DE3142213A1 - Frequenzvervielfachungsschaltung fuer einen optischenverschluesseler - Google Patents

Frequenzvervielfachungsschaltung fuer einen optischenverschluesseler

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DE3142213A1
DE3142213A1 DE19813142213 DE3142213A DE3142213A1 DE 3142213 A1 DE3142213 A1 DE 3142213A1 DE 19813142213 DE19813142213 DE 19813142213 DE 3142213 A DE3142213 A DE 3142213A DE 3142213 A1 DE3142213 A1 DE 3142213A1
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George Douglas 93105 Santa Barbara Calif. Haville
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Description

3U2213
Die Erfindung betrifft eine elektrische Frequenzvervielfachungsschaltung zum Erzeugen von Doppelfrequenz aufweisenden Sinus- und Kosinusausgangssignalen sin 2x und cos 2>: aus Sinus- und Kosinuseingangssignalen sin χ und cos x.
Die Erfindung ist insbesondere mit einem optischen Verschlüsseier zum Verschlüsseln der Position einer drehbaren Welle oder eines anderen bewegbaren Teils geeignet. Ein solcher optischer Verschlüsseler weist meistens eine drehbare Codeplatte auf, die mehrere Binärcodespuren von aufeinanderfolgenden Ordnungen sowie Sinus- und Kosinusspuren der nächst höheren Ordnung hat. Die Spuren sind so angepaßt, daß sie durch einen Lesekopf lesbar sind,welcher eine oder mehrere Lichtquellen und eine Reihe von photoelektrischen Signalumformern oder Detektoren aufweist. Der Lesekopf umfaßt mehrere Ausgänge, die Digitalsignale zum Aufbau eines Binärwortes, welche die Position auf der Platte darstellen sowie Sinus-, Kosinus- oder Ausgangssignale von quadratischer Form erzeugen, wobei diese sinusförmig als Funktion der Stellung auf der Platte variieren. Die quadratischen Ausgangs-signale sind dabei von höherer Ordnung als die Digitalausgangssignale. Ein optischer Verschlüsseier kann beispielsweise elf Binärspuren zum Erzeugen eines 11-Bit umfassenden Digitalausgangswortes sowie Sinus- und Kosinusspuren von zwölfter Ordnung aufweisen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrische Frequenzvervielfachungsschaltung vorzuschlagen, die Doppelfrequenz aufweisende Sinus- und Kosinusausgangssignale sin 2x und cos 2x aus Sinus- und Kosinussignalen sin χ und cos x, beispielsweise Ausgangssignale von quadratischer Form eines optischen Verschlüsselers erzeugt.
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Die Vervielfachungsschaltung der Erfindung erzeugt ein zusätzliches Ausgangsbit oder eine Ziffer, so daß die Position der Codeplatte genauer durch die Ausgangssignale vom optischen Verschlüsseier darstellbar ist. Zwei oder mehrere Vervielfachungsschaltungen der Erfindung können in Kaskade geschaltet sein, um zwei oder mehrere zusätzliche Bits oder Ziffern zu erzeugen. So können beispielsweise Signale sin 4x und cos 4x aus den Signalen sin 2x und cos 2x erzeugt werden. Bei Einsatz von zwei in Stufen geschalteten Vervielfachungsschaltungen kann die Gesamtzahl der Ausgangsspuren beispielsweise effektiv von zwölf auf vierzehn erhöht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
1.5 elektrische Frequenzvervielfachungsschaltung gelöst, die Doppelfrequenz aufweisende Sinus- und Kosinusausgangssignale sin 2x und cos 2x aus Sinus- und Kosinuseingangssignalen sin χ und cos χ erzeugt und Sinus- und Kosinuseinrichtungen zum Einspeisen der Eingangssignale sin χ und cos χ und einen ersten Kanal umfaßt, der eine erste Vervielfachungsschaltung mit einem Ausgang e und Eingängen a1 und b. aufweist und so gebaut ist, um eine Vervielfachung gemäß der folgenden Beziehung
eo = K^b1
durchzuführen, wobei der erste Kanal Einrichtungen aufweist, die zwischen der Kosinuseingangseinrichtung und dem Eingang a.. der ersten Vervielfachungsschaltung angeschlossen sind, um dieser das Eingangssignal cos χ zuzuführen und der erste Kanal mit Einrichtungen versehen ist, die zwischen der Sinuseinrichtung und dem Eingang b1 der ersten Vervielfachungsschaltung angeschlossen sind, um in diese ein Signal sin χ einzuspeisen; die einen zweiten Kanal umfaßt, der eine zweite Vervielfachung sschaltung aufweist, welche einen Ausgang e und
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vier Eingänge a1, a~, b1 und b„ hat und so gebaut ist, um eine Vervielfachung gemäß der folgenden Beziehung
eQ = K. (a.| - a2) . (b1 - b2)
durchzuführen, wobei der zweite Kanal mit Einrichtungen zwischen der Kosinuseingangseinrichtung und den Eingängen a1 und b1 der zweiten Vervielfachungsschaltung angeschlossen ist, um das Eingangssignal cos χ in die Eingänge a.. und b der zweiten Vervielfachungsschaltung einzuspeisen; der zweite Kanal mit Phasenumkehreinrichtungen versehen ist, die zwischen der Sinuseingangseinrichtung und dem Eingang a» der zweiten Vervielfachungsschaltung angeschlossen sind, um einen negativen Eingang sin χ dem Eingang a~ der zweiten Vervielfachungsschaltung zuzuführen und der zweite Kanal Einrichtungen aufweist, die zwischen der Sinuseingangseinrichtung und dem Eingang der zweiten Vervielfachungsschaltung angeschlossen sind, um das Eingangssignal sin χ dem Eingang b2 der zweiten Vervielfachungsschaltung zuzuführen; und Einrichtungen aufweist, die eine zweifache Verstärkung im ersten Kanal relativ zum zweiten Kanal liefern, wobei der erste Kanal einen Ausgang proportional zu cos 2x entwickelt.
Die zweifache Verstärkung kann durch einen Verstärker im ersten Kanal bewirkt werden. Die Sinus- und Kosinuseingangseinrichtungen können jeweils Verstärker aufweisen, die zum Zuführen der verstärkten Signale von sin χ und cos χ dienen. Die Verstärker können Einrichtungen zum Einstellen der relativen Verstärkung der Verstärker haben. Außerdem kann eine Gleichstrom-Offseteinstellung vorgesehen sein.
Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher die einzige Figur ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßem Vervielfachungsschaltung darstellt.
Wie angegeben, ist in der Zeichnung eine Frequenzvervielfachungsschaltung 10 mit einer Sinus- und Kosinuseingangseinrichtung 12 und 14 zur Aufnahme und Abgabe von Eingangssignalen sin χ und cos χ aus einem optischen Verschlüsseier oder ähnlichem dargestellt. Die Sinus- und Kosinuseinangseinrichtungen 12 und 24 können Eingangsanschlüsse 16 und 18 für sin χ und cos χ haben, die so gebaut sind, daß sie an den Ausgängen für sin χ und cos χ des optischen Verschlüsselers anschließbar sind.
Die Frequenzvervielfachungsschaltung 10 hat erste und zweite Kanäle 20 und 22 zum Erzeugen der Doppelfrequenz aufweisenden Ausgangssignale sin 2x μηα cos 2>: aus den Eingangssignalen sin χ und cos x. Die Kanäle 20 und 22 haben sin 2x und cos 2 χ Ausgangsanschlüsse 24 und 26-, um als zusätzliche Ausgänge für den optischen Verschlüsseier zu dienen.
Die Sinus- und Kosinus-Eingangseinrichtungen 12 und 14 weisen bevorzugt Verstärkerschaltungen 28 und 30 zur Lieferung der Eingangssignale sin χ und cos χ in verstärkter Form auf. Die gezeigten Verstärkerschaltungen 28 und 30 machen von integrierten Operationsverstärkern 32 und 34 Gebrauch, die mit einer negativen Rückkopplung ausgestattet sind, um die Verstärkung der Verstärker zu bewirken, wobei eine etwa zehnfache Verstärkung erhalten wird. Wie noch zu erläutern ist, sind die Eingangsanschlüsse 16 und 18 für sin χ und cos χ an den nichtumkehrbaren Eingängen der Operationsverstärker 32 und 34 durch Eingangswiderstände 36 und 38 angeschlossen. Ein Verstärkerregler 40 ist in mindestens einem der Eingangsverstärkerschaltungen vorgesehen. Wie gezeigt, ist der Verstärkerregler 40 als Potentiometer zwischen dem Eingangsanschluß 16 für sin χ und dem nichtumkehrbaren Eingang des Operastionsverstärkers 32 ange-
schlossen. Der Verstärkerregler 40 kann zum Ab- oder Ausgleichen der verstärkten Eingangssignale sin χ und cos χ eingesetzt werden.
Die Eingangseinrichtungen 12 und 14 können auch Gleichstrom-OffSeteinstelleinrichtungen aufweisen, die als Potentiometer 42 und 44 zum Zuführen von einstellbaren Vorspannungen zu den Umkehreingängen der Operationsverstärker 32 und 34 gezeigt sind. Die Potentiometer 42 und 44 sind zwischen einem vorspannbaren Zuführungsanschluß von+5 Volt und den Umkehreingängen der Operationsverstärker 32 und 34 angeschlossen, und zwar durch die Eingangswiderstände 48 und 50. Negative Rückkopplungswiderstände 52 und 54 sind zwischen den Ausgängen der Operationsverstärker 32 und 34 und den jeweiligen Eingängen angeschlossen. Erdrückleitungswiderstände 56 und 58 sind zwischen Erde und den nichtumkehrbaren Eingängen der Operationsverstärker 32 und 34 angeschlossen.
Wie dargestellt ist, weisen die ersten und zweiten Kanäle 20 und 22 der Frequenzvervielfachungsschaltung 10 erste und zweite Vervielfachungsschaltungen 60 und 62 in Form von handelsüblichen integrierten Schaltungen auf, deren Ausgänge mit den Ausgangsanschlüssen 24 und 26 verbunden sind. Jede Vervielfachungsschaltung 60 und 62 hat vier Eingänge, die in zwei Differentialpaaren an den Eingängen angeordnet sind. Die Vervielfachungsschaltung 60 hat demnach vier Eingänge 6Oa1, 60a-, 6Ob1 und 60b_. Die Vervielfachungsschaltung 62 hat ebenfalls vier Eingänge 62a , 62a2/ 62b und 62b„. Jede Vervielfachungsschaltung 60 und 62 ist so gebaut, daß eine Vervielfachung entsprechend der folgenden Beziehung
zwischen der Ausgangsspannung e und den Eingangssignalen a , a2, b1 und fc>2 durchführbar ist: eo = K. U1 - a2) .Jb1 - b2)
wobei bei der ersten Vervielfac?iungsschaltung 60 die Eingänge 6Oa3 und 6Ob2 an Erde durch eine Leitung 64 angeschlossen ist, so daß der Signalpegel bei diesen Eingängen immer Null ist. Das Eingangssignal cos χ wird dem Eingang 6Oa1 zugeführt, indem eine Leitung 66 zwischen dem Eingang 6Oa1 und dem Ausgang des Operations-Verstärkers 34 (Eingangsverstärker) für das Signal cos χ vorgesehen ist.
Der Eingang 6Ob1 der Vervielfachungsschaltung wird mit dem Eingangssignal sin χ eingespeist. Darüber hinaus wird eine zweifache Verstärkung in den ersten Kanal 20 eingeführt. In diesem Falle werden diese Funktionen kombiniert, indem ein Verstärker 68 mit zweifacher Verstärkung zwischen dem Ausgang vom Sinuseingangsverstärker 32 und dem Vervielfachungseingang 6Ob1 angeschlossen ist. Die zweifache Verstärkung kann jedoch an irgendeiner Stelle im ersten Kanal 20 eingeführt werden. Die zweifache Verstärkung stellt einen Relativfaktor mit Bezug auf die Verstärkung des zweiten Kanals 22 dar.
Wie gezeigt, verwendet die Verstärkerschaltung einen integrierten Operationsverstärker 70; einen Eingang swider stand 72, der zwischen dem Ausgang des Sinusverstärkers und dem nichtumkehrbaren Eingang des Verstärkers 70 angeschlossen ist; einen Erdrückleitungswiderstand 74, der zwischen Erde und dem nichtumkehrbaren Eingang angeschlossen ist; einen negativen Rückkopplungswiderstand 76, der zwischen dem Ausgang vom Operationsverstärker 70 und dem Umkehreingang angeschlossen ist; und einen Ausgangswiderstand 78, der an
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- ίο -
Erde und dem ümkehreingang angeschlossen ist. Der Ausgang des Verstärkers 70 ist am Vervielfachungseingang 6Ob1 angeschlossen.
Im zweiten Kanal 22 wird das Signal cos χ den Vervielfachungseingängen 62a.. und 62b.. durch Leitungen 80 und 82 zugeführt, die mit dem Ausgang des Kosinusverstärkers 34 verbunden sind. Das Sinussignal wird dem Vervielfachungseingang 62b durch eine Leitung 84 zugeführt, die mit dem Ausgang des Sinusverstärkers verbunden ist.
Ein negatives Signal sin χ wird dem Vervielfachung seingang 62a~ durch eine Einrichtung mit einem Phasenumkehrer 86 zugeführt, der zwischen dem Ausgang des Verstärkers 32 und dem Eingang 62a„ angeschlossen ist. Der gezeigte Phasenumkehrer 86 verwendet einen Integrationsverstärker 88 mit einer negativen Rückkopplung, um eine einheitliche Verstärkung vorzusehen. Der Ausgang des Sinusverstärkers 32 ist somit über einen Eingangswiderstand 90 mit dem Umkehreingang des Operationsverstärkers 88 verbunden. Ein negativer Rückkopplungswider stand 92 ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 88 und dem Umkehreingang angeschlossen. Der nichtumkehrbare Eingang des Verstärkers 88 ist direkt an Krdc* angcüchlosKcn. Der Ausgang des Vei— stärkers 88 ist mit dem Vervielfachungseingang 62a„ verbunden .
Die gezeigte Vervielfachungsschaltung 40 liefert mit Hilfe der Sinus- und Kosinuseingangsverstärker 28 und 30 die Eingangssignale sin χ und cos χ in verstärkter Form. In diesem Fall ist die Verstärkung der Verstärker 28 und 30 derartig, daß die Gesamtverstärkung in jedem der Kanäle eine Einheit bildet. Andere Pegel können
für die Gesamtverstärkung vorgesehen sein, wenn es erwünscht ist. Beispielsweise kann die Verstärkung der Verstärker 28 und 3O den Wert 10 annehmen, um einen Verlustfaktor von 10 in den Vervielfachungsschaltungen 60 und 62 auszugleichen.
Die Vervielfachungsschaltung 10 verwendet die folgenden zwei trigonometrischen Identitäten:
sin 2x = 2.sin x.cos χ
2 2 cos 2x = cos χ - sin χ
Die zweite trigonometrische Identität kann in Faktoren geschrieben werden, so daß sich die folgende äquivalente trigonometrische Identität ergibt:
cos 2x = (cos χ + sin x).(cos χ - sin x)
Wie bereits ausgeführt, kann jede der Vervielfachungsschaltungen 60 und 62 aus einer im Handel erhältlichen integrierten Schaltung bestehen, um eine Vervielfachung entsprechend der Gleichung durchzuführen:
■ eQ = K. U1 - a2) . (b1 - b2)
Ausreichende Ergebnisse sind mit Burr-Brown Integrations-Vervielfachungsschaltungen vom Typ 4214 AP erhalten worden, bei denen der Verstärkungsfaktor K 0.1 betrug und damit einem Verlustfaktor von 10 entsprach.
Im ersten Kanal 20 werden nur die Vervielfachungseingänge 6Oa1 und 6Ob1 aktiv benutzt. Die anderen Eingänge 60a„ und 60b„ sind geerdet, so daß solche Eingänge immer eine Nullspannung aufweisen. Die Vervielfachungsschaltung 60 führt daher die Vervielfachung entsprechend der folgenden vereinfachten Gleichung durch:
Die Vervielfachungseingänge 6Oa1 und 6Ob1 werden mit den Signalen cos χ und sin χ beliefert, so daß diese Signale durch die Vervielfachungsschaltung 60 vervielfacht sind. Diese beiden Eingänge können daher vertauscht werden. Eine Verstärkung von zwei wird auch in den ersten Kanal 20 eingeführt, so daß der Ausgang der Vervielfachungsschaltung 60 mit einem Faktor zwei vervielfacht ist. In diesem Fall wird eine zweifache Verstärkung durch den Verstärker 68 geliefert, der das Signal sin χ verarbeitet. Der Verstärker 68 führt daher dem Vervielfachungseingang 6Ob1 ein Signal zu, das sin 2x entspricht. Der Verstärker 68 könnte auch alternativ verwendet werden, um das Signal cos χ zu verarbeiten, oder angeschlossen werden, um den Ausgang der Vervielfachungsschaltung 60 zu verarbeiten. Die zweifache Verstärkung kann somit an irgendeiner Stelle im ersten Kanal 20 vorgesehen sein.
Im zweiten Kanal 22 werden alle vier Verstärkereingänge aktiv benutzt. Die Vervielfachungseingänge 62a..
und 62a_, die das erste Differentialpaar bilden, werden mit den Signalen cos χ und -sin χ zugeführt. Der Phasenumkehrer 86 erzeugt das Signal -sin x. Die Vervielfachungseingänge 62b.. und 62b„, die das zweite Differentialpaar bilden, werden mit den Signalen cos χ und sin χ zugeführt.
Die zweite Vervielfachungsschaltung 62 vervielfacht daher die Summe (cos χ + sin x) mit dem Differenzbetrag (cos χ - sin x), das zu einem Ausgang führt, der proportional cos 2x ist.
Durch Einstellen des Verstärkerreglers 40 können die Ausgänge sin 2x und cos 2x ausgeglichen werden, so daß sie in der Größe genau gleich sind. Durch Einstellen
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der Potentiometer (d.c. offset controls) 42 und 44 kann jede Gleichstromversetzung (d.c. offset) in den Eingangssignalen sin χ und cos χ beseitigt werden, so daß die Vervielfachungsvorgänge nicht durch solche Nullver-Schiebungen beeinträchtigt sind.
Die Frequenzvervielfachungsschaltung 10 ist in der Lage, die Doppelfrequenz aufweisenden Ausgänge sin 2x und cos 2x mit niedriger Verzerrung und guter sinusförmiger Wellenform zu erzeugen. Durch diesen Vorteil ist es möglich, zwei oder mehrere der Vervielfachungs schaltungen in Kaskade zu verbinden, um höhere Ordnungen der Frequenzvervielfachung zu erzeugen. So können zwei der Vervielfachungsschaltungen in Kaskade verbunden werden, um zwei aufeinanderfolgende Frequenz-Vervielfachungen mit dem Faktor zwei zu erzeugen, so daß die Ausgangssignale sin 4x und cos 4x herstellbar sind. Drei Vefvielfachungsschaltungen können in Kaskade geschaltet werden, um drei aufeinanderfolgende Frequenzvervielfachungen mit einem Faktor zwei zu er-reichen, so daß die Ausgangssignale sin 8x und cos 8x gebildet werden können.
Die erfindungsgemäße Vervielfachungsschaltung kann mit einem optischen Verkoder verwendet werden, um weitere Ausgänge höherer Ordnung zu bilden. Um ein spezielles Beispiel anzuführen, kann die Frequenzvervielfachungsschaltung mit einem optischen Verschlüsseier verwendet werden, der Ausgänge zur Erzeugung eines Zwölfbitbinärwortes, Ziffern von 2° bis 2 sowie positive Sinus- und Kosinusausgänge der nächsthöheren
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Ordnung aufweist, die als sin 2 und cos 2 darstellbar sind. Solche Sinus- und Kosinussignale können dem Eingang der Frequenzvervielfachungsschaltung der Erfindung zugeführt werden. Eine solche Frequenzvervielfachungsschaltung wird Sinus- und Kosinussignale der
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nächst höheren Ordnung erzeugen. Solche Signale höherer
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Ordnung können als sin 2 χ und cos 2 χ dargestellt werden.
Wenn eine zweite Frequenzvervielfachungsschaltung in Kaskade mit der ersten verbunden ist, erzeugt die zweite Schaltung weitere Sinus- und Kosinussignale höherer
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Ordnung, die durch sin 2 χ und cos 2 χ darstellbar sind.
Theoretisch kannjjede Anzahl von Vervielfachungsschaltunqcn in Kaskade verbunden werden. Eine praktische Grenze ergibt sich jedoch aus dem kleinen Verzerrungsanteil und kleineren GleichstromverSetzungen, welche unvermeidbar durch die Vervielfachungsschaltungen erzeugt werden. Für beste Ergebnisse sollte die Zahl der aufeinanderfolgenden,in Kaskade geschalteten Vervielfachungsschaltungen auf zwei oder drei Stufen begrenzt sein.
Die gemäß der Erfindung erzeugten höheren Ordnungen der Sinus- und Kosinussignale können leicht in einen Graycode oder, wenn gewünscht, in natürliche Binärsignale durch reine Gatterschaltungen umgewandelt werden.
Die erfindungsgemäßen Frequenzvervielfachungsschaltungen können in Kaskade mit anderen Schaltungstypen zur Herstellung höherer Signale verwendet werden. Beispielsweise kann sich an zwei Stufen der Frequenzvervielfachungsschaltung eine Phasentrennschaltung anschließen. Beginnend mit Signalen sin χ und cos χ erzeugen die Frequenzvervielfachungsschaltungen Signale von sin 2x, cos 2x, sin 4x und cos 4x, die digital darstellbar sind, um zwei entsprechende Binärbits vorzusehen.
Die Phasentrennschaltung wird zwei weitere Binarbits erzeugen. Wenn man daher mit einem 12-Bit Verschlüsselungsausgang beginnt, kann die Gesamtzahl der Bits auf 16 erhöht werden.
Für die verschiedenen Operationsverstärker
32, 34, 70 und 88 können handelsübliche Schaltungen
vom Typ LM 324 AN eingesetzt werden. Es können jedoch auch gleichwertige Komponenten entwickelt werden. Die Erfindung ist nicht auf die in der Beschreibung angegebenen Bauteilkomponenten begrenzt. Weitere Abwandlungen der beschriebenen Komponenten sind möglich, ohne von der Erfindung abzuweichen.
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Eine Frequenzvervielfachungsschaltung zum Erzeugen von Doppelfrequenz aufweisenden Sinus- und Kosinusausgangssignalen sin 2x und cos 2x aus Sinus- und Kosinuseingangssignalen sin χ und cos χ wird mit der Erfindung vorgeschlagen, welche zwei Vervielfachungsschaltungen (60, 62) aufweist, von denen jede einen Ausgang e und vier Eingänge a1, a„, b. und b„ besitzt und so gebaut ist, um eine Vervielfachung gemäß der folgenden Beziehung
eo = K"(a1 - a2>'(b1 - b2} durchzuführen. Vorgesehen sind weiter Sinus- (28) und Kosinuseingangsverstärker (30) für die Erzeugung der Eingangssignale von sin χ und cos x; Einrichtungen zum Zuführen des Eingangssignals cos χ zum Einang a.. der ersten Vervielfachungsschaltung (60); Einrichtungen zum Zuführen des Signals cos χ zum Eingang b.. der ersten Vervielfachungsschaltung (60); Einrichtungen, die eine zweifache Verstärkung im ersten Kanal (20) relativ zum zweiten Kanal (22) bewirken; Einrichtungen zum Zuführen des Nulleingangs zu den Eingängen a~ und b„ der ersten Vervielfachungsschaltung (60); Einrichtungen zum Zuführen des Eingangs signal s cos χ zu den Eingängen a.. und b1 zur zweiten Vervielfachungsschaltung (62); ein Phasenumwandler (86) zum Zuführen eines negativen Eingangssignals sin χ zum Eingang a~ einer zweiten Vervielfachungsschaltung (62); und Einrichtungen zum Zuführen des Eingangssignals sin χ zum Eingang b_ der zweiten Vervielfachungsschaltung (62), wobei die ersten und zweiten Vervielfachungsschaltungen (60, 62) Ausgangssignale jeweils proportional zu sin 2x und cos 2x entwickeln.

Claims (7)

  1. 3H2213
    QOrta; Dr. SHiehs, Dr.
    Patentanwälte
    Postfach 700345
    SchneckenhofstraBe 27
    D-K)OO Frankfurt am Main 70
    Tetefon (0611) 617079
    22. Oktober 1981 GzSe
    BEI Electronics, Inc., Santa Barbara, California 93103/USA
    Frequenzvervielfachungsschaltung für einen optischen
    Verschlüsseler
    Patentansprüche
    ■1J Elektrische Frequenzvervielfachungsschaltung zum Erzeugen von Doppelfrequenzen aufweisenden Sinus- und Ko sinus aus gangs signal en sin 2x und cos 2x aus Sinus- und Kosinuseingangssignalen sin χ und cos x, . gekennzeichnet durch Sinus- und ICo sinus eingangs einrichtungen zum Abgeben der sin x- und cos x-Eingangssignalo; einen ersten Kanal (20) mit einer ersten Multiplizierschaltung (60), die einen Ausgang e und Eingänge a^ und b,, aufweist und so ausgebildet ist, daß sie allgemein Multiplikationen gemäß der Beziehung
    e0 = K.a.^
    durchführen kann, wobei der erste Kanal (20) zwischen die Kosinuseingangseinrichtung (14) und den Eingang a^ der ersten Multiplizierschaltung (60) geschaltete Mittel aufweist, um letzterer das Eingangssignal cos χ zuzuführen, und der erste Kanal (20) ferner zwischen die Sinuseingangseinrichtung (12) und den Eingang b^ der ersten Multiplizier schaltung (60) geschaltete Mittel aufweist, um letzterer ein Signal sin χ zuzuführen; einen zweiten Kanal (22), der eine zweite Multiplizierschaltung (62) aufweist, welche einen Ausgang eQ und vier Eingänge a^, a2, b^ und b2 hat
    3H2213
    und so ausgebildet ist, daß sie allgemein Multiplikationen gemäß der Beziehung
    eQ = K. Ca1. - a2). (^ - t>2)
    durchführen kann, wobei der zweite Kanal (22.) zwischen die Kosinuseingangseinrichtung (14) und die Eingänge a^ und b^ der zweiten Vervielfachungsschaltung (62) geschaltete Mittel aufweist, um das Eingangssignal cos χ in die Eingänge a^ und b^ der zweiten Multiplizierschaltung (62) einzuspeisen, der zweite Kanal (22) mit Phasenumkehreinrichtungen (86) versehen ist, die zwischen die Siiiuseingangseinrichtung (12) und den Eingang (ap) der zweiten Hultiplizierschaltung (62) geschaltet sind, um ein invertiertes Eingangssignal sin χ dem Eingang a~ der zweiten Multiplizierschaltung (62) zuzuführen, und der zweite Kanal (22) Mittel aufweist, die zwischen die Sinuseingangseinrichtung (12) und den Eingang bp der zweiten Multiplizierschaltung (62) geschaltet sind, um das Eingangssignal sin χ dem Eingang bp der zweiten Multiplizierschaltung (62) zuzuführen; und Einrichtungen, die eine zweifache Verstärkung im ersten Kanal (20) relativ zum zweiten Kanal (22) liefern, wobei der erste Kanal (20) ein Ausgangssignal proportional zu sin 2x und der zweite Kanal (22) ein Ausgangs signal proportional zu cos 2x entwickelt.
  2. 2. Frequenzvervielfachungsschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Verstärker (68) im ersten Kanal (20) für die zweifache Verstärkung.
  3. 3- Frequenzvervielfachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinus- (12) und die Kosinuseingangseinrichtungen (14) mit Eingangsverstärkern (28, 30) zum Abgeben jeweils verstärkter Signale sin χ und cos χ aufweisen.
    31 4221
  4. 4. Frequenzvervielfachungsschaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Einstellen der relativen Verstärkung der Eingangsverstärker (28, 30),
  5. 5. Frequenzvervielfachungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsverstärker (28, 30) mit Gleichstrom-Driftkompensationseinrichtun^en (42, 44) versehen sind.
  6. 6. Frequenzvervielfachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungseinstelleinrichtungen zum Einstellen der Amplitude der Ausgangssignale, sin 2x und cos 2x mit Bezug auf die Eingangssignale sin χ und cos χ vorgesehen sind.
  7. 7. Frequenzvervielfachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eretc VervielfachungG-schaltung (60) mit Differenzeingängen a2 und b2 versehen ist und Einrichtungen aufweist, welche den Differenzeingängen a2 und bp Null-Eingangssignale zuführen, und die erste Vervielfachungsschaltung (6o) für eine Vervielfachung gemäß der Beziehung
    eo = K. Ca1 - B2MD1 -D2) ausgebildet ist.
DE19813142213 1980-10-30 1981-10-24 Frequenzvervielfachungsschaltung fuer einen optischenverschluesseler Withdrawn DE3142213A1 (de)

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