DE3212453C2

DE3212453C2 -

Info

Publication number: DE3212453C2
Application number: DE3212453A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Zama Kanagawa Jp Yamada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-04-02
Filing date: 1982-04-02
Publication date: 1992-07-02
Also published as: KR840000114A; KR900003072B1; FR2503483A1; NL8201393A; AU553887B2; JPH0255970B2; DE3212453A1; NL192167C; JPS57164620A; US4451794A; AU8194682A; CA1179743A; GB2097617B; FR2503483B1; GB2097617A; NL192167B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Phasenvergleicher gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 2 und 3.

Phasenvergleicher der vorstehend genannten Art sind generell bereits bekannt und beispielsweise in der DE 29 32 745 A1 beschrieben. Die bekannten Phasenvergleicher weisen jedoch einen erheblichen schaltungstechnischen Aufwand auf.

Ein Phasenvergleicher wird häufig in einem Phasenregelkreis (nachfolgend als PRK-Schaltung bezeichnet) in Verbindung mit einem spannungsgesteuerten Oszillator und weiteren Schaltungsteilen verwendet. Dabei werden dem Phasenvergleicher ein Bezugssignal und ein Schwingungssignal von einem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt. Der Phasenvergleicher vergleicht die Phasen der ihm zugeführten Signale und erzeugt ein der Phasendifferenz zwischen diesen Signalen entsprechendes Fehlersignal. Dieses Fehlersignal wird beispielsweise über ein Tiefpaßfilter den spannungsgesteuerten Oszillator als Steuersignal zugeführt, um dessen Ausgangssignal mit dem Bezugssignal zu synchronisieren.

Ein bisher bei einer solchen PRK-Schaltung eingesetzter Phasenvergleicher ist in Fig. 1 dargestellt; er entspricht einem Phasenvergleicher, wie er in der US-PS 36 10 954 angegeben ist.

In Fig. 1 wird einer Eingangsklemme 1a beispielsweise ein Bezugssignal f₁ zugeführt, und einer Eingangsklemme 1b wird beispielsweise von einem spannungsgesteuerten Oszillator ein Eingangssignal bzw. Oszillationssignal f₂ zugeführt. Die Bezugszeichen 2 bis 10 bezeichnen NAND-Glieder, von denen jeweilige Paare 2 und 9, 3 und 4, 5 und 6 sowie 7 und 10 je ein bistabiles Kippglied bzw. Flipflop bilden. An einer Ausgangsklemme 11a und einer anderen Ausgangsklemme 11b werden Signale entsprechend der Phasendifferenz zwischen dem Bezugssignal f₁ und dem Eingangssignal f₂ erzeugt.

Wenn, wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, in dem so aufgebauten Phasenvergleicher die Frequenz des Oszillations- bzw. Eingangssignals f₂, welche der Eingangsklemme 1b zugeführt wird, niedriger ist als die Frequenz des Bezugssignals f₁, die der Eingangsklemme 1a zugeführt wird, werden an der einen und der anderen Ausgangsklemme 11a bzw. 11b Signale S₀₁ bzw. S₀₂ erzeugt, wie in den Fig. 2C und 2E gezeigt. Das heißt, an der Ausgangsklemme 11a wird das Signal S₀₁ erhalten, welches um so länger auf dem niedrigen Pegel "0" bleibt, je niedriger die Frequenz des Eingangssignals f₂ im Vergleich zur Frequenz des Bezugssignals f₁ ist, wogegen an der Ausgangsklemme 11b das Signal S₀₂ erzeugt wird, welches immer auf dem hohen Pegel "1" ist. Dementsprechend ist es möglich, beispielsweise einen spannungsgesteuerten Oszillator, dem diese Ausgangssignale S₀₁ und S₀₂ als Steuersignale zugeführt werden, so zu steuern, daß die Frequenz und die Phase des Eingangs- bzw. Oszillationssignals f₂ die gleiche Richtung annehmen wie die Werte des Bezugssignals f₁.

Wenn andererseits, wie beispielsweise in den Fig. 3A und 3B gezeigt, die Frequenz des Eingangssignals f₂, welches der Eingangsklemme 1b zugeführt wird, gleich der Frequenz des Bezugssignals f₁ ist, welches der Eingangsklemme 1a zugeführt wird, aber seine Phase gegenüber dem Bezugssignal f₁ um Φ verzögert ist, werden an den Ausgangsklemmen 11a und 11b die Signale S₀₁ bzw. S₀₂ abgeleitet, die in den Fig. 3C bzw. 3D gezeigt sind. Das heißt, an der einen Ausgangsklemme 11a wird das Signal S₀₁ erhalten, welches den niedrigen Pegel "0" periodisch nur in der der Phasendifferenz Φ genügenden Zeitspanne annimmt, wogegen an der anderen Ausgangsklemme 11b das Signal S₀₂ erhalten wird, welches immer den hohen Pegel "1" annimmt. Daher ist es möglich, wenn diese Ausgangssignale S₀₁ und S₀₂ beispielsweise dem spannungsgesteuerten Oszillator als Steuersignal zugeführt werden, diesen so zu steuern, daß die Phase des Eingangs- bzw. Oszillationssignals f₂ die gleiche Richtung wie die Phase des Bezugssignals f₁ annimmt.

Wie beschrieben, können bei dem in Fig. 1 dargestellten Phasenvergleicher an den beiden Ausgangsklemmen 11a und 11b die der Phasendifferenz des Eingangssignals f₂ gegenüber dem Bezugssignal f₁ entsprechenden Signale S₀₁ und S₀₂ abgeleitet werden. Daher ist es beispielsweise durch Steuern des spannungsgesteuerten Oszillators mit diesen Ausgangssignalen S₀₁ und S₀₂ möglich, die Frequenz und die Phase des Eingangs- oder Vergleichsignals f₂ mit den Werten des Bezugssignals f₁ in Übereinstimmung zu bringen.

Der in Fig. 1 gezeigte Phasenvergleicher benötigt jedoch vier Flipflop-Schaltungen, die je aus NAND-Gliedern bestehen (Paare der NAND-Glieder 2 und 9, 3 und 4, 5 und 6 sowie 7 und 10 in die jeweiligen Flipflop-Schaltungen), so daß die Verdrahtungen zwischen ihnen sehr kompliziert sind, und in bezug auf die Anzahl der in herkömmlichen Phasenvergleichern verwendeten Schaltelemente oder Logikschaltungen ist er vergleichsweise teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Phasenvergleicher der eingangs genannten Arten so weiterzubilden, daß mit einem geringeren schaltungstechnischen Aufwand als bei den bisher bekannten Phasenvergleichern ausgekommen werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen 1, 2 und 3 angegebenen Maßnahmen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Phasenvergleicehr gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Anhand von Zeichungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das schematisch ein Beispiel für einen herkömmlichen Phasenvergleicher zeigt;

Fig. 2A bis 2D und Fig. 3A bis 3D jeweils Impulsdiagramme zur Erläuterung des Betriebs des in Fig. 1 gezeigten Phasenvergleichers;

Fig. 4 und 5 Zustandsübergangsdiagramme zur Erläuterung des stabilen Punktes des in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Phasenvergleichers;

Fig. 6 ein grundsätzliches Zustandsübergangsdiagramm, das einen stabilen Punkt eines Phasenvergleichers gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Phasenvergleichers gemäß der Erfindung;

Fig. 8A bis 8F Impulsdiagramme zur Erläuterung der Funktion eines Triggerimpulsoszillators, der bei der Erfindung verwendet wird;

Fig. 9 ein Zustandsübergangsdiagramm, das eine praktische Funktion eines erfindungsgemäßen Phasenvergleichers zeigt;

Fig. 10A bis 10D und Fig. 11A bis 11J Impulsdiagramme zur Erläuterung der Funktion des Phasenvergleichers; und

Fig. 12 bis 18 Blockschaltbilder verschiedener weiterer Ausführungsformen von Phasenvergleichern gemäß der Erfindung.

Fig. 4 zeigt ein Zustandsübergangsdiagramm, das den Zustandsübergang des zuvor anhand von Fig. 1 erörterten Phasenvergleichers nach dem Stand der Technik zeigt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist durch Versuche festgestelllt worden, daß der herkömmliche Phasenvergleicher acht stabile Zustände U₁, U₂, O₁, O₂, O₃, O₄, D₁ und D₂ einnimmt.

In diesem Fall werden die an den Ausgangsklemmen 11a und 11b (Fig. 1) erzeugten Signale S₀₁ und S₀₂ "0" und "1", wenn der bekannte Phasenvergleicher in den Zuständen U₁ und U₂ ist, bzw. "1" und "1" in den Zuständen O₁, O₂, O₃ und O₄ bzw. "1" und "0" in den Zuständen D₁ und D₂. Diese acht stabilen Zustände U₁, U₂, O₁, O₂, O₃, O₄, D₁ und D₂ werden beispielsweise zu drei Sätzen zusammengefaßt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

In Fortführung dieser Betrachtung ergibt sich, wie durch das Zustandsübergangsdiagramm in Fig. 6 gezeigt, folgendes: Wenn drei stabile Zustände U, O und D für einen Phasenvergleicher betrachtet werden (in dem Zustand U sind S₀₁ = "0" und S₀₂ = "1", in dem Zustand O sind S₀₁ = "1" und S₀₂ = "1" und in dem Zustand D sind S₀₁ = "1" und S₀₂ = "0") und wenn der Zustand des Phasenvergleichers gemäß der in der Figur gezeigten Regel geändert wird, wird festgestellt, daß Ausgangssignale erhalten werden können, die denen des Phasenvergleichers nach dem Stand der Technik entsprechen.

Daher wird nachfolgend anhand von Fig. 7 eine Ausführungsform eines Phasenvergleichers zur Erzielung der in Fig. 6 gezeigten Übergangscharakteristik beschrieben. In Fig. 7 bezeichnen die Bezugszeichen, die denen von Fig. 1 entsprechen, die gleichen Elemente und Teile, welche daher nicht im einzelnen beschrieben werden.

Wie in Fig. 7 dargestellt, ist die Eingangsklemme 1a, welcher beispielsweise das Bezugssignal f₁ zugeführt wird, mit einer Eingangsklemme oder Eingangsseite eines NOR-Gliedes 13 _a1 verbunden, das einen Triggerimpulsgenerator 13a umfaßt, und ferner über einen Inverter 13 _a2 mit der anderen Eingangsklemme des NOR-Gliedes 13 _a1 verbunden. In diesem Fall wird eine Verzögerungszeit des Inverters 13 _a2 von 2τ gewählt. Wenn beispielsweise ein Bezugssignal f₁, wie in Fig. 8A gezeigt, der Eingangsklemme 1a zugeführt wird, erzeugt der Inverter 13 _a2 an seiner Ausgangsseite ein Signal, wie es in Fig. 8B gezeigt ist. Dementsprechend erzeugt das NOR-Glied 13 _a1 an seiner Ausgangsklemme einen Triggerimpuls mit einer Impulsdauer 2τ, wie dies in Fig. 8C gezeigt ist, wenn das Signal, welches der Eingangsklemme 1a zugeführt wird, abfällt.

Der Ausgang des NOR-Gliedes 13 _a1 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 14a verbunden, und der Ausgang dieses UND-Glieds 14a ist mit einem Setzeingang S_a eines bistabilen Kippgliedes 15a, nachstehend auch als Flipflop 15 _a bezeichnet, verbunden.

Der Eingang 1 _b, welcher ein Eingangssignal, wie beispielsweise ein Oszillationssignal f₂ von dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, ist mit einem Eingang eines NOR-Gliedes 13 _b1 verbunden, das einen Triggerimpulsgenerator 13 _b bildet, und ferner ist sie über einen Inverter 13 _b2 mit dem anderen Eingang des NOR-Gliedes 13 _b1 verbunden. Dieser Triggerimpulsgenerator 13 _b ist genau so aufgebaut wie der oben beschriebene Triggerimpulsgenerator 13 _a; somit wird am Ausgang des NOR-Gliedes 13 _b1 ein Triggerimpuls mit einer Impulsdauer 2τ bei der Abfallkante des Signals, welches dem Eingang 1 _b zugeführt wird, erzeugt.

Der Ausgang des NOR-Gliedes 13 _b1 ist mit einer Eingangsseite eines UND-Schaltkreises 14 _b verbunden, der ein UND-Glied umfaßt, und der Ausgang dieses UND-Gatters 14 _b ist mit einem Setzeingang S_b eines bistabilen Kippgliedes 15b, nachstehend auch als Flipflop 15 _b bezeichnet, verbunden.

Die Ausgangsseite des NOR-Gliedes 13 _b1 ist ferner mit einem Rücksetzeingang R_a des Flipflops 15 _a verbunden, und ein invertierender Ausgang dieses Flipflops 15 _a ist mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes 14 _b verbunden.

Der Ausgang des NOR-Gliedes 13 _a1 ist ferner mit einem Rücksetzeingang R_b des Flipflops 15 _b verbunden, und der invertierende Ausgang des Flipflops 15 _b ist mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes 14 _a verbunden.

Von den Ausgängen Qa und Qb der bistabilen Kippglieder bzw. Flipflops 15 _a und 15 _b ist der eine und der andere Ausgang 11 _a bzw. 11 _b herausgeführt.

In diesem Fall wird der von dem Triggerimpulsgenerator 13 _a erzeugte Triggerimpuls über das UND-Glied 14 _a dem Setzeingang S_a des Flipflops 15 _a zugeführt, wodurch dieses Flipflop 15 _a gesetzt wird. Das heißt, das Flipflop 15 _a wird in solch einen Zustand gesetzt, daß sein Ausgang Qa das Signal mit dem hohen Pegel "1" und sein invertierender Ausgang das Signal mit dem niedrigen Pegel "0" liefert. Wenn das Flipflop 15 _b im Setzzustand ist, d. h., in dem Zustand, in welchem das Signal mit niedrigem Pegel "0" an dem invertierenden Ausgang erzeugt wird, ist in diesem Fall das UND-Glied 14 _a im gesperrten Zustand. Damit wird der Triggerimpuls von dem Triggerimpulsgenerator 13 _a nicht dem Setzeingang S_a des Flipflops 15 _a zugeführt, so daß dieses Flipflop 15 _a nicht gesetzt wird. Anders ausgedrückt heißt dies, daß das Setzen des Flipflops 15 _a gesperrt ist.

Der von dem Triggerimpulsgenerator 13 _a abgeleitete Triggerimpuls wird ferner der Rücksetzeingang R_b des Flipflops 15 _b zugeführt, wodurch dieses zurückgesetzt wird. Das heißt, das Flipflop 15 _b ist in den Zustand gebracht, in welchem das Signal mit niedrigem Pegel "0" an seinem Ausgang Qb erzeugt wird und in welchem das Signal mit hohem Pegel "1" an seinem invertierenden Ausgang erzeugt wird.

In entsprechender Weise wird der von dem Triggerimpulsgenerator 13 _b erzeugte Triggerimpuls über das UND-Glied 14 _b dem Setzeingang S_b des Flipflops 15 _b zugeführt, wodurch dieses Flipflop gesetzt wird. Das heißt, das Flipflop 15 _b wird in den Zustand gebracht, in welchem das Signal mit hohem Pegel "1" an seinem Ausgang Qb und das Signal mit dem niedrigen Pegel "0" an seinem invertierenden Ausgang erzeugt wird. Wenn aber das Flipflop 15 _a im Setzzustand ist, d. h., wenn das Signal mit dem niedrigen Pegel "0" an seinem invertierenden Ausgang erzeugt wird, ist auch in diesem Fall der aus dem UND-Glied 14 _b bestehende Verknüpfungsschaltkreis im gesperrten Zustand. Damit wird der Triggerimpuls von dem Triggerimpulsgenerator 13 _b nicht dem Setzeingang Sb des Flipflops 15 _b zugeführt, so daß dieses Flipflop nicht gesetzt wird. Anders ausgedrückt heißt dies, daß das Setzen des Flipflops 15 _b gesperrt ist.

Ferner wird der von dem Triggerimpulsgenerator 13 _b erzeugte Triggerimpuls dem Rücksetzeingang Ra des Flipflops 15 _a zugeführt, um dadurch das Rücksetzen des Flipflops 15 _a zu ermöglichen. Das heißt, das Flipflop 15 _a wird in den Zustand gebracht, in welchem das Signal mit dem niedrigen Pegel "0" am Ausgang Qa und das Signal mit hohem Pegel "1" am invertierenden Ausgang erzeugt wird.

Außerdem setzt sich in diesem Fall, wenn die Triggerimpulse zum Setzen und Rücksetzen der Flipflops 15 _a und 15 _b diesen gleichzeitig zugeführt werden, wegen der Verzögerung durch die UND-Glieder 14 _a und 14 _b das Zurücksetzen gegenüber dem Setzen durch, so daß die Flipflops 15 _a und 15 _b in die Rücksetzzustände gebracht werden.

Auf diese Weise werden bei dem Phasenvergleicher gemäß der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform die Flipflops 15 _a und 15 _b gesetzt bzw. zurückgesetzt, wenn das Signal f₁, welches der Eingangsklemme 1a zugeführt wird, im Pegel abfällt (d. h., wenn es von dem hohen Pegel "1" zu dem niedrigen Pegel "0" wechselt). Dagegen werden die Flipflops 15 _a und 15 _b zurückgesetzt bzw. gesetzt, wenn das Signal f₂, welches dem Eingang 1b zugeführt wird, im Pegel abfällt. Wenn aber in diesem Fall das eine der Flipflops 15 _a und 15 _b bereits im Setzzustand ist, ist das andere hinsichtlich des Setzens gesperrt.

Fig. 9 zeigt einen Zustandsübergang des Phasenvergleichers gemäß der betrachteten Ausführungsform, welcher drei stabile Zustände U′, O′ und D′ aufweist (im Zustand U′ sind S₀₁="1" und S₀₂="0", im Zustand O′ sind S₀₁="0" und S₀₂="0" und im Zustand D′ sind S₀₁="0" und S₀₂="1"); der Zustandswechsel geschieht entsprechend der in der Figur gezeigten Regel. Das Zustandsübergangsdiagramm gemäß Fig. 9 ist dem in Fig. 6 gezeigten vereinfachten Zustandsübergangsdiagramm äquivalent.

Daher liefert der Phasenvergleicher gemäß dieser Ausführungsform fast den gleichen Zustandsübergang wie der Phasenvergleicher gemäß dem in Fig. 6 gezeigten Zustandsübergang.

Wenn dem Phasenvergleicher gemäß dieser Ausführungsform an seinen Eingängen 1 _a und 1 _b die Signale f₁ und f₂ zugeführt werden (Frequenz f₁<f₁), wie in den Fig. 10A und 10B gezeigt, nehmen die jeweiligen an den Eingängen 11 _a und 11 _b abgeleiteten Signale bzw. Impulse S₀₁ und S₀₂, die in den Fig. 10C und 10D gezeigten Formen bzw. Verläufe an. Das heißt, am Ausgang 11 _b wird das Signal S₀₂ erzeugt, dessen Periode niedrigen Pegels "0" sich entsprechend der Differenz zwischen der Frequenz des Eingangs- bzw. Oszillationssignals f₂ und der Frequenz des Bezugssignals f₁ verändert, und am Ausgang 11 _a wird das Signal S₀₁ erzeugt, das immer auf dem niedrigen Pegel "0" ist. Wenn diese Ausgangssignale S₀₁ und S₀₂ beispielsweise dem spannungsgesteuerten Oszillator als Steuersignal zugeführt werden, ist es dementsprechend möglich, diesen Oszillator so zu steuern, daß die Frequenz und die Phase des Eingangssignals f₂ gleich den entsprechenden Werten des Bezugssignals f₁ werden. Obwohl bei diesem Beispiel die Anfangswerte der Ausgangssignale S₀₁ und S₀₂ "0" bzw. "0" sind, werden sie in anderen Fällen, d. h. selbst dann, wenn die Anfangswerte der Signale S₀₁ und S₀₂ "0" bzw. "1", "1" bzw. "0" sowie "1" bzw. "1" sind, nach dem Zeitpunkt t₁ einander gleich, da die Anfangswerte zum Zeitpunkt t₁ zurückgesetzt werden.

Auch wenn dem Phasenvergleicher gemäß Fig. 7 an seinen Eingängen 1 _a und 1 _b die Signale f₁ und f₂ zugeführt werden, wie in den Fig. 11A und 11B gezeigt (die beiden Signale haben die gleiche Frequenz, aber einen Phasenunterschied Φ′), nehmen die an den beiden Ausgängen 11 _a und 11 _b erzeugten Signale S₀₁ und S₀₂ die jeweiligen in Fig. 11C und 11D gezeigten Verläufe bzw. Formen an. Das heißt, am Ausgang 11 _a wird das Signal S₀₁ erzeugt, welches nur während der der Phasendifferenz Φ′ entsprechenden Zeitspanne periodisch den hohen Pegel "1" annimmt, und am anderen Ausgang 11 _b wird das Signal S₀₂ geliefert, welches immer den niedrigen Pegel "0" annimmt. Wenn diese Ausgangssignale S₀₁ und S₀₂ beispielsweise dem spannungsgesteuerten Oszillator als Steuersignale zugeführt werden, ist es folglich möglich, diesen so zu steuern, daß die Phase des Eingangssignals f₂ gleich der Phase des Bezugssignals f₁ wird. Die Fig. 11C und 11b zeigen den Fall, in welchem die Anfangswerte der Ausgangssignale und S₀₁ und S₀₂ "0" bzw. "0" sind; wenn die Anfangswerte der Ausgangssignale "0" und "1" sind, nehmen sie die in den Fig. 11E und 11F gezeigten Verläufe bzw. Formen an; wenn sie "1" und "0" sind, nehmen sie die in den Fig. 11G und 11H gezeigten Verläufe bzw. Formen an, und wenn sie "1" und "1" sind, nehmen sie die in den Fig. 11I und 11J gezeigten Verläufe bzw. Formen an.

Wie oben beschrieben, zeigt der erfindungsgemäße Phasenvergleicher keineswegs eine minderwertige Arbeitsweise im Vergleich zu dem herkömmlichen Phasenvergleicher. Da er die beiden bistabilen Kippglieder bzw. Flipflops 15 _a und 15 _b aufweist, ist außerdem seine Schaltkreisanordnung sehr einfach, und daher ist er billiger als der herkömmliche Phasenvergleicher.

Nachfolgend werden anhand der Fig. 12 bis 18 andere Ausführungsformen des Phasenvergleichers gemäß der Erfindung beschrieben. In den Fig. 12 bis 18 sind die den Teilen in Fig. 7 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre Erläuterung entfällt.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten Phasenvergleicher ist der Ausgang des Inverters 13 _a2 mit dem Rücksetzeingang Rb des Flipflops 15 _b verbunden, und der Ausgang des Inverters 13 _b2 ist mit dem Rücksetzeingang Ra des Flipflops 15 _a verbunden. Der übrige Schaltungsaufbau ist im wesentlichen gleich dem bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7.

Der in Fig. 12 gezeigte Phasenvergleicher hat die gleiche Funktion und Wirkung wie die Ausführungsform gemäß Fig. 7, und außerdem werden die Flipflops 15 _a und 15 _b durch das in Fig. 8B gezeigte Signal zurückgesetzt, so daß beispielsweise dann, wenn die den Eingängen 1 _a und 1 _b zugeführten Signale f₁ und f₂ gleichzeitig abfallen, beide Flipflops 15 _a und 15 _b sicher zurückgesetzt werden können.

Bei dem in Fig. 13 gezeigten Phasenvergleicher sind ferner Triggerimpulsgeneratoren 16 _a und 16 _b vorgesehen, und die Flipflops 15 _a und 15 _b werden jeweils durch die von diesen Generatoren erzeugten Triggerimpulse zurückgesetzt. In diesem Fall ist die Verzögerungszeit, die durch Inverter 16 _a2 und 16 _b2 bestimmt wird, welche in den entsprechenden Triggerimpulsgeneratoren 16 _a und 16 _b enthalten sind, mit 3τ gewählt. Wenn den Eingängen 1 _a und 1 _b das in Fig. 8A gezeigte Signal zugeführt wird, erzeugen die Inverter 16 _a2 und 16 _b2 an ihren Ausgängen das in Fig. 8D gezeigte Signal, so daß die NOR-Glieder 16 _a1 und 16 _b1 an ihren Ausgängen bei Abfall der den Eingängen 1 _a und 1 _b zugeführten Signale Triggerimpulse mit einer Impulsdauer von 3τ liefern, wie dies Fig. 8E zeigt. Dann werden diese Triggerimpulse den Rücksetzsignal-Eingangsklemmen R_b und R_a der Flipflops 15 _b und 15 _a zugeführt. Die anderen Elemente und Schaltungsteile entsprechen jenen der Ausführung gemäß Fig. 7.

Bei dem in Fig. 14 dargestellten Phasenvergleicher werden als NOR-Glieder 13 _a1 und 13 _b1, welche die Triggerimpulsgeneratoren 13 _a und 13 _b bilden, NOR-Glieder mit drei Eingängen verwendet, durch welche die Verknüpfungsschaltkreise aufgebaut sind, die dazu verwendet werden, das Setzen der Flipflops 15 _a und 15 _b zu sperren.

Bei den in den Fig. 13 und 14 gezeigten Ausführungsformen des Phasenvergleichers ist es möglich, die gleiche Funktion und Wirkung zu erzielen wie mit dem in Fig. 12 gezeigten Phasenvergleicher.

Fig. 15 zeigt ein weiteres Beispiel des Phasenvergleichers, bei welchem ein NOR-Glied 17 mit vier Eingängen zu dem Triggerimpulsgenerator gehört und die Verknüpfungsschaltungen zum Sperren des Setzens der Flipflops 15 _a und 15 _b bildet.

Bei dem in Fig. 16 gezeigten Phasenvergleicher werden UND-Glieder 13 _a3 und 13 _b3 mit drei Eingängen verwendet, welche die Triggerimpulsgeneratoren 13 _a und 13 _b und die Verknüpfungsschaltungen bilden, die zum Sperren des Setzens der Flipflops 15 _a und 15 _b verwendet werden. In diesem Fall erzeugen, wenn durch die Inverter 13 _a2 und 13 _b2 eine Verzögerungszeit von 2τ festgelegt ist, diese UND-Glieder 13 _a3 und 13 _b3 an ihren Ausgängen Triggerimpulse mit einer Impulsdauer von je 2τ beim Anstieg der den Eingängen 1 _a und 1 _b zugeführten Signale, wie in Fig. 8F gezeigt; diese Impulse werden den Setzeingängen Sa und Sb der Flipflops 15 _a und 15 _b zugeführt.

Auch bei den in den Fig. 15 und 16 gezeigten Ausführungsformen des Phasenvergleichers ist es möglich, die gleiche Funktion und Wirkung wie bei der Ausführung gemäß Fig. 7 zu erzielen.

Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform des Phasenvergleichers, bei welcher im Vergleich zu dem in Fig. 16 gezeigten Phasenvergleicher Triggerimpulsgeneratoren 18 _a und 18 _b hinzugefügt sind. Die von diesen Generatoren gelieferten Triggerimpulse werden den Rücksetzeingängen R_b und R_a der Flipflops 15 _b und 15 _a zugeführt.

Fig. 18 zeigt eine weitere Ausführungsform des Phasenvergleichers, bei welcher die Triggerimpulsgeneratoren 18 _a und 18 _b zusätzlich zu den Schaltungsteilen des in Fig. 15 gezeigten Phasenvergleichers vorgesehen sind. Die von dieser Generatoren gelieferten Triggerimpulse werden den Rücksetzeingängen R_b und R_a der Flipflops 15 _a und 15 _b zugeführt. Mit den in Fig. 17 und Fig. 18 gezeigten Ausführungsformen ist es ebenfalls möglich, die gleiche Funktion und Wirkungen wie bei den in den Fig. 16 und 15 gezeigten Ausführungsformen zu erhalten. Außerdem können die in Fig. 17 und 18 gezeigten Phasenvergleicher ohne Rücksicht auf den Verlauf der den Eingängen 1 _a und 1 _b zugeführten Signale f₁ und f₂ zufriedenstellend arbeiten. Im übrigen müssen bei den in den Fig. 15 und 16 gezeigten Ausführungsformen die Tastverhältnisse der Signale f₁ und f₂ weniger als 50% betragen.

Bei den dargestellten Ausführungsformen sind zwar die bistabilen Kippglieder bzw. Flipflops 15 _a und 15 _b usw. unter Verwendung von NOR-Gliedern aufgebaut; statt dieser NOR-Glieder können zu ihrem Aufbau jedoch auch NAND-Glieder verwendet werden. In diesem Fall sind nur die Phasen der Ausgangssignale S₀₁ und S₀₂ invertiert.

Claims

1. Phasenvergleicher
mit einem Signaleingang (1 _b) für die Aufnahme eines Eingangssignals, dessen Phase mit einem Bezugssignal zu vergleichen ist, welches einem Bezugssignaleingang (1 _a) zugeführt ist,
mit einem ersten und einem zweiten Verknüpfungsglied (14 _a, 14 _b; 13 _a3, 13 _b3), deren erstes (14 _a; 13 _a3) eingangsseitig das Bezugssignal (f₁) zugeführt erhält und deren zweites (14 _b; 13 _b3) eingangsseitig das Eingangssignal (f₂) zugeführt erhält und die jeweils zumindest noch einen zweiten Eingang aufweisen, und
mit zwei bistabilen Kippgliedern (15 _a, 15 _b), die jeweils einen Setzeingang (Sa, Sb), einen Rücksetzeingang (Ra, Rb), einen Ausgang (Qa, Qb) und einen invertierenden Ausgang (, ) aufweisen,
wobei das eine bistabile Kippglied (15 _a) mit seinem Setzeingang (Sa) mit dem Ausgang des ersten Verknüpfungsgliedes (14 _a; 13 _a3) verbunden ist,
wobei das andere bistabile Kippglied (15 _b) mit seinem Setzeingang (Sb) mit dem Ausgang des zweiten Verknüpfungsgliedes (14 _b; 13 _b3) verbunden ist und
wobei die bistabilen Kippglieder (15 _a, 15 _b) von ihren Ausgängen (Qa, Qb) Ausgangssignale abgeben, deren Tastverhältnis und Polarität dem Phasenunterschied zwischen dem Eingangssignal und dem Bezugssignal entsprechen,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Rücksetzeingang (Ra) des einen bistabilen Kippgliedes (15 _a) das Eingangssignal (f₂) und dem Rücksetzeingang (Rb) des anderen bistabilen Kippgliedes (15 _b) das Bezugssignal (f₁) zugeführt ist und
daß der invertierende Ausgang () des einen bistabilen Kippgliedes (15 _a) am zweiten Eingang des zweiten Verknüpfungsgliedes (14 _b, 13 _b3) und der invertierende Ausgang () des anderen bistabilen Kippgliedes (15 _b) am zweiten Eingang des ersten Verknüpfungsgliedes (14 _a; 13 _a3) angeschlossen ist.

2. Phasenvergleicher
mit einem Signaleingang (1 _b) für die Aufnahme eines Eingangssignals, dessen Phase mit einem Bezugssignal zu vergleichen ist, welches einem Bezugssignaleingang (1 _a) zugeführt ist,
mit einem ersten und einem zweiten Verknüpfungsglied (13 _a1, 13 _b1), deren erstes (13 _a1) eingangsseitig das Bezugssignal (f₁) zugeführt erhält und deren zweites (13 _b1) eingangsseitig das Eingangssignal (f₂) zugeführt erhält, und
mit zwei bistabilen Kippgliedern (15 _a, 15 _b), die jeweils einen Setzeingang (Sa, Sb), einen Rücksetzeingang (Ra, Rb) und einen Ausgang (Qa, Qb) aufweisen,
wobei das eine bistabile Kippglied (15 _a) mit seinem Setzeingang (Sa) mit dem Ausgang des ersten Verknüpfungsgliedes (13 _a1) verbunden ist,
wobei das andere bistabile Kippglied (15 _b) mit seinem Setzeingang (Sb) mit dem Ausgang des zweiten Verknüpfungsgliedes (13 _b1) verbunden ist und
wobei die bistabilen Kippglieder (15 _a, 15 _b) von ihren Ausgängen (Qa, Qb) Ausgangssignale abgeben, deren Tastverhältnis und Polarität dem Phasenunterschied zwischen dem Eingangssignal und dem Bezugssignal entsprechen,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Rücksetzeingang (Ra) des einen bistabilen Kippgliedes (15 _a) das Eingangssignal (f₂) und dem Rücksetzeingang (Rb) des anderen bistabilen Kippgliedes (15 _b) das Bezugssignal (f₁) jeweils in invertierter Form zugeführt ist und
daß der Ausgang (Qa) des einen bistabilen Kippgliedes (15 _a) mit einem zweiten Eingang des zweiten Verknüpfungsgliedes (13 _b1) und der Ausgang (Qb) des anderen bistabilen Kippgliedes (15 _b) mit einem zweiten Eingang des ersten Verknüpfungsgliedes (13 _a1) verbunden ist.

3. Phasenvergleicher
mit einem Signaleingang (1 _b) für die Aufnahme eines Eingangssignals, dessen Phase mit einem Bezugssignal zu vergleichen ist, welches einem Bezugssignaleingang (1 _a) zugeführt ist,
mit einem ersten und einem zweiten Verknüpfungsglied (14 _a, 14 _b), deren erstes (14 _a) eingangsseitig das Bezugssignal (f₁) zugeführt erhält und deren zweites (14 _b) eingangsseitig das Eingangssignal (f₂) zugeführt erhält und die jeweils einen zweiten Eingang aufweisen, und
mit zwei bistabilen Kippgliedern (15 _a, 15 _b), die jeweils einen Setzeingang (Sa, Sb), einen Rücksetzeingang (Ra, Rb) und einen Ausgang (Qa, Qb) aufweisen,
wobei das eine bistabile Kippglied (15 _a) mit seinem Setzeingang (Sa) mit dem Ausgang des ersten Verknüpfungsgliedes (14 _a) verbunden ist,
wobei das andere bistabile Kippglied (15 _b) mit seinem Setzeingang (Sb) mit dem Ausgang des zweiten Verknüpfungsgliedes (14 _b) verbunden ist und
wobei die bistabilen Kippglieder (15 _a, 15 _b) von ihren Ausgängen (Qa, Qb) Ausgangssignale abgeben, deren Tastverhältnis und Polarität dem Phasenunterschied zwischen dem Eingangssignal und dem Bezugssignal entsprechen,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Rücksetzeingang (Ra) des einen bistabilen Kippgliedes (15a) das Eingangssignal (f₂) und dem Rücksetzeingang (Rb) des anderen bistabilen Kippgliedes (15 _b) das Bezugssignal (f₁) zugeführt ist und
daß die zweiten Eingänge der beiden Verknüpfungsglieder (14 _a, 14 _b) mit dem Ausgang eines weiteren Verknüpfungsgliedes (17) verbunden sind, dem eingangsseitig das Bezugssignal (f₁), das Eingangssignal (f₂) und die Ausgangssignale der beiden bistabilen Kippglieder (15 _a, 15 _b) zugeführt sind.

4. Phasenvergleicher nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verknüpfungsglied (14 _a) und das zweite Verknüpfungsglied (14 _b) jeweils ein UND-Glied umfaßt.

5. Phasenvergleicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte weitere Verknüpfungsglied (17) ein NOR-Glied umfaßt.

6. Phasenvergleicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verknüpfungsglied (14 _a) das Bezugssignal (f₁) über einen Triggerimpulsgenerator (13 _a) zugeführt erhält.

7. Phasenvergleicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verknüpfungsglied (14 _b) das Eingangssignal (f₂) über einen Triggerimpulsgenerator (13 _b) zugeführt erhält.

8. Phasenvergleicher nach einem der Ansprüche 1, 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalzuführung zum Rücksetzeingang (Rb, Ra) des jeweiligen bistabilen Kippgliedes (15 _b, 15 _a) über einen Triggerimpulsgenerator (13 _b, 13 _a; 16 _b, 16 _a; 18 _b, 18 _a) erfolgt.

9. Phasenvergleicher nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerimpulsgenerator (13 _a, 13 _b; 16 _a, 16 _b) ein NOR-Glied (13 _a1, 13 _b1; 16 _a1, 16 _b1) aufweist, dessen einer Eingang das Eingangssignal bzw. das Bezugssignal direkt zugeführt erhält und dessen anderer Eingang das betreffende Signal über ein Invertierungsglied (13 _a2, 13 _b2; 16 _a2, 16 _b2) zugeführt erhält.

10. Phasenvergleicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalzuführung zum Rücksetzeingang (Ra; Rb) des jeweiligen bistabilen Kippgliedes (15 _a; 15 _b) vom Ausgang des Invertierungsgliedes (13 _b2; 13 _a2) des Triggerimpulsgenerators (13 _b, 13 _a) erfolgt, dessen NOR-Glied (13 _b1, 13 _a1) ausgangsseitig mit dem einen Eingang des ersten bzw. zweiten Verknüpfungsgliedes (14 _a, 14 _b) verbunden ist, welchen ausgangsseitig mit dem jeweils anderen bistabilen Kippgliedes (15 _b, 15 _a) verbunden ist.

11. Phasenvergleicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerimpulsgenerator (18 _a, 18 _b) ein UND-Glied aufweist, dessen einer Eingang das Eingangssignal bzw. das Bezugssignal direkt zugeführt erhält und dessen anderer Eingang das betreffende Signal über ein Invertierungsglied zugeführt erhält.

12. Phasenvergleicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verknüpfungsglieder (13 _a1, 13 _b1) zu zwei Triggerimpulsgeneratoren gehören.

13. Phasenvergleicher nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Triggerimpulsgenerator (13 _a3, 13 _b3) ein UND-Glied (13 _a1, 13 _b1) umfaßt, welches eingangsseitig das Eingangssignal bzw. das Bezugssignal zum einen direkt und zum anderen über ein Invertierungsglied (13 _a2, 13 _b2) zugeführt erhält und welches eingangsseitig außerdem mit dem invertierenden Ausgang (Qb, Qa) desjenigen bistabilen Kippgliedes (15 _b, 15 _a) verbunden ist, dessen Setzeingang (Sb, Sa) mit dem Ausgang des jeweils anderen UND-Gliedes (13 _b3, 13 _a3) verbunden ist.

14. Phasenvergleicher nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Triggerimpulsgenerator (13 _a, 13 _b) ein NOR-Glied (13 _a1, 13 _b1) umfaßt, welches eingangsseitig das Eingangssignal bzw. das Bezugssignal zum einen direkt und zum anderen über ein Invertierungsglied (13 _a2, 13 _b2) zugeführt erhält und welches eingangsseitig außerdem mit dem Ausgang (Qa, Qb) des jeweils anderen bistabilen Kippgliedes (15 _b, 15 _a) verbunden ist, dessen Rücksetzeingang (Rb, Ra) mit dem Ausgang des Invertierungsgliedes (13 _a2, 13 _b2) des betreffenden Triggerimpulsgenerators (13 _a, 13 _b) verbunden ist.

15. Phasenvergleicher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das eine bistabile Kippglied (15 _a) ein Paar von NOR-Gliedern umfaßt.

16. Phasenvergleicher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte andere bistabile Kippglied (15 _b) ein Paar von NOR-Gliedern umfaßt.