DE10255863A1 - Phasenregelschleife - Google Patents
Phasenregelschleife Download PDFInfo
- Publication number
- DE10255863A1 DE10255863A1 DE10255863A DE10255863A DE10255863A1 DE 10255863 A1 DE10255863 A1 DE 10255863A1 DE 10255863 A DE10255863 A DE 10255863A DE 10255863 A DE10255863 A DE 10255863A DE 10255863 A1 DE10255863 A1 DE 10255863A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- loop filter
- phase
- locked loop
- output
- phase locked
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/02—Details
- H03C3/09—Modifications of modulator for regulating the mean frequency
- H03C3/0908—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
- H03C3/0983—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop containing in the loop a mixer other than for phase detection
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/02—Details
- H03C3/09—Modifications of modulator for regulating the mean frequency
- H03C3/0908—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
- H03C3/0941—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop applying frequency modulation at more than one point in the loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/02—Details
- H03C3/09—Modifications of modulator for regulating the mean frequency
- H03C3/0908—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
- H03C3/095—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop applying frequency modulation to the loop in front of the voltage controlled oscillator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/02—Details
- H03C3/09—Modifications of modulator for regulating the mean frequency
- H03C3/0908—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
- H03C3/0966—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop modulating the reference clock
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/02—Details
- H03C3/09—Modifications of modulator for regulating the mean frequency
- H03C3/0908—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
- H03C3/0975—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop applying frequency modulation in the phase locked loop at components other than the divider, the voltage controlled oscillator or the reference clock
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/089—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses
- H03L7/0891—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses the up-down pulses controlling source and sink current generators, e.g. a charge pump
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/093—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using special filtering or amplification characteristics in the loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenregelschleife, aufweisend einen Phasendetektor mit einem ersten Eingang zum Zuführen eines Bezugssignals und mit einem zweiten Eingang, einen gesteuerten Oszillator mit einem Steuereingang, der an einen Ausgang des Phasendetektors angekoppelt ist, und einen Frequenzteiler in einem Rückführungszweig mit einem Eingang des Frequenzteilers, der an einen Ausgang des gesteuerten Oszillators angeschlossen ist, und mit einem Ausgang des Frequenzteilers, der an einen zweiten Eingang des Phasendetektors angeschlossen ist.
- In der Nachrichtentechnik werden zu übertragende Nutzsignale, die ursprünglich in einer Basisband-Lage vorliegen, zur Übertragung über einen Kanal normalerweise in ihrer Frequenz verschoben. Dabei wird üblicherweise ein hochfrequentes Trägersignal mit dem Nutzsignal moduliert. Zur Frequenzumsetzung eines derartigen Nutzsignals in eine hochfrequente Lage können beispielsweise Phasenregelschleifen verwendet werden. Voraussetzung dafür ist, daß das Modulationssignal eine konstante Einhüllende aufweist.
- Derartige Sendeanordnungen werden auch als Modulations-Phasenregelschleifen, englisch: modulation loop, bezeichnet.
- Eine gattungsgemäße Phasenregelschleife ist beispielsweise in der Druckschrift von Michael H. Perrott et al. "A 27-mW CMOS Fractional-N Synthesizer Using Digital Compensation for 2.5-Mb/s GFSK Modulation", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 32, No. 12, December 1997 in
2 auf Seite 2049 angegeben. - Bei derartigen Phasenregelschleifen, welche auch als PLL, Phase Locked Loop, bezeichnet werden, wird mit dem Phasende tektor ein Phasenvergleich zwischen dem frequenzmäßig heruntergeteilten Oszillatorsignal und einem Bezugssignal durchgeführt. In Abhängigkeit von einer Phasen- und/oder Frequenzabweichung wird der Oszillator so in seiner Schwingfrequenz verändert, daß die Phasenabweichung verschwindet. In diesem Zustand ist die PLL eingerastet.
- Zur Kopplung zwischen Phasendetektor und Oszillator ist normalerweise ein Schleifenfilter vorgesehen. Aus Sicht der Regelungstechnik arbeitet dieses Schleifenfilter im Regelkreis als Regler und hat zur Wahrung der Stabilität des Regelkreises normalerweise integrierende Eigenschaften. Demnach ist das Schleifenfilter einer PLL normalerweise als I-Regler, PI-Regler oder als PID-Regler ausgeführt. Der Buchstabe I steht dabei für den Integrator im Regler.
- Es sind mehrere Möglichkeiten bekannt, ein Modulationssignal in eine Phasenregelschleife einzubringen. In Abhängigkeit des gewählten Einspeisepunktes für das Modulationssignal ergeben sich für dessen Übertragungsfunktion Hochpaß- oder Tiefpaß-Eigenschaften der Schleife.
- Ein Hochpaß-Übertragungsverhalten der Schleife ergibt sich beispielsweise beim Einspeisen des Modulationssignals am Eingang oder am Ausgang des Oszillators. Dabei ist anzumerken, daß bisher noch keine technische Realisierung für eine Einspeisung eines Modulationssignals am Ausgang des Oszillators bekannt ist.
- Ein Tiefpaß-Übertragungsverhalten der Schleife ergibt sich dagegen bei Einspeisung des Modulationssignals an einem der beiden Eingänge des Phasendetektors oder an dessen Ausgang ebenso wie bei einer Einspeisung des Modulationssignals am Eingang des Frequenzteilers im Rückführungszweig.
- Verwendet man einen der möglichen Tiefpaß-Punkte der Regelschleife zum Einspeisen der Modulation, so wird das Modulati onssignal mit einer Tiefpaß-Funktion bewertet. Hierdurch wird die Modulationsbandbreite im allgemeinen auf einen Wert eingeschränkt, der kleiner ist als die Schleifenbandbreite des Regelkreises. Wird hingegen ein Hochpaß-Punkt verwendet, dann werden die tiefen Frequenzen des Modulationsspektrums in einer nicht akzeptablen Weise abgeschwächt.
- In dem Dokument von Markus Helfenstein und George S. Moschytz "Circuits and Systems for Wireless Communication", Kluwer 2000, ISBN 0-7923-7722-2 sind in Kapitel 10 "Transmitter Concepts, Integration and Design Trade-Offs", auf Seiten 141 bis 155 weitere Möglichkeiten zur Realisierung von Modulations-Phasenregelschleifen angegeben.
- Den angeführten Modulatoren mit PLL ist der Nachteil gemeinsam, daß zur Einspeisung des Modulationssignals ein Schaltungsknoten mit Tiefpaß-Eigenschaften verwendet wird. Zudem wird eine sehr große PLL-Bandbreite benötigt, um den hohen Anforderungen an die Frequenz-Umsetzungsqualität zu entsprechen, wie sie in Mobilfunkstandards, zum Beispiel GSM, gefordert werden.
- Die beschriebene Problematik könnte dadurch gelöst werden, daß eine Kombination eines Tiefpaß- und eines Hochpaß-Einspeisepunktes gewählt wird. Derartige Anordnungen werden auch als Zweipunkt-Modulatoren bezeichnet. Dabei tritt jedoch das Problem auf, daß eine hochgenaue Anpassung erforderlich ist zwischen dem üblicherweise in digitaler Schaltungstechnik aufgebauten Tiefpaß-Modulationspunkt am Frequenzteiler und dem analogen Einspeiseknoten am Oszillator-Eingang. Diese Anpassung ist jedoch bedingt durch Fertigungsstreuungen, Temperaturdrifts et cetera im Analogteil sehr aufwendig in der Realisierung.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine eingangs beschriebene Phasenregelschleife so weiterzubilden, daß mit ge ringem Aufwand eine möglichst verzerrungsfreie Modulation eines Trägersignals möglich ist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine gattungsgemäße Phasenregelschleife, die derart weitergebildet ist, daß zur Kopplung des Ausgangs des Phasendetektors mit dem Steuereingang des gesteuerten Oszillators ein integratorfreies Schleifenfilter vorgesehen ist.
- Gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip ist im Regler der Phasenregelschleife, also im Schleifenfilter, kein I-Anteil vorgesehen. Demnach hat der als Schleifenfilter ausgeführte Regler der PLL keine integrierende Eigenschaft, sondern ist als integratorfreies Filter ausgeführt.
- Damit ist ein Vorurteil der Fachwelt überwunden, da normalerweise in Phasenregelschleifen, die für Mobilfunkanwendungen geeignet sind, stets integrierende Schleifenfilter vorgesehen sind. Diese Schleifenfilter haben normalerweise einen Pol bei Null in der komplexen Übertragungsfunktion, der vorliegend entfällt. Wird die Übertragungsfunktion eines Schleifenfilters vom Zeitbereich in den Laplace-Bereich, die sogenannte s-Ebene, transformiert, so läßt sich der I-Anteil des Schleifenfilters normalerweise durch den Faktor 1/s darstellen. Gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip ist eine derartige Polstelle bei Null gerade vermieden.
- In einem mathematischen Modell einer Phasenregelschleife ist normalerweise ein integrierendes Verhalten im Oszillator gegeben, dessen Übertragungsfunktion normalerweise angegeben wird mit K dividiert durch s, wobei K die Steilheit des Oszillators und s die komplexe Laplace-Variable repräsentiert. Das im Stand der Technik sich somit ergebende, zweifach integrierende Verhalten wird normalerweise zur Herstellung von Stabilität im Regelkreis dadurch kompensiert, daß im Schleifenfilter zusätzlich zum Integratoranteil eine Nullstelle in der Übertragungsfunktion vorgesehen ist.
- Gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip kann nun durch Weglassen des I-Anteils, repräsentiert durch die Polstelle der Übertragungsfunktion des Schleifenfilters, auch auf die Nullstelle der Übertragungsfunktion des Schleifenfilters verzichtet werden und dennoch ein stabiler Regelkreis gebildet werden.
- Zudem wird gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip mit Vorteil die durch die Nullstelle bedingte Verzerrung der Übertragungsfunktion der geschlossenen Schleife vermieden. Dies wiederum ermöglicht den Betrieb der Phasenregelschleife in stabiler Weise auch mit geringerer Schleifenbandbreite ohne Einbußen bei der Übertragungsqualität.
- Zusammengefaßt bietet der Einsatz eines integratorfreien Schleifenfilters in einer Phasenregelschleife, wie gemäß dem vorliegenden Prinzip vorgeschlagen, die Möglichkeit der Optimierung des Schleifenfilters für einen sehr ebenen Verlauf der Gruppenlaufzeit bis zu Frequenzen in der Größenordnung der Schleifenbandbreite selbst.
- Das integratorfreie Schleifenfilter kann beispielsweise als Schleifenfilter mit konjugiert komplexem Polpaar oder mit rein passiven Polstellen realisiert sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das integratorfreie Schleifenfilter ausschließlich passive Bauteile umfaßt. Ein derartiges, integratorfreies Schleifenfilter ist mit besonders geringem Aufwand implementierbar.
- Besonders bevorzugt wird das Schleifenfilter durch eine Übertragungsfunktion beschrieben, die zumindest eine passive Polstelle in der Laplace-Ebene aufweist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Schleifenfilter ausschließlich passive Polstellen auf und hat damit weder Nullstellen noch Integrator-Eigenschaft. Dies ermöglicht die Realisierung ei nes sehr ebenen Verlaufs der Gruppenlaufzeit der Übertragungsfunktion der geschlossenen Schleife.
- Die passiven Polstellen sind bevorzugt durch je ein RC-Glied realisiert. Sind mehrere passive Polstellen im Schleifenfilter vorgesehen, so ist bevorzugt eine Serienschaltung mehrerer RC-Glieder zur Bildung der passiven Pole vorgesehen.
- In einer alternativen Ausführungsform des vorgeschlagenen Prinzips ist das integratorfreie Schleifenfilter ausgebildet als ein Schleifenfilter, das durch eine Übertragungsfunktion beschrieben wird, die zumindest ein konjugiert komplexes Polstellenpaar in der Laplace-Ebene aufweist. Die Ausführung als Schleifenfilter mit konjugiert komplexen Polstellen ohne Nullstellen und ohne Integrator ermöglicht die Realisierung spezieller, vorteilhafter Übertragungsfunktionen der PLL wie Bessel- oder Legendre-Übertragungsfunktionen.
- Zur Erzeugung eines Spannungssignals für die Speisung des integratorfreien Schleifenfilters ist es vorteilhaft, eine gesteuerte Stromquelle vorzusehen mit einem Steuereingang, der an den Ausgang des Phasendetektors angeschlossen ist, und mit einer gesteuerten Strecke, die das Ausgangs-Spannungssignal über einen angeschlossenen Arbeitswiderstand erzeugt.
- Dieser Arbeitswiderstand entspricht dem Innenwiderstand der äquivalenten Spannungsquelle und ist mit Vorteil als solcher Teil des nachfolgenden Schleifenfilters. Eine derartige Weiterbildung der Phasenregelschleife ist besonders vorteilhaft in Kombination mit einem integratorfreien Schleifenfilter mit ausschließlich passiven Polen anwendbar.
- Die beschriebene Weiterbildung des Phasenregelkreises mit gesteuerter Stromquelle ermöglicht eine gute Isolierung der Ausgangsspannung des Phasendetektors gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung und zugleich den Verzicht auf einen aufwendigen Spannungsregler. Zudem ist der gemäß vorgeschla gener Weiterbildung mögliche Spannungshub gegenüber dem mit einem Spannungsregler möglichen Spannungshub deutlich vergrößert und reicht praktisch über den gesamten Versorgungsspannungsbereich hinweg.
- Die Phasenregelschleife gemäß dem vorliegenden Prinzip ist bevorzugt zur Anwendung in Mobilfunk-Geräten vorgesehen, beispielsweise in Mobilfunk-Sendeanordnungen.
- Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Prinzips sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 ein Blockschaltbild einer Phasenregelschleife, -
2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines integratorfreien Schleifenfilters gemäß der vorgeschlagenen Erfindung zur Anwendung in einer PLL gemäß1 , -
3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines integratorfreien Schleifenfilters gemäß der Erfindung zur Anwendung in einer PLL gemäß1 , -
4 ein Ausführungsbeispiel einer bevorzugten Ansteuerung des Schleifenfilters von3 mit gesteuerter Stromquelle und -
5 eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung zur Ansteuerung eines integratorfreien Schleifenfilters gemäß3 . -
1 zeigt eine Phasenregelschleife, englisch: PLL, Phase Locked Loop. Die Phasenregelschleife umfaßt einen Vorwärts zweig und einen Rückführungszweig. Im Vorwärtszweig der Phasenregelschleife ist ein Phasendetektor1 vorgesehen mit einem ersten Eingang2 , einem zweiten Eingang3 und einem Ausgang4 . Am ersten Eingang2 des Phasendetektors1 ist ein Signal mit einer Bezugsphase φIN zuführbar. - Der Ausgang
4 des Phasendetektors1 ist über ein integratorfreies Schleifenfilter5 an den Steuereingang eines spannungsgesteuerten Oszillators6 angeschlossen. Der Ein- und Ausgang des Schleifenfilters5 ist mit IN, OUT bezeichnet. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators6 , der eine Steilheit KVCO hat, bildet den Ausgang des Phasenregelkreises. An diesem Ausgang kann ein Ausgangssignal mit einer Ausgangsphasenlage φOUT abgegriffen werden. Der Ausgang des Phasenregelkreises ist über einen Frequenzteiler7 an den zweiten Eingang3 des Phasendetektors1 unter Bildung einer negativen Rückkopplung angeschlossen. - Im Phasendetektor
1 wird die Differenz der Phasenlage des Eingangssignals und der Phasenlage des rückgekoppelten, frequenzgeteilten Ausgangssignals gebildet, und in Abhängigkeit davon wird der Oszillator6 angesteuert. Gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip erfolgt die Ansteuerung des Oszillators6 durch den Phasen- und Frequenzdetektor1 über das integratorfreie Schleifenfilter5 . Die gewünschte Ausgangsfrequenz wird bei der beschriebenen Phasenregelschleife dadurch eingestellt, daß das Teilerverhältnis des Frequenzteilers7 verstellt wird. - An Modulationspunkten M1 bis M6 des Phasenregelkreises kann ein Modulationssignal eingespeist werden. Der Modulationsknoten M1 ist am ersten Eingang
2 des Phasendetektors1 gebildet, während der Modulationspunkt M2 an dessen Ausgang vorgesehen ist. Der Modulationspunkt M3 ist am Eingang des Oszillators6 vorgesehen, der Modulationspunkt M4 ist an dessen Ausgang gebildet. Die Modulationspunkte M5 und M6 sind an dem Eingang beziehungsweise an dem Ausgang des Frequenzteilers7 vorgesehen. Wie eingangs bereits erläutert, ergibt sich für die Modulationspunkte M3 und M4 ein Hochpaß-Übertragungsverhalten der Schleife, während die Modulationspunkte M1, M2, M5 und M6 Tiefpaß-Übertragungsverhalten aufweisen. - Je nach dem, an welchem Modulationspunkt ein Modulationssignal in die PLL eingebracht wird, ergeben sich unterschiedliche Übertragungsfunktionen für das Modulationssignal: jeweils mit s gleich der Laplace-Variablen, F(s) gleich Übertragungsfunktion des Schleifenfilters im Laplace-Bereich, N gleich Teilerfaktor des Frequenzteilers, KVCO gleich Steil heit des Oszillators, Kϕ gleich Verstärkung des Phasendetektors.
- Das integratorfreie Schleifenfilter
5 ist ausgelegt als Regler der Phasenregelschleife. Es hat keinen I-Anteil. Die Übertragungsfunktion des Schleifenfilters5 hat im Laplace-Bereich keine Nullstellen. Durch diese Eigenschaften des verwendeten Schleifenfilters5 kann ein Phasenregelkreis mit einem sehr ebenen Verlauf der Gruppenlaufzeit bis zu Frequenzen in der Größenordnung der PLL-Bandbreite realisiert werden. Damit kann ein Signal bei wesentlich geringerer Bandbreite als üblich sehr verzerrungsfrei mit Hilfe der PLL aus einer Basisband-Lage in den Hochfrequenzbereich umgesetzt werden. -
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für ein integratorfreies Schleifenfilter5 gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip zum Einsatz in einer Phasenregelschleife gemäß1 . Es ist dabei ein Operationsverstärker8 vorgesehen mit zwei Eingängen, von denen einer auf einen Bezugspotentialanschluß9 gelegt ist. Der weitere Eingang des Operationsverstärkers8 ist über einen Kondensator10 mit dem Ausgang OUT des Schleifenfilters, der vom Operationsverstärkerausgang gebildet wird, verbunden. Der Eingang IN des Schleifenfilters ist über ein RC-Glied an einen Schaltungsknoten K gelegt. Das RC-Glied umfaßt einen Widerstand11 zwischen dem Eingang IN des Schleifenfilters und dem Schaltungsknoten K sowie einen Kondensator12 , der zwischen den Schaltungsknoten K und Masse9 geschaltet ist. Der Schaltungsknoten K ist über einen Widerstand13 mit dem Ausgang OUT des Schleifenfilters und über einen Widerstand14 mit dem weiteren Eingang des Operationsverstärkers8 verbunden. - Das integratorfreie Schleifenfilter gemäß
2 hat eine Übertragungsfunktion im Laplace-Bereich, welche ein konjugiert komplexes Polstellenpaar aufweist, jedoch keine Nullstellen hat. Mit einem derartigen Schleifenfilter können spezielle, bevorzugte Übertragungsfunktionen der Phasenregel schleife realisiert werden, wie beispielsweise Bessel- oder Legendre-Übertragungsfunktionen. - Eine mit besonders geringem Aufwand realisierbare, bevorzugte Ausführungsform eines integratorfreien Schleifenfilters im Sinne der vorliegenden Erfindung ist in
3 gezeigt und ebenfalls bevorzugt zur Anwendung in einer PLL wie in1 gezeigt ausgelegt. Zwischen dem Eingang IN und dem Ausgang OUT des Schleifenfilters ist vorliegend eine Serienschaltung von insgesamt drei RC-Gliedern15 ,16 ,17 gebildet. - Die RC-Glieder
15 ,16 ,17 umfassen jeweils einen Serienwiderstand18 ,19 ,20 mit jeweils nachgeschaltetem Kondensator21 ,22 ,23 , der gegen Bezugspotential9 geschaltet ist. Die drei Widerstände18 ,19 ,20 bilden demnach eine Serienschaltung zwischen Eingang IN und Ausgang OUT des Schleifenfilters. - Das Schleifenfilter gemäß
3 realisiert eine Übertragungsfunktion mit drei passiven Polstellen. Dabei hat das Schleifenfilter in seiner Übertragungsfunktion keine Nullstellen und ist integratorfrei. Das Schleifenfilter gemäß3 ist mit besonders geringem Aufwand implementierbar und ermöglicht ebenfalls die Realisierung eines sehr ebenen Verlaufs der Gruppenlaufzeit mit den bereits ausführlich erläuterten Vorteilen für den Regelkreis mit Modulator gemäß1 . -
4 zeigt eine beispielhafte, bevorzugte Schaltung zur Ansteuerung des integratorfreien Schleifenfilters5 gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip mit einem Phasendetektor1 . Hierfür ist eine gesteuerte Stromquelle24 vorgesehen, deren Steuereingang mit dem Ausgang des Phasendetektors1 verbunden ist. Die Anschlüsse der gesteuerten Strecke der Stromquelle24 sind einerseits mit einem Versorgungspotentialanschluß25 verbunden und andererseits an einen Ausgangsknoten A der Stromquelle gelegt. An den Ausgang A ist in dem Schaltbild von4 ein Widerstand26 gegen Bezugspotential9 ge schaltet. Weiterhin ist an den Ausgang A ein Kondensator21 gegen Masse geschaltet, der zugleich Teil des Schleifenfilters gemäß3 ist, nämlich des eingangsseitigen RC-Gliedes15 von3 . - Die gesteuerte Stromquelle
24 erzeugt an einem Arbeitswiderstand ein Ausgangssignal, mit dem das Schleifenfilter angesteuert wird. Der Arbeitswiderstand entspricht dem Innenwiderstand der äquivalenten Spannungsquelle und ist als solcher Teil des nachfolgenden Schleifenfilters5 . Bei der Ausführung gemäß4 entspricht der Widerstand26 , der an der Stromquelle24 angeschlossen ist, dem gesamten benötigten ersten Filterwiderstand18 von3 . Demnach wird der zur Ansteuerung des Schleifenfilters benötigte Spannungshub durch eine Stromquelle über einem Arbeitswiderstand erzeugt. - Somit kann mit Vorteil auf einen Spannungsregler zur Stabilisierung der Phasendetektor-Ausgangsspannung verzichtet werden. Zugleich ist die Ausgangsspannung des Phasendetektors sehr gut gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung isoliert.
-
5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer gesteuerten Stromquelle24' zur Kopplung des Schleifenfilters an den Ausgang des Phasendetektors. Diese Schaltung enstpricht in Aufbau und vorteilhafter Funktion weitgehend der Schaltung von4 und wird an dieser Stelle daher nicht noch einmal beschrieben. Bei dieser Schaltung ist der Widerstand26 , der an der Stromquelle24' angeschlossen ist, nur ein Teil des benötigten ersten Filterwiderstands18 von3 . Demnach ist der Anschluß A der Stromquelle24' über einen Serienwiderstand18' an den Kondensator21 gelegt. Der Serienwiderstand18' bildet gemeinsam mit dem Kondensator21 gegen Masse das eingangsseitige RC-Glied15 von3 . -
- 1
- Phasendetektor
- 2
- Eingang
- 3
- Eingang
- 4
- Ausgang
- 5
- Schleifenfilter
- 6
- VCO
- 7
- Frequenzteiler
- 8
- Operationsverstärker
- 9
- Bezugspotentialanschluß
- 10
- Kondensator
- 11
- Widerstand
- 12
- Kondensator
- 13
- Widerstand
- 14
- Widerstand
- 15
- RC-Glied
- 16
- RC-Glied
- 17
- RC-Glied
- 18
- Widerstand
- 18'
- Widerstand
- 19
- Widerstand
- 20
- Widerstand
- 21
- Kondensator
- 22
- Kondensator
- 23
- Kondensator
- 24
- gesteuerte Stromquelle
- 24'
- gesteuerte Stromquelle
- 25
- Versorgungspotentialanschluß
- 26
- Widerstand
- IN
- Schleifenfilter-Eingang
- OUT
- Schleifenfilter-Ausgang
- A
- Ausgangsknoten
- K
- Schaltungsknoten
Claims (8)
- Phasenregelschleife, aufweisend – einen Phasendetektor (
1 ) mit einem ersten Eingang (2 ) zum Zuführen eines Bezugssignals und mit einem zweiten Eingang (3 ), – einen gesteuerten Oszillator (6 ) mit einem Steuereingang, der an einen Ausgang (4 ) des Phasendetektors (1 ) angekoppelt ist, und – einen Frequenzteiler (7 ) in einem Rückführungszweig der Phasenregelschleife mit einem Eingang, der an einen Ausgang des gesteuerten Oszillators (6 ) angeschlossen ist und mit einem Ausgang, der an den zweiten Eingang (3 ) des Phasendetektors (1 ) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung des Ausgangs des Phasendetektors (1 ) mit dem Steuereingang des gesteuerten Oszillators (6 ) ein integratorfreies Schleifenfilter (5 ) vorgesehen ist. - Phasenregelschleife nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifenfilter (
5 ) ausschließlich passive Bauteile umfaßt. - Phasenregelschleife nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifenfilter (
5 ) durch eine Übertragungsfunktion beschrieben wird, die zumindest eine passive Polstelle in der Laplace-Ebene aufweist. - Phasenregelschleife nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine passive Polstelle durch zumindest ein zugeordnetes RC-Glied (
15 ) im Schleifenfilter (5 ) realisiert ist. - Phasenregelschleife nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifenfilter (
5 ) durch eine Übertragungsfunktion beschrieben wird, die zumindest ein konjugiert komplexes Polstellenpaar in der Laplace-Ebene aufweist. - Phasenregelschleife nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifenfilter (
5 ) einen Operationsverstärker (8 ) umfaßt. - Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesteuerte Stromquelle (
24 ) vorgesehen ist mit einem Steuereingang (IN), der an den Ausgang (4 ) des Phasendetektors (1 ) angeschlossen ist, und mit einer gesteuerten Strecke, die einerseits mit einem Versorgungspotentialanschluß (25 ) verbunden ist und andererseits einen Eingang des Schleifenfilters (5 ) bildet. - Phasenregelschleife nach Anspruch 4 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß ein an der gesteuerten Stromquelle (
24 ) gegen Bezugspotential (9 ) angeschlossener Widerstand (26 ) zumindest teilweise zugleich der Widerstand (18 ) des RC-Glieds (15 ) des Schleifenfilters (5 ) ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10255863A DE10255863B4 (de) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Phasenregelschleife |
PCT/DE2003/003638 WO2004051854A1 (de) | 2002-11-29 | 2003-11-03 | Phasenregelschleife |
AU2003287858A AU2003287858A1 (en) | 2002-11-29 | 2003-11-03 | Phase-locked loop |
US11/141,591 US7205849B2 (en) | 2002-11-29 | 2005-05-31 | Phase locked loop including an integrator-free loop filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10255863A DE10255863B4 (de) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Phasenregelschleife |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10255863A1 true DE10255863A1 (de) | 2004-06-24 |
DE10255863B4 DE10255863B4 (de) | 2008-07-31 |
Family
ID=32335850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10255863A Expired - Fee Related DE10255863B4 (de) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Phasenregelschleife |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7205849B2 (de) |
AU (1) | AU2003287858A1 (de) |
DE (1) | DE10255863B4 (de) |
WO (1) | WO2004051854A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10313884A1 (de) * | 2003-03-27 | 2004-12-09 | Frauenhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (FHG) | Frequenzgenerator mit einer Phasenregelschleife |
DE102004051596B3 (de) * | 2004-10-22 | 2006-01-26 | Infineon Technologies Ag | Polarmodulator und Verfahren zum Bestimmen eines Amplitudenoffsets in einem Polarmodulator |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2875972B1 (fr) * | 2004-09-30 | 2006-12-15 | St Microelectronics Sa | Synthetiseur de frequence a pll |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5983077A (en) * | 1997-07-31 | 1999-11-09 | Ericsson Inc. | Systems and methods for automatic deviation setting and control in radio transmitters |
DE19954255A1 (de) * | 1998-11-23 | 2000-06-08 | Motorola Inc | Phase Lock Loop und diesbezügliches Verfahren |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4837853A (en) * | 1987-06-05 | 1989-06-06 | Motorola, Inc. | Dual port FM demodulation in phase locked receivers |
IT1223524B (it) * | 1987-12-18 | 1990-09-19 | Honeywell Bull Spa | Circuito ad aggancio di fase autotarante |
US4907807A (en) * | 1989-01-11 | 1990-03-13 | Lee Donald V | Board game for playing crossword puzzles |
US5429371A (en) * | 1993-09-17 | 1995-07-04 | Bledsoe; Michael A. | Word based board game |
US5395118A (en) * | 1994-05-10 | 1995-03-07 | Barrett; Robert E. | Crossword game board apparatus |
US5615886A (en) * | 1995-02-09 | 1997-04-01 | Chalfin; William | Word forming board game with colored transparent tiles |
US5564710A (en) * | 1995-07-11 | 1996-10-15 | Bolding; Pam | Word forming card game having a top |
JPH09251120A (ja) * | 1996-03-15 | 1997-09-22 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
JP3839117B2 (ja) * | 1997-01-30 | 2006-11-01 | 株式会社ルネサステクノロジ | Pll回路およびそれを用いた無線通信端末機器 |
US5821817A (en) * | 1997-06-16 | 1998-10-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Fast-locking low-noise phase-locked loop |
US6064273A (en) * | 1998-06-04 | 2000-05-16 | Adc Telecommunications | Phase-locked loop having filter with wide and narrow bandwidth modes |
US6462593B2 (en) | 1999-07-22 | 2002-10-08 | Sun Microsystems, Inc. | Compensation circuit for low phase offset for phase-locked loops |
US6563389B1 (en) * | 2001-10-24 | 2003-05-13 | Northrop Grumman Corporation | Phase locked loop with charge injection cancellation |
-
2002
- 2002-11-29 DE DE10255863A patent/DE10255863B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-11-03 WO PCT/DE2003/003638 patent/WO2004051854A1/de not_active Application Discontinuation
- 2003-11-03 AU AU2003287858A patent/AU2003287858A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-05-31 US US11/141,591 patent/US7205849B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5983077A (en) * | 1997-07-31 | 1999-11-09 | Ericsson Inc. | Systems and methods for automatic deviation setting and control in radio transmitters |
DE19954255A1 (de) * | 1998-11-23 | 2000-06-08 | Motorola Inc | Phase Lock Loop und diesbezügliches Verfahren |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Helfenstein,M. u. Moschytz,G.S.: Circuits and Systems for Wireless Communications. Kluwer-Verlag 2000, ISBN: 0-7923-7722-2, S. 141-155 |
Helfenstein,M. u. Moschytz,G.S.: Circuits and Systems for Wireless Communications. Kluwer-Verlag2000, ISBN: 0-7923-7722-2, S. 141-155 * |
Perrott,M.H. et al. "A 27-mW CMOS Fractional-N Synthesizer Using Digital Compensation for 2.5- Mb/s GFSK Modulation". IN: IEEE Journal of Solid-State Circuitsw, Vol. 32, No. 12, 1997, S. 2048-2060 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10313884A1 (de) * | 2003-03-27 | 2004-12-09 | Frauenhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (FHG) | Frequenzgenerator mit einer Phasenregelschleife |
US7218178B2 (en) | 2003-03-27 | 2007-05-15 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschunge E.V | Frequency generator with a phase locked loop |
DE102004051596B3 (de) * | 2004-10-22 | 2006-01-26 | Infineon Technologies Ag | Polarmodulator und Verfahren zum Bestimmen eines Amplitudenoffsets in einem Polarmodulator |
US7469130B2 (en) | 2004-10-22 | 2008-12-23 | Infineon Technologies Ag | Polar modulator and method for determining an amplitude offset in a polar modulator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7205849B2 (en) | 2007-04-17 |
US20060114071A1 (en) | 2006-06-01 |
DE10255863B4 (de) | 2008-07-31 |
WO2004051854A1 (de) | 2004-06-17 |
AU2003287858A1 (en) | 2004-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1362413B1 (de) | Abgleichverfahren und abgleicheinrichtung für pll-schaltung zur zwei-punkt-modulation | |
DE3723778C2 (de) | ||
DE2211348B2 (de) | Schaltung zum Ändern des dynamischen Bereichs eines Eingangssignals | |
WO2003032493A2 (de) | Abgleichverfahren für eine nach dem zwei-punkt-prinzip arbeitende pll-schaltung und pll-schaltung mit einer abgleichvorrichtung | |
DE68911276T2 (de) | Signalgenerator mit einer kombinierten, in Phase und in Frequenz verriegelten Schleife. | |
DE2603641C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines stabilisierten Frequenzsignales | |
DE10127612A1 (de) | Zwei-Punkt-Modulator mit PLL-Schaltung und vereinfachter digitaler Vorfilterung | |
DE68908245T2 (de) | Synthetisierer mit Phasenregelkreis für Modulation. | |
DE3202733C2 (de) | ||
DE2706224C2 (de) | Digital einstellbarer Frequenzgenerator | |
DE2433298C3 (de) | Resonanzkreis, gebildet aus einem Gyrator | |
DE10255863B4 (de) | Phasenregelschleife | |
DE69022655T2 (de) | Frequenzmodulator. | |
DE3003302C2 (de) | Stromgesteuerter Oszillator | |
DE2706407B2 (de) | Phasenstarre Regeleinrichtung | |
DE60133282T2 (de) | Frequenzmodulator unter verwendung eines phasenregelkreises | |
DE10217852B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Oszillators oder einer Phasenverzögerungseinrichtung in einem Phasenregelkreis | |
DE69422988T4 (de) | Vorwärtskopplungsverstärker | |
DE69102809T2 (de) | Regelbare Oszillatorschaltung. | |
EP0893011B1 (de) | Phasenregelschleife mit umschaltbarer schleifenbandbreite | |
DE3218363C2 (de) | ||
EP1488508B1 (de) | Zweipunkt-modulatoranordnung | |
DE9201910U1 (de) | Schaltungsanordnung zum Regeln der Frequenz der von einem Quarzoszillator abgegebenen Oszillatortaktsignale | |
DE10132232C1 (de) | Phasendetektorschaltung für einen Phasenregelkreis | |
DE3918061C2 (de) | Oszillator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: INTEL DEUTSCHLAND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS TECHNOLOGY GMBH, 85579 NEUBIBERG, DE Effective date: 20130326 Owner name: INTEL DEUTSCHLAND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE Effective date: 20130314 Owner name: INTEL DEUTSCHLAND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 85579 NEUBIBERG, DE Effective date: 20130315 Owner name: INTEL DEUTSCHLAND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS GMBH, 85579 NEUBIBERG, DE Effective date: 20130315 Owner name: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 85579 NEUBIBERG, DE Effective date: 20130315 Owner name: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE Effective date: 20130314 Owner name: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS TECHNOLOGY GMBH, 85579 NEUBIBERG, DE Effective date: 20130326 Owner name: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS GMBH, 85579 NEUBIBERG, DE Effective date: 20130315 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: INTEL DEUTSCHLAND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: INTEL MOBILE COMMUNICATIONS GMBH, 85579 NEUBIBERG, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |