DE2801525A1

DE2801525A1 - Winkelmodulierbarer oszillator

Info

Publication number: DE2801525A1
Application number: DE19782801525
Authority: DE
Inventors: Otmar Kuenl; Klaus Dipl Ing Niemann
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1979-07-19
Also published as: FR2414821A1; GB2012506A; ES476751A1; AU4259178A; GB2012506B

Description

28U152S

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WINKELMODÜLIERBARER OSZILLATOR

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Winkelmodulation eines Oszillators mit einer Phasenregelschleife , bestehend aus einem spannungsgesteuerten Oszillator, einem Teiler, einem Phasendiskriminator, einem Schleifenfilter und einem über einen Festteiler auf den Phasendiskriminator einwirkenden Bezugsoszillator und einen Oszillator zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Aus dem Aufsatz "200 Kanal-Handsprechfunkgerät für das 2-m-Bandⁿ von E.Koch in der Funkschau 1977, Heft 2, Seiten 333 bis 336 ist es bekannt, den Bezugsoszillator zu modulieren. Da der Bezugsoszillator einen Quarz als frequenzbestimmendes Glied aufweist, ergeben sich durch die begrenzte Ziehfähigkeit desselben Probleme. Es werden Transformationsschaltungen zum Vergrößern der dynamischen Kapazität des Quarzes benötigt. Dies verschlechtert jedoch die Frequenzstabilität des Quarzes.

Aus dem Aufsatz "2-m-Handfunksprechgerät mit 80-Kanal-Synthesizer" von H.Feichtinger in der Funkschau 1976, Heft 18, Seiten 778 bis 780 ist es bekannt, den spannungsgesteuerten Oszillator zu modulieren. Hierbei müssen nichtlineare Verstärkungsänderungen, die innerhalb des Regelkreises auftreten, kompensiert werden, um einen

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konstanten Hub bei verschiedenen Frequenzen des Oszillators zu gewährleisten.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine andere Einspeisung des Modulationssignals in einen winkelmodulierbaren Oszillator mit einer Phasenregelschleife anzugeben, die weder die Frequenzstabilität des Bezugsoszillators noch den Regelkreis beeinträchtigt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Im Anspruch 5 ist eine vorteilhafte Form eines Oszillators gekennzeichnet und im Anspruch 6 ist eine Ausgestaltung eines dabei verwendeten Phasenmodulators angegeben.

Vorteile

Beim erfindungsgemäßen winkelmodulierbaren Oszillator mit einer Phasenregelschleife können größere Phasen- bzw. Frequenzhübe realisiert werden, ohne dabei die Frequenzstabilität der Bezugsschwingung zu verringern. Die notwendige Schaltung kann kostengünstig aus integrierten Bauteilen aufgebaut werden, was - bis auf den Quarz - auch den Bezugsoszillator mit einschließt.

Beschreibung

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:
Fig.1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Oszillators;

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Fig.2 ein Blockschaltbild eines Phasenmodulators;

Fig.3 ein Diagramm der an verschiedenen Punkten des

Oszillators gemäß Fig.1 vorhandenen Signale und

Fig.4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführung des Oszillators.

In Fig.1 ist ein Oszillator mit einer Phasenregelschleife dargestellt, der aus einem spannungsgesteuerten Oszillator 1, einem in seinem Teilungsverhältnis einstellbaren Teiler 2, einem Phasendiskriminator 3, einem Schleifenfilter 4 und einem über einen Festteiler 5 und einem Phasenmodulator auf den Phasendiskriminator 3 einwirkenden Bezugsoszillator besteht. Der spannungsgesteuerte Oszillator 1 weist eine Ausgangsklemme 8 auf, an der das winkelmodulierte Oszillatorsignal zur weiteren Verwendung abgenommen werden kann. Am Phasenmodulator 6 ist eine Eingangsklemme 9 vorhanden, an der das Modulationssignal angelegt wird. Das am Ausgang des Festteilers 5 vorhandene Bezugssignal ist mit U2 und das an die Eingangsklemme 9 angelegte Modulationssignal ist mit U1 bezeichnet. Der spannungsgesteuerte Oszillator weist bspw. Kapazitätsdioden in seinem frequenzbestimmenden Teil auf, so daß er leicht durch Anlegen einer Spannung in seiner Schwingfrequenz geändert werden kann. Der Bezugsoszillator enthält als frequenzstabilisierendes Element einen Quarz.

Das Signal des Oszillators 1 gelangt auf den einstellbaren Teiler 2 und wird in seiner Frequenz entsprechend herabgesetzt und gleichzeitig in eine Rechteckschwingung umgesetzt, die an den Phasendiskriminator angelegt wird. Aus dem Vergleich mit dem ebenfalls aus einer Rechteckschwingung bestehenden und an den Phasendiskriminator angelegten

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Bezugssignal resultiert eine der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen entsprechende Regelspannung, die über das Schleifenfilter an den Oszillator 1 gelangt und ihn nachstellt, bis die Phasendifferenz zu Null geworden ist.

Das Signal des Bezugsoszillators 7 wird in seiner Frequenz durch den Festteiler 5 herabgesetzt und in eine Rechteckschwingung verwandelt. Dieses Bezugssignal U2 (siehe auch Fig.3) wird auf den Phasenmodulator 6 gegeben.

Das gleichfalls am Phasenmodulator 6 anliegende Modulationssignal U1 erzeugt eine Pulsdauermodulation des Bezugssignals U2. Dieses so modulierte Bezugssignal U4 gelangt an den Phasendiskriminator 3. Das an der Ausgangsklemme 8 vorhandene Oszillatorsignal ist daher entsprechend dem angelegten Modulationssignal U1 winkelmoduliert.

In Fig.2 ist eine Schaltungsanordnung zur Realisierung des Phasenmodulators 6 dargestellt, die in Reihe einen Operationsverstärker 10 und einen Schwellwertschalter 11 enthält. Der nichtinvertierende Eingang des OP-Verstärkers 10 liegt auf Nullpotential. Das Modulationssignal ü1 gelangt von der Eingangsklemme 9 über einen Widerstand 12 auf den invertierenden Eingang des OP-Verstärkers 10, auf den über einen Widerstand 13 auch das Bezugssignal U2 gelangt. Vom Ausgang des OP-Verstärkers 10 ist zum invertierenden Eingang ein Kondensator 14 geschaltet, um dieser Stufe

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integrales Verhalten zu geben. Die am invertierenden Eingang anstehende Summenspannung aus dem Modulationssignal U1 und dem Bezugssignal U2 wird integriert und am Ausgang des OP-Verstärkers 10 erscheint daher eine Dreieckspannung U3, die entsprechend des Modulationssignales U1 um die Nullinie schwankt. Zur besseren Verdeutlichung dieses Vorganges ist in Fig.3 bei der Darstellung der Dreieckspannung U3 das Modulationssignal U1 gestrichelt mit eingezeichnet. Durch die im Schwellwertschalter 11 vorhandene Triggerschwelle erscheint an seinem Ausgang eine pulsdauermodulierte Rechteckschwingung, das Bezugssignal U4.

Regelungstechnisch wird die Änderung der positiven Flanke des Bezugssignals 4, die als Bezugsphase für den Phasendiskriminator dient, beschrieben durch

Dies ist die Führungsgröße, die auf das Signal des spannungsgesteuerten Oszillators 1 einwirkt. Mit ihr wird das Verhalten der Frequenzänderung dieses Signals beschrieben:

U₁(P)-U₃

«1<P> =^M<P>

Hieraus ist ersichtlich, daß die Frequenz B₁ des Signals des spannungsgesteuerten Oszillators 1 de» Modulationssignal U1 proportional folgt. Es bedeuten hierbei

ui Amplitude des Modulationssignals U3 Amplitude der Dreieckspannung

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ρ komplexe Kreisfrequenz

R*C Zeitkonstante des aus dem OP-Verstärker 10 gebildeten Integrators

M(p) übertragungsfunktion der geschlossenen Regelschleife; konstant im übertragungsbereich

Anzumerken ist hierbei, daß die Möglichkeit besteht den Frequenzgang des Schleifenfilters 4 in der Regelschleife so auszulegen, daß er für den Frequenzgang des zu übertragenden Modulationssignales bestimmend ist, wodurch ein sonst zusätzlichee Modulationssignalfilter eingespart werden kann.

In Fig.4 ist bis auf den Festteiler 5 der Oszillator gemäß Fig.1 dargestellt und deswegen sind für gleiche Teile auch gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Der Festteiler ist aus zwei in Reihe geschalteten Teilern 15 und 16 aufgebaut, deren Gesamtteilerverhältnis dem Teilerverhältnis des Festteilers 5 entspricht. Der Phasenmodulator 6 ist zwischen den beiden Teilern 15 und 16 angeordnet, so daß vom anliegenden Modulationssignal U1 das erst zu einem Teil heruntergeteilte Bezugssignal U2 moduliert wird.

Durch die Wahl des Ortes im Festteiler, in dem das Bezugssignal moduliert wird, kann der benötigte Signal/Rausch-Abstand gewählt und die Phasen- bzw. Frequenzhubforderungen erfüllt werden.

6 Ansprüche

2 Bl. Zeichnung

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Leerseite

Claims

28=.- 152S STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT STUTTGART O.Künl-K.Niemann 2-1 P aten t anspriiche

1. Verfahren zur Winkelmodulation eines Oszillators mit einer Phasenregelschleife (PLL), bestehend aus einem spannungsgesteuerten Oszillator, einem Teiler, einem Phasendiskriminator, einem Schleifenfilter und einem über einen Festteiler auf den Phasendiskriminator mit einem Bezugssignal einwirkenden Bezugsoszillator, dadurch gekennzeichnet, daß das heruntergeteilte Bezugssignal (ü2) vom Modulationssignal (U1) moduliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal (U2) am Ausgang des Festteilers (5) vom Modulationssignal (U1) moduliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus zwei in Reihe geschalteten Teilern (15, 16) gebildeten Festteiler das Bezugssignal (U2) am Ausgang des ersten Teilers vom Modulationssignal (ü1) moduliert wird.

4. Winkelmodulierbarer Oszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal (U2) in der Pulsdauer moduliert wird.

Wr/Sch
10.11.1977

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5. Winkelmodulierbarer Oszillator zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Festteiler (5) und dem Phasendiskriminator (3) ein Phasenmodulator (6) vorhanden ist/ der vom Modulationssignal (U1) gesteuert wird.

6. Winkelmodulierbarer Oszillator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet^ daß der Phasenmodulator (6) aus einem als Integrator geschalteten Operationsverstärker (1O) mit einem nachgeschalteten Schwellwertschalter (11) besteht.

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