FI113112B - Menetelmä oskillaattorin säätämiseksi - Google Patents

Description

113112

Menetelmä oskillaattorin säätämiseksi

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osassa esitettyyn menetelmään oskillaattorin säätämiseksi. Keksintö kohdistuu lisäksi oheisen patenttivaatimuksen 8 johdanto-osassa esitettyyn säädettävään oskillaattoriin. Keksintö kohdistuu vielä oheisen patenttivaatimuksen 12 johdanto-osassa esitettyyn elektroniikkalaitteeseen sekä oheisen patenttivaatimuksen 15 johdanto-osassa 10 esitettyyn langattomaan viestintälaitteeseen.

Elektroniikkalaitteissa käytetään säädettäviä oskillaattoreita erityisesti silloin, kun tarvitaan kahta tai useampaa eri taajuutta ja näiden taajuuksien toteuttaminen erillisillä oskillaattoreilla ei ole järkevää tai 15 mahdollista. Lisäksi säädettäviä oskillaattoreita käytetään tuottamaan taajuuksia tietyllä taajuusalueella. Mikäli muodostettavan taajuuden stabiiliudella ei ole suurta merkitystä, voidaan tällainen säädettävä oskillaattori muodostaa yksinkertaisesti esimerkiksi jännitesäätöisenä oskillaattorina, jossa ei ole takaisinkytkentää. Kuitenkin useissa tapa-20 uksissa on tarve aikaansaada tietty taajuusstabiilius. Tällöin säädettävän oskillaattorin kulloinkin muodostaman taajuuden on oltava suhteellisen tarkasti halutulla taajuudella, ja taajuus ei saa vaihdella merkittävästi. Tällöin jännitteellä säädettävän oskillaattorin yhteydessä käyte-tään takaisinkytkentäsilmukkaa, kuten vaihelukittua silmukkaa (PLL, :· 25 Phase Locked Loop), sekä tarkkaa referenssitaajuutta. Vaihelukitun v.: silmukan takaisinkytkennässä olevalla taajuusjakajalla voidaan aikaan- ‘•. i saada haluttuja taajuuksia, joka vaihevertailijan avulla pyritään pitä- mään halutussa arvossa. Tällaisia oskillaattoreita tarvitaan erityisesti :viestintäsovelluksissa, joissa langattoman viestintälaitteen käyttöön on 30 tarkoitettu tietty taajuusalue, jossa lähettimen ja vastaanottimen on .··. toimittava. Tämä on tarpeen mm. siitä syystä, ettei langaton viestintä- .···. laite häiritsisi muita lähistöllä olevia langattomia viestintälaitteita.

Lisäksi mahdolliset taajuusvaihtelut voivat aiheuttaa ylimääräistä ·.*: modulaatiota, mikä aiheuttaa häiriötä viestintään.

·:··! 35 Jänniteohjatussa oskillaattorissa (VCO, Voltage Controlled Oscillator) taajuutta säädetään muuttamalla oskillaattorin säätöjännitettä. Säätö- • · 113112 2 jännitteen muutos aikaansaa oskillaattorin resonanssipiirissä reso-nanssitaajuuden muutoksen, mikä muuttaa oskillaattorin muodostamaa taajuutta. Tämä resonanssitaajuuden muutos voidaan aikaansaada edullisesti siten, että resonanssipiirin kapasitanssia ja/tai induktanssia 5 säädetään. Tyypillisesti jänniteohjatuissa oskillaattoreissa säätöeli-menä käytetään jännitteellä säädettävää kondensaattoria (kapasitans-sidiodi, varaktori) ja/tai useista kondensaattoreista muodostuvaa kon-densaattorijoukkoa, jolloin näistä kondensaattoreista kulloinkin valitaan sellaiset kondensaattorit, joilla haluttu oskillaattoritaajuus voidaan 10 saada aikaan.

Vaihelukitussa silmukassa lähtötaajuus muodostetaan jänniteohjatulla oskillaattorilla. Tämän jänniteohjatun oskillaattorin muodostama signaali johdetaan taajuusjakajalle, joka suorittaa oskillaattorisignaalin 15 taajuuden jakamisen taajuusjakajaan asetetulla jakoluvulla. Tällöin taajuusjakajan ulostulossa on signaali, jonka taajuus on jänniteohjatun oskillaattorin muodostama taajuus jaettuna jakoluvulla. Tämä signaali johdetaan vaiheilmaisimeen, jonka toiseen tulohaaraan johdetaan vertailutaajuus. Vaiheilmaisin muodostaa taajuusjakajan signaalin ja 20 referenssisignaalin vaihe-eroon verrannollisen jännitteen, joka suodatetaan suodattimessa ja sen jälkeen johdetaan jänniteohjatun oskillaattorin sisäänmenoon. Tällöin tällä vaiheilmaisimen muodostamalla jännitteellä voidaan säätää jänniteohjatun oskillaattorin taajuutta, kunnes jänniteohjatun oskillaattorin taajuus on asetettu tavoitearvoonsa. Tässä i ·' 25 tilanteessa referenssisignaali ja taajuusjakajan muodostama signaali ovat olennaisesti samanvaiheisia. Tämä referenssisignaali muodoste-V·: taan esimerkiksi kideohjatulla oskillaattorilla, jolloin vaihelukitun sig- naalin avulla voidaan muodostaa stabiili lähtötaajuus, jonka taajuus on säädettävä.

30 .··. Elektroniikkalaitteissa jännitteellä säädettävät oskillaattorit on tavalli- .···. sesti muodostettu erilliskomponenteista. Kuitenkin elektroniikkalaittei den, kuten langattomien viestintälaitteiden, kokoa pyritään jatkuvasti • · pienentämään. Tällöin tavoitteena on myös jänniteohjatun oskillaattorin ·"*: 35 integroiminen integroituun piiriin. Ongelmaksi tällöin muodostuu mm.

se, että esimerkiksi oskillaattorin resonanssipiirissä käytettävien kon- » · · densaattoreiden kapasitanssit vaihtelevat eri integroiduissa piireissä, ja • · i • · 113112 3 lisäksi lämpötilamuutokset aikaansaavat merkittäviä kapasitanssivaih-teluita. Tällöin voi oskillaattorin taajuudensäätöalue siirtyä halutusta, mikä vaikeuttaa oikeiden taajuuksien aikaansaamista vaihelukitussa silmukassa. Oskillaattorin keskitaajuus voi esimerkiksi siirtyä niin paljon 5 sivuun, että halutun taajuusalueen muodostaminen ei enää onnistu, vaan osa joko pienemmistä tai suuremmista taajuuksista jää säätöalu-een ulkopuolelle. Eräs tunnetun tekniikan mukainen ratkaisu on suorittaa integroidun piirin kapasitanssien säätäminen laser-säteen avulla valmistusvaiheessa, mutta tämä menetelmä on suhteellisen kallis ja se 10 on suoritettavissa vain kerran, jolloin viritystä ei voi suorittaa elektroniikkalaitteen käytön aikana. Myöskään lämpötilakompensointia ei voida huomioida tässä lasersäätämisessä. Eräänä toisena vaihtoehtona tämän ongelman korjaamiseksi on se, että kasvatetaan jännite-ohjatun oskillaattorin vahvistusta, eli samalla säätöjännitealueella 15 saavutetaan suurempi lähtötaajuusalue. Tällöin kuitenkin myös häiriöiden vaikutus oskillaattorin muodostamaan signaaliin kasvaa. Vielä eräänä vaihtoehtona on se, että tehdään jänniteohjatun oskillaattorin säätöjännitteen säätöalueesta laaja. Erityisesti kannettavissa laitteissa, joissa käyttöjännitettä on pyritty pienentämään, aiheutuisi tällaisista 20 ratkaisuista se ongelma, että jänniteohjatun oskillaattorin säätöjännitteen muodostamiseksi tulisi käyttää jännitekonvertteria, jolla matalammasta käyttöjännitteestä voidaan muodostaa suurempia jännitteitä. Tämä kuitenkin lisää elektroniikkalaitteen tehonkulutusta ja vaatii yli-määräisiä komponentteja, mikä laitteiden koon pienentyessä ja kustan- i .* 25 nusvaatimusten tiukentuessa ei ole toivottavaa.

• » · • \ Nyt esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada säädettävä oskillaattori ja säädettävän oskillaattorin viritysmenetelmä, jossa viritys voidaan suorittaa myös elektroniikkalaitteen käytön aikana.

* t · 30 Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että oskillaattorin säätämiseksi suoritetaan viritysvaihe, jossa säädettävän oskillaattorin keskitaajuus pyritään asettamaan haluttuun kohtaan olennaisesti keskelle säätöjän-;· nitteen säätöaluetta. Täsmällisemmin ilmaistuna nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, :·*: 35 mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle säädettävälle oskillaattorille on • · · ! \ pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patentti- • · · » « 113112 4 vaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle elektroniikkalaitteelle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle langattomalle viestintälaitteelle on 5 vielä pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 15 tunnusmerkkiosassa.

Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin verrattuna. Keksinnön mukaista mene-10 telmää sovellettaessa voidaan säädettävän oskillaattorin säätöalue asettaa haluttuun kohtaan, jolloin esimerkiksi viestintäsovelluksissa oskillaattorilla saavutetaan kaikki halutut taajuudet. Keksinnön mukainen viritys voidaan suorittaa myös elektroniikkalaitteen käytön aikana, ja virityksessä voidaan huomioida myös lämpötilan mahdolliset vaikutu-15 kset oskillaattorin taajuuteen, jolloin elektroniikkalaitteen toiminta on varmempaa. Keksinnöllä saavutetaan myös se etu, että säädettävä oskillaattori voidaan toteuttaa integroidulle piirille, jolloin elektroniikka-laitteen kokoa saadaan pienennetyksi sekä valmistuskustannuksia lasketuksi. Lisäksi koska erityistä laserviritystä ei tarvitse suorittaa, on 20 keksinnön mukaisen elektroniikkalaitteen valmistaminen edullisempaa ja nopeampaa kuin tunnetun tekniikan tason mukaisia ratkaisuja käytettäessä. Tällöin ei virityksessä myöskään tarvita ulkoisia mittalaitteita.

• · * • 25 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin •V.: piirustuksiin, joissa I t · kuva 1 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukai- sen säädettävän oskillaattorin virityskytkentää pelkistettynä 30 lohkokaaviona, .··*. kuva 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista '' * säädettävää oskillaattoria pelkistettynä lohkokaaviona, * · 35 kuva 3 esittää keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisen säädettävän oskillaattorin virityskytkentää .· .*; pelkistettynä lohkokaaviona, ja • · 113112 5 kuva 4 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen elektroniikkalaitteen rakennetta.

5 Seuraavassa keksintöä selostetaan kuviin 1 ja 2 viitaten käyttämällä esimerkkinä säädettävästä oskillaattorista jänniteohjattua oskillaattoria, mutta on selvää, että myös muuntyyppistä ohjausmenetelmää, kuten virtaohjausta, voidaan käyttää säädettävän oskillaattorin 1 yhteydessä. Jänniteohjatun oskillaattorin 1 taajuuden säätämisessä käytetään 10 esimerkiksi jännitteellä säädettävää kapasitanssidiodia D1. Tällaisen kapasitanssidiodin D1 kapasitanssiin vaikuttaa kapasitanssidiodin yli oleva jännite. Tämä kapasitanssidiodi D1 on sijoitettu säädettävän oskillaattorin 1 taajuudensäätöpiiriin, joka muodostaa resonanssipiirin. Tämä resonanssipiiri käsittää tässä edullisessa suoritusmuodossa 15 kapasitanssidiodin D1 lisäksi kondensaattorit C1, C2 ja C3 ja kelan L1. Säädettävä oskillaattori käsittää vielä vahvistuslohkon 2 sekä takaisinkytkennän 3 oskillaattorin värähtelyn aikaansaamiseksi. Viritystä varten on säädettävän oskillaattorin yhteyteen järjestetty vielä virityslohko 18. Virityslohko 18 käsittää välineet, joilla säädettävän oskillaattorin reso-20 nanssitaajuutta voidaan muuttaa. Tässä esimerkissä virityslohko käsittää kytkinvälineillä S1, S2, S3, SN valittavissa olevia virityskon-densaattoreita CX^ CX2, CX3, CXN, joilla on olennaisesti kiinteä kapasitanssi, mutta niiden tilalla voidaan käyttää myös esim. *···* kapasitanssidiodia tai valittavissa olevia induktansseja. Virityskonden- : 25 saattorit CX^ CX2, CX3, CXN on järjestetty edullisesti siten, että kunkin :A: virityskondensaattorin CX^ CX2, CX3, CXN kapasitanssiarvo on perus-

kapasitanssin kahden potenssi. Tällöin esimerkiksi neljällä virityska-pasianssilla voidaan aikaansaada 16 erilaista kapasitanssiansa (2n=24=16). Esimerkiksi ensimmäinen virityskapasitanssi on arvoltaan 30 1C, toinen on arvoltaan 2C, kolmas arvoltaan 4C (= 22C) jne, missä C

.··. on mainittu peruskapasitanssi, esimerkiksi 1 pF. Ohjauslohkon 8 lähtö- ::: linjoilla N1, N2, N3, NN ohjataan virityskondensaattorien CX^ CX2, CX3, CXN kytkemistä resonanssipiiriin. Tämä kytkeminen voidaan ·. ·: suorittaa esimerkiksi siten, että valintalinjalla N1, N2, N3, NN ohjataan :··: 35 MOS-kytkintä, joka vuorostaan kytkee vastaavan virityskondensaattorin ,·*.·. resonanssipiiriin tai irrottaa tämän virityskondensaattorin resonanssipii- : ristä. Ohjauslohko8 asettaa valintalinjoihin kulloistakin laskenta-arvoa • * 113112 6 vastaavan luvun N-bittisenä binääriarvona, missä N vastaa virityska-pasitanssien määrää. On selvää, että tässä esitetty esimerkki jännite-ohjatun oskillaattorin toteuttamisesta on vain eräs esimerkki ja on alan asiantuntijan sinänsä tuntemaa tekniikkaa, joten niiden yksityiskohtai-5 sempi käsittely tässä yhteydessä ei ole tarpeen.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä säädettävän oskillaattorin 1 virittäminen suoritetaan seuraavasti. Jaka-jalohkoon 4 syötetään lukuarvo, jolla jakaja asetetaan sopivimmin 10 säätöalueen keskelle, eli lukuarvoksi asetetaan minimiarvon ja maksimiarvon olennaisesti keskiarvoa vastaava arvo. Tällöin jakajalohkon ulostulossa on jänniteohjatun oskillaattorin 1 muodostama signaali jaettuna tällä jakoluvulla. Tämä jakajalohkon 4 muodostama signaali johdetaan vaihevertailijalle 5, jonka toiseen sisääntuloon johdetaan 15 referenssisignaali fref. Tämä referenssisignaali fref on sopivimmin kiin-teätaajuinen, ja se muodostetaan esimerkiksi kideoskillaattorin (ei esitetty) tai vastaavan avulla. Tämän jälkeen vaihevertailijalohko 5 muodostaa lähtösignaalin, joka on verrannollinen jakajalohkon muodostaman signaalin ja referenssisignaalin fref väliseen vaihe-eroon. Vertailu-20 lohkon 5 muodostama signaali suodatetaan suodatuslohkossa 6 ja johdetaan säädettävän oskillaattorin 1 ohjaussisäänmenoon. Tällöin tällä säätöjännitteellä UVco ohjataan säädettävän oskillaattorin 1 muodostaman signaalin fVco taajuutta. Tämä säätösilmukka muuttaa säätöjännitettä UVco, kunnes vaihelukittu silmukka on lukkiutunut. : V 25 Tällöin säädettävän oskillaattorin muodostama taajuus fVco on haluttu, eli tässä tapauksessa olennaisesti taajuusalueen keskellä. Tämän : .-i jälkeen tutkitaan se, onko säätöjännitteen UVco arvo keskellä säätöjän- : nitteen säätöaluetta. analogia-digitaalimuuntimella 7 muunnetaan säätöjännitteen arvo digitaaliseksi ja välitetään se ohjauslohkolle 8, 30 jossa säätöjännitteen arvoa verrataan tavoitearvoon UCal· Tämä tavoitearvo Ucal on arvo, joka vastaa säätöalueen keskiarvoa. Esimerkiksi ·'. jos säädettävän oskillaattorin 1 säätöjännitteen säätöalueena on 1-4 V, keskiarvo on 2,5 V. Tällöin keskitaajuudella tulisi optimitilanteessa tämän säätöjännitteen olla mainittu 2,5 V. Ohjauslohkossa 8 verrataan ""· 35 tämän säätöjännitteen UVco arvoa tavoitearvoon UCal- Jos säätöjän-nitteen arvo poikkeaa tavoitearvosta, muutetaan säädettävän oskil-V; laattorin 1 resonanssitaajuutta. Tämä voidaan tehdä edullisesti siten, 113112 7 että resonanssipiirin kapasitanssia joko kasvatetaan tai pienennetään sen mukaan, kumpaan suuntaan korjaus on tehtävä. Oletetaan, että resonanssipiirin resonanssitaajuuden säätölohko on asetettu siten, että sen kapasitanssi on säätöalueen keskellä. Tällöin kapasitanssia 5 voidaan pienentää vaihtamalla resonanssipiiriin kytkettyjen konden-saattoreiden kombinaatiota. Vastaavasti kapasitanssin kasvattaminen voidaan tehdä vaihtamalla resonanssipiiriin kytkettyjen kondensaatto-reiden kombinaatiota. Kuvan 2 esimerkissä virityskondensaattoreiden kapasitanssien keskiarvo on 7,5C. Asetettaessa kapasitanssiarvoksi 10 virityksen alussa esim. 10, kytketään ensimmäinen ΟΧ1( toinen CX2 ja kolmas virityskondensaattori CX3 resonanssipiiriin. Tällöin valintalinjoissa N1, N2, N3, NN on binääriluku 0111. Jos kapasitanssia halutaan tämän jälkeen pienentää, irrotetaan ensimmäinen virityskondensaattori CXi resonanssipiiristä (0110). Vielä kapasitanssia pienennettäessä 15 irrotetaan toinen virityskondensaattori CXi resonanssipiiristä ja kytketään ensimmäinen virityskondensaattori CXi resonanssipiiriin (0101). Kapasitanssin suurentaminen suoritetaan vastaavasti. Eräs toinen vaihtoehto on, että käytetään esimerkiksi jännitteellä säädettävää kapasitanssidiodia, jolloin kapasitanssidiodin säätöjännitearvoa muu-20 tetaan haluttuun suuntaan.

Resonanssitaajuuden muutos aikaansaa sen, että vaihelukittu silmukka ei enää pysy lukittuneena. Tässä tilanteessa vaihevertailijan 5 lähtö-jännite muuttuu. Tällöin myös säädettävän oskillaattorin 1 säätöjännite ! 25 muuttuu, kunnes vaihelukittu silmukka on jälleen lukittunut. Tämän :’·]'· jälkeen suoritetaan uusi säätöjännitteen tutkimisvaihe ja muutetaan :\\ resonanssipiirin resonanssitaajuutta tarvittaessa. Edellä mainittuja vaiheita toistetaan, kunnes säädettävän oskillaattorin 1 säätöjännite on , *. olennaisesti tavoitearvossa. Tämän jälkeen säädettävää oskillaattoria 1 30 voidaan käyttää tarvittavien taajuuksien muodostamiseen, ja elektroniikkalaitteen normaali toiminta voidaan käynnistää. Tämä resonanssi-piiriin asetettu resonanssitaajuus pidetään tämän jälkeen olennaisesti vakiona, kunnes seuraava viritysvaihe suoritetaan. Ohjauslohko 8 tallentaa edullisesti virityskondensaattoreiden valintalinjoissa virityshet-:··: 35 kellä olevan luvun muistiin, jolloin tämä luku voidaan asettaa valintalinjoihin elektroniikkalaitteen normaalin toiminnan aikana.

» » » 113112 8

Keksinnön mukainen säädettävän oskillaattorin viritys voidaan tehdä joko määrävälein elektroniikkalaitteen toiminnan aikana, elektroniikka-laitteen käyttäjän käynnistämänä tai elektroniikkalaitteen käynnistyksen yhteydessä. Toisaalta elektroniikkalaite 1 voi käsittää diagnostiikkaväli-5 neet, joiden avulla voidaan säädettävän oskillaattorin 1 toimintaa tarkkailla, ja mikäli havaitaan, että esimerkiksi säätöalue ei enää riitä kaikkien tarvittavien taajuuksien muodostamiseen, voidaan suorittaa keksinnön mukainen viritysvaihe. Tällä tavalla voidaan esimerkiksi käyttö-lämpötilan muutosten vaikutus kompensoida säädettävän oskillaatto-10 rin 1 toiminnassa.

Kuvassa 3 on esitetty keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukainen kytkentä, jolla keksinnön mukainen säädettävän oskillaattorin 1 viritys voidaan suorittaa. Tässä suoritusmuodossa virittämi-15 nen suoritetaan edullisesti seuraavasti. Jakajalohkon 4 jakoluku asetetaan arvoon, jolla pyritään asettamaan säädettävä oskillaattori keskitaajuudelle. Lisäksi virityksen aloituslinjaan 9 asetetaan arvo, jolla viritys käynnistetään, edullisesti loogista 1-arvoa vastaavaan tilaan. Tämä aikaansaa ensimmäisen laskentalohkon 10 nollautumisen. 20 Lisäksi tämä tieto johdetaan JA-piirille 11. Tämän JA-piirin 11 toiseen sisäänmenoon johdetaan komparaattorin 12 muodostama jännite. Tällä komparaattorilla verrataan säädettävän oskillaattorin 1 säätöjännitteen suuruutta suhteessa tavoitejännitteeseen, joka edullisesti vastaa jän-nitesäätöalueen keskiarvoa. Tämä jännitesäätöalue voi olla esimerkiksi : V 25 0 voltista käyttöjännitteeseen VDD. Tällöin tavoitejännitteenä on sopi- : vimmin käyttöjännitteen puoliväliä vastaava arvo VDD/2. Virityksen :’/·; alussa myös toinen laskentalohko 13 alustetaan alkuarvoonsa, edulli- ;sesti nollataan. Toisella laskentalohkolla 13 ohjataan säädettävän ·.*: oskillaattorini resonanssipiiriin kytkettävien virityskapasitanssien 30 määrää. Tässä suoritusmuodossa oletetaan, että alkutilanteessa yksikään virityskapasitansseista ei ole kytkettynä resonanssipiiriin, mutta on selvää, että käytännön sovelluksissa voidaan nämä kytkennät järjestää toisinkin kuin tässä on esitetty.

;·: 35 Ensimmäisellä laskentalohkolla 10 suoritetaan vaihelukitun silmukan lukittumiseen käyttämän ajan valvontaa. Tämä aika on asetettu sellai- : seksi, että vaihelukittu silmukka lukittuu kaikilla virityskapasitanssiar- • » 113112 9 voilla tämän ajan kuluessa. Sen jälkeen, kun ensimmäinen laskenta-lohko 10 on laskenut tämän laskenta-ajan umpeen, asettaa laskenta-lohko 10 ylivuototiedon lähtölinjaan 14. Tämä ylivuototieto on edullisesti looginen 1 -tila, jolloin toinen JA-piiri 15 asettaa lähtöönsä arvon, 5 joka vastaa komparaattorin 12 muodostamaa binäärisignaalia. Mikäli säädettävän oskillaattorin 1 säätöjännite on pienempi kuin tavoitejän-nite, on komparaattorin lähtöjännite tyypillisesti lähellä käyttöjännitettä, mikä vastaa tässä suoritusmuodossa loogista 1-tilaa. Tällöin toiselle laskentalohkolle 13 muodostetaan pulssi, joka aikaansaa toisen 10 laskentalohkon 13 laskenta-arvon kasvamisen yhdellä. Tämä puolestaan aikaansaa sen, että säädettävän oskillaattorin 1 resonanssipiirin kapasitanssia muutetaan seuraavaan arvoon, edullisesti yhtä peruska-pasitanssia C suurempaan arvoon. Resonanssipiirin resonanssitaajuu-den muutos aikaansaa sen, että vaihelukittu silmukka ei ole enää 15 lukittuneena. Tällöin vaihevertailijan lähtöjännite muuttuu, mikä muuttaa myös säädettävän oskillaattorin 1 säätöjännitettä, kunnes vaihelukittu silmukka on jälleen lukittunut. Sen jälkeen, kun ensimmäinen laskentalohko 10 on jälleen laskenut määrätyn laskenta-ajan, siirretään komparaattorin 12 lähtöarvoa vastaava looginen tila toiselle 20 laskentalohkolle 13. Mikäli säätöjännitteen arvo on vielä pienempi kuin vertailujännite, kasvatetaan jälleen toisen laskentalohkon 13 arvoa yhdellä. Edellä mainittuja toimenpiteitä toistetaan, kunnes säätöjännite on saavuttanut tavoitejännitettä vastaavan arvon, jolloin komparaattorin 12 lähtöarvo muuttaa tilaansa, tässä esimerkissä n. 0 volttia eli loogi- «* · ! 25 nen 0-arvo. Tämän seurauksena invertterissä 16 käännetty kompa- :V: raattorin 12 lähtöarvo johdetaan kolmannelle JA-piirille 17. Tällöin, koska kolmannen JA-piirin molemmissa sisäänmenoissa on loogista 1-tilaa vastaava arvo, on myös tämän kolmannen JA-piirin 17 lähdössä I · ,··. 19 loogista 1-tilaa vastaava arvo. Tämä ilmaisee sen, että viritys on 30 suoritettu. Ohjauslohkossa 8 tarkkaillaan tämän linjan 19 arvoa ja voidaan tällöin päätellä se, että viritys voidaan lopettaa ja asettaa elektroniikkalaite normaaliin toimintatilaan. Toiseen laskentalohkoon 13 jää t nyt arvo, joka saavutettiin virityksen aikana, jolloin säädettävän oskil- laattorin 1 resonanssipiiri pysyy asetetussa resonanssitaajuudessa, ja :·: 35 säädettävälle oskillaattorille 1 haluttu säätöalue on näin aikaansaatu.

» · V · · > · I · » * I * * I » · » · 113112 10

Vaikka edellä esitettyjen keksinnön edullisten suoritusmuotojen kuvauksen yhteydessä käytettiin virityksessä yhtä tavoitearvoa, voidaan keksintöä soveltaa myös siten, että viritys suoritetaan useilla eri tavoitearvoilla ja eri tavoitearvoilla saatujen viritystulosten perusteella vali-5 taan säädettävän oskillaattorin normaalin toiminnan aikana resonans-sipiiriin kytketty virityskapasitanssiarvo. Eräänä esimerkkinä mainittakoon viritys kolmella tavoitearvolla, kuten säätöjännitealueen minimi, maksimi ja keskiarvo. Mikäli eri tavoitearvoilla saadaan erilainen virityskapasitanssiarvo, valitaan toiminnassa käytettäväksi virityska-10 pasitanssiarvoksi edullisesti näistä laskettu keskiarvo, tai mediaani.

Nyt esillä olevaa keksintöä voidaan edullisesti soveltaa kannettavien elektroniikkalaitteiden, kuten langattomien viestintälaitteiden, yhteydessä, joissa on tarve aikaansaada säädettäviä taajuuksia. Eräs esi-15 merkki tällaisesta langattomasta viestintälaitteesta 20 on esitetty oheisessa kuvassa 4 pelkistettynä lohkokaaviona. Radio-osaa 21 käytetään matkaviestinverkon ja langattoman viestintälaitteen 20 välisessä kommunikoinnissa. Käyttöliittymää 22 käytetään langattoman viestintälaitteen 20 ja käyttäjän välisessä kommunikoinnissa sinänsä tunne-20 tusti. Keksinnön mukaista säädettävää oskillaattoria 1 voidaan soveltaa esimerkiksi radio-osan 21 kanavataajuuksien muodostamisessa sekä myös mahdollisten lähitiedonsiirtovälineiden 23 yhteydessä, kuten ns. Bluetooth-lähetin/vastaanottimen yhteydessä.

t · j V 25 On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan :Y: edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella :' ·. i oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

• « - f · >. f · r ♦ > » » « · · » I · ' · • » » » t V · · • « • ♦ » « · · · t · · » · • » * » » » ·

Claims (15)

113112

1. Menetelmä säädettävän oskillaattorin virittämiseksi, jossa oskillaattorissa käytetään ainakin yhtä resonanssipiiriä, ja jonka oskillaatto- 5 rin taajuutta säädetään muuttamalla mainitun ainakin yhden resonans-sipiirin resonanssitaajuutta säätösignaalilla, jolle valitaan minimiarvo ja maksimiarvo, valitaan ainakin yksi säätösignaalin tavoitearvo, asetetaan säädettävän oskillaattorin taajuus mainittua tavoitearvoa olennaisesti vastaavaksi, ja verrataan mainittua säätösignaalin arvoa ja tavoi-10 tearvoa, tunnettu siitä, että säätösignaalin arvon ollessa olennaisesti eri arvossa kuin tavoitearvo, muodostetaan virityssignaali mainitun ainakin yhden resonanssipiirin resonanssitaajuuden muuttamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 virityksessä resonanssipiirin resonanssitaajuutta muutetaan muuttamalla resonanssipiirin kapasitanssia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainituksi tavoitearvoksi valitaan mainittujen minimiarvon ja mak- 20 simiarvon keskiarvo.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuja säätösignaalin arvon ja tavoitearvon vertailua ja säätösignaalin arvon muuttamista toistetaan, kunnes säätösignaalin arvo : 25 on olennaisesti sama kuin tavoitearvo. I < : 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna virityssignaalina käytetään binääristä ohjaussig-naalia. 30

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1—5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua säädettävää oskillaattoria käytetään vaihelukitun silmukan yhteydessä, jolloin mainittu säätösignaali muodostetaan ;·.· vaihelukitussa silmukassa, ja että virityksessä resonanssitaajuuden • · 35 muuttamisen jälkeen mainitun säätösignaalin arvon ja tavoitearvon vertailua suoritetaan vaihelukitun silmukan lukkiuduttua. • · ! I t » · 113112

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitulle virityssignaalille määritetään minimiarvo, maksimiarvo ja kynnysarvo, ja että menetelmässä suoritetaan ainakin seuraavat vaiheet: 5. alustusvaihe, jossa mainittu virityssignaali asetetaan mainittuun minimiarvoon, - lukkiutumisvaihe, jossa odotetaan vaihelukitun silmukan lukkiutumista, - vertailuvaihe, jossa verrataan säätösignaalin arvoa tavoitearvoon, 10 jolloin vertailun osoittaessa, että säätösignaalin arvo poikkeaa olennaisesti tavoitearvosta, muutetaan mainitun virityssignaalin arvoa mainitulla kynnysarvolla, jolloin mainittua lukkiutumisvaihetta ja vertailuvaihetta toistetaan, kunnes säätösignaalin arvo on olennaisesti sama kuin tavoitearvo. 15

8. Säädettävä oskillaattori, joka käsittää ainakin yhden resonanssipii-rin, välineet mainitun oskillaattorin taajuuden säätämiseksi muuttamalla mainitun ainakin yhden resonanssipiirin resonanssitaajuutta säätösig-naalilla, jolle on valittu minimiarvo ja maksimiarvo, ja välineet oskillaat- 20 torin virittämiseksi, jotka käsittävät välineet ainakin yhden säätösignaalin tavoitearvon muodostamiseksi, välineet säädettävän oskillaattorin taajuuden asettamiseksi mainittua tavoitearvoa olennaisesti vastaavaksi, ja mainitun säätösignaalin arvon ja tavoitearvon vertaamiseksi, tunnettu siitä, että oskillaattori käsittää lisäksi välineet virityssignaalin ;’'·· 25 muodostamiseksi mainitun ainakin yhden resonanssipiirin resonanssi- : Y: taajuuden muuttamiseksi säätösignaalin arvon ollessa olennaisesti eri arvossa kuin tavoitearvo. I · » a * ·

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen oskillaattori, tunnettu siitä, että ♦ 30 välineet oskillaattorin virittämiseksi käsittävät resonanssipiirin kapasitanssin muuttamiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen oskillaattori, tunnettu siitä, ·.: että se käsittää välineet mainittujen säätösignaalin arvon ja tavoite- :··· 35 arvon vertailun ja säätösignaalin arvon muuttamisen toistamiseksi, kunnes säätösignaalin arvo on olennaisesti sama kuin tavoitearvo. I · ‘ » I 11311?

11. Patenttivaatimuksen 8, 9 tai 10 mukainen oskillaattori, tunnettu siitä, että mainittu virityssignaali on binäärinen ohjaussignaali.

12. Elektroniikkalaite, joka käsittää säädettävän oskillaattorin, jossa 5 on ainakin yksi resonanssipiiri, välineet mainitun oskillaattorin taajuuden säätämiseksi muuttamalla mainitun ainakin yhden resonanssipiirin resonanssitaajuutta säätösignaalilla, jolle on valittu minimiarvo ja maksimiarvo, ja välineet oskillaattorin virittämiseksi, jotka käsittävät välineet ainakin yhden säätösignaalin tavoitearvon muodostamiseksi, 10 välineet säädettävän oskillaattorin taajuuden asettamiseksi mainittua tavoitearvoa olennaisesti vastaavaksi, ja mainitun säätösignaalin arvon ja tavoitearvon vertaamiseksi, tunnettu siitä, että elektroniikkalaite käsittää lisäksi välineet virityssignaalin muodostamiseksi mainitun ainakin yhden resonanssipiirin resonanssitaajuuden muuttamiseksi 15 säätösignaalin arvon ollessa olennaisesti eri arvossa kuin tavoitearvo.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että se käsittää vaihelukitun silmukan, joka käsittää välineet mainitun säätösignaalin muodostamiseksi, ja joka elektroniikkalaite 20 käsittää välineet vaihelukitun silmukan lukkiutumisen tutkimiseksi, ja välineet virityksessä resonanssitaajuuden muuttamisen jälkeen mainitun säätösignaalin arvon ja tavoitearvon vertailun suorittamiseksi vaihelukitun silmukan lukkiuduttua. « ; * ; 25 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu ;Y: siitä, että mainitulle virityssignaalille on määritetty minimiarvo, maksi- miarvo ja kynnysarvo, ja että oskillaattori käsittää lisäksi välineet * mainitun virityssignaalin asettamiseksi mainittuun minimiarvoon, väli-··. neet vaihelukitun silmukan lukkiutumisen odottamiseksi, välineet 30 säätösignaalin arvon vertaamiseksi tavoitearvoon, välineet mainitun virityssignaalin arvon muuttamiseksi mainitulla kynnysarvolla vertailun osoittaessa, että säätösignaalin arvo poikkeaa olennaisesti tavoitearvosta, ja välineet lukkiutumisen odottamisen ja vertailun toistamiseksi, ·.: kunnes säätösignaalin arvo on olennaisesti sama kuin tavoitearvo. 35

15. Langaton viestin, joka käsittää säädettävän oskillaattorin, jossa on ainakin yksi resonanssipiiri, välineet mainitun oskillaattorin taajuuden 11311? säätämiseksi muuttamalla mainitun ainakin yhden resonanssipiirin resonanssitaajuutta säätösignaalilla, jolle on valittu minimiarvo ja maksimiarvo, ja välineet oskillaattorin virittämiseksi, jotka käsittävät välineet ainakin yhden säätösignaalin tavoitearvon muodostamiseksi, välineet 5 säädettävän oskillaattorin taajuuden asettamiseksi mainittua tavoitearvoa olennaisesti vastaavaksi, ja mainitun säätösignaalin arvon ja tavoitearvon vertaamiseksi, tunnettu siitä, että langaton viestin käsittää lisäksi välineet virityssignaalin muodostamiseksi mainitun ainakin yhden resonanssipiirin resonanssitaajuuden muuttamiseksi 10 säätösignaalin arvon ollessa olennaisesti eri arvossa kuin tavoitearvo. f . · I · • 1 ' · 1 » · « t * I * 1 » • I · » < * I I I « ' 1 · » 1 i » ‘ I · •

4. I * · » · 1 · I I • 11(1 ( « t I » » I t a » I f » • f I I k % 113112