DE3411883A1 - Einstellbarer, phasenverriegelter frequenzgenerator - Google Patents

Einstellbarer, phasenverriegelter frequenzgenerator

Info

Publication number
DE3411883A1
DE3411883A1 DE19843411883 DE3411883A DE3411883A1 DE 3411883 A1 DE3411883 A1 DE 3411883A1 DE 19843411883 DE19843411883 DE 19843411883 DE 3411883 A DE3411883 A DE 3411883A DE 3411883 A1 DE3411883 A1 DE 3411883A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
phase
controlled oscillator
digital
adjustable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843411883
Other languages
English (en)
Inventor
Karel 7514 Eggenstein Kuchynka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19843411883 priority Critical patent/DE3411883A1/de
Publication of DE3411883A1 publication Critical patent/DE3411883A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/183Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number
    • H03L7/187Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number using means for coarse tuning the voltage controlled oscillator of the loop
    • H03L7/189Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number using means for coarse tuning the voltage controlled oscillator of the loop comprising a D/A converter for generating a coarse tuning voltage

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

  • Einstellbarer, phasenverriegelter Frequenzgenerator
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen einstellbaren, phasenverriegelten Frequenzgenerator, bei dem das Ausgangssignal. eines spannungsgesteuerten Oszillators in einem einstellbaren Frequenzuntersetzer auf die Frequenz des Ausgangssignals eines Referenzoszillators untersetzt und zusammen mit dem Ausgangssignal des Referenzoszillators einem Frequenz- und Phasenvergleicher zugeführt ist, wobei ein eventuelles Fehlersignal des Vergleichers den spannungsgesteuerten Oszillator nachregelt.
  • Derartige phasenverriegelte Frequenzgeneratoren sinci auch unter dem Namen "Phase Locked Loop (PLL)-Schaltungen" bekannt. Sie können dadurch zur Synthese von Frequenzen dienen, daß, ausgehend von einer stabilen Referenzfrequenz eines Quarzoszillators, die Frequenz des Ausgangssignals eines spannungsgesteuerten Oszillators über einige einstellbare Zählerstufen als Frequenzuntersetzer heruntergeteilt wird und mit der Frequenz des Quarzoszillators in einem Frequenz- und Phasenvergleicher verglichen wird. Das Ausgangssignal des Phasenvergleichers steuert dann über ein Filter den Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators so, daß das Ausgangssignal des frequenzuntersetzenden Zählers am Eingang des Frequenz- und Phasenvergleichers der Impulsfolge des Referenzoszillators in Phase und Frequenz gleich ist.
  • Dabei wird vom Frequenz- und Phasenvergleicher, wenn die Frequenz oder die Phase des frequenzgeteilten Signals von der Referenzfrequenz abweicht, eine Anzahl von Pulsen produziert, die der Differenz der beiden Eingangsfrequenzen des Vergleichers entspricht. Die Pulslänge der Ausgangsimpulse des Phasenvergleichers entspricht der Phasen- differenz der beiden Eingangssignale.
  • Die Ausgangsimpulse des Frequenz- und Phasenvergleichers werden in einem aktiven Filter, der als Integrator wirkt, integriert und dem Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators zugeführt. Die Polarität dieser Steuerspannung ist so festgelegt, daß eine Ausregelung der Frequenzdifferenz der miteinander verglichenen Signale auf Null erzielt wird. Die Stabilisierung der Schleife erfolg-t über eine konstante Phasendifferenz.
  • Ein phasenverriegelter Frequenzgenerator besitzt im verriegelten Zustand ähnliche Eigenschaften wie ein Schwingkreis. So kann für die PLL-Schleife eine Dämpfung und eine Resonanzfrequenz definiert werden. Beide Parameter sind von der Gesamtverstärkung innerhalb der Schleife, der Verstärkung im Frequenz- und Phasenvergleicher und von der Dimensionierung des integrierenden Filters abhängig.
  • Soll ein phasenverriegelter Frequenzgenerator in einem großen Frequenzbereich einstellbar sein und in seinen Regelverhalten über den ganzen Bereich stabil bleiben, so führt das zu einer für viele Fälle unvertretbar langen Einstellzeit nach einer Umstellung der zu synthetisierenden Frequenz durch Änderung des in den voreingestellten, frequenzuntersetzenden Zähler eingegebenen Zahlenwertes.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen einsteGlbaren, phasenverriegelten Frequenzgenerator, wie er eingangs beschrieben ist, so zu verbessern, daß seine Einstellzeit nach einer Neueinstellung der Frequenz des Ausgangssignals wesentlich verkürzt wird.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Mlßnahen.
  • Durch das Einführen einer Korrekturgröße, die zusätzlich zu der über die Regel schleife erzeugten Stellgröße dem Stelleingang zugeführt ist, wird eine beschleunigte Einstellung des spannungsgeregelten Oszillators auf eine neu eingestellte Frequenz erzwungen.
  • Zweckmäßig wird das Ausgangssignal des Digital-Analog-Konverters dem spannungsgesteuerten Oszillator zusammen mit dem Fehlersignal des Vergleichers über eine Summierschaltung zugeführt.
  • Sol] die Frequenz des Ausgangssignals des Frequenzgenerators in einem großen Frequenzbereich einstellbar sein, so ist es zweckmäßig, als Digital-Analog-Konverter einen integrierten Konverter vorzusehen.
  • Bei nicht so großem Einstellbereich kann es dagegen zweckmäßig sein, einen Digital-Analog-Konverter mib diskreten, entsprechend gewichteten Widerständen innerhalb einer Summierschaltung zu realisieren.
  • Die Erfindung wird anhand von drei Figuren erläutert.
  • Figur 1 stellt eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dar.
  • In Figur 2 ist eine Ergänzungsschaltung, bei der die Erfindung verwertet ist, gezeigt.
  • Figur 3 stellt eine Abwandlung dieser Ergänzungsschaltung dar.
  • In Figur 1 ist einem spannungsgesteuerten Oszillator VCO am Ausgang A ein frequenzverriegeltes, phasenstabiles Signal f zu entnehmen. Das gleiche Signal liegt auch am Eingang eines Voruntersetzers PSC, dessen Ausgangssignal Zähleingängen zweier Rückwärtszähler Z1 und Z2 zugeführt ist. Ein Ausgang für das Nullsignal des Zählers Z1 liegt an einem von zwei Eingängen eines Frequenz- und Phasenvergleichers FV, dessen anderer Eingang vom Signal fR eines quarzstabilisierten Referenzoszillators RO beauf- schlagt ist. Der Ausgang des Frequenz- und Phasenvergleichers PV ist mit dem Eingang eines Filters FT verbunden, dessen Ausgang mit dem Steuereingang des spannungsabhängigen Oszillators VCO in Verbindung steht.
  • über Einstellbiteingänge der. Zähler Z1 und Z2 können diesen Zählern bestimmte Zahlenwerte N1 bzw. N2 eingegeben werden. Ein Signalausgang für das Nullsignal des Zählers Z2 ist an einen Einstelleingang des Voruntersetzers PSC gelegt. Das Nullsignal des Zählers Z1 steuert über Load-Eingänge der Zähler Z1 und Z2 die Übernahme der Einstellzahlenwerte N1 bzw. N2.
  • Die im folgenden beschriebene Funktion der Schaltung nach Figur 1 soll in dem Augenblick beginnen, in dem die Rückwärtszähler Z1 und Z2 durch ein Load-Signal die an den Einstelleingängen anstehenden Zahlenwerte übernomlner haben.
  • Der spannungsgesteuerte Oszillator soll ein Signal mit der vorgesehenen Frequenz abgeben, und der Frequenzgenerator, also auch die PLL-Schleife, soll in einem stabilen, verriegelten Zustand sein.
  • Die vom spannungsgesteuerten Oszillator VCO ausgehenfle Frequenzfolge wird im Voruntersetzer PSC aufsummiert.
  • Der Voruntersetzer ist zu diesem Zeitpunkt auf eine Untersetzung P = 11 eingestellt. Deshalb wird der Zähler 72 mit 11 N2 Impulsen die Stellung "O" erreichen. Das Nullsignal des Zählers Z2 stellt daraufhin den Voruntersetzer PSC auf eine Untersetzung P = 10 um und blockierL gleichzeitig den Zähler Z2 für weitere Eingangssignale.
  • Der Zähler Z1 läuft bis dahin parallel mit dem Zähler Z2.
  • Deshalb ist sein Zustand in diesem Augenblick N1 - N2. b da erreicht er den Null-Stand nach 10 (N1 - N2) Impulsen des spannungsgesteuerten Oszillators VCO. Beim St.arlf1 "0" des Zählers Z1 wird in diesem Zähler ein Load-Tmpuis erzeugt, der beide Zähler wieder mit den an ihren Einstellbiteingängen anliegenden Zahlenwerten einstellt.
  • Gleichzeitig wird mit dem Load-Impuls des Zählers Z1 der Frequenz- und Phasenvergleicher PV an dem dafür vorgesehenen Eingang beaufschlagt und der Voruntersetzer PSC wieder auf die Untersetzungszahl P = 11 gesetzt. Wenn der Frequenz- und Phasenvergleicher PV eine Frequenz-oder Phasendifferenz zwischen den Load-Impulsen des Zählers Z1 und dem Referenzsignal fR aus dem Referenzoszillator RO ermittelt, werden im Frequenz- und Phasenvergleicher Korrekturimpulse erzeugt, die über das Filter FT integriert werden und den Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators beaufschlagen. Die Frequenz f des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators VCO ist mit der für das Leerzählen des Zählers Z1 benötigten Anzahl von Ausgangsimpulsen dieses Oszillators VCO, nämlich 10 (N1 - N2) + 11 N2 = 10 N1 - 10 N2 11 N2 = 10 N1 + N2, f = fR (10 . N1 + N2) Bei einem Ausführungsbeispiel soll angenommen werden, daß die Frequenz des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators VCO zwischen 2 NHz und 20 NHz einstellbar sein soll. Es soll als Einstellwert 12,558 NHz vorgegeben sein. Die Referenzfrequenz fR sei 1 kHz.
  • Der Zähler Z1 wird mit der Zahl 1235 eingestellt, der Zähler Z2 mit 8.
  • Der Zähler Z2 steuert den Voruntersetzer PSC so lange auf eine Untersetzungszahl P = 11, bis der Zähler Z2 leergezählt ist. Es müssen deshalb bis zu diesem Zeitpunkt vom spannungsgesteuerten Oszillator VCO 8 . 11 Impulse abgegeben werden. Ab diesem Ereignis wird vom Nullsignal des Zählers Z2 der Voruntersetzer PSC auf eine Untersetzungszahl P = 10 eingestellt. Parallel zum Zähler Z2 wurde auch der Zähler Z1 um 8 Impulse entleert. Sein Inhalt beträgt also jetzt 1227. Es müssen demnach noch 10 # 1227 Impulse vom spannungsgesteuerten Oszillator VCO ankommen, damit ein Ausgangsimpuls des Zählers Z1 erzeugt wird. Insgesamt werden also 8 11 + 1227 # 10 = 88 + 12270 = 12358 Impulse vom spannungsgesteuerten Oszillator VCO generiert, bis vom Nullausgang des Zählers Z1 ein Impuls am entsprechenden Eingang des Frequenz- und Phasenvergleichers ankommt. Da die Referenzfrequenz 1 kliz ist, muß die Frequenz des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators f = 12,358 NHz betragen.
  • Nach einem Umprogrammieren der Zähler Z1 und Z2 läuft der spannungsgesteuerte Oszillator VCO zunächst mit der vorher vorgegebenen Frequenz. Je nach Richtung der Änderurlg der vorgegebenen Zahlen werden mehr oder weniger Impulse des spannungsgesteuerten Oszillators VCO benötigt, um di beiden Zähler Z1 und Z2 auf Null zu bringen. Die deshalb im Frequenz- und Phasenvergleicher entstehende Dit renz wird in einen neuen Wert der Steuerspannung für den spannungsgesteuerten Oszillator VCO umgeformt, bis schließlich die gesamte Schaltung auf der neu eingestellten Frequenz einrastet. Dieser Vorgang kann mehrere Perioden rier Referenzfrequenz fR dauern, weil die Filterschaltung m aus Gründen der Schleifenstabilität eine Zeitkonstante aufweist, die länger ist als die Periode der Referenzfrequenz fR.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 2 wird das Blockschaltbild nach Figur 1 durch zwei Schalteinheiten ergänzt. Die Einstellbitanschlüsse des Zählers Z1 sind mit den Biteingängen eines Digital-Analog-Konverters DAC verbunden. Der Analogausgang dieses Konverters steht über einen Widerstand mit dem Eingang eirler Summierschaltung SU in Verbindung. Am gleichen Eingang liegt über einen Widerstand auch der Ausgang des Filters ET. Der Ausgang der Summierschaltung SU, die in einem über einen Widerstand rückgekoppelten Operationsverst;irker besteht, liegt am Steuereingang des sp3nnurlgsgesteue- ten Oszillators VCO. Es wird also zur Steuerung des spannungsgesteuerten Oszillators VCO die Summe der aus dem Frequenz- und Phasenvergleicher PV stammenden Regelspannung und einer aus dem Digital-Analog-Konverter DAC abgeleiteten zusätzlichen Spannung benutzt. Diese Lösung stellt einen direkten Zusammenhang zwischen der zusätzlich zugeführten Spannung aus dem Digital-Analog-Konverer DAC und einer in dem Zähler Z1 neu eingestellten Frequenz dar. Der Digital-Analog-Konverter DAC wird unmittelbar mit der neu eingestellten Zahl N1 beaufschlagt, welche die neue Frequenz f definiert. Sein Analogausgang ändert sich in der erwarteten Richtung und Größe, wobei die Einstellzeit des integrierenden Filters FT umgangen und dadurch die Gesamteinstellzeit der Schleife verkürzt wird.
  • Dies findet statt, ohne daß die Stabilität der gesamten Schleife verschlechtert wird. Es können Verkürzungen der Einstellzeit um den Faktor 50 bis 100 erreicht werden.
  • In Figur 3 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel für die zusätzl..ichen Schalteinheiten dargestellt, bei dem die Diital-Analog-'."Jandlung des Zählerstandes des Zählers Z1 direkt durch entsprechend gewichtete Widerstände an den Einstellbiteingängen des Zählers Z1 erzielt wird. Die Ausgänge der Widerstände sind parallel geschaltet und, wie im Beispiel der Figur 2, mit dem Eingang der Summierschaltung verbunden.
  • 4 Patentansprüche 3 Figuren

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1 !Einstellbarer, phasenverriegelter Frequenzgenerator, bei dem das Ausgangssignal eines spannungsgesteuerten Oszillators in einem einstellbaren Frequenzuntersetzer auf die Frequenz des Ausgangssignals eines Refererizoszillators untersetzt und zusammen mit dem Ausgan.-signal des Referenzoszillators einem Frequenz- und Phase vergleicher zugeführt ist, wobei ein eventuelles Fehlersignal des Frequenz- und Phasenvergleichers den spannutI';:: gesteuerten Oszillator nachregelt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ausgangsspannung eines Digital-Analog-Konverters (DAC), dessen Biteingänge mit Einstellbiteingängen für die höherwertigen Bits des Frequenzuntersetzers verbunden sind, zusammen mit deili Eehlersignal des Vergleichers (PV) an den Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) gelegt ist.
  2. 2. Einstellbarer, phasenverriegelter Frequenzgenerator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Kot verters (DAC) über eine Summierschaltung (SU) an den Steuereingang. des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) gelegt ist.
  3. 3. Einstellbarer, phasenverriegelter Prequenzgenerator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Digital-Analog-Konverter (D.(n) ein integrierter Digital-Analog-Konverter dient.
  4. 4. Einstellbarer, phasenverriegelter Frequenzgenerator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Digital-Analog-Konverter ein aus diskreten, gewichteten Widerständen bestehender Digital-Analog-Konverter vorgesehen ist.
DE19843411883 1984-03-30 1984-03-30 Einstellbarer, phasenverriegelter frequenzgenerator Withdrawn DE3411883A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843411883 DE3411883A1 (de) 1984-03-30 1984-03-30 Einstellbarer, phasenverriegelter frequenzgenerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843411883 DE3411883A1 (de) 1984-03-30 1984-03-30 Einstellbarer, phasenverriegelter frequenzgenerator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3411883A1 true DE3411883A1 (de) 1985-10-10

Family

ID=6232141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843411883 Withdrawn DE3411883A1 (de) 1984-03-30 1984-03-30 Einstellbarer, phasenverriegelter frequenzgenerator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3411883A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0210124A1 (de) * 1985-07-19 1987-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Kalibrieren eines einstellbaren Frequenzgenerators
DE3539493A1 (de) * 1985-11-07 1987-05-14 Licentia Gmbh Phasenregelschleife
DE4204229A1 (de) * 1992-02-13 1993-08-19 Katek Kabel Kommunikations Anl Phasennormal-steuergenerator
US6839548B1 (en) * 1996-03-01 2005-01-04 International Business Machines Corporation Radio transmitter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0210124A1 (de) * 1985-07-19 1987-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Kalibrieren eines einstellbaren Frequenzgenerators
DE3539493A1 (de) * 1985-11-07 1987-05-14 Licentia Gmbh Phasenregelschleife
DE4204229A1 (de) * 1992-02-13 1993-08-19 Katek Kabel Kommunikations Anl Phasennormal-steuergenerator
US6839548B1 (en) * 1996-03-01 2005-01-04 International Business Machines Corporation Radio transmitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006047958A1 (de) Generator für eine exakte Dreieckssignalform
DE1964912C3 (de) Frequenz-Synthesizer
EP1433249A2 (de) Abgleichverfahren für eine nach dem zwei-punkt-prinzip arbeitende pll-schaltung und pll-schaltung mit einer abgleichvorrichtung
DE3046486C2 (de) Verfahren zum Vermindern des Rauschens eines digital einstellbaren Frequenzerzeugers und danach arbeitender Frequenzerzeuger
DE2623783B2 (de) Überlagerungsempfänger für mehrere Frequenzbänder mit digital steuerbarem Normalfrequenzgenerator und einer Digitalanzeige der Empfangsfrequenz
DE2706224C2 (de) Digital einstellbarer Frequenzgenerator
DE3202733C2 (de)
DE2943510C2 (de) Phasengeregelter Hochfrequenzoszillator
DE1766866B1 (de) Frequenzsynthetisator unter verwendung von regelschleifen
EP0868784B1 (de) Mischoszillator mit einem phasengerasteten regelkreis für einen rundfunkempfänger
DE3411883A1 (de) Einstellbarer, phasenverriegelter frequenzgenerator
DE4220296B4 (de) Schaltungsanordnung zur Unterdrückung schmalbandiger Störsignale
DE2932049A1 (de) Frequenz- und phasengeregelter hochfrequenzoszillator
EP0330984B1 (de) Split-Loop-Filter
EP0025876A1 (de) Mehrkanaliges Funksprechgerät
DE2856397C2 (de) Schaltungsanordnung zur Erzielung eines Gleichlaufs zwischen der Oszillatorfrequenz und der Resonanzfrequenz des Eingangskreises eines Überlagerungsempfängers.
DE2406774B2 (de) Elektronischer Frequenzzähler
EP0555804A1 (de) Schaltungsanordnung zum Regeln der Frequenz der von einem Quarzoszillator abgegebenen Oszillatortaktsignale
DE2919994C2 (de) Digitaler Frequenz-Synthetisierer
DE838788C (de) Anordnung zur Erzeugung und Messung von Frequenzen
DE2354871C3 (de) Schaltung zum Gewinnen einer Stellgleichspannung für die Phasenregelung eines Oszillators
DE3006632C2 (de)
DE2953957C2 (de) Gerät zum Verarbeiten von Signalen
DE60021315T2 (de) Funksender
DE1766866C (de) Frequenzsyntheü'sator unter Verwendung von Regelschleifen

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee