DE2943912A1

DE2943912A1 - Frequenzsyntheseanordnung

Info

Publication number: DE2943912A1
Application number: DE19792943912
Authority: DE
Inventors: Tapan Kumar Das; Martin Andrew Fryer
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1980-05-22
Also published as: IT7926611A0; GB2033178A; US4344045A; GB2033178B; IT1125499B

Description

Gohw/li.'i

Frequenzsyntheseanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Frequenzsyntheseanordnung und insbesondere auf eine Anordnung zur Abstimmung eines Fernsehempfängers.

In einer bekannten Frequenzsyntheseanordnung wird ein von einem spannungsgesteuerten Oszillator geliefertes Signal mittels eines Teilers mit einstellbarem Teilerverhältnis geteilt, der anschließend als programmierbarer Teiler bezeichnet wird; ferner wird das Signal in dieser bekannten Anordnung in einem Phasenkomparator mit einem Bezugssignal verglichen, damit ein Steuersignal für den Oszillator erzeugt wird.

Bei derAnwendung zur Abstimmung eines Fernsehempfängers bildet der spannungsgesteuerte Oszillator den Uberlagerun^iotjzillotor des Empfängers, und das Teilerverhältnis des programmierbaren Teilers wird zur Erzielung der Kanalwahl verändert.

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Zur Erzielung einer Feinabstimmung des apannungesteuerten Oszillators kann ein in zwei Betriebsarten umschaltbarer Teiler zwischen den Oszillator und den programmierbaren Teiler eingefügt werden, wobei die Feinabstimmung davon bestimmt wird, wie oft der in seine Betriebsart umschaltbare Teiler durch eines seiner zwei Teilerverhältnisse im Vergleich zum anderen teilt; eine Frequenzsyntheseanorclnung dieser Art mvb einem in zwei Betriebsarten umschaltbaren Teiler ist in der Patentanmeldung P 27 35 Hö.o beschrieben.

Das Ausmaß der Feinabstimmung des Oszillators wird von einem auf einen voreingestellten Zählerstand gebrachten Feinabsticamzähler bestimmt, der in Abhängigkeit von Takt-Impulsen gegen den Zählerstand O fortgeschaltet wird. Der Zähler liefert ein Ausgangssignal mit dem Wert "0", während der Feinabstimmzähler vom voreingestellten Zählerstand abwärtszählt, und ein Signal mit dem Wert "1",wenn der Zählerstand 0 wird.

Der Zählerausgang ist mit einem Steuereingang dea in zwei Zählerstände umschaltbaren Teilers verbunden, der durch eine» von zwei Teilerfaktoren teilt, wenn die am Steuereingang empfangenen Signale den Wert "0" haben, während er durch den anderen Teilerfaktor teilt, wenn der Steuereingang Signale mit dea Wert "1" empfängt.

Bei der oben beschriebenen Anordnung tritt ein Problem auf, das darin zu sehen ist, daß beim Aufbau der Syntheseanordnung in Form einer integrierten Schaltung der in zwei Betriebsarten umschaltbare Teiler nicht in der gleichen integrierten Schaltung wie der programmierbare Teiler und der Feinabstimmzähler untergebracht ist, was auf das Krfordernir beträchtlich verschiedener Arbeite-Geschwindigkeiten zurückzuführen int. Folglich ist «witschen der den programmierbaren Teiler und die Feinabstimmsteuer-

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logik enthaltenden integrierten Schaltung und den Steuereingangsatift des in zwei Betriebsarten umschaltbaren Teilers eine Verbindungsleitung erforderlich, die eine beträchtliche Kapazität aufweisen kann.

Die Wirkung der Kapazität besteht darin, daß unterschiedliche Vorder- und Hinterflanken des der in zwei Betriebsarten umschaltbaren Teiler zugeführten Steuereingangssignals entstehen, was zu einer Fehlfunktion des Teilers und somit zu einer ungenauen Feinabstimmung führen kann.

Mit Hilfe der Erfindung soll eine Frequenzsyntheseanordnung geschaffen werden, bei der zur Feinabstimmung eines gesteuerten Oszillators ein in zwei Betriebsarten umschaltbarer Teiler benutzt wird, und bei der das oben geschilderte Problem gemildert ist.

Nach der Erfindung ist eine Frequenzsyntheseanordnung gekennzeichnet durch einen gesteuerten Oszillator, einen Teiler zum Teilen der vom Oszillator gelieferten Signale, einen Komparator zum Vergleichen der vom Teiler abgegebenen Signale mit einem Bezugssignal und zur Erzeugung eines Steuersignals für den gesteuerten Oszillator,einen in zwei Betriebsarten umschaltbaren weiteren Teiler »wischen dem gesteuerten Oszillator und dem Teiler, eine Feinabstimmeinrichtung zur Abgabe eines Feinabstimmsteuersignals und einen Impulsgenerator, der abhängig von dem Feinabstimmsteuersignal einen oder mehrere Impulse zur steuerung des in zwei Betriebsarten umschaltbaren weiteren Teilers liefert, da^it dieser für eine von der Anzahl der vom Impulsgenerator

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gelieferten Steuerimpulse abhängige Zeitperiode durch einen von zwei Teilerfaktoren teilt und für den Rest der Zeit durch den anderen Teilerfaktor teilt.

Der Teiler kann ein programmierbarer Teiler sein, und der Komparator kann ein Phasenkomparator sein.

Es kann vorgesehen sein, daß die Feinabstimmeinrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines impulsförmigen Feinabstiramsteuersignals enthält, und in einer bevorzugten Ausführungsform kam vorgesehen sein, daß die Feinabstisseinrichtung einen voreinsteilbaren Zähler enthält, der eine voreingestellte Zählung durchführt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die während der Durchführung der Zählung Impulse liefert.

Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, daß der genexatox erne Vorrichtung enthält, die von der Peinabatifflffleisrichtung gelieferte Impulse feststellt und den einen oder die mehreren impulse synchron mit Ausgangesignalen erzeugt, die von dem weiteres Teiler abgegeben werden*

Di« Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert« Es zeigen;

Pig.1 das Schaltbild einer bekennten Frequenzsyntheseanordnung,

Fiß.2 ein erläuterndes Diagramm, Ib ββτη äer Verlauf von Signalen an verschiedenen PuÄteii der Anoxdiiiang von Fig*1 dargestellt ist,

FLg*3 eine ^requenssjBtheseanordnung nach der Erfindung und

Fig.4 ein erläuterndes Diagramm, in de® der Verlauf von Signalen an verschiedenen Punkten derAnordnung vun Fig.5 därgerteHi ist*

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Fig.1 zeigt eine bekannte Frequenzsyntheeeanordnung. Als Beispiel ist diese Anordnung in ihrer Anwendung zur Kanalabstimmung eines Fernsehempfängers dargestellt. Ein spannungsgesteuerter Oszillator 1 liefert an einer Klemme 2 ein Ausgangssignal, das als Überlagerungsoszillatorsignal für einen Fernsehempfänger wirkt. Das vom apannungsgesteuerten Oszillator 1 gelieferte Signal wird über einen Vorteiler 3 und einen in zwei Betriebsarten umschaltbaren Teiler 4 einem programmierbaren Teiler 5 zugeführt, der die vom Oszillator 1 gelieferten Signale duroh den Faktor N teilt.

Der Faktor N hängt von dem Kanal ab, auf den der Empfänger abgestimmt werden soll; er wird mittels eines von einem Festspeioher 6 empfangenen Signals in Abhängigkeit von der Auswahl eines Kanals eingestellt. Vom programmierbaren Teiler 5 geteilte Signale werden einem Eingang eines Phasenkomparator 7 zugeführt, der sie mit einer Bezugsfrequenz vergleicht. Der Phasenkomparator 7 liefert ein Steuersignal, das naoh einer Filterung in einem Filter 8 dem Steuereingang des gesteuerten Oszillators zugeführt wird; im stabilen Zustand rastet der oszillator auf eine Frequenz ein, die der Frequenz des ausgewählten Kanals entspricht.

Der in zwei Betriebsarten umschaltbare Teiler 4 ist vorgesehen, damit eine Feinabstimmung des gesteuerten Oszillators 1 ermöglicht wird; er teilt die ihm vom Oszillator 1 zugeführten Signale duroh den Faktor m oder den Faktor m + 1 , wobei das Verhältnis der Zeitperioden, in denen derTeiler 4 durch m und durch m + 1 teilt, das genaue Ausmaß der erzielten Feinabstimmung festlegt. Wenn eine Feinabstimmung des Oszillators erforderlich ist,

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drückt eine Bedienungsperson einen Feinabstimraknopf, was zur Folge hat, daß dem Takteingang eines Feinabstimmzählers 9 Taktsignale zugeführt werden; dieser Zähler zählt dann in Abhängigkeit von der Zeitperiode, in der der Feinabstimmknopf betätigt ist, bis zu einem bestimmten Wert. Der Feinabstimmzähler 9 ist über eine Vielfachleitung 10 mit einem Teinzähler 11 verbunden. Die vom programmierbaren Teiler 5 gelieferten AusgangesignaIe werden über einen ladeeingang 12 auch dem Feinzähler 11 zugeführt, was zur Folge hat, daß beim Übergang des Ausgangssignals des programmierbaren Teilers 5 von einem hohen Signalwert zu einem niedrigen Signalwert der Inhalt des Feinabstimmzählers 9 über die Vielfachleitung 10 in den Feinzähler geladen wird.

Der Feinzähler 11 wird mit Hilfe von seinem Takteingang zugeführten Takteignalen getaktet, und er zählt von dem vom Feinabstimmzähler 9 voreingestellten Wert aus abwärts« Während der Abwärts zählung gibt er ass Ausgang 14 ei» Ausgangasignal ab, das den Wert ¹¹O* beibehält. Der Ausgang 14 des Feinzählers 11 ist jjit eine® Steuereingang 15 des in zwei Betriebsarten umsohaItbaren Teilers 4 verbunden, der durch m teilt, wenn an seinem Steuereingang Signale tsit uem Wert «0» empfangen werden. DerFeinzähler 11 wird synchron ait Ausgangssignalen getaktet, <iie der in zwei Betriebsarten umschaltbar® feiler 4 liefert. Die Taktsignal« werden des Takt-6ingang 13 über eise HÖ&-3ühaltung 14 zugeführt, die an eines Eingang vom Teiler 4 gelieferte Ausgangssignale und am zweiten Eingang Signale vom Auegang 14 des Peinzählers 11 empfängt *

Wenn der Feinzähler 11 bie auf den Zählerstand abwärts gewählt hat, gibt er as? Ausgang 14 ein Signal mit dem Wert »1ⁿ ab, das dem Steuereingang 15 des Teilers 4

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zugeführt wird und diesen veranlaßt, anschließend durch den Faktor m + 1 zu teilen. Das vom Peinzähler 11 abgegebene Ausgangssignal mit dem Wert "1" wird auch der NOR-Sοhaltung zugeführt, die daduroh gesperrt wird, ao daß die Taktsignale nun nicht mehr zum Takteingangi3 des Feinzählers 11 gelangen, wodurch dieser den Zählvorgang beendet. Im Betrieb ist der Feinabstimmzähler 9 ein relativ langsam arbeitender Zähler, während der Feinzähler 11 ein schnellarbeitender Zähler ist, der mehrere Zählzyklen während eines einzigen Zählzyklus des Feinabstimmzählers 9 durchführen kann.

Der Verlauf von Signalen an verschiedenen Punkten der Schaltung ist in der anschließend erläuterten Fig.2 dargestellt. In der Zeile a_ ist der Verlauf der an den programmierbaren Teiler 5 vom Teiler 4 angelegten Signale dargestellt. Die Zeile b zeigt den Verlauf des geteilten Ausgangseignais, das der programmierbare Teiler 5 abgibt. Das Steuereingangssignal, das dem Steuereingangi5 des in zwei Betriebsarten umschaltbaren Teilers 4- zugeführt wird, ist in der Zeile £ dargestellt; wenn dieses Signal einen niedrigen Wert hat, d.h. den Wert "0", dann teilt der Teiler 4 durch m, während ein hoher Wert dieses Signals, d.h. der Wert "1" bewirkt, daß der Teiler durch m + 1 teilt.

Wie bereits erläutert wurde, bewirkt die Kapazität der Verbindungsleitung zwischen dem Feinzähler 11 und de in zwei Betriebsarten umschaltbaren Zähler 4, wenn diese zwei Baueinheiten in zwei verschiedenen integrierten Schaltungen untergebracht sind, einen unrichtigen Betrieb des Teilers 4. Die Wirkung dieser Kapazität auf die dem Steuereingang 15 zugeführten Signale ist in der Zeile d_ dargestellt. Die von der Leitungskapazität hervorgerufene Verzerrung bewirkt eine Fehlfunktion des umschaltbaren Teilers 4, die mittels der

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an Hand von Pig.3 zu beschreibenden Anordnung nach der beseitigt wird«

in Fig*3» 1» dar gleiche Baueinheiten die gleichen
in Fig,1 haben_#lst der Ausgang 14 des Feinzählers 11 ^ direkt mit de« Steuereingang 15 des in zwei Betriebsarten umschaltbar©« Teilers*», sonder« nur ait eineei Eingang der NOR-Schaltung 16 verbunden. Bie über die HQR-Schaltung dea Takteingang 13 zugeführten Taktsignale statntnen nun nicht το« feiler 4, sondern von einer an eine Leitung angeschlossenen Taktsignalquelle. Die de« Takteingang des Pein2ählers 11 sugeführten Saktelgnale werden auch einer Impulsdetektor-und Synchronisiereinheit 18
und über einen Steuerimpulagenerator 19 de« Steuereingang 15 des feilera 4 zugeführt*

Wie zuvor liegt auj Ausgang 14 des Peinzählers 11 ein Signal mit dem Wert ^MOⁿ, während dieser Zähler abwärtszählt;
während dieser Zeit werden daher euts Sekten des Peinzählera U Taktirapulae von der Leitung 17 über die
NOR-Schaltung 16 zugeführt. Die Anzahl der Takt impulse wird dabei durch den in den Feinzähler 11 eingegebenen Anfangszählerstand bestimmt.

Die Itnpulsdetektor- und Synchronisiereinheit 18 stellt ,jeden Taktimpuls fest, und sie wird mit dem umschaltbaren Teiler 4 über eine Leitung 20 synchronisiert und erzeugt einen Impuls, nachdem sich das Ausgangssignal
des umschaltbaren Teilers 4 von einem Wert zum anderen ändert.

Wenn beispielsweise die Impulsfeststellung erfolgt,
wenn das Ausgangssignal des umsohaltbaren Teilers
einen hohen Wert hat, erzeugt die Einheit 18 einen

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Imnul3 nach dem Übergang des Teilerausgangssignals auf den niedrigen Wert. Der von der Impulsdetektor- und Synchronisiereinheit 18 erzeugte Impuls wird dem Steuerimpulsgenerator 19 zugeführt, der ebenfalls über die Leitung 20 mit dem Ausgangssignal des umschaltbaren Teilera 4 synchronisiert wird. Dieser Steuerimpulugenerator 19 oynchronisiert die von der Einheit \>:· erzeugten Impulse mit der positiven oder der negativen Planke des Ausgangssignals des uraschaltbaren Teilers 4, und er erzeugt einen Impuls mit wenigstens der halben Periodendauer des Teilerausgangssignals. Jeder vom Steuergenerator 19 erzeugte, dem Steuereingang 15 des umschaltbaren Teilers 4 zugeführte Ausgangsimpuls veranlaßt diesen Teiler, mit dem Teilerfaktor m zu teilen und dann auf den normalen Teilerfaktor m + 1 zurückzukehren. Wie oft der umschaltbare Teiler mit dem Teilerfaktor m im Gegensatz zum Teilerfaktor m + 1 teilt, wird von der Anzahl der Steuerimpulse bestimmt, die am Steuereingang empfangen werden. Wie oben beschrieben wurde, wird diese wiederum durch den in den Feinzähler 11 eingegebenen Anfangszählerstand bestimmt, der seinerseits vom Ausmaß der von einer Bedienungsperson in den Feinabstimmzähler 9 eingebenen Feinabstimmung abhängt.

Die Impulsdetektor-und Synchronisiereinheit 18 hängt für diese Arbeitsweioe nicht von der Form der von der NOR-Schaltung 16 erhaltenen Taktimpulse ab, sondern sie erfordert nur die Feststellung des Vorhandenseins eines Impulses für die Erzeugung eines synchronisierten impulsformigen Ausgangssignals. Die Impulsdetektor- und Synchronisiereinheit 1b und

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der Steuerimpulsgenerator 19 können ohne weiteres in der gleiche» !integrierten Schaltung wie der um scha It bare feiler 4 untergebracht werden, so daß ice ine Verschlechterung der vom Steuerimpulsgenerattr 19 gelieferten Ispulse eintritt, die das» Steuereingang 15 des utnschalVbaren feilers 4 zugeführt werdenj jeder dieser Impulse veranlaßt den Teiler 4, mit seinem Teilerverhältnis m einmal zu teilen. Da die !feststellung von Impulsen durch die lapalsdetektor-und Synchronisiereinheit 18 nicht vcrn der Flankenfor® der ihr von der NOR-Sehaltung 16 zugeführten !«pulse abhängt, iat die lange der Yerbindungsleitung zwischen der NOR-Schaltung 16 und der den uaschalttoaren feiler 4 enthaltenden, integrierten Schaltung bedeutungslos» so daß die Auswirkungen der ieitungskapazität überwunden sind. Ein weiterer Vorteil der %«— sohrieiäenea SchaitungsanOrdnung besteht darin, daß die der lupuledetektor- und Synehronisiereiirtieit 18 zugeführten Impulse nicht ait den Aasgangasignalen des üfflschalt^are» Teilers 4 synchronisiert sein müssenj so daß yhasemrarzögerungen ie progreeaier-"bai'en feiler und In den Zählern9 and 11 keine Auswirkung auf den FeisafestiffievQrgang haben.

In Pig.4 ist der Verlauf von Signalen an verschiedenen Punkten der schaltungsanordnung von Fig·3 dargestellt. Die Zeile a seigt des Ausgangssignal des programmierbaren f»ilers 5, während die Zeile ^ der Ispulsdetektor-und Synchronisiereinheit 16 zugeführte faktispulse zeigt. In der Zeile £ ist in einer vergrößerten Ansicht ein falrtimpuls dargestellt. In der Zeile t[ ist der Verlauf von A^sgangssignalen des umschaltbaren feilers 4 dargestellt _t während die Zeile £ einen von der Inpulsdetektor- und Synchronisiereinheit 1B gelieferten Ausgangsimpuls zeigt. Wie zu erkennen ist, ist die positive Planke dienes

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Impulses mit der positiven Planke des AusgangesignaIs des umschaltbaren Teilers 4 synchronisiert, und die negative Flanke ist mit der negativen Planke des in der Zeile c_ dargestellten Taktimpulses synchronisiert. Der Steuerimpulsgenerator erzeugt einen Impuls mit einer Periode des Ausgangssignals des umschaltbaren Teilers 4.

Als typisches Betriebsbeispiel der Anordnung von Pig.3 sei angenommen, daß der Vorteiler 3 den Teilerfaktor 64 ^hat und daß der in zwei Betriebsarten umschaltbare Teiler die Teilerfaktoren 15 und 16 hat.

Die Bezugsfrequenz f_ref sei 1,953125 kHz. Der Peinabstimmschritt ergibt sich dann aus 64 x 1,953125 kHz, also mit 125 kHz.

Wenn der in zwei Betriebarten umschaltbare Teiler einen Feinabstimmbereich von 2 MHz erfassen muß, dann ergibt sich die maximale Anzahl von erforderlichen Steuerimpulsen mit 2 MHz/125 kHz = 16, da der umachaltbare Teiler für jeden Steuerimpuls nur einmal duroh 15 teilt.

Die Taktfrequenz f des Peinzählers iet durch die Bedingung f_c ^-16 f_ref gegeben.

Die Erfindung ist hier an Hand eines Beispiels beschrieben worden, doch ist erkennbar, daß im Rahmen der Erfindung ohne weiteres Abänderungen möglich sind. Beispielsweise müssen die Teilerfaktoren des in zwei Betriebsarten umschaltbaren Teilers 4 nicht 15 und 16 sein, sondern jeder der beiden Teilerfaktoren kann ein Paktor sein, durch den der Teiler normalerweise teilt.

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Die Erfindung ist auch mit Bezugnahme auf das Abstimmen des Überlagerungsoszillators in einem Fernsehempfänger beschrieben worden, wobei der programmierbare Teiler 5 bei jedem Beiner Teilerfaktoren die Auswahl eines von mehreren Fernsehkanälen bewirkt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Anwendungsfälle auf dem Gebiet der Fernsehtechnik: beschränkt, sondern sie kann bei jeder anderen Frequenzsyntheseanordnung eingesetzt werden, die eine Feinabstimmung erfordert.

Claims

Patentanwälte °** ''"β DIpI -Chem. rap,..,^. 2 9 A 3 9 1 E.Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser Ernsbergerslrasse 19 8 München 60 Unser Zeichen: P 24H 30.Oktober 1979 PLESSEI HANDEL UND INVESTMENTS AG Gartenstrasse 2 6300 Zug, Schweiz Patentansprüche

1./ Frequenzsyntheseanordnung, gekennzeichnet duroh einen gesteuerten ^Vv Oszillator, einen Teiler zum Teilen der vom Oszillator gelieferten Signale, einen Komparator zum Vergleichen der vom Teiler abgegebenen Signale mit einem Bezugesignal und zur Erzeugung eines Steuersignals für den gesteuerten Oszillator, einen in zwei Betriebsarten umschaltbaren weiteren Teiler zwischen dem gesteuerten Oszillator und dem Teiler, eine Feinabstimmeinrichtung zur Abgabe eines Peinabstimmsteuersignals und einen Impulsgenerator, der abhängig von"dem Feinabstimmsteuersignal einen oder mehrereImpulse zur Steuerung des in zwei Betriebsarten umschaltbaren weiteren Teilers liefert, damit dieser für eine von der Anzahl der vom Impulsgenerator gelieferten Steuerimpulse abhängige Zeitperiode durch einen von zwei Teilerfaktoren teilt und für den Rest der Zeit durch den anderen Teilerfaktör teilt.

2. Frequenzsyntheseanordnung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derTeiler ein programmierbarer Teiler ist.

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ORIGINAL INSPECTED

3. Frequon'ssyntheseanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator ein Phasenkomparator ist.

Ί. Frequenzsynthoseanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinabstimmeinrichturig eine Vorrichtung zur Erzeugung eines impulsförmigen Feinabstimmsteuersignals enthält.

L>. Frequenzsyntheseanordnung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Feinabstimmeinrichtung einen voreinstellbaren Zähler enthält, der eine voreingestellte Zählung durchführt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die während der Durchführung der Zählung Impulse liefert.

G. Frequenzaynthoseanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator eine Vorrichtung enthält, die von der Feinabstimmeinrichtung gelieferte Impulse feststellt und den einen oder die mehreren Impulse synchron mit Ausgangssignalen erzeugt, die von dem weiteren Teiler abgegeben werden.

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