DE3022109A1

DE3022109A1 - Entzerrungsschaltung eines quarzoszillators

Info

Publication number: DE3022109A1
Application number: DE3022109A
Authority: DE
Inventors: Manilo Dipl Ing Saba; Roberto Szocs
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1979-06-12
Filing date: 1980-06-12
Publication date: 1980-12-18
Also published as: US4290145A; HU180145B; AR225041A1; YU150980A; AU5922480A; GB2055521A; IT7923479A0; BR8003552A; FR2458942A1

Description

Ital.Anm.Nr.23479 A/79

νου' 12. Juni 1979

Societä Italiana Telecomunicazioni

Siemens s.p.a.
Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien

Entzerrungsschaltung eines Quarzoszillators.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entzerrungsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Entzerrungsschaltungen dieser Art sind im wesentlichen aus Heißleitern und Widerständen aufgebaut. Sie erzeugen für den ihnen zugeordneten, zu entzerrenden Oszillator ein Regelsignal, das seine Frequenzabweichungen vom Oszillatornennwert auf ein Minimum herabsetzt. Die bekannten Schaltungen haben den Nachteil, daß die handelsüblichen Heißleiter verhältnismäßig hohe Toleranzen (im allgemeinen + 5%) haben, weshalb die im übrigen vorhandenen Widerstände unter Berücksichtigung der Toleranz des jeweils zugehörigen Heißleiters bemessen werden müssen. Derartige Entzerrungsschaltungen eignen sich daher nicht für die einheitliche Massenherstellung. Die Verwendung von Heißleitern mit kleineren Toleranzen wäre zu aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der genannten Art anzugeben, die sich in großen Stückzahlen bei jeweils gleichen Eigenschaften einfacher realisieren läßt als bisher und außerdem zur Frequenzentzerrung von Oszillatoren

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· · Ii

mit unterschiedlichen Quarzen eignet (Quarzen mit AT-Schnitt oder mit C-Schnitt).

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Schaltung gelöjt.

Zweckmäßig erfolgt also erfindungsgemäß die Entzerrung dadurch, daß bei einer gegebenen Abweichung +AF der Quarzoszillatorfrequenz vom Nennwert die Ausgangsfrequenz des Modulators um eine Größe -AF so geändert wird, daß die Ausgangsfrequenz des Umsetzkreises konstant gehalten wird. Ist das Filter auf die Summe der Eingangssignale des ümsetzkreises abgestimmt, so wird die Frequenz f_Q zusätzlich mit einem zweiten Entzerrungssignal moduliert, das den gleichen Verlauf und entgegengesetztes Vorzeichen hat wie die Kennlinie, nach der sich die Frequenz in Abhängigkeit von den Temperaturänderungen des Quarzes ändert. Ist das Filter dagegen auf die Differenz der Eingangssignale des Umsetzkreises abgestimmt, so muß das zweite Entzerrungssignal den gleichen Verlauf und das gleiche Vorzeichen haben wie der Verlauf der Frequenzänderungen des Oszillators.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Sendegerätes, das die hier beschriebene Schaltung enthält;

Fig. 2a und 2b Kennlinien, welche die Frequenzänderungen eines Quarzes mit AT- bzw. mit C-Schnitt in Abhängigkeit von Temperaturänderungen des Quarzes darstellen; und

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— D —

Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des Funktionsgenera'cors GF aus Fig. 1 .

Gemäß Flg. 1 erzeugt der überlagerungsoszillator OE ein Signal mit der Frequenz f_ET/ während ein Modulator MD ein Signal mit der Frequenz f_Q gemäß einem ersten Signal s frequenzmoduliert ρ Das modulierende Signal s ist z.B. ein Sprachsignal. Die am Ausgang des Oszillators OE erzeugte Frequenz f™ und die Ausgangsfrequenz f_IF des Modulators MD gelangen an einen Umsetzkreis CC, der ein Signal mit der Radiofrequenz fpp = f_ET +_ f_IF abgibt. Am Ausgang des Kreises CC ist ein Filter F vorgesehen, das entweder auf die Frequenz f^ = f_ßT + f_IF oder auf die Frequenz f^, = f_£T - f_IF abgestimmt werden kann.

Erfindungsgemäß erfolgt die Entzerrung der durch Temperaturschwankungen im Installationsraum des Oszillators OE bedingten Änderungen der Frequenz f_£T dadurch, daß eine gleich große Veränderung (entgegengesetzten Vorzeichens bei f™ = f + f bzw. gleichen Vorzeichens bei f_D_ = f™, - f_TI?) für

■El J. Xi? -CtT £aX J. J?

die Schwingungen der Frequenz f_IF eingeführt wird, um die Frequenz fpy der am Ausgang des Kreises CC vorliegenden Schwingungen konstant zu halten. Ferner werden zum Entzerren der Schwankung der Frequenz f„_ die Schwingungen der Frequenz f_IF durch Frequenzmodulation des Signals der Frequenz f_Q außer mit dem Signal s auch mit einem Entzerrungssignal geändert, das von einem Funktionsgenerator GF erzeugt und dem Eingang des Modulators MD über einen Summierkreis CS, zugeführt wird. Das Entzerrungssignal muß den gleichen Verlauf und umgekehrtes Vorzeichen haben wie die Kurve, nach welcher sich die Frequenz in Abhängigkeit von den TemperaturSchwankungen des Quarzes des Oszillators OE ändert, wenn fpp = f_ET + f™ ist; ist dagegen f-- = f™ - f-n?r so muß das Vorzeichen

XC XvE EiX ΧΓ

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des Enfczerrungssignals mit dieser Frequenzänderungskurve übereinstimmen.

Tn Fig. 2a sind mit a und b zwei Kennlinien bezeichnet, welche die Extremwerte darstellen, die die Frequenzänderung f in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen T (gegenüber der Raumtemperatur) eines Quarzes mit M:-Schnitt annehmen kann. Die Kennlinie c stellt hingegen den Mittelwert der möglichen Frequenzänderung dar.

In Fig. 2b bezeichnen die Kennlinien a., und b- die möglichen Extremwerte der Frequenzänderung f in Abhängigkeit von den temperaturSchwankungen T eines Quarzes mit C-Schnitt. Die Kennlinie C₁ stellt die Mittelwerte dar, die die Frequenzänderung in diesem Fall annehmen kann. Diese Kennlinien haben quadratischen Verlauf.

Falls der Oszillator OE einen Quarz mit AT-Schnitt verwendet, muß der Funktionsgenerator GF aufgrund der obigen Darlegungen ein Signal gemäß der in Fig. 2a mit d bezeichneten Kennlinie erzeugen, wenn f^ = f_£T + fjp ist, wogegen er ein Signal gemäß der Kennlinie c erzeugen muß, wenn f^ = f^ - t_Tp ist. Wird ein Quarz mit C-Schnitt verwendet, so muß der Funktionsgenerator GF entsprechend Signale gemäß den Kennlinien d- bzw. C₁ in Fig. 2b erzeugen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform, deren Schaltungsdetails Fig. 3 zu entnehmen sind, enthält der Funktionsgenerator GF eine Sciia.lLu.ny VL· ZUZ Szzsüyuiiy β ins Ξ Si dessen Amplitude sich linear mit den Temperaturschwankungen ändert. Durch eine Differenzschaltung wird dieses Signal an einen ersten Vervielfacherkreis MT₁ angelegt, an dessen Aus-

2 gang ein Signal mit der Amplitude χ erscheint, das dem Ein-

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— ο —

gang eines zweiten Vervielfacherkreises MT2 zugeführt wird. Am Ausgang des Kreises MT₂ wird ein Signal mit der Amplitude x erzeugt, das zu dem ersten Eingang eines Summierkreises CS gelangt, der an seinem zweiten Eingang das Signal χ empfängt. Das Ausgangssignal des Summierkreises CS₀ hat den kubischen

2 3

Verlauf y = + ax + bx +ex + d, wobei durch Regelung des Wertes der Koeffizienten der x-Glieder ein Signal ermöglicht wird, dessen Verlauf mit den in Fig. 2a mit d bzw. c bezeichneten Kennlinien übereinstimmt. Der Koeffizientwert des Gliedes ers'cen Grades kann durch einen Pegelregler RL₁ geregelt oder eingestellt werden, welcher (wie im folgenden bei der Beschreibung der Schaltung VL erläutert wird) ein Signal χ veränderlicher Amplitude entnimmt, während die "Amplitude" der resultierenden Kennlinie durch einen Regler RL2 für die Regelung des Ausgangspegels des Summierkreises CS₂ eingestellt werden kann.

Wenn der Oszillator OE einen Quarz mit AT-Schnitt hat, nraß der Funktionsgenerator GF das kubische Ausgangssignal des; Summierkreises CS₂ abgeben. Im Falle eines Quarzes mit C-Schnitt muß er dagegen ein Signal mit quadratischen Verlauf abgeben, das durch einen dritten Pegelregler RL₃ am Ausgang des Kreises MT₁ verfügbar ist. Der Verlauf dieses Signals muß mit dem Verlauf der Kennlinie d.. bzw. C₁ in Fig. 2b übereinstimmen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schaltung VL aus einem Widerstandspaar R* und R₂, die bei Temperaturscnwankungen ihren wert nicht ändern und in eiiLyeyeriye5etzte Zweigen einer Brückenschaltung liegen, deren übrige Zweige aus einem v/eiteren Widerstandspaar R, und R* bestehen, deren Wert sich linear mit linearen Temperaturänderungen ändert. Wird eine Speisegleichspannung V an einen Diagonalzweig

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der Brückenschaltxing angelegt, so ist am anderen Diagonalzweig das genannt/5 Signal χ verfügbar, dessen Amplitude sich linear mit den Temperaturschwankungen ändert.

Gemäß einer Abwandlung wird nur ein einziger temperaturabhängiger Widerstand verwendet, und in diesem Fall wird das Signal χ dem Kreis Ml'.. über eine Schaltung mit unsyiraiistri&cheia Eingang ("single ended"-Schaltung) zugeführt.

Zur Erzielung der Kennlinie d bzw. c der Fig. 2a (oder der Kennlinie d₁ bzw. C₁ in Fig. 2b) muß die Schaltung so gestaltet sein, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. Sie muß also invertierte Anschlüsse an einem der beiden Diagomalzweige der Erückenschaltung aufweisen.

Da der Eingang des Summierkreises Cs₂ ein signal χ regelbaren Pegels erhalten soll, besteht der Pegelregler RL₁ der Schaltung VL aus einem Potentiometer, das in einen Diagonalzweig der Brückenschaltung geschaltet ist.

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Claims

DR. DIETER V. BEZO Γ>

DIPL. ING. PETER SCHÜTZ 3022109

DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

MARIA-THERESIA-STRASSE 22 POSTFACH 86 06 68

D-8OOO MUENCHEN 86

TELEFON Ο89/47 69Ο6 476819

AB SEPT. 1980: 4 70 6O TELEX S22 638 TELEGRAMM SOMBEZ

(DB 432) 10818/H/Ro.

Ital.Anm.Nr.23479 A/79
vom 12. Juni 1979

Societa Italiana Telecomunicazioni

Siemens s.p.a.
Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien

Entzerrungsschaltung eines Quarzoszillators,

Patentansprüche

( 1.)jEntζerrungsschaltung zur Kompensation der temperaturabhangigen Frequenzänderungen eines Quarzoszillators insbesondere vom Überlagerungstyp in einem Sendegerät, weiches daneben einen Frequenzmodulator zur Modulation eines Signals einer gegebenen Frequenz (f_Q) gemäß einem ersten modulierenden Signal, einen Umsetzkreis, der an einem Eingang das modulierte Signal und an einem anderen Eingang das vom Oszillator erzeugte Signal empfängt, und ein auf die Summe oder auf

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ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

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die Differenz der Eingangsfrequenzen des Umsefczkreises abgestimmtes Filter enthält, dadurch gekennzeichnet , daß das erste modulierende Signal (s) zum Modulator (MD) über einen Summierkreis (CS₁) gelangt, der an seinem zweiten Eingang von einem Punktionsgenerator (GF) ein zweites modulierende" Signal empfängt, welches gemäß der gleichen oder umgekehrt gleichen Kennlinie (c oder c.j bzw. d oder d.,) veränderlich ist wie der Verlauf der Frequenz-

E änderung (f) d<-.;s Quarzoszillators (OE) in Abhängigkeit von den TemperaturSchwankungen (T).
2.) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Quarz mit AT-Schnitt der Funktionsgenerator (GF) ein Signal erzeugt, das nach einer

; kubischen Kennlinie (c btw. d) veränderlich ist»
3 ο) Schaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß für einen Quarz mit C-Schnitt der Funktionsgenerator (GF) ein Signal erzeugt, das nach einer quadratischen Kennlinie (C₁ bzw. d^) veränderlich ist.
4.) Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Funktionsgenerator (GF) in Reihe eine Schaltung (VL) zur Erzeugung eines Signals x, dessen Amplitude den Temperaturschwankungen proportional ist, einen ersten Vervielfacherkreis (MT₁), an dessen Ausgang ein Signal x² vorliegt, einen zweiten Vervielfacherkreis (MT₂), der an einem Eingang durch das Signal χ und an einem anderen Eingang durch das Signal χ gespeist wird und ein Signal χ erzeugt, sowie einen zweiten Summierkreis (CS₂) enthält, der an einem Eingang das Signal χ und an seinem zweiten Eingang das Signal χ empfängt.

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5.) Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet / daß das Signal χ am ersten Diagonalzweig einer Widerstandsbrückenschaltung verfügbar ist, an deren zweiten Diagonalzweig eine Speisegleichspannung geschaltet ist/ daß ein Widerstandspaar (R- und R₃) in zwei entgegengesetzten Zweigen der Brückenschaltung einen von Temperaturänderungen unabhängigen Widerstandswert hat und daß das andere Widerstandspaar (R- und R^) seinen Widerstandswert linear mit linearen Temperaturschwankungen ändert.
6.) Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Signal χ am ersten Eingang des zweiten Summierkreises (CS₂) vom Ausgang eines ersten Pegelreglers (RL..) kommt, welcher aus einem in den ersten Diagonalzweig der Widerstandsbrücke geschalteten Potentiometer besteht, und daß am Ausgang des zweiten Summierkreises (CS₂) ein zweiter Pegelregler (RL₂) angeschlossen ist.
7.) Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Funktionsgenerator (GF) eine Reihenschaltung aus der Schaltung (VL) zur Erzeugung des zu Temperaturschwankungen proportionalen Signals x, dem ersten Vervielfacherkreis (MT.,) und einem dritten Pegelregler (RL₃) enthält.

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