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Technischer Bereich der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen spannungsgesteuerten Oszillator, der einen
Schwingkreis mit einem ersten variablen Kondensator umfasst, dessen Kapazität abhängig von
der Steuerspannung des Oszillators schwankt.
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Stand der Technik
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Ein
spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) liefert oszillierende Signale,
deren Frequenz abhängig
von einem Steuerspannungssignal Uc schwankt. Spannungsgesteuerte
Oszillatoren werden häufig
in Phasenverriegelungsschleifen eingesetzt, wie in 1 dargestellt.
Eine solche Schleife umfasst üblicherweise
einen spannungsgesteuerten Oszillator 1, dessen Eingang über einen
Filter 4 an den Ausgang eines Phasenvergleichers 2 und
dessen Ausgang, der den Ausgang der Schleife bildet, an einen ersten Eingang
des Phasenvergleichers 2 gelegt ist, und zwar eventuell über einen
Frequenzteiler 3. Taktsignale mit einer vorbestimmten Referenzfrequenz
Fref und beispielsweise von einem Quarzoszillator geliefert, werden
an einen zweiten Eingang des Phasenvergleichers 2 gelegt.
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Die
Steuerspannung Uc des Oszillators ist somit abhängig von dem Unterschied der
Frequenz Fs der Ausgangssignale des Oszillators 1, die
eventuell mit einem Teilungskoeffizienten versehen ist, und der
Referenzfrequenz Fref Wenn die Schleife verriegelt ist, ist die
Ausgangsfreguenz Fs somit gleich der Referenzfrequenz Fref oder
einem Vielfachen derselben.
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Eine
solche Phasenverriegelungsschleife wird bei zahlreichen Schaltungen
eingesetzt, die eine Frequenzsynthese erfordern, und insbesondere
im Bereich der Radiofrequenzen zum Empfang modulierter Signale.
Häufig
werden mehrere Sendestandards, beispielsweise Standards wie GSM,
GPS oder DCS, Standards, die die Bluetooth-Technologie oder ein örtliches
drahtloses Netz (WLAN) nutzen, in ein und demselben Empfänger verwendet,
insbesondere in Mobiltelefonen. In solchen Fällen ist es wünschenswert,
schnell von einem Standard zu einem anderen wechseln zu können, beispielsweise
von einem GSM- zu einem Bluetooth-Standard.
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Derzeit
ermöglichen
spannungsgesteuerte Multiband-Oszillatoren die Abdeckung mehrerer
Frequenzbereiche. Ein besonderes Beispiel eines spannungsgesteuerten
Multiband-Oszillators, der in dem Patent
US 4602222 beschrieben wird, ist in
2 dargestellt.
Er umfasst einen Schwingkreis der Art LC, der zwischen Eingang und
Ausgang des Oszillators eine erste Induktivität L1 und einen Kondensator C1
in Serie umfasst. Eine zweite Induktivität L2 ist zwischen den Ausgang
des Oszillators und die Masse geschaltet. Ein variabler Kondensator
Cv, der von einer Diode mit variabler Kapazität gebildet wird, d.h. von einer
Diode, deren Kapazität
abhängig
von der an ihre Klemmen angelegten Spannung schwankt, ist zwischen
den Eingang des Oszillators und die Masse gelegt. Ein schaltbarer
Kondensator C2 ist zwischen den Ausgang des Oszillators und die
Masse in Serie mit einem Schalter S geschaltet. Dessen Einfügen in den
Schwingkreis durch Schließen
des Schalters S ermöglicht,
wie in
3 dargestellt, den Übergang von einem Frequenzbereich
(F1 bis F1 + ΔF1)
zu einem niedrigeren Freguenzbereich (F2 bis F2 + ΔF2). Innerhalb
jedes Frequenzbereichs schwankt die Ausgangsfrequenz F des Schwingkreises
linear mit der Steuerspannung Uc, die an den Eingang des Oszillators
angelegt ist und zwischen einer Mindeststeuerspannung Ucmin und
eine Höchststeuerspannung Ucmax
schwanken kann.
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Weitere
Beispiele spannungsgesteuerter Multiband-Oszillatoren sind in dem
vorgenannten Patent
US 4602222 und
im Dokument US-A-2002/0171499 beschrieben.
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So
ermöglicht
das Einfügen
schaltbarer Kondensatoren in den Schwingkreis eines spannungsgesteuerten
Oszillators ein Verändern
der Schwingungsfrequenz und des abgedeckten Frequenzbereichs. Allgemein
gesprochen ist die Ausgangsfrequenz F des spannungsgesteuerten Oszillators
abhängig
von dem Wert der Induktivität
L des Schwingkreises, der variablen Kapazität Cv(Uc) des Schwingkreises,
der abhängig
ist von der Steuerspannung Uc, und von der geschalteten Kapazität Ccom:
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Bei
einer Phasenverriegelungsschleife, die mit einem bekannten spannungsgesteuerten
Multiband-Oszillator arbeitet, bewirkt der Übergang von einem Frequenzbereich
zu einem anderen ein kurzzeitiges Ausrasten der Phasenverriegelungsschleife. Wie
in den 4 und 5 dargestellt, bewirkt das Einfügen einer
geschalteten Kapazität
Ccom zu einem Zeitpunkt t1 zunächst
einen Abfall der Steuerspannung Uc, von einem ersten konstanten
Wert aus, und der Ausgangsspannung Fs, die ursprünglich auf einem konstanten
Wert Fs1 lag. Dann rastet die Phasenverriegelungsschleife zu einem
Zeitpunkt t2 aus, d.h., dass der spannungsgesteuerte Oszillator
kein Signal mehr liefert.
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Dann
rastet die Phasenverriegelungsschleife nach einer Zeit, die insbesondere
von der Grenzfreguenz des Filters 4 abhängt, wieder ein, und ab einem
Zeitpunkt t3 steigt die Ausgangsfreguenz Fs linear bis zu einem
konstanten Wert Fs2 an, der unter Fs1 liegt, während die Steuerspannung Uc
vor dem Erreichen eines zweiten konstanten Werts schwankt.
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Um
das Ausrasten einer Phasenverriegelungsschleife zu verhindern, die
einen Multiband-spaunungsgesteuerten Oszillator verwendet der die
Abdeckung verschiedener Standards ermöglicht, kann der Verstärkgunsgrad
des spannungsgesteuerten Oszillators, d.h. das Verhältnis K
= F/Uc zwischen der Frequenz T seiner Ausgangssignale und der an
seinen Eingang angelegten Steuerspannung Uc so erhöht werden,
dass die ganze gewünschte
Frequenzspanne abgedeckt ist, ohne dass plötzlich neue Kondensatoren geschaltet
werden müssen.
Nun wird mit zunehmendem Verstärkungsgrad
jedoch das erzeugte Phasenrauschen stärker, was einen neuerlichen
Nachteil darstellt.
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Gegenstand der Erfindung
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Die
Erfindung will diesen Nachteilen abhelfen und insbesondere einen
spannungsgesteuerten Oszillator herstellen, bei dem das Phasenrauschen reduziert
ist. Im Falle eines Multiband-Oszillators darf dieser beim Schalten
von einem Frequenzbereich zum anderen kein Ausrasten bewirken, wenn
er in einer Phasenverriegelungsschleife angeordnet ist.
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Nach
der Erfindung wird dieses Ziel durch die anhängenden Ansprüche und
insbesondere dadurch erreicht, dass der Oszillator einen zweiten
variablen Kondensator umfasst, dessen Kapazität abhängig von der an ihn angelegten
Spannung variabel ist. Schaltvorrichtungen, die an den ersten und
zweiten variablen Kondensator geschaltet sind, und Mittel zum Steuern
der Schaltvorrichtungen, die je nach Ausgangsfrenuenz des Oszillators
im Schwingkreis das Ersetzen eines der variablen Kondensatoren durch
den anderen bewirken, wobei die Kapazität eines der variablen Kondensatoren
in gleicher Richtung schwankt wie die an ihn angelegte Spannung und
die Kapazität
des anderen variablen Kondensators in entgegengesetzter Richtung
bezüglich
der an ihn angelegten Spannung schwankt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und Merkmale gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung
besonderer Ausführungsformen
der Erfindung hervor, die beispielhaft und nicht erschöpfend gegeben
und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
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1 schematisch
eine herkömmliche
Phasenverriegelungsschleife darstellt;
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2 einen
spannungsgesteuerten Multiband-Oszillator nach dem Stand der Technik
darstellt;
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3 Schwankungen
der Ausgangsfrequenz F eines Oszillators nach 2 abhängig von seiner
Steuerspannung Uc darstellt;
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die 4 und 5 jeweils
die zeitabhängigen
Schwankungen der Ausgangsspannung Fs einer Phasenverriegelungsschleife,
die einen spannungsgesteuerten Oszillator nach dem Stand der Technik einsetzt,
und der Steuerspannung Uc des Oszillators bei einem Freguenzbereichwechsel
zeigt, darstellen;
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6 eine
besondere Ausführungsform
eines Oszillators der Erfindung zeigt;
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7 Schwankungen
der Ausgangsfrequenz F eines Oszillators nach der Erfindung abhängig von
seiner Steuerspannung Uc darstellt;
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8 die
Schwankungen der Kapazität
variabler Kondensatoren Cv+ und Cv- illustriert, die in einem erfindungsgemäßen Oszillator
verwendet werden können,
je nach der Steuerspannung U, die an deren Klemmen angelegt wird;.
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die 9 und 10 die
Schwankungen der Ausgangsfrequenz F eines Oszillators abhängig von seiner
Steuerspannung Uc bei jeweils zwei besonderen Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Oszillators
mit schaltbaren Kondensatoren darstellen;
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die 11 und 12 die
zeitabhängigen Schwankungen
jeweils der Ausgangsfrequenz Fs einer Phasenverriegelungsschleife,
die einen spannungsgesteuerten Multiband-Oszillator nach der Erfindung
verwendet, und der Steuerspannung Uc des Oszillators bei einem Frequenzbereichwechsel
zeigen. Beschreibung besonderer Ausführungsformen
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Ein
spannungsgesteuerter Oszillator nach der Erfindung umfasst einen
Schwingkreis, in den abwechselnd zwei variable Kondensatoren Cv+
und Cv– geschaltet
werden, wobei die Kapazitäten
der beiden variablen Kondensatoren Cv+ und Cv– in entgegengesetzten Richtungen
bezogen auf die an sie angelegte Spannung schwanken.
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Bei
der in 6 dargestellten, besonderen Ausführungsform
umfasst der Schwingkreis einen Verstärker 5, der zwischen
dem Steuereingang und dem Ausgang des Oszillators mit einer Induktanz
L parallelgeschaltet ist. Die beiden variablen Kondensatoren Cv+
und Cv– sind
mit einem Schalter 6 zwischen dem Eingang und dem Ausgang
des Oszillators in Serie geschaltet. Der Schalter 6 wird
von Steuersignalen A1 gesteuert, die von einer (nicht dargestellten)
Steuerschaltung erzeugt werden, um abhängig von der Ausgangsfrequenz
des Oszillators die variablen Kondensatoren Cv+ und Cv– abwechselnd mit
der Induktanz L parallel zu schalten. Bei einer besonderen Ausführungsform
umfasst der Schalter 6 eine gemeinsame Klemme, die an ein
Ende der Induktivität
L gelegt ist, in 6 beispielsweise an den Eingang
des Oszillators, und zwei Klemmen, die jeweils an erste Enden der
variablen Kondensatoren Cv+ und Cv– gelegt sind. Bei einer nicht
dargestellten Variante werden zwei jeweils mit den Kondensatoren Cv+
und Cv– in
Serie geschaltete Schalter von Komplementärsignalen gesteuert, in der
Weise, dass einer der Schalter offen ist, wenn der andere geschlossen
ist.
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Die
minimale Schwingfrequenz Fmin des Oszillators entspricht der Schwingfrequenz,
der Mindeststeuerspannung Ucmin, des LC Schwingkreises. Die Leistung
des Schwingkreises entspricht in dem Fall dem immanenten Maximalwert
des variablen Kondensators, der ursprünglich in den Schwingkreis eingebaut
wurde, eventuell gekoppelt an die Kapazität eines festen, nicht schaltbaren
Kondensators des Schwingkreises: Fmin = F(Cv–, Ucmin)
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Wie
in 7 dargestellt, steigt die Ausgangsfrequenz F des
Oszillators 6, wenn nur der Kondensator Cv–, dessen
Kapazität
in entgegengesetzter Richtung zur Spannung schwankt, zunächst parallelgeschaltet
ist mit der Induktanz L, mit der Steuerspannung Uc zwischen der
Mindest-Schwingfrequenz Fmin und einem vorbestimmten Schaltwert Fc1
linear an. Der Schaltwert Fc1 entspricht der maximalen erreichen
Ausgangsfreguenz, die in dieser Konfiguration bei maximaler Spannung
Ucmax der Steuerspannung Uc erhalten wird : Fmin = F(Cv–, Ucmin)
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Wenn
die Ausgangsfrequenz F des Oszillators den Schaltwert Fc1 erreicht,
gibt die Steuerschaltung ein Schaltsignal A1 an den Schalter 6 ab und
bewirkt das automatische Ersetzen des Kondensators Cv– durch
den Kondensator Cv+ im Schwingkreis. Die jeweiligen Eigenschaften
der Kondensatoren Cv– und
Cv+ sind derat. dass F (Cv–,
Ucmax) = F(Cv+, Ucmax). Somit wird weder die Schwingfrequenz des
Oszillators noch die Steuerspannung Uc plötzlich zu dem Zeitpunkt geändert, zu dem
der Kondensator Cv– durch
den Kondensator Cv+ ersetzt wird und umgekehrt.
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Die
Ausgangsfrequenz F des Oszillators 6 steigt anschließend, wenn
die Steuerspannung Uc sinkt, zwischen dem Schaltwert Fc1 und einer Schwingfrequenz
Fmin + ΔF
= F(Cv+, Ucmin) linear an.
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Der
spannungsgesteuerte Oszillator deckt somit einen Funktions-Freguenzbereich ΔF ab, der von
Fmin = F(Cv–,
Ucmin) bis Fmin + ΔF
= F(Cv+, Ucmin) geht, und in zwei Bereiche geteilt ist, in denen die
Frequenz abwechselnd in gleicher Richtung wie die Steuerspannung
und in umgekehrter Richtung schwankt, und zwar auf beiden Seiten
der Schaltfrequenz Fc1. Auf diese Weise kann der Verstärkungsfaktor
K des Oszillators und somit das Phasenrauschen im Oszillator verringert
werden. Statt des Kondensators Cv– kann am Anfang der Kondensator
Cv+ in den Schwingkreis eingebaut sein. In diesem Fall ist der Weg
umgekehrt. Die Mindestfrequenz des Oszillators wird dann von F(Cv+,
Ucmax) angegeben, und während
die Steuerspannung Uc sinkt, steigt die Schwingfrequenz bis zur
Schaltfrequenz F(Cv+, Ucmin) an, die der maximalen Schwingfrequenz
des Kreises mit dem variablen Kondensator Cv+ entspricht. Dieser
wird dann durch den Kondensator Cv– ersetzt, wobei F(Cv+, Ucmin)
= F(Cv–,
Ucmin). Die Frequenz steigt dann mit der Steuerspannung weiter an,
bis die Ausgangsfrequenz des Oszillators den Wert F(Cv–, Ucmax)
erreicht.
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Die
variablen Kondensatoren Cv+ und Cv– können aus einer beliebigen geeigneten
Vorrichtung bestehen, insbesondere aus Varactoren nach Art von Dioden
oder Transistoren (PMOS und NMOS), oder aus Kapzitäten auf
der Grundlage von MEMS. 8 stellt ein Beispiel der Schwankungen
der Kapazität variabler
Kondensatoren Cv– und
Cv+ dar, die jeweils aus NMOS- und PMOS-Transistoren bestehen, abhängig von
der Steuerspannung U, die an ihre Klemmen angelegt wird.
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Wie
in 6 dargestellt, kann der Oszillator auch mindestens
einen zusätzlichen
Kondensator Cf mit fester Kapazität umfassen, der mit einem zusätzlichen
Schalter 7 an den Klemmen der Induktanz L in Serie geschaltet
ist.
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Bei
einer ersten, in 9 gezeigten Variante umfasst
der Schwingkreis zunächst
nur den Kondensator Cv+. Die Ausgangsfrequenz bei der Steuerspannung
Ucmin entspricht dabei der maximalen Frequenz Fmin + ΔF' = F(Cv+, Ucmin).
Wie vorher sinkt die Freguenz linear, wenn die Steuerspannung Uc
steigt, bis zur Schaltfrequenz Fc1 = F(Cv+, Ucmax) = F(Cv–, Ucmax).
Wenn die Frequenz den Schaltwert Fc1 erreicht, wird der Kondensator
Cv+ durch den Kondensator Cv– ersetzt.
Die Ausgangsfrequenz F des Oszillators sinkt anschließend weiter linear,
wenn die Steuerspannung Uc sinkt, zwischen dem Schaltwert Fc1 und
einer Schwingfrequenz Fc2 = F(Cv–, Ucmin). Der zusätzliche
Kondensator Cf wird in den Kreis geschaltet, wenn die Ausgangsfrequenz
F des Oszillators den Schaltwert Fc2 erreicht. Die Steuerschaltung
liefert dann gleichzeitig ein Schaltsignal A1 an den Schalter 6 und
ein Schaltsignal A2 an den zusätzlichen
Kondensator 7. Bei der in den 6 und 9 dargestellten
besonderen Ausführungsform
wird der zusätzliche
Kondensator Cf also durch Schließen des Kondensators 7 in
den Schwingkreis eingeführt,
wenn die Ausgangsfreguenz des Oszillators die Schaltfrequenz Fc2
erreicht, die gleichzeitig das Ersetzen des Kondensators Cv– durch
den Kondensator Cv+ bewirkt. Der Wert der Kapazität des festen
Kondensators Cf ist so gewählt,
dass das Einfügen
des Kondensators Cf und das gleichzeitige Ersetzen von Cv– durch
Cv+ weder die Ausgangsfreguenz des Oszillators noch die Steuerspannung
verändert.
Hierzu ist die maximale Schwingfrequenz des Schwingkreises mit dem festen
Kondensator Cf gleich der minimalen Schwingfrequenz des Schwingkreises
ohne diesen Kondensator: Fc2 = F(Cv–, Ucmin) = F(Cf und Cv+, Ucmin).
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Durch
die Kombination aus Einfügen
des Kondensators Cf und der neuerlichen Umkehrung der Richtung der
Veränderung
der variablen Kapazität
abhängig
von der Steuerspannung kann die Ausgangsfrenuenz des Oszillators
so weiter sinken, während
die Steuerspannung bis zu einem Schaltwert Fc3 ansteigt, der dann
das Ersetzen des Kondensators Cv+ durch den Kondensator Cv– bewirkt,
mit: Fc3 = F(Cf und Cv+, Ucmax) = F(Cf und Cv–, Ucmax).
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Die
Freguenz sinkt anschließend
weiter mit der Steuerspannung bis zu einer Freguenz Pmin = F(Cf
und Cv–,
Ucmin). Der Frequenzbereich ΔF' wird so in vier
Bereiche geteilt, in denen die Freguenz abwechselnd in entgegengesetzter
Richtung zu derjenigen der Steuerspannung und in gleicher Richtung schwankt,
wobei das Abwechseln jeweils dann ausgelöst wird, wenn die Ausgangsfrequenz
einen Schaltwert Fc1, Fc2 oder Fc3 erreicht.
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Der
Oszillator kann mehrere schaltbare feste Kondensatoren umfassen.
Nachdem ein erster fester Kondensator Cf1 wie oben in den Schwingkreis
eingeschaltet wird, wenn die Ausgangsfreguenz des Oszillators den
Schaltwert Fc2 = F(Cv–,
Ucmin) = F(Cf1 und Cv+, Ucmin) erreicht, kann ein zweiter fester Kondensator
Cf2 in den Schwingkreis eingeschaltet werden, wenn die Frequenz
einen Schaltwert F(Cf1 und Cv–,
Ucmin) = F(Cf1, Cf2 und Cv+, Ucmin) erreicht.
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Auf
diese Weise können
in den Schwingkreis selektiv weitere feste Kondensatoren Cfi eingebaut werden,
wobei i = 1 bis n, wenn die Frequenz F entsprechende Schaltwerte
F(Cf1, Cf2 ... Cfi – 1
und Cv–,
Ucmin) = F(Cf1, Cf2 ... Cfi und Cv+, Ucmin) erreicht. Der Frequenzbereich
kann so in 2n + 2 Bereiche geteilt werden.
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Wenn
der ursprünglich,
wenn die Frequenz maximal (Fmin + ΔF) ist, in den Schwingkreis
eingeschaltete variable Kondensator der Kondensator Cv– statt
des Kondensators Cv+ ist, wird ein fester Kondensator Cfi eingefügt, wenn
die Frequenz eine Schaltfrequenz F(Cf1, Cf2 ... Cfi – 1 und
Cv+, Ucmax) = F(Cf1, Cf2 ... Cfi und Cv–, Ucmax) erreicht.
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Bei
der in den 6 und 10 dargestellten
Variante ist der Wert der Kapazität des festen Kondensators C'f so gewählt, dass
das Einfügen
des Kondensators C'f
und das gleichzeitige Ersetzen von Cv+ durch Cv–, wenn die Frequenz einen
Schaltwert Fc2a = F(Cv–,
Ucmin) erreicht, einen Frequenzsprung bewirkt. Die Ausgangsfrequenz
des Uszillators geht dann von der Frequenz Fc2a, die der minimalen
Schwingfrequenz des Schwingkreises ohne den festen Kondensator C'f entspricht, auf
einen Wert Fc2b = F(C'f
und Cv+, Ucmin) über,
der unter Fc2a liegt und der maximalen Schwingfrequenz des Schwingkreises
mit dem festen Kondensator C'f
entspricht.
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Umgekehrt
bewirken das Entfernen des festen Kondensators C'f wenn die Ausgangsfrequenz des Oszillators
wieder auf den Wert F2b ansteigt, und das gleichzeitige Ersetzen
von Cv+ durch Cv– einen Übergang
der Ausgangsfrequenz des Oszillators zum Wert Fc2a. In beiden Fällen bleibt
die Steuerspannung während
des Schattens auf ihrem Wert Ucmin.
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Wie
oben kann der Oszillator mehrere feste, schaltbare Kondensatoren
C'fi umfassen, wobei
i = 1 bis n, die selektiv in den Schwingkreis geschaltet oder selektiv
aus diesem entfernt werden. So wird ein Kondensator C'fi in den Schwingkreis
eingefügt, wenn
die Frequenz F den Schaltwert F(C'f1, C'f2 ... C'fi – 1
und Cv–,
Ucmin) erreicht, wodurch dann die Freguenz F auf einen niedrigeren
Wert F(C'f1, C'f2 ... C'fi und Cv+, Ucmin)
gedrükt
wird.
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Die
in 10 dargestellte Variante kann, wie vorstehend
beschrieben, ebenso innerhalb eines Freguenzbereichs von F"min bis F"min + ΔF" wie zur Herstellung
eines spannungsgesteuerten Multiband-Oszillators genutzt werden.
Dieser ermöglicht dann
einen Übergang
von einem ersten Frequenzbereich von F1 = Fc2a bis F1 + ΔF1 = F"min + ΔF" zu einem zweiten
Frequenzbereich, der niedriger ist als der erste und sich von F2
= F"min bis F2 + ΔF2 = Fc2b
erstreckt, und umgekehrt. In diesem Fall werden die Schaltsignale
A2, die das Einfügen
der festen, schaltbaren Kondensatoren steuern, von der Steuerschaltung
nicht gleichzeitig wie die Steuersignale A1 des Schalters A1 geliefert,
sondern können jederzeit
entweder manuell gesteuert durch den Benutzer oder durch Fernsteuerung
angelegt werden.
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Allgemeiner
gesprochen kann der Oszillator den Übergang von einem Freguenzbereich,
der sich von Fi bis Fi + ΔFi
erstreckt, auf einen niedrigeren Freguenzbereich von F(i + 1) bis
F(i + 1) + ΔF(i
+ 1) ermöglichen,
und zwar durch Ersetzen eines variablen Kondensators durch den anderen
und gleichzeitiges Einfügen
eines festen Kondensators C'fi,
wobei i = 1 bis n, dessen Kapazität so gewählt ist, dass die Differenz
zwischen der niedrigeren Frequenz F(i – 1) eines Frequenzbereichs
und der höheren
Frequenz Fi + ΔFi
des unmittelbar niedrigeren Frequenzbereichs dargestellt wird durch: F(i – 1) – (Fi + ΔFi) = F(C'f1, C'f2 ... C'fi – 1 und
Cv–, Ucmin) – F(C'f1, C'f2 ... C'fi und Cv+, Ucmin),wobei ΔFi
= F(C'f1, C'f2 ... C'fi und Cv+, Ucmin) – F(C'f1, C'f2 ... C'fi und Cv–, Ucmin)
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Wie
zuvor kann das Einfügen
der festen Kondensatoren entweder beim Ersetzen von Cv– durch Cv+
bei Ucmin oder beim Ersetzen von Cv+ durch Cv– bei Ucmax erfolgen. Wenn
ein solcher spannungsgesteuerter Multiband-Oszillator in einer Phasenverriegelungsschleife
eingesetzt wird, rastet diese beim Übergang von einem Freguenzbereich
zu einem anderen dank des Wechsels der variablen Kondensatoren nicht
aus. Die 11 und 12 zeigen die
zeitabhängigen
Schwankungen jeweils der Ausgangsfrequenz Fs der Phasenverriegelungsschleife und
der Steuerspannung Uc des spannungsgesteuerten Oszillators nach
der Erfindung, den die Phasenverriegelungsschleife umfasst, beim Übergang von
einer Frequenz Fs1 eines ersten Frequenzbereichs zu einer niedrigeren
Frequenz Fs2 eines zweiten Frequenzbereichs. Wie in den 4 und 5 wird
der feste Kondensator zum Zeitpunkt t1 eingesetzt. Die Steuerspannung
Uc sinkt linear bis zu einem Zeitpunkt t5, zu dem die Ausgangsfrequenz
den neuen gewünschten
konstanten Wert Fs2 erreicht. Während
dieser Zeit wurden die variablen Kondensatoren Cv+ und Cv– abhängig vom
Wert der Ausgangsfrequenz Fs abwechselnd in den Schwingkreis eingefügt. Der
Zeitpunkt t5 des Erreichens der Ausgangsfrequenz liegt deutlich
vor dem entsprechenden Zeitpunkt t4 in den Phasenschleifen, die
einen bekannten spannungsgesteuerten Multiband-Oszillator (4 und 5)
verwenden. Die
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Verwendung
eines erfindungsgemäßen Multiband-Oszillators
ermöglicht
so eine Zeiteinsparung Δt
= t4 – t5
beim Umschalten. Es gibt weder Spannungssprünge noch ein Ausrasten der
Phasenverriegelungsschleife. Darüber
hinaus ermöglicht
die Abwesenheit von plötzlicher Änderung
der Steuerspannung beim Schalten eine Reduzierung des beim Schalten
erzeugten Rauschens.
