NL8203364A - Fasevergrendelketen. - Google Patents

Description

i ; * 823168/TI/in

A

Korte aanduiding: Fasevergrendelketen.

• Fasevergrendelketens zijn op zich bekend; zij worden gebruikt waar het gewenst is een uitgangssignaal te synchroniseren met een ingangssignaal door het vergrendelen van de fase van het uitgangssignaal op die van het ingangssignaal. Dergelijke bekende fase-5 vergrendelketens omvatten een fase-detector, een lusfilter en een spanningbestuurde oscillator (VCO). Een nadeel van de bekende fasevergrendelketens is dat het zoekbereik waarin vergrendeling kan optreden, dus de verhouding van een ingangssignaalfrekwentie F^ ten opzichte van de uitgangssignaal F t beperkt is'tot slechts 10 enige procenten (b.v. % tot 20$). De reden hiervan is dat in het algemeen een eenvoudige fasedetector wordt gebruikt in plaats van een fase/frekwentie-detector. Het frekwentievariatiebereik van de VCO is dienovereenkomstig beperkt. Wanneer de ingangssignaalfrekwentie . ligt buiten het zoekbereik van de uitgangssignaalfrekwentie 15 moeten de twee frekwenties op de een of andere wijze dicht bij elkaar worden gebracht (met eventueel een verandering van het VC0-bereik) om een vergrendeling tot stand te kunnen brengen.

De uitvinding verschaft een fasevergrendelketen waarin het vergrendelbereik enige decaden frekwentieverhoudingen groot is.

20 Een voorkeursuitvoeringsvorm omvat een fase/frekwentiedetector die zowel fase als frekwentie kan detecteren, een aantal schakelbare lusfilters en spanningbestuurde oscillatoren voor het verkrijgen van een ruim zoekbereik en bereikdetectoren die zowel het over- als onderschrijden van het Ateteren om waar te nemen wanneer een bepaald 25 VCO-bereik in de een of andere richting wordt overschreden zodat een nieuwe filter-VCO combinatie kan worden gekozen,

De keten volgens de uitvinding, omvattende middelen voor het ’detecteren van een faseverschil tussen een ingangssignaal en een uitgangssignaal en het opwekken van een met dit faseverschil even-30 redige electrische grootheid, wordt hiertoe gekenmerkt door kiesbare filtermiddelen reagerend op deze electrische grootheid voor het opwekken van een stuurspanning, generatormiddelen voor het 8203364 Η > - 2 - opwekken van een signaal met variabele frekwentie in responsie op deze stuurspanning en voor het opwekken van het uitgangssignaal, welke generatormiddelen een aantal te kiezen frekwentiebereiken hebben, en door kiesmiddelen voor het in responsie op deze stuur-5 spanning kiezen van έέη van deze frekwentiebereiken.

Volgens de uitvinding wordt automatischneen geschikte filter en VCO-combinatie gekozen in overeenstemming met het faseverschil tussen een ingangssignaal-frekwentie en de momentane oscillatie-frekwentie van de VCO.

10 De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Figuur 1 is een blokschema van een op zich bekende fasevergren-delketen.

Figuur 2 is en blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

15 Figuur 3 is een meer gedetailleerd schema van een fase/frekwen-tiedetectieketen volgens de uitvinding.

Figuur 4 is een golfvorm ladderdiagram aan de hand waarvan de fasevergelijkingswerking van de keten vblgens figuur 3 wordt toegelicht.

20 Figuur 5 is een golfvorm ladderdiagram dat betrekking heeft op het geval waarin het ingangssignaal over een halve cyclus voorijlt op het uitgangssignaal.

Figuur 6 is een golfvorm ladderdiagram dat betrekking heeft op het geval waarin de ingangsfrekwentie tweemaal die van het uitgangs-25 signaal is.

Figuur 7 is een schema van de details der schakelbare filters en de over- en onder-bereikdetectoren gebruikt in de keten volgens figuur 2.

Figuur 8 is een schema van een spanningsbestuurde oscillator-30 keten gebruikt in de fasevergrendelketen volgens figuur 2.

Figuur 1 toont het schema van een gebruikelijke fas-vergrendel-keten bestaande uit een fasedetector 10, een filter 12 eh een spanning-bestuurde oscillator (VCO) 14. De fasedetector 10 vergelijkt de fase van het ingangssignaal met die van het uitgangssignaal van de 8203364 - 3 - i s VCO 14 en wekt een pulsvormige spanning op; de breedte van de pulsen is direkt evenredig met het faseverschil tussen de twee signalen. Het filter 12 zet de uitgangspuls van de fasedetector om in een gelijkspanning die de oscillatorfrekwentie van VCO 14 5 bestuurt. Het uitgangssignaal F is gesynchroniseerd met het ingangssignaal F zodat de fase van het uitgangssignaal is vergrendeld op de fase van het ingangssignaal.

Een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt be-schreven aan de hand van figuur 2.

10 Figuur 2 toont een blokschema van een fasevergrendelketen volgens de uitvinding. De fase/frekwentiedetector 16 vergelijkt een ingangssignaal, optredend aan de aansluiting 18 met een uitgangssignaal dat optreedt aan de aansluiting 20 en wekt uitgangspulsen op waarvan de werk-rustverhouding en frekwentie worden bepaald door 15 het constant zijn of het veranderen van het faseverschil tussen de ingangs- en uitgangssignalen. De fase-frekwentiedetector 16 heeft, in tegenstelling tot een zuivere fasedetector, twee werkmodes: fase-detectie en frekwentiedetectie. Het uitgangssignaal ervan is evenredig met het faseverschil voor twee dicht bij elkaar gelegen 20 frekwenties en heeft of wel.een hoge 6f een lage waarde voor frekwentieverschillen groter dan 2 : 1. De uitgangspulsen van de fase/frekwentiedetector 16 worden via de schakelaar 28 aangelegd aan een van een aantal lusfilters 22, 26. De integratieconstanten van de filters zijn onderling verschillend en elk filter heeft een eigen 25 optimaal pulsfrekwentiebereik voor het omzetten van de uitgangspulsen van de fase/frekwentiedetector 16 in een gelijkspanning voor de beste lusdynamiek. De stuurspanningsuitgangen van de filters 22 t/m 26 zijn verbonden met de VCO's 30 t/m 34, de over-bereik-detector 36 en de onder-bereik detector 38. De oscillatie"*ene^en^^e 30 fase van de VCO's 30 t/m 34 worden bestuurd door de uitgangsspanning van de filters 22 t/m 26 en de gekozen uitgang van een der VCO's is verbonden met de fase/frekwentiedetector 16 en de aansluiting 20 via de schakelaar 40. De oscillatiefrekwentiebereiken van de VCO's 30 t/m 34 overlappen elkaar. Overbereik-en onderbereikdetectoren 36 8203364 4 » - 4 - en 38 vergelijken de uitgangsstuurspanning van het gekozen filter der lusfilters 22 t/m 26 met referentiespanningen V^^ en ^ en de schakelbesturingseenheid 42 bestuurt de schakelaars 28 en 40 in overeenstemming met de uitgangsspanningen van de detectoren 36 en 5 38. In deze uitvoeringsvorm wordt het filter 22 gebruikt met de VCO's 30 en 31, het filter 24 met de VCO's 31 en 32, het filter 25 met de filters 32 en 33 en het filter 36 met de VCO's 33 en 34.

De frekwentiebereiken van de filters 22 t/m 26 worden ingesteld beginnend met het onderste frekwentiebereik en de frekwentiebereiken 10 van de VCO's 30 t/m 34 worden ook beginnend bij het onderste frekwentiebereik ingesteld. De filters 22 en 24 en VCO's 30 en 31 bestrijken een laag frekwentiebereik; de filters 24 en 25 en de VCO's 31, 32 en 33 bestrijken een middenfrekwentiebereik en de filters 25 en 26 en de VCO's 33 en 34 bestrijken een hoog frekwentie-15 bereik. De schakelbesturingseenheid 42 kan een systeem zijn met een micro-processor, een.willekeurig toegankelijk geheugen als tijdelijk geheugen en uitsluitend uitleesbaar geheugen.

Wanneer de schakelaars 28 en 40 het filter 22 respectievelijk de VC0 30 kiezen en de ingangsfrekwentie F^ ligt binnen het lage 20 frekwentiebereik levert VC0 30 een uitgangssignaal waarvan de fase is vergrendeld op het lage ingangsfrekwentiesignaal opde aanslui-ting 18. Wanneer de ingangsfrekwentie F^ toeneemt zal het fasever-schil tussen de ingangs- en uitgangssignalen toenemen en zal de uitgangsgelijkspanning van het filter 22 corresponderend daarmee 25 toenemen. Wanneer deze uitgangsgelijkspanning toeneemt tot een waar-de waarop deze de referentiespanning Vref 1 overschrijdt zal de overbereikdetector 36 deze situatie waarnemen en een uitgangsstuur-signaal toevoeren aan de schakelbesturingseenheid 42. In overeenstemming met dit uitgangssignaal bestuurt de schakelbesturingseen-30 heid 42 de werking van de schakelaars 40 zodanig dat deze VC0 31 kiest. Wanneer de ingangsfrekwentie F^^ binnen het bereik van VC0 31 ligt zal de uitgangsstuurspanning van het filter 22 liggen tussen de referentiespanningen V^^ en V^^ en za^ stuurschakeleenheid 42 de schakelaars 28 en 40 niet verder besturen. VC0 31 zal dan 8203364 « % - 5 - beginnen met vergrendelen op fase en frekwentie van het ingangs- • signaal. Wanneer de ingangsfrekwentie F^ hoger is dan het bereik van VCO 31 zal de uitgangsbesturingsspanning van het filter 32 hoger zijn dan de referentiespanning V ^ en zal de overbereik- 5 detector 36 een uitgangsspanning opwekken die wordt toegevoerd aan de schakelbesturingseenheid 42; deze bestuurt dan de schakelaars 28 en 40 zodanig dat zij de blokken 24 en 32 kiezen. Zoals eerder beschreven : Wanneer de*ingangsfrekwentie F. verder gaat toenemen worden daarna de filters 25 en 26 en de VCO's 33 en 34 gekozen.

10 Wanneer de schakelaars 28 en 40 het filter 26 en de VCO 34

kiezen en de ingangsfrekwentie F. :is lager dan het bereik van VCO

34 zal de uitgangsspanning van filter 26 afnemen. Daar de ingangs- spanning van filter 26 lager is dan de referentiespanning V ^ za^· de onderbereik-detector 38 een uitgangssignaal leveren aan de scha- 15 kelbesturingseenheid 42. Volgens de werking daarvan zal de schake- laar 28 de VCO 33 kiezen. Wanneer de ingangssignaalfrekwentie F^ ligt in het bereik van VCO 33 wordt de uitgangssignaalfrekwentie F . . van VCO 33 vergrendeld op de ingangssignaalfrekwentie F. . out in

Wanneer de ingangssignaalfrekwentie F^, lager is dan het bereik van 20 VCO 33 kiezen de schakelaars 28 en 40 lusfilter 25 en VCO 32.

Wanneer de frekwentie F^ van het ingangssignaal nog verder toeneemt worden de filtes 24 en 22 en de VCO’s 31 en 30 achtereenvolgens gekozen. Het is dus duidelijk dat volgens de uitvinding het vergrene delbereik van de fasevergrendelketen aanzienlijk wordt verruimd.

25 Figuur 3 toont het schema van een fase/frekwentiedetector 16 zoals gebruikt in de uitvoering volgens figuur 2. De aansluiting 44 ontvangt het ingangssignaal F.^ van de aansluiting 18 (in figuur 2) en is verbonden met de klokaansluitingen van de flip-flops 46 en 48.

De aansluiting 50 ontvangt het uitgangssignaal F , ___ out van ae aan- 30 sluiting 20 en is verbonden met de klok-aansluitingen van de flip-flops 52 en 54. De Q uitgangen van de flip-flops 46 en 48 gaan naar de ORt-poort 56 en de D-ingangsaansluiting van flip-flop 46 is verbonden met de Q-uitgangsaansluiting van flip-flop 48. De NOR-poort 58 ontvangt de Q-uitgangen van de flip-flops 48 en 52 en zet ze 8203364 - ό - terug. De OR-poort 60 ontvangt de Q-uitgangen van de flip-flop 52 en 54 en D-ingang van de flip-flop 54 ontvangt de Q-uitgang van de flip-flop 52. De D-ingangen van de flip-flops 48 en 52 ontvangen via een diode een geschikte positieve voedingsspanning. De niet-5 inverterende en inverterende uitgangen van de OR-poort 56 besturen een eerste stroomschakelaar bestaande uit emitto?-gekoppelde transistors 62-64 en de constante stroombron-transistor 66. De niet-inver-terende en inverterende uitgangen van de OR-poort 60 besturen een tweede stroomschatelaar bestaande uit emittergekoppelde transistors 10 68-70 en een constante stroombrontransistor 72. Deze stroomschake-laars vormen een ladingpomp voor het leveren van stroom aan het lusfilter verbonden met de uitgangsaansluiting 80. De bases van de transistors 66 en 72 zijn verbonden met een spanningdeler bestaande uit weerstanden en een temperatuurcompensatiestransistor 74 ver-15 bonden als diode. De collector van de transistors 64 en 68 zijn verbonden met het knooppunt van de weerstanden 76 en 78 en de aan-sluiting 80. De signaalgolfvorm A t/m F volgens figuur 4 t/m 6 treden op op de punten®t/m® in figuur 3.

i

De werking van de keten volgens figuur 3 wordt toegelicht aan 20 de hand van figuur 4. Aangenomen wordt dat de twee signalen A en B (respectievelijk ingang^-en uitgangssignaal) in fase en in frekwen-tie gelijk zijn. Oak wordt aangenomen dat alle vier flip-flops 46-48-52-54 juist zijn teruggezet. Als de eerste positiefgaande overgang optreedt (daar de signalen nooit precies in fase zullen : 25 zijn wordt aangenomen dat F^. van signaal A enigzins voorijlt) voor de flip-flop 48 gezet. Geen der flip-flops 52 en 54 zullen zijn gezetJdaar het F signaal nog niet is gearriveerd en het flip-flop 46 kan niet worden gezet omdat een laag niveau aanwezig is op de D-aansluiting van flip-flop 46 (D) wanneer de flank van signaal F^ , 30 dat een trigger-signaal kan zijn, arriveert. Het logisch hoog van signaal D geeft de poort 46 vrij voor het geleidend maken van transistor 64 die de volgende trap begint te sturen, een ladingpomp voor het lusfilter, voor het verhogen van de lusfrekwentie en het laag van Q van de flip-flop 48 maakt het flip-flop 48 mogelijk om de 8203364 - 7 -

* V

uitgang van de poort 58, die nog laag is, te besturen, (De hoog- toestand van signaal D wordt voorts aangelegd aan de D-ingang van flip-flop^voor ^ez§ereiien^v§or de eerst binnenkomende trigger- cyclus van F. ). Voordat de keten de ladingpomp-werking kan beginnen 1Π 5 treedt de positieve flank van het F . signaal op, dat een inwendig kanteelsignaal kan zijn, opgewekt door een VCO en daarmee wordt de flip-flop 52 gezet. De flip-flop 54 kan niet worden gezet omdat signaal E laag is wanneer de klokflank optreedt. De gezette toestand van de flip-flop 52 heef t tot gevolg 'dat het signaal E hoog gaat en 10 0 van flip-flop laag gaat. Dit laag wordt toegevoerd aan de poort 58 die de beide flip-flops terugzet en het ladingpompstuur-signaal eindigt. Het resultaat is de uitgangspuls die slechts weinig breder is dan de voortplantingstijd van poort 58 en het tijdsverschil tussen de twee flip-flops 48 en 52 waardoor juist voldoende energie 15 overblijft om de ladingpompuitgang teweeg te brengen en de frekwentie enigzins te verschuiven. Zoals in de figuur weergegeven is het resulterend uitgangssignaal aan aansluiting 80 een serie zeer smalle pulsen die de eerste fasevergrendellus enigszins in frekwentie doen toenemen en dan enigszins doen afnemen en doen middelen op de 20 frekwentie van het aangelegde triggersignaal F^ .

Figuur 5 heeft betrekking op het geval waarin het triggersignaal F^ over een halve periode voorijlt op het lus-signaal Fqu^ zodat de fase verschillend is,en ook de frekwentie iets verschilt.

De eerste positieve flank van F^ signaal A zet de flip-flop 48, wat 25 de flip-flop 46 voorbereidt begint het oppompsignaal naar de laat-pomp via 56 en geeft de poort 58 vrij. Voordat de eerstvolgende positieve flank van signaal A optreedt zet de kanteelgolf B de flip-flop 52 en zet de beide flip-flops 48 en 52 terug via de uitgang van poort 58. Dit beeindigt het laadpompsignaal F. Het fase-30 vergrendellusfilter kan reageren op een puls van deze breedte zodat de lusfrekwentie enigszins naar boven wordt gewijzigd. De daarop-volgende positieve flank van signaal A zet opnieuw de flip-flop 48 en het proces wordt herhaald. Opgemerkt wordt dat de pulsbreedte van het tweede ladingssignaal F smaller is en dat deze puls bij 8203364 - 8 - iedere volgende periode smaller wordt. Uiteindelijk stelt de fase-vergrendellus de frekwentie in op een punt waarin de positieve flank van signaal B voorijlt op de positieve flank van signaal A waarmee wordt aangegeven dat het correctieproces iets te ver is gegaan.

5 Daarna wordt het proces omgekeerd totdat de keten juist over het in-fasepunt uitslingert.

Figuur 6 heeft betrekking op het geval waarin het signaal A meer dan twee maal de frekwentie van signaal B heeft. In theorie zouden de middelste grendels 48 en 52 (fasedetector) op een dergelijke 10 afwijking kunnen reageren, doch het proces zal langzaam zijn en tijdelijk omkeren wanneer fasekruisingen optreden zoals bijvoorbeeld wanneer de frekwentie van het ene signaal twee-of driemaal die van het andere is.

De eerste positieve flank van signaal A zet de flip-flop 48, 15 wat de flip-flop 46 voorbereidt te worden gezet op de eerstvolgende overgang wanneer het signaal B niet eerder optreedt. Dit geschiedt niet daar signaal A, in dit geval, meer dan driemaal sneller is dan de kanteelgolf B. De tweede positieve flank zet op t^ de flip-flop 48. Het positieve niveau op Q van/flip-flop 46 heeft op dit moment 20 geen invloed op de poort daar de andere ’.ingang reeds in de hoge toestand is door de gezette toestand van de flip-flop 48. Op het tijdstip tg zet de kanteelgolf B de flip-flop 52 wat de flip-flop 48 terugzet. Dit heeft geen effekt op de uitgang van poort 56 die wordt gehouden door Q van flip-flop 46. Op tijdstip t^ wordt de flip-flop 25 48 opnieuw gezet en wordt bij afwezigheid van het hoge niveau van signaal B teruggezet. Ook dit heeft geen invloed op de uitgang van poort 56 daar signaal D stijgt wanneer Q van de flip-flop 46 daalt.

Op . tijdstip t^ wordt de flip-flop 46 gezet; dit is mogelijk door de hoge toestand van signaal D. De beide flip-flops negeren de 30 positieve flank die op tijdstip tg optreedt daar zij beiden reeds zijn gezet. Op tijdstip tg zet de positieve flank van de kanteelr golf D de flip-flop 52 wat de beide binnenste grendels 48 en 52 opnieuw terugzet.

Wanneer de uitgang van de poort 56 hoog blijft zal de fase- 8203364 * .-9- vergrendellus doorgaan met een verhoging van de frekwentie van het uitgangssignaal. Uiteindelijk zullen op het tijdstip tg de signalen samenvaXIen en op tijdstip t^ zullen de zeer korte pulsen die het fasevolgen markeren, beginnen op te treden en de binnengrendels 48 5 en 52 nemen hun detectiefunktie op zoals in het voorgaande beschreven.

Het uitgangssigoool van de poort 56 is een bipolair stuursig-naal dat een helft van de laadpompketen stuurt. De uitgang van poort 60 is overeenkomstig signaal dat de andere helft van de keten stuurt. Zolang de binnen-flip-flops 48 en 52 het fasevergrendelproces 10 besturen zullen deze beide uitgangslijnen hoog blijven en aan een niet-getekende besturingsketen wordt meegedeeld dat de signalen zijn vergrendeld. Wanneer de ene of de andere flip-flop 46 of 54 wordt gezet gaat de uitgangslijn laag voor het waarschuwen van de keten dat de signalen niet longer zijn vergrendeld.

15 Figuur 7 toont een schema van de lusfliters en de overbereik-en onderbereik-detectoren 36 en 38 (figuur 2). De aansluiting 82 ontvangt de uitgangsspanning van de aansluiting 80 in figuur 3 en is verbonden met de inverterende ingangsaansluiting van de operationele versterker 84 via de stroominstelweerstnnd 86. De multiplexer 88, 20 de tijdcondensatoren 90 t/m 97 en de weerstand 98 zijn opgenomen tussen de uitgang en de inverterende ingangsaansluitingen van de operationele versterker 84 en vormen op deze wijze een eerste Miller-integrator. In de multiplexer 88 is de aansluiting X selectief verbonden met een van de aansluitingen Xq t/m Xg in responsie op een 25 twee-bits stuus. ignaal op de aansluitingen A en B voor het com-pleteren van de capacitieve terugkoppellus van de Miller-integrator.

De niet-inverterende ingangsaansluiting van de operationele versterker 84 is geaard via een weerstand. De uitgang van de eerste Miller-integrator, dus van de operationele versterker 84, is via de weer-30 stand 102 verbonden met de inverterende ingang van de operationele versterker 100 terwijl de niet-inverterende ingang daarvan via een spanningsdeel een geschikte spanning krijgt. De multiplexer 104, de condensatoren 106 t/m 110 en de weerstand 112 zijn opgenomen tussen de uitgang en de inverterende ingangsaansluitingen van de operationele 8203364 - 10 - versterker 100. De multiplexer 104 is dezelfde als de multiplexer 88 en de stuuraansluitingen A en B daarvan ontvangen het stuursig-naal van de schakelbesturing 42 via de aansluitingen 114 en 116 en de buffertransistors 118 en 120. Wanneer de aansluiting Y van de 5 multiplexer 104 is verbonden met de aansluiting werkt de operation nele versterker 100 als spanningvolgende inverter met de weerstand 112 als enkel terugkoppel-element. Wanneer de aansluiting Y is verbonden met een van de aansluitingen Yq, Y^ en Y2 werkt de operationele versterker 100 als tweede Millerintegrator. De eerste 10 en tweede Miller integratoren vormen een aktief filter en de karakteristieken ervan worden gekozen door het stuursignaal aan de aansluitingen 114 en 116. Dit aktieve filter levert de gelijkspanning aan de aansluiting 122 in overeenstemming met de geintegreerde puls-spanning aan de aansluiting 82. De multiplexers 88 en "*04 komen over-15 een met schakelaar 28 in figuur 2.

De vergelijkers 124 en 126 vergelijken de uitgangsspanning aan de aansluiting 122 met de referentiespanning V ^ en geleverd door een spanningdeler bestaande uit de weerstanden 128, 130 en 132. De vergelijkers 124 en 126 corresponderen met de over- en onder-20 bereikdetectoren 36 respectievelijk 38 en de aansluitingen 134 en 136 zijn verbonden met de schakelbesturing 42.

Onder normale werkomstandigheden leveren de VC0 30, 32 of 34 het uitgangssignaal waarvan de fase gelijk is aan die van het ingangssignaal aan de aansluiting 82, Soms bestaat behoefte aan een 25 uitgangssignaal met een vooraf bepaald faseverschil ten opzichte van het ingangssignaal. Hiertoe ont^angt de inverterende ingang van de operationele versterker 84 een tweede ingangsspanning van de digitaal-analoog-omzetter 138 via de buffer 140 en de ingangsweerstand 142.

De D/A 138 ontvangt een digitaal stuursignaal van een niet-getekende 30 besturingsketen zoals een mirco-processor. De gebruiker stelt de gewenste mate zodanig in dat de D/A 138 de gelijkspanning toevoert aan de eerste Miller integrator. Daar de filters 22 t/m 26 aktieve filters zijn, Miller integratoren, is het gemakkelijk twee in-gangsspanningen te sommeren. Wanneer stroom wordt toegevoerd aan, of 8203364 -11 - afgenomen van, de sommeer-ingang der opexationele versterker 84 zal de lus vergrendelen met de gewenste werk-rustverhouding en polariteit noodzakelijk om de offset te neutraliseren. Hiertoe wordt het fase-verschil tussen de ingang 50 en de uitgang 44 geprogrammeerd door de 5 D/A omzetter 138.

Figuur 8 toont het schema van de VCO's 30 t/m 34 en de schake-laar 40. De aansluiting 144 ontvangt de gelijkspanning van de aan-sluiting 122 en is verbonden met de referentieaansluitingen V ^ van de D/A omzetters 146 en 148 die digitale signalen ontvangen van de TO niet-getekende besturingsketen. De digitale signalen warden ingesteld op voorafbepaalde waarden in de fasevergrendelmode. De analoge uit-gangen van de D/A-omzetters 146 en 148 besturen de stroombronketen 150 en de stroomopneemketen 152. Daar de analoge uitgangen van de D/A-omzetters 146 en 148 vari’eren in overeenstemming met de gelijk-15 spanning op de aansluiting 144, bestuurt deze gelijkspanning de waarde der uitgangsstroombronnen 150 en 152. De stroombron 150 levert de stroom aan een eerste stroomschakelaar bestaande uit emitter-gekoppelde transistors 154 en 156 en de stroombron 152 neemt de stroom op van een tweede stroomschakelaar bestaande uit de 20 emitter-gekoppelde transistors 158 en 160. De transistors 154 en 158 worden bestuurd door de transistor 152, de transistors 156 en 160 worden bestuurd door de transistor 164 en de bases van de transistors 162 en 164 ontvangen een balanspuls van de niveaudetec-tor 166. De collectors van de transistors 156 en 158 zijn geaard 25 en de collectors van de transistors 154 en 160 zijn verbonden met de buffer 168 en de condersator 170. De condensatoren 172 t/m 178 worden selectief parallel geschakeld met de condensator 170 via de electromagnetische relais 180 t/m 186. Deze relais worden bestuurd via bufferketens 188 t/m 194.door de grendelketen 196 die een stuur-30 signaal ontvangt van de schakelbesturingseenheid 42. De niveau- detector 166 detecteert voorafbepaalde boven- en onderniveaus van de uitgang van de buffer 168 en wekt de balanspuls op die logische niveaus (hoog of laag) verandert bij elke detectie van bovenste en onderste niveaus van de buffer 168‘. Wanneer de transistors 154 en 158 8203364 - 12 - geleidend zijn en de transistors 156 en 160 geblokkeerd laadt de stroom van de stroombron 150 de condensator(s) gekozen uit de con-densators 170 t/m 178. Een positief gaande spanning wordt dan opgewekt over deze condensator. Wanneer de niveaudetector 166 het bovenste 5 niveau van deze spanning detecteert worden de logische niveaus van de balanspuls van de detector 166 gewisseld zodat de transistors 154 en 158 blokkeren en de transistors 156 en 160 geleidend worden.

De stroombron 152 neemt de stroom op van de condensator(s) en een negatiefgaande spanning wordt opgewekt over de condensator(s).

10 Wanneer de niveaudetector 166 het laagste niveau van de negatiefgaande spanning detecteert verwisselen de logische niveaus van de detector zodat de condensator(s) opnieuw laadt via de stroombron 150. Bovengenoemde bewerkingen worden herhaald en resulteren in een driehoeksgolfvorm aan de aansluiting 198. De kanteelvormige uit-15 gangsspanning op de aansluiting 200 wordt aangelegd aan de aansluiting 20. Op deze wijze worden fase en frekwentie van het uit-gangssignaal aan de aansluiting 200 bestuurd door de gelijkspanning op de aansluiting 144 en het frekwentiebereik hangt af van de waarde der condensator gekozen door de relais 180 t/m 186. De relais 180 20 t/m 186 corresponderen met de schakelaar 40 in figuur 2 en de andere componenten corresponderen met de VCO’s 30 t/m 34. Wanneer de fase-vergrendelmodesniet is gekozen kan de keten volgens figuur 5 een gewenst frekwentiesignaal opwekken door het toevoeren van gewenste stuursignalen aan de D/A-omzetters 146 en 148 en de grendelketen 25 196. De gelijkspanning op de aansluiting 144 wordt vastgelegd op een voorafbepaalde waarde die de gewenste uitgangsfrekwentie levert. Zoals uit het voorgaande blijkt is het met de uitvinding mogelijk een vergrendelbereik groter dan 1.000.000 ί 1 te bereiken.

8203364

Claims (7)

1. Fasevergrendelketen, omvattende middelen voor het detecteren van een faseverschil tussen een ingangssignaal en een uitgangssignaal en het opwekken van een met dit faseverschil evenredige electrische grootheid gekenmerkt door kiesbare filter- 5 middelen reagerend op deze electrische grootheid voor het opwekken van een stuurspanning, generatormiddelen voor het opwekken van een signaal met variabele frekwentie in responsie op deze stuurspanning en voor het opwekken van het uitgangssignaal, welke generatormiddelen een aantal te kiezen frekwentiebereiken hebben, en door kiesmiddelen 10 voor het responsie op deze stuurspanning kiezen van een van deze frekwentiebereiken.

2. Fasevergrendelketen volgens conclusie Imet het ken-m e r k, dat de faseverschildetectiemiddelen een logische keten omvatten voor het opwekken van electrische pulsen waarvan de breedte 15 evenredig is met het faseverschil tussen het ingangssignaal en het uitgangssignaal.

3. Keten volgens conclusie 2met het kenmerk, dat de faseverschildetectiemiddelen middelen omvatten voor het detecteren van een frekwentieverschil tussen het ingangssignaal en het uitgangs- 20 signaal.

4. Keten volgens conclusie Imet het kenmerk, dat de te kiezen filtermiddelen een electrisch filter omvatten met een aantal te kiezen frekwentiebereiken.

5. Keten volgens conclusie Imet het kenmerk, dat de 25 middelen voor het opwekken van een signaal met variabele frekwentie bestaan uit een aantal spanningslsstuurde oscillatoren, elk werkend in een verschillend frekwentiebereik.

6. Keten volgens conclusie Imet het kse n m e r k, dat de kiesmiddelen middelen omvatten voor het ontvangen van de stuurspanning 30 en het daaruit afleiden van de mate wqarin de gevraagde frekwentie buiten het bereik valt, en middelen voor het in responsie daarop 8203364 Sr - 14 - kiezen van een combinatie der filtermiddelen en de middelen voor het opwekken van een variabele frekwentie, zodanig dat het uitgangs.sig-naal zal vergrendelen op frekwentie en fase van het ingangssignaal,

7. Keten volgens conclusie 6met het kenmerk, dat. .-5 de middelen voor het detecteren van het buiten het bereik vallen bestaan uit vergelijkingsmiddelen voor het vergelijken van de stuur-spanning met eerste en tweede referentiespanningsniveaus waarbij een stuurspanningswaarde groter dan een eerste referentiespanningsniveau een toestand aangeeft waarin de frekwentie boven het betreffend 10 bereik ligt en een stuurspanningswaarde kleiner dan het tweede referentiespanningsniveau een toestand aanduidt waarin bedoelde frekwentie beneden het bereik ligt. 8203364