DE2827616C2 - Verfahren zum Regeln der Frequenz eines Generators und Schaltungsanordnung hierzu - Google Patents

Description

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(Zelle </) und die Rahmenrrequenz (Zeile b) bei stehen- Es sei angenommen, daß. wie wie In Fig. 1 dargestellt,

dem Bild der Hllfsrererenzfrequenz nach links laufen. die Generatorfrequenz /* größer Ist als die Referenzfre-

I-ig. 2 zeigt das entsprechende Bild unter der quenz Ir und daher die Richtungsinformation positiv

Annahme, dull die Generatorfrequenz (Zelle a) kleiner Dann lauft die mil A bezeichnete Flanke des Rahmenf<e-

als die Rcferenzfrequenz Ist. 5 quenzslgnals yuf einen Impuls der Hllfsreferenzfrequenz

Zunächst lsi durch den verwendeten Generatoraufbau zu. Das heißt, es soll In dem Augenblick eine Nachstel-

fiip Frpfiuen/änderuni' S ,- ,, , ·_ lung verhindert werden.

die Frequenzänderung Λ, _{pro S(}e,|_lmpu|_s vorgesehen ^_{enn daher an den CIock}._{Elngan CL bzw}. _{LV der}

Es wird welter ausgegangen von der Frequenzänderung _Fl|p._{Flops υη und DF1 der} Referenzfreqi.enzlmpuls

A₁. die der zu regelnde Generator In Abhängigkeit von _{|(j ersche|ill< werden dle ln d(esem Augen}bl[ck von der

der E-InfluUgrOBe /. B. Temperatur In einem vorgegebe _{Ranrnenfreque}n_Z am D-Elngang von DAl und die von

nen Interesslerenden Intervall erleidet. _{dcr R},_chlungs,_nr_ormal,_{on arn} D-Eingang von DFl

Aus ι. herrührenden Spannungen auf die Ausgange der FlIp-

= /; Flops übertragen und durch das bxcluslx -Oder-Gatter

/), 15 L(J ein Potential abgegeben, durch das die Weitergabe

eines Nachstelllinpulses unterbunden wird.

ergib! sich die An/M η der notwendigen Stellimpulse Ist abei. wie In FIg 2 angenommen, die Generatorlre-

für das zeitliche Intervall Innerhalb dessen c'le maxima- quenz Ir kleiner als die Referen/frequenz Ir. lsi auch die

'!en durch die zu erwartenden Unnvdteln/lüsse, i. B. Richtungsinformation negativ. Dann lauft die mit A

Temperatur, hervorgerufenen Frequenzänderung aus- ip bezeichnete Flanke des Rahmenfrequenzsignals von dem

geregelt werden können. Impuls der Hilfsreferenzfrequenz weg. Das heißt, es Ist

■"■':'r In der Fig. 3 ist eine Schaltung zum Durchführen des notwendig, eine Nachstellung der Generatorfrequenz zu

"Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Darin ist TEl bewirken.

ein Frequenzteiler für die Generalorfrequenz, TEl ein Wenn daher in diesem Fall an den Clock-Elngängen 'Frequenzteiler für die Referenzfrequenz. DtA und DIl 25 CL bzw. CL' der Flip-Flops DFl und DFl der Referenzsind D-Fllp-Fiop und EG ist ein Exclusiv-Oder-Galler. frequenzimpuls erscheint, werden die In diesem Augen-Durch den Teiler TEl wird d' Roferenzfrequenz .//· z. B. blick von der Rahmenfrequenz am Ö-Elngang von DFX im gleichen Verhältnis geteilt wie im Teiler TEX die und die von der Richtungsinformation am D-Eingang Generatorirequenz./j;. An den Punkten b und ι: den Aus- von DFl herrührenden Spannungen auf die Ausgänge gangen der Teiler TEX und TEl. erscheinen dann die 30 der Flip-Flops übertragen und durch das Excluslv-Oder-Rechteckveriaufe, wie in Fig. 1 und 2 In den entspre- Gatter EGein Potential abgegeben, durch das die Weiterchenden Zeilen /) und c gezeigt. Der Ausgang des Teilers gäbe eines Nachstellimpulses freigegeben wird.
•712 ist mit den Clock-Eingängen CL bzw. CL' der D- Durch das Verfahren nach der Erfindung wird daher Flip-Flops Dt X und DFl verbunden, so daß dort die erreicht, daß nur dann nachgestellt wird, wenn sich aus Hilfsreferenzfrequenz //;/■ erscheint. Am D-Eingang des J5 dem Zustand der Ausgangsimpulse die Notwendigkeit D-Flip-Flops Dt 1 erscheint die Rahmenfrequenz fur. weil zur Nachstellung ergibt. Die gesamte Phasenabweichung an diesen der Ausgang des Teilers TE X angeschlossen ist. von einem definierten Anfangszustand wird dann so An den D-Eingang des D-Flip-Flops Dt 2 ist die Rieh- klein wie möglich,
tungsiniormation gelegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln der Frequenz eines Generators mil Hilfe der Fiequenz eine Referenzgcnerators. wobei die Generatorfrequenz als ganzes Vielfaches der Referenzfrequenz mit dieser mit Hilfe eines Phasendlskrlmlnators verglichen wird, aus dem Ergebnis dieses Vergleichs eine Information über die Richtung der Frequenzabweichung gewonnen und diese Information über einen Zähler an ein fiequenzbeelnfiussendes Stellglied des Generators wellergegeben wird und aus der Generatorfrequenz durch Frequenzteilung eine Rahmenfrequenz erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Frequenzteilung ein Tellungsfaktor zugeordnet wird, der gleich den Quotienten aus der Generalorfrequenzänderung durch Umwelteinflüsse In einem zeitlichen Intervall und der Generatrrfrequenz?nderung pro Regelschrlti oder größer bemessen Ist, daß das zeltliche Intervall derart vorgegeben wird, daß Innerhalb desselben die maximalen durch die zu erwartenden Umwelteinflüsse hervorgerufenen Frequenzänderungen ausgeregelt werden können, daß aus der Referenzfrequenz eine Hllfsreferenzfrequenz abgeleitet wird, die gleich der Rahmenfrequenz oder um einen ganzzahllgen Faktor kleiner als letztere Ist, daß das Tastverhältnis der Hllfsreferenzfrequenz derart gewählt wird, daß die Impulsbreite sehr klein gegen die Impulsbreite des Ausgangssignals des zu regelnden Generators Ist, und daß jeweils Im Augenblick des Auftretens der Hllfsreferenzlmpulse Rahmenfrequenzslgnal und Richtungsinformation derart miteinander verarbeitet werden, daß die Regelschritte blockiert werden, wenn sich eine Flanke des Rahmen-Impulses einem Hllfsreferenzlmpuls nähert oder der nächste Regelschritt freigegeben wird, wenn sich dieselbe Flanke des Rahmenimpulses von letzterem Hllfsreferenzlmpuls entfernt.

2. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den D-Elngang eines ersten ZJ-Fllp-Flops (DF\) die Rahmenfrequenz, an den D-Elngang eines zweiten £>-Flip-Flops (DF2) die Information über die Richtung der Frequenzabweichung und an die Clock-Elngänge (CL. CL') beider Fllp-Flops die Hilfsreferenzfrequenz gelegt Ist und daß die Ausgänge der Fllp-Flops mit den Eingängen eines Exclusiv-Oder-Gatters (EG) verbunden sind.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Frequenz eines Generators mit Hilfe der Frequenz eines Referenzgenerators, wobei die Generatorfrequenz als ganzes Vielfaches der Verglelchsfrequenz mit dieser mit Hilfe eines Phasendlskrlminators verglichen wird, aus dem Ergebnis dieses Vergleichs eine Information über die Richtung der Frequenzabweichung gewonnen und diese Information über einen Zähler an ein frequenzbeeinflussendes Stellglied des Generators weitergegeben wird und aus der Generatorfrequenz durch Frequenzteilung eine Rahmerifrequenz erzeugt wird. Ein solches Verfahren Ist bekannt aus der DE-OS 23 37 311. Wesentliche Merkmale sind ebenso bekannt aus der DE-OS 22 38 964.

Bei einer Anordnung gemäß der DE-OS 22 38 964 wird die Frequenz des Generatori schrittweise so lange nachgeregelt, bis die Abweichung zwischen Ihr und der Referenzfrequenz wieder nahezu Null wird. Gegen Ende die· ser schrittweisen Nachregelung wird ein Zustand erreicht, bei dem ein folgender Schritt den Wechsel der Richtungsinformation bewirkt.

Dabei Ist festzustellen, daß die augenblickliche Über* einstimmung In der Phasenlage der beiden Frequenzen desto besser gewahn bleibt, je langsamer sich die Frequenz des Istgenerators durch Einflüsse von außen, ζ. Β der Temperatur, ändert.

Das bedeutet, daß der Phasenunterschied zwischen der Istfrequenz d-.-s zu regelnden Generators und der Frequenz des Referenzgenerators oder die Abweichung der Phase der Istfrequenz von einem Bezugswert sehr start» von der Änderungsgeschwindigkeit einer beeinflussenden Größe abhängt.

Wenn also z. B. die temperatur durch Sonneneinstrahlung sehr schnell steigt, wir-j slcn eine Phasenabweichung bei der Istfrequenz einstellen, die nicht wieder rückgängig gemacht wird bei durch z. B. Konvektion g langsam abfallender Temperatur. Es wird bei ausgeregel- f tem Frequenzunterschied ein Phasenunterschied verblei· ^ ben, wenn die Änderungsgeschwindigkeiten der Einfluß- ; größen In entgegengesetzten Richtungen verschieden sind.

Diese Tatsache Ist bei Systemen, In denen es nur auf die Genauigkeit der abgegebenen Frequenz ankomml, ohne größere Bedeutung. ;

Bei Benutzung in SynchrondatenDberlragungssystemen aber ist der Mittelwert der Phasenabweichung über einen längeren Zeitraum sehr wichtig. Er soll möglichst klein sein. Auch die zulässige maximale Abweichung der Phasenlage der Ist- von der der Sollfrequenz, d. h. von einer : Anfangslage, 1st durch die Eigenarten des betreffenden Systems vorgeschrieben.

Aus der DE-OS 25 38 897 Ist es bekannt, bei eine* Anordnung zum Frequenzverglelch das Tastverhäitnls einer Referenzfrequenz derart zu wählen, daß die Impuls« breite klein Ist gegenüber einer anderen In der Anord· nung verwendeten Schwingungsperlode. Weiterhin Ist es aus der DE-OS 25 38 897 bekannt. Regelschritte abhängig vom Auftreten definierter Impulsflanken zuzulassen.

Schließlich geht aus der DE-AS 12 60 523 hervor, bei j einer Schaltungsanordnung zur Phasensynchronisation ' Regelorgane gegebenenfalls stillzusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der Mittelwert der Phase des Generators ober längere Zelt konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs ! gelöst.

Im Patentanspruch 2 Ist eine Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens angegeben.

Anhand der Flg. 1, 2 und 3 soll die Erfindung naher erläutert werden.

Fig. I zeigt In der Zelle α den zeltlichen Verlauf des Ausgangssignals eines zu regelnden Generators. In der Zelle b ist der Verlauf des Signals mit der Rahmenfrequenz dargestellt, die sich aus der Generatorfrequenz durch Teilung ergibt. Zeile c zeigt schließlich den Verlauf des Ausgangssignals des Referenzgenerators. Mit A Ist eine Flanke des Signals mit der Rahmenfrequenz darge* stellt, das wie die Signale der Zeilen α und c aus einem Pulszug besteht.

Die über den Zellen der Figuren angeordneten Pfeile zeigen an, daß hierbei angenommen wird, die Generatorfrequenz (Zelle a) sei größer als die Referenzfrequenz. Das kann so aussehen, als ob die Generatorfrequenz