DE69600658T2

DE69600658T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Frequenzregelung eines PLL-Demodulators

Info

Publication number: DE69600658T2
Application number: DE69600658T
Authority: DE
Inventors: Jean-Yves 38950 Saint Martin Le Vinoux Couet
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: DE69600658D1; FR2737626B1; US5828266A; EP0757433B1; FR2737626A1; EP0757433A1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines Phase- Locked-Loop-Demodulators. Die vorliegende Erfindung kompensiert Dispersions- und Alterungseffekte einer Resonanzfrequenz eines zugehörigen Keramikresonators.
Die vorliegende Erfindung ist bei Systemen anwendbar, die mehrere Trägerfrequenzen empfangen, vor allem bei der Schalldemodulation, die bei analogen Satellitenempfängern auftritt.

2. Diskussion des Standes der Technik

Fig. 1 stellt ein grundsätzliches Blockdiagramm einer Schaltung dar, die zur Einstellung der Abstimmfrequenz eines Phase-Locked-Loop-Demodulators verwendet wird.
Der Phase-Locked-Loop-Demodulator 100 weist einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 110, einen Phasendetektor 120, ein Tiefpaßfilter (LPF) 130 und einen programmierbaren Abschwächer 140 auf.
Die Schaltung zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines Phase-Locked-Loop(PLL)-Demodulators 100 weist erste und zweite Schalter S1, S2, die jeweils durch gegenphasige Signale CS und NCS gesteuert werden, einen Kondensator 145, eine frequenzerzeugende Schaltung 150, einen Frequenzkomparator 160, einen Referenzfrequenzgenerator 170 und eine Kontrollschaltung 180 auf.
Die für diese Schaltung passende Demodulationsmöglichkeit ist direkt. Dies bedeutet, daß die Signaldemodulation direkt bei der Zwischenträgerfrequenz erfolgt, d. h. es erfolgt keine Frequenzverschiebung. Der spannungsgesteuerte Oszillator VCO 110 des PLL-Demodulators 100 wird durch die frequenzerzeugende Schaltung 150 gesteuert. Das regelbare Dämpfungsglied 140 kontrolliert die Verstärkung des PLL- Demodulators, d. h. die Verriegelungs- und Fangbereiche. Diese Genauigkeit ist notwendig, um sich nicht auf eine ungewollte benachbarte Zwischenträgerfrequenz zu setzen, und um mit den verschiedenen Abweichungen der Zwischenträgerfrequenz kompatibel zu sein.
Die europäischen Patentanmeldungen EP-A-0 645 881, EP-A- 0 645 832 und EP-A-0 645 891, alle von SGS-THOMSON Microelectronics Ltd., beschreiben genauer die Struktur und die Wirkungsweise des Blockdiagramms von Fig. 1.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der frequenzerzeugenden Schaltung 150 mit einem programmierbaren Frequenzteiler 200, einem Phasenkomparator 210 zum Vergleich der Frequenzsignale fDIV und fREF, die jeweils von dem programmierbaren Frequenzteiler 200 und dem Referenzfrequenzgenerator 170 erzeugt werden, einer gesteuerten Stromquellen-/Senkenschaltung IS1, IS2, S3, S4 als Stromquelle und Stromsenke zum und vom Eingang des VCO über Schalter S2. Die Schalter S3 und S4 werden im Betrieb über die Ausgaben des Phasenkomparators 210 gesteuert. Durch aufeinanderfolgendes Laden und Entladen über Schalter 2 erreicht die Spannung über den Kondensator 145 den Wert, der für Die Steuerung des VCO im Betrieb nötig ist.
Die obengenannten europäischen Patentanmeldungen EP-A- 0 645 881 und EP-A-0 645 891 beschreiben die Struktur und die Wirkungsweise des Blockschaltbildes von Fig. 2 näher.
Kommerzielle Produkte, die die Blockschaltbilder von den Fig. 1 und 2 verwenden, sind von SGS-THOMSON Microelectro nics erhältlich und haben die Kennziffern STV0020, STV0030, STV0042 und STV0056. Den obengenannten Produkten liegt ein "advance data"-Datenblatt (von Mai 1995) bei, das hiermit in diese Anmeldung einbezogen wird.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Referenzfrequenzgenerator 170 ist normalerweise mit einer Oszillatorschaltung ausgestattet, die einen piezoelektronischen Kristall aufweist.
Es ist im Stand der Technik bekannt, daß piezoelektrische Kristalle, allgemein auch Quarzkristalle oder einfach Kristalle genannt, so hergestellt werden können, daß ihre Resonanzfrequenzen sehr stabil sind. Weiterhin ist es möglich, die Dispersion zwischen zwei Quarzkristallen genau zu steuern, d. h. die Fertigungstoleranzen, die für eine Serie von Kristallen erreicht werden können, sind außergewöhnlich gering.
Die Frequenzgenauigkeit zwischen Kristallen ändert sich um ungefähr 0,001% und die Frequenzstabilität ist ungefähr 0,01%, wobei Frequenzstabilität als die Frequenztoleranz über einen Betriebstemperaturbereich in bezug auf eine Frequenz bei einer Referenztemperatur definiert ist. Obwohl die Langzeitstabilität eines Kristalls von vielen komplexen Faktoren beeinflußt wird, verändert sie sich innerhalb von zehn Jahren typischerweise um 0,001%.
Obwohl piezoelektrische Kristalle zur Erzeugung einer genauen variablen Referenzfrequenz verwendet werden, sind sie jedoch teuer. Diese Kosten sind natürlich relativ in bezug auf die verbundenen Komponenten.
Die allgemeinen Kosten von Halbleiterprodukten nehmen aufgrund moderner Integrationsprozesse und -methoden schnell ab. Da sich jedoch die Wissenschaft und die Technologie zur Herstellung von piezoelektrischen Kristallen im Gegensatz zu Halbleiterprodukten weniger rasch fortentwickelt, steigt somit der Kostenanteil in bezug auf die Gesamtsystemkosten, die bei der Herstellung eines solchen genauen und variablen Kristalls anfallen.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer alternativen kosteneffektiven Lösung für piezoelektrische Kristalle.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Alternativlösung für piezoelektrische Kristalle, die eine vernünftige Frequenztoleranz und vernünftige Kurzzeit- sowie Langzeitfrequenzstabilität aufweisen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, piezoelektrische Kristalle durch einen weniger teuren Keramikresonator zu ersetzen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Kompensation von Änderungen in der Frequenztoleranz und in der Langzeit- oder Kurzzeitstabilität eines Keramikresonators.
Zur Lösung dieser Aufgaben schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines Phase-Locked-Loop-Demodulators, der einen spannungsgesteuerten Oszillator und einen ersten Schalter aufweist, vor. Die Vorrichtung weist ebenso eine frequenzerzeugende Schaltung auf, deren Ausgang an einen zweiten Schalter angeschlossen ist. Die frequenzerzeugende Schaltung empfängt einen Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators, der proportional zu seiner Frequenz und einer Referenzfrequenz ist, um im Betrieb den spannungsgesteuerten Oszillator über den zweiten Schalter zu steuern. Ebenso weist die Vorrichtung eine Schaltung zur Erzeugung eines ersten Signals auf, das der Differenz zwischen der Ausgangsfrequenz des span nungsgesteuerten Oszillators und der Referenzfrequenz entspricht und eine Schaltung, die auf mehrere Signale und das erste Signal reagiert, um die Vorrichtung im Betrieb zu steuern, darin eingeschlossen die Wahl der Abstimmfrequenz der frequenzerzeugenden Schaltung. Die Vorrichtung weist weiterhin einen Keramikoszillator im Referenzfrequenzgenerator zum Erzeugen einer Referenzfrequenz, einen Speicher oder irgendeine andere Speicherschaltung zur Speicherung des Wertes des ersten Signals und eine Vergleichs- und Kalibrierungsschaltung auf, die den gespeicherten Wert des ersten Signals mit einem laufenden Wert des ersten Signals vergleichen kann, so daß ein zweites Signal zum Abstimmen der Abstimmfrequenz der Frequenzsynthesizerschaltung in Abhängigkeit von dem zweiten Signal erzeugt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kalibrierungsvorrichtung einen Mikroprozessor und einen daran angeschlossenen Speicher zur Speicherung des ersten Signals auf, beispielsweise einen Permanentspeicher E2PROM. Der Speicher kann monolithisch im Mikroprozessor integriert sein. Zusätzlich kann der Speicher ein Permanentspeicher sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Wert des ersten Signals anfänglich als ein Teil eines Testvorgangs während der Herstellung der Vorrichtung gespeichert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können aktualisierte Werte des ersten Signals im Betrieb der Vorrichtung und/oder in der Anlauf- oder Startsequenz der Vorrichtung und/oder in der Abschalt- oder Stoppsequenz der Vorrichtung gespeichert werden.
Die Vorrichtung kann nach anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Satellitensignalempfängersystemen, Radiosignalempfängersystemen, Fernsehsignalempfänger systemen und Videosignalempfängersystemen und jeglicher Kombination der Systeme verwendet werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines Phase-Locked-Loop-Demodulators bereitgestellt, der einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Erzeugen einer Referenzfrequenz; Anschließen eines Frequenzsynthesizers an den spannungskontrollierten Oszillator; Erzeugen einer Abstimmfrequenz für den spannungsgesteuerten Oszillator, die im wesentlichen einer benötigten Trägerfrequenz entspricht; Erzeugen eines ersten Signals, das der Differenz zwischen der erzeugten Abstimmfrequenz und der Referenzfrequenz entspricht; Abstecken des Frequenzsynthesizers von dem spannungsgesteuerten Oszillator; Anschließen vieler Trägerfrequenzen an den Phase-Locked-Loop-Demodulator; Abstimmen des spannungsgesteuerten Oszillators, so daß seine Frequenz einer gewünschten Trägerfrequenz entspricht. Die Methode weist weiterhin folgende Schritte auf: Erzeugen der Referenzfrequenz mit Hilfe einer Schaltung, die einen Keramikresonator aufweist; Speichern des Wertes des ersten Signals; Vergleichen des gespeicherten Wertes des ersten Signals mit einem aktuellen Wert des ersten Signals; Erzeugen eines zweiten Signals in Abhängigkeit vom Vergleich; Anlegen des zweiten Signals an den Frequenzsynthesizer; und Abstimmen der Abstimmfrequenz auf das zweite Signal.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schritt des Speicherns des ersten Signals zu Beginn als Teil eines Testvorgangs während des Herstellungsverfahrens ausgeführt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt der Aktualisierung des gespeicherten Wertes des ersten Signals im normalen Betrieb und/oder in der Anlauf- oder Startsequenz und/oder in der Abschalt- oder Stoppsequenz auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in bezug auf beiliegende Zeichnungen näher erklärt, wobei
die Fig. 1 und 2 schon als Stand der Technik und als Lösung des Problems erklärt wurden und
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung darstellt, die zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines PLL-Demodulators erfindungsgemäß verwendet wird.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Obwohl die Erfindung in bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wird, ist jedoch klar, daß die vorliegende Beschreibung beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellt und nicht limitierend wirken soll. Alle möglichen Alternativen, Änderungen und entsprechende Anordnungen sollen im Anwendungsbereich der nachfolgenden Ansprüche als Teil dieser Erfindung enthalten sein.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung, die zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines Phase-Locked-Loop- Demodulators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Obwohl nicht dargestellt, weist der Phase-Locked-Loop- Demodulator 100 den VCO 110, den Phasendetektor 120, den Tiefpaßfilter 130 und das programmierbare Dämpfungsglied 140 auf, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Schaltung zum Einstellen der Abstimmfrequenz des PLL-Demodulators weist die Schalter S1 und S2, eine frequenzerzeugende Schaltung 150, einen Frequenzkomparator 160, einen Referenzfrequenzgenerator 170 und eine Kontrollschaltung 180 auf.
Wie in Fig. 3 dargestellt, empfängt der Eingangsanschluß 300 zum Demodulator 100 über Schalter S1 mehrere Eingangsträgersignale fIN. Der Ausgangsanschluß 305 des Demodulators liefert das benötigte demodulierte Ausgangssignal VOUT.
Der Ausgangsanschluß 310 des VCO wird von einer frequenzerzeugenden Schaltung 150 und von einem Frequenzkomparator 160 empfangen. Der Ausgangsanschluß 315 der Erzeugerschaltung 150 ist über Schalter S2 an den Eingangsanschluß 320 des VCO angeschlossen.
Ein Frequenzteiler und ein Phasenkomparator (ähnlich zu dem Frequenzteiler 200 und Phasenkomparator 210 von Fig. 2) innerhalb der frequenzerzeugenden Schaltung 150 empfangen die jeweiligen Ausgänge 325 und 330 von einer Kontrollschaltung 180 und einem Referenzfrequenzgenerator 170.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet der Referenzfrequenzgenerator 170 einen Keramikresonator als Basis zur Erzeugung einer Referenzfrequenz. Ein piezoelektrischer Kristall wird durch einen Keramikresonator so ersetzt, daß das Verfahren und die Schaltung die großen Toleranzen und Stabilitätsdispersionen kompensieren, die einem Keramikresonator zu eigen sind.
Die Frequenztoleranz und Langzeitfrequenzstabilität eines typischen Keramikresonators sind beide in der Größenordnung von ungefähr ± 0,5% wobei diese großen Dispersionen das Grundproblem eines Keramikresonators sind. Diese ±0,5%- Frequenztoleranz liegt gerade noch im eträglichen Bereich, insbesondere für industrielle Massenproduktion, und bildet hierfür eine schlechte Grundlage. Die ±0,5% -Langzeitfrequenzstabilität ist im Falle einer industriellen Massenproduktion völlig unakzeptabel.
Die Lösung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bringt es mit sich, daß eine geradlinige Ersetzung eines Keramikresonators für einen Kristall diese Toleranz- und Stabilitätsprobleme mit sich bringt. Nachdem ein nichttechnisches Kostenproblem gelöst wurde, taucht ein weitaus schwierigeres technisches nichtkostenspezifisches Problem auf, oder anders ausgedrückt, hat sich die Problemlösung des ursprünglichen Problems verlagert. Jedoch beseitigt die erfindungsgemäße Ausführungsform beide Probleme, die sich bei der Ersetzung des piezoelektrischen Kristalls durch einen Keramikresonator ergeben.
Der Frequenzkomparator 160, der ähnlich dem oben beschriebenen Datenblatt 5TV0042/56 ist und nachfolgend als "Wachhund" bezeichnet wird, weist einen Frequenzkomparator 335 auf, der die Frequenz bei einem Ausgangsanschluß 310 des VCO 110 mit der des Ausgangsanschlusses 330 des Referenzfrequenzgenerators 170 messen und vergleichen kann. Das Ergebnis des Vergleichs geht über einen Ausgang 337 an ein Register 340. Das Register 340 hält, d. h. speichert temporär den Ergebniswert des Vergleichs in einem passenden Format, beispielsweise digital, was für die stromabwärtigen Elemente des Registers geeignet ist.
Der Ausgang 345 des "Wachhund"-Registers 340 wird einer Speicherschaltung MEM geliefert. Die Speicherschaltung MEM ist vorzugsweise ein Lese/Schreib-Permanentspeicher, beispielsweise ein E2PROM-Speicher, dessen Lese- und Schreibtakte von einem R/W-Kontrollsignal gesteuert werden, das von der Kontrollschaltung 180 erzeugt wird.
Die jeweiligen Ausgänge 345 und 350 des Speichers MEM und des Wachhund-Registers 340 werden von einer Vergleichsschaltung 360 empfangen. Diese Vergleichsschaltung 360 vergleicht die Daten, die sich auf Frequenzmessungen beziehen und liefert ein Ergebnis über eine Ausgabe 365 an einen Mikrokontroller uC. Der Mikrokontroller uC fordert über ein Kontrollsignal DR von der Vergleichsschaltung 360 Daten an.
Aufgrund des Ergebnisses, das durch die Vergleichsschaltung 360 an den Mikrokontroller uC geliefert wird, liefert der Mikrokontrollen uC über einen Ausgang 367 Daten an ein weiteres Register 370, das mit der frequenzerzeugenden Schaltung 150 verbunden ist. Register 370 wird verwendet, um die Daten zum Programmieren des Frequenzteilers der frequenzerzeugenden Schaltung 150 (siehe Fig. 2) zu halten oder zu speichern, die die zusätzlichen Daten beinhalten, die zur Abstimmung des Frequenzteilers benötigt werden, wenn eine Dispersion der Frequenztoleranz und/oder Stabilität des Keramikresonators vorliegt.
Der Mikrokontrollen uC kann selbstverständlich direkt Zugang zu den Daten des "Wachhund"-Registers 340 und des Speichers MEM haben und die Ausgänge 337, 345, 350, 365 und 367 können ebenso ein Datenbus mit parallelen Ausgängen sein.
Nachdem der Basisaufbau der Komponenten gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben wurde, folgt nun eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform einer möglichen Methode, wie die Elemente miteinander arbeiten, um die Toleranz- und Stabilitätsprobleme eines Keramikresonators zu lösen.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das vorgeschlagene Verfahren in zwei verschiedene allgemeine Operationen eingeteilt werden. Die erste Operation beinhaltet das Kalibrieren eines Keramikresonators und der direkt und indirekt damit verbundenen Schaltungen. Die zweite Operation beinhaltet das Kompensieren von Toleranz- und/oder Stabilitätsänderungen des Keramikresonators.
In der ersten Operation ist die Genauigkeit der Referenzfrequenz, die von einem Keramikresonator kommt, noch nicht bekannt. Jedoch kann angenommen werden, daß die Referenzfrequenz theoretisch einer benötigten Trägerfrequenz ent spricht und genau ist. In diesem theoretischen Fall ist die Ausgangsfrequenz des VCO 110 gegeben durch:
fVCOTH = fo = fREFTH · NTH;
wobei fREFTH eine ideale theoretische Referenzfrequenz und NTH ein theoretischer Koeffizient zum Abstimmen des Frequenzsynthesizers 150 ist.
In der Praxis ist die Referenzfrequenz fREF nicht ideal und ihre Dispersion ist nicht vernachlässigbar. Folglich ist die aktuelle Ausgangsfrequenz (fVCOA) des VCO gegeben durch:
= fVCOA = fREFA · N;
wobei fREFA die aktuelle Referenzfrequenz ist.
Durch die gleiche oder eine ähnliche Anordnung der in Fig. 3 gezeigten Elemente ist es möglich, die aktuelle Genauigkeit der Referenzfrequenz zu messen, indem folgende Schritte ausgeführt werden.
Schritt #1 beinhaltet jeweils das Öffnen und Schließen der Schalter S1 und S2. Der Schalter S1 blockiert mehrere Eingangsträgerfrequenzsignale fIN, sie kommen nicht zum Demodulator 100, und Schalter S2 verbindet den Frequenzsynthesizer 150 mit dem VCO 110 des Demodulators 100. Die Schalter S1 und S2 werden gegenphasig durch die jeweiligen Kontrollsignale CS und NCS geschaltet.
Schritt #2 beinhaltet den Antrieb, d. h. die Steuerung des VCO 110 durch den Frequenzsynthesizer 150, um ein Ausgangssignal zu erhalten, das einem Frequenzwert von fVCOA entspricht, wobei fVCOA im wesentlichen einer benötigten Trägerfrequenz fo entspricht. Der VCO 110 wird durch den Frequenzsynthesizer 150 angetrieben, der wiederum durch den Referenzfrequenzgenerator 170 angetrieben wird, der den Ke ramikresonator aufweist. Im allerersten Beispiel wird der Frequenzsynthesizer 150 mit einem willkürlichen Koeffizienten NARB zum Einstellen des Frequenzsynthesizers 150 programmiert. Dieser willkürliche Koeffizient NARB kann entweder größer Null, kleiner Null oder gleich Null sein.
Nachdem der VCO 110 dazu angeregt wurde, einen Ausgangsfrequenzwert gleich fVCOA zu erzeugen, weist Schritt #3 einen Vergleich des Signals fVCOA und der aktuellen Referenzfrequenz fREFA auf. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird in dem Register 340 gehalten und in einem Festspeicher MEM gespeichert. Der Frequenzkomparator 160 erzeugt das Ergebnissignal des Vergleichs zwischen den Signalen fVCOA und fREFA, was letztlich im ersten Beispiel des Vergleichs von fVCOA und fREFA der Koeffizient NTH ist, der für die Anpassung des Frequenzsynthesizers 150 verwendet werden soll.
Nachdem der Koeffizient NTH im Festspeicher gespeichert wurde, weist Schritt #4 jeweils das Öffnen und das Schließen der Schalter S1 und S2 auf. Schalter S1 läßt mehrere Eingangsträgerfrequenzsignale fIN zum Demodulator 100 passieren, unter anderem die benötigte Trägerfrequenz fo. Schalter S2 steckt den Frequenzsynthesizer 150 von der VCO 110 im Betrieb ab. Ist der Schalter S2 offen, spielt der Frequenzsynthesizer 150 keine aktive Rolle mehr. Aufgrund des Fangbereichs des PLL-Demodulators 100 und aufgrund der Tatsache, daß fVCOA im wesentlichen einer benötigten Trägerfrequenz fo entspricht, wird sich der VCO 110 automatisch auf die benötigte Trägerfrequenz fo setzen. So ändert sich der Wert fVCOA zu dem Wert der benötigten Trägerfrequenz fo, d. h. fVCOA ändert sich zu f'VCOA = fo.
Nachdem die benötigte Trägerfrequenz fo eingefangen wurde, weist Schritt #5 den Vergleich der Trägerfrequenz mit der aktuellen Referenzfrequenz fREFA auf. Da die laufende Frequenz des VCO 110 sich nun von fVCOA zu fo geändert hat, erzeugt der Frequenzkomparator 160 nun ein anderes Signal NM als ein Ergebnis des Vergleichs von fREFA und fo, d. h. f'VCOA.
Schritt #6 weist durch das Wiederhervorrufen des gespeicherten Ergebniswertes für den theoretischen Koeffizienten NTH und durch den Vergleich mit dem laufenden Wert NM eine präzise Messung der aktuellen Genauigkeit der Referenzfrequenz auf, wie es durch die folgenden Formeln gezeigt ist:
fo = fREFTH · NTH;
fVCOA = fREFA · NTH; und
fo = f'REFA = fREFA · NH
Somit gilt
fREFA = fREFTH · (NTH/NM).
Das Ergebnis der Kalibrierungsoperation ist in dem Festspeicher MEM gespeichert. Die Ergebnisse dieser Kalibrierungsoperation können beispielsweise gespeichert werden, d. h. die Werte der Signale NTH und NM können einzeln gespeichert werden und dann im Betrieb so weiterverarbeitet werden, daß das Ergebnis C = NTH/NM erhalten wird. Alternativ hierzu können die Ergebnisse NTH und NM verarbeitet werden, um das Ergebnis C zu erhalten, das dann in dem Speicher MEM gespeichert wird. Ein Vorteil hiervon ist, daß weniger Speicherplatz benötigt wird.
Wenn jedoch eine weitere Frequenz erzeugt werden soll, beispielsweise fx, können die gespeicherten Signale NTH und NM oder alternativ C wieder geladen werden und im Betrieb verarbeitet werden, um den theoretischen Wert von Nx wie folgend zu kompensieren:
Nx (korrigiert) = NxTH · (NM/NTH) = NxTH/C.
Die vorliegende Erfindung kann als Teil einer Software- Routine und/oder einer Hardware-Lösung ausgeführt werden.
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Phase-Locked-Loop-Demodulator, der einen Keramikresonator als Referenzfrequenzquelle oder Generator aufweist, implementiert werden, der die aktuellen Probleme des Standes der Technik beseitigt. Das Prinzip des Vergleichs der VCO-Ausgangsfrequenz mit der Frequenz, die durch die auf einem Keramikresonator basierende Frequenzquelle erzeugt wird, und die Speicherung und die Verarbeitung im Betrieb und die Anwendung von Kompensationskoeffizienten können auf eine große Anzahl von Schaltungen und Anwendungen angewandt werden, die im Augenblick piezoelektrische Kristalle als Referenzfrequenzquelle verwenden, vorausgesetzt, daß diese Anwendungen die benötigten Elemente so wie einen Frequenzkomparator, einen Permanentspeicher und Kontrollschaltungen aufweisen oder aufweisen können.
Nach der Beschreibung unterschiedlicher besonderer Ausführungsformen der Erfindung kann der Fachmann einige Veränderungen und Verbesserungen erkennen. Diese Änderungen und Verbesserungen, die durch diese Beschreibung offensichtlich wurden, sollen Teil der hier nicht wörtlich beschriebenen Beschreibung sein. Die vorhergehende Beschreibung ist also beispielhaft und nicht limitierend. Die Erfindung ist nur durch die folgenden Ansprüche und dazu entsprechende Ansprüche limitiert.

Claims

1. Vorrichtung zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines Phase-Locked-Loop-Demodulators (100), der einen spannungsgesteuerten Oszillator (110) und eine erste Schaltvorrichtung (S1) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist:

- eine frequenzerzeugende Schaltung (150), deren Ausgang (315) an eine zweite Schaltvorrichtung (S2) angeschlossen ist, die einen Ausgang (310) des spannungsgesteuerten Oszillators empfängt, der proportional zu seiner Frequenz und einer Referenzfrequenz (fREF) ist, um im Betrieb den spannungsgesteuerten Oszillator über die zweite Schaltvorrichtung zu steuern,

- eine Schaltung (160) zum Erzeugen eines ersten Signals, das der Differenz zwischen der Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators und der Referenzfrequenz entspricht,

- eine Schaltung (180), die auf mehrere Signale und das erste Signal reagiert, um die Vorrichtung im Betrieb zu steuern,

dadurch gekennzeichnet, daß die Apparatur außerdem aufweist:

- einen Keramikresonatoroszillator zum Erzeugen der Referenzfrequenz;

- eine Vorrichtung (MEM) zum Speichern des Wertes des ersten Signals; und

- eine Vergleichsvorrichtung (360) zum Vergleichen des gespeicherten Wertes des ersten Signals mit einem aktuellen Wert des ersten Signals, so daß ein zweites Signal zum Abstimmen der Abstimmfrequenz der Frequenzsynthesizerschaltung in Abhängigkeit von dem zweiten Signal erzeugt wird.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierungsvorrichtung einen Mikroprozessor (uC) aufweist.

3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Permanentspeicher ist.

4. Eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher den Wert des ersten Signals beinhaltet.

5. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Signals anfänglich als ein Teil eines Testvorgangs während der Herstellung der Vorrichtung gespeichert ist.

6. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein aktualisierter Wert des ersten Signals während des Betriebes der Vorrichtung gespeichert wird.

7. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein aktualisierter Wert des ersten Signals in der Anlauf- oder Startsequenz der Vorrichtung gespeichert wird.

8. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein aktualisierter Wert des ersten Signals in der Abschalt- oder Stopsequenz der Vorrichtung gespeichert wird.

9. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem System verwendet wird, das Satellitensignale empfängt.

10. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem System verwendet wird, das Radiosignale empfängt.

11. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem System verwendet wird, das Fernseh- und/oder Videosignale empfängt.

12. Ein Verfahren zum Einstellen der Abstimmfrequenz eines Phase-Locked-Loop-Demodulators, der einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Erzeugen einer Referenzfrequenz (fREF),

- Anschließen eines Frequenzsynthesizers (150) an den spannungsgesteuerten Oszillator (110),

- Erzeugen einer Abstimmfrequenz für den spannungsgesteuerten Oszillator, die im wesentlichen einer benötigten Trägerfrequenz entspricht,

- Erzeugen eines ersten Signals, das der Differenz zwischen der erzeugten Abstimmfrequenz und der Referenzfrequenz entspricht,

- Abstecken des Frequenzsynthesizers von dem spannungsgesteuerten Oszillator,

- Anschließen vieler Trägerfrequenzen (fIN) an den Phase-Locked-Loop-Demodulator,

- Abstimmen des spannungsgesteuerten Oszillators, so daß seine Frequenz einer gewünschten Trägerfrequenz entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren außerdem folgende Schritte aufweist:

- Erzeugen der Referenzfrequenz mit Hilfe einer Schaltung, die einen Keramikresonator aufweist;

- Speichern des Wertes des ersten Signals;

- Vergleichen des gespeicherten Wertes des ersten Signals mit einem aktuellen Wert des ersten Signals;

- Erzeugen eines zweiten Signals in Abhängigkeit vom Vergleich;

- Anlegen des zweiten Signals an den Frequenzsynthesizer; und

- Abstimmen der Abstimmfrequenz auf das zweite Signal.

13. Ein Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Speicherns des ersten Signals zu Beginn als Teil eines Testvorgangs während des Herstellungsverfahrens ausgeführt wird.

14. Ein Verfahren nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt der Aktualisierung des gespeicherten Wertes des ersten Signal im normalen Betrieb aufweist.

15. Ein Verfahren nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Aktualisierungsschritt des gespeicherten Wertes des ersten Signals in der Anlauf- oder Startsequenz aufweist.

16. Ein Verfahren nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Aktualisierungsschritt des gespeicherten Wertes des ersten Signals in der Abschalt- oder Stopsequenz aufweist.