DE4037741C2 - - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum quasi-kohärenten
Synchronisieren von mindestens zwei unterschiedlichen
Frequenzen und Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
Zur genauen Entfernungsmessung und auch für die Übertragung
von Zeitsignalen müssen von Navigations-Satelliten ausge
sendete Zeitimpulse sehr genau und konstant sein. Da Zeit
und Phase einer Schwingung direkt voneinander abhängen, be
deutet eine hohe Genauigkeit bezüglich der Zeit eine hohe
Genauigkeit in der Einhaltung der Phase. Die Spektrallinie
einer solchen Schwingung muß also sehr schmal sein. Solche
schmale Spektrallinien können beispielsweise mit Hilfe hy
perfeiner Resonanzlinien von gasförmigem Cäsium erzeugt wer
den. Solche Cäsium-Normale werden als sogenannte Atomuhren
an Bord von Navigations-Satelliten zur Ableitung hochgenauer
Zeitsignale verwendet, die einem UHF-Träger aufmoduliert
werden.
Bei dem am weitesten verbreiteten Global Positioning System
(GPS) erfolgt eine Modulation nach dem sogenannten Spreiz
band-Verfahren (spread spectrum system), bei welchem durch
ein aus Daten, Zeitmarken und Code binär zusammengesetztes
Signal bei jeder Zustandsänderung die Phase des Trägers um
180° geändert wird. (Siehe hierzu Navigation, Journal of the
Institute of Navigation (USA), Nr. 2, Vol. 25, 1978.) Ein
Vorschlag zur Vernetzung von GPS und geostationären Satelli
ten für ein ziviles Satelliten-Navigationssystem wurde bei
spielsweise 1984 von S. Starker in "A GPS-NAVASTAR-Supplement
as a Possibility for Autonomous Civil Satellite Navigation,
35th Congress of the International Astronautical Federation"
in Lausanne vom 07. bis 13.10.1984, gemacht.
Atomuhren bzw. Cäsium-Normale sind schwer, empfindlich und
teuer; obendrein verbrauchen sie verhältnismäßig viel elek
trische Energie. Aus diesen Gründen sind solche Atomuhren
bzw. Cäsium-Normale für einen Einsatz an Bord von Satelliten
nicht besonders geeignet. Hinzu kommt noch, daß am Ende
ihrer Lebensdauer die mit solchen Satelliten ausgestatteten
Satelliten für den vorgesehenen Zweck unbrauchbar werden.
Derzeit wird für zivile Zwecke bei Atomuhren eine Lebensdau
er von acht bis fünfzehn Jahren angestrebt, während Cäsium-
Normale heutigen Stands nach etwa fünf Jahren verbraucht sind.
In Fig. 1 ist schematisch ein Ausschnitt eines zivilen Satel
liten-Navigationssystems dargestellt, welches im allgemeinen
einen geostationären Satelliten 1 für die Navigations-Nutz
last, mehrere (in Fig. 1 zwei) Navigationssatelliten 2, eine
Anzahl Überwachungsstationen 3, zahlreiche Nutzer 4, wie
beispielsweise Flugzeuge, Hubschrauber, Schiffe, usw. sowie
im allgemeinen eine Kontrollstation 5, eine Speisestation 6
und eine Kommandostation 7 aufweist. Bei einem solchen Satel
liten-Navigationssystem empfängt die Bodenstation 6 am Boden ein Navi
gationssignal von dem geostationären Satelliten 1; dasselbe
gilt auch für alle anderen Nutzer 4. Mit aus dem Navigationssignal gewonnenen Infor
mationen verändert die Speisestation das von dem Satelliten 1
ausgestrahlte Navigationssignal derart, daß bei den Nut
zern 4 Zeitmarken so
ankommen, als wären sie von einer Atomuhr an Bord des Satel
liten 1 erzeugt worden. Hierzu muß jedoch
- a) die aus der Satellitenbewegung resultierende Doppler verschiebung der Codefrequenz auf dem Weg zur Speise station 6 und zurück zu dem geostationären Satelliten 1 in der Speisestation 6 so kompensiert werden, daß das von dem Satelliten 1 empfangene Signal ohne jede Fre quenzverschiebung an seinem Transponder-Eingang er scheint und
- b) die Phase der Zeitmarken in dem Sinne konstant bleibt, wie es bei einer an Bord befindlichen Atomuhr der Fall wäre.
Eventuelle Unterschiede in den Ausbreitungsbedingungen bei
der Abwärts- und/oder Aufwärtsverbindung können, soweit sie
feststellbar sind, durch eine zusätzlich erzeug
te Regelspannung kompensiert werden; ebenso können andere er
forderliche Korrekturen auf diese Weise vorgenommen werden.
Der Einfachheit halber soll im Hinblick auf die schematische
Darstellung in Fig. 1 ein Fall betrachtet werden, in welchem
ein Satellit 1 mit der Speisestation 6 korrespondiert. Hier
bei soll ein entspreiztes Signal mit genügend hohem Pegel
vorhanden sein, damit Regelspannungen unabhängig vom Ein
gangssignal sind.
Eine nominelle Navigationsfrequenz fN wird durch eine Bewe
gung des geostationären Satelliten 1 um eine Dopplerver
schiebung fd verändert, wobei die Dopplerverschiebung fd je
nach Satellitenbewegung positiv oder negativ sein kann. Bei
der Speisestation 6 kommt also eine Frequenz an, für welche
gilt: f1=fN+fd. Zum Ausgleich dieses Betrags und der
auf der Aufwärtsstrecke zu erwartenden Dopplerverschiebung
gleichen Betrags muß für eine ausgesendete Navigationsfre
quenz f2 gelten: f2=fN-fd; das bedeutet bezüglich der
Frequenz f1, daß die Frequenz f2 spiegelbildlich zu der no
minellen Navigationsfrequenz fN liegen muß. Darüber hinaus
müßte, wie vorstehend bereits ausgeführt, die Phase der Na
vigationsfrequenz f2 starr mit der Phase der Frequenz f1 des
geostationären Satelliten 1 verbunden sein. Zwischen zwei
unterschiedlichen Frequenzen läßt sich jedoch bisher im all
gemeinen keine Phase definieren.
Gemäß der Erfindung soll daher zwischen mindestens zwei un
terschiedlichen Frequenzen eine starre Phasenbeziehung her
gestellt und dadurch eine quasi-kohärente Synchronisation
zwischen den mindestens zwei unterschiedlichen Frequenzen
geschaffen werden.
Gemäß der Erfindung ist dies mittels Ver
fahren zum quasi-kohärenten Synchronisieren von mindestens
zwei unterschiedlichen Frequenzen durch die Merkmale im kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 1 oder 2 erreicht. Eine Schal
tungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
2 ist Gegenstand des Anspruchs 3 und der auf diesen Anspruch
unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Ansprüche.
Bei der Erfindung ist hierbei von der nachstehend wiederge
gebenen grundsätzlichen Überlegung ausgegangen:
Für Phasen Φ₁ und Φ₂ zweier unterschiedlicher Frequenzen f₁ und f₂ gilt:
Für Phasen Φ₁ und Φ₂ zweier unterschiedlicher Frequenzen f₁ und f₂ gilt:
Φ₁ = 2π f₁t + ϕ₁ (1)
und
Φ₂ = 2π f₂t + ϕ₂ (2)
wobei mit ϕ₁ und ϕ₂ Anfangsphasen bezeichnet sind.
Werden nun die Phasen Φ₁ und Φ₂ gleichgesetzt, so daß gilt:
Φ₁=Φ₂, so ergibt sich:
2π f₁ t - 2π f₂t + ϕ₁ - ϕ₂ = 0 (3)
Da die Phase 0 nicht von 2π und Mehrfachen von 2π zu un
terscheiden ist, kann Gl. (3) erweitert werden in:
2π f₁ t - 2π f₂ t + ϕ₁-ϕ₂ = 0 + 2nπ (n = 0, 1, 2 . . .) (4)
Aus den Gl.′en (3) und (4) ist zu ersehen, daß es offen
sichtlich Zeitpunkte t gibt, an welchen die Phasen Φ₁ und Φ₂
bis auf Vielfache n (n=1, 2, 3 . . .) von 2π gleich
sind. Aus Gl. (4) folgt dann für einen solchen Zeitpunkt t:
Nun sei zu einem Zeitpunkt t₁ die Vielfache n=1 und zu
einem Zeitpunkt t₂ die Vielfache n=2. Aus Gl. (5) wird dann:
Für ein Zeitintervall T zwischen zwei aufeinanderfolgenden
gleichen Phasenzuständen ergibt sich somit:
Folglich ist das Zeitintervall T unabhängig von den Anfangs
phasen ϕ₁ und ϕ₂. Die Zustände gleicher Phasen wiederholen
sich mit einer Frequenz F, für welche dann gilt:
Mit den vorstehend angenommenen Werten für f1=fN+fd und
für f2=fN-fd ergibt sich dann für (f1-f2):
f1-f2= 2 fd (10)
und damit aus Gl. (8) für das Zeitintervall T:
Wenn also jeweils nach den Zeitintervallen T die Phasen der
unterschiedlichen Frequenzen f1 und f2 gemessen werden, wird
bei Quasi-Kohärenz eine Phasengleichheit festgestellt. Wei
chen die Phasen voneinander ab, so läßt sich hieraus eine
Regelspannung ableiten, die dann zu Φ₂=Φ₁ {tn} führt. Auch
ist es immer möglich, aus beispielsweise zwei verschiedenen
Frequenzen eine aktuelle Mittenfrequenz und damit eine Spie
gelfrequenz zur quasi-kohärenten Synchronisation zu erzeu
gen. Die vorstehenden Ausführungen gelten grundsätzlich auch
für mehr als zwei unterschiedliche Frequenzen, sobald be
stimmten Bedingungen genügt ist, die hier jedoch nicht näher
untersucht und erläutert werden sollen.
In Fig. 2 ist schematisch ein Blockschaltbild zur Realisie
rung einer quasi-kohärenten Synchronisation von Signalen mit
zwei unterschiedlichen Frequenzen dargestellt. Eine Frequenz
f₁ eines Navigations-Eingangssignals s(f₁) ist von allen Mo
dulationsresten in der Weise befreit, daß die Frequenz f₁
nunmehr die Form einer sich mit der Dopplerfrequenz fd än
dernden sinusfömrigen Spannung hat. Die Frequenz f1 wird in
einem Zähler 1 gemessen und anschließend in einem nachgeord
neten Rechner 2 mit einer gespeicherten, nominellen Naviga
tionsfrequenz fN verglichen. Die sich durch den Vergleich
zwischen der Frequenz f1 des Navigations-Eingangssignals
s(f1) und der nominellen Navigationsfrequenz fN ergebende
Dopplerverschiebung fd wird über einen Digital-Analog-Wand
ler 3 und ein diesem nachgeordnetes Summierglied 4 einem
spannungsgesteuerten Oszillator 5 zugeführt. Der Oszillator
5 mit einer der nominellen Navigationsfrequenz fN entspre
chenden Mittenfrequenz fN wird dadurch so beeinflußt, daß er
(5) genau auf der Spiegelfrequenz zu der Frequenz f1 des Na
vigationssignals s(f1) und somit auf einer Frequenz f2
schwingt, für welche gilt: f2=fN-fd.
Mit dem den Vergleich durchführenden Rechner 2 ist ein Tor
steuerglied 6 verbunden, an welche der Rechner 2 den Wert
anlegt. Die Torschaltung 6 öffnet nach diesem
Wert T entsprechenden Intervallen zwei weitere, mit ihr (6) ver
bundene Torschaltungen 7 und 8. In den Zeiten, während
welcher die beiden Torschaltungen 7 und 8 von dem Torsteuer
glied 6 aus geöffnet sind, werden die Frequenz f1 des Ein
gangssignals s(f₁) und die Spiegelfrequenz f₂ von dem span
nungsgesteuerten Oszillator 5 aus an einen Phasendetektor 9
angelegt, welcher während der durch die Torschaltungen 7 und
8 gesteuerten Öffnungszeit die Phasen der Frequenzen f₁ und
f₂ vergleicht und daraus die Regelspannung zur Nachsteuerung
der Phase der Spiegelfrequenz ableitet, so daß jeweils zur
Zeit tn die Phasen Φ₂ und Φ₁ gleich sind. Die Ausgangsspan
nung des Phasendetektors 9 entspricht dann der Phasendiffe
renz zwischen den beiden Frequenzen f₁ und f₂.
Dem Phasendetektor 9 ist ein Meßwertspeicher 10 nachgeschal
tet, welcher bis zur nächsten Phasenmessung den gerade mit
tels des Phasendetektors ermittelten Wert speichert, so daß
während der Sperrzeiten der Torschaltungen 7 und 8 keine
Einbrüche in der Regelspannung erfolgen. Die im Phasendetek
tor 9 ermittelte Ausgangsspannung wird zur Glättung über
einen Tiefpaß 11 geleitet. Die geglättete Regelspannung wird
über das Summierglied 4 an den spannungsgesteuerten Oszilla
tor 5 angelegt, wodurch dann in dem Oszillator 5 in bekann
ter Weise die starre Phasenanbindung der Frequenz f2 an die
Frequenz f1 erzwungen wird.
Die Zeitspanne, während welcher die beiden Torschaltungen 7
und 8 geöffnet sind, wird mit abnehmender Dopplerfrequenz fd
größer, so daß bei einer Dopplerverschiebung fd=0 die Tor
schaltungen 6 und 7 wegen der Gleichheit der Frequenzen of
fen sein können.
Um möglicherweise störende Phasenverschiebungen auszuglei
chen, wird das Eingangssignal s(f1) über ein Laufzeitglied
12 an die eine Torschaltung 8 angelegt. Ferner kann durch
eine Rückführung der in dem spannungsgesteuerten Oszillator
5 erzeugten Spiegelfrequenz f2 auf den Zähler 1 eine genaue
Überprüfung der ausgesendeten Frequenz f2 durchgeführt wer
den.
Mit Hilfe der Bahndaten des Satelliten 1 können die hieraus
berechneten Dopplerabweichungen mit den gemessenen Doppler
verschiebungen verglichen und erforderlichenfalls entspre
chende Korrekturen vorgenommen werden.
In Fig. 3 ist in Form eines Teil-Blockschaltbilds eine Vari
ante zu Fig. 2 wiedergegeben, wobei lediglich der geänderte
rechte Teil des Blockschaltbilds der Fig. 2 dargestellt ist.
Anstelle der Torschaltungen 7 und 8 der Schaltungsanordnung
in Fig. 2 sind Zeitintervallmesser 13 und 14 vorgesehen, die
mittels vom Rechner 2 gesteuerter, in einer Einheit 17 er
zeugter Impulse zu den Zeiten tn gestartet werden und bei
den nächsten Nulldurchgängen der Frequenzen f1 und f2 wieder
gestoppt werden. Die beiden Zeitintervallmesser 13 und 14
sind mit einem weiteren Rechner 15 verbunden, wobei der
Rechner 15 und der Rechner 2 eine Einheit bilden können. Mit
Hilfe dieses Rechners 15 werden sofort die entsprechenden
Phasen erhalten. In einem dem Rechner 15 nachgeordneten Di
gital-Analog-Wandler 16 wird hieraus die erforderliche Re
gelspannung erzeugt, welche durch das nachgeordnete Tiefpaß
filter 11 geglättet und über das Summierglied als Regelspan
nung an den spannungsgesteuerten Oszillator 5 angelegt wird.
Zur Vereinfachung der Akquisition wird beispielsweise am An
fang eine Frequenz f2 gesendet, welche gleich der nominellen
Navigationsfrequenz fN ist, so daß gilt: f2=fN. In diesem
Fall ist dann je nach Satellitenbewegung die empfangene Fre
quenz f1=fN±2fd. Der Rechner 2 gibt dann den Wert der
Dopplerverschiebung fd mit dem erforderlichen Vorzeichen an
den nachgeordneten Digital-Analog-Wandler 3 weiter, so daß
dann der spannungsgesteuerte Oszillator 5 die zu der Fre
quenz f1 passende, richtige Spiegelfrequenz f2=fN±fd er
zeugt.
Die erfindungsgemäßen Verfahren können in vorteilhafter Wei
se beispielsweise zur Synchronisation von Stromversorgungs
netzen unterschiedlicher Frequenzen oder auch zu einer qua
si-kohärenten Synchronisation von unterschiedlichen festen
Frequenzen sowie zur quasi-kohärenten Synchronisation von
sich gleichmäßig oder ungleichmäßig ändernden, unterschied
lichen Frequenzen angewendet werden. Darüber hinaus kann das
erfindungsgemäße Verfahren in besonders vorteilhafter Weise
zum Ersatz von Frequenz-Normalen in Form der sogenannten
Atomuhren an Bord von Navigations-Satelliten eingesetzt wer
den, indem mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahren Naviga
tions- und Zeitsignale für Navigations-Satelliten von der
Erde aus erzeugt werden. Durch die vorstehend angeführte An
wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit die Le
bensdauer von Navigations-Satelliten inbesondere dadurch
verlängert werden, daß die Navigations- und Zeitsignale am
Boden erzeugt und dort an die Navigations-Satelliten ge
sendet werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum quasi-kohärenten Synchronisieren von minde
stens zwei unterschiedlichen Frequenzen, dadurch ge
kennzeichnet,
daß die Frequenz (f1) eines sinusförmigen Signals (s(f1)) gemessen und mit einer nominellen, einer Mittenfrequenz zwischen der Frequenz (f1) des einen Eingangssignals (s(f1)) und einer Frequenz (f2) eines zweiten sinusförmigen Signals (s(f2)) entsprechenden Bezugsfrequenz (fN) verglichen wird, wodurch eine Verschiebungsfrequenz (fv) mit einem entsprechenden Vorzeichen erhalten wird;
daß ein spannungsgesteuerter Oszillator (5) mit einer der nominellen Bezugsfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz (fN) so beeinflußt wird, daß er (5) auf einer bezüglich der Mit tenfrequenz (fN) um die Verschiebungsfrequenz (fv) geänder ten spiegelbildlichen Frequenz (f2=fN-fv bzw. f2=fN+fv) schwingt;
daß die zu der nominellen Bezugsfrequenz (fN) spiegelbildli chen Frequenzen (f1 und f2) nach zu der zweifachen absoluten Verschiebungsfrequenz (fv) umgekehrt proportionalen Zeitin tervallen (T) über entsprechend gesteuerte Torschaltungen (7, 8) an einen Phasenvergleicher (9) angelegt werden, des sen Ausgangsspannung zu Zeiten (tn) proportional zur Phasendifferenz zwischen den beiden zueinander spiegelbildlichen Frequenzen (f1, f2) ist, wobei mit Zeiten (tn) jene Zeit bezeichnet ist, zu welcher zum n-ten Male Phasengleichheit herrscht und für einen solchen Zeitpunkt (tn) gilt: wobei ist und mit ϕ₁ und ϕ₂ die Anfangsphasen von zwei unterschiedlichen Frequenzen (f₁, f₂) bezeichnet sind, und
daß durch Anlegen einer geglätteten Ausgangsspannung des Phasendetektors (9) an den spannungsgesteuerten Oszillator (5) in diesem jeweils eine phasenstarre Anbindung zwischen den beiden Signalfrequenzen (f1 und f2) erzwungen wird.
daß die Frequenz (f1) eines sinusförmigen Signals (s(f1)) gemessen und mit einer nominellen, einer Mittenfrequenz zwischen der Frequenz (f1) des einen Eingangssignals (s(f1)) und einer Frequenz (f2) eines zweiten sinusförmigen Signals (s(f2)) entsprechenden Bezugsfrequenz (fN) verglichen wird, wodurch eine Verschiebungsfrequenz (fv) mit einem entsprechenden Vorzeichen erhalten wird;
daß ein spannungsgesteuerter Oszillator (5) mit einer der nominellen Bezugsfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz (fN) so beeinflußt wird, daß er (5) auf einer bezüglich der Mit tenfrequenz (fN) um die Verschiebungsfrequenz (fv) geänder ten spiegelbildlichen Frequenz (f2=fN-fv bzw. f2=fN+fv) schwingt;
daß die zu der nominellen Bezugsfrequenz (fN) spiegelbildli chen Frequenzen (f1 und f2) nach zu der zweifachen absoluten Verschiebungsfrequenz (fv) umgekehrt proportionalen Zeitin tervallen (T) über entsprechend gesteuerte Torschaltungen (7, 8) an einen Phasenvergleicher (9) angelegt werden, des sen Ausgangsspannung zu Zeiten (tn) proportional zur Phasendifferenz zwischen den beiden zueinander spiegelbildlichen Frequenzen (f1, f2) ist, wobei mit Zeiten (tn) jene Zeit bezeichnet ist, zu welcher zum n-ten Male Phasengleichheit herrscht und für einen solchen Zeitpunkt (tn) gilt: wobei ist und mit ϕ₁ und ϕ₂ die Anfangsphasen von zwei unterschiedlichen Frequenzen (f₁, f₂) bezeichnet sind, und
daß durch Anlegen einer geglätteten Ausgangsspannung des Phasendetektors (9) an den spannungsgesteuerten Oszillator (5) in diesem jeweils eine phasenstarre Anbindung zwischen den beiden Signalfrequenzen (f1 und f2) erzwungen wird.
2. Verfahren zum quasi-kohärenten Synchronisieren von minde
stens zwei unterschiedlichen Frequenzen, dadurch ge
kennzeichnet,
daß die Frequenz (f1) eines von allen Modulationsresten befreiten, sich mit einer Dopplerfrequenz (fd) ändernden sinusförmigen Signals (s(f1)) gemessen und mit einer einer nominellen Navigationssignal-Frequenz entsprechenden Bezugsfrequenz (fN) verglichen wird;
daß ein spannungsgesteuerter Oszillator (5) mit einer der nominellen Bezugsfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz (fN) so beeinflußt wird, daß er (5) auf einer bezüglich der Mit tenfrequenz (fN) um die Dopplerfrequenz (fd) geänderten spiegelbildlichen Frequenz (f2=fN-fd bzw. f2=fN+fd) schwingt;
daß die zu der nominellen Bezugsfrequenz (fN) spiegelbildli chen Frequenzen (f1, f2) nach zu der zweifachen, absoluten Dopplerfrequenz (fd) umgekehrt proportionalen Zeitinterval len über entsprechend gesteuerte Torschaltungen (7, 8) an einen Phasendetektor (9) angelegt werden, dessen Ausgangsspannung zu den Zeiten (tn) proportional zur Phasen differenz zwischen den beiden zueinander spiegelbildlichen Frequenzen (f1, f2) ist, wobei mit Zeiten (tn) jene Zeit bezeichnet ist, zu welcher zum n-ten Male Phasengleichheit herrscht und für einen solchen Zeitpunkt (tn) gilt: wobei ist und mit ϕ₁ und ϕ₂ die Anfangsphasen von zwei unterschiedlichen Frequenzen (f₁, f₂) bezeichnet sind, und
daß durch Anlegen der geglätteten Ausgangsspannung des Pha sendetektors (9) an den spannungsgesteuerten Oszillator (5) in diesem jeweils eine phasenstarre Anbindung zwischen den beiden Signalfrequenzen (f1, f2) erzwungen wird.
daß die Frequenz (f1) eines von allen Modulationsresten befreiten, sich mit einer Dopplerfrequenz (fd) ändernden sinusförmigen Signals (s(f1)) gemessen und mit einer einer nominellen Navigationssignal-Frequenz entsprechenden Bezugsfrequenz (fN) verglichen wird;
daß ein spannungsgesteuerter Oszillator (5) mit einer der nominellen Bezugsfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz (fN) so beeinflußt wird, daß er (5) auf einer bezüglich der Mit tenfrequenz (fN) um die Dopplerfrequenz (fd) geänderten spiegelbildlichen Frequenz (f2=fN-fd bzw. f2=fN+fd) schwingt;
daß die zu der nominellen Bezugsfrequenz (fN) spiegelbildli chen Frequenzen (f1, f2) nach zu der zweifachen, absoluten Dopplerfrequenz (fd) umgekehrt proportionalen Zeitinterval len über entsprechend gesteuerte Torschaltungen (7, 8) an einen Phasendetektor (9) angelegt werden, dessen Ausgangsspannung zu den Zeiten (tn) proportional zur Phasen differenz zwischen den beiden zueinander spiegelbildlichen Frequenzen (f1, f2) ist, wobei mit Zeiten (tn) jene Zeit bezeichnet ist, zu welcher zum n-ten Male Phasengleichheit herrscht und für einen solchen Zeitpunkt (tn) gilt: wobei ist und mit ϕ₁ und ϕ₂ die Anfangsphasen von zwei unterschiedlichen Frequenzen (f₁, f₂) bezeichnet sind, und
daß durch Anlegen der geglätteten Ausgangsspannung des Pha sendetektors (9) an den spannungsgesteuerten Oszillator (5) in diesem jeweils eine phasenstarre Anbindung zwischen den beiden Signalfrequenzen (f1, f2) erzwungen wird.
3. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Messen der Frequenz (f1) des sich mit einer Dopplerverschiebung (fd) ändernden sinusför migen Eingangssignals (s(f1)) ein Zähler (1) vorgesehen ist, dem zum Vergleichen der Frequenz (f1) des Eingangssignals (s(f1)) mit einer einer nominellen Navigations-Signalfrequenz entsprechenden Bezugs frequenz (fN) ein Rechner (2) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal für die Dopplerverschiebung (fd) über einen Digital-Analog-Wandler (3) und ein Summierglied (4) derart an einen spannungsgesteuerten Oszillator (5) mit einer der Bezugsfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz (fN) angelegt wird, daß der Oszillator (5) dadurch auf einer zur Frequenz (f1=fN± fd) des Eingangssignals (s(f1)) spiegelbildlichen Frequenz (f2=fN±fd) schwingt;
daß eine von dem Rechner (2) in Intervallen beeinflußte Torsteuerung (6) vorgesehen ist, welche mit weiteren Tor schaltungen (7, 8) verbunden ist, von denen die eine (8) mit dem Eingangssignal (s(f1)) und die andere (7) mit dessen bei der Spiegelfrequenz (f2) liegenden Signal (s(f2)) angesteu ert ist;
daß ein mit den weiteren Torschaltungen (7, 8) verbundener Phasendetektor (9) vorgesehen ist, dessen zur - Phasendifferenz zwischen den beiden zueinander spiegelbildlichen Frequenzen (f1, f2) proportionale - Ausgangsspannung über einen Meßwert speicher (10), ein Glättungselement (11) und das Summierglied (4) an den spannungsgesteuerten Oszillator (5) angelegt ist, so daß in diesem (5) eine phasenstarre Anbindung zwischen den beiden Signalfrequenzen (f1 und f2) erzwungen wird.
daß zum Messen der Frequenz (f1) des sich mit einer Dopplerverschiebung (fd) ändernden sinusför migen Eingangssignals (s(f1)) ein Zähler (1) vorgesehen ist, dem zum Vergleichen der Frequenz (f1) des Eingangssignals (s(f1)) mit einer einer nominellen Navigations-Signalfrequenz entsprechenden Bezugs frequenz (fN) ein Rechner (2) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal für die Dopplerverschiebung (fd) über einen Digital-Analog-Wandler (3) und ein Summierglied (4) derart an einen spannungsgesteuerten Oszillator (5) mit einer der Bezugsfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz (fN) angelegt wird, daß der Oszillator (5) dadurch auf einer zur Frequenz (f1=fN± fd) des Eingangssignals (s(f1)) spiegelbildlichen Frequenz (f2=fN±fd) schwingt;
daß eine von dem Rechner (2) in Intervallen beeinflußte Torsteuerung (6) vorgesehen ist, welche mit weiteren Tor schaltungen (7, 8) verbunden ist, von denen die eine (8) mit dem Eingangssignal (s(f1)) und die andere (7) mit dessen bei der Spiegelfrequenz (f2) liegenden Signal (s(f2)) angesteu ert ist;
daß ein mit den weiteren Torschaltungen (7, 8) verbundener Phasendetektor (9) vorgesehen ist, dessen zur - Phasendifferenz zwischen den beiden zueinander spiegelbildlichen Frequenzen (f1, f2) proportionale - Ausgangsspannung über einen Meßwert speicher (10), ein Glättungselement (11) und das Summierglied (4) an den spannungsgesteuerten Oszillator (5) angelegt ist, so daß in diesem (5) eine phasenstarre Anbindung zwischen den beiden Signalfrequenzen (f1 und f2) erzwungen wird.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zum Ausgleich störender Phasen
verschiebungen das Eingangssignal (s(f1)) über ein Laufzeit
glied (12) an die eine Torschaltung (8) angelegt ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Überprüfung der Fre
quenz (f2) diese an den Zähler (1) rückgeführt ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß statt der weiteren Torschaltun
gen (7, 8) Zeitintervallmeßanordnungen (13, 14) oder Ampli
tudenmeßanordnungen vorgesehen sind, die durch vom Rechner
(2) gesteuerte Impulse zu den Zeitpunkten (tn) angesteuert
sind und denen ein Rechner (15) sowie ein Digital-Analog-
Wandler (16) nachgeschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904037741 DE4037741A1 (de) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Verfahren zur quasi-kohaerenten synchronisation von mindestens zwei unterschiedlichen frequenzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904037741 DE4037741A1 (de) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Verfahren zur quasi-kohaerenten synchronisation von mindestens zwei unterschiedlichen frequenzen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4037741A1 DE4037741A1 (de) | 1992-06-11 |
DE4037741C2 true DE4037741C2 (de) | 1992-10-22 |
Family
ID=6419025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904037741 Granted DE4037741A1 (de) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Verfahren zur quasi-kohaerenten synchronisation von mindestens zwei unterschiedlichen frequenzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4037741A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19543882A1 (de) * | 1994-11-24 | 1996-05-30 | Advantest Corp | Normalfrequenzgenerator |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2086159A (en) * | 1980-10-22 | 1982-05-06 | Philips Electronic Associated | Automatic frequency control system |
-
1990
- 1990-11-27 DE DE19904037741 patent/DE4037741A1/de active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19543882A1 (de) * | 1994-11-24 | 1996-05-30 | Advantest Corp | Normalfrequenzgenerator |
DE19543882C2 (de) * | 1994-11-24 | 2001-11-22 | Advantest Corp | Normalfrequenzgenerator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4037741A1 (de) | 1992-06-11 |
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