DE3917511C1

DE3917511C1 - Wobbulator frequency value determining device - uses interpolation counter to restart at each frequency marker and processor to determine wanted frequency

Info

Publication number: DE3917511C1
Application number: DE19893917511
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Beutelspacher (Fh), 8021 Strasslach, De
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1990-08-02
Anticipated expiration: 2009-05-31

Abstract

The wobble-oscillator (1) has a wobble-frequency (fw) superimposed with a frequency-raster (fr) that produces equidistant frequency-markers (M) separated by delta f. A frequency marker counter (6) counts the number (n) of the frequency markers starting with the start-frequency (fo) up to the event-time (E). An interpolation-counter (5) restarts at each frequency marker (M) and a processor (7) determines the wanted frequency (fx), according to the mathematical expression: fx = fo + n.delta f + delta f.x/a where (x) is the count of the interpolation-counter (5) at the event-time (E), (a) is the count at the time of the next frequency-marker and (n) is the count of the frequency-marker counter (6). USE/ADVANTAGE - For HF receiver, network analyser or spectrum analyser. Determines frequency-value of wobble-oscillator at given event-time accurately.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung laut Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a device according to the preamble of the claim.

Bei Wobbeloszillatoren, wie sie in Hochfrequenz-Empfängern, Netzwerkanalysatoren oder Spektrumanalysatoren zum Durchstimmen eines vorgegebenen Frequenzbereiches benutzt werden, besteht oftmals die Forderung, einen zu einem vorbestimmten Ereigniszeitpunkt vorliegenden Frequenzwert der Wobbelfrequenz genau zu bestimmen, bei einem gewobbelten Empfänger also beispielsweise den Frequenzwert genau digital anzuzeigen, bei dem ein ausgewähltes Empfangssignal empfangen wird. Hierzu ist es bekannt, den Wobbelvorgang im Ereigniszeitpunkt anzuhalten und dann mittels eines hochfrequenten Zählers die Wobbel oszillatorfrequenz zu messen. Dazu sind sehr aufwendige und teuere Zähler nötig, auch die dazu nötige Unterbrechung des Wobbelvorganges ist nachteilig. With wobble oscillators, such as those used in high-frequency receivers, Network analyzers or spectrum analyzers for tuning a predetermined frequency range are often used, there is a requirement present at a predetermined event time Frequency value of the sweep frequency to be determined exactly at a swept receiver, for example, the frequency value display exactly digitally, with a selected one Receive signal is received. This is it known to stop wobbling at the time of the event and then the wobbles using a high-frequency counter measure oscillator frequency. These are very complex and expensive meters necessary, including the necessary interruption the wobbling process is disadvantageous.

Es ist auch schon bekannt, ohne Unterbrechung des Wobbelvorganges mittels eines hochfrequenten Zählers eine gleitende Frequenzmessung durchzuführen (DE 20 36 412 und DE 20 36 449). Diese Messung ist jedoch ungenau; die Genauigkeit hängt von der Größe der Torzeit des verwendeten Zählers ab. Auch dieses bekannte Verfahren erfordert aufwendige und teuere Zähler und ist auch nur für niedrige Frequenzen geeignet.It is also known without interrupting the wobbling process using a high frequency counter a sliding Frequency measurement (DE 20 36 412 and DE 20 36 449). However, this measurement is inaccurate; the precision depends on the size of the gate time used Counter. This known method also requires elaborate and expensive meter and is only for low Frequencies suitable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Bestimmen des zu einem vorbestimmten Ereigniszeitpunkt vorliegenden Frequenzwertes eines Wobbeloszillators zu schaffen, die im Aufbau sehr einfach und billig ist und trotzdem eine genaue Frequenzmessung ermöglicht.The object of the invention is a device for determining at a predetermined time of the event present frequency value of a wobble oscillator create that is very simple and cheap in construction and nevertheless enables an accurate frequency measurement.

Diese Aufgabe wird augehend von einer Einrichtung laut Obergriff des Patentanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This task is initially heard from a facility Grip of the claim by its characterizing Features solved.

Die Erzeugung von Frequenzmarken, die bei der optischen Darstellung von Frequenzgängen auf dem Bildschirm eines Wobbelmeßgerätes als Frequenzmaßstab gleichzeitig mit angezeigt werden, ist an sich bekannt (Heidenreich, Karl-Heinz: Eigenschaften von Schwebungs-Frequenzmarken, Radio Mentor 1966, Seiten 111 bis 113). Ferner ist es bekannt, beim Auszählen von Impulszyklen einen verbleibenden Bruchteil eines Impulszyklus durch Interpolation mittels eines Interpolationszählers zu ermitteln und im Zählergebnis zu berücksichtigen (US-PS 43 30 746 und DE 27 50 157). Durch die Anwendung dieser an sich bekannten Maßnahmen im erfindungsgemäßen funktionellen Zusammenwirken laut Patentanspruch wird eine Einrichtung geschaffen, die es ermöglicht, mit nur zwei einfachen und billigen niederfrequenten Ereigniszählern, die nicht die hochfrequente Schwingung messen, sondern nur einen internen Takt zählen, die Frequenz des Wobbeloszillators zu einem bestimmten Ereigniszeitpunkt sehr genau zu bestimmen. Bei einem beliebigen ereignisabhängigen Zeitpunkt, beispielsweise einem ausgewählten Empfangssignal oder bei einer vom Benutzer eingegebenen Ereignis- Marke, kann der Zählerstand verzögerungsfrei und ohne irgendeine Torzeit aus den beiden Ereigniszählern ausgelesen werden und daraus dann im Rechner sofort der im Ereigniszeitpunkt vorliegende Frequenzwert bestimmt werden. Dieser Frequenzwert liegt dann unmittelbar als Digitalwert vor und kann somit auch sofort digital über eine entsprechende Zifferanzeigeeinrichtung angezeigt oder anderweitig digital ausgewertet werden. Für die Interpolation zwischen benachbarten Frequenzmarken kommt es dabei nur auf das Verhältnis der Zählerstände des Interpolationszählers an, die für das Zählergebnis benutzte Taktfrequenz geht nicht in das Rechenergebnis ein. Die interne Taktfrequenz muß nur während der Messung von x und a konstant sein, kann in aufeinanderfolgenden Interpolationsmeßperioden jedoch unterschiedlich sein, da es nicht auf die absolute Zeitmessung ankommt, sondern nur auf das Verhältnis der Zählerstände bei der x- und a-Messung. Die Genauigkeit der Frequenzmessung hängt zwar noch ab von der Linearität der Abstimmkennlinie des Wobbeloszillators, dies kann jedoch durch entsprechende enge Wahl des Markenrasters berücksichtigt werden. The generation of frequency marks that are simultaneously displayed as a frequency scale in the visual representation of frequency responses on the screen of a wobble measuring device is known per se (Heidenreich, Karl-Heinz: Properties of beat frequency marks, Radio Mentor 1966, pages 111 to 113) . Furthermore, it is known when counting pulse cycles to determine a remaining fraction of a pulse cycle by interpolation using an interpolation counter and to take it into account in the counting result (US Pat. No. 4,330,746 and DE 27 50 157). By using these known measures in the functional interaction according to the invention, a device is created which makes it possible to use only two simple and inexpensive low-frequency event counters, which do not measure the high-frequency oscillation but only count an internal clock, the frequency of the wobble oscillator to be determined very precisely at a specific time of the event. At any event-dependent point in time, for example a selected reception signal or an event mark entered by the user, the counter reading can be read out from the two event counters without any delay and without any gate time and the frequency value present at the time of the event can then be determined therefrom in the computer. This frequency value is then immediately available as a digital value and can therefore also be immediately digitally displayed via a corresponding digit display device or otherwise digitally evaluated. For the interpolation between adjacent frequency marks, it is only a matter of the ratio of the counts of the interpolation counter, the clock frequency used for the count result is not included in the calculation result. The internal clock frequency only has to be constant during the measurement of x and a , but can be different in successive interpolation measurement periods, since it is not the absolute time measurement that is important, but only the ratio of the counter readings in the x and a measurement. The accuracy of the frequency measurement still depends on the linearity of the tuning characteristic of the wobble oscillator, but this can be taken into account by selecting the brand grid accordingly.

Die Überlagerung einer Wobbelfrequenz mit einem äquidistante Frequenzmarken erzeugenden Frequenzraster ist an sich bei Wobbeloszillatoren bekannt. Über die damit am Bildschirm zusätzlich zur Meßkurve eingeblendeten Frequenzmarken kann der Betrachter optisch grob die Frequenzlage ausgewählter Meßkurvenpunkte abschätzen, Durch die Anwendung dieser an sich bekannten Maßnahme zur Frequenzmarkenerzeugung wird in Kombination mit dem zusätzlichen erfindungsgemäßen Markenzähler die Möglichkeit geschaffen, auf einfache Weise die in einem Ereigniszeitpunkt auftretende Frequenz genau digital zu bestimmen.The superimposition of a wobble frequency with an equidistant Frequency mark generating frequency grid is known per se with wobble oscillators. About that displayed on the screen in addition to the measurement curve The viewer can optically roughly mark frequency frequencies Estimate selected trace points, by the application of this known measure for frequency mark generation is combined with the additional Brand counter according to the invention the possibility created in a simple way at an event time to determine the frequency occurring exactly digitally.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is based on a schematic Drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Erfindung zeigt die Anwendung einer erfindungsgemäßen Einrichtung bei einem gewobbelten Hochfrequenzempfänger. The invention shows the use of an inventive Setup at a swept radio frequency receiver.

Ein Wobbeloszillator 1 liefert in einem vorgegebenen Frequenzbereich, beginnend mit einer Startfrequenz f _o (beispielsweise 1 GHz) bis zu einer Stop-Frequenz f _n (beispielsweise 3 GHz), eine Wobbelfrequenz f _w mit beliebiger Kennlinie, d. h. die Abstimmkennlinie des Wobbeloszillators 1 muß nicht unbedingt linear sein, sondern kann beliebige Welligkeit besitzen. Diese Wobbelfrequenz f _w wird in einer Markenerzeugungsschaltung 2 mit dem Frequenzraster f _r eines Kammoszillators 3 überlagert. Die der Wobbelfrequenz f _w überlagerten Frequenzmarken M besitzen beispielsweise einen Abstand Δ f von 1 MHz. Mit der Wobbelfrequenz f _w wird der Empfänger 4 durchgestimmt. Die in der Markenerzeugungsschaltung 2 generierten Marken werden einem Interpolationszähler 5 und einem Markenzähler 6 zugeführt, deren Ausgänge mit einem Rechenwerk 7 (Mikroprozessor) verbunden sind. Der Inter polationszähler 5 zählt die Taktimpulse eines internen Taktgebers 8, der Markenzähler 6 zählt die Anzahl n der nacheinander seinem Eingang zugeführten Frequenzmarken M. Bei jedem Wobbeldurchgang wird jeweils im Startzeitpunkt (entspricht Startfrequenz f _o) vom Wobbeloszillator 1 dem Mikroprozessor 7 ein entsprechendes Rücksetzsignal zugeführt und hierdurch werden sowohl der Interpolationszähler 5 als auch der Markenzähler 6 zurückgestellt. Alternativ dazu kann auch der Mikroprozessor das Startsignal an den Wobbeloszillator liefern. Wird über den am Ausgang des Empfängers 4 angeschalteten Ereignisdetektor 9 festgestellt, daß zu einem bestimmten Ereigniszeitpunkt E die zugehörige Wobbelfrequenz f _x genau bestimmt werden soll, so wird vom Ereignisdetektor 9 entsprechendes Triggersignal dem Mikroporzessor 7 zugeführt. Hierdurch wird aus dem Markenzähler 6 jeweils die Anzahl n der bis kurz vor dem Ereigniszeitpunkt E erzeugten Frequenzmarken M in den Mikroprozessor 7 ausgelesen, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel also beispielsweise die Zahl n=5. Der Interpolationszähler 5 wird automatisch zu Beginn des Wobbelvorgangs und dann anschließend bei jeder Frequenzmarke M neu gestartet. Er zählt automatisch beginnend mit jeder Frequenzmarke den internen Takt bis zur nächsten Frequenzmarke, also das Zählergebnis a, das bei linearer Kennlinie des Wobbeloszillators und bei konstantem internen Takt zwischen den aufeinanderfolgenden Frequenzmarken M konstant ist, was jedoch nicht nötig ist. Beginnend mit der fünften Frequenzmarke wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Interpolationszähler 5 erneut gestartet und zählt bis zum Ereigniszeitpunkt E x Taktimpulse und bis zur nächstfolgenden sechsten Frequenzmarke wieder a Taktimpulse. Die Zählwerte x und a werden wiederum aus dem Interpolationszähler in dem Mikroprozessor 7 ausgelesen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit f _o=1 GHz, einem Frequenzmarkenabstand Δ f=1 MHz und dem Auftreten des Ereignisses E zwischen der fünften und sechsten Frequenzmarke wird beispielsweise mittels des Interpolationszählers 5 der Zählwert x=32 und der Wert a=121 gezählt. Im Mikroprozessor 7 wird aus diesen Zählwerten dann nach der angegebenen Formel die Frequenz f _x im Zeitpunkt des Ereignisses E zuA wobble oscillator 1 supplies a wobble frequency f _w with any characteristic in a predetermined frequency range, starting with a starting frequency f _o (e.g. 1 GHz) up to a stop frequency f _n (e.g. 3 GHz), i.e. the tuning characteristic of the wobble oscillator 1 does not have to be must be linear, but can have any ripple. This wobble frequency f _w is superimposed in a mark generation circuit 2 with the frequency raster f _{r of} a comb oscillator 3 . The frequency marks M superimposed on the wobble frequency f _w have a distance Δ f of 1 MHz, for example. The receiver 4 is tuned with the wobble frequency f _w . The marks generated in the mark generation circuit 2 are fed to an interpolation counter 5 and a mark counter 6 , the outputs of which are connected to an arithmetic unit 7 (microprocessor). The interpolation counter 5 counts the clock pulses of an internal clock 8 , the mark counter 6 counts the number n of frequency marks M fed to its input one after the other. With each sweep, a corresponding reset signal is supplied from the sweep oscillator 1 to the microprocessor 7 at the start time (corresponds to the start frequency f _o ), and this resets both the interpolation counter 5 and the mark counter 6 . Alternatively, the microprocessor can also supply the start signal to the wobble oscillator. If it is determined via the event detector 9 connected to the output of the receiver 4 that the associated wobble frequency f _x is to be determined exactly at a specific event time E, the trigger signal is supplied to the microprocessor 7 by the event detector 9 . As a result, the number n of frequency marks M generated up to shortly before the event time E is read into the microprocessor 7 from the mark counter 6 , in the exemplary embodiment shown, for example, the number n = 5. The interpolation counter 5 is automatically restarted at the beginning of the wobble process and then at each frequency mark M. Starting with each frequency mark, it automatically counts the internal clock to the next frequency mark, i.e. the count result a , which is constant between the successive frequency marks M with a linear characteristic of the wobble oscillator and with a constant internal clock, but this is not necessary. Starting with the fifth frequency mark, the interpolation counter 5 is started again in the exemplary embodiment shown and counts up to the event time E x clock pulses and up to the next sixth frequency mark again a clock pulses. The count values x and a are in turn read out from the interpolation counter in the microprocessor 7 . In the illustrated embodiment with f _o = 1 GHz, a frequency mark spacing Δ f = 1 MHz and the occurrence of the event E between the fifth and sixth frequency mark, the count value x = 32 and the value a = 121 are counted, for example, by means of the interpolation counter 5 . The frequency f _x at the time of the event E then becomes in the microprocessor 7 from these counter values according to the formula given

errechnet. Dieser Wert kann dann beispielsweise digital auf einer Zifferanzeigeeinrichtung 10 angezeigt oder anderweitig ausgewertet werden. Das Auslesen der Zählerstände erfolgt ohne Unterbrechung des Wobbelvorgangs und völlig verzögerungsfrei.calculated. This value can then, for example, be displayed digitally on a digit display device 10 or evaluated in some other way. The meter readings are read out without interruption of the wobble process and completely without delay.

Im Prinzip ist die Interpolation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzmarken mittels des Interpolationszählers eine Zeitmessung, da es jedoch nur auf das Verhältnis dieser Zeitmessung im Ereigniszeitpunkt ankommt, genügt nur die Auswertung des Zählerstandes ohne Berücksichtigung des zum Zählen benutzten Zähltaktes.In principle, the interpolation is between two successive ones Frequency marks using the interpolation counter a timekeeping since it is only based on the ratio arrives at the time of the event, only the evaluation of the meter reading is sufficient without consideration of the counting clock used for counting.

Claims

Device for determining the frequency value f _x present at a predetermined event time (E) within a frequency tuning range of a wobble oscillator ( 1 ) predetermined by a known starting frequency f _o , characterized in that
the sweep frequency (f _w) is overlaid with a grid frequency (f _r), the frequency equidistant marks (M) generated by the distance Δ f,
a frequency mark counter ( 6 ) counts the number n of frequency marks which are generated starting with the start frequency f _o up to before the event time (E) ,
an interpolation counter ( 5 ) newly started with each frequency mark (M) is provided, and
a computer ( 7 ) from the counter reading x of the interpolation counter ( 5 ) at the time of the event (E) , the counter reading a of the interpolation counter ( 5 ) at the time of the next frequency mark and the counter reading n of the frequency mark counter ( 6 ) after the searched frequency value f _x the relationship determined.