DE2919226A1 - Frequenzsyntheseanordnung - Google Patents
FrequenzsyntheseanordnungInfo
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
4.5.79 / PHP 78527
Frequenzsyntheseaiiordnung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Frequenzsynthe seanordnung, mit einer phasenverriegelten Schleife
mit nacheinander mindestens einem s pannungsgesteuerten
Oszillator (VCO), einem ersten Teiler mit einer einstellbaren Teilungszahl η oder η + 1, wobei η eine ganze Zahl
ist, einem zweiten Teiler, dessen Teilungszahl eine programmierbare ganze Zahl M ist, einem Phasenvergleicher
und einem Tiefpassfilter, wobei das Ausgangssignal des
genannten zweiten Teilers und ein Bezugssignal mit der Frequenz F dem genannten Phasenvergleicher zugeführt
werden zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das über das
Tiefpassfilter als Regelspannung dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, welche Frequenzsyntheseanordnung
weiterhin eine erste digitale Schleife mit einem ersten Impulszähler enthält, der die Eingangsimpulse
des genannten zweiten Teilers zählt und der durch jeden Ausgangsimpuls dieses zweiten Teilers in die Ausgangslage
zurückgestellt wird, und mit einer ersten Vergleichsanordnung, der die Zählstellung des genannten
ersten Zählers und ein mit Hilfe einer ersten Einstellanordnung einstellbarer digitaler Zahlwert u zugeführt
werden zur Erzeugung eines Steuersignals zum derartigen Steuern des genannten ersten Teilers, dass die Grosse
der Frequenzschritte der Bezugsfrequenz F entspricht, sowie eine zweite digitale Schleife mit einem zweiten
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4.5.79 /C, PHF 78527
Impulszähler, der die Ausgangsimpulse des genannten zweiten Teilers zählt und mit einer zweiten Vergleichsanordnung, der die Zählstellung des genannten zweiten
Impulszählers und ein mit Hilfe einer zweiten Einstellanordnung einstellbarer digitaler Zahlwert zugeführt
werden zum Erzeugen eines Steuersignals zum derartigen -Steuern des genannten ersten Teilers, dass die Grosse
der Frequenz schritte dem Wert 25 entspricht, wobei £
kleiner ist als F und zwar derart, dass F ein Vielfaches von 25 ist, dies zum Erhalten einer Teilung in fraktionellen
Schritten.
Frequenzsynthesenanordnungen dieser Art werden in der Praxis zum Erzeugen einer in elementaren Frequenzschritten
einstellbaren Oszillatorfrequenz verwendet, deren Genauigkeit durch eine Bezugsfrequenz gegeben wird,
die vorzugsweise einem kristallstabilisierten Oszillator entnommen.wird. Untenstehend bezeichnet das Bezugszeichen
f den Frequenzwert des elementaren Schrittes, d.h., den kleinsten Frequenzschritt, der in unterschiedlichen nachstehend
betrachteten Syntheseanordnungen erhalten werden
kann.
Eine Frequenzsyntheseanordnung besteht im Grunde aus einer phasenverriegelten Schleife, die mit einem festen
programmierbaren Teiler zwischen dem Oszillator und dem Phasenvergleicher versehen ist (Teiler mitnder Teilungszahl
N). Der elementare Schritt ist in diesem Fall gleich der Bezugsfrequenz F (f = F). In einer derartigen
Syntheseanordnung wird die natürliche Grenzfrequenz F . . der Schleife (beim Fehlen des Tiefpassfilters) durch
die untenstehende Formel gegeben;
Κφ Κ G
F *M)
F *M)
cb N - I
mit:
K [ß : Neigung des Phasenvergleichers in Volt/Rad.
K : Neigung des Oszillators in MHz/Volt.
G : Verstärkungsfaktor des Tiefpassfilters.
N : Gesamtteilverhältnis zwischen dem Ausgang des
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Oszillators und dem Eingang des Phasenvergleichers (für alle in der betreffenden Beschreibung betrachteten
Syntheseanordnungen).
In einer derartigen Syntheseanordnung kann
g die Oszillatorausgangsfrequenz um einen einzigen Elementare
chritt erhöht oder verringert werden und zwar auf einfache Weise dadurch, dass der auf den programmierbaren
Teiler eingestellte Wert um eins erhöht bzw. verringert wird. Mit einer Syntheseanordnung dieser Art
to können beispielsweise Frequenzen von 200 bis hOO MHz
erzeugt werden in Schritten von je 100 kHz und zwar durch einen programmierbaren Teiler, der zwischen 2000
und 4000 programmiert' werden kann. Das Ausgangssignal
des Phasenvergleichers muss nach Integration keine unit erwünschten Störanteile enthalten, die auf underwünschte
Weise auf die Schleife einwirken. Dazu muss das Tiefpassfilter derart bemessen sein, dass Streusignale, die die
erzeugte Frequenz begleiten, derart abgeschwächt werden, ■ dass sie niedriger sind als der Eigen Rauschwert des
Oszillators. Insbesondere musss die nachfolgende Be-Biehung
erfüllt werdent
Andererseits muss zum Erhalten eines ausreichend schnellen Ansprechens der Schleife die Grenzfrequenz
des Tiefpassfilter F _ nicht zu niedrig sein} *Uf jeden Fall muss diese grosser sein ale die natürliche
Grenefrequenz der Schleife beim Fehlen des FiI-.
ters F . , damit eine gute Schleifenstabilität beibehalten
wird. Die bachfolgende Beziehung muse daher berücksichtigt
werdenι . .
rcb<*cf , ' (3)
Wenn man die Beziehungen (2) und (3) kombiniert, erhält main die Beziehung!
Pcb<Fcf. F . (*)
Das Tiefpassfilter soll daher eine'Grenzfrequenz
ORIGINAL INSPECTED
4.5.79 Jf PHP 78527
F „ aufweisen, die der obengenannten Beziehung (k) er-
CI
füllt. Die Frenzfrequenz des Filters soll ausserdem möglichst hoch sein um zu erreichen, dass der Haltebereich
der Regelschleife ausreichend gross ist. Im dem Fall des obengenannten digitalen Beispiels, also
F „ = 2 kHz. Wenn man die Anzahl elementarer Schritte
ei
dadurch zu erhöhen wünscht, dass die Schrittgrösse möglichst klein gemacht wird, ist es bei diesert Art
von Syntheseanordnung notwendig, proportional den Wert F der Bezugsfrequenz zu verringern und proportional die
Anzahl auf den Teiler einzustellender Schritte zu erhöhen. Wenn man beispielsweise eine Syntheseanordnung
dieser Art zum Erzeugen von Frequenzen von 200 bis 400 MHz in Schritten von je 50 kHz wünscht, muss der feste
Teiler zwischen 4000 und 8000 programmierbar sein und die Bezugsfrequenz muss dem Wert 50 kHz entsprechen.
Die Beschränkung diesert Art der Verringerung der Grosse der Elementarschritte entsteht aus der Tatsache, dass
die Grenzfrequenzen F _ und F . selbstverständlich ebenfalls kleiner sein sollen, was die obengenannten
Nachteile mit sich bringt. Auf Grund der obenstehend erwähnten Formeln (1) und (k) ist es ersichtlich, dass
in dem zweiten obenstehend gewählten digitalen Beispiel die Grenzfrequenz des Filters um die Hälfte niedriger ,
sein muss, d.h., etwa gleich 1 KHz.
Die bekannte Technik des fraktionellen Prinzips ermögliche es jedoch, die obenetehend erwähnten
Nachteile zu verringern und zwar dadurch, dass eine digitale Schleife zugefügt wird, die automatisch entsprechend
einem vorbestimmten Rhythmus auf das Programmieren des Teilers und auf die Anzahl Eingangsimpulse dieses
Teilers einwirkt, so dass der Elementarachritt mit der Frequenz f gleich einem Bruchteil der Bezugsfrequenz F
ist. Im Gegensatz zu dem obengenannten Fall verursacht
jj dies ein· geringe Änderung des Zeitintervall* zwischen
den Auegangeimpuleen des programmierbaren Teilers, welche
Änderung als Störung am Ausgang des Phasenvergleichsrs
zurückgefunden wird, aber das Resultat des Vorganges ist,
Θ09849/03Θ8
ORIGINAL INSPECTED.
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dass man für vergleichbare Ausgangsleistungen einen Teiler
erhält, der mit einer geringeren Anzahl einstellbarer Schritte programmierbar ist und ein Schleifenfilter mit
einer Höheren Grenzfrequenz, was zu einer besseren
§ Schleifenrespons und folglich zu einer schnelleren
Regelung führt.
Eine derartige Syntheseanordnung ist beispielsweise
aus der französischen Patentachrift Nr. 1. 55^.495
bekannt. Mit einer Syntheseanordnung dieser Art ist es beispielsweise möglich, mit Hilfe eines zwischen 200.
und 400 MHz einstellbaren Oszillators Frequenzen zu erhalten, die mit Schritten von 100 kHz variieren und
zwar durch einen Teiler, dessen Teilungszahl zwischen 200 und 400 programmiert werden kann, und durch eine
Bezugsfrequenz von 1 MHz und ein Filter mit einer Grenz— frequenz von etwa 200 kHz, ein Resultat, das um einen
Faktor 10 besser ist als in dem obenstehend betrachteten Fall. Es wird vorausgesetzt, dass N1 die gewünschte Anzahl
Megahertz ist, dass N1 gleich dem auf den Teiler eingestellten ¥ert N ist und dass k die ganze Anzahl
Elementarschritte von 100 KHz ist (k^9)f die verlangt
wird. Die zweite digitale Schleife wirkt dann derart auf die Einstellung des Teilers, dass von allen 10
Teilzyklen, d.h. nach etwa 10 /us, der Teiler k-mal .25 durch N + 1 und 10 - k-mal durch N geteilt hat, was
eine Frequenz bedeutet:
k (N + 1) + (10 - k)N ΛΤ k Mw /κλ
~10 ^ = NtJ0-MHz (5)
Der Rhytmus des Ausgangsimpulses des Teilers entspricht dem ¥ert 1/1ON + k, was ein Streusignal mit
einer Frequenz von 100 kHz am Ausgang des Phasenver^
gleichers bedeutet, welche Streufrequenz über der Grenzfrequenz des Filters liegt, während der Energiepegel
dieses Streusignals klein genug ist um von dem Filter leicht rückgängig gemacht zu werden. Dieses Filter soll
also eine Grenzfrequenz F _ haben, die der nachfolgenden
OX
Beziehung entspricht:
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->? ™™. 78527
und auch dadurch, dass die Beziehungen (3) und (6) kombiniert werden, der nachfolgenden Beziehungen entspricht
t
Venn man einen Elementarschritt von 25 kHz statt 100 kHz zu erhalten wünscht nach der Technik des
fraktionellen Prinzips reicht es, in die digitale Schleife einen Modulo-^O-Zähler aufzunehmen statt eines Modulo-10-Zählers.
Die Grenzfrequenz des Filters müsste dann wesentlich verringert werden bis unter 25 kHz, damit die parasitären
25 Hertz-Signalkomponente ausreichend unterdrückt werden kann, wie dies aus der Formel (7) hervorgeht.
Eine Anordnung, wie diese obenstehend beschrie
ben worden ist, eignet sich für Frequenzsynthese, Wenn man eine derartige Anordnung als Phasen- oder Frequenzmodulator
zu benutzen wünscht, und zwar dadurch, dass beispielsweise die Bezugsfrequenz im Rhythmus der Modulation
geändert wird, stellt es sich heraus, dass der maximal zulässige Rhythmus dieser Modulation auf niedrige
Werte beschränkt ist. Unter der Voraussetzung, dass die Anordnung mit beispielsweise einem Elementarschritt von
25 kHz arbeitet, stellt es sich heraus, dass die infolge
der Modulation auftretende Phasenabweichung nur innerhalb
der zulässigen Grenzen gehalten werden kann, wenn nur die Eigenfrequenz dieser Modulation den Wert von
etwa F b/3, also beispielsweise 5 Bits/Sekunde nicht
überschreitet. Die Erfindung der eingangs beschriebenen Art hat nun zur Aufgabe, eine Syntheseanordnung zu schaffen,
die unter Beibehaltung der damit verbundenen Vorteile, wie einen kleinen Elementarschritt und einen grossen
Frequenzbereich, mit.einem Schleifenfilter ausgebildet
werden kann, dessen Grenzfrequenz F „ wesentlich
OI
höher ist und folglich auch die natürliche Grenzfrequenz
F .. der Schleife, wodurch u.a. ein wesentlich höherer
Modulationsrhythmus möglich wird.
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ORIGINAL INSPECTED
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Nach der Erfindung ist eine derartige Anordnung
dazu mit einer dritten digitalen Schleife versehen «um Erzeugen von Frequenzschritten mit einer Grosse
gleich V-, wobei v, kleiner ist als F und zvar derart,
S daee F ein Vielfaches von V- ist, welche dritte Schleife
einen dritten Impulszähler (Modulo F/y), der die Ausgangeimpulse des genannten zweiten Zählers zählt, und
eine dritte Vergleichsanordnung umfasst, die die Zähl-βteilung
a des genannten dritten Zählers mit einem mit Hilfe einer dritten Einstellanordnung einstellbaren
digitalen Zahlwert r vergleicht' zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das den Zahlwert u in der genannten
ersten Einstellanordnung jeweils um eine Einheit erhöht für jede Zählstellung a, die kleiner ist als oder
gleich dem Zahlwert r.
Die erfindungsgemässen Massnahmen beruhen auf der Erkenntnis, dass der Energiepegel der in dem Ausgangs
signal des Phasenvergleichers vorhandenen parasitären Signaikomponente mit der Frequenz gleich dem EIete
sientarschritt f wesentlich verringert werden kann und
Sogar niedriger sein kann als der Eigenrauschwert des
Oscillators, wenn nicht mit nur einem einzigen sondern
»it zwei verschieden grossen Frequenzschritten gearbeitet
wird» wobei der Frequenzwert jedes dieser Frequenz- «ohritte notwendigerweise eine Allquote der Bezugsfrequenz
I* Itt find wobei der Unterschied, der um mehrere Male
kleiner let als die Frequenz jedes dieser beiden Fre-
^uenzschritte, dem elementaren Frequenz achritt f oder·.
•ine* Vielfachen Von f entspricht.
it Bine' genaue Untersuchung hat geneigt, da··
b·! Ativendung der erfindungsgeinässen Masenahmen in dem
Ausgangssignal de· Phasenvergleichers, insofern dieser
ausreichend linear ist« nur parasitäre Signalkomponenten ¥frhatulen sind bei den Frequenzen der beiden Frequenr-
H «anritte, dass Jedoch keine βinsige parasitäre SigttalfcMRtootlsnte bsi der Frequenz des elementaren Schrittes
ff #d»r einem Vielfachen desselben vorhanden ist* _ .... Di· VerweßÄutof ein·· Sohleifenfliters kann :
BAD ORIGINAL
4.5.79 - J*" PHF 78527
daher im Grunde fortgelassen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und verden im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Syntheseanordnung, die nach der bekannten Technik des fraktionellen
Prinzips arbeitet,
Figur 2 ein Blockschaltbild einer möglichen
Ausftlhrungsform der erfindungsgemässen Syntheseanordnung,
Figur 3a, 3*>f 3c Frequenz Spektren,
Figur 4 ein Zeitdiagramm, dass die Verteilung der Impulse zur Steuerung der Teilungszahleinstellung
η + 1 in dem ersten Teiler, dessen Teilungszahl auf den Wert η oder η + 1 einstellbar ist, erläutert,
Figur 5 ein vereinfachtes Blockschaltbild
.einer bevorzugten A.u s fuhr ungs form der Fre quenz synthese anordnung
nach der Erfindung.
Die in Figur 1 dargestellte bekannte Syntheseanordnung ist mit einer phasenverriegelten Hauptechleife
versehen mit nacheinander einem spannungsgesteuerten Oszillator 1, einem ersten Teiler 2 mit einer einstellbaren
Teilungszahl η oder η + 1 (η = ganze Zahl), einem programmierbaren zweiten Teiler 3ι einem Phasenvergleicher
4 und einem Schleifenfilter 5. Der Oszillator
1 symbolisiert mehrere VCOs (epannungsgesteuerter Oszillator)
, deren Frequenzbereiche einander teilweise überlappen. Um beispielsweise den Bereiche von 225 bis 4θΟ
MHz zu bestreichen besteht der Oszillator 1 aus drei 3Q VCOs1 die je 60 MHz bestreichen, wobei das Umschalten
von einem VCO auf den anderen automatisch erfolgt durch beispielsweise die Mittel, die zum Einstellen einer
bestimmten gewünschten Frequenz betätigt werden« Der erste Teiler 2 mit der einstellbaren Teilungszahl η
3g oder η + 1 teilt durch η beim Fehlen eines Steuerimpulses
an einem Eingang 25 und teilt durch η + 1 beim Vorhandensein eines Steuerimpulses am Eingang 25* Der
programmierbare (zweite) Teiler 3 teilt die Anzahl Aus-
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ORIGINAL INSPECTED
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gangsimpulse des ersten Teiler« durch die ganze Teilungszahl M (wobei M beispielsweise zwischen 22 und 39 liegt).
Die Teilungszahl M wird definiert beispielsweise ausgehend von dem Binärwert jeder der Dezimalziffern, die
in dem Teiler 3 mit Hilfe von Zwei-Stellungenschaltern
6 eingestellt werden. Der Phasenvergleicher 4 vergleicht den Phasenunterschied zwischen dem Signal am Ausgang 6
des programmierbaren Teilers 3 und einem Bezugssignal, das der Phasenvergleicher an einem zweiten Eingang 8
erhält. Dieses Bezugssignal mit der Frequenz F wird beispielsweise einem Quarzoszillator 9 entnommen nach
Teilung durch eine ganze Zahl P in einem Teiler 10. Der von dem Vergleicher 4 detektierte Phasenunterschied
zeigt sich an dem Ausgang des letzteren, wenn die Schleife durch ein logisches Signal veränderlicher Breite phasenverriegelt
ist, welches Signal nach Integration eine Gleichspannung verursacht, deren Amplitude dem genannten
Phasenunterschied proportional ist. Das Filter 5, das die Hauptschleife schliesst, ist ein Tiefpassfilter,
dessen Funktion aus dem Eliminieren der in dem Ausgangssignal des Phasenvergleich^rs vorhandenen parasitären
Signale besteht, die einerseits durch den Phasenvergleicher und andererseits durch die Anwendung der Technik
des fraktionellen Prinzips verursacht werden.
Die in Figur 1 dargestellte Anordnung ist weiterhin mit einer Frequenzsuchschleife versehen. Diese
Suchschleife liegt zwischen dem Ausgang des Quarzoszillators 9 und einem zweiten Eingang des Oszillators 1 und
enthält nacheinander einen Frequenzdxskriminator 11, einen Zähler 12 und einen Analog-Digital-Wandler 13. Der
Frequenzdxskriminator 11 vergleicht die Ausgangsfrequenz
des Oszillators 9 mit der Ausgangsfrequenz des programmierbaren
Teilers 3» wobei diese Frequenzen sich wie P : 1 verhalten müssen (P = Teilungszahl des festen
Teilers 1O) wenn Phasenverriegelung der Hauptschleife erreicht ist. Solange dieses Frequenzverhältnis nicht
mit einer bestimmten Genauigkeit, die einer vorbestimmten Frequenzquelle entspricht, erreicht worden ist, lässt der
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Diskriminator 11 den Zähler um eine Einheit weitergehen, was am Ausgang des ¥andlers 13 eine Zunahme der Ausgangsspannung
mit einem bestimmten festen Spannungswert verursacht. Die Ausgangsspannung des Wandlers 13
steuert schrittweise den Oszillator 1, wobei die sich daraus ergebende diskrete Zunahme der Oszillatorausgangsfrequenz
von dem Wert des kalibrierten Spannungsschrittes und von der Neigung K der Regelspannung gegenüber
der Frequenzkennlinie des Oszillators abhängig ist. Es kann folglich derart Verfahren werden, dass jeweils,
wenn der Inhalt des Zählers 12 um eine Einheit zunimmt, die Frequenz des Oszillators 1 um einen Frequenzschritt
PF, beispielsweise 2 MHz, zunimmt. Die Suchschleife arbeitet zyklisch sequentielle, wobei der
Zähler 12 zu sich selbst zurückgeführt ist, was es am
Ende jedes Zählzyklus ermöglicht, die drei Oszillatoren, zyklisch abzutasten, bis der Frequenzbereich mit der für
die Phasenverriegelung geeigneten Breite Ρ3Γ erreicht ist,
wonach die Phasenverriegelung stattfindet und die Suchschleife ebenso wie die Hauptschleife sich stabilisieren,
während der Zähler-12 während der ganzen Phasenverriegelungsdauer
einen unveränderlichen Inhalt hat, Ausserdem wird zwischen dem Ausgang des Diskriminators 11 und
einem dritten Eingang des Phasenvergleichers h eine monostabile
Flip-Flop-Schaltung ~\k vorgehen, die durch jeden
Ausgangsimpuls des Diskriminators 11 gesteuert wird. Ein zweiter Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 14 ist mit einem
dritten Eingang des Diskriminators 11 verbunden. Die
Funktion dieser Flip-Flop-Schaltung 14 besteht aus dem
bei jedem Frequenzschritt PF nacheinander Einschalten
der Suchschleife, danach der Hauptschleife durch eine zusätzliche verzögernde Wirkung auf den Phasenvergleicher
h und auf den Diskriminator 11, bis die Phasenverriegelung erreicht ist, dies um das Risiko einer Interferenz
auf die Steuerung des Oszillators zu vermeiden, was durch das gleichzeitige Arbeiten der beiden Schleifen
auftreten würde.
Die bekannte Syntheseanordnung nach Figur I
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bildet eine besondere Ausftihrungsform der Technik des
fraktionellen Teilprinzips, wobei der zwischen dem Oszillator 1 und dem Phasenvergleicher U vorhandene Frequenzteiler
in zwei Teile aufgeteilt ist und zwar den ersten Teiler 2 mit der Teilungszahl einstellbar auf
den Wert η oder η + 1 und den zweiten programmierbaren
Teiler 3· Das automatische Andern des Gesamtteilungsverhältnisses
N erfolgt nur durch Einwirkung auf den ersten Teiler 2, ¥enn man beispielsweise eine Einstellung
mit Dezimalzählung benutzt, werden die Hunderter
und die Zehner in dem zweiten Zähler 3 mit Hilfe der
Schalter 6 eingestellt. Die Einer werden dann mit Hilfe
. dee ersten Teilers 2, der in diesem Fall ein Moduloio/i1-Zähler
ist, gebildet. Unter Einer soll in diesem Zusammenhang verstanden werden ein Frequenzschritt am
-Auegang des Oszillators 1 gleich der Bezugsfrequenz F,
d.h., beispielsweise 100 kHz bei einer Bezugsfrequenz
■von 100 kHz oder vorzugsweise 1 MHz bei einer Bezugsfrequenz von 1 MHz. Untenstehend wird man die Periode
to .Ι/Γ des Signals bei der Bezugsfrequenz als "Zyklua"
■bezeichnen, beispielsweise 1/ue bei einer Bezugsfrequenz
von 1 MHz* Das Bilden der Einer erfolgt mit Hilfe einer Bersten digitalen Schleife, die zwischen
dem Ausgang des ersten Teilers 2 und einem zweiten
Eingang 25 dieses Teuere liegt und welche Schleife
litt« Kaskadenschaltung eines ersten Zählers 16, eines •reten Vergleichere 17, eines Summenerzeugers 18 und
•Ines ersten Synchronieationselementes 19 enthält, wobei
ein Leiter 32 die Elemente 17 und 18 verbindet. Der
H CIhIer 16 hat eine Kapazität gleich, oder grosser ale
IHr eine Syntheeeanordnung, die auf Dezimalbasie arbeitet* In dem Fall, wo die Kapazität des Zählers 16
grtileer let ale 9, stellt eine Rückkopplung* die durch
den Leiter 15 eymbolieoh dargestellt ist, dieeen Zähler
H. ftutoMatlech in die Aus gange zähllage zurück, sobald der
lihler den Wert 9 erreicht hat, in welcher Lage er dann
gegperrt wird. Der Zähler 16 bleibt In dieser Ausgange«
J bie er an einen ereten Eingang einen NullrÜek-
BAD ORIGINAL,
4.5.79 · V? PHF 78527
Stellimpuls erhält, der von dem Ausgang des zweiten Teilers 3 herrührt. Dieser Rückstellimpuls ist auf geeignete
Weise gebildet und wird durch ein zweites Synchronisationselement 20 synchronisiert, das ebenfalls
zum Nullrückstellen des programmierbaren Teilers 3 dient. Dazu erhält das Element 20 an einem zweiten Steuereingang
über den Leiter 33 die Ausgangsimpulse des ersten Teilers
2 auf eine derartige ¥eise, dass die Vorderflanke jedes der Ausgangsimpulse des zweiten Teilers 3 mit einer Vorderflanke
der Ausgangsimpulse des zweiten Teilers 2 zusammenfällt,
der auf diese Weise zugleich als Taktimpulsgenerator für die Syntheseanordnung wirksam ist. Der genannte
Nullrückstellimpuls leitet die Zählperiode bis 9 in dem Zähler 16 ein und so weiter. Der Zähler 16 ist
mit dem Vergleicher I7 durch die Schalter 21, beispielsweise
mit zwei Schaltstellungen, wie die Schalter 6, die automatisch im Binärwert die Zahl ν einstellen, verbundeiij
welche Zahl für den Zählerinhalt in dem Zähler 16 repräsentativ ist. Diese Zahl v, die zwischen O und 9 variiert,
mnimmt bei jedem Impuls, den der Zähler 16 über den Leiter
22, der den Ausgang des ersten Teilers mit dem ersten Eingang des Zählers 16 verbindet, erhält, um eins zu.
Andererseits wird dem Vergleicher 17 eine handeinstellbare
Zahl ti zugeführt, die entsprechend der zu erzeugenden Frequenz gewünscht ist und die mit Hilfe
der Schalter 23» die den Schaltern 6 entsprechen, eingestellt wird. Bei jedem Wert von ν kleiner oder gleich
u, liefert der Vergleicher 17 einen Impuls oder, vorzugsweise, einen hohen Gleichspannungspegel zum zweiten Eingang
des ersten Teilers 2 über den Summenerzeuger 18 und das erste Synchronisationselement 19· Das erste Synchronisationselement
19 dient dabei zum zu dem richtigen Zeitpunkt dem ersten Teiler 2 Zuführen jedes Steuerimpulses,
d.h. zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Erscheinen eines Ausgangsimpulses des ersten Teilers 2.
Dazu ist der Ausgang dieses Teilers über einen Leiter 2k mit einem zweiten Eingang des Synchronisationselementee
19 verbunden, dessen Ausgang über den Leiter 25 mit
909849/0588
4.5.79 J^ · PHF 78527
dem Steuereingang des ersten Teilers 2 verbunden ist. Mit anderen Worten, wenn während einer Periode, mit der
Teilungszahl η oder η + 1 des Teilers 2 von dem Vergleicher 17 kein einziger Steuerimpuls empfangen ist,
wird die nachfolgende Teilungsperiode der Erscheinungsdauer von η (1O) Oszillatorausgangsimpulsen entsprechen.
Wenn ein derartiger Steuerimpuls zu jedem beliebigen Zeitpunkt während dieser Periode erhalten wird, bleibt
dieser in einem Register in dem Synchronisationselement 19 gespeichert und wird erst nach der genannten Periode
zu dem Steuereingang dieses Teilers 2 übertragen und zwar sobald das Synchronisationselement 19 einen Ausgangsimpuls
des Teilers 2 erhält, dessen Erscheinen mit dem Ende einer Teilungsperiode mit der Teilungszahl
10 zusammenfällt. Bei Empfang des Steuerimpulses wird der Teiler 2 bei der Teilungszahl η + 1 (-11). umgeschaltet.
.
Die in Figur 1 dargestellte Anordnung ist weiterhin mit einer zweiten digitalen Schleife versehen.
Diese zweite digitale Schleife liegt zwischen dem Ausgang 7 des zweiten Teilers 3 und dem Steuereingang
des ersten Teilers 2 (Leiter 25) und enthält
eine Kaskadenschaltung des zweiten Synchronisationselementes 20, eines zweiten Zählers 26, eines zweiten
Vergleichers 27» des Summenerzeugers 18 und des ersten
Synchronisationselementes 19, wobei die betreffenden Ausgänge der Vergleicher 17 und 27 mit den entsprechenden
Eingängen des Summenerzeugers 18 verbunden sind, Der Zähler 26 ist ein Modulo-Q-Zähler, beispielsweise
ein Modulo-10- oder Modulo-40-Zähler. Dieser Zähler ist
durch die Schalter 28 auf dieselbe Art und Weise mit dem Vergleicher 27 verbunden, wie der Zähler 16 mit dem Vergleicher
17 verbunden ist. Der Vergleicher 27 vergleicht den Zählerinhalt des Zählers 26 mit einem handeinstell-
3E baren Binärzahlwert w, der über die Schalter 29 den anderen
Eingängen des Vergleichers 27 zugeführt wird. Der
Unterschied in der Wirkungsweise des Zählers 16 und des
Zählers 26 besteht darin, dass der Inhalt des Zählers
909849/0585
4.5.79 . yC ' PHF 78527
mit einer Geschwindigkeit, die M -mal kleiner ist als
die Geschwindigkeit, mit der der Inhalt des Zählers 16
zunimmt, zunimmt. Im Gegensatz zu der diskontinuierlichen Wirkung des Zählers 16, funktioniert der Zähler
26 kontinuierlich, weil der Zähler 2.6 beim Erreichen der maximalen Zählstellung automatisch auf die Nullstellung
rückstellt. Unter der Voraussetzung, dass die Bezugsfrequenz F gleich 1 /us ist, führt der obengenannte Unterschied
in der Wirkungsweise dazu, dass während des ersten Teiles jedes Zyklus von 1 /us u aufeinanderfolgende Impulse
mit der Wiederholungsfrequenz M MHz am Ausgang des Vergleichers 17 erscheinen oder vorzugsweise ein Gleichspannungssignal
mit derselben Dauer wie diese Reihe von Impulsen, während der Vergleicher 27 je Zyklus von 1 /us
nur einen Ausgangsimpuls liefert und dies während w
Zyklen. Die Wiederholungsfrequenz dieser Ausgangsimpulse
beträgt 1 MHz, wobei diese Reihe von Impulsen oder vorzugsweise dieses Gleichspannungssignal sich nach einer
Anzahl Zyklen wiederholt, welche Anzahl dem Wert Q des Modulo-Q-Zählers 26 entspricht. Wenn beispielsweise der
Zähler 26 ein Modulo-10-Zähler ist und wenn w gleich 7
ist, treten am Ausgangsleiter 31 des Vergleichers 27
Reihen von 7 Impulsen auf mit der Periode 1 /us, wobei
die Dauer jeder Reihe 7/us entspricht. Wenn z.B. u gleich 5 ist und noch immer unter der Voraussetzung, dass die Frequenz gleich 1 MHz ist, treten am Ausgangsleiter 32 des Vergleichers 17 Reihen von 5 Impulsen mit einer
Periode von 1 ms auf, wobei die Dauer jeder Reihe dem Wert S/M /us entspricht.
Reihen von 7 Impulsen auf mit der Periode 1 /us, wobei
die Dauer jeder Reihe 7/us entspricht. Wenn z.B. u gleich 5 ist und noch immer unter der Voraussetzung, dass die Frequenz gleich 1 MHz ist, treten am Ausgangsleiter 32 des Vergleichers 17 Reihen von 5 Impulsen mit einer
Periode von 1 ms auf, wobei die Dauer jeder Reihe dem Wert S/M /us entspricht.
Für eine Reihe von Impulsen am Leiter 32 erscheint
also entweder nur ein Impuls oder Null Impulse am Leiter 3I· Der Summenerzeuger 18 registriert alle
Impulse, die er über die Leiter 3I und 32 erhält. Insbesondere werden alle Impulse, die während der Dauer
eines Zyklus empfangen werden, in einzelnen Registern
gespeichert. Die Dauer des Zyklus ist durch die über
den Leiter 30 zugeführten Impulse bestimmt, welcher
Leiter 30 den Ausgang des zweiten Synchronisationsele-
Impulse, die er über die Leiter 3I und 32 erhält. Insbesondere werden alle Impulse, die während der Dauer
eines Zyklus empfangen werden, in einzelnen Registern
gespeichert. Die Dauer des Zyklus ist durch die über
den Leiter 30 zugeführten Impulse bestimmt, welcher
Leiter 30 den Ausgang des zweiten Synchronisationsele-
909849/0585
4.5.79 yf · PHF 78527
mentes 20 mit einem dritten Eingang des Summenerzeugers
18 verbindet. Am Ende jedes Zyklus wird der gegebenenfalls über den Leiter 31 zugeftihrte Impuls in einem Speicher
im Summenerzeuger 18 gespeichert, danach prioritätsgemäss
zum ersten Synchronisationselement I9 tibertragen
und zwar zu dem Zeitpunkt t , danach, nach einer zuvor festgelegten Verzögerung *£* , die höchstens einer Periode
der Impulse entspricht, die am Leiter 22 erscheinen, also zu dem Zeitpunkt tQ + .-^Γ» ν^Γ<1 die Reihe von Impulsen,
die von dem Leiter 32 herrührt und in dem Summenerzeuger
18 gespeichert ist, ihrerseits mit demselben Rhythmus übertragen, mit dem auch diese Impulse über den Leiter
32 dem Summenerzeuger zugeführt worden sind. Die Frequenz
die von der Syntheseanordnung nach Figur 1 erzeugt
wird, entspricht der nachstehenden Formel:
w(N + υ + 1) + (Q - w) (N + u) " ,τ . .w
-J l-s L - N + u + ^
nach der bekannten Formel des fraktionellen Teilprinzips, wobei die Frequenz des Elementarschrittes gleich 1/Q-mal
der Frequenz der Bezugsfrequenz F ist, also F/Q = 55
(in dem Falle nach Figur 1, jz = f). Die Steuerimpulse
zum Steuern der Te.ilung mit der Teilungszahl η + 1 in
dem ersten'Teiler 2, welche Impulse von dem Vergleicher
27 herrühren und zum Bilden der Elementarschritte dienen, die Q mal kleiner Bind als die Einheit. Diese Steuerimpulse führen durch ihr unregelmässiges Erscheinen eine
parasitäre Modulation A F1 ein mit einer Frequenz gleich
der dee Elementarschrittee, also F/Q. Die unerwünschte
Frequenz, die im Ausgangssignal des Phasenvergleichers
vorhanden ist, muss durch das Filter 5 unterdrückt werden*
Das Filter 5 soll dazu eine Grenzfrequenz aufweisen, die wesentlich niedriger ist als F/Q. Andererseite muss
die Bedingung F. < F_ (Beziehung (3) oben) bertick-
SB aichtigt werden.
Unter der Voraussetzung, dass» Γ β 1 MHz . .
X tf * 1 Volt/Rad. . „„..._
909849/0586
ORIGINAL INSPECTED
4.5.79 yf PHF 78527
<io
K0 = β MHz/voit 2919228
G = 1
und dass Frequenzen zwischen 200 und 400 MHz erzeugt
werden müssen (wobei N zwischen. 200 und 400 ändert),
Ist dann nach der Formel (1):
K ψ K G
cb N
cb N
bei einem mittleren Teilungsverhältnis von 300 führt
dies zu:
F . = 20 kHz
cb
cb
vobei diese Daten einer Positionierung des Oszillators 1 auf alle 2 MHz, wie obenstehend beschrieben (PF = 2 MHz)
entsprechen.
Daraus folgt, dass zum Erzeugen von Frequenzen mit Elementarschritten von 100 kHz das Schleifenfilter
5 ein Tiefpassfilter sein muss mit einer Grenzfrequenz F _ zwischen 20 kHz und 100 kHz damit die o\"
obenstehend gegebenen durch die Beziehung (7) ausgedruckt
ten Bedingungen erfüllt werden.
Venn man dagegen mit der Syntheseanordnung
nach Figur 1 einen Elementarschritt mit der Frequenz f = Z: ss 25 kHz wünscht, kann dies dadurch erreicht werden,
dass der Zähler 26 als Modulo-40-Zähler ausgebildet
wird. Das parasitäre Signal, das vom Tiefpassfilter 5 unterdrückt werden muss, liegt dann bei 25 kHz, was mit
sich bringt, dass die Filtergrenzfrequenz F „ und da-
CI
durch die Frequenz F . kleiner sein muss als 25 kHz.
Unter diesen Umständen lässt sich das Filter 5 schwer herstellen, es muss Phasenkorrekturnetzwerke enthalten,
so dass die Phasenmarge in der Nähe der Frequenz F , ausreichend bleibt (Stabilitätskriterium von Nyquist)
und soll dennoch imstande sein, den Pegel der parasitären Spektrumkomponenten bei 25 kHz bis zu einem Pegel
von etwa -80 dB gegenüber dem Oszillatorausgangssignalpegel zu dämpfen.
Nach der Erfindung wird die obengenannte Schwierigkeit weitgehend dadurch vermieden, dass der bisher
909849/0585
4.5.79 - yf PHF 78527
beschriebenen Syntheseariordnung eine dritte digitale
Schleife hinzugefügt wird. In Figur 2 ist eine derartige Syntheseanordnung dargestellt. Der Figur 1 entsprechende
Teile sind in Figur 2 mit denselben Bezugszeichen angegeben. Die dritte digitale Schleife enthält in Kaskade
zwischen dem Ausgangsleiter 7 des zweiten Teiler 3 und
dem Steuereingang des ersten Teilers 2 (Leiter 25) das
zweite Synchronisationselement 20, einen dritten Impulszähler 36, einen dritten Vergleicher 37» eine modifizier—
"be erste Einstellanordnung 38» den ersten Vergleicher I7,
den Summenerzeuger 18 und das erste Synchronisationselement 19. Der dritte Impulszähler 36 ist ein Modulo-R-Zähler,
dessen ¥irkungsweise der des zweiten Impulszählers 26 entspricht. Die Zähler 26 und 36 zählen beide
dieselben Impulse. Auch der dritte Vergleicher 37 hat dieselbe ¥irkungsweise wie der Vergleicher 27. So erhält
dieser dritte Vergleicher einerseits die im Zähler 36 vorhandenen binären Zahlwerte über die Schalter 39
und andererseits einen einstellbaren binären Zahlwert r mit Hilfe der Schalter 40. Ein Leiter 4i verbindet den
Ausgang des Vergleichers 37 mit der Einstellanordnung 38. Der binäre Zahlwert u, der durch die Einstellanordnung
38 geliefert wird, ist mit Hilfe der Schalter 42 einstellbar und wird um eine Einheit erhöht und zwar
jeweils wenn diese Einste11anordnung 38 über den Leiter
4i einen Impuls erhält. Die Impulse bei 41 folgen einander in Re±hen (oder in Gleichspannungsschritten mit
einer Dauer entsprechend der der genannten Reihen), wobei das Zeitintervall zwischen zwei Reihen von Impulsen
R Zyklen beträgt und die Dauer jeder Reihe gleich r /us (r Zyklen) entspricht. Die Wirkung des ersten
Zählers 16 und die des dritten Vergleichers 37 sind in
der Zeit derart aufeinander abgestimmt, dass der während eines bestimmten Zyklus gegebenenfalls an der Leitung
41 erscheinende Impuls (bzw. Gleichspannungsschritt) während desjenigen Teils des Zyklus auftritt, in dem
der erste Zähler 16 gesperx-t ist. Während dieser Dauer
wird der in der Anordnung 38 eingestellte binäre Zahl—
909849/0585
ZZ
4.5.79 · /^ PHF
wert u um eins erhöht und dieser neue Wert u + 1 wird zum .Vergleicher 17 übertragen und zwar mit Hilfe der
Schalter -4-3. Das Resultat dieses Vorganges ist, dass
bei dem folgenden Zyklus der dem ersten Teiler 2 zugeführte Steuerimpuls zum Einstellen der Teilungszahl
η + 1, welcher Steuerimpuls durch Bildung des Frequenzschrittes
F/R = y_ erzeugt und über die Leitung 41 übertragen wird, als letzter Impuls der Reihe, der am Leiter
32 erscheint, mitspielt, wobei diese Reihe von Impulsen
dann für den betreffenden Zyklus u + 1 Impulse enthält. Dabei sei bemerkt, dass die minimale Anzahl verschiedener
Zählzustände des Zählers 16 notwendigerweise um eins höher ist als in dem Fall nach Figur 1, beispielsweise
10, während das in Figur 1 9 war. Ebenso, wie dies bei der Erzeugung der Frequenzschritte t/Q der Fall war,
führt auch das Erzeugen der Frequenzschritte F/R zu dem Auftritt einer (dritten) parasitären Modulation /\ F",
wefen der Wiederholungsfrequenz R/f der Reihen von Impulsen an der Leitung 41 und dadurch ebenfalls am Ausgang
des ersten Synchronisationselementes 19· Das Filter 5 muss auch dieses parasitäre Signal Δ F" unterdrücken.
·. Dabei sei bemerkt, dass bei der obenstehend beschriebenen Wirkungsweise der Syntheseanordnung nach Figur 2 die parasitären
Signale Δ F" und ^ F1 einander nicht beelnflüssen,
und dass die Konfigurationen von Impulsen zum
Steuern der Teilungszahleinstellung η + 1 in bezug auf 2i F1 in der Zeit dieselben sind im Falle nach Figur 1
und im Falle nach Figur 2. Bei einer guten Wahl von Q und R ist es möglich, die Frequenzschritte F/Q und F/R
derart zu bilden, dass der elementare Frequenzschritt, d.h. der kleinste Schritt, den man mit der Syntheseanordnung
nach Figur 2 erhalten kann, dem Wert / F/Q — f/R J oder einer Aliquote dieses Wertes entspricht
:
/ F/Q - F/R / ^C f/R und:
/ F/Q - F/R / < F/Q.
Insbesondere kann f dem grösste gemeinsamen
909849/0585
IS
4.5.79 ■ *< PHF 78527
Teller der Zahlen V- und _z entsprechen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform zum
Erzeugen des elementaren Frequenzschrittes von 25 kHz in
einer Syntheseanordnung nach Figur Z9 die mit einem
Bezugssignal mit der Frequenz F = 1 MHz, einem zweiten Teiler 3 mit der Teilungszahl M, wobei M zwischen 20
und ^O variiert, und mit einem ersten Teiler 2 (der auf
die Teilungszahl 10 oder 11 einstellbar ist), versehen
ist, werden Zähler gebildet durch einen Modulo-8-Zähler
(Frequenzschritte von 125 kHz) und einen Modulo-10-Zähler (Frequenzschritte von 100 kHz), wobei entweder der Zähler
26 ein Modulo-10-Zähler ist und der Zähler 36 ein Modulo-8-Zähler. Das Linienspektrum des Ausgangssignals
des Phasenvergleichers 4 für verschiedene Tferte von r
und w ist in den Figuren 3ü>
3*> und 3c dargestellt, wobei
die Abszissen linear graduiert sind in Frequenzen und die Ordinaten logarithmisch in Dämpfungswerten.
Unter der Voraussetzung, dass der Zähler 26
ein Modulo-10-ZShler ist, und der Zähler 36 ein Modulo-8-Zähler
ist, zeigt Figur 3a das Spektrum für r = 0 und ν / 0. Figur yo zeigt ein derartiges Spektrum für
r φ 0 und w = 0. Figur 3° zeigt ein derartiges Spektrum
für r £ 0 und w / 0. In dem Falle der Figur 3c (r- / 0
und w φ 0, was der allgemeinste Fall ist) stellt es eich heraus, dass beim Erzeugen einer Frequenz entsprechend
jedem beliebigen Vielfachen von 2^ kHz zwischen
200 und 400 MHz nur zwei Spektrumkomponenten auftreten
und zwar eine bei 100 kHz und die andere bei 125 kHz. Die Amplituden dieser Signalkomponenten sind hauptsächlich
von den Werten von £ bzw. w abhängig, keine einzige Signalkomponente iet anzeigbar vorhanden bei
25 kHz. Ein Signal von 25 kHz kann nur durch Intermodulation
zwischen den beiden Signalen von 100 und 125 kHz entstehen und ist, falls es auftritt, einer
Nicht-Linearltät des Phasenvergleichers zuzuschreiben. Das 2^ kHz-Signal hat dan jedoch eine derart schwache
Amplitude, dass es im Eigenrauschen des Phasenvergleichers untergeht tmd es bedürfte einer besonders feinen
909849/0595
h.5'19 · 2/T PHF 78527
Analysentechnik um dies ans Licht zu bringen. Das Filter
5 braucht daher bei diesem Ausführungsbeispiel nur die Signale bei 100 und 125 kHz zu unterdrücken. Ein
derartiges Filter lässt sich leicht verwirklichen und zwar mit mehreren Zobel-Zellen und einer Tiefpassfilterzelle.
Bei 3 dB ist die Grenzfrequenz F „ dann in der
Gr8ssenordnung von 60 kHz. Durch diese Ausführungsform
wird es möglich, eine Modulation mit dem Basisrhythmus
von 16 k Bits/s ohne Verzerrung durchzuführen. Für diese Modulation wird der Frequenzhub & F"· um die erzeugte
Trägerfrequenz am Ausgang des Oszillators 1 durch die bekannte Formel gegebent
F" ' = N Λ F ,
k
wobei /X F der Frequenzhub der Modulation ist, die auf der Bezugsfrequenz eingeführt ist.
wobei /X F der Frequenzhub der Modulation ist, die auf der Bezugsfrequenz eingeführt ist.
Wenn man für die unterschiedlichen Werte von F einen konstanten Frequenzhub Δ F"1 zu erhalten wünscht,
ist es bekannt, der Syntheseanordnung nach Figur 1 eine (liichtdargesteilte) zusätzliche digitale Schleife hinzuzufügen,
die automatisch abhängig von dem Wert von N, F einwirkt.
Zum guten Verständnis der inneren Wirkungsweise der Syηtheseanordnung nach der Erfindung kann man
die Zeitverteilung der Impulse zum Steuern der Teilungszahleinstellung η + 1 am Leiter 25 dadurch analysieren,
dass von dem Wert der zu erzeugen den Frequenz ausgegangen wird.
Man muss beispielsweise die Frequenz 236,775
MHz erzeigen mit Q= 10 und R = 8 oder Q = 8 und R * Dann erhält mant
M β 23, u = 6, w s ΐ bzw. 3, r = 3 bzw. h. Es sei bemerkt,
adass man auch einstellen kann mit Q = 10 und R β 8 oder mit Q = 8 und R= 1Ot
Μ=23»" = 5»τ*=9 kzw· 7» ϊ* = 7 bzw, 9 zum Erhalten
desselben Frequenzwertes, wobei die betreffenden Spektren von Figur 3c, die aus diesen vier verschiedenen Vorgängen
herrühren, in erster Annäherung keine wesentlichen
909849/Q58S
k.5.79 - ZJr PHP 78527
Unterschiede aufweisen. Für beispielsweise die erste angegebene Einstellung kann das Resultat der Teilungen
durch 10 oder durch 11 des ersten Teilers 2 aufgeschrieben
werden und die unterschiedlichen möglichen Basis— Konfigurationen für einen Zyklus sind auf Grund der obenstehend
beschriebenen Wirkungsweise:
» 1O 11 11 11 11 11 11 10 10 * 10 teilen durch
:-,zr 10 »10 10 10 10
oderi 10 11 11 11 11 11 11 11 10·* 10 teilen durch
10 >10 10 10 10
oder» 11 11 11 11 11 11 11 10 1Of 10 teilen durch
10 »10 10 10 10
oderj 11 11 11 11 11 11 11 11 10< 10 teilen durch
10 »10 10 10 1O
dies ist im allgemeinen»
eine Teilung durch n, danach u Teilungen durch η + 1,
danach M - u - 1 Teilungen durch n, oder eine Teilung durch n, danach u + 1 Teilungen durch
η + 1,
dann M - U - 2 Teilungen durch n, oder» u + 1 Teilungen durch η + 1, danach M - u - 1
Teilungen durch n,
oder» u + 2 Teilungen durch η + 1, danach M - u - 2
Teilungen durch n.
Im Betrieb folgen diese Zyklen einander derart, dass eine Konfiguration von Teilungen mit der
Teilungszahl η oder η + 1 entsteht (durch 10 oder durch 11), deren Wiederholungsperiode sich über eine Anzahl E
. Zyklen erstreckt, welche Anzahl E in der bevorzugten Ausführungsform mit einem Elementarschritt von 25 kHz
gleich 40 ist. Die Frequenz, die einer Periode von E Zyklen entspricht, ist in diesem Fall gleich der des
Elementarschrittes, also 1/4O MHz = 25 kHz. Ein zusätzliches
Element tritt in der Definition der aufeinanderfolgenden identischen Konfigurationen von E Zyklen auf.
Es handelt sich dabei um die gegenseitige Verriegelung der Zähler 26 und 36. Es ist nämlich ersichtlich, dass
beispielsweise für bestimmte Moduli von 8 und 10 von Q
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BAD OR)GINAL
4.5.79 V* PHF 78527
und R die Parität der Zahl, die die jeweiligen.Ausgangszählzustände
der Zähler 26 und 36 trennt, im Betrieb die vierzigfache Konfiguration beeinflusst. Dieses letztere
Element, ebenso wie die mögliche Umkehrung zwischen Q und ff R und verschiedene mögliche Einstellungen für eine zu erzeugende
Frequenz führen also bei derselben zu erzeugenden Frequenz zu einer bestimmten Anzahl möglicher Konfigurationen
von E Zyklen, die alle dadurch erhalten werden, dass von den vier möglichen Basiszyklen ausgegangen
wird, die obenstehend beschrieben wurden, ohne dass Man
ein eigentliches Signal bei P/E » 25 IcHa am Leiter 7 anzeigen
kann, welcher Leiter mit dem ersten Singang des Phasenvergleichers k verbunden ist.
Nach, einer bevorzugten Aus führung· form auit
Erzeugen eines elementaren Frequenzschrittes von 12,5 kHs
in einer Syntheseanordnung nach.Figur 2, die mit einen
Bezugssignal mit der Frequenz F a 1 MHz, einem Teiler* mit der Teilungszahl M, wobei M zwischen 2Ö und ^O einstellbar
ist, und mit einem ersten Teiler mit einer einstellbaren Teilungszahl 10 oder 11 versehen ist, sind die
Zähler 26 und 36 Modulo-16-Zähler (keine Frequenz von
62,5 kHz) und Modulo-10-Zähler (keine Frequenz von 100
kHz), wobei das Bezugszeichen 26 ein Modulo-16-Zähler
und das Bezugszeichen 36 ein Modulo-10-Zähler ist, oder
dass der Zähler 26 ein Modulo-10-Zähler ist, während der Zähler 26 ein Modulo-16-Zähler ist. Bei einer Begründung,
die der obenstehenden, was die Verteilung der Impulse zum Steuern der Teilungszahleinstellung 11 am Leiter 25
anbelangt, entspricht, lässt sich bemerken, dass die am Ausgangssignal des Phasenvergleichers k im Betrieb vorhandenen
parasitären Störungen sich auf parasitäre Elemente bei Frequenzen von 62,5 kHz bzw. 100 kHz und bei
Frequenzen, die Vielfache dieser beiden Komponenten sind, beschränken. In diesem Fall haben die Komponente von
12,5 kHz (wobei E gleich dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Zahlen Q und R ist, beispielsweise 80)
ebenso wie die Komponente mit 37»5 kHz, die durch die in dem Phasenvergleicher auftretende Intermodulation
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BAD ORIGINAL
4.5.79 *5 PHF 78527
zwischen den parasitären Komponenten von 100 kHz und 62,5
kHz verursacht wird, eine zu vernachlässigende Amplitude. In einer derartigen Syntheseanordnung mit dem elementaren
Schritt von 12,5 kHz ist das parasitäre Signal mit der S niedrigsten Frequenz, die durch das Filter 5 gedämpft
werden muss, 62,5 kHz. Dies ermöglicht es, ohne Verformung auf der Bezugswelle mit der Basisfrequenz eine Modulation
in der Grössenordnung von 16 k Bits/s durchzuführen (Frequenz des Taktimpulsgenerators), mit dem
zusätzlichen Vorteil' gegenüber der bekannten Technik,
dass, weil die natürliche Grenzfrequenz der Hauptschlfeife F , höher ist, die Respons dieser letzteren
viel schneller ist. Es sei bemerkt, dass ein elementarer
Schritt von 12,5 kHz nach der Erfindung dadurch erhalten werden kann, dass dem Paar Q und R die Werte
16 bzw. 20 zugeordnet wird, wobei diese Ausführungsform weniger günstig ist als die vorhergehende.
Mit dem Zeitdiagramm nach Figur h,kann die
Wirkungsweise des Summenerzeugers 18 und die Synchronieationsanordnungen
19 und 20 erläutert werden, ebenso wie die Synchronisation zwischen den Signalen an den
Leitern 31» 32 und 22, die mit Hilfe von ImpulsSignalen
an den Leitern Zh und JO erhalten worden ist, die als Taktimpulssignale verwendet worden sind.
Bei Figur h& ist das Signal an den Leitern 22, Zh und 33 dargeeteilt, das das Ausgangesignal des
ersten Teilers mit der Teilungszahleinstellung von η oder η + 1 ist. Drei Zyklen mit einer Datier von 1/F
sind dargestellt und nur die 7. ersten Impulse jedes Zyklus, nach dem letzten Impuls des vorhergehenden
Eyklus, dessen Folgenummer M ist. In Figur ha. sind die
gestrichelt dargestellten Teile für jedem Zyklus M-8 nloht dargestellte Impulse* Die gestrichelt dargestellten Teile bei b, c, d, 1, f und g in Figur h, die denen
H. aus Figur he. entsprechen, symbolisieren dieselbe Dauer,
wKhrend der das Signal denselben Pegel beibehält
(hauptsächlich den niedrigen Pegel mit Ausnahme bei e,
* ersten Zyklus). Bei kb ist das Signal am Leiter 7 dar-
909849/0585
4.5.79 a* PHF 78527
gestellt, das infolge der Fortpflanzungszeit mit den bei 4a dargestellten Impulsen nicht mehr in Phase
ist. Bei 4c ist das Ausgangssignal des zweiten Syn~
chronisati ons element e s 20 dargestellt, das zur NuIl-B
rückstellung des Teilers 3 und des Teilers 16 verwendet
wird zum Zählen in den Zählern 26, 36 und zum Steuern
des Summenerzeugers 18 (Leiter 30)· Unter Ansteuerung
des Signals am Leiter 33 (4a) wird das Eingangssignal
der zweiten Synchronisationsanordnung 20 in Form einer
Rechteckspannung synchronisiert, deren Dauer einer Periode der Impulse bei 4a entspricht. Bei 4d ist in
Form einer Reihe von Impulsen das Signal am Leiter 32
dargestellt für den Fall, in dem u beispielsweise gleich 3 ist. Die gestrichelt dargestellten Impulse am Ende der
ersten und der zweiten Reihen bei 4d zeigen, dass r mindestens gleich 2 ist. Die Impulse bei 4d bzw. die
Rechteckspannungen mit derselben Dauer wie die Reihen Impulse sind nicht in Phase mit dem Impuls bei 4a. Bei
4e ist in Form einer Rechteckspannung mit der Dauer 1yus
(ein Zyklus) das Signal am Leiter 31 dargestellt, in dem
Fall, wo w = 1 ist, wobei das Signal mit den Impulsen bei 4a nicht in Phase ist. Bei 4f ist ein Signal dargestellt,
das in dem ersten Synchronisationselement 19 auftritt und nachdem es durch den Summenerzeuger 18 und
das Synchronisationselement I9 gegangen ist dem bei 4d
dargestellten Signal entspricht. Es sei bemerkt, dass das Steuersignal am Leiter 31» d&e während des ersten
der dargestellten Zyklen einen hauptsächlich hohen Pegel hat, im Summeiierzeuger 18 nicht früher mitzählt als während
des zweiten der dargestellten Zyklen und erscheint in Form eines ersten Impulses der zweiten Reihe von Impulsen
bei 4f, wobei dieser erste Impuls sich an die folgenden Impulse anschliesst, die für die Einstellung
ti gebildet sind. Das Vorhandensein dieses ersten Impulses
am Ausgang des Summenerzeugers 18 wird durch das gleichzeitige Vorhandensein am Anfang der vorhergehenden
Taktimpulseperiod.e (4a, erster Impulse des zweiten Zyklus) zweier hoher Spannungssignale an den
909849/056S
4.5.79 16 PHP 7852
23*15226
Leitern 30 und 31 am Eingang des Summenerzeugers 18
(4c und 4e) verursacht. Es sei bemerkt, dass, soll die obenstehend beschriebene Wirkungsweise möglich sein,
es keinen Unterschied einer Taktimpulsperiode gibt zwischen jedem Impuls bei 4c und dem ersten Impuls jeder
Reihe bei 4f , die- für die Schritte von u MHz erzeugt
worden sind. Bei 4g ist das Signal am Leiter 25 dargestellt, das dem Signal entspricht, das bei 4f dargestellt
ist, wobei jede Reihe von Impulsen in eine Rechteckspannung gleicher Dauer umgewandelt worden ist.
In der Praxis bestehen der Summenerzeuger 18 und das erste Synchronisationselement 19 vorzugsweise aus zwei
Paaren D-Flip-Flop-Schaltungen (nicht dargestellt), die das Steuersignal erhalten über den Leiter 31 bzw.
Der Ausgang dieser beiden Paare von D-Flip-Flop-Schaltungen ist mit einer Addieranordnung verbunden, deren
Ausgang mit dem Leiter 25werbunden ist. Auf gleiche Weise besteht das zweite Synchronisationselement 20
vorzugsweise aus D-Flip-Flop-Schaltungen. In Figur 4f - und 4g ist ersichtlich, dass die für die Einstellfrequenzschritte
w (gestrichelt dargestellt) gebildeten Impulse untereinander über eine Dauer verschoben sind,
die der eines Zyklus genau entspricht oder über eine Dauer, die einem Vielfachen der letztgenannten ent—
spricht. Auf gleiche Weise sind die für die Einstellfrequenzschritte
r gebildeten Impulse untereinander über eine Dauer verschoben die der eines Zyklus genau
entspricht oder über eine Dauer entsprechend einem Vielfachen der letztgenannten. Auf diese Weise wird
unter Berücksichtigung der durch R und Q definierten Periodizität erreicht, dass wenn auf Grund der eingestellten
binären Zahlwerte r bzw. w ein Steuerimpuls für die Teilungszahleinstellung η + 1 auftreten muss,
es kein Risiko gibt, dass dieser Steuerimpuls völlig oder teilweise mit dem Auftritt· eines auf Grund des
eingestellten binären Zahlwertes u erscheinenden Steuerimpulses zum Steuern der Teilungszahleinstellung
η + 1 zusammenfällt. Bei der an Hand der Figur 4 er-
909849/0585
4.5.79 j6 PHF 78527
läuterten Erfindung wird dadurch der wesentliche Vorteil
erhalten, dass die parasitäre Komponente bei der Frequenz F/e am Ausgang des Phasenvergleichers eine
derart geringe Amplitude hat, dass eine Filterung nicht notwendig ist.
Nicht nur führt dies zu einer kürzeren Reaktionszeit der Regelschleife, sondern dies führt auch
dazu, dass die Frequenzsyntheseanordnung dazu geeignet ist, mit einer hohen Basisfrequenz von beispielsweise
I6k Bits/s auf jeder beliebigen Trägerfrequenz zwischen 200 und 400 MHz, beispielsweise auf einer von 8000
Kanalfrequenzen mit einem gegenseitigen Kanalfrequenzabstand
von 25 kHz moduliert zu werden.
Bisher wurde ein erster Teiler mit Tellungs-Zahleinstellung
η oder η + 1 betrachtet, die die Anzahl Impulse, die dieser erhält, durch 10 oder 11 teilt. Es
sei bemerkt, dass andere Werte von η gewählt werden können durch eine Änderung des Wertes von F, wobei der
restliche Teil der Syntheseanordnung im wesentlichen ungeändert bleibt. Man erhält nämlich dieselben Resultate
am Ausgang des Oszillators für die obenstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung dadurch, dass gleichzeitig
ein beispielsweise 2 χ kleinerer Wert für η gewählt wird und eine Bezugsfrequenz mit dem Wert 2F. Beispielsweise
statt η = ΙΟ, F = 1 MHz kann man ohne Änderung des obenstehend beschriebenen, was die Synthese
von kleinen Schritten (u, r und w) angelangt, aber durch eine nicht in der Zeichnung dargestellte Teilung mit
. der Teilungszahl 2 gerade vor den Zähleingängen der Zähler 26 und 36 und dem Eingang zum Nullrückstellen
des Zähler 16 in dem Schaltplan nach Figur 2 die Teilungszahleinstellung
des ersten Teilers gleich beispielsweise η = 5 wählen (erster Teiler einstellbar auf 5 oder
6) und F = 2 MHz. Derartige Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen es, den Wert von N zu ändern und danach
in umgekehrter Proportionalität den Wert von F , zu än-
cb
dern entsprechend der obenstehend gegebenen Formel 1,
falls dies notwendig ist.
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4.5.79 «-·"'" ^T PHF 78527
Obenstehend erfolgt die Einstellung der zu dehnenden Frequenz von Hand durch Betätigung entweder
der Zweistellungenschalter wie 6,29, 4θ, 42 oder der
diesen Zweistellungenschaltern vorgeschalteten Zehn—
g Stellungenschalter (nicht dargestellt), die auf bekannte Weise eine Dezimaleinstellung in eine entsprechende
Binäreinstellung für die genannten Zweistellungen—
schalter umwandeln, wobei mehrere Einstellungen für bestimmte Werte der zu dehnenden Frequenzen möglich sind.
Die bevorzugte Ausführungsform einer Frequenzsynthese—
anordnung nach der Erfindung, sowohl diejenige, deren Elementarschritt 25 kHz beträgt, sowie diejenige, deren
Elementarschritt 12,5 kHz beträgt, ist jedoch mit Kodewandlern
versehen, wie dies Figur 5 zeigt.
In Figur 5 haben die Elemente mit denselben Bezugszeichen dieselbe Struktur . . ·.,
und dieselbe Funktion wie in Figur 2 und die Frequenzeuchschleife,
die der aus den Figuren 1 und 2 identisch ist, ist einfachheitshalber in der Zeichnung nicht dargestellt.
Ausser diesen identischen Elementen enthält die Syntheseanordnung nach Figur 5 zwei Kodewandler
45 und 46. Von dem Kodewandler 45 sind alle Ausgänge
mit Ausnahme von einem mit allen Schaltern 29» 4θ, 42
und ein Ausgangsleiter 47 mit dem Kodewandler 46 verbunden.
Die Ausgänge 48, 49, 50 dieses letzteren ermöglichen
die Einstellung der Megahertz-Einer, -Hunderter, Kilohertz und der Anzahl Elementarschritte von 25 kHz
oder von 12,5 kHz, wie dies durch die repräsentative . Zahl der zu erzeugenden Frequenz aus gedrückt wird, die
auf Dezimalbasis beschrieben ist, wobei jede auf diese Weise erhaltene Dezimalziffer zuvor in einen Binärwert
umgewandelt ist entweder nach Berechnung oder automatisch,
dies auf bekannte Weise aus drei in der Figur nicht dargestellten Kodierungsanordnungen, die gerade
SS vor den Schaltern 48, 49, bzw. 50 angeordnet sind.
Auf gleiche Weise ist der Kodewandler 46 mit den Schaltern 6 verbunden und derhält, ausser dem Signal
en Leiter 47, die Signale der Schalter 51, die im Binär-
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4.5.79 · *& PHF 78527
wert die Anzahl Zahner-Megahertz darstellen, die durch die zwei ersten Dezitnalziffern von links in der repräsentativen
Zahl der im Dezimalsystem geschriebenen zu erzeugenden Frequenz bestimmt wird. Die Schalter 51
können ebenfalls die Ausgänge zweier in der Figur nicht dargestellter Kodierungsanordnungen sein. Es sei bemerkt,
dass für einen Elementarschritt von 25 kHz nach der Erfindung zwei Schalter 50 ausreichen, während für einen
Elementarschritt von 12,5 kHz vier Schalter notwendig
sind (unter der Voraussetzung, dass Q = 10 ist). Die
Kodewandler 45 und 46 dienen zum Umwandeln jeder beliebigen
Frequenzeinstellung, die den Möglichkeiten des Oszillators 1 entspricht, mit Schritten von 100 MHz,
10 MHz, 1 MHz, 100 kHz, 25 kHz bzw. 12,5 kHz in eine
Einstellung mit Schritten von 100 MHz, 10 MHz, 1 MHz, 100 kHz, 125 kHz bzw. 62,5 kHz, die denselben Frequenzwert bezeichnet.
Im Falle einer Elementarschrittes von 25 kHz
ist die logische Bearbeitung, die der Kodewandler 45
verwirklicht, vorzugsweise die folgender für eine Einstellung
von d elementaren Schritten von 25 kHz und e.
Schritten von 100 kHz müssen d Schritte von 125 kHz und e - d Schritte von 100 kHz eingestellt werden. Für einen
negativen Wert e - d müssen 10 + e - d Schritte von 100 kHz und eins für die Schritte von 1 MHz eingestellt
werden, was eine bekannte Restwertbearbeitung ist. Abhängig von der zu erzeugenden Frequenz kann dieser Restwert in Form beispielsweise eines logischen Spannungspegels über den Leiter 47 von dem Kodewandler 45 zum
Kodewandler 46 übertragen werden, damit im Kodewandler 46 zum Einstellen der Hunderter-Megahertz bewerkstelligt
wird. Zum Verwirklichen dieser einfachen logischen Funktionen enthalten die Elemente 45 und
46 beispielsweise Festwertspeicher (ROM) und/oder binäre
Addieranordnungen.
Es muss beispielsweise die Frequenz von 31,775 MHz (Q = 10, R = 8) erzeugt werden. Mit Hilfe
der Leiter 50, 49, 48, 5I stellt man die Zahlen 3, 7,
909849/0586
4.5.79 - ^T PHF
bzw. 32 ein. Nach Kodeumwandlung mit Hilfe der Elemente
45 und 46 werden die Zahlen, die durch die Schalter 40,
29, 42 und 6 umgewandelt aind: 3, 4, 1 bzw. 32. Auf
gleiche Weise entspricht für die Frequenz 3°0,075 MHz die Eingangseinstellung von 3» O, 0» 30 einer Ausgangseinstellung
3, 7, 9 bzw. 29.
Im Falle der Ausführungsform einer Synthese—
anordnung nach der Erfindung mit dem Elementarschritt von 12,5 kHz ist die logische "Bearbeitung, die der
Kodewandler 45 verwirklicht, beispielsweise die folgende:
unter der Voraussetzung, dass Q = 10, R= 16 ist: für einen Elementarschritt von 12,5 kHz, der bei 50
eingestellt ist, einstellen bei 29 die bei 49 eingestellte
Zahl ja (bzw, 10 + e) verringert um 3 und ein-
T5 stellen 5 bei 40 (5 x 62,5 = 312,5).
für 2 χ 12,5 kHz, einstellen e - 1 und 2(2 χ 62,5 = 125).
für 3 χ 12,5 kHz, einstellen e - 4 und 7(7 χ 62,5 = 437,5).
für 4 χ 12,5 kHz, einstellen e - 2 und 4(4 χ 62,5 - 25O)
für 5 x 12,5 kHz, einstellen e und 1(1 χ 62,5 = 62,5).
für 6 χ 12,5 kHz, einstellen e - 3 und 6(6 χ 62,5 = 375).
für 7 χ 12,5 kHz, einstellen e - 1 und 3(3 χ 62,5 =187,5).
• für 0 χ Λ2,5 kHz, einstellen e und θ(θχ 62,5 = θ).
Für diese Kodeumwandlung wird der etwaige Restwert und die Änderung der Einstellung, die sich
daraus ergibt, für die höheren Zehner auf dieselbe Art und Weise übertragen wie im vorhergehenden Falle.
Die obenstehend beschriebenen Kodeumwandlungen lassen sich unmittelbar transponieren in dem Fall, dass
einerseits Q= 8, R= 1O, andererseits Q= 16, R= 10 ist.
Die Erfindung beschränkt sich keinesfalls
auf die Verwendung des dezimalen Zahlensystems. Es ist nämlic möglich, die Erfindung ausgehend von einen anderen
Zahlensystem anzuwenden.
Für alle obenstehend bescliriebenen Äüsfilhrangsformell
der Erfindung ergibt sich, dass der maximal
zulässige Rhythmus nicht mehr durch den Wert dez· Grenzfrequenz des in die phasenverriegelte Schleife
909849/0585
. ■ . . . st
4.5.79 - 9* PHF 78527
aufgenommenen Tiefpassfilters F f beschränkt wird,
sondern nur durch den der natürlichen Reaktion der Schleife beim Fehlen des Filters F . Abhängig von
der Tatsache, ob es möglich ist, die Frequenz F „ zu
erhöhen, wird es ebenfalls möglich, die Frequenz F zu erhöhen indem auf die Verte der Parameter der
Schleife (siehe Formel 1 oben) eingewirkt wird und insbesondere dadurch, dass der Wert von Q erhöht wird. Wie
obenstehend ersichtlich, ist eine derartige Erhöhung von F , nur beschränkt durch die Tatsache, dass F ,
cb cb
nicht zu sehr F , annähern darf und niedriger bleibt cb
als diese letzte Frequenz, so dass die Stabilitätskriterien der Hauptschleife erfüllt werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung,
die nicht dargestellt ist, besteht aus der Verwendung der Technik des fraktionellen Prinzips, in dem gleichzeitig
auf die Steuerung des Te'ilers mit der Teilungszahleinstellung
zwischen η oder η + 1 und auf die Einstellung des Teilers 3 eingewirkt wird. In diesem Fall
ist die Syntheseanordnung nach Figur 2 die ersten digitale
Schleife zum Bilden der Frequenzschritte Ei 1 MHz) fortgelassen, wobei der Leiter 41 unmittelbar mit dem
Leiter 32 verbunden isfc. Andererseits ist zwischen den
Leitern 6 und dem Teiler 3 eine Einstelladdieranordnung vorgesehen, die einen Teil der digitalen Schleife bildet,
die zwischen dem Leiter 7 und dem Teiler 3 mit einem
Modulo—10—Zähler, einem Vergleicher, an dem die gewünschte
Zahl u eingestellt ist, und der genannten Einstelladdieranordnung
vorgesehen ist, die dem Wert M, den diese von den Leitern 6 erhält, den Wert u zufügt,
damit im Teiler 3 eine zurückkehrende Reihe von Teilungen mit der Dauer IO/F (1O Zyklen) gesteuert wird,
welche u aufeinanderfolgende Teilungen umfassen mit der
TeiluugKzahl M + 1, danach 10 - u Teilungen mit der Tellungszahl M, wobei jede Teilung während der Dauer
eines Zyklus (i/f) erfolgt. Die Kodeuinwandlung nach
dem Schaltplan nach Figur 5, die mit Hilfe der Elemente '15 und -16 verwirklicht wird, ist ohne Änderung
für diese besondere Ausführungsform geeignet.
909849/0585
Leerseite
Claims (1)
- 4.5.79 * ' PHP 78527PATENTANSPRUECHE ;V 1 .) Frequenzsyntheseaaordiiung mit einer phasen— verriegelten Schleife rail; nacheinander mindestens einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), einem ersten Teiler mit einer einstellbaren Teilungszahl, η oder η + 1, wobei η eine ganze Zahl ist, einem zweiten Teiler, dessen Teilungszahl eine programmierbare ganza Zahl H ist, einem Phasenvergleicher und einem Tiefpassfilter, wobei das Ausgangs signal des genannten zweiten Teilers und ein Bezugssignal mit der Frequenz F dem genannten Phasen— vergleicher zugeführt werden zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das über das Tiefpassfilter als Regelspannung dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, welche Frequenzsyntheseanordnung weiterhin eine erste digitale Schleife mit einem ersten Impulszähler enthält, der die Eingangs impulse des genannten zweiten Teilers zählt und der durch jeden Ausgangsimpuls dieses zweiten Teilers in die Ausgangslage zurückgestellt wird, und mit einer ersten Vergleichsanordnung, der die Zählstellung des genannten ersten Zählers und ein mit Hilfe einer ersten Einstellanordnung einstellbarer digitaler Zahl-wert u_ zugeführt werden zum Erzeugen eines Steuersignals zum derartigen Steuern des genannten ersten Teilers, dass die Grosse der Frequenzschritte gleich der Bezugsfrequenz F ist, sowie eine zureite digitale Schleife mit einem zweiten Impulszähler, der die Aus—909849/0585'4.5.79 ■ 2 PHF 78527gangs impulse des genannten zweiten Teilers zählt und mit einer zweiten Vergleichsanordnung, der die Zählstellung des genannten zweiteij Impulszählers und ein mit Hilfe einer zweiten Einstellanordnung einstellbarer digitaler Zahlwert zugeführt werden zum Erzeugen eines Steuersignals zum derartigen Steuern des genannten ersten Teilers, dass die Grosse der Frequenzschritte gleich. jz ist, wobei ja kleiner ist als F und zwar derart, dass F ein Vielfaches von _z ist, dies zum Erhalten einer Teilung in fraktionellen Schritten, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzsyntheseanordnung weiterhin mit einer dritten digitalen Schleife versehen ist zum Erzeugen von Frequenzschritten mit einer Grosse gleich V-, wobei V-kleiner ist als F und zwar derart, dass F ein Vielfaches von V- ist, welche dritte digitale Schleife einen dritten Impulszähler (Modulo-F/y), der die Ausgangsimpulse des genannten zweiten Zählers zählt und ' und eine dritte Vergleichs anordnung umfasst, die die ZähMstellung ai des genannten dritten Zählers mit einem mit Hilfe einer dritten Einstellanordnung einstellbaren digitalen Zahlwert r vergleicht zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das den Zahlwert u in der genannten ersten Einstellanordnung jeweils um eine Einheit erhöht für jede Zählstellung a., die kleiner ist als der Zahlwert r oder diesem Zahlwert entspricht.2. Frequenzsyntheseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des genannten ersten Vergleichers und der Ausgang des genannten zweiten Vergleichers über ein erstes Synchronisationselement mit dem Steuereingang des genannten ersten Teilers gekoppelt sind, dass der Ausgang des genannten zweiten Teilers über ein zweites Synchronisationselement mit dem Eingang des genannten zweiten Zählers und mit dem Eingang des genannten dritten Zählers gekoppelt ist und ' dass das genannte erste und zweite Synchronisationselement durch die Ausgangsimpulse des genannten ersten Teilers gesteuert wird, wobei die Steuerimpulse zum Steuei*n der Teilungszahleinstellung η + 1 , die beim909849/05854.5.79 - 3 PHF Y8527Erzeugen der Frequenzscliritte mit dem Wert _z auftreten und die Steuerimpulse zum Steuern der Teilungszahleinetellung η + 1, die beim Erzeugen der Frequenzschritte 2 bzw. in der Zeit eine-feste Erscheinungskonfiguration aufweisen und wobei die Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen einer Konfiguration dem Wert 1/F oder einem Vielfachen dieser Zeitdauer entspricht. 3* . Frequenzsyntheseanordttung nach Anspruch 1f dadurch gekennzeichnet, dass F gleich 1 MHz, v. gleich 100 kHz (bzw. 125 kHz) und ζ gleich 125 kHz (bzw. 100 kHz) ist.4· Frequenzsyntheseanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einem Kodewandler zum automatischen Umschalten von einer Einstellung mit Schritten von 100 MHz, 10 MHz, 1 MHz, 100 kHz, 25 kHz auf eine Einstellung mit Schritten von 100 MHz, 10 MHz, 1 MHz, 100 kHz bzw. 125 kHz, das denselben Frequenzwert angibt, versehen ist. 5» Frequenzsyntheseanordnung nach einem der An-2(j Sprüche 3» ^i wobei die Bezugsfrequenz frequenzmodulieft wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der genannten Modulation höher sein kann als 16 k Bite/e auf der Ausgangefrequenz, welche die Ausgangsfrequenz des genannten VCO ist, ohne Verzerrung2g der genannten Modulation«6· Frequenzsyntheeeatiordnung nach Alispruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass F gleich 1 MHz, v_ gleich 100 kHz (bzw. 62,5 kHz) und ζ gleich 62,5 kHz (bzw, 100 kHz) ist.3D 7» FreqUenzayntheeeanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese ausserdem mit einem Kodewandler rum automatischen Umschalten von einer Einstellung mit Schritten von 100 MHz, 10 MHz, 1 MHz,ΙΟά kHz, 4& r5-fc&a5~^ü£ ~©i«e~£Atteteilung mit Schritten VOtL 100 MHz, 10 MHz, 1 MHs, 100 kHz, 62,5 kHz, das denselben Frequenzwert bezeichnet, versehen ist, 8. Frequenzsyntheseanordnung nach Anspruch 6 . utldOder 7» wobei eine Frequenzmodulation der genannten. 9 0 9849/05854.5.79 . b PHF 78527Bezugsfrequenz eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der genannten Modulation 16 k Bits/s erreichen kann auf der Ausgangsfrequenz, welche die Ausgangsfrequenz des VCO ist ohne Verzerrung der genannten Modulation.9. Frequenzsyntheseanordnung nach einem der Ansprüche 3 t»is 8, wobei der genannte erste Teiler durch einen Modulo-5/6-Zähler gebildet wird, wobei F gleich 2 MHz ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung weiterhin mit einem Frequenzteiler mit der Teilungszahl 2 versehen ist, der vor den Zähleingängen des zweiten Zählers und vor dem Eingang zum Nullrückstellen des ersten Zählers liegt.10. Frequenzsyntheseanordnung nach den Ansprüchen 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mit einer digitalen Schleife versehen ist, die automatisch den Frequenzhub der genannten Modulation, die auf der Bezugsfrequenz durchgeführt ist, abhängig von dem Wert des Gesamtteilverhältnisses der Hauptschleife derart steuert, dass der Frequenzhub infolge der Modulation an dem Ausgang des Oszillators für den ganzen Bereiche der zu erzeugenden Frequenz nahezu konstant bleibt. ■809849/058
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7814547A FR2426358A1 (fr) | 1978-05-17 | 1978-05-17 | Synthetiseur de frequence a division directe a pas apres virgule |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2919226A1 true DE2919226A1 (de) | 1979-12-06 |
DE2919226C2 DE2919226C2 (de) | 1983-07-14 |
Family
ID=9208316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2919226A Expired DE2919226C2 (de) | 1978-05-17 | 1979-05-12 | Frequenzsyntheseanordnung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4258333A (de) |
JP (1) | JPS605096B2 (de) |
DE (1) | DE2919226C2 (de) |
FR (1) | FR2426358A1 (de) |
GB (1) | GB2021338B (de) |
SE (1) | SE432333B (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4321706A (en) * | 1980-07-14 | 1982-03-23 | John Fluke Mfg. Co., Inc. | Frequency modulated phase-locked loop signal source |
FR2514968A1 (fr) * | 1981-10-16 | 1983-04-22 | Trt Telecom Radio Electr | Synthetiseur de frequence a accord rapide |
US4590440A (en) * | 1984-07-06 | 1986-05-20 | American Microsystems, Inc. | Phase locked loop with high and/or low frequency limit detectors for preventing false lock on harmonics |
CA1260563A (en) * | 1985-09-03 | 1989-09-26 | Nec Corporation | Frequency synthesizer of a phase-locked type with a sampling circuit |
US4876518A (en) * | 1988-12-02 | 1989-10-24 | Motorola Inc. | Frequency tracking system |
FR2656480B1 (fr) * | 1989-12-22 | 1994-04-15 | Thomson Csf | Synthetiseur hyperfrequence a division fractionnaire. |
FR2748872B1 (fr) * | 1990-08-21 | 1998-11-27 | Thomson Trt Defense | Synthetiseur de frequence a boucle a verrouillage de phase a division fractionnaire multiple |
FR2763196B1 (fr) * | 1997-05-07 | 1999-07-30 | Thomson Csf | Synthetiseur de frequence coherent a boucle de phase et pas fractionnaires |
US7079615B2 (en) * | 2001-11-20 | 2006-07-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Expanded comparator for control of digital delay lines in a delay locked loop or phase locked loop |
DE102010003542A1 (de) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Robert Bosch Gmbh | Schaltungsanordnung und Verfahren zur Verteilung von Impulsen in einem Zeitintervall |
JP5694428B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2015-04-01 | ファナック株式会社 | 固有振動を抑制するモータ制御装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1959162A1 (de) * | 1968-11-26 | 1970-06-11 | Rca Corp | Digital arbeitender Frequenzgenerator |
DE2018128A1 (de) * | 1969-04-18 | 1970-10-22 | The Plessey Company Ltd., Ilford, Essex (Großbritannien) | Frequenzsyntheseschaltung |
DE2061050A1 (de) * | 1969-12-12 | 1971-06-24 | Amalgamated Wireless Australas | Frequenzsynthetisator |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1285444B (de) * | 1963-03-21 | 1968-12-19 | Basf Ag | Verfahren zum gleichzeitigen Faerben und Veredeln von Leder |
NL164164C (nl) * | 1970-09-24 | 1980-11-17 | Philips Nv | Breedbandige regelbare frequentiegenerator. |
DE2164007C3 (de) * | 1971-12-22 | 1979-09-06 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Schaltung zur digitalen Frequenzeinstellung eines in seiner Frequenz geregelten Oszillators |
BE795045A (nl) * | 1972-02-08 | 1973-08-06 | Philips Nv | Inrichting voor het naar keuze opwekken van een uit een aantal in een brede frequentieband gelegen discrete frequenties |
FR2177553B1 (de) * | 1972-03-29 | 1976-06-11 | Trt Telecom Radio Electr | |
FR2196549B1 (de) * | 1972-08-16 | 1978-09-08 | Wandel & Goltermann | |
GB1444860A (en) * | 1974-12-12 | 1976-08-04 | Mullard Ltd | Frequency synthesiser |
US3949305A (en) * | 1975-01-23 | 1976-04-06 | Narco Scientific Industries, Inc. | Digital synthesizer |
US3976945A (en) * | 1975-09-05 | 1976-08-24 | Hewlett-Packard Company | Frequency synthesizer |
GB1560233A (en) * | 1977-02-02 | 1980-01-30 | Marconi Co Ltd | Frequency synthesisers |
-
1978
- 1978-05-17 FR FR7814547A patent/FR2426358A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-05-12 DE DE2919226A patent/DE2919226C2/de not_active Expired
- 1979-05-14 SE SE7904203A patent/SE432333B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-05-14 GB GB7916637A patent/GB2021338B/en not_active Expired
- 1979-05-17 JP JP54061413A patent/JPS605096B2/ja not_active Expired
- 1979-06-01 US US06/044,728 patent/US4258333A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1959162A1 (de) * | 1968-11-26 | 1970-06-11 | Rca Corp | Digital arbeitender Frequenzgenerator |
DE2018128A1 (de) * | 1969-04-18 | 1970-10-22 | The Plessey Company Ltd., Ilford, Essex (Großbritannien) | Frequenzsyntheseschaltung |
DE2061050A1 (de) * | 1969-12-12 | 1971-06-24 | Amalgamated Wireless Australas | Frequenzsynthetisator |
Also Published As
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GB2021338B (en) | 1982-12-08 |
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