DE3213922A1

DE3213922A1 - Phase-locked loop-schaltung

Info

Publication number: DE3213922A1
Application number: DE19823213922
Authority: DE
Inventors: Satoshi Chofu Tokyo Yokoya
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1982-11-25
Also published as: JPH0352258B2; GB2100077B; AU553124B2; AU8258082A; FR2504328B1; GB2100077A; FR2504328A1; CA1168714A; US4525686A; KR900001814B1; NL8201583A; JPS57171845A

Description

-3-Phase-locked Loop-Schaltung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine PLL (phase-locked loop) - Schaltung, insbesondere auf eine PLL-Schaltung, die zur Verwendung in einer Demodulationsschaltung für einen AM (Amplitudenmodulations) - Stereophoniesignalempfänger u. dergl. geeignet ist.

In einer PLL-Schaltung, die für eine synchrone und orthogo-

nale Erfassung verwendet wird, beispielsweise in einer PLL-Schaltung für eine AM-Stereophoniesignal-Demodulation, wird, da eine Seitenbandkomponente, die in dem Eingangssignal enthalten ist, genügend stark gedämpft werden muß, um allein eine reine Trägerkomponente zu erzeugen, eine Schlei fenansprechfrequenz allgemein auf einen unteren Grenzwert einer Modulationsfrequenz, nämlich in einem Bereich von 20 bis 50Hz, eingestellt. Dementsprechend wird wegen des Fangbereiches der PLL-Schaltung oder dann, wenn die Frequenz des Eingangssignals aus dem Zustand heraus, in dem die PLL- Schaltung zunächst nicht verriegelt ist, geändert wird, ein variabler Bereich einer Schwingungsfrequenz, die von einem spannungsgesteuerten Oszillator (im folgenden einfach als VCO bezeichnet) in der PLL-Schaltung, die an ein solches Eingangssignal gebunden werden kann, erzeugt wird, äußerst eng. Als Ergebnis tritt ein Nachteil derart ein, daß ein Abstimmen auf ein AM-Stereophoniesignal durch eine manuelle Betätigung sehr schwierig wird und daß die Verriegelung durch eine Temperaturänderung, eine mechanische Schwingung oder dergl. verloren gehen kann. Aus diesem Grund ist ein AM-Stereophoniesignalempfanger mit einer derartigen PLL-Schaltung als Stand der Technik vorgeschlagen worden, bei der eine gewöhnliche Verriegelungs-Erfassungsschaltung oder ein Detektor vorgesehen ist, um ein Erfassungsausgangssignal zu erzeugen, durch das eine PLL-Konstante davon gesteu- ert wird, um die PLL-Schaltung derart zu schalten, daß diese einen Fangbereich von beispielsweise 5 bis 10 kHz, wenn die Verriegelung verloren gegangen i-.t, und einen engen Fangbereich einer vorbestimmten Bandbreite, wie dies zuvor

beschrieben worden ist, wenn die Verriegelung aktiv ist, haben kann.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine derartige PLL-Schaltung, wie sie zuvor beschrieben worden ist.

In der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 wird ein Zwischenfrequenz-Eingangssignal, das von einer Zwischenfrequenzstufe eines Stereophoniesignalempfängers (nicht gezeigt) an einer Eingangsklemme 1 bereitgestellt wird, an einen Hüllkurvendetektor 2 geliefert und von diesem hül1 kurvenmäßig erfaßt, wodurch es zu einem Summensignal (L+R) wird. Andererseits wird das Zwischenfrequenz-Eingangssignal außerdem an einen Amplitudenbegrenzer 3 geliefert, in dem eine AM-Komponente davon entfernt wird. Dieses Zwischenfrequenz-Eingangssignal, dessen AM-Komponente entfernt worden ist, wird durch eine PLL-Schal twng 4 zum Zwecke einer Phasenerf as^r.ung aufgenommen, um auf diese Welse ein Differenz-.ignal (L-K) zu erzeugen. Diese Signale (L+R) und (L-R) werden jeweils einer Matrixschaltung 5, die in der nächsten Stufe angeordnet ist, zugeführt.

Die PLL-Schaltung 4 besteht aus einem Multiplizierer 6 zum Phasenvergleich, einem spannungsgesteuerten Oszillator VCO 7, einem Tiefpaßfilter 8 einer aktiven TiefpaßfiIteranordnung, einer Schalteinrichtung 9 zum Schalten des Bandes und Widerständen 10 u. 11. In dieser PLL-Schaltung wird das Signal, dessen AM-Komponente beseitigt worden ist und das aus dem Amplitudenbegrenzer 3 gewonnen worden ist, mit dem signal, das von dem spannungsgesteuerten Oszillator VCO 7 geliefert wird, multipliziert, um das zuvor genannte Signal mit einer Phasendifferenz von 90° durch Verwendung des Multiplizierers 6 zu verriegeln, um auf diese Weise das Differenzsignal (L-R), das gewonnen werden soll, zu erzielen.

Das Summensignal (L+R) und das Differenzsignal (L-R) werden miteinander in der Matrixschaltung 5 gemischt oder zusammengesetzt, so daß ein Hauptkanal signal, nämlich ein Linkska-

~5 ~

nalsignal L und ein Nebenkanal signal, nämlich ein Rechtskanalsignal R, an deren Ausgangsklemmen 12 bzw. 13 erzeugt werden.

Außerdem wird das Ausgangssignal des Amplitudenbegrenzers 3 an eine Eingangsklemme eines weiteren Multiplizierers 15 geliefert, der eine Phasenvergleichsfunktion hat. An die andere Eingangsklemme dieses Multiplizierers 15 wird ein Signal geliefert, das das Signal ist, welches an der Ausgangsseite des spannungsgesteuerten Oszillators VCO 7 erzeugt wird, in seiner Phase von dem Zwischenfrequenz-Eingangssignal um 90° abweicht ist und dann in der Phase durch einen Phasenschieber 14 verschoben wird, um so zu einem Signal zu werden, das wiederum in Phase mit dem Zwischenfrequenz-Eingangssignal liegt.

Der Multiplizierer 15 vergleicht das Signal aus dem Amplitudenbegrenzer 3 phasenmäßig mit dem Signal, das diesem durch den Phasenschieber 14 zugeführt wird, wodurch der Multiplizierer dazu dient, sein durch Vergleich entstandenes Ausgangssignal an ein Tiefpaßfilter 16 zu liefern, das dann ein Gleichspannungssignal aufgrund des Verriegelungszustandes erzeugt, während es verhindert, daß das Gleichspannungssignal an der Ausgangsseite des Tiefpaßfilters erzeugt wird, wenn der Verriegelungszustand aufgehoben ist.

Das Ausgangssignal des Tiepaßfilters 16 wird einer Verriege· lungs-Erfassungsschaltung 17 zugeführt. Diese Verriege-1 ungs-Er("assungsschaltung 17 wirkt derart, daß dann, wenn das Gleichspannungssignal an der Ausgangsseite des Tiefpaßfilters 16 erscheint, oder im Verriegelungszustand das Ausgangssignal der Verriegelungs-Erfassungsschaltung 17 dazu dient, die Schalteinrichtung 9 mit der Seite ihres Kontaktes £ zu verbinden, um den Widerstand 10 in die Eingangsverbindung des Tiefpaßfilters 8 einzuschleifen, so daß der Fangbereich der PLL-Schaltung 4 verengt wird, um das vorbestimmte Band darzustellen, während dann, wenn das Gleichspannungssignal nicht an der Ausgangsseite des Tiefpaßfil-

ters 16 erscheint, nämlich dann, wenn die Verriegelung verloren gegangen ist, die Verriegelungs-Erfassungsschaltung 17 die Schalteinrichtung 9 von dem Kontakt £ weg auf die Seite ihres Kontaktes J^ schaltet, um den Widerstand 11, der einen Widerstandswert hat, der niedriger als der Widerstandswert des Widerstandes 10, der zuvor erläutert wurde, ist, in die Eingangsverbindung des Tiefpaßfilters 8 einzuschleifen, so daß der Fangbereich der PLL-Schaltung 4 vergrößert oder verbreitert werden kann.

Wenn das Eingangssignal, das dem Tiefpaßfilter 8 durch die Schalteinrichtung 9 zugeführt wird, als Vi und das Ausgangssignal davon als Vo angenommen wird, kann die Transferfunktion F(S) des Tiefpaßfilters 8 durch folgende. Gleichung ausgedrückt werden kann:

In der oben angegebenen Gleichung (1) bezeichnen der R, den Widerstandswert eines Widerstandes 8a, C die Kapazität eines Kondensators 8b, R₂ den Widerstandswert des Widerstandes 10 oder 11 und S eine komplexe Frequenz.

Aus der oben angegebenen Gleichung (1) ist ersichtlich, daß dann, wenn der Widerstandswert des Widerstandes 10 oder 11 verändert wird, die Transferfunktion F(S) des Tiefpaßfilters 8 verändert werden kann. Demzufolge kann dessen Band schaltbar in Abhängigkeit davon, ob die PLL-Schaltung 4 verriegelt ist oder aus der Verriegelung freigegeben ist, verändert werden.

Als Ergebnis wird das Widerstandsverhältnis zwischen den Widerständen 10 und 11 im wesentlichen auf 500:1 in Anbetracht der Tatsache, daß die Schleifenansprechfrequenz in einem Bereich von 20 Hz bis 10 kHz schaltbar ist, wie dies zuvor beschrieben worden ist, festgelegt.

Wie aus der oben gegebenen Beschreibung erkenntlich, ist,

"· ■ · * «ft

-ψ * t

-7-

da der AM-Stereophoniesignalempfanger die Schleifenverstärkung über einen sehr großen Bereich hinweg zu ändern hat, im Falle des Vorliegens einer Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 eine strenge Forderung bezüglich des Reihenwiderstandes bei der Schalteinrichtung 9 und eines Ableitungswider standes strikt gegeben. Zusätzlich kann die Verriegelung, wenn die Schalteinrichtung 9 eine Reihenabweichung hat und falls ihre Schaltzeit unbefriedigend ist, manchmal beim Umschalten ausgelöst werden. Aus diesem Grund ist es außer ordentlich schwierig, einen derartigen analogen Schalter als einen bipolaren linearen integrierten Schaltkreis IC auszubilden. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, müssen an der Außenseite des integrierten Schaltkreises MOSFETs (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren) usw. vorgese hen werden, wodurch die PLL-Schaltung durch hohe Herstel lungskosten teuer wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine PLL-Schaltung zu schaffen, die die zuvor genannten Mängel, mit denen Schaltungsanordnungen nach dem Stand der Technik behaftet sind, vermeiden kann. Desweiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine PLL-Schaltung zu schaffen, die als ein bipolarer linearer integrierter Schaltkreis ausgeführt werden kann. Außerdem liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine PLL-Schaltung zu schaffen, die ihre Schleifenverstärkung auf einfache Weise und gleitendüber einen weiten Bereich ändern kann. Zum anderen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine PLL-Schaltung zu schaffen, die mit ge- ringen Herstellungskosten gefertigt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist gemäß er vorliegenden Erfindung eine PLL-Schaltung vorgesehen, die einen Phasendetektor hat, der mit Ausgangssignalen einer Referenzsignal-Versorgungsquelle und eines spannungsgesteuerten Oszillators zum Erfassen einer Phasendifferenz zwischen den beiden Ausgangssi gnal en versorgt wird, wobei ein Tiefpaßfilter zum Empfangen eines Ausgangssignals des l'hasendetektors vorgese-

hen ist, wobei ein Ausgangssignal von dem Tiefpaßfilter dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, um dessen Schwingungsfrequenz an die Frequenz des Ausgangssignals der Referenzsignal-Versorgungsquel1e zu binden, und wobei eine Schaltung vorgesehen ist, die mit den Ausgangssignalen der Referenzsignal-Versorgungsquel1e und des spannungsgesteuerten Oszillators zum Erfassen des Zustandes, in dem die PLL-Schaltung verriegelt ist, versorgt wird. In dieser PLL-Schaltung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Tiefpaßfilter einen Different!al verstärker, der zumindest ein Paar von Transistoren hat, eine variable Stromversorgungsquelle, die auf der Seite der Emitter der Transistoren angeordnet ist, wobei die Basiselektroden des Paares von Transistoren mit dem Ausgangssignal des Phasendetektors versorgt werden, und ein Filterelement, das mit einem der Kollektoren des Paares von Transistoren verbunden ist, enthält und daß die variable Stromversorgungsquelle durch eine Phasenverriege-1ungs-Erfassungsschaltung derart gesteuert wird, daß dann, wenn die PLL-Schaltung verriegelt wird, der Fangbereich der PLL-Schaltung eng gemacht wird, während dann, wenn die Verriegelung ausgelöst wird, der Fangbereich derselben verbreitert wird.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der im folgenden anhand der Figuren gegebenen Beschreibung ersichtlich, wobei in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente und Teile bezeichnen.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für eine herkömmliche PLL-Schaltung.

Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Ausführungsbei spiels für eine PLL-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, welches AusfÜhrungsbeispiel auf eine Demodulatorschaltung für einen AM-Stereophoniesignalempfänger angewendet ist.

Fig. 3 - Fig. 7 zeigen Schaltungsanordnungen mit jeweils

einem anderen Ausführungsbeispiel für eine PLL-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung im einzelnen anhand von Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 sind Teile, die mit solchen in Fig. 1 korrespondieren, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden aus Gründen der Einfachheit nicht nochmals erklärt.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 20 allgemein eine PLL (phase-locked loop) - Schaltung, die einen Multiplizierer 21 zum Phasenvergleich, ein Tiefpaßfilter 22 zum Beseitigen einer Trägerkomponente, ein weiteres Tiefpaßfilter 23 zur schaltbaren Änderung des Bandes, eine Pufferschaltung 24 und einen spannungsgesteuerten Oszillator VCO 25 enthält. Der Multiplizierer 21 dieses Ausführungsbeispiels ist als ein zweifach abgeglichener Typ zur normalen Verwendung ausgebildet. Das Ausgangssignal des Amplitudenbegrenzers 3 wird an die Basis des einen von Transistoren 21a und 21b, die einen Different!al verstärker bilden, geliefert, und ein Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators VCO 25 wird an die Basiselektroden von zwei von Transistoren 21c, 21d und 21e, 21f, wobei jedes dieser Transistorenpaare einen Different!al verstärker bildet, oder an die Transistoren 21d und 21c geliefert, so daß Strom, der proportional zu der Phasendifferenz zwischen den beiden Ausgangssignalen ist, durch Lastwiderstände 21g und 21h fließt, die mit den Kollektoren der Transistoren 21c, 21e und 21d, 21f verbunden sind, wodurch eine Phasenfehlerspannung erzeugt wird.

Das Tiefpaßfilter 22, das bei der nächsten Stufe dieses Multiplizierers 21 angeordnet ist, besteht aus Widerständen 22a, 22b und einem Kondensator 22c, wobei die einen Enden der Widerstände 22a und 22b jeweils mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren der Transistoren 21c und 21e bzw. mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren der Transistoren 21d und 21f verbunden sind. Die anderen Enden der Widerstände 22a und 22b sind jeweils mit den Basiselektroden von als Puffertransi -

-ιοί stören wirkenden Iransistoren 23a und 23b einer Emitteriolger-Anordnung in dem Tiefpaßfilter 23 verbunden, und der Kondensator 22c ist mit den jeweiligen anderen Enden der Widerstände 22a und 22b gekoppelt.

Die jeweiligen Kollektoren der Transistoren 23a und 23b in dem Tiefpaßfilter 23 sind zusammen mit einer positiven Spannungsversorgungsquellen-Klemme +Vcc verbunden, und die jeweiligen Emitter dieser Transistoren sind beide über Widerstände 23c bzw. 23d geerdet und mit den Basiselektroden von Transistoren 23e bzw. 23f verbunden, die einen Differentialverstärker bilden. Die Kollektoren der Transistoren 23e und 23f sind jeweils über die KoI1 elktor/Emitter-Strecken von Transistoren 23g und 23h, die eine Stromsρiegelschaltung bilden, geerdet, und die jeweiligen Emitter der Transistoren 23e und 23f sind miteinander verbunden, um einen gemeinsamen Verbindungspunkt zu bilden. Dieser gemeinsame Verbindungspunkt ist sowohl über eine Konstantstromquelle 23i mit der positiven Spannungsversorgungsquel1en-Klemme +Vcc als auch über die Kollektor/Emitter-Strecke eines Transistors 23j mit derselben verbunden. Die Basis des Transistors 23j ist sowohl über eine Diode 23k mit der positiven Spannungsversorgungsquel1en-Klemme +Vcc als auch mit dem Kollektor eines Transistors 23& verbunden. Der Emitter des Transistors 235, ist über einen Widerstand 23m geerdet, und die Basis dieses Transistors ist mit der Ausgangsseite der Verriegelungs-Erfassungsschaltung 17 gekoppelt. Ein gemeinsamer Verbindungspunkt zwischen den jeweiligen Kollektoren der Transistoren 23f und 23h ist mit der Eingangsseite der Pufferschaltung 24 verbunden und außerdem über einen Widerstand 23n und einen Kondensator 23o geerdet, weiche Elemente als eine Last für die Transistoren 23e und 23f dienen.

Wenn die PLL-Schaltung 20 verriegelt ist, erzeugt die Verriegelungserfassungsschaltung 17 ein negatives Signal an ihrer Ausgangsseite. Dieses negative Signal wird der Basis des Transistors 23& zugeführt, der daraufhin seinen Schaltzustand "AUS" einnimmt, wodurch der Transistor 23j seinen

-πι Schaltzustand "AUS" einnimmt. Auf diese Weise fließt ein Konstantstrom, der durch die Konstantstromquelle 23i bestimmt ist, durch die Transistoren 23e und 23f.

Andererseits erzeugt die Verriegelungs-Erfassungsschaltung 17 dann, wenn die PLL-Schaltung aus ihrem Verriegelungszustand ausgelöst wird, ein positives Signal an ihrer Ausgangsseite, mit dem der Transistor 23 5, seinen Schaltzustand "EIN" einnimmt und in der Folge der Transistor 23j ebenfalls in seinen Schaltzustand "EIN" versetzt wird, so daß ein Ausgangsstrom von dem Transistor 23j zu den Transistoren 23e und 23f fließt. Kurz ausgedrückt heißt dies, daß die Konstantstromquelle 23i , die Transistoren 23j und 232, tatsächlich oder wirklich eine variable Stromversorgungsquelle bilden. In diesem Fall wird der Ausgangsstrom des Transistors 23j durch den Widerstand 23m bestimmt, der in die Emitterzuleitung des Transistors 23 I eingefügt ist.

Die Transferfunktion (F(S) dieses Tiefpaßfilters 23 kann angenähert durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden, wenn sein Eingangssignal als Vi bzw. sein Ausgangssignal als Vo angenommen wird:

In der oben angegebenen Gleichung (2) repräsentieren R den Widerstandswert des Widerstandes 23n, C die Kapazität des Kondensators 23o und re den Emitterwiderstand jeweils der Transistoren 23e und 23f. Außerdem hat der Emitterwiderstand re eine derartige Beziehung zu einem Emitterstrom ie, daß folgende Gleichung erfüllt ist:

• 0.026
_re = .__.

Dementsprechend kann, wenn die Ströme, die durch die Transi· stören 23e und 23f fließen, in Übereinstimmung damit, ob die PLL-Schaltung 20 verriegelt ist oder aus der Verriegelung ausgelöst ist, variiert werden, um dadurch den Emit-

terswiderstand re variieren zu können, die gleiche Operation, wie die, bei der die Werte der Widerstände 10 und 11 in der Schaltungsanordnung, die in Fig. 1 gezeigt ist, schaltbar verändert werden können, gleichwertig durchgeführt werden. Beispielsweise kann, wenn der Konstantstrom i aus der KonststromquelIe 23i zu 1 μΑ (im verriegelten Zustand) und der Strom, der durch den Transistor 23j fließt, wenn die Transistoren 23£ und 23j beide ihren Schaltzustand "EIN" eingenommen haben, zu 500 μΑ (in dem Zustand, in dem die; Verriegelung ausgelöst ist) angenommen wird, jeder der Emitterwiderstände re der Transistoren 23e und 23f um den Faktor 500 von 26 kfi zu 52Ω geändert werden.

Einhergehend mit den Änderungen der Emitterwiderstände re der Transistoren 23e und 23f wird die Verstärkung des Tiepaßfilters 23 klein, wenn die PLL-Schaltung 20 verriegelt wird, und groß, wenn sie aus dem Verriegelungszustand ausgelöst wird, so daß der Fangbereich der PLL-Schaltung 20 eng gemacht wird, wenn sie verriegelt wird, während der Fangbereich aufgeweitet wird, wenn sie aus dem Verriegelungszustand ausgelöst wird.

Andere Vorgänge, beispielsweise solche, durch die das Linkskanalsignal L und das Rechtskanal signal R erzeugt werden usw., werden aus Gründen der Einfachheit und weil sie die gleichen sind, wie sie in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ausgeführt werden, nicht beschrieben.

Wie zuvor beschrieben, verändern sich in diesom Ausführungsbeispiel, da das Ausgangssignal von der Verriegelungs-Erfassungsschaltung 17 fortlaufend geändert wird, wenn die PLL-Schaltung 20 verriegelt und aus dem Verriegelungszustand ausgelöst wird, die Ströme, die durch die Transistoren 23 £ und 23j fließen, in einer Folge. Auf diese Weise wirkt anders als bei der Schalteinrichtung 9 in der PLL-Schaltung 4 gemäß Fig. 1, die plötzlich schaltet, ein nur kleiner Schock auf die PLL-Schaltung 20 oder den Different!al verstärker, der aus den Transistoren 23e und 23f zusammenge-

setzt ist, ein, und die Konstantstromquelle 23i verhindert, daß Änderungen des Stroms an die Pufferschaltung 24 weitergegeben werden, so daß die Phasenverriegelung aufgrund des Schaltens des Stroms niemals verloren geht, selbst dann nicht, wenn eine geringfügige Gleichspannungs-Versetzung verbleibt. Die Verstärkung wird ebenfalls weich geschaltet, so daß der Abstimmvorgang leicht durchgeführt werden kann.

Fig. 3 bis Fig. 7 zeigen jeweils schematisch andere Ausführungsbeispiele für die PLL-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Anordnung des Tiefpaßfilters 23 jeweils geringfügig von einem zum anderen Ausführungsbeispiel unterschiedlich ist.

Im einzelnen ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 gezeigt, daß anstelle der Transistoren 23e und 23f in Fig. 2 Transistoren 23e' und 23f verwendet werden, die jeweils Multi-Emitter aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die großflächig ausgebildeten Emitter der Transistoren 23e' und 23f jeweils entsprechend miteinander und mit der Ausgangselektrode oder dem Kollektor des Transistors 23j verbunden. Dagegen sind die Emitter der Transistoren 23e' und 23f, die kleinflächig ausgebildet sind, miteinander und mit der Konstantstromquelle 23i verbunden.

Mit dieser Anordnung wird eine Schaltung erzielt, die gleichwertig einer Schaltung, die weiter unten beschrieben wird, ist, in welcher die Transistoren mit kleiner Kapazität für einen Strom mit einem kleinen Pegel aus der Konstantstromquel1e 23i angeschlossen sind, während die Transistoren mit großer Kapazität für den Ausgangsstrom mit großem Pegel aus dem Transistor 23j angeschlossen sind, so daß die Transistoren 23e' und 23f jeweils in einem charakteristischen Bereich mit linearem Verhalten betrieben werden können.

In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, sind dem Transistor 23e bzw. dem Transistor 23f weitere Transi-

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stören 23p bzw. 23q paral1 el geschaltet, wobei die jeweiligen Kollektoren der Transistoren 23e, 23p und der Transistoren 23f, 23q wechselseitig verbunden sind. Das eine Ende der Konstantstromquelle 23i ist mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den jeweiligen Emittern der Transistoren 23e und 23f verbunden, und der Kollektor des Transistors 23j ist mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den jewei 1 igenEmi ttern der Transistoren 23p und 23q verbunden. Mit einer Anordnung, die auf diese Weise getroffen ist, kann die PLL-Schaltung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls für einen großen Strom ähnlich wie die PLL-Schaltung, die in Fig. 3 gezeigt ist, verwendet werden.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind Dioden 23r und 23s in die betreffenden Emitterzuleitungen der Transistoren 23e und 23f eingefügt, wodurch die Linearität in bezug auf den Pegel des Eingangssignals verbessert wird, so daß der dynamische Bereich vergrößert oder aufgeweitet wird.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist den Dioden 23r und 23s jeweils ein Widerstand 23t bzw. 23u parallel geschal tet, welche Dioden in der Schaltungsanordnung in Fig. 5 bereits enthalten sind, was bedeutet, daß dem Emitterwiderstand re des Transistors 23e bzw. des Transistors 23f im wesentlichen ein fester Widerstand zugefügt wird. Auf diese Weise wird der variable Bereich des Strom verengt, um eine große Änderung des Widerstands erzielen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind die Widerstände 23t und 23u in die Emitterzuleitungen der Transistoren 23p und 23q, die in der Schaltungsanordnung in Fig. 4 gezeigt sind, eingefügt. Diese Widerstände 23t und 23u können sicherlich in die Emitterzuleitungen der Transistoren 23e und 23f oder in die Zuleitungen zu den gemeinsamen Verbindungspunkten bei der Konstantstromquelle 23i und dem Transistor 23j eingefügt werden. Der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen den jeweiligen Emittern der Transistoren 23e und 23f und der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen den jewei-

!igen Emittern der Transistoren 23p und 23q können auf die gleiche Weise wie in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 angeordnet sein. Entsprechend diesem Aufbau der PLL-Schaltung gemäß Fig. 7 kann sogar dann, wenn die Änderung des Stroms nicht so groß ist, eine relativ große Widerstandsänderung wie in der Schaltungsanordnung, die zuvor anhand von Fig. 6 betrachtet wurde, erzielt werden.

Wie zuvor beschrieben, kann die PLL-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, da eine Vorspann-Stromversorgungsquelle für den Different!al verstärker, der ein Tiefpaßelement, beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand usw., als Last hat, durch das Phasen-Verriegelungs-Erfassungssignal gesteuert wird, um die Ansprechgeschwindigkeit der phasenverriegelten Schleife zu variieren, als ein integrierter Schaltkreis des bipolaren linearen Typs aufgebaut werden. Daraus ergibt sich, daß im Unterschied zum Stand der Technik keine teueren MOSFETs als Schalteinrichtung in der herkömmlichen PLL-Schaltung benötigt werden. Demzufolge kann die PLL-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung bei ; niedrigen Kosten hergestellt werden.

Außerdem wird, da die Konstante der Schaltung durch Ausnutzung der Emitterwiderstände der Transistoren, die den Dif- ^i 25 ferential verstärker bilden, sequentiell geändert wird, das Band weich geschaltet, und das Signal wird sogar dann, wenn eine geringfügige Gleichspannungsverschiebung existiert, nur wenig durch diese Gleichspannungsverschiebung beeinflußt, so daß der Verriegelungszustand der PLL-Schaltung ι 30 niemals aufgrund eines Schaltvorgangs verloren geht.

Desweiteren kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Ver-Stärkung leicht und weich über den breiten Bereich vari-

iert werden, so daß die Betriebseigenschaft usw. des AM-Ste-■; ³⁵ reophoniesignalempfängers bezüglich des Abstimmens verbes-' sert werden kann.

Während die zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele für die

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PLL-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Demodulationsschaltung eines AM-Stereophoniesignalempfängers angewendet sind, ist es nicht notwendig, besonders darauf hinzuweisen, daß die PLL-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben erläuterte Schaltung beschränkt ist, sondern daß sie ebenfalls auf andere Schaltungen und elektronische Einrichtungen oder Apparaturen, welche eine vergleichbare Funktion aufweisen, angewendet werden kann.

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Die oben gegebene Beschreibung betrifft nur ein einziges bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung, bei dem geringfügigte Änderungen gemäß den verschiedenen Figuren vorgenommen sind. Es ist jedoch ersichtlich, daß viele Modifikationen und Variationen durch den Fachmann ausgeführt werden können, ohne daß dazu der allgemeine Erfindungsgedanke oder der Schutzumfang für die neuen Konzepte verlassen werden müßte. Der Schutzumfang für die vorliegende Erfindung ist nur durch die Ansprüche bestimmt.

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Patentanwalt

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35

/Th

Leerseite

Claims

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku, Tokyo, JAPAN

Ansprüche:

(l/ PLL (phase-locked loop) - Schaltung, bei der ein Phasendetektor vorgesehen ist, der ra.it Ausgangssignalen einer Referenzsignal-Versorgungsquelle und eines spannungsgesteuerten Oszillators zum Erfassen eine Phasendifferenz zwischen den beiden Ausgangssignalen versorgt wird, wobei ein Tiefpaßfilter zum Empfangen eines Ausgangssignals des Phasendetektors vorgesehen ist, wobei ein Ausgangssignal des Tiefpaßfilters dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird, um dessen Schwingungsfrequenz an die Frequenz des Ausgangssignals der Referenzsignal-VersorgungsquelIe zu binden, und wobei ein Mittel vorgesehen ist, das mit den Ausgangssignalen der Referenzsignal-VersorgungsquelIe und

15'des spannungsgesteuerten Oszillators zum Erfassen des Zustandes, in dem die PLL-Schaltung verriegelt ist, versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter einen Differential verstärker, der zumindest ein Paar von Transistoren (23e, 23f) hat, eine variable Stromversorgungsquelle, die auf der Seite der Emitter der Transistoren (23e, 23f) vorgesehen ist, wobei die Basiselektroden des Paares von Transistoren (23e, 23f) mit dem Ausgangssignal des Phasendetektors versorgt werden, und ein Filterelement, das mit einem der Kollektoren des Paares von Transistören (23e, 23f) verbunden ist, enthält und daß die variable Stromversorgungsquelle durch ein Phasenverriegelungs-Erfassungsmittel gesteuert wird, wodurch dann, wenn die PLL-Schaltung (20) verriegelt ist, der Fangbereich der PLL-

Schaltung (20) verengt wird, während dann, wenn die Verriegelung verloren geht, der Fangbereich derselben verbreitert wi rd.
2. PLL-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromspiegelschaltung (23g, 23h) mit den Kollektoren des Paares von Transistoren (23e, 23f), die den Differential verstärker bilden, verbunden ist.
3. PLL-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Transistoren, das den Differential Verstärker bildet, aus MuI ti-Emitter-Transistören (23e*, 23f) besteht, daß Emitter mit kleiner Fläche miteinander und mit einer Konstantstromquelle (23i) verbunden sind und daß die Emitter mit größerer Fläche miteinander und mit dem Kollektor eines Transistors (23j) verbunden sind, der durch ein Phasenverriegelungs-Erfassungssigna1 gesteuert wird.
4. PLL-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differential verstärker aus einem ersten Paar von Transistoren mit einem ersten und einem zweiten Transistor (23e, 23f) und einem zweiten Paar von Transistoren mit einem dritten und einem vierten Transistor (23p, 23q) gebildet ist, daß die Basiselektroden des ersten und des dritten Transistors (23e, 23p) miteinander verbunden sind, daß die Kollektoren dieser Transistoren (23e, 23p) miteinander verbunden sind, daß die Basiselektroden des zweiten und des vierten Transistors (23f, 23q) miteinander verbunden sind, daß die Kollektoren dieser Transistoren (23f, 23q) miteinander verbunden sind, daß die Emitter des dritten und des vierten Transistors (23p, 23q) an eine kleine Konstantstromquelle (23i) angeschlossen sind und daß die Emitter des ersten und des zweiten Transistors (23e, 23f) miteinander und mit dem Kollektor eines fünften Transistors (23j), der die variable Stromversorgungsquelle bildet, verbunden sind.