SE447618B - Sett och anordning for att faslasa en styrd oscillators signal till en referensoscillators signal - Google Patents

Description

447 618 10 15 20 25 denna. Frekvensavstàndet mellan faslasningsbara frekvenser är sålunda lika med referensoscíllatorns frekvens. I exempelvis ett radarsystem erfordras emellertid ofta ett större antal frekvenser inom ett givet frekvensband än vad som kan erhallas med denna anordning. Antalet faslasningsbara frekvenser kan visser- ligen ökas om referensoscillatorns frekvens minskas. Detta innebär dock att även samplingstakten minskas och att uppmultipliceringsgraden maste ökas.

Dessa förändringar medför att den alstrade signalen försämras pa grund av s k fasbrus. En annan tänkbar möjlighet att öka antalet tillgängliga frekvenser är att vid frekvensbyte växla mellan olika, sinsemellan frekvensförskjutna, refe- rensoscillatorer. Detta orsakar emellertid lâckproblem mellan olika oscillator- signaler samt höga kostnader för oscillatorer och strömställare.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sätt och en anordning av inledningsvis angivet slag, varvid även faslàsning av en signal vars frekvens inte är en heltalsmultipel av referenssignalens frekvens är möjlig.

Detta astadkoms genom en lämpligt vald fasvridning av referensoscillatorns eller den styrda oscillatorns signal innan korrigeringsstorheten alstras. En frekvensgenerator med en anordning enligt uppfinningen kan i princip till- handahalla ett godtyckligt antal faslàsta frekvenser inom ett givet frekvens- band och blir dessutom förhållandevis liten, lätt och billig. Uppfinningens kännetecken framgår av patentkraven.

F IGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare med hänvisning till ritningarna, pà vilka figur 1 visar en förut känd anordning för faslàsning av signalen fran en styrd oscillator till signalen från en referensoscillator, figur 2 är ett kurv- ' diagram, som visar signalerna i vissa punkter i anordningen enligt figur 2, figur 3 visar en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, figur 4 är ett kurvdiagram, som visar signalerna i vissa punkter i anordningen enligt figur 3, figur S visar en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen och figur 6 är ett kurvdiagram, som visar signalerna i vissa punkter i anordningen enligt figur 5. 10 15 20 25 30 447 618 UTFÖRINGSFORMER I figur 3 visas en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, varvid de organ som har motsvarighet i figur 1 betecknats pa samma sätt som i denna. Mellan referensoscillatorn 3 och det faslägesavkännande organet 4 är ett styrbart fasvridande organ 7 inkopplat. Detta fasvrider referensoscillatorns signal i beroende av en styrsignal från ett fasvridningsstyrande organ 8. I detta organ avkänns referensoscillatorns signal av en fyrkantvaggenerator 9, som alstrar en fyrkantsignal, vars spänning är hög då spänningen vid dess ingång är större än noll och vice versa. En räknare 10, som är anordnad att kunna räkna till ett inställbart, maximalt värde och att därefter påbörja en ny räknecykel, är ansluten till fyrkantvâggeneratoms 9 utgång för att räkna de nedåtgående flankerna hos fyrkantsignalen. Med ll betecknas en digital-analogomvandlare med inställbar förstärkning, dvs en digital-analogomvandlare vars utgångs- spänning för ett givet digitalt ingångsvärde, exempelvis det för omvandlaren maximala, kan fås att överensstämma med ett önskat värde genom en yttre inställning av omvandlar-en. Denna omvandlare kan givetvis ersättas av en icke inställbar omvandlare åtföljd av en styrbar förstärkare. Digital-analogom- vandlaren ll tillför det fasvridande organets 7 styringång en av räknevärdet och den inställda förstärkningen beroende styrsignal. Organet 8 kan även innehålla en styrsignalkälla 12, som till var sin styringang hos räknaren 10 och digital- analogomvandlaren ll matar inställningsvården för att inställa räknarens maxi- mala rëknevärde respektive digital-analogomvandlarens förstärkning. Organets 12 funktion kommer att beskrivas närmare nedan.

Genom att på lämpligt sätt styra fasvridningen av referensoscillatorns 3 signal kan varje puls som alstras av det faslägesavkännande organet 4 fås att uppträda åtminstone tillnärmelsevis samtidigt som fasläget hos den styrda oscillatorns 1 signal är noll även om dennas frekvens inte är en heltalsmultipel av referens- oscillatorns 3 frekvens. Genom fasvridningen kan sålunda den ofrånkomliga fasskillnad, som. vid ett givet fasläge, lämpligen noll, hos referensoscillatorns signal inträffar mellan denna signal och den styrda oscillatorns signal, och som beror på att den styrda oscillatorns frekvens inte är en heltalsmultipel av referensoscillatorns frekvens, kompenseras. Därigenom kan även sådana signa- ler, vilkas frekvenser inte utgör heltalsmultiplar av referensoscillatorns fre- kvens faslàsas till signalen från denna. 447 618 1D 15 2D 25 3D I figur 4 visas ett exempel på signalerna i punkterna a - d i anordningen enligt figur 3. I exemplet är den styrda oscillatorns l frekvens 4, 5 ganger större än referensoscillatorns 3 frekvens. För att möjliggöra faslasning är varannan period av referensoscillatorns signal fasvríden en vinkel Alf), som motsvarar en halv period av den styrda oscillatorns signal. Utan denna fasvridning skulle varannan puls fran det faslägesavkännande organet 4 ha alstrats da den styrda oscillatorns 1 signal befinner sig i 180 grader förskjutet fasläge i förhållande till nolläget, varvid faslasning inte hade varit möjlig. Pa grund av fasvridningen kommer emellertid varje puls fran det faslägesavkännande organet 4 att uppträda samtidigt, eller åtminstone tillnärmelsevis samtidigt som fasläget hos signalen fran den styrda oscillatorn 3 är noll. För att åstadkomma detta är räknarens 10 maximala râknevärde i exemplet inställt till 2, varigenom den endast kan alstra tva olika räknevärden. Digital-analogomvandlarens ll för- stärkning, som tillsammans med det varierande räknevärdet bestämmer fas- vridningens storlek, är samtidigt inställd sa att omvandlaren da den erhåller det ena räknevärdet alstrar en styrsignal som inte åstadkommer nagon fasvridning, och da den erhaller det andra räknevärdet alstrar en styrsignal som astad- kommer den i figur 4 visade fasvridningen Aili). Eftersom râknaren 1D räknar de nedatgaende flankerna hos signalen fran fyrkantvaggeneratorn 9, och dessa uppträder da referensoscillatorns signal växlar fran positivt till negativt värde, sker fasvridningarna samtidigt som dessa växlingar sker, vilket även visas i figuren. Vid ett frekvensförhallande lika med 35,5, vilket motsvarar ett mer realistiskt exempel än det visade, är ACP ungefär 5 grader.

Om räknarens 1D maximala räknevärde är inställt till 2, som i exemplet ovan, möjliggörs i princip även faslasning av varje annan signal, vars frekvens är (N+l/2) ganger större än referensoscillatorns frekvens, där N är ett heltal.

Digital-analagomvandlarens ll förstärkning maste dock anpassas till den valda frekvensen sa att den vinkel varannan period av referensoscillatorns signal fasvrids är lika stor som den ofrankomliga och av frekvensen beroende fasskillnaden som, t ex vid fasläget noll hos denna signal, uppstar mot den styrda oscillatorns signal till följd av att deras frekvenser inte är varandras heltaliga multiplar.

Genom att ändra räknarens 1D maximala räknevärde i beroende av den valda frekvensen hos den styrda oscillatorn 1 kan i princip varje signal, vars frekvens 10 15 20 ZS 30 447 618 är större än referenssignalens frekvens faslasas till referenssignalen. En förut- sättning för detta är att även digital-analogomvandlarens ll förstärkning anpassas till den valda frekvensen så att fasvridningens storlek för varje period hos referensoscillatorns signal motsvarar ovan nämnda ofrankomliga och fre- kvensberoende fasskillnad. Om det maximala räknevårdet exempelvis sätts lika med 4 möjliggörs faslâsning av signaler, vilkas frekvenser är (N-»l/li) eller (NJ/Ål) gånger större än referensoscillatorns frekvens. Detta beror pâ att de sammanlagda periodtiderna för fyra perioder av referensoscillatorns signal därvid precis motsvarar de sammanlagda periodtiderna för ett helt antal (liN+l eller 4N+3) perioder av den styrda oscillatorns signal. l dessa fall skall omvandlarens ll förstärkning vara sa vald att fasvridningens storlek för räknarens 10 fyra olika räknevärden motsvarar 90, 180, 270 och 0 grader av den styrda oscillatorns signal, vilket vid ett frekvensförhallande ungefär lika med 35 motsvarar ungefär 2,5, 5,0, 7,5 respektive Û grader av referensoscillatorns signal.

Nämnda inställningar av räknarens 10 maximala räknevärde och förstärkningen hos digital-analogomvandlaren ll kan göras manuellt på dessa. Det är även tänkbart att arrangera så att den eventuellt förefintliga styrsignalkällan 12 inställes automatiskt till de värden som är nödvändiga för en viss vald frekvens samtidigt med inställningen av spänningskällan 2.

Anordningen enligt figur 3 baseras pa idén att den ofrankomliga fasskillnaden mellan referensoscillatorns signal och den styrda oscillatorns signal kompen- seras genom fasvridning av referensoscillatorns signal, så att pulserna från det faslägesavkännande organet 4 kommer att alstras da den styrda oscillatorns signal åtminstone tillnärmelsevis befinner sig i ett givet fasläge (noll). I figur 5 visas en anordning där i stället den styrda oscillatorns signal fasvrids för att kompensera den ofrankomliga fasskiilnaden mellan de bada signalerna. Samtliga organ har motsvarighet i figur 3 och har betecknats pa samma sätt som i denna.

Anordningen enligt figur 5 skiljer sig från anordningen enligt figur 3 endast genom att det styrbara fasvridande organet 7 är anslutet mellan den styrda oscillatorns l utgång och det jämförande organet 5 i stället för mellan referensoscillatorn 3 och det faslägesavkännande organet 4. 447 618 l figur 6 visas ett exempel på signalerna i punkterna a, b, c och e i anordningen enligt figur 5, varvid den styrda oscillatorns frekvens, liksom i exemplet enligt figur 4, är 4,5 gånger större än referensoscillatorns frekvens. Räknarens 10 maximala räknevärde är därvid inställt till tva och digital-anaiogomvandlarens 5 ll förstärkning är inställd sa att fasvridningen växlar mellan Û och 180 grader.

Liksom vid anordningen enligt figur 3 är det genom lämplig anpassning av räknarens lÛ maximala räknevärde och digital-analogomvandlarens ll för- stârkning till den valda frekvensen i princip möjligt att åstadkomma fasläsning av varje sådan frekvens, som är större än referensoscillatorns frekvens. m»

Claims (2)

10 10 15 447 618 PATENTKRAV 1 Sätt att fasiåsa en styrd oscillators (1) signal till en referensoscillators (3) signal, varvid en av skillnaden mellan signalernas relativa faslägen beroende korrigeringsstorhet alstras vid korrigeringstidpunkter för att korrigera den styrda osciliatorns (1) frekvens, k ä n n e t e c k n a t därav att föraatt astad- komma nämnda faslåsning hos en styrd oscillator (1), vars frekvens inte är en heltalig multipel av referensoscillatorns (l) frekvens, för bildande av korri- geringsstorheten används endera referensoscillatorns (3) signal eller den styrda oscillatorns (l) signal tillsammans med en regleringssignal som vid korrigeringa- tidpunkterna genom fasvridning bildas av den andra av nämnda signaler, varvid fasvrídningen är vald pa sådant sätt, att fasskillnaden som inträffar vid korrigeringstidpunkterna genom att den styrda oscillatorns (1) frekvens inte är en heltalig multipel av referensoscillatorns (3) frekvens elimineras vid bildandet av korrigeringssignalen.

2 Anordning för att faslåsa en styrd oscillators (1) signal till en referens- oscillators (3) signal, för genomförande av sättet enligt patentkrav l, varvid en av skillnaden mellan signalernas relativa faslägen beroende korrigeringsstorhet vid korrigeringstidpunkter alstras för att korrigera den styrda oscillatorns (1) frekvens, innehållande ett med referensoscillatorns (3) utgång förbundet fas- lägesavkännande organ (4) för alstring av en styrstorhet då fasläget hos en signal vid dess ingång motsvarar ett givet värde och ett med utgången hos det faslägesavkännande organet (4) och utgången hos den styrda oscillatorn (l) förbundet jämförande organ (5) för alstring av nämnda korrigeringsstorhet vid styrstorhetens uppträdande, k ä n n e t e c k n a d därav att för att åstadkomma nämnda faslåsning hos en styrd oscillator (1) vars frekvens inte är en heltalig . multipel av referensoscillatorns (3) frekvens, anordningen även innehåller ett styrbart fasvridande organ (7) för fasvridning av endera referensoscillatorns (3) signal eller den styrda oscillatorns (1) signal, varvid fasvridningen är vald pa sådant sätt, att faækillnaden som inträffar vid korrigeringstidpunkterna genom att den styrda oscillatorns (1) frekvens inte är en heltalig multipel av referensoscillatorns (3) frekvens elimineras vid bildandet av korrigeringa- storheten. 447 618 3 Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav att det styrbara fasvridande organet (7) är infogat mellan referensoscillatorns (3) utgång och det fasiägesavkånnande organet (4). 4 Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav att det styrbara fasvridande organet (7) är infogat mellan den styrda oscillatorns (1) utgång och det jämförande organet (S). 5 Anordning enligt nagot av patentkraven 2 - 4, k ä n n e t e c k n a d av dels en räknare (10) vars räknevärde ökas i takt med varje period av referens- oscillatorns (3) signal tills ett givet, maximalt räknevärde uppnåtts, och som är anordnad att därefter påbörja en ny, likadan râknecykel, dels en digital- 5 anaologomvandlare (ll) som av räknarens (10) aktuella râknevärde alstrar en styrsignal, som tillförs en styringàng hos det styrbara fasvridande organet (7). 6 Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e e k n a d därav att nämnda maximala räknevärde och digital-analogomvandlarens (ll) förstärkning är in- ställbara sà att fasvridningen kan anpassas till den styrda oscillatorns (l) valda frekvens.