FI89433B - Faslaosningskrets med analogi- och digitalkomponenter - Google Patents

Description

! 89433

Vaihelukittu silmukka, joka sisältää analogia- ja digitaa-1ikomponenttej a 5 Esillä oleva keksintö liittyy vaihelukittuun silmukkajär-jestelmään (PLL) digitaalisessa signaalinkäsittelyjärjestelmässä, joka sisältää sellaisen kellosignaalilähteen, jossa voi esiintyä taajuusepästabiilisuuksia.

Juovalukittu digitaalinen televisiovastaanotin on 10 esimerkki digitaalisesta järjestelmästä, jossa voi olla epästabiili kellotaajuus. Tämän tyyppinen järjestelmä sisältää vaihelukitun silmukan, joka kehittää kellosignaalin, joka on lukittu vaiheeltaan sisääntulevien videosignaalien vaakasuuntaiseen juovasynkronointisignaalikompo-15 nenttiin.

Kun tämä sisääntuleva signaali johdetaan ei-standar-dista lähteestä, sellaisesta kuten videonauhuri (VTR) tai videolevysoitin, vaakasuuntaisen juovasynkronointikomponen-tin taajuus ja vaihe voivat vaihdella juovalta toiselle. 20 Tämä vaihtelu voi aiheutua nauhan venymisestä tai videonau hurin kuvapään väärästä kohdistuksesta, levyn epäkeskisyy-destä tai moottorin nopeuden vaihteluista joko videonauhurissa tai levysoittimessa. Kellosignaalin, joka on synnytetty juovalukitulla vaihelukitulla silmukalla, taajuus 25 muuttuu seurantavaihteluiksi vaakasuuntaisen juovasynkro-nointisignaalin taajuudessa tai vaiheessa. Tämän tyyppisellä vaihelukitulla silmukalla on yleensä suhteellisen lyhyt aikavakio, esimerkiksi luokkaa 10 - 15 vaakajuovajaksoa. Tämä aikavakio sallii vaihelukitun silmukan nopeasti seura-30 ta muutoksia juovataajuudessa näytteiden lukumäärän juovaa kohti pitämiseksi oleellisesti vakiona läpi koko kuvakentän tai kuva-alan. Tämä piirre on toivottava televisiosignaalin käsittelyjärjestelmissä, jotka sisältävät kuvakentän tai kuva-alan tallennusmuistit.

35 Tämä seurantapiirre voi aiheuttaa ei-toivottavaa vä- 2 89433 risignaalin säröytymistä digitaalista videosignaalia käsittelevissä järjestelmissä. Nämä järjestelmät demoduloivat synkronisesti videosignaalien värikomponentit käyttäen regeneroitua väriapukantoaaltosignaalia, joka on kehitetty 5 digitaalisella vaihelukitulla silmukalla.

Ei-standardien videosignaalien väriapukantoaallon taajuus on suhteellisen stabiili, koska se synnytetään ki-deohjatulla oskillaattorilla videonauhurissa tai levysoit-timessa. Videosignaalin väri-informaatio on kvadratuuri-10 amplitudi-moduloitu suhteessa tähän väriapukantoaaltotaa- juuteen yhdistetyn videosignaalin värisignaalikomponenttien muodostamiseksi. Tämän värisignaalin demoduloimiseksi on regeneroidulle apukantoaaltosignaalille, joka on kehitetty vaihelukitulla silmukalla, toivottavaa olla synkronisoitu 15 alkuperäiseen apukantoaaltosignaaliin sekä taajuudeltaan että vaiheeltaan. Koska väriapukantoaaltosignaali on vaimennettu standardissa yhdistetyssä videosignaalissa, vaihe-lukittu silmukka, joka regeneroi väriapukantoaaltosignaa-lin, lukittuu videosignaalien värivertailupurskekomponent-20 teihin. Nämä komponentit esiintyvät ainoastaan kunkin vaa ka juovan pienen osan aikana. Tämän seurauksena on väriapukantoaallon vaihelukitulle silmukalle toivottavaa kerätä vaihevirheet suhteellisen suurelta määrältä vaakajuovajaksoja sen varmistamiseksi, että jokainen mitattu vaihevirhe 25 on tarkka ja vähemmän videosignaalissa olevan kohinan häi-ritsemä. Siten videoapukantoaallon vaihelukitulla silmukalla on edullisesti paljon suurempi aikavakio kuin juovaluki-tulla vaihelukitulla silmukalla, joka synnyttää järjestelmän kellosignaalin. Tämä aikavakio voi olla esimerkiksi 30 luokkaa yksi kuvakenttäjakso.

Johtuen silmukka-aikavakioissa olevasta erosta ja siitä, että digitaalisen väriapukantoaallon vaihelukitun silmukan tuottaman signaalin taajuus riippuu juovalukitun kellosignaalin taajuudesta, näiden kahden vaihelukitun sil-35 mukan yhdistelmä voi aiheuttaa epästabiilisuuksia regene- 3 89433 roituun väriapukantoaaltosignaaliin. Nämä epästabiilisuudet regeneroidussa väriapukantoaaltosignaalissa voivat puolestaan aiheuttaa ei-toivottua vääristymää synkronisesti demoduloiduissa värisignaaleissa.

5 Esillä oleva keksintö liittyy vaihelukittuun silmuk kaan ja se tunnetaan analogisesta säädettävästä oskillaattorista, joka on vasteellinen analogiselle ohjaussignaalille säädettävätaa-juuksisen värähtelysignaalin synnyttämiseksi; 10 digitointivälineistä, jotka sisältävät analogia- digitaalimuuntimen ja jotka on kytketty mainittuun oskillaattoriin sellaisen digitaalisen signaalin synnyttämiseksi, joka sisältää N-bittisiä digitaalisia näytteitä, jotka edustavat mainittua värähtelysignaalia kellosignaalin mää-15 rittämillä ajanhetkillä, jolloin N on ykköstä suurempi kokonaisluku; vaihevertailuvälineistä, jotka on kytketty mainittuun analogia-digitaalimuuntimeen digitaalisen signaalin synnyttämiseksi, joka on verrannollinen digitointivälinei-20 den synnyttämän signaalin ja vertailusignaaIin väliseen vaihe-eroon; ja digitaali-analogiamuunninvälineistä, jotka ovat vas-teelliset vaihevertailuvä line iden synnyttämille digitaalisille signaaleille mainitun analogisen ohjaussignaalin syn-25 nyttämiseksi, mainitun analogisen ohjaussignaalin säätäessä säädettävän oskillaattorin muuttamaan värähtelysignaalin taajuutta sellaiseen suuntaan, joka pyrkii saattamaan vaihe verta iluväline iden tuottamat signaalit lähestymään ennal-tamäärättyä arvoa.

30 Vaihelukittu silmukka sisältää analogisen oskillaat torin, joka on vasteellinen ohjaussignaalille muuttuvataa-juuksisen värähtelysignaalin synnyttämiseksi. Analogia-digitaalimuunnin (ADC) kehittää monibittiset digitaaliset näytteet, jotka edustavat värähtelysignaalia kellosignaalin 35 määrittämillä ajanhetkillä. Nämä digitaaliset näytteet syö- 4 b 9 4 3 3 tetään vaihevertailijalle, joka vertailee digitaalista vä-rähtelysignaalia digitaaliseen vertailusignaaliin ja tuottaa digitaalisen ulostulosignaalin, joka on verrannollinen värähtely- ja vertailusignaalien väliseen vaihe-eroon. Tämä 5 vaihe-erosignaali syötetään sisääntulosignaalina alipääs-tösuotimelle. Alipäästösuotimen digitaalinen ulostulosignaali syötetään digitaali-analogiamuuntimelle, joka kehittää analogisen ohjaussignaalin analogista oskillaattoria varten. Muut keksinnölle tunnusomaiset piirteet ilmenevät 10 epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2 ja 3. Esillä olevan keksinnön havainnollistavassa suoritusmuodossa analogia-digitaalimuuntimen bittien lukumäärä ja siten kvantisointi-resoluutio on pienennetty ja analogia-digitaalimuuntimen ja vaihevertailijän väliin on sijoitettu seurantasuodatin.

15 Kuvio 1 on tekniikan tason mukaisen vaihelukitun silmukan lohkokaavio.

Kuvio 2A on tekniikan tason mukaisen digitaalisen oskillaattorin lohkokaavio, jota digitaalista oskillaattoria voidaan käyttää kuviossa 1 esitetyssä vaihelukitussa 20 silmukassa, ja kuviot 2B ja 2C ovat aaltomuotokaavioita, jotka ovat käyttökelpoisia selitettäessä tämän digitaalisen oskillaattorin toimintaa.

Kuvio 3 on lohkokaavio digitaalisen televisiovas-taanottimen osasta, joka toteuttaa esillä olevan keksinnön. 25 Kuvio 4 on lohkokaavio seurantasuotimesta, jota voi daan käyttää kuviossa 3 esitetyssä digitaalisen televisio-vastaanottimen osassa.

Piirroksissa leveät nuolet edustavat väyliä monibit-tisiä rinnakkaismuotoisia digitaalisia signaaleja varten ja 30 viivamaiset nuolet edustavat kytkentöjä, jotka siirtävät analogisia signaaleja tai yksibittisiä digitaalisia signaaleja. Elinten signaalinkäsittelynopeudesta riippuen saatetaan tarvita kompensoivia viive-elementtejä tietyillä sig-naalireiteillä. Digitaalisen piirisuunnittelun ammattilai-35 set tietäisivät, missä tällaisia viiveitä tarvittaisiin 5 89433 kussakin järjestelmässä.

Kuvio 1 esittää tyypillisen vaihelukitun silmukka-järjestelmän. Säädettävä oskillaattori 10 on vasteellinen ohjaussignaalille C taajuudeltaan säädettävän signaalin 5 synnyttämiseksi. Vaiheilmaisin 20 vertaa oskillaattorilla aikaansaatua signaalia vertailusignaaliin ja synnyttää ulostulosignaalin, joka on verrannollinen näiden kahden signaalin väliseen vaihe-eroon. Tämä vaihe-erosignaali syötetään alipäästösuotimelle 30, joka kehittää ohjaussignaa-10 Iin säädettävää oskillaattoria varten. Ohjaussignaali muuttaa oskillaattorin taajuutta suuntaan, joka pyrkii pienentämään näiden kahden signaalin välistä vaihe-eroa.

Puhtaasti digitaalinen vaihelukittu silmukka sisältää digitaalisen oskillaattorin, sellaisen kuten diskreet-15 tiaikaoskillaattori (DTO), joka on esitetty kuviossa 2A. Tällä oskillaattorilla on kolme komponenttia, summain 210, akkurekisteri 220 ja lukumuisti (ROM) 230. Akkurekisterin säilyttämää arvoa kasvatetaan sisääntulosignaalilla IN samanaikaisesti kellosignaalin CK kunkin pulssin kanssa. Re-20 kisteriin 220 kertyneet arvot syötetään osoitteina ROM:ille 230. ROM 230 on ohjelmoitu aikaansaamaan jaksollisen ulos-tulofunktion, esimerkiksi siniaallon, digitaaliset näytteet ulostulosignaalina OUT vasteena akkurekisterin aikaansaamille osoitearvoille. Oletetaan, että rekisteri 220 on M-2 5 bittinen rekisteri ja että inkrementointisignaali IN syöte tään diskreettiaikaoskillaattorille. Diskreettiaikaoskil-laattorin aikaansaaman signaalin taajuutta voidaan esittää seuraavasti: 30 foro = (IN/2M) fCK (1) missä fCR on kellosignaalin CK taajuus. Esimerkit signaalista V, joka on aikaansaatu akkurekisterillä 220 ja signaalista OUT, joka on aikaansaatu ROM:11a 230, kun IN/2M 35 = 1/4, on esitetty kuvioissa 2B ja vastaavasti 2C.

6 S 9 4 3 3

Yhtälöstä (1) voidaan nähdä, että taajuus fj^j voi muuttua vasteena kellotaajuuden muutoksille sekä muutoksille sisääntulon inkrementointisignaalin IN arvossa. Kun kellosignaali, joka syötetään diskreettiaikaoskillaattorille, 5 on epästabiili ja diskreettiaikaoskillaattoria käytetään vaihelukitussa silmukassa, jolla on aikavakio, joka on liian suuri seuraamaan muuttuvaa kellotaajuutta, vaihelukitun silmukan tuottama signaali saattaa omata taajuusepästa-biilisuuksia.

10 Kuvio 3 on lohkokaavio televisiosignaalin käsittely järjestelmän osasta, joka sisältää kaksi vaihelukittua silmukkaa 300 ja 350. Vaihelukittu silmukka 300 kehittää näyt-teenottokellosignaalin CK, joka on vaihelukittu sisääntule-vien videosignaalien vaakasuuntaisiin juovasynkronointikom-15 ponentteihin. Vaihelukittu silmukka 350 on osittain analoginen ja osittain digitaalinen vaihelukittu silmukka, jossa digitaaliset komponentit on lukittu näytteenottokellosig-naaliin CK. Vaihelukittu silmukka 350 kehittää digitaaliset näytteet, jotka edustavat väriapukantoaaltovertailusignaa-2 0 lia ennaltamäärätyssä vaiheessa »ja kehittää näytteet signaalista, jonka vaihe on Φ+90°, joka on kvadratuurivaihe tähän signaaliin nähden. Näitä kahta signaalia käytetään demoduloimaan synkronisesti sisääntulevien videosignaalien värisignaalikomponentit kahden 90° vaihe-erossa olevan vä-25 rierosignaalin kehittämiseksi.

Kuviossa 3 yhdistettyjen videosignaalien 310 lähde, joka voi esimerkiksi sisältää perinteisen digitaalisen te-levisiovastaanottimen virittimen, välitaajuusvahvistimen ja videoilmaisimen, tuottaa yhdistetyt videosignaalit analo-30 gia-digitaalimuuntimelle (ADC) 311. Digitaali-analogia- muunnin kehittää digitaaliset näytteet, jotka edustavat yhdistettyjä videosignaaleja kellosignaalin CK määrittämil-la ajanhetkillä. Nämä digitaaliset yhdistetyt videosignaalit syötetään synkronointisignaalin erotinpiirille 312. 35 Tämä piiri 312 kehittää esimerkiksi signaalin HSYNC, joka 7 S9433 edustaa yhdistettyjen videosignaalien vaakasuuntaista juo-vasynkronointisignaalikomponenttia. Signaali HSYNC syötetään vaihevertailijan 314 yhteen napaan. Sisäisesti synnytetty vaakasuuntainen juovasynkronointisignaali HS syöte-5 tään vaihevertailijan 314 toiseen sisääntulonapaan. Pii-ristö, joka kehittää signaalin HS, selostetaan alla. Vai-hevertailija 314 voi esimerkiksi olla samanlainen kuin pii-ristö, joka on selostettu US-patenttijulkaisussa 4 506 175, jonka otsikko on "Digital Phase Comparator Circuit Pro-10 ducing Sign and Magnitude Outputs" ja joka näin otetaan mukaan viitejulkaisuna. Vaihevertailijan 314 tuottama signaali voi esimerkiksi vastata aikaviivettä vastaavien pulssi-signaalien HSYNC ja HS etureunojen välillä. Tällä signaalilla on positiiviset arvot, kun HSYNC-pulssien etureunat 15 esiintyvät ennen HS-pulssien etureunoja ja negatiiviset arvot, kun HSYNC-pulssien etureunat esiintyvät HS-pulssien etureunojen jälkeen.

Vaihevertailijapiiristön 314 aikaansaama signaali syötetään alipäästösuotimelle 316. Suodin 316 on vaiheluki-20 tun silmukan 300 silmukkasuodin. Suotimen 316 aikaansaamat alipäästösuodatetut vaihe-erosignaalit syötetään digitaali-analogiamuuntimelle (DAC) 318. Analogia-digitaalimuunnin 318 kehittää analogiset jännitearvot, jotka edustavat suodatettuja vaihe-erosignaaleja, ja syöttää nämä arvot vaaka-25 juovataajuudella jänniteohjatulle oskillaattorille (VCO) 320. Jänniteohjattu oskillaattori 320, joka voi olla suunnittelultaan perinteinen, tuottaa näytteenottokellosignaa-lin CK. Jänniteohjattu oskillaattori 320 on viritetty omaamaan vapaa värähtelytaajuus, joka on noin R kertaa fH· 30 Esillä olevassa suoritusmuodossa R on vaakasuuntaisen juo-vataajuuden fH harmonisen järjestysnumero, joka approksimoi väriapukantoaaltotaajuuden monikertaa. Esimerkiksi NTSC-järjestelmässä väriapukantoaaltosignaalin taajuus fgc standardi signaaleille on vaakasuuntaisen juovataajuuden puo-35 likkaan 455. harmoninen ja näytteenottokellosignaalin taa- 8 89433 juus fCK on nimellisesti neljä kertaa apukantoaaltosignaa-lin taajuus. Siten tässä suoritusmuodossa käytetyllä jänni-teohjatulla oskillaattorilla on vapaa värähtelytaajuus, joka on noin 910 kertaa vaakasuuntainen juovataajuus (R = 5 910).

Jänniteohjatun oskillaattorin 320 ulostulosignaali syötetään Schmitt-liipaisinpiiristölle 321, joka kehittää suorakaideaaltokellosignaalin CK, jolla on taajuus fCK, joka on yhtä suuri kuin RfH. Signaali CK syötetään taajuus-10 jakajapiiristölle 322. Piiristö 322 jakaa signaalin CK taajuuden arvolla R, jotta kehitetään signaali HS, jonka taajuus on oleellisesti yhtä suuri kuin fH. Kuten yllä esitettiin, signaali HS syötetään vaihevertailijän 314 toiseen sisääntulonapaan.

15 Piiristö 322 voi esimerkiksi sisältää 10-bittisen laskurin (ei esitetty), joka on suunniteltu uudelleen asetettavaksi, kun saavutetaan laskenta-arvo 910. Taajuusjaka-japiiristö 322 voi lisäksi sisältää piirielementit (ei esitetty) , jotka on kytketty laskuriin ilmaisemaan laskenta-2 0 arvot, jotka vastaavat purskea ikävä Iin alkamista ja päättymistä, ja synnyttämään purskeveräjäsignaali BG, joka kattaa aikavälin, jonka nämä laskenta-arvot kussakin vaakasuuntaisessa juovajaksossa määrittävät.

Vaihelukittu silmukka 300 synnyttää kellosignaalin 25 CK, joka seuraa ei-standardin signaalin vaihtelevaa juova-taajuutta, jotta aikaansaadaan oleellisesti tasainen määrä näytteenottokellopulsseja juovalta toiselle. Esillä olevassa suoritusmuodossa vaihevertaili jän 314, alipäästösuotimen 316, digitaali-analogiamuuntimen 318, jänniteohjatun oskil-30 laattorin 320, Schmitt-liipaisimen 321 ja taajuusjakajapii-ristön 322 vahvistuskertoimet on valittu saavuttamaan suo-dinaikavakio, joka on noin 15 vaakasuuntaista juovajaksoa, ja vaimennuskerroin 2. Nämä vahvistusarvot riippuvat piiri-elementeistä, joita käytetään vaihelukitussa silmukassa ja 35 vaihelukitun silmukan suunnittelun ammattilainen voi hei- 9 B 9 4 3 3 posti laskea ne. Selostus vahvistusarvojen, vaimennuskertoimen ja vaihelukitun silmukan aikavakion välisistä riippuvuussuhteista voidaan löytää julkaisusta, jonka tekijä on Gruen, W.J. ja jonka otsikko on "Theory of AFC Synchroniza-5 tion", Proceedings of the IRE, August 1953, sivut 1043 -1048, joka julkaisu otetaan tähän mukaan viitejulkaisuna.

Yhdistetyt videosignaalit lähteestä 310 syötetään myös Y/C-erotinpiiristölle 330. Piiristö 330 voi sisältää esimerkiksi alipäästösuotimen ja kaistanpäästösuotimen valo loisuus- ja värikaistasignaalikomponenttien erottamiseksi yhdistetyistä videosignaaleista. Nämä valoisuus- ja väri-kaistasignaalit ovat saatavilla piiristön 330 ulostuloväy-lillä YB ja vastaavasti CB.

Erotetut värikaistasignaalikomponentit syötetään 15 kertojille 332 ja 334, jotka käyttäen vaihelukitulla silmukalla 350 tuotettuja signaaleja, demoduloivat värisignaalit kahdeksi kvadratuurivaihesuhteessa olevaksi kantataajuiseksi värierosignaaliksi, esimerkiksi I ja Q.

Nämä värierosignaalit syötetään vaihevirheilmaisi-20 melle 336. Vaihevirheilmaisin 336 voi kehittää esimerkiksi ulostulosignaalin, joka edustaa demoduloitujen signaalien, jotka edustavat värivertailupurskesignaalia, vektorisumman ja vertailuvaihearvon välistä vaihe-eroa. Vaihevirheilmaisin 336 voi sisältää esimerkiksi piiristön (ei esitetty) 25 kantataajuisten I ja Q näytearvojen keräämiseksi erikseen purskeaikavälin aikana ja kerääntyneiden I-arvojen jakamiseksi kerääntyneillä Q-arvoilla, jotta kehitetään arvot, jotka edustavat purskesignaalin vaihetta suhteessa I- ja Q-näytteiden näytteenottohetkiin. Nämä arvot voidaan vähentää 30 vertailuarvosta, joka edustaa haluttua purskevaihetta, jotta synnytetään vaihevirhearvo vaihelukitun silmukan 350 ohjaamiseksi. Ilmaisimen 336 kehittämät vaihevirhearvot syötetään alipäästösuotimelle 338 nopeudella yksi näyte vaakasuuntaista juovajaksoa kohden. Alipäästösuodin 338 on 35 vaihelukitun silmukan 350 silmukkasuodin. Silmukka 338 on 10 B 9 4 33 lukittu vaihelukitun silmukan 300 synnyttämällä signaalilla HS.

Alipäästösuotimen 338 tuottamat suodatetut vaihe-erosignaalit syötetään digitaali-analogiamuuntimelle 340.

5 Digitaali-analogiamuunnin 340 kellotetaan signaalilla HS ja se kehittää analogisen ohjaussignaalin jänniteohjatulle oskillaattorille 342. Jänniteohjattu oskillaattori 342, joka voi olla suunnittelultaan perinteinen, sisältää resonanssi-kiteen 343, joka aiheuttaa jänniteohjatulle oskillaattoril-10 le 342 vapaavärähtelytaajuuden, joka on oleellisesti yhtä suuri kuin väriapukantoaallon taajuus fgc. Digitaali-analo-giamuuntimen 340 tuottaman suodatetun vaihe-erosignaalin ohjauksen alaisena jänniteohjattu oskillaattori 342 tuottaa regeneroidun apukantoaaltosignaalin, joka muuttaa taajuutta 15 seuraten muutoksia demoduloitujen I- ja Q-värierosignaalien välisessä vaihesuhteessa purskeaikavälin aikana. Jänniteoh-jatun oskillaattorin 342 tuottama regeneroitu apukantoaal-tosignaali digitoidaan analogia-digitaalimuuntimella 344, jota kellotetaan näytteenottokellosignaalilla CK. Keksinnön 20 ensimmäisessä suoritusmuodossa analogia-digitaalimuunnin 344 tuottaa 8-bittisiä näytteitä, jotka edustavat regeneroitua väriapukantoaaltosignaalia ja jotka syötetään suoraan kertojalle 334 ja ROM:lie 348. Seurantasuodinta 346 (esitetty katkoviivalla) ei käytetä tässä suoritusmuodossa. 25 ROM 348, jota kellotetaan näytteenottokellosignaalilla CK, muuntaa analogiadigitaalimuuntimen 344 tuottaman digitaalisen signaalin, joka voidaan esittää yhtälöllä SIN (2irfsct) kvadratuurivaihesuhteessa olevaksi digitaaliseksi signaaliksi, joka voidaan esittää yhtälöllä COS (2irfgct) . ROM:n 30 348 aikaansaama signaali syötetään kertojalle 332. Kertojat 332 ja 334 kertovat Y/C-erottimella 330 tuotetut värisignaalit kvadratuurivaihesuhteessa olevat signaalit, jotka on aikaansaatu ROM:11a 348 ja analogia-digitaalimuuntimella 344, jotta aikaansaadaan vastaavat kantataajuiset I- ja Q-35 värierosignaalit.

11 39 433

Koska jänniteohjatulla oskillaattorilla 342 tuotetun regeneroidun apukantoaaltosignaalin taajuus on oleellisesti riippumaton kellosignaalista CK, ovat kertojilla 332 ja 334 tuotetut I- ja Q-värierosignaalit oleellisesti vapaita vää-5 ristymästä, joka liittyy kellosignaalissa CK oleviin taa-juusepästabiilisuuksiin. Tämä vähentynyt vääristymä saavutetaan digitaali-analogiamuuntimen 340 ja analogia-digitaa-limuuntimen 344 avulla, jotka sisältyvät vaihelukittuun silmukkajärjestelmään. Yllä selostetussa keksinnön suori-10 tusmuodossa digitaali-analogiamuunnin 340 muuntaa alipääs-tösuotimen 338 tuottaman signaalin neljä eniten merkitsevää bittiä (MSB) analogiseksi ohjaussignaaliksi jänniteohjattua oskillaattoria 342 varten ja analogia-digitaalimuunnin 344 muuntaa jänniteohjatulla oskillaattorilla 342 tuotetun re-15 generoidun apukantoaaltosignaalin 8-bittisiksi digitaali siksi näytteiksi.

Keksinnön toisessa suoritusmuodossa analogia-digi-taalimuuntimen 344 kvantisointiresoluutiota pienennetään esimerkiksi kahdeksasta bitistä neljään bittiin sijoitta-20 maila seurantasuodin 346 analogia-digitaalimuuntimen 344 ja kertojan 334 ja ROM:n 348 väliin. Seurantasuodin 346 kasvattaa sinimuotoisen signaalin resoluutiota neljästä kahdeksaan merkitsevään bittiin, samalla kun se tarkasti seuraa muutoksia vaiheessa ja taajuudessa. Koska neljäbittinen 25 analogia-digitaalimuunnin käyttää ainoastaan 16 vertaili- jaa, kun taas 8-bittinen analogia-digitaalimuunnin käyttää 256 vertailijaa, keksinnön tämä toinen suoritusmuoto saattaa olla taloudellisempi.

Tässä käytettynä termi "seurantasuodin" tarkoittaa 30 suodinta, jolla on taajuusvastekäyrä, jolla on oleellisesti kiinteä kaistanleveys ja säädettävissä oleva keskitaajuus.

Kuvio 4 on lohkokaavio digitaalisesta vaihelukitusta silmukasta, jota voidaan käyttää seurantasuotimena 346. 4-bittiset digitaaliset näytteet, jotka edustavat jänniteoh-35 jatun oskillaattorin 342 tuottamaa analogista signaalia, 12 H 9 4 3 3 syötetään vaihevertailijän 410 yhteen sisääntuloporttiin. Vaihevertailija 410, joka voi olla suunnittelultaan esimerkiksi perinteinen 4-bittinen kertoja, vertaa näitä näytteitä vaihelukitun silmukan ulostulosignaalin neljään eniten 5 merkitsevään bittiin, jotka tuotetaan ROM:11a 422. Vaihe-vertailijan 410 ulostulosignaali on digitaalinen signaali, joka edustaa vaihe-eroa seurantasuotimen 346 ulostulosignaalin ja analogia-digitaalimuuntimen 344 tuottaman vertai-lusignaalin välillä. Tämä vaihe-erosignaali syötetään suo-10 timelle 412, joka on vaihelukitun silmukan silmukkasuodin. Suodin 412 omaa alipäästötyyppisen taajuusvastekäyrän sillä taajuuskaistalla, jonka vaihevertailijän 410 tuottama signaali käyttää. Suotimen 412 tuottama suodatettu vaihe-erosignaali kytketään summaimelle 414, jossa se summataan 15 kiinteään inkrementointiarvoon K, joka aikaansaadaan digi-taaliarvojen lähteestä 416. Summaimen 414 kehittämä digitaalinen signaali syötetään inkrementointisisääntulosignaa-lina diskreettiaikaoskillaattorille 430. Diskreettiaika-oskillaattori 430 toimii samalla tavoin kuin kuvioiden 2A-20 2C yhteydessä selostettu diskreettiaikaoskillaattori.

Inkrementointisisääntulosignaali kerääntyy rekisterissä 420, kun inkrementointisisääntulo toistuvasti lisätään rekisterin 420 sisältöön summaimessa 418. Koska rekisterillä 420 on kiinteä määrä bittejä, siinä syntyy jaksottaisesti 2 5 ylivuoto ja se tuottaa näin jaksottaisen ulostulosignaalin, joka vastaa kolmioaaltomuotoa. Tämä ulostulosignaali syötetään ROM:lie 422, joka on ohjelmoitu esimerkiksi tuottamaan rekisterin 420 kehittämien osoitearvojen sinin, joka on normalisoitu 2Tr-radiaaneiksi. ROM 422 tuottaa digitaalisen 30 signaalin, jolla on 8 bitin resoluutio. Kuten edellä esitettiin, tämän signaalin neljä eniten merkitsevää bittiä syötetään vaihevertailijän 410 sisääntulo-osaan takaisin-kytkentäsilmukan täydentämiseksi.

Yllä esitetyssä esimerkissä rekisteri 420 voi olla 35 esimerkiksi 20-bittinen rekisteri ja arvo K voi olla esi- 13 ö 9 4 33 merkiksi 218 tai 262 144. Keksinnön tässä suoritusmuodossa alipäästösuotimen 412 tuottamat arvot normalisoidaan siten, että suodatettujen vaihe-eroarvojen eniten merkitsevä bitti vastaa digitaalista arvoa 217.

5 Esillä olevassa suoritusmuodossa digitaalisen vaihe- lukitun silmukan erilaisten komponenttiosien vahvistusker-toimet valitaan siten, että saavutetaan silmukka-aikavakio, joka on noin 15 vaakasuuntaista juovajaksoa. Tämä aikavakio on riittävä salliakseen vaihelukitun silmukan seurata 10 analogia-digitaalimuuntimen 344 tuottaman signaalin vaihe-ja taajuusmuutoksia sekä kaikkia taajuusepästabiilisuuksia diskreettiaikaoskillaattorin 430 tuottamassa signaalissa, jotka epästabiilisuudet saattavat liittyä kellosignaaliin CK. Lisäksi tämä aikavakio on riittävän pitkä keräämään 15 riittävän määrän 4-bittisiä näytteitä, jotka analogia- digitaalimuunnin 344 tuottaa, sellaisen ulostulosignaalin kehittämiseksi, jolla on 8 bitin kvantisointiresoluutio.

Claims (3)

14 ΰ 9 4 33 Patentt ivaat imukset

1. Vaihelukittu silmukkajärjestelmä digitaalisessa signaalinkäsittelyjärjestelmässä, joka sisältää sellaisen 5 kellosignaalilähteen, jossa voi esiintyä taajuusepästabii-lisuuksia, tunnettu : analogisesta säädettävästä oskillaattorista (342), joka on vasteellinen analogiselle ohjaussignaalille säädet-tävätaajuuksisen värähtelysignaalin synnyttämiseksi; 10 digitointivälineistä, jotka sisältävät analogia- digitaalimuuntimen (344) ja jotka on kytketty mainittuun oskillaattoriin sellaisen digitaalisen signaalin synnyttämiseksi, joka sisältää N-bittisiä digitaalisia näytteitä, jotka edustavat mainittua värähtelysignaalia kellosignaalin 15 määrittämillä ajanhetkillä, jolloin N on ykköstä suurempi kokonaisluku; vaihevertailuvälineistä (336), jotka on kytketty mainittuun analogia-digitaalimuuntimeen digitaalisen signaalin synnyttämiseksi, joka on verrannollinen digitointi-20 välineiden synnyttämän signaalin ja vertailusignaalin väliseen vaihe-eroon; ja digitaali-analogiamuunninvälineistä (340), jotka ovat vasteelliset vaihevertailuvälineiden synnyttämille digitaalisille signaaleille mainitun analogisen ohjaussignaa-25 Iin synnyttämiseksi, mainitun analogisen ohjaussignaalin säätäessä säädettävän oskillaattorin muuttamaan värähtely-signaalin taajuutta sellaiseen suuntaan, joka pyrkii saattamaan vaihevertailuvälineiden tuottamat signaalit lähestymään ennaltamäärättyä arvoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihelukittu sil- mukkajärjestelmä, tunnettu siitä, että digitointi-välineet edelleen sisältävät seurantasuotimen (346), joka on kytketty mainittuun analogia-digitaalimuuntimeen ja joka on vasteellinen sillä tuotetuille signaaleille digitaalisen 35 lisäsignaalin kehittämiseksi, joka edustaa mainittua väräh- is b 9 4 3 3 telysignaalia ja jolla on hienompi kvantisointiresoluutio kuin analogia-digitaalimuuntimen tuottamalla signaalilla, jolloin mainittu digitaalinen lisäsignaali on digitointivä-lineiden ulostulosignaali.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaihelukittu sil mukka järjestelmä, tunnettu siitä, että seurantasuo-din sisältää digitaalisen vaihelukitun silmukan, joka käsittää: digitaalisen oskillaattorin (430), joka on vasteel-10 linen kellosignaalille ja taajuudensäätösignaalille sellaisen digitaalisen signaalin kehittämiseksi, jolla on oleellisesti sama taajuus kuin analogia-digitaalimuuntimen tuottamalla signaalilla ja joka sisältää M-bittisiä digitaalisia näytteitä, missä M on lukua N suurempi kokonaisluku; 15 vaihevertailuvälineet (410), jotka on kytketty digi taaliseen oskillaattoriin ja analogia-digitaalimuuntimeen sellaisen signaalin kehittämiseksi, joka on verrannollinen niiden tuottamien vastaavien signaalien väliseen vaihe-eroon; ja 20 alipäästösuotimen (412), joka on kytketty vaihever- tailuvälineisiin sen tuottaman vaihe-erosignaalin integroimiseksi, jotta kehitetään mainittu taajuudensäätösignaali digitaalista oskillaattoria varten; jolloin mainitulla digitaalisella vaihelukitulla 25 silmukalla on aikavakio, joka on riittävä seuraamaan kaikkia sellaisia vaihemuutoksia digitaalisen oskillaattorin tuottamassa värähtelysignaalissa, jotka liittyvät taajuus-epästabiilisuuksiin kellosignaalissa. ie 8 9 4 33