FI93410C - Ohjattu värähtelijä - Google Patents

Description

9341 0

Ohjattu värähtelijä

Keksintö koskee ohjattua värähtelijää, jota käytetään esimerkiksi televisiolaitteen stereodekooderissa.

5 Tyypilliset peruskaistan yhdistetyt audio-stereo- signaalit sisältävät pääsignaalin, joka muodostuu vasemman ja oikean kanavan signaalien summasta (L+R), pilot-signaa-lista, jonka taajuus on wp, joka on suurempi kuin (L+R) signaalin maksimitaajuus, ja erosignaalista (L-R), joka on 10 erotus vasemman ja oikean kanavan signaalien välillä. Ero-signaali on kaksoissivukaistan muodossa, joka on amplitu-dimoduloitu vaimennettu kantoaalto, joka sijoittuu taajuudelle joka on kaksinkertainen taajuuteen wp nähden. Pi-lot-signaali on olennainen vaimennetun kantoaallon demo-15 dulointia varten, jotta erotetaan (L-R) audioinformaatio.

Demoduloitu (L-R) signaali sisältää nimellisesti komponentin, joka vastaa pilot-signaalia, ja (L+R) signaalin maksimi signaalitaajuus on nimellisesti suhteellisen lähellä pilot-signaalin taajuutta.

20 Sellaisessa stereodekooderissa voidaan käyttää vaihelukittua silmukkaa (PLL) muodostamaan esimerkiksi signaali, joka on taajuudella 2wp, joka on synkronoitu pi-lot-signaaliin, ja jota käytetään demoduloimaan (L-R) signaali.

25 Säädettävä oskillaattori, joka sopii käytettäväksi tällaisessa stereodekooderissa, tunnetaan esimerkiksi US-patenttijulkaisusta 4 020 500, joka on myönnetty 26. huhtikuuta 1977. US-patenttijulkaisun 4 020 500 mukaisessa laitteessa säädettävän oskillaattorin ulostulosignaalin 30 vaihe on vasteellinen yhdistelmälle, joka käsittää vertai-lusignaalin ja kaksi komplementaarista vaihesiirrettyä signaalia, joilla on erilaiset suuruudet. Nämä komplementaariset vaihesiirretyt signaalit tuotetaan kahden tran-sistoriparin vastaavissa puoliskoissa. Tämän patentin 35 transistoriparien toisissa puoliskoissa generoiduilla sig-naalivirroilla ei ole ollut mitään käyttöä.

2 9341 0

Hakija on nyt havainnut, että käyttämällä ja yhdistämällä signaalit kunkin transistoriparin molemmista puoliskoista voidaan edullisesti muodostaa kaksi vastakkais-vaiheista resultanttisignaalia ja yhdistää ulostuloastees-5 sa siten, että ei-toivotut yhteismuotosignaalit, joita saattaa esiintyä, voidaan poistaa.

Keksinnön toisen muodon toteutuksessa kaksi vaih-televan vahvistuksen differentiaalista vahvistinta, jotka on molemmat rakennettu käyttäen MOS-transistoriparia, joi-10 den vahvistuksia ohjataan ohjaussignaalin mukaan. Jokaisen differentiaalisen vahvistimen vahvistusta vaihdellaan kolmannella MOS-transistorilla, joka on kytketty MOS-transis-toriparin, jotka muodostavat sellaisen differentiaalisen vahvistimen, liitokseen. Kolmannen MOS-transistorin joh-15 tavuus vaihtelee ohjaussignaalin mukaan. Valitsemalla ennalta määrätty kolmannen MOS-transistorin kanavageometria, esimerkiksi vakiinnuttamalla vaihtelevan vahvistuksen vahvistimen vahvistusparametri, rakenne edullisesti yksinkertaistuu.

20 Edelleen keksinnön yhtenä näkökohtana kide, jolla on kapea kaistaleveys ja joka on kytketty uudelleen muodostavaan takaisinkytkentäpiiriin, tekee värähtelijästä jänniteohjatun kidevärähtelijän (VCXO). Kide aikaansaa, että häiriöt ja värinä VCXO:n lähtösignaalissa edullisesti 25 vähenee, joka puolestaan vähentää esimerkiksi erotetun (L- R) audio informaation vääristymistä.

Vielä yhtenä keksinnön näkökohtana VCXO käyttää Pierce-tyyppistä järjestelyä uudelleen muodostavassa takaisinkytkentä silmukassa, joka edullisesti tuottaa sta- 30 hiilin signaalin.

Kuviossa 1 esitetään lohkokaavio osasta stereode-kooderia, joka sisältää jänniteohjatun kidevärähtelijän, joka sisältää keksinnön toteutuksen;

Kuviossa 2 esitetään yksityiskohtainen toteutus 35 kuvion 1 värähtelijästä; :l ! . lila liU lii jU i 3 9341 0

Kuviossa 3 esitetään kaavio, joka on käyttökelpoinen kuvion 2 piirin toiminnan selittämisessä; ja

Kuviossa 4 esitetään toinen yksityiskohtainen toteutus kuvion 1 värähtelijästä.

5 Kuviossa 1 yhdistetty audio stereosignaali INa, joka saadaan esimerkiksi televisiovastaanottimen FM-dekoo-derista, jota ei ole esitetty kuvioissa, on kytketty ana-logia/digitaali-muuntimen 109, joka muodostaa yhdistetyn signaalin IN„, tuloliitäntään 109a. Signaali IND on digi-10 taalinen esitys signaalista, jonka taajuusrakenne on samankaltainen kuin spektraalinen aaltomuoto 5, joka sisältää pilot-signaalikomponentin PILOT. Signaalikomponentti PILOT on BTSC-standardissa taajuudella wp, joka on yhtä suuri kuin vaakasuuntainen pyyhkäisytaajuus fH.

15 Signaali IND viedään johtimen 110 kautta vaihelu- kituspiirin (PLL) 100 signaalin erotuspiirin 112 vähennettävän tuloon. Syntesoitu pilot-signaali P, on yhdistetty kytkennällä 111 erotuspiirin 112 vähentäjän tuloliitäntään. Erotuspiiri 112 tuottaa yhdistetyn signaali 112a, 20 josta pilot-signaalikomponentti on oleellisesti poistettu, lähtöliitäntäänsä 113. Erotuspiiri 112 sisältyy piiriin 99, joka on esitetty katkoviivalla. Piiri 99 suorittaa samanlaiset toiminnot kuin vaiheen tunnistin tavanomaisessa PLL:ssä.

25 Signaali 112a on myös kytketty alipäästösuotimeen 115, joka läpäisee tai erottaa (L+R) signaalin poistaen oleellisesti korkeamman taajuuden komponentit yhdistetystä signaalista. Koska pilot-signaalikomponentti ei ole mukana signaalissa, joka viedään suotimeen 115, suotimen 115 taa-30 juuden leikkausominaisuudet ovat edullisesti merkittävästi vähemmän kriittiset kuin jos pilot-signaalikomponentti olisi mukana.

Erotuspiirin 112 lähtösignaali 112a on lisäksi kytketty kerroinpiirin 120, joka sisältyy piiriin 99, yh-35 teen tuloon. Kertojan 120 lähtöarvo on kytketty sarjaan 4 9341 0 kytkettyihin piirielementteihin, joihin sisältyy järjestelmä 1222, digitaali/analogia-muunnin 123, jänniteohjattu kideoskillaattori (VXCO) 124, joka toteuttaa keksinnön yhden päämäärän, siniaallon muodostuspiiri 126 ja 90° vai-5 hesiirtäjä 128. Järjestelmä 1222 sisältää alipäästösuoti-men 122 ja virheen kerääjän, jota ei ole esitetty kuvioissa.

Järjestelmän 1222 alipäästösuodin 122, jonka leik-kaustaajuus on oleellisesti alhaisempi kuin pilot-signaa-10 likomponentin PILOT taajuus, alipäästösuodattaa kertoimen 120 portin 120a digitaaliset lähtösanat tuottaen virhesa-nan, jota ei ole esitetty kuviossa 1, joka edustaa vaihe-tai taajuusvirhettä signaalikomponentin PILOT ja VCX0:n 124 lähtösignaalin välillä, kuten myöhemmin kuvataan. Sel-15 lainen digitaalinen virhesana kerääntyy sitten jaksottain järjestelmän 1222 virheen kerääjään, jota ei ole esitetty kuvioissa, esimerkiksi joka 2/3 pilot-signaalikomponentin PILOT jakson välein, tuottaen taajuuden ohjaussanan 122a, joka sisältää jaksottain kerääntyneen virheen. Sana 122a 20 muunnetaan digitaali/analogia-muuntimessa 123 joka tuottaa vastaavan analogisen signaalin 123a, joka pysyy oleellisesti vakiona yllä mainittujen jaksottaisten keräysjaksojen välillä. Signaali 123a on kytketty VCX0:n 124 tulolii-täntään, jolloin se tuottaa lähtötaajuuden.

25 Kertojan 120 liitännässä 120a olevan signaalin keskimääräisellä arvolla nolla VCXO 124 muodostaa lähtö-signaalin CK, jonka taajuus on oleellisesti yhtä suuri kuin ennalta määrätty pilot-signaalikomponentin PILOT taajuuden wp kokonaiskerrannainen N.

30 VCX0:n 124 lähtösignaali viedään siniaaltogene- raattoriin 126, joka muodostaa signaalin 126a, joka antaa digitaalisen esityksen sinimuotoisesta signaalista sin(wp't), joka on samalla taajuudella ja samassa vaiheessa kuin pilot-signaalikomponentti PILOT. Siniaaltogene-35 raattori 126 voi sisältää esimerkiksi laskurin, joka las- I I ΙΚ'ΗΙΗ I i 1 il i 5 9341 0 kee signaalin CK pulsseja, ja lukumuistin (ROM), jolla on osoiteportti, joka on kytketty laskurin lähtösanaan, siten että tuotetaan signaali 126a sellaisen ROM:n lähtöport-tiin. Generaattori 126 asettaa kokonaisluvun arvon N, joka 5 mainittiin aiemmin, yhtä suureksi kuin esimerkiksi 700, sen mukaan mikä on suhde signaalin CK taajuuden ja signaalin 126a, jonka muodostaa generaattori, taajuuden välillä. Siniaaltogeneraattorin 126 lähtösignaali 126a on kytketty vaiheen siirtäjään 128, joka muodostaa tunnetulla tavalla 10 kosinisignaalin joka on saman taajuinen mutta vaiheessa, joka on siirtynyt 90°, joka signaali vastaa esitystä cos(wp't).

Vakio FM ja BTSC peruskaistan yhdistetyt audiosignaalit C(t) voidaan esittää yhtälöllä 15 C(t) « S(t)+Psin(wpt)+D(t)sin(2wpt) (1) jossa C(t) vastaa signaalia IND ja S(t) ja D(t) vastaavat ajan suhteen vaihtelevia signaaleja (L+R) ja (L-R) signaa-20 leja vastaavasti, P on amplitudi ja wp pilot-signaalikom- ponentin PILOT radiaanitaajuus.

Syntesoitu pilot-signaali P., joka viedään erotus-piiriin 112, muodostetaan mittaamalla pilot-signaalin jäännöksen amplitudi erotuspiirin 112 lähdössä, vahvistaen 25 tohokkaasti jäännösamplitudia, ja kertomalla tämä arvo siniaaltogeneraattorin 126 lähdöllä.

Oletetaan, että syntesoidun pilot-signaalin P, amplitudi Pcon tarkalleen yhtä suuri kuin pilot-signaalikompo-nentin PILOT amplitudi P. Myös syntesoitu pilot-signaali P„ 30 voidaan ilmaista esityksellä Pcsin(wp't). Arvo C(t)', joka saadaan erotuspiiriltä 112, joka edustaa signaalia 112a, voidaan ilmaista esityksellä C'(t) - S(t)+Psin(wpt)-Pcsin(wp't)+D(t)sin(2wpt) (2) 35 9341 0 6

Arvo C'(t) kerrotaan kertojassa 120 termillä cos(wp't) jolloin sadaan C (t)cos(Wp't) = S(t)cos(wp't)+Psin(wpt)cos(wp't)-5 Pcsin(Wp,t)cos(wp't) + D(t)sin(2wpt)cos(Wp't) (3)

Ensimmäinen ja viimeinen termi yhtälössä (3) ovat sinusoideja, joiden keskiarvo tulee nolla alipäästösuoti-10 messa 122. Keskimmäiset kaksi termiä, Psin(wpt)cos(wp't)-Pcsin(wp't)cos(wp't), voidaan esittää käyttämällä trigonometrisia riippuvuuksia, yhtäpitävänä yhtälönä P/2 (sin( wpt-Wp' t)+sin( wpt+wp' t) -sin( 2wp' t) (4) 15

Kaksi oikeanpuoleisinta termiä ovat suhteellisen korkean taajuuden sinusoideja ja niiden keskiarvoksi tulee nolla alipäästösuotimessa 122. Koska nimellinen siniaalto-generaattorin 126 signaalin 126a lähtötaajuus on asetettu 20 lähelle wp:ta, esityksen (4) ensimmäisen termin argumentti (Wpt-Wp't) tulee olemaan lähellä nollaa. Termi sin(wpt-wp't) tulee olemaan erittäin alhaisen taajuuden sinusoidi ja ei tule olemaan keskiarvoltaan nolla, ellei wp' ole yhtä kuin wp. Sen vuoksi niin kauan kuin taajuus wp' on eri suuri 25 kuin pilot-taajuus wp, kertoja 120 ja alipäästösuodin 122 vaihtelevat jaksottaisesti signaalia 122a, joka viedään VCXOrhin 124 negatiivisen takaisinkytkennän tavoin, joka pyrkii synkronoimaan siniaaltogeneraattorin 126 signaalin 126a pilot-signaalikomponenttiin PILOT.

30 Seuraavaksi oletetaan esimerkiksi, että wp* ja wp ovat identtisiä taajuuksia mutta että syntesoitu pilot-signaali P. ja pilot-signaalikomponentti PILOT ovat eri vaiheessa A asteen verran. Tässä tapauksessa kertojan 120 lähtöarvo saa muodon 35 7 93410 C (t )cos(wpt)+£) = s(t)cos(wp'+A)+Psin(wpt)cos(wpt+A)-

Pcsin( Wpt+Δ )cos (Wpt+Δ) + D( t )sin( 2wpt )cos(Wpt+Δ) (5) 5 Ensimmäinen ja neljäs termi oikealla puolen yhtä löä tulevat keskiarvoltaan nollaksi alipäästösuotimessa 122 koska ne edustavat sinimuotoisia signaaleja, joiden taajuudet ovat suhteellisen korkeita verrattuna suotimen vastavuoroiseen aikavakioon. Kahden keskimmäisen termin 10 voidaan osoittaa olevan yhtä kuin P/2(sin( 2wpt+A)+sinA-sin( 2ν/ρΐ+2Δ) ( 6)

Ensimmäinen ja kolmas termi ovat suhteellisen kor-15 kean taajuuden sinimuotoisia signaaleja ja niiden keskiarvoksi tulee nolla PLL:n 100 alipäästösuotimessa 122. Jäljelle jäävä termi, Ρ/2β1ηΔ, on oleellisesti DC-termi ja läpäisee alipäästösuotimen 122 ja tuottaa vaihekorjauster-min VCX0:hon 124. Siten niin kauan kun taajuus- tai vaihe-20 virhettä esiintyy, kertoja 120 ja alipäästösuodin 122 muuttavat signaalia 123a. Jos virhettä ei esiinny, signaali 123a pysyy vakiona.

Signaali CK on kytketty siniaaltogeneraattorin 150, joka muodostaa signaalin 150a joka on digitaalinen 25 esitys siniaallosta radiaanitaajuudella 2wp, tuloliitän-tään. Siniaaltosignaali 150a on kytketty kertojan 116 tu-loporttiin. Yhdistetty signaali IN„, vähemmän kuin synte-soitu pilot-signaali P,, joka saadaan erotuspiiriltä 112, on kytketty kertojien 116 ja 138 vastaaviin kertojan tulo-30 liitäntöihin. Siniaaltogeneraattorin 150 signaali 150a, joka vaihtelee esityksen sin(2wpt) mukaisesti, viedään kertojan 116 kertojatuloon tuottaen signaali (L-R)', jota kuvaa yhtälö 35 (L-R)' = S(t)sin(2Wpt)+D(t)sin(2Wpt)sin(2wpt) (7) = S( t )sin(2wpt )+D( t) (l-cos2(2wpt)) (8) 8 93410 joka viedään alipäästösuotimeen 118. Alipäästösuodin 118 on suunniteltu läpäisemään vain peruskaistatermi D(t), joten (L-R) signaali erottuu.

Erotuspiirin 112 lähtöarvo kerrotaan termillä 5 sin(wpt) kertojassa 138. Sen vuoksi kertojan 130 lähtö-signaali P0 voidaan ilmaista esityksellä P0 = S( t )sin(wpt )+Psin(wpt)sin(Wpt)-Pcsin(wpt )sin(wpt) +D( t)sin(2wpt)sin(Wpt) (9) 10

Termi Pcsin(wpt )sin( wpt) vastaa pilotin eliminointi-signaalia, kuten on kuvattu yksityiskohtaisesti US patenttihakemuksessa 882,384 jonka otsikkona on APPARATUS FOR CANCELLING A PILOT SIGNAL FROM A COMPOSITE SIGNAL, jonka 15 hakijana on Todd Christopher. Signaali Pc viedään alipäästösuotimeen 132, joka integroi signaalin suhteellisen pitkällä ajanjaksolla verrattuna suhteeseen 2n/wp. Suotimen 132 lähtösignaali, joka viedään kertojaan 134, kerrotaan generaattorin 126 signaalilla 126a, jolloin muodostuu syn-20 tesoitu pilot-signaali P..

Kuviossa 2 esitetään yksityiskohtainen kuvion 1 VXC0:n 125 toteutus, jossa on toteutettu keksinnön yksi näkökohta. Samanlaiset numeroinnit ja symbolit kuvioissa 1 ja 2 kuvaavat samanlaisia yksityiskohtia tai toimintoja. 25 Kuviossa 2 siniaaltosignaali 50a esimerkiksi taajuudella 700fp, jossa fp on yhtä kuin vaakasuuntainen pyyhkäisytaa-juus fH BTSC standardissa, muodostetaan kiteen 124a liitäntään 124b, joka on esitetty kuviossa 2 sähköisessä ekvivalentissa muodossa. Signaali 50a on kytketty differen-30 tiaalivahvistimen 50, joka toteuttaa keksinnön yhden ominaisuuden, tuloliitäntään joka sisältää PMOS-transistorit MQ1 ja MQ2. Yhteinen virtalähde IS1, joka on muodostettu käyttäen CMOS- teknologiaa, ja jota ei ole esitetty yksityiskohtaisesti kuviossa 2, on kytketty liitosterminaaliin 35 transistorien MQ1 ja MQ2 anodien väliin. Sen vuoksi komp- 9341 0 9 lementtivirrat 1501 ja i502, jotka molemmat ovat sinimuotoisia, muodostuvat transistorien MQ1 ja MQ2 katodeille vastaavasti. Siten virta 1501 on vaiheeltaan vastakkainen signaalin 50a kanssa kun taas virta 1502 on samassa vai-5 heessa signaalin 50a kanssa.

Vaiheohjausporras 51, joka toteuttaa keksinnön toisen ominaisuuden, sisältää differentiaalivahvistimet 51a ja 51b, joilla on vastaavat vaihtuvat vahvistukset, jotka vaihtelevat vastakkaisella tavalla. Vahvistin 51b 10 sisältää parin PMOS-transistoreja MQ8 ja MQ9. Vahvistin 51a sisältää parin PMOS-transistoreja MQ5 ja MQ6. Vaiheen-siirtojärjestelmä, joka sisältää transistorin MQ20, joka on kytketty anodiseuraajaksi, kondensaattorin Cl ja vastuksen Rl, tuottaa siniaaltosignaalin 51c, jonka vaihe on 15 noin 90° edellä signaalia 50a. Signaali 51c on kytketty vahvistimien 51a ja 51b transistorien MQ5 ja MQ8 hilalle vastaavasti. Transistorien MQ6, MQ9 ja MQ2 hilat on kytketty vertailujännitteeseen VRE, joka asettaa keskimääräisen DC jännitteen jokaisen transistorin MQ1, MQ5, MQ6, MQ8 20 ja MQ9 hilalle.

PMOS-transistori MQ7, jonka katodi on kytketty liitokseen transistorien MQ5 ja MQ6 anodien väliin, muodostaa vaihtelevan tai ohjattavan virtalähteen joka vaih-telee ohjattavan signaalin 512 mukana. Signaali 512 muo-25 dostetaan differentiaalisessa ohjausvahvistimessa 53. Vah vistin 53 sisältää parin NMOS-transistoreja MQ11 ja MQ12. Vakiovirtalähde IS2 on kytketty liitosterminaaliin transistorien MQ11 ja MQ12 anodien väliin. Transistorin MQ11 hila on kytketty vertailujännitteeseen VREF, ja transis-30 torin MQ12 hila on kytketty taajuuden ohjaussignaaliin 123a kuviossa 1, joka mainittiin aiemmin, joka ohjaa VCX0:n 124 taajuutta.

PMOS-transistori MQ14, jonka katodi on kytketty transistorin MQ12 katodiin, muodostaa signaalin 512, joka 35 mainittiin aiemmin, transistorien MQ14 ja MQ12 liitokses- 9341 0 10 sa. Transistorin MQ14 hila on kytketty sen katodiin, jolloin asetetaan resistiivinen kuorma transistorin MQ12 katodille. Sen vuoksi signaali 512 vaihtelee kun signaali 123a vaihtelee aiheuttaen transistorin MQ7, joka toimii 5 differentiaalivahvistimen 51a yleisenä virtalähteenä, virran vaihtelun.

Keksinnön ominaisuuden mukaisesti suhde virran, joka kulkee transistorissa MQ14 ja jota ohjaa signaali 123a, ja virran joka kulkee transistorissa MQ7, välillä on 10 asetettu määrittelemällä vastaavat transistorien MQ7 ja MQ14 kanavageometriat, kuten on osoitettu dimensioilla L ja W kuviossa 2. Dimensiot L ja H edustavat kanavapituutta ja -leveyttä vastaavasti. Tällä tavoin on edullisesti helpotettu tarvittavan vahvistusparametrin saavuttamista.

15 Vaihtelu taajuuden ohjaussignaalin 123a tasossa aiheuttaa vahvistimen 51a vahvistuksen vaihtelun. Vahvistimen 51a vahvistus voidaan määrätä virran i515 tai i516, joka virtaa transistorissa MQ5 tai MQ6 vastaavasti, ja signaalin 51c suhteella.

20 Keksinnön toisen ominaisuuden mukaisesti sekä vir ran i516, joka on samassa vaiheessa signaalin 51c kanssa, että virran i515, joka on vastakkaisessa vaiheessa, suuruus vaihtelee samalla tavoin tai samaan suuntaan kun signaali 123a muuttuu.

25 Differentiaalivahvistin 51b, joka toimii samalla tavoin kuin vahvistin 51a, muodostaa siniaaltovirrat i528 ja i529, jotka ovat samassa vaiheessa virtojen i515 ja i516 kanssa vastaavasti. Siten virrat i529 ja i528 ovat vastakkaisessa vaiheessa ja ovat komplementaarisia. Vah-30 vistimen 51b transistorit MQ8, MQ9 ja MQ10 suorittavat vastaavat toiminnot vahvistimen 51a transistorien MQ5, MQ6 ja MQ7 kanssa. Kuitenkin vahvistuksen ohjaussignaali 511, joka on kytketty transistorin MQ10 hilalle, muuttuu vastakkaisella tavoin tai suuntaan kuin vahvistuksen ohjaus-35 signaali 512 transistorin MQ7 hilalla, kun tapahtuu muutos taajuuden ohjaussignaalissa 123a.

9341 O

11

Signaali 511 muodostuu PMOS-transistorin MQ13 liitoskohtaan jossa se kytkeytyy transistorin MQ11 katodiin. Kuormituksen muodostava transistori MQ13 suorittaa samanlaisen toiminnon kuin transistori MQ14, joka kuvattiin 5 aiemmin, paitsi että se aiheuttaa signaalin 511 muuttumisen vastakkaiseen suuntaan kuin signaali 512, kun tapahtuu muutos taajuuden ohjaussignaalissa 123a. Sen vuoksi virta transistorissa MQ10 alenee esimerkiksi kun virta transistorissa MQ7 kasvaa seurauksena vastaavasta muutoksesta 10 taajuuden ohjaussignaalissa 123a, joka aiheuttaa vahvistimen 51a vahvistuksen kasvamisen. Transistorin MQ10 virran aleneminen aiheuttaa vastaavan vahvistimen 51b vahvistuksen alenemisen.

Vahvistimien 50, 51a ja 51b vastaavat virrat i501, 15 i516 ja 1528 summataan liitännässä 56 ja siitä seuraava summavirta iSUMA, joka virtaa NMOS-transistorissa MQ3, muodostaa signaalin 56a. Signaali 56a on verrannollinen sum-mavirtaan iSUMÄ, koska transistori MQ3, jonka hila on kytketty sen katodille, toimii resistiivisenä kuormana. Sa-20 maila tavoin virrat 1502, 1515 ja i529 summataan liitännässä 57 ja siitä seuraava summavirta iSUMB, joka virtaa NMOS-transistorissa MQ4 muodostaa verrannollisen signaalin 57a, joka on oleellisesti samansuuruinen ja vastakkainen vaiheeltaan kuin signaali 56a. Siten signaalit 57a ja 56a 25 ovat komplementaarisia.

Signaali 57a on kytketty NMOS-transistorin MQ18 hilalle; kun taas signaali 56a on kytketty invertteripor-taan kautta, jonka muodostavat transistorit MQ15 ja MQ16, muodostaen signaalin 57b, joka on kytketty PMOS-transis-30 torin MQ17 hilalle. Invertteriasteessa transistori MQ16 toimii resistiivisenä kuormana. Sen vuoksi virralla, joka kulkee transistorissa MQ17, on arvo jonka määrää transistorien MQ15, MQ16 ja MQ17 vastaavat kanavageometriat. Siten määrittelemällä kanavageometriat, tarvittavien vahvis-35 tusparametrien suunnittelu edullisesti yksinkertaistuu.

9341 0 12

Edelleen keksinnön eräässä suoritusmuodossa PMOS-transistori MQ17 ja NMOS-transistori MQ18, jotka toimivat push-pull asetelmassa, tuottavat signaalin 52a transisto-reiden MQ17 ja MQ18 liitosterminaalissa, joka edustaa sig-5 naalien 57a ja 56a arvojen summaa. Sen vuoksi käyttämällä komplementaarisia signaaleja 56a ja 57a yksipuolisen sum-masignaalin 52a saamiseksi, signaalin 52a suuruus on edullisesti suurempi kuin jos vain toista signaaleista 56a ja 57a käytettäisiin.

10 Summasignaali 52a on kytketty NMOS-transistorin MQ19 kautta, joka toimii anodiseuraajana, muodostamaan värähtelevä signaali CK. Signaali CK on kytketty RC-piirin kautta, joka sisältää vastuksen RX5 ja kondensaattorin C3, kiteen 124a liitäntään 124c värähtelijän 124 uudelleen 15 muodostavan positiivisen takaisinkytkentäsilmukan muodos tamiseksi, kun värähtelevä signaali CK on kytketty kiteen 124a kautta takaisin takaisinkytkentäsilmukan referenssi-aloitusliitäntään. Signaali 50a, joka mainittiin aiemmin, muodostuu kondensaattorin C2 yli, joka on kytketty liitän-20 tään 124b.

VCXO 124 tuottaa värähtelevän signaalin CK taajuudella, joka aiheuttaa yhteensä 0° vaihesiirtymän signaaliin 50a esimerkiksi liitännässä 124b sen jälkeen kun signaali 50a kiertää koko takaisinkytkentäsignaalin signaali-25 tien. Signaalin 50a ja liitännässä 14c olevan signaalin, joka liittyy kiteeseen 124a, vaihesiirtymä on merkittävästi taajuudesta riippuvainen. Kide 124a toimii sillä tavoin, että signaalin 50a vaihe on liitännässä 124c olevan signaalin vaihetta jäljessä vähemmän kuin 180°. Antamalla 30 vahvistimien 50, 51a, 51b vaihella vaihetta signaalin CK

ja signaalin 50a välillä, taajuuden ohjaussignaalin 123a mukaisesti, signaalin CK värähtelytaajuutta voidaan hallitusti muuttaa.

Kuviossa 3 esitetään vektoridiagrammi, joka kuvaa 35 signaalin CK vaihevaihtelun aluetta suhteessa signaaliin 13 9341 0 50a. Samanlaiset numerot ja symbolit kuvioissa 1, 2 ja 3 viittaavat samanlaisiin osiin tai funktioihin. Koska ku-' vion 2 signaali CK on samassa vaiheessa ja on suuruudel taan verrannollinen signaaliin 56a, esimerkiksi, on riit-5 tävää esittää kuviossa 3 signaalin 56a vaikutus signaalin CK vaiheeseen, ja selkeyden vuoksi jättää kuvaamatta signaalin 57a vaikutus. Kuviossa 3 signaalit 50a, 51c ja i501 on esitetty vastaavalla oikealla vaiheriippuvuudella mutta mielivltaisilla ennalta määrätyillä suuruuksilla.

10 Ensimmäisessä esimerkissä vektoreilla, jotka esit tävät virtoja i528 ja i516, on vastaavat samansuuruiset pituudet kuten on asetettu kuvion 2 signaalin 123a määrätyn arvon mukaisesti, jotka edustavat yhtä arvoalueen ääripäätä, joka signaalilla 123a voi olla. Ensimmäisessä 15 esimerkissä sekä signaali 56a että virta iSUMA kuviossa 3, joka on yhtä suuri kuinvirtojen i501, i528 ja i516 vektorisumma, on kulmassa, joka on yhtä kuin 180° verrattuna signaaliin 50a.

Toisessa esimerkissä, joka vastaa tilannetta jossa 20 signaali 123a on vähemmän positiivinen kuin ensimmäisessä esimerkissä, virran i528’ suuruus on suurempi kuin virran i516'. Sen vuoksi sekä virta iSUMA' että signaali 56a' on signaalia 50a' edellä vaiheen 0' verran, joka on vähemmän kuin 180°. Siten vaihtelemalla kuvion 2 signaalia 123a, 25 signaalin 56a tai CK vaihe vaihtelee, joka aiheuttaa signaalin CK taajuuden muuttumisen vastaavasti.

Kolmannessa esimerkissä, joka vastaa tilannetta jossa signaali 123a on positiivisempi kuin ensimmäisessä esimerkissä, virran i516" voimakkuus on suurempi kuin vir-30 ran i528". Sen vuoksi sekä virta iSOTÄ" että signaali 56a" on signaalia 50a jäljessä vaiheen 0" verran, joka on vähemmän kuin 180°. Koska kide 124a voi aiheuttaa vaihevii-veen joka ei ole enempää kuin 180°, kuten aiemmin mainittiin, kokonaisvaihesiirtymä kun signaali 50a kulkee läpi 35 koko takaisinkytkentäsilkuman signaalitien kolmannessa 14 9341 0 esimerkissä ei voi olla nolla. Sen takia kolmas esimerkki voi edustaa ei-haluttavaa tai epänormaalia tilannetta, joka estää VCXO:n 124 toiminnan.

Kuviossa 4 esitetään VCXO 124', joka toteuttaa 5 keksinnön toisen suoritusmuodon, joka edustaa kuvion 1 VCXO:n 124 toista toteutusta. Samanlaiset numerot ja symbolit kuvioissa 1, 2, 3 ja 4 havainnollistavat samanlaisia osia tai funktioita. Kuvion 4 VCXO 124' on samanlainen ja toimii samalla tavoin kuin kuvion 2 VCXO 124, paitsi että 10 kuvion 1 differentiaalivahvistin 51b ja transistori MQ13 on poistettu kuvion 4 VCXOrsta 124'. Siten edullisesti vain kaksi differentiaalista vahvistinta 50 ja 51a kuviossa 4 suorittavat kuvion 2 kolmen differentiaalisen vahvistimen 50, 51a ja 51b toiminnot. Edelleen koska kuvion 1 15 vahvistimella 51b ei ole vastaavaa vahvistinta kuvion 4 VCXOrssa 124', tilannetta joka käsiteltiin kolmannessa esimerkissä aiemmin, ei edullisesti voi esiintyä kuvion 4 VCXOtssa 124'. Sen vuoksi kuvion 4 signaalilla 123a voi olla arvoja, jotka ovat positiivisempia kuin ensimmäisessä 20 esimerkissä joka käsiteltiin aiemmin.

VCXO 124 toimii Pierce -tyyppisenä värähtelijänä, joka on edullisesti stabiili värähtelijä. Vaihtelemalla vaihetta signaalien 56a tai CK ja signaalin 50a välillä, kuvion 1 PLL muodostaa signaalin CK joka on synkronoitu 25 pilot-signaalikomponenttiin PILOT.

il I ItM KM I I t dll : I;

Claims (4)

15 9341 0

1. Säädettävä vaiheensiirtopiiri vertailusignaalin vaiheen säätämiseksi, joka piiri käsittää: 5 välineen (124b, Cl) ensimmäisen ja toisen sig naalin muodostamiseksi, joiden välillä on vaihe-ero; ensimmäisen differentiaalivahvistimen (50), joka reagoi mainittuun ensimmäiseen signaaliin ensimmäisen (i501) ja toisen (i502) signaalin, jotka ovat vastakkais-10 vaiheiset, tuottamiseksi; toisen differentiaalivahvistimen (51), joka reagoi mainittuun toiseen signaaliin säädettävän suuruisten kolmannen (1516) ja neljännen (1515) signaalin, jotka ovat vastakkaisvaiheiset, muodostamiseksi vasteena vahvistuk-15 sensäätösignaalille (123a); kolmannen differentiaalivahvistimen (52), joka on myös kytketty vastaanottamaan mainittu toinen signaali säädettävän suuruisten viidennen (1528) ja kuudennen (1529) signaalin, jotka ovat vastakkaisvaiheiset, tuotta-20 miseksi vasteena mainitulle vahvistuksensäätösignaalille; ensimmäisen yhdistämisvälineen (MQ3) ensimmäisen (1501), kolmannen (1516) ja viidennen (1528) signaalin yhdistämiseksi ensimmäisen resultaattisignaalin (56a) tuottamiseksi, kolmannen ja viidennen signaalin ollessa 25 vastakkaisvaiheiset; tunnettu toisesta yhdistämisvälineestä (MQ4) toisen (i502), neljännen (1515) ja kuudennen (1529) signaalin yhdistämiseksi toisen resultanttisignaalin (57a) tuottamiseksi, neljännen ja kuudennen signaalin ollessa vastakkaisvaihei-30 set; neljännestä vahvistimesta (MQ15, MQ16, MQ17, MQ18, MQ19), joka reagoi mainittuihin ensimmäiseen (56a) ja toiseen (57a) resultaattisignaaliin ulostulosignaalin (CK) tuottamiseksi, jolla on säädettävä vaihe.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että mainitut toinen (51) ja kolmas (52) 9341 0 16 differentiaalivahvistin, jotka muodostavat mainitut neljännen (i515) ja kuudennen (i529) signaalin, ovat vahvis-tuksensäädöllä varustettuja differentiaalivahvistimia.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, t u n -5 n e t t u siitä, että mainitut ensimmäinen ja toinen yh- distämisväline ovat diodikytkettyjä transistorielimiä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu neljäs vahvistin on differentiaalivahvistin, jossa on epäsymmetrinen ulostulo. 9341 0 17