DE3447118A1

DE3447118A1 - Pll-frequenzmodulator

Info

Publication number: DE3447118A1
Application number: DE19843447118
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 7900 Ulm Fendler; Dietrich Dipl.-Ing. 7915 Elchingen Kubetzko; Karl Dipl.-Ing.(FH) 7486 Scheer Wetz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Priority date: 1984-12-22
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1986-07-10
Also published as: DE3447118C2

Description

PLL-Frequenzmodulator
Die Erfindung betrifft einen PLL-Frequenzmodulator n.ach dem Oberbegriff des An.spruchs 1.
Bei der Realisierung eines PLL-Frequenznlodulators - PLL steht für "PHASE LOCKED LOOP" und bedeutet eine phasensynchronisierte Hegelschleife - nach FIG. 1, wobei die Frequenz des Trägers über den einstellbaren Teilerfaktor N variabel ist, tritt der störende Effekt auf, daß sich trotz konstanter Amplitude des Modulation.ssignals der daraus resultierende Frequenzhub des Trägers in Abhängigkeit seiner Frequenz ändert.
Der PLL-FM-Modulator nach FIG. 1 mit dem VCO (VOLTAGE-~ONTROLLED-OSCILLATOR) nach FIG. 2, dargestellt durch einen mittels Kapazitätsdioden in seiner Frequenz variablen LC-Oszillator, funktioniert wie folgt: Der VCO (FIG. 2), dem Stand der Technik entsprechend, kann über zwei Eingänge Mod und St durch das Anlegen der Spannungen UST und Mod i n seiner Frequenz verändert werden.
Über den Eingang St kann die Frequenz des Oszillators in einem vorgegebenen Bereich eingestellt werden.
Der Eingang Mod dient zur Mo1ulation, wobei der Verstimmungsbereich gegenüber dem des Eingangs St um mehrere Größenordnungen geringer ist.
Der Regelkreis (FIG. 1) h; lt den VCO nuf der gewählten Frequenz 1 = i:q N fest. Der VCO und der Quarzoszillator sind dann phasenstarr miteinander verkoppelt.
Die Grenzfrequenz der Regelschleife wird so gewählt, daß sie unterhalb des Modulationsfrequenzbandes liegt. Alle Störungen der Schleife - als solche gilt auch die Modulation - deren Frequenz außerhalb der Schleifenbandbreite liegt, können von der Schleife nicht mehr ausgeregelt werden und wirken sich voll auf die Frequenz des VCO's aus; die Schleife ist bezüglich dieser Störungen zu langsam.
Daraus folgt: Übersteigt die Frequenz der an den Modulationseingang gelegten Spannung die Grenzfrequenz der Schleife, so wird letztere unwirksam und der VCO von der ModulationsspannuRg so moduliert, als ob keine Regelung vorhanden wäre. Die Regelschleife dient dann nur noch dazu, die mittlere Frequenz des Trägers konstant zu halten. Einschränkend gilt, daß der Phasenhub am Phasendetektor diesen nicht übersteuern darf, sonst fällt die Schleife aus der Synchronisation.
Die Pinst ellung der Trägerfrequenz f geschieht kapazitiv mit:tels der Kapazitätsdioden G2 und G3, die Modulation dieser Frequenz geschieht ebenfalls kapazitiv mit der Kapazitätsdiode G1.
Der sich ergebende Frequenzhub H ist dei, Kapazitätshub AC, welcher aus der Amplitude der Modulationsspannung folgt, und der Trägerfrequenz f proportional. Es gilt allgemein: Würde man unter Beibehaltung der wirksamen Schwingkreiskapazitäten die Trägerfrequenz durch Variation der Schwingkreisinduktivität ändern, so würde sich gemäß Formel (1) der Frequenzhub H proportional mit der Trägerfrequenz f ändern Im konkreten Fall wird die Trägerfrequenz jedoch durch Variation der Kreiskapazität C geändert, damit ergibt sich unter Berücksichtigung der Formel (1) eine überproportionale Änderung des Frequenzhubes mit der Trägerfrequenz entsprechend der Beziehung: Eine Möglichkeit, den Modulations-Frequenzhub - bei konstanter Amplitude des Modulationssignals - unabhängig von der Trägerfrequenz konstant zu halten, wurde bereits in der DE-PS 27 o6 662 beschrieben.
Der Erfiiidung liegt die Aufgabe zugrunde, eine noch einfachere Lösung für das zuvor genannte technische Problem zu finden. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis daß es möglich ist, die Schaltungskonfiguration des VCO's so zu gestalten, daß sich zwei Punkte mit gegenläufigen Modulationsverhalten ergeben.
Wir brauchen zur Realisierung also eine Schaltung, welche mindestens einen Punkt mit steigender und einen mit allender Modulationsempfindlichkeit in Abhängigkeit von seiner Schwingfrequenz (Trägerfrequenz) aufweist.
Wird ein so ausgeführter VCO erfindungsgemäß über die sich gegenläufig verhaltenden Punkte gleichzeitig in geeigneter Weise moduliert, so ist der Modulationsfrequenzhub unabhängig von der Trägerfrequenz Das heißt, die Schwingfrequenz des VCO's kann mittels dcs dafür vorgesehenen Steuereingangs in weitem Bereich variiert werden; der Modulationsfrequenzhub bleibt dabei wie erwünscht konstant.
FIG. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Mittels der Kapazitätsdiode G1 wird der VCO in seiner Frequenz moduliert (Modulationseingang). Die Trägerfrequenz des VCO's kann in weitem Bereich (z. B. 1:2) über G2 variiert werden. Mit steigender Trägerfrequenz, als Folge der Abnahme der Kapazität der Diode G2, nimmt die Modulationsempfindlichkeit am Punkt "a" ab und am Punkt "b" zu.
Durch geeignete Wahl des Kapazitätsverhältnisses Ca : Cb kann erreicht werden, daß der Modulationsfrequenzhub unabhängig von der Schwingfrequenz (Trägerfrequenz) des VCO's wird.
Mit anderen Worten: Bei konstrukter Amplitude des Modulationssignals ("UMod in FIG. 3) kann die Frequenz des VCO's über Ust geändert werden, wobei der Modulationsfrequenzhub - wie angestrebt -praktisch konstant bleibt.
Mit dem Ausführungsbeispiel nach FIG.4 konnten folgende Daten erreicht werden: Abstimmspannung Ust = 3 bis 30V Trägerfrequenz 64 MHz bis 94 MHz dabei Frequenzhub 3 kHz 1 2 %.
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Claims

Patentansprüche 1$,N PLL-Krequenzmodulator, dessen Frequenz mittels einer ersten Kapazitätsdiode modulierbar und mittels weiterer Kapazitätsdioden in der Grundeinstellung variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsspannung (und) Zwei Punkten (a, b) zugeführt ist, dessen einer steigende und dessen anderer fallende Modulationsempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Grundeinstellung aufweist (FIG. 3).
2. PLL-Frequenzmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsspannung (UMod) den beiden Punkten (a, b) über Kapazitäten (Ca, Cb) von geeignet gewähltem Verhältnis zugeführt ist.