FI91820C - Menetelmä jänniteohjatun oskilaattorin ohjausjännitteen muodostamiseksi vaiheensäätöpiirissä - Google Patents

Description

91820

Menetelmå jånniteohjatun oekillaattorin ohjauejånnitteen muo-doetamiseks i vaiheeneååtopiirieeå

Digitaalieieea tietoliikenneverkoieea verkon ykeityieille komponenteille, kuten eeim. vålityelaitokeille, eiirretåån tahdietueeignaaleja - joita eeuraavaeea kuteutaan verkkotah-distueeignaaleikei - joko erikeeen tai informaatiovuohon ei-eåltyvånå. Val ityslaitokaiesa, kuten eeim. ykeityisiaeå ti-laajavaihteisaa, vaetaanotettuja verkkotahdistueeignaaleja ei ueeimmiten kåytetå suoraan vålityslaitokaen yksityisten kom-ponenttien kello-ohjaukeeen, koeka verkkotahdistussignaalien kadoteaea vålityalaitteet eivåt enåå oliai ohjattaviaaa tai ne voieivat aeettua epåmååråieeen toimintatilaan. Tåman vuok-si vaetaanotetut verkkotahdiatuaaignaalit ayotetåån vaiheen-aåatopiirille, joeea muodoatetaan aiaaiaet kelloeignaalit ja ne johdetaan tilaaja-aaeman ykeityieille komponenteille.

Tallaieen vaiheeneaåtopiirin on toteutettava aeuraavat toi-minnat: eieåieten kellopuleeien kehittåminen aiaåieeaeå jånniteohja-tueea oekillaattoriaaa - jota eeuraavaeea kuteutaan VCO-oekil-laattorikei, verkkotahdistusøignaalien taajuuden eovitue eieåieten kello-eignaalien taajuuteen ja eieåieen VCO-oekillaattorin ohjaue eiten, ettå verkkotahdie-tuesignaalien ja eieåieten kelloeignaalien vaiheet ovat yhtå-pitåviå, jotta 1. tietoliikenneverkon vålittåmåå informaatiota voidaan kaei-tellå suoraan vålityelaitteeeea ja 2. verkkotahdietueeignaalien kadoteeea våltetåån vaihehyppåye . eieåieeeeå kelloeignaalieea.

2 91820

Vaiheensååtopiireiseå kåytetåån integroitujen piirien ohella 1isååntyvåsti mikroproeesaoreja yhdaeeå eopivien oheislait-teiden kanesa. Vaiheensååtopiiri, jolla on toieaalta edellå eelitetyt toimintaominaieuudet ja joka on toisaalta toteutet-tu mikroproeeeeori 1la, on aikaieemmin tunnettu julkaieueta "Proceedings of 1979 ISCAS", sivuilta 804-805. Tåma vaiheen-sååtopiiri kåsittåå digitaalisen vaihekomparaattorin, digitaa-lisesti ohjatun oeki1laattorin, ohjauelaitteen ja kaksi jaka-jalaitetta. Ensimmåiseesa jakajalaitteeesa alennetaan syotet-tyjen verkkotahdietussignaalien taajuue. Nåmå taajuudeltaan muunnetut verkkotahdietueaignaalit johdetaan tåma jålkeen edelleen digitaaliselle vaihevertailulaitteelle. Vaihevertai-lulaite on varustettu vaihevertai1 ijalla ja laekurilla. Vaihevertailulaitteelle eyotetåån lieåksi toieen jakajalaitteen kautta sisaiset, digitaalieesti ohjatuesa oskillaattorissa kehitetyt kellopulssit. Jakajalaitteet on mitoitettu siten, ettå vaihevertailijaile tulevien verkkotahdietueeignaalien taajuus vaetaa likimain sisåisten ke1losignaa1ien taajuutta. Vaihevertai1 ijassa verrataan molempien kellosignaalien vaihe-asemaa; vertailutulos eyotetåån laskurille. Lieåksi sisåiset kellosignaalit johdetaan laskurin kellotuloon. Joe molempien kellosignaalien vaiheet eroavat toisistaan, sisåiset kellosig-naalit luetaan laskuriin ja lasketaan. Laskentatulos siirre-tåån mikroprosessorijårjestelmållå toteutetulle ohjauslait-teelle. Tåsså ohjauslaitteeesa muodostetaan vaihepoikkeamia edustavat laskentatulokset, ne suodatetaan - alipååstosuoti-messa - ja johdetaan digitaalisina jånnitearvoina ulkoiselle D/A-muuntimelle. D/A-muuntimen antamat analogieet låhtojånnit-teet ohjaavat VCO-oskillaattoria siten, ettå VCO-oskillaatto-rin kehittåmien sisåisten kellosignaalien vaiheasema vaetaa verkkotahdistuesignaaleja. VCO-oskillaattori js D/A-muunnin muodostavat yhdesså digitaalieesti ohjatun oskillaattorin.

Mainitusta julkaieueta ilmenee, ettå sååtdpiirin ykeityieiå jårjestelmåkomponentteja, kuten vaihevertailijaa, laskuria, 3 91820 oekillaattoria ja D/A-muunninta ei ole integroitu ohjauelait-teeseen. Julkaisu ei lieakei myoekåån eiealla mitaan tietoja eiitå, kuinka yksityieet laitteietokomponentit, erikoisesti vaihevertailija, toteutetaan. Lieakei vaiheeneaatopiiri voi-daan eovittaa eri verkkotahdietue- ja VCO-kelloeignaalitaa-juukeille vain laitteietokomponentteja muuttamalla tai vaih-tamalla.

Ferustuen mikroproeeeaorijarjeetelman kayttamieeen vaiheen-eaatopiirieea kekeinnon tehtavana on toteuttaa tana vaiheeneaatopiiri eiten, ettå mahdollistetaan yksinkertainen eovitus erilaieiin verkkotahdietue- ja VCO-kelloeignaalitaajuukeiin ja eiten, ettå mikali mahdollieta kaikki jarjeetelmåkomponen-tit tai niiden toiminnat voidaan toteuttaa mikroproaeeeorijår-jeetelmåeeå.

Kekeinnon tehtåvå ratkaietaan lahtien patenttivaatimukeen 1 johdannoeea mååritellyetå roenetelmaeta patenttivaatimukeen 1 tunnuemerkkien avulla.

Laekurin, rekieterien ja aritmetiikkalaitteen earjakytkennal-lå eaadaan erittain ykeinkertainen eovitue molempien kelloeig-naalien erilaieiin taajuukeiin, koeka vaiheeneaatopiirin kom-ponentit - eeim. laekurin ja rekieterin pituue - voidaan mi-toittaa eiten, ettå erittain paljon eroavilla kelloeignaali-taajuukeilla voidaan muodoetaa molempien kelloeignaalien vai-hepoikkeamaa eduetava eignaali ja ohjauejånniteeignaali jån-niteohjatulle oekillaattorille.

Laekurin, rekieterin ja aritmetiikkalaitteen earjakytkennån toieekei edukei on kateottava een erittain ykeinkertainen to-teutettavuue mikroproeeeeorijårjeetelmaeea - laekurilla, muietiintallentamieella, ykeinkertaieilla laekentatoimituk-eilla. Tåmå merkiteee eitå, ettå euurin oea vaiheeneaatdpii- 91820 4 rieta voidaan toteuttaa mikroproseeeorijårjeetelmåeeå, koeka - kuten johdannoeea on jo eeitetty - alipååetoeuodintoiminto-jen ja PI-euodintoimintojen integrointi mikroproeeeeorijårjee-telman ohjelmaan on tunnettua.

Vaiheeneaatopiirin eaåtotarkkuue riippuu oleellieeeti kello-eignaalien taajuudeeta, måårityeaikavålien keetoeta ja eiihen eovitetuieta jålkeen kytketyn euotimen ja integraattorin aika-vakioieta tai eååtonopeukeieta. Kelloeignaalien korkeampi taa-juue aikaaneaa euuremman erottelukyvyn vaihepoikkeamia måå-råttåeeeå. Mitå euurempi erottelukyky - te. mitå tarkempi mååritysaikana mååråtty vaihepoikkeama - on eitå tarkemmin ohjauejånnite voidaan muodoetaa. Tålloin on huomattava, ettå erikoieeeti alipååetoeuotimen aikavakio on pidettåvå mahdol-lieimman pienenå. Tåmå eaadaan aikaan siten, ettå mååritye-aikavålin keeto ja euotimen ja integraattorin aikavakiot tai eååtonopeudet eovitetaan toisiinea kelloeignaalien taajuudeeta riippuen - ke. vaatimue 2.

Kekeinnon vaatimuksen 2 mukaieen euorituemuodon eråån edulli-een kehityemuodon mukaan vaiheeneååtopiirin komponentteja oh-jataan ja valvotaan keekusohjaukeella. Tåmå eopii ennen kaik-kea kekeinnon mukaieen menetelmån sellaieeen toteutukeeen mikroproeeeeorijårjeetelmåeså, joesa kaikkia ohjelmaoeia koordinoidaan, valvotaan ja ne otetaan kåyttoon edullieeeti keskueohjauksen avulla.

Erikoieen huomattavia ovat ne monet virheenilmaieu- ja virhe-ilmoitue- tai nåyttomahdollieuudet, jotka ovat mahdollieia oh-.· jelman toteutukeen aneioeta. Eeimerkikei voidaan valvoa ver- tailu- ja kelloeignaalien eeiintymietå - ke. vaatimue 4. Joe oekillaattorilta tulevat kelloeignaalit katoavat, tåmå katoa-minen voidaan ilmoittaa tai nåyttåå. Lieåkei eeimerkikei ver-tailukellosignaalien, joiden taajuuteen vaiheeneaatopiirin taajuutta ei voida eynkronoida, eeiintyminen voidaan havaita ja ilmoittaa tai nåyttåå - ke. vaatimue 5. Koeka vålityelait- I: 5 91820 teet on ueeimmiten yhdietetty ueeilla vertailukellotaajuuden eiirtåvillå johdoilla digitaalieeen tietoliikenneverkkoon yh-den vertailukelloeignaalin håvittyå ueeimmiten voidaan euo-rittaa vaihtokytkentå varalla oleviin vertailukelloeignaalei-hin.

Vaatimukeeeea 1 mainittu ehto - aikavålikelloeignaalin taa-juue on pienempi kuin kelloeignaalien taajuue - voidaan to-teuttaa edullieeeti siten, ettå aikavålikelloeignaalit johde-taan jakoeuhteeltaan muutettavalla jakajalaitteella vertailu-kelloeignaaleieta - ke. vaatimue 6. Nåmå jakajalaitteet voidaan toteuttaa joko ohjelmallieeeti vaiheeneååtopiirin eieål-tåvåeeå mikroproseesorieea tai laitteistona. Toteutustapa riippuu pååaeiasea vertailukelloeignaalien taajuudeeta. Kor-keilla taajuuksi 1la, te. korkeammilla kuin mikroproeeeeorijår-jeetelmån suurin kåeittelynopeue, tarvitaan jakajalaitteen laitteistototeutueta. Joe taajuue on mikroproeeeeorijårjes-telmån makeimaa1 isen kåeittelynopeuden alapuolella, laitteie-to- tai ohjelmietototeutukeet ovat mahdollieia. Ohjelmietoto-teutue on kuitenkin edullieempi, koeka ohjelmaa muuttamalla voidaan aikaaneaada ykeinkertainen eovitue mitå erilaieimpiin vaiheeneååtopiirin toimintaoloeuhteieiin ja ee toteuttaa pa-remmin aeetetun tehtåvån mahdollieimman ueeiden vaiheeneååtopiirin komponenttien integroinnieta mikroproeeeeorijårjeetel-måån.

Jakajalaitteen jakoeuhteen muuttaminen on eekå laitteieto-ettå ohjelmietototeutukeeeea erittåin edullieta euorittaa keekueohjaukeella - te. ohjelmaneyotollå - koeka tåmån avulla voidaan vålttåå jakoeuhteen aeettelu ulkoieilla mekaanieilla kytkinlaitei1la - ke. vaatimue 4. Jakajalaitteen laitteieto-toteutukeen tapaukseeea, eeim. eåådettåvållå jakokertoimella varuetettuna taajuuejakajaketjuna, jakokerroin ja siten jako-euhde voidaan asettaa mikroproeeeeorijårjeetelmån ja taajuus-jakajaketjun vålieten lieåohjaueyhteykeien vålitykeellå.

6 91820

Jakajalaitteen jakoeuhteen automaattinen havaiteeminen ja aeettelu eduetaa jakajalaitteen erittåin edullieta toteutusta. Tålloin havaitaan vaiheeneååtopiir i 1le eyotetyn vertailukello-eignaalin taajuue ja jakoeuhde mååråtåån keekueohjauelaitteen avulla ja jakajalaite aaetetaan vaetaavaeti - ke. vaatimue 8. Vertailukelloeignaalien taajuue mitataan eamoin ohjelmalli-eeeti toteutettavan taajuudenmittauslaitteen avulla. Jakoeuhde voidaan maårata tålloin eiten, etta jakajalaitteen låhdoe-tå eaadaan aina aamankeatoieet aikavålikelloeignaalit. Jako-euhteella voidaan myoe mååråtå poikkeavia aikavålikelloeig-naaleja, tålloin on kuitenkin mahdollieeeti eovitettava ha-vaintoaikavålin keeto ja eeuraavien alipååeto- ja Pl-euoti-mien aikavakiot tai eååtonopeudet.

Kekeinnon mukaieen menetelmån periaatteen ja eillå eaavutetun hyvån eri kelloaignaalitaajuukeiin aovitettavuuden aneioeta olemaeea olevien komponenttien våliin on mahdolliata liittåå muita kåytetyn vaiheeneååtbpiirin komponentteja tai toiminto-ja. Tåtå vaiheensååtopiiriå voidaan erittåin edullieeeti kåyt-tåå taajuuekertojalaitteen tai erittåin etabiilin jånniteoh-jatun oekillaattorin muodoatamieeen - ke. vaatimue 9. Muita laitteita voidaan muodoetaa eeimerkikei lieååmållå kulkuaika-elimiå, muita analogieia komponentteja tai muita euodintoimin-toja vaetaavaeti eovitetun vaiheeneååtbpiirin tapaukeeeea.

Kuten aikaieemmin on mainittu, kaikki vaiheeneååtbpiirin komponentit jånniteohjattua oekillaattoria lukuunottamatta voidaan toteuttaa mikroproeeeeorijårjeetelmållå - ke. vaatimue 10.

Tåhån liittyvå ohjelmal1inen toteutue - ke. vaatimue 11 - li-eåå vaiheeneååtbpiirin eovitettavuutta erilaieiin oloeuhtei-eiin. Nåihin eieåltyvåt eeimerkikei eovitue erilaieiin kello-taajuukeiin - myoe toiminnan aikana vertailukelloeignaalien kadoteeea ja vaihtokytkettåeeeå toieen taajuieet vertailukel-·, loeignaalit. Mahdolliata on myoe eovitue erilaieiin oekil- ii 7 91820 laattorin aååtonopeukaiin, eaim. kelloaignaalien laadusta riippuen - ja erilaieiin oskillaattoreihin - ohjauejånnite-vaatimueten oealta. Sovitue voidaan tehdå automaattieeati toiminnan aikana - tåtå vårten on kåytettåvå lieåilmaiaimia, kuten eeimerkikei taajuudenroittauelaitetta - tai manuaalieee-ti - esim. lataamalla ohjelma - eopivien ohjelmamuutoeten avulla.

Vaatimukeen 12 mukaieen kekeinnon viela eråån toteutukeen mu-kaan mikroproseeeori jårjeetelmå on toteutettu yhden sirun mikroprosesaorilla, joaaa on integroidut D/A-muuntimet. Tåmå muodoataa tilantarpeen ja taloudelliauuden oealta kekeinnon erityiaen edulliaen toteutukeen, koaka vaiheenaåatopiirin muodoatamieekai yhden sirun mikroproaeseori in on liitettåva vain jånniteohjattu oskillaattori ja mahdolliaeati - joa vertailukello- tai oakillaattorikelloaignaalitaajuua on huo-mattavaati mikroproaeseorin kåaittelynopeuden ylåpuolella -jakoauhteeltaan muutettava jakajalaite.

Vaatimukeen 13 mukaieen kekeinnon edullieen toteutukeen mu-kaan vaiheenaåatopiirin komponentteihin liittyvåt toiminnat on toteutettu euurimmakai oeaksi aaiakaakohtaiailla integroi-duilla piireillå. Tåhån aoveltuvat erikoiaeeti piirit, jotka on toteutettu ASIC (Application Specified Integrated Circuit )-tekniikalla. Nåmå piirit eiaåltåvåt yhden eirun mikro-prosesaorijårjeetelmån ja alueen, johon voidaan eijoittaa aaiakkaan måårittelemiå laitteita. Tåmå piiri eduetaa euurilla kellosignaalitaajuukailla kekeinnon edullieinta toteutueta, koaka vaiheenaååtopiirin ne komponentit, jotka kåeittelevåt kelloeignaaleja, voidaan toteuttaa laitteietomuotoiaeati ja vaiheeneååtopiirin ne komponentit, jotka euorittavat vaihe-poikkeamien ja oekillaattorin ohjaueeignaalien laekennan, voidaan toteuttaa ohjelmietomuotoiaeeti.

8 91820

Seuraavaesa eelitetåån låhemmin kekeinnon mukaieen menetelmån tai kekeinnon mukaieen laitteen toteutuemahdollieuukeia ja euorituaeaimerkkejå lohkokaaviokuviin ja vuokaavioon liittyen.

kuvio 1 eeittåå vaiheeneååtopiirin lohkokaaviokuvaa; kuvio 2 eeittaa vuokaaviota kuvion 1 mukaieen lohkokaavioku- van eelittåmietå vårten; kuvio 3 eeittaa taajuudenkertojalaitetta tai erittåin etabii-lia jånniteohjattua oeki1laattoria, jotka on muodoetettu kekeinnon mukaieella vaiheeneååtopiirillå.

Kuvioeea 1 on eeitetty vaiheeneååtopiirin eelityetå vårten tarpeellieet komponentit. Oletetaan, ettå vaiheeneååtopiirin muodoetavat jånniteohjattu oeki1laattori VCO - jota eeuraa-vaeea kuteutaan oekillaattorikei - jakajalaite DIV ja yhden sirun mikroproeeeeori MP. Oekillaattori VCO muodoetuu eeimer-kikei integroidueta kideoekillaattoripiirietå eekå vetopii-ri8tå, jolla oekillaattorin taajuutta voidaan eååtåå måårå-tyieeå rajoieea. Koeka vetopiiri on tavallieeeti toteutettu kapaeitanssidiodeilla, taajuudenmuutoe eaadaan aikaan muutta-malla oekillaattorin VCO jånnitetuloon tuotua taeajånnitettå.

Tåtå taeajånnitettå kuteutaan seuraavaesa ohjausjånnitteekei. Jakajalaite DIV eieåltåå integroiduieta piireietå muodoetetun jakajaketjun, jonka aeetuetuloieta EE jakokerroin tai jako-euhde aeetetaan. Jakajalaitteen DIV tuloon E eyotetåån verkko-tahdietueeignaalit nte. Nåmå verkkotahdietueeignaalit nte on johdettu eeimerkikei tietoliikenneverkon vålitykeellå eiirre-tyetå tahdietueinformaatioeta eopivien laitteiden avulla.

: Yhden eirun mikroproeeeeorieea MP on kytketty peråkkåin laeku- laite Z, rekieteri R, aritmetiikkalaite AE, alipååetoelin TP, Pl-euodin PIF ja D/A-muunnin. Yhden eirun mikroproeeeeori MP . eieåltåå komponenttien kåynnityetå, ohjaueta ja valvontaa vårten keekueohjauelaitteen ZST. Tåmån keekueohjauelaitteen ZST avulla aeetetaan - eeimerkikei ohjelman eybtollå - jakaja-*. laitteeeea DIV toteutettujen jakajaketjujen jakokerroin jaka- f.

g 91 820 jalaitteen DIV aeetuetuloihin kytkettyjen aeetuslåhtojen vå-litykeellå. Jakajalaitteen DIV låhto A on yhdietetty aopival-la kytkennålla rekieterin R liipaieutuloon UE. D/A-muuntimen D/A låhto A on johdettu oskillaattorin VCO jånnitetuloon SE. Oekillaattorin VCO låhdoatå eaadaan digitaaliaet kelloaignaa-lit, jotka toieaalta johdetaan eieåiainå kelloeignaaleina ita edelleen jatkokåaittelylaitteille ja toieaalta tulevat vae-taavaati aovitetun yhteyden kautta laakurin Z laakentatuloon ZE. Kaikki yhden airun mikroproeeesorin MP laitteet on toteu-tettu - kyaeiaelle yhden airun mikroproaeaeorille MP aopivil-la - ohjelmilla. Erityiaen edulliata on kåyttåå yhden airun mikroproaeaeoria MP, joaaa on integroitu D/A-rouunnin D/A. Sen avulla voidaan pienentåå kåyttåjåohjelmointi- tai kehityakua-tannuke ia.

Seuraavaaaa aelitetåån kuvioaaa 2 eaitetyn vuokaavion avulla vaiheenaååtopiirin komponenttien ykeittåieiå toimintoja ja niiden yhteiatoimintaa. Vaiheenaååtopiirin påållekytkennån -ta. ayottojånnitteen tuomiaen - jålkeen vaiheenaååtopiiri kåynniatetåån keakuaohjaualaitteen ZST avulla. Tåtå vårten keakuaohjaualaite ZST ohjaa kaikki vaiheeneååtopiirin kompo-nentit - erikoiaeati yhden airun mikroproaeaeorin MP kompo-nentit - mååråttyyn alkutilaan, kuten eeim. palauttaa rekieterin R ja aaettaa laakentatoimituaten parametrit jne.

Aina kun oekillaattorin VCO antama ja laakentalaitteen Z laakentatuloon ZE johdettu aiaåinen kelloaignaali ita havaitaan, laakentalaitteeaea Z laakurin Z tilaa kaavatetaan ykkoaellå.

Tåtå toimituata, aiaåiaen kelloaignaalin ita havaitaemiata ja laakentatilan kaavattamiata jatketaan niin kauan, kunnea rekiaterin R liipaiautuloaaa tiE havaitaan tiedon vaihtuminen. Tållainen tiedon vaihtuminen on eaimerkikai aiirtymå ylemmål-tå TTL-jånnitetaaolta alemmalle TTL-jånnitetaaolle. Joe tål-loin havaitaan aikavålikelloaignaalin zta tiedon vaihtuminen, een hetkinen laakentalaitteeaea Z oleva laakurin tila aiirre-tåån rekiateriin R ja tallennetaan aiihen. Tåman jålkeen jat- 10 91820 keta&n eieåieen kelloeignaalin ite havaiteemista ja laekurin tilan kasvattamieta ykkoeellå. Tallennettu laekurin tila joh-detaan eamanaikaieeeti aritmetiikkalaitteelle AE. Aritmetiik-kalaitteeaea AE euoritetaan eeuraavat laekutoimitukeet eeuraa-vaeea jårjeetykeeeeå: måårityeaikavålin måårååminen, kun aikavålikelloeignaalin zte keeto ei vaetaa maarityeaikavalin keetoa, laekurin een hetkieen tilan ja edellieen maarityeaikavalin laekurin tilan erotukeen måårååminen, een hetkieen vaihepoikkeaman måårååminen våhentåmållå aeetue-arvo eaadueta laekurien tilojen erotukeeeta (aeetuearvo edue-taa oskillaattorin VCO ohjaueeignaalia ae een nimellietaajuu-de11a), kaikkien måårityeaikavåleillå mååråttyjen vaihepoikkeamien eummaaminen.

Aritmetiikkalaitteeeea AE mååråtyt vaihepoikkeamatiedot eyote-tåån taeaeuuntaueta vårten digitaalisen alipååetoeuotimen TP kautta ja jånniteeovitueta ja eååtonopeuden eovitueta vårten digitaalieen Pl-euotimen PIF kautta. Tålloin digitaalieesea muodoeea olevat oskillaattorin VCO ohjaueeignaalit de muunne-taan D/A-muuntimeeea analogieikei ohjaueeignaaleikei ja johde-taan yhden eirun mikroproeeeeorijårjeetelmån MP vaetaavan låhdon kautta oekillaattorin VCO jånnitetuloon SE.

·φ Kuvioeea 3 on eaitetty laite, jota voidaan kåyttåå eekå taa- juuekertojana ettå erittåin etabiilina jånniteohjattuna oe-killaattorina. Tåmå laite on varuetettu kuvioiden 1 ja 2 mu-kaan toteutetulla vaiheeneååtopiirillå. Siinå yhden eirun mikroproeeeeori jår jeetelmåeeå MP toteutettujen komponenttien jårjeetely tai toiminta vaetaavat kuvioieea 1 ja 2 eeitettyjå.

: Aikavålikelloeignaalit zte muodoetetaan kuviota 1 vaetaavaeti li 11 91820 jakajalaitteen DIV avulla verkkotahdietueeignaaleieta nte ja johdetaan rekieterin R 1 iipaieutuloon UE. Samoin kuviota 1 vaetaavaeti oeki1laattori VCO on kytketty yhden eirun mikro-proseesoriin MP ja on een ohjaama. Pååaeiallieena erona ku-vioon 1 verrattuna on taajuuekertojan FV sijoittaminen oekil-laattorin VCO låhdon ja laekurin Z laekentatulon ZE våliin.

Taajuuekertojan FV muodoetaa toieen vaihevertailulaitteen PVG, alipååetoeuotimen F ja toieen jånniteohjatun oekillaattorin ZVCO earjakytkentå. Tålloin toieen jånniteohjatun ja taajuu-deltaan korkeanunan oekillaattorin ZVCO låhto on kytketty laekurin Z tuloon ZE, oekillaattorin VCO låhto A on kytketty vaihevertailulaitteen PVG toieeen tuloon ja vaihevertailulaitteen PVG toinen tulo on kytketty tåhån asti kåyttåmåttd-måån laekurin Z låhtoon A. Tåtå laitetta voidaan tålloin kåyttåå eekå taajuuekertojalaitteena ettå erittåin etabiilina jånniteohjattuna oekillaattorina. Taajuuekertojalaitteena kåytettåeeeå toieen oekillaattorin ZVCO låhdoetå eaadaan taa-juudeltaan euuremmat tai kerrotut kelloeignaalit teh ja ne voidaan johtaa eeimerkikei kelloeignaaleina vålityelaitteen jatkokåeittelylaitteille. Oekillaattorikelloeignaalien ite taajuuden noetaminen noetaa - kuten edellå on mainittu - vai-heeneååtopiirin eååtotarkkuutta. Tåmån aneioeta oekillaatto-ria VCO ohjataan tarkemmin tai tåemållieenunin. Joe tålloin kåytetåån lieåkei einåneå jo erittåin etabiilia oekillaattoria VCO, myoe tåmån taajuutta voidaan eååtåå erittåin tarkaeti, minkå aneioeta laitetta voidaan kåyttåå erittåin tarkkana jånniteohjattuna oekillaattorina. Toieena, kuitenkin eeittå-måttå jåtettynå toimenpiteenå vaiheeneååtopiirin eååtotark-kuuden parantamieekei on kulkuaikalaitteen kåyttåminen taa-juuekertojan tilalla. Tålloin aikavålikelloeignaalien tai vertailukelloeignaalien zti napaieuuden vaihtumieen eeiinty-minen voidaan havaita aikavåleinå, jotka ovat pienempiå kuin kellopuleein aikavåli. Tåtå lieåkei eaatua informaatiota kåytetåån lieånå vaihepoikkeaman laekennaeea. Tåmån toimenpiteen kåyton edellytykeenå ovat kuitenkin kohinattomat verkkotahdie-tueeignaalit nte, jollaieia ne ovat eeimerkikei, kun niitå 12 91820 eiirretaån eneimmåieelta vaiheeneaåtdpi iri 1tå toiselle vai-heensåatopiirille, joka toimii varasååtopiirinå.

Il

Claims (13)

13 91820 Patentt ivaat imukeet

1. Menetelmå jånniteohjatun oekillaattorin ohjausjånnitteen muodoetamiseks i vaiheeneååtopiirieså, joesa digitaalieia vertailukelloeignaaleja verrataan vaiheaeemaltaan oekillaat-torikelloeignaaleieta eaatuihin kelloeignaaleihin ja proeee-eorilaitteeeea muodostetaan vaihevertailutulokeen avulla digi-taalieet oekillaattorin ohjaueeignaalit, jotka taeaeuunnataan, integroidaan ja tåmån jålkeen muunnetaan digitaali/analogia-muuntimen vålitykeellå analogieekei oekillaattorin ohjauejån-nitteekei, tunnettu eiitå, ettå kelloeignaaleja (its) laeke-taan laekulaitteeeea (Z) , jonka peråån on kytketty rekieteri <R>, ettå rekieterin CR) liipaieutuloon (UE) eyotetåån kello-eignaaleja (ite) alempitaajuieet aikavålikelloeignaalit (zte), ettå aikavålikelloeignaalien (zte) måårååminå ajankohtina sen hetkinen laekurin tila eiirretåån rekieteriin (R) ja tallen-netaan, ettå tallennettu laekurin tila eyotetåån aritmetiikka-laitteelle (AE) ja eiinå muodostetaan jokaieella aikavålikelloeignaalien (zte) valittua lukumååråå eduetavalla mååritye-aikavålillå een hetkieen laekurin tilan ja edellieen mååri-tyeaikavålin laekurin tilan vålinen erotue ja eitå verrataan oekillaattorin nimellietaajuudella eeiintyvåå ohjauejånnitet-tå vaetaavaan aeetuearvoon ja ettå kaikkien måårityeaikavå-lien poikkeamat nimel1iearvoeta eummataan ja eyotetåån digi-taaliselle alipååetoelimelle <TP).

2. Patenttivaatimukeen 1 mukainen menetelmå, tunnettu eiitå, ettå måårityeaikavålin keeto ja euotimen ja integraat-torin aikavakiot tai eååtonopeudet on eovitettu toieiinea kelloeignaalien (ite) taajuudeeta riippuvaieeeti.

3. Patenttivaatimukeen 1 mukainen menetelmå, tunnettu eiitå, ettå vaiheeneååtopiirin komponentteja valvotaan ja . ohjataan ainakin oeittain keekueohjauelaitteella (ZST).

4. Fdrfarande enligt något foregående patentkrav, kånnetecknat av att med hjålp av den centrala styranordningen (ZST) li 91820 17 åvervakas forekomsten av referens- och klocksignalerna (nts, its)och att ett bortfall av klocksignaler anmåls och visas.

4. Jonkin edellå olevan patenttivaatimukeen mukainen menetelmå, tunnettu eiitå, ettå keekueohjauelaitteen (ZST) 14 91820 avulla valvotaan vertailu- ja kelloeignaalien (nte, ite) esiintymietå ja ettå kelloeignaalien katoaminen ilmoitetaan tai nåytetåån.

5. Fårfarande enligt något fåregående patentkrav, kanneteck-nat av att med hjålp av den centrala styranordningen (ZST) observeras och anmåls eller visas samordningen av referens-klocksignalerna (nts), till vårs frekvens fasreglerkretsen inte kan synkroniseras.

5. Jonkin edellå olevan patenttivaatimukeen mukainen mene-telmå, tunnettu eiitå, ettå keekueohjauelaitteen (ZST) avulla havaitaan ja ilmoitetaan tai nåytetaån vertailu ver-tailukelloeignaaleihin (nte), joiden taajuuteen vaiheeneååto-piiriå ei voida eynkronoida.

6. F6rfarande enligt något fåregående patentkrav, kånneteck-nat av att tidsintervallklocksignalerna (zts) hårleds från referensklocksignalerna (nts) med en divideraranordning (DIV) vårs divisionsfårhållande kan åndras.

6. Jonkin edellå olevan patenttivaatimukeen mukainen mene-telmå, tunnettu eiitå, ettå aikavålikelloeignaalit (zte) johdetaan jakoeuhteeltaan muutettavalla jakajalaitteella (DIV) vertailukelloeignaaleieta (nte).

7. Fårfarande enligt något fåregående patentkrav, kånneteck-nat av att divideraranordningens (DIV) divisionsfårhållande kan åndras med hjålp av den centrala styranordningen.

7. Jonkin edellå olevan patenttivaatimukeen mukainen mene-telmå, tunnettu eiitå, ettå jakajalaitteen (DIV) jakoeuh-detta voidaan muuttaa keekueohjauelaitteen avulla. Θ. Jonkin edellå olevan patenttivaatimukeen mukainen mene-telmå, tunnettu eiitå, ettå vertailukelloeignaalien (nte) taajuue mååråtåån taajuudenmittauelaitteen avulla ja ettå keekueoh jauelaitteen (ZST) avulla mååråtåån ja aeetetaan eaadun taajuuden korkeudeeta riippuen jakajalaitteen (DIV) jakoeuhde.

8. Fårfarande enligt något fåregående patentkrav, kånneteck-nat av att referensklocksignalemas (nts) frekvens beståms med hjålp av en frekvensmåtanordning och att med hjålp av den centrala styranordningen (ZST) beståms och ståils divideraranordningens (DIV) divisionsfårhållande i beroende av den er-hållna frekvensens håjd. •'9. Fårfarande enligt patentkravet 1, kånnetecknat av att får att anvånda fasreglerkretsen som en mycket stabil spånnings-styrd oscillator eller frekvensmultipliceraranordning hårleds klocksignalerna från via en fasjåmfårelseanordning (PV) och ett med denna i serie kopplat lågpassfilter (F) och en annan spånningsstyrd kristalloscillator (ZVCO) hårledda oscillator-·. klocksignaler (its), varvid råknaranordningens (Z) utgång (A) har anslutits till fasjåmfårelseanordningens (PV) jåmfårelse-ingång (E).

9. Patenttivaatimukeen 1 mukainen menetelmå, tunnettu eiitå, ettå vaiheeneååtopiirin kåyttåmieekei erittåin etabii-lina jånniteohjattuna oekillaattorina tai taajuuekertojalait-teena kelloeignaalit johdetaan vaihevertailulaitteen (PV) ee-.· kå tåmån kaneea sarjaan kytketyn alipååetoeuotimen (F) ja toieen jånniteohjatun kideoekillaattorin (ZVCO) kautta johde-tuieta oekillaattorikelloeignaaleieta (ite), jolloin laeku-laitteen (Z) låhto (A) on yhdietetty vaihevertailulaitteen (PV) vertailutuloon (E). 15 91820

10. Anordning får fårverkligande av ett fårfarande enligt något patentkrav 1-9, k&nnetecknad av att fasreglerkretsen 18 91820 bildas av en seriekoppling av råknaranordningen (Z), registret (R), aritmetikanordningen (AE), lågpassfiltret (TP), PI-filt-ret (PIF), A/D-omvandlaren (AD) och den spånningsstyrda oscillatorn (VCO), att den utgång (A) som ger den spånningsstyrda oscilla-torns (VCO) oscillatorklocksignaler (its) har anslutits till råknaranordningens (Z) råkneingång (ZE) och utgången (A) av den divideraranordning (DIV) som åndrar referensklocksig-nalernas (nts) frekvens har anslutits till registrets (R) triggingång (ϋΕ) och att anordningen har en central styran-ordning (ZST) med vilken divideraranordningens (DIV) divi-sionsf6rhållande ståils och fasreglerkretsen dvervakas.

10. Laite jonkin patenttivaatimuksieta 1-9 mukaieen menetel-mån toteuttamieekei, tunnettu eiitå, ettå vaiheensååtopii-rin muodoetaa laekulaitteen (Z) , rekisterin (R), aritmetiikka-laitteen (AE), alipååetoelimen (TP) , Pl-euotiman (PIF), A/D-muuntimen (AD) ja jånniteohjatun oskillaattorin (VCO) earja-kytkentå, ettå jånniteohjatun oskillaattorin (VCO) oskillaat-torikellosignaalit (ite) antava låhto (A) on yhdietetty laeku-laitteen (Z) laskentatuloon (ZE) ja vertailukelloeignaalien (nte) taajuutta muuttavan jakajalaitteen (DIV) låhto (A) on yhdietetty rekisterin (R) liipaieutuloon (UE) ja ettå lait-teeaea on keekueohjauelaite (ZST), jolla aaetetaan jakajalaitteen (DIV) jakoeuhde ja valvotaan vaiheeneååtopiiriå.

11. Anordning enligt patentkravet 10, kånnetecknad av att de funktioner som motsvarar fasreglerkretsens komponenter har till storsta delen fårverkligats via program i ett mikroprocessorsystem (MP) .

11. Patenttivaatimukeen 10 mukainen laite, tunnettu eiitå, ettå vaiheeneååtopiirin komponentteja vastaavat toiminnat on suurimmaksi osaksi toteutettu ohjelmallieeeti mikroproeeeeo-rijårjeetelmåeeå (MP).

12. Anordning enligt patentkravet 11, kånnetecknad av att mikroprocessorsystemet (MP) har forverkligats med en enchips mikroprocessor (MP) med en integrerad A/D-omvandlare.

12. Patenttivaatimukeen 11 mukainen laite, tunnettu eiitå, ettå mikroproseeeorijårjestelmå (MP) on toteutettu yhden ei-run mikroprosessorilla (MP), josea on integroitu A/D-muunnin.

13. Patenttivaatimukeen 10 mukainen laite, tunnettu eiitå, ettå vaiheeneååtopiirin komponentteja vastaavat toiminnat on toteutettu euurimmakei osakei aeiakaekohtaieella integroidul-la piirillå. 16 91820 l. Forfarande for alstring av styrspånningen for en spånningsstyrd oscillator i en fasregierkrets, i vilken digitala referensklocksignaler jåmfdrs av sina faslågen med från oscillatorklocksignaler erhållna klocksignaler och i en processoranordning bildas med hjålp av fasjåmforelseresultatet digitala oscillatorstyrsignaler, vilka likriktas, integreras och omvandlas dårefter genom en digital/analog-omvandlare till en analog oscillatorstyrspånning, kånnetecknat av att klocksignalerna (its) råknas i en råknaranordning (Z), efter vilken ett register (R) har kopplats, att till registrets (R) triggingång (UE) matas tidsintervallklocksignaler (zts) av lågre frekvens ån klocksignalerna (its), att vid av tidsin-tervallklocksignalerna (zts) faststållda tidspunkter 6verf6rs råknarens dåvarande tillstånd till registret (R) och lagras, att råknarens lagrade tillstånd matas till en aritmetikanordning (AE) och i den bildas vid varje beståmningstidsin-tervall, som representerar tidsintervallklocksignalernas (zts) valda antal, differensen mellan den dåvarande råknarens tillstånd och råknarens tillstånd vid f6regående beståmningstids-intervall och den jåmfors med ett borvårde som motsvarar den styrspånning som forekommer vid oscillatorns mårkfrekvens och att alla beståmningstidsintervalls awikelse från borvårdet adderas och matas till det digitala lågpassorganet (TP). .*2. Forfarande enligt patentkravet l, kånnetecknat av att beståmningstidsintervallets varaktighet och filtrets och integratorns tidskonstanter eller reglerhastigheter har an-passats till varandra i beroende av klocksignalernas (its) frekvens. .'.3. F6rfarande enligt patent kravet l, kånnetecknat av att fasreglerkretsens komponenter overvakas och styrs åtminstone delvis från en central styranordning (ZST).

13. Anordning enligt patentkravet 10, kånnetecknad av att de funktioner som motsvarar fasreglerkretsens komponenter har till storsta delen fdrverkligats i en kundspecificerad integ- .* rerad krets. li