe object of the invention is to create a phase detector device that corresponds at least to the known arrangements in terms of linearity, but which, however, is less complex, in particular without the cumbersome devices for adding the freely selectable summand voltage to the output voltage of one phase detector and the v Voltage inversion, as in the TANLOCK loop, is sufficient and has a significantly higher bandwidth. According to the invention, which relates to an analog phase detector device of the type mentioned, this t, o object is achieved in that the circuit with non-linear transmission behavior, which is acted upon by the output voltage of the second conventional phase detector circuit, by a circuit for generating the natural Exponential function is formed with hi of the base e and that the addition circuit is connected downstream of the circuit with non-linear transmission behavior. There. Further processing thus takes place in the following way

W₁₁ = U₁₁ sin 7 (K + e- ^u'^Mi ^a>) O) W ₁₁ = U ₁₁ sin 7 (K + e- ^u ' ^M i ^a >) O)

Von der Ausgangsspannung desjenigen üblichen Phasendetektors, der die kosinusproportionale Spannung abgibt, wird also zunächst die Exponentialfunktion gebildet, wozu sich beispielsweise eine Diodenkennlinie eignet, daFrom the output voltage of the usual phase detector that determines the cosine-proportional voltage emits, the exponential function is thus formed first, including a diode characteristic, for example suitable there

(Id= Diodenstrom; i7,_A=Temperaturspannung; k=Sättigungsstrom). (Id = diode current; i7, _A = temperature voltage; k = saturation current).

Die Temperaturspannung U,i, entspricht dabei der Spannung U₂ in der Gleichung (3). Nach der Addition von K, beispielsweise mittels eines Widerstandsnetzwerkes, erfolgt die Multiplikation mit der Ausgangsspannung des die sinusproportionale Spannung abgebenden Phasendetektors.The temperature voltage U, i corresponds to the voltage U ₂ in equation (3). After K has been added, for example by means of a resistor network, it is multiplied by the output voltage of the phase detector emitting the sinusoidal voltage.

Die Erfindung und vorteilhafte Weiterbildung davon werden anhand von fünf Figure:, im folgenden näher erläutert.The invention and advantageous further development thereof are illustrated in more detail below on the basis of five figures explained.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer linearisierten Phasendetektoreinrichtung nach der Erfindung,1 shows the basic circuit diagram of a linearized phase detector device according to the invention,

Fi ^. 2 die Ausgangsspannungsabhängigkeit eines üblichen bekannten Phasendelektors und darunter eines entsprechend der Erfindung linearisierten Phasendetektors, Fi ^. 2 the output voltage dependence of a customary known phase detector and including a phase detector linearized according to the invention,

Fig.3 die Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Phasendifferenz der Eingangsspannungen bei einer Pliasendetektorschaltung nach der Erfindung bei unterschiedlicher Exponenzierung,Fig. 3 the output voltage as a function of the phase difference of the input voltages in a plias detector circuit according to the invention different exposure,

Fig.4 bei einer Phasendetektoreinrichtung nach der Erfindung die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Phasendifferenz der Eingangsspannungen über einen Bereich von ±1 dB der Eingangspannung,4 in a phase detector device according to the Invention the dependence of the output voltage on the phase difference of the input voltages a range of ± 1 dB of the input voltage,

Fig. 5 das Schaltbild einer Phasendetektoreinrichtung nach der Erfindung im einzelnen.5 shows the circuit diagram of a phase detector device according to the invention in detail.

In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild einer linearisierten Phasendetektoreinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Den Eingängen 1 und 2 werden zwei Eingangsspannungen zugeführt, welche eine Phasendifferenz φ aufweisen können. Die am Eingang 1 liegende Eingangsspannung ist unmittelbar jeweils an einen der beiden Eingänge zweier Phasendetektorschaltungen 3 bzw. 4 geführt, welche beispielsweise als Ringmischer ausgeführt sein können und die eine Ausgangsspannung liefern, welche proportional dem Sinus der Phasendifferenz der beiden zugeführten Spannungen ist. Die am Eingang 2 liegende Eingangsspannung, welche /um Beispiel eine konstante Oszillatorspannung sein kann, ist zum einen unmittelbar an den zweiten Eingang des Prc:>eidetektors 3 und zum anderen über einen 90°-Phasenschieber 5 an den zweiten Eingang des Phasendetektori 4 geführt. Die dargestellte Anordnung benützt somit zwei um 90° Phasenunterschied angesteuerte Phasendetektoren 3 und 4. Am Ausgang dieser beiden Phasendetektoren 3 und 4 stehen die Spannungen — U₃ · cos φ bzw. U₃ ■ sin φ an, wobei φ die Phasendifferenz der beiden Eingangsspannungen an den Eingängen 1 bzw. 2 ist. !m Anschluß an den Phasendetektor 3 ist eine Exponenzierschaltung 6 vorgesehen, welche eine exponenzierte Spannung1 shows the basic circuit diagram of a linearized phase detector device according to the invention. The inputs 1 and 2 are supplied with two input voltages which can have a phase difference φ . The input voltage at input 1 is fed directly to one of the two inputs of two phase detector circuits 3 and 4, which can be designed as a ring mixer, for example, and which deliver an output voltage that is proportional to the sine of the phase difference between the two supplied voltages. The input voltage at input 2, which can be a constant oscillator voltage, for example, is fed directly to the second input of the Prc:> eidetector 3 and, via a 90 ° phase shifter 5, to the second input of the phase detector 4. The arrangement shown uses two phase detectors 3 and 4 controlled by a phase difference of 90 °. The voltages - U ₃ · cos φ and U ₃ · sin φ are present at the output of these two phase detectors 3 and 4, where φ is the phase difference between the two input voltages the inputs 1 and 2 respectively. In connection with the phase detector 3, an exponentiation circuit 6 is provided which generates an exponentiated voltage

_L> - \J. cos ν U₁ _L > - \ J. cos ν U ₁

abgibt. Die Ausgangsspannung des cos φ-Detektors 3gives away. The output voltage of the cos φ detector 3

wird also zunächst exponenziert. wozu sich, wie bereits erwähnt, beispielsweise eine Diodenkennlinic eignet, dais therefore initially exponentiated. why, as already mentioned, for example, a diode characteristic is suitable because

I₁,I ₁ ,

AcAc

Die exponenzierte Spannung wird zu einer Spannung K in einem Addierwerk 7 addiert, so dal! sich als Ausgangsspannung am Addierwerk 7 die SpannungThe exponentiated voltage is added to a voltage K in an adder 7, so that! The output voltage at the adder 7 is the voltage

ergibt. Letztere Spannung wird einer Multiplizierschallung 8 als eine Fingangsspannung eingegeben, wahrend die zweite [!ingangsspannung durch die Ausgangsspannung ?,'.,· sin r/ des sin f/ -Phasendetcktors 4 gebildet wird. Die Spannung am Ausgang 9 der Multiplizierschaltung 8 wird zugleich als Gcsamtausgangsspanmingresults. The latter voltage becomes a multiplier sound 8 entered as an input voltage, while the second input voltage is formed by the output voltage?, '., · sin r / of the sin f / phase detector 4 will. The voltage at the output 9 of the multiplier circuit 8 is also used as the total output voltage

( , sin u I K (, sin u I K

l'.ll'.l

verwendet.used.

I ι g. 2 zeigt zum Vergleich in Abhängigkeit von der Phasendifferenz (/ der zwei Eingangsspannungen die Ausgangsspannungen Uj eines üblichen t ekanntcn Phasendetektors, die proportional dem Sinus der Phasendifferenz der beiden anliegenden Spannungen ist. und darunter die Ausgangsspannung UJ eines entsprechend der Erfindung ausgebildeten Phasendetektors. Fs zeigt sich, daß die Linearität über ±120 besser als bei einem üblichen Phasendetcktor über ±30 ist. Dies bedeutet bei einer Anwendung in der Phasenregelschleife eines FM-Demodulators, daß zum einen die Linearität wesentlich besser ist. Zum anderen kann man die Leerlaufverstärkung der Phasenregelschleife niedriger wählen, da der Phasendetektor nach der Erfindung einen größeren Aussteuerbereich besitzt. Damit verringert sich die Rauschbandbreite, was eine niedrigere FM-Schwelle ergibt. Im dargestellten Beispiel ist K= I und UJIh=IA. I ι g. 2 shows for comparison in dependence on the phase difference (/ of the two input voltages the output voltages Uj a conventional t ekanntcn phase detector, which is proportional to the sine of the phase difference between the two voltages applied. And below the output voltage UJ a according to the invention formed the phase detector. Fs shows That the linearity over ± 120 is better than with a conventional phase detector over ± 30. When used in the phase locked loop of an FM demodulator, this means that on the one hand the linearity is much better and on the other hand the open loop gain of the phase locked loop can be set to a lower level , since the phase detector according to the invention has a larger dynamic range. This reduces the noise bandwidth, which results in a lower FM threshold. In the example shown, K = I and UJIh = IA.

In F i g. 3 sind die Ausgangsspannungcn UJ in Abhängigkeit von der Phasendifferenz φ der zwei F.mgangsspannungen für verschiedene Werte vonIn Fig. 3 are the output voltages UJ as a function of the phase difference φ of the two input voltages for different values of

II. I ■ J .,11.//7W: \Ζ.~>Γι.Ί!Ζ.*ίΓ\\ rioUrtikloikt I ■ J., 11 .// 7W: \ Ζ. ~> Γι.Ί! Ζ. * ΊΓ \\ rioUrtikloikt

,!!,Lh für große UJU: über ±60^r' eine gute Linearität erhalten. Die Maxima verschieben sich dabei zu immer größeren Werten von c/. Bei UJUi = Z und K= 1 liegen die Maxima bei etwa ±148 . Der Bereich mit positiver Steigung beträgt also etwa 300\ Über diesen Bereich wirkt also eine Phasenregelschleife gegenkoppelnd und bleibt in S> nchronismus., !!, Lh for large UJU: get a good linearity above ± 60 ^{r '.} The maxima shift to ever larger values of c /. With UJUi = Z and K = 1, the maxima are around ± 148. The area with a positive slope is about 300%. Over this area a phase-locked loop acts with negative feedback and remains in synchronicity.

Durch die zunehmende Überhöhung an den Bereichsenden tendier; eine Phasenregelschleife mit einem derartigen Detektor dazu, den statischen Phasenfehler zu reduzieren. Nimmt man bei einem FM-Demodulator mit Phasenregelschleife zunächst einen positiven Manschen Phasenfehler an. so wurden bei Sprach-Modulation beispielsweise die positiven Sprachspitzen der Phasendetektor in den steilen Anstieg bei positiven q aussteuern. Dies hätte eine starke Anhebung dei positiven Spitzen der Ausgangsspannung des Phasende tektors zur Folge, so daß ein positiver Gleichantei entsteht, der über die Gegenkopplung der Schleife der angenommenen statischen Phasenfehler reduziert.Due to the increasing elevation at the ends of the range; a phase locked loop with a such a detector to reduce the static phase error. If you take an FM demodulator with a phase-locked loop initially a positive Manschen phase error. so were with speech modulation For example, the positive speech peaks of the phase detector in the steep rise in positive q disqualify. This would have a large increase in the positive peaks of the output voltage of the phase end tector, so that a positive equality which reduces the assumed static phase error via the negative feedback of the loop.

Betrachtet man nun den Fall daß die Phasenregel schleife noch nicht synchronisiert hat, so wird dei spannungsgeregelte Oszillator durch die Überhöhung der Ausgangssp Innung an den Bereichsenden übei einen wesentlich größeren Frequenzbereich clurchge stimmt als bei einem Phasendetcktor mit sin f/-Charakteristik und gleicher Steilheit der Phasendelektorcr bei (( ^0. Dies bedeutet, daß der Fangbereich einet derartigen Schleife wesentlich größer wird, zumindest bei einer Schleife I. Ordnung. f$ei Schleifen hohem Ordnung wird die Ausgangsspannung des Phasendetcktors durch das Schleifenfiltcr üblicherweise nochmal· durch einen lielpali gclilterl. so daß die Überhöhung reduziert werden kann, zuiiiindesi im nichtsynchronisierten Fall.If one now considers the case that the phase-locked loop has not yet synchronized, then dei becomes voltage-controlled oscillator by increasing the output voltage at the end of the range a much larger frequency range is correct than with a phase detector with sin f / characteristic and the same steepness of the phase selector at ((^ 0. This means that the capture range unites such a loop becomes much larger, at least in the case of a loop of the first order. f $ egg loops high Order, the output voltage of the phase detector is usually repeated again through the loop filter by a lielpali gclilterl. so the cant can be reduced, zuiiiindesi in the unsynchronized Case.

Die Ausgangsspannung des Phasendetektors nach der Erfindung ist wie bei jedem Phasendetcktor ohne Begrenzer von der Eingangsspannung abhängig. Hier isl die Überhöhung ebenfalls von letzterer abhängig, da die Aus.sangsspannung proportional zur Eingangsspannung ist. In Fig. 4 ist die Abhängigkeit der Ausgangsspannung .'Jj' von der Phasendifferenz c/ der z.ugeführtcr Eingangsspannungen über einen Bereich von ± 1 dB der einen Parameter bildenden Eingangsspannung dargestellt, wie man es beispielsweise in einer Anwendung durch eine Pegelregelung erreichen kann. Im Beispie nach Fig. 4 gilt K= 1 und UjU₂= 1,4.As with any phase detector without a limiter, the output voltage of the phase detector according to the invention is dependent on the input voltage. Here the increase is also dependent on the latter, since the output voltage is proportional to the input voltage. 4 shows the dependence of the output voltage 'Jj' on the phase difference c / of the input voltages supplied over a range of ± 1 dB of the input voltage forming a parameter, as can be achieved, for example, in an application by means of level control. In the example according to FIG. 4, K = 1 and UjU ₂ = 1.4.

In den bisherigen Rechnungen und Beispielen wurde K=] in der Gleichung (3) verwendet. Durch Veränderr von K kann man in geringem Umfang Linearität geger Aussteuerbereich eintauschen.In the previous calculations and examples, K =] was used in equation (3). By changing K , linearity can be exchanged for modulation range to a small extent.

F i g. 5 zeigt das Schaltbild eines nach dem Prinzip dei F.rfindung aufgebauten Phasendetektors im einzelnen Die Exponenzierung und Addition erfolgt mit Hilfe eines gegengekoppelten Operationsverstärkers 10 unF i g. 5 shows the circuit diagram of a according to the principle of the dei F.rfindung built phase detector in detail The exponentiation and addition is done with the help of a negative feedback operational amplifier 10 un

Die Abnahme und Einstellung der Spannung K geschieht mittels einer Potentiometerschaltung 12 irr Rahmen eines zugleich die Addierschaltung bildender Widerstandsnetzwerks, wobei die Grundspannung zui Speisung der Potentiometer 12 einer Konstantspan nungsquelle 13 abgenommen wird. Der Strom dei Dioden 11 dient der Exponenzierung. An den Ausgän gen der Phasendetektorschaltung 3 und 4 liegt jeweil; noch ein Tiefpaßglied 14 bzw. 15. Im übrigen entsprich! die Schaltung nach F i g. 5 funktions- und bezugszei chenmäßig derjenigen nach F i g. 1. Für den Multiplizie rer 8 ist ein integrierter Baustein eingesetzt.The voltage K is taken and set by means of a potentiometer circuit 12 within the framework of a resistor network which also forms the adding circuit, the basic voltage for supplying the potentiometers 12 from a constant voltage source 13 being taken. The current of the diodes 11 is used for exponentiation. At the Ausgän conditions of the phase detector circuit 3 and 4 is respectively; another low-pass element 14 or 15. Otherwise, correspond! the circuit according to FIG. 5 function and reference characters in terms of those according to FIG. 1. An integrated module is used for the multiplier 8.

Hierzu 5 Blatt ZeichnuneenFor this 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Analog phase detector device for generation a detector output voltage formed as a function of the phase difference between two input voltages using a first conventional phase detector circuit to which the two input voltages are fed directly and the one voltage proportional to the sine of the phase difference between the two input voltages for further processing, and using a second conventional phase detector circuit, due to a previous 90 ° phase shift of one of the two input voltages, one is the cosine of the phase difference outputs a voltage proportional to the two input voltages for further processing, which in a multiplier which emits the detector output voltage and the output voltage one of the usual phase detectors immediately and the output voltage of the other usual phase detector indirectly via a circuit with non-linear transmission behavior in the form of a monotonically sloping asymptote approaching a horizontal asymptote from one side Curve and an addition circuit in the same branch to introduce a freely selectable one Summand voltage is supplied, characterized in that the circuit with non-linear transmission behavior, which is acted upon by the output voltage of the second usual phase detector circuit (?), is formed by a circuit ζμγ generation of the natural exponential function with the P "vsis e and that the addition circuit (7) is connected downstream of the circuit (6) with non-linear transmission behavior is.

2. Phase detector device according to claim 1, characterized in that for the circuit for Formation of the expontial function with the base e a diode characteristic is used.

3. Phase detector device according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit (6) to form the expontial function with the base e and the addition circuit (7) by a negative feedback Operational amplifier (10) are formed, each of which has a diode in front of its input terminals or several diodes (11) connected in series.

4. Phase detector device according to one of the preceding claims, characterized in that that a resistor network (12) is provided as the addition circuit (7).

5. Phase detector device according to one of the preceding claims, characterized by the application in a phase-locked loop for FM demodulation.

are fed directly and one to the sine of the phase difference of the two input voltages outputs proportional voltage for further processing, and using a second conventional phase detector circuit, due to a previous 90 ° phase shift of one of the two input voltages, the cosine of the phase difference of the outputs a voltage proportional to both input voltages for further processing, which in riner die

in the detector output voltage outputting multiplier takes place, which the output voltage of one of the usual phase detectors immediately and the output voltage of the other usual phase detectorx indirectly via a circuit with non-linear

is transmission behavior of the form of a monotonic sloping curve approaching a horizontal asymptote from one side and over an im addition circuit located in the same branch for introducing a freely selectable summand voltage is.

Conventional phase detectors, such as a ring mixer, a multiplier or the like, provide an output voltage Uout that is proportional to the sine of the phase difference φ between the two

α is stresses.