DE2458678C3 - Frequenzgenerator - Google Patents
FrequenzgeneratorInfo
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- DE2458678C3 DE2458678C3 DE19742458678 DE2458678A DE2458678C3 DE 2458678 C3 DE2458678 C3 DE 2458678C3 DE 19742458678 DE19742458678 DE 19742458678 DE 2458678 A DE2458678 A DE 2458678A DE 2458678 C3 DE2458678 C3 DE 2458678C3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B21/00—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
- H03B21/01—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies
- H03B21/02—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies by plural beating, i.e. for frequency synthesis ; Beating in combination with multiplication or division of frequency
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Frequenzgenerator, dessen Ausgangsfrequenz aus einer Mehrzahl von
Einzelfreauen/en unterschiedlicher Wertigkeiten numerisch gebildet wird, bei dem die Einzelfrequenzen
jeweils mittels einstellbarer Selektionsstufen aus zugeordneten Gruppen von stabilisieren Frequenzen
auswählbar sind und bei dem eine Steuereinrichtung >
vorgesehen ist, die bei einer Frequenzänderung mehrere Selektionsstufen zur Abgabe immer größerer
(kleinerer) Einzelfrequenzen veranlaßt.
Die unterschiedlichen Wertigkeiten der Einzelfrequenzen ergeben sich beispielsweise dadurch, daß die
ίο zugehörigen Gruppen von stabilisierten Frequenzkomponenten
jeweils Frequenzbereichen unterschiedlicher Wertigkeit, also z. B. unterschiedlichen Dekaden,
angehören, wobei die selektierten Einzelfrequenzen unmittelbar zur gewünschten Ausgangsfrequenz zusammengesetzt
werden können oder bei wertmäßiger Übereinstimmung der einander entsprechenden Frequenzkomponenten
aller Gruppen oftmals auch in der Weise, daß die jeweils selektierten Einzelfrequenzen
noch zusätzlich über Frequenzteiler mit unterschiede >o chen, z. B. dekadisch abgestuften, Teilungsverhälinissen
geführt werden.
Bei einem bekannten Frequenzgenerator dieser An (DE-OS 19 64 249) besteht die Steuereinrichtung aus
einem mit einer Folge von Zählimpulsen beaufschlagten Impulszähler, dessen nacheinander markierte Ausgänge
Stellbefehle an ihnen zugeordnete Steuereingänge der Selektionsstufen abgeben. Zur Erzielung eines Frequenzdurchlaufs
in Richtung auf höhere Frequenzen wird dabei zunächst die niedrigstwertige Selektionsstu-
τ,ο fe schrittweise auf eine Folge von immer größeren
Frequenzkomponenlen eingestellt. Hierauf folgt ein frequenzvergrößernder Stellschritt in der Selektionsstufe
nächsthöherer Wertigkeit, dem sich eine weitere Stellschrittfolge in der erstgenannten Selektionsstufe
js anschließt, usw. Da jede Stellschrittfolge in einer
betrachteten Sclektionsstufe zur Interpolation der Stellschritte in allen höherwertigcn Selektionsstufen
dient, werden mit Ausnahme der höchstwertigen Stufe alle Stufen mehrmals durchlaufen. Nachteilig ist jedoch,
daß die hierzu erforderlichen, wiederholten Rückstellungen der jeweils interpolierenden Selektionsstufen
von den maximalen auf die minimalen seleklierbaren Frequenzkomponenten infolge der dabei auftretenden
Einschwingvorgänge ein starkes Störspektrum verursachen, dessen Spannungskomponenten sich der Ausgangsspannung
des Frequenzgenerators überlagern.
Aus der DE-AS 10 01 343 ist weiterhin die digitale Einstellung eines Oszillators bekannt, die mittels eines
auf den gewünschten Frequenzwert einstellbaren so dreistufigen Zählers vorgenommen wird. Dabei findet
jedoch kein quasikontinuierlicher Frequenzänderungsvorgang durch schrittweise Selektion einer Anzahl von
Einzelfrequenzen mit numerischer Zusammensetzung zu einer Ausgangsfrequenz statt.
Der Erfindung liegt die Aurgabe zugrunde, einen Frequenzgenerator der eingangs genannten Art zu
schaffen, der gegenüber bekannten Frequenzgeneratoren geringere Störkomponenten aufweist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die do Selektionsstufen und damit die von diesen abgegebenen
Einzelfrequenzen nur in einer Richtung monoton veränderbar sind und das jede im Verlaufe eines
Änderungsvorganges einmal auf ihre· maximale (minimale)
abzugebende Eirizelfrequenz eingestellte Sclekds
tionsstiife innerhalb des restlichen Änderungsvorganges
in dieser Einstellung verbleibt.
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, d.iß während eines Frequenzdurch-
laufs keine Rückstellungen der .Selektionsstufen erforderlich
sind, so daß die der Ausgangsspannung überlagerten Störspannungskomponenten stark reduziert
werden. Weiterhin wird eine wenigstens angenähert gleiche Frequenzänderung der Ausgangsspannung
pro Stellschritt relativ zu der jewei^ abgegebenen Ausgangsfrequenz erreicht. Da lediglich diese relative
Frequenzänderung pro .Stellschritt die Genauigkeit der durchlaufenen Frequenz-Zeit-Funktion bestimmt, führen
die Frequenzeinstellvorgänge nach der Erfindung trotz des schnelleren Frequenzdurchlaufs zu keiner
Genauigkeitseinbuße gegenüber den in der Frequenz durchlaufenden, bekannten Frequenzgeneratomi der
eingangs erwähnten An.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispicle des Krlindungsgedankens
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels
näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Frequenzgenerators und
Fig. 2 ein Frequenzdiagramm für eine bevorzugte Ausbildung der Schaltung nach Fig. 1.
Der in F i g. 1 dargestellte Frequenzgenerator weist drei an sich bekannte, instellbare Selektionsstufen 1 bis
3 auf, die die Aufgabe haben, aus zugeordneten Gruppen von stabilisierten Frequenzkomponenten /'Ii b Fl,,,
F2i bis F2„und F3i bis F3,; jeweils eine Frequen/koniponente
auszuwählen, die dann als Einzelfrequenzen /I, (7 und fi in einer Additionsstufc S /u d^r
Ausgangsfrequenz fa=f\ + r2+fi zusammengesetzt
werden. Anstelle einer Addition ist selbstverständlich auch irgendein anderes numerisches Verfahren zur
Bildung der Ausgangsfrequenz fa anwendbar, wobei Jie Einzelfrequen/en f\ bis /3 auch zusatzlich geteilt oder
vervielfacht werden können. Die den Selektionsstufen I bis 3 zugeordneten Gruppen von stabilisierten Frequenzkomponenten
mögen jeweils Frequenzbereichen unterschiedlicher Wertigkeiten angehören, so daß auch
die Einzelfrequenzen f\ bis /"3 die Ausgangslrequenz h
mit unterschiedlichen Wertigkeiten beeinflussen. Im folgenden werden dann auch den Selektionsstufen 1 bis
3 die Wertigkeiten der von ihnen selektierten Einzelfrequenzen zugeordnet. Unter der Annahme, daß
f\ die kleinste und /3 die größte Wertigkeit aufweist,
werden demnach die Selektionsstufen 1 und 3 als die niedrigstwertige und höchstwertige bezeichnet. Sämtliche
Einstellungen von f\ sollen zunächst den durch einen einzigen Stellschritt in der Selektionssnife 2 von fa
überstreichbaren Frequenzbereich interpolieren, während sämtliche Einstellungen von f\ und f2 einen
einzigen Stellschritt in der Selektionsstufe 3 interpolieren sollen.
Ein selbsttätiger Frequenzdurchlauf von fa in Richtung auf höhere Frequenzen wird mittels einer
Steuereinrichtung bewirkt, die Vor-Rückwärts-Zähler 4 bis 6, Torschaltungen 4a bis ba, Dekoder 7 bis 9 und 10
bis 12, Inverter 13 bis 15 und einen Zählimpulsgenerator 16 enthält. Dabei sind die Steuereingänge der Zähler 4
bis 6 über die Torschaltungen 4a bis 6a jeweils mit dem Ausgang des Zählimpulsgenerators 16 verbunden. Die
Torschaltung 4a, die zunächst als einzige geöffnet ist. läßt die von 16 gelieferten Zählimpulse an den
Zähleingang von 4 gelangen. Beim Einzählen derselben werden über die jeweils markierten Zählerausgänge
logische Signale an den Dekoder 7 abgegeben, der sie in Stellbefehle für die Selektionsstufe I umformt. Arbeitet
der Zähler 1 beispielsweise im BCD-Code, so kann der
Dekoder 7 daraus einen l-aus/7-Code ableiten, bei dem
je nach dem Zählerstand jeweils eine von η Steuerleitungen
17 mit einem Potential belegt wird, das die Einstellung der Selektionsstufe 1 auf eine individuel!
zugeordnete Frequenzkomponente aus der Gruppe F\< bis Fln bewirkt. Jeder einzelne Zählschritt in 4 führt
demnach zu einem Steüschritt in 1, der die Einzelfreqnenz
f\ von einer bestimmten Frequenzkomponente, z. B. FIj. auf die nächstgrößere, z. B. FI4, weilerschal·
tet. Beim Erreichen eines vorgegebenen Zählergebnisses
gibt der Dekoder 10 einen hohen logischen Signalpegel ab, der einerseits die Torschaltung 5a für die
ankommenden Zählimpulse öffnet und andererseits über einen Inverter 13 die Torschaltung 4a sperrt.
FaNs der Dekoder 10 so eingestellt wird, daß die Signalgabe gerade beim Erreichen der Einstellung von
f\ auf die maximale Frequenzkomponente Fl,, erfolgt,
bewirkt die vorstehend beschriebene Funktion der Torschaltungen 5a und 4a, daß die weitere Ircquen/-fortschaltung
nunmehr von der Selektionsstule 2 übernommen wird, während die Selektionsstufe 1 lur
den weiteren Frequenzdurchlauf in der einmal erreichten Maximalstellung verbleibt. Beim Einzahlen der
Zähiimpulse in den Zähler 5 wird die Seleklicnsstufe 2 in
analoger Weise so beeinflußt, daß Ϊ2, ausgehend um
der Nullstellung, schrittweise auf jede der Frequenzkomponenten
F2: bis F2 eingestellt wird. Di<_
Torschaltungen 6j und 5a, die beim Erreichen eines vorgegeber.;n Zählerstandes von 5 über den Dekoder
Il und den Inverter 14 beeinflußt werdtn. bewirken dann in entsprechender Weise beim Erreichen von F2
die Übernahme der weiteren Frequenzfortschahung durch die höchstwertige Selektionsstufe 3.
Wesentlich ist hierbei, daß erst nach Beendigung
sämtlicher in einer betrachteten Selektionssiufe vorzunehmenden
Stellschritte die entsprechenden Stellschntle in der Selektionsstufe mit der nachstgrößeren
Wertigkeit beginnen und daß die einmal auf ihre maximale abzugebende Frequenzkomponente eingestellten
Selektionsstufen während des weiteren Frequenzdurchlaufs in dieser Einstellung verbleiben.
In einer nachfolgenden Frequenztabelle wird eine Folge von in den einzelnen Selektionsstufen 1 bis 3
nacheinander durchlaufenden Stellschritten unter Beachtung ihrer unterschiedlichen Wertigkeiten für den
Fall dargestellt, daß die Frequenzkomponenten dekadisch
gegeneinander abgestuft und die Selektionsstufen den einzelnen Dekaden individuell zugeordnet sind:
η | f2 | f\ | fa | 0 ■ | r Hz |
0 | 0 | 0 | 1 ■ | π Hz | |
0 | 0 | 1 | 2 ■ | η Hz | |
0 | 0 | 2 | 9 · | π Hz | |
0 | 0 | 9 | 10 ■ | π Hz | |
0 | 0 | 10 | 20 · | π Hz | |
0 | 1 | 10 | 30 · | π Hz | |
0 | 2 | 10 | 100 · | π Hz | |
0 | 9 | 10 | 200 | π Hz | |
1 | 9 | 10 | 300 · | π Hz | |
2 | 9 | 10 |
Wie hieraus ersichtlich ist. isi es zweckmäßig, die
maximale selektierbare Freuuen/komnoneme der Se-
lektionsstufe 1, die in F i g. 1 mit F1„bezeichnet ist, so zu
wählen, daß sie der niedrigsten von Null verschiedenen I requenzkomponente der zweitniedrigsten Dekade, die
in Fig. I mit F2i bezeichnet ist, entspricht. In der
vorstehenden Tabelle bedeutet dies, daß Al maximal ·>
den Einstellwert »10« annehmen kann, während die übrigen Einzelfrequenzen A2 und /"3 den Einstcllwert
»9« nicht überschreiten können. In diesem Fall ergeben sich für die Ausgangsfrequenz fa die aus der rechten
Spalte der Tabelle entnehmbaren glatten Zahlenwertc, in
die ihrerseits mit einem vorgegebenen Faktor π multipliziert werden können, um die tatsächlichen
Frequenzbeträge in Hz anzugeben.
Für den Fall, daß der Frequenzdurchlauf in Richtung auf kleinere Frequenzen erfolgen soll, wären in Fig. ! -,=,
folgende Änderungen zu treffen: Zunächst müßte die Zählrichtung der Zähler 4 bis 6 umgekehrt werden, die
Ausgangsstellungen dieser Zähler wären jeweils so einzurichten, daß sie den maximalen Frequenzkomponenten
F1 „ bis F3„ entsprächen, und die Steuerfunktio- :o
nen der Dekoder 10 bis 12 wären so abzuändern, daß beim Erreichen der Frequenzkomponente 0 durch die
Selektionsstufe 3 ein Dekodersignal von 12 über einen Inverter 18 die Torschaltung 6a sperrt und über eine
Leitung 19 die Torschaltung Sa öffnet. In gleicher Weise jn
müßte dann beim Erreichen der Nullstellung in 2 der Dekoder 11 über einen Inverter 20 eine Sperrung der
Torschaltung 5a und über eine Leitung 21 eine Öffnung der Torschaltung Aa bewirken.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden einzelnen oder mehreren Selektionsstufen 1 bis 3
jeweils so viele stabilisierte Frequenzen zugeordnet, daß durch deren Selektion die mit den betreffenden
Selektionsstufen überstreichbaren Frequenzbereiche derart vergrößert werden, daß sich die durch eine oder is
mehrere Selektionsstufen nächsthöherer oder -niedrigerer Wertigkeit überstreichbaren Frequenzbereiche ganz
oder teilweise überlappen. Selektionen der zusätzlichen Frequenzkomponenten bieten dann die Möglichkeit,
einen mittels anderer Selektionsstufen zu überstreichenden Frequenzbereich wahlweise auch mittels der jeweils
betrachteten Selektionsstufe zu durchlaufen.
F i g. 2 zeigt ein Frequenzdiagramm, das diesen Fall verdeutlichen soll. Hierbei sind b Scicklionsstufcn durch
ein/eine l'imkte auf der Irequenzachse / angedeutet.
Jedem dieser Punkte ist ein /ahlenwert zugeordnet, der
die Frequenzänderung pro Stellsehritt innerhalb der jeweiligen Sclektionsstufeii angibt. So weist die
niedrigstwertige .Selektionsstufe eine Slellschrittweile
von 0.1 Hz auf. die nächste Selektionsstute eine solche
von 1 II/ und die höchstwertige Sclcktionsstiifc eine
Stellschnilweitc von 10 kHz. Der Hlock A gibt den
Slellumfang der niedrigstwertigen .Selektionsstufe an,
die Blocke B und C den jeweiligen Stcllumfang der
nächsthöheren Selektionsstufen. Wie hieraus hervorgeht,
hat jede dieser drei Stufen einen Stellumfang, der den von den zwei nächsten Selektionsstufen höherer
Wertigkeit überstreichbaren Frequenzbereich überlappt. Bei den angegebenen Stellschrittwciten entspricht
das jeweils einer Gesamtzahl von 1000 auswählbaren Frequenzkomponenten in den drei
betrachteten Stufen.
Die sich überlappenden Teilfrequenzbereiche der einzelnen Selektionsstufen können hierbei ganz oder
abschnittsweise mit wählbaren Stellschrittfolgcn unterschiedlicher
Stellschrittweiten durchlaufen werden. Betrachtet man beispielsweise einen Frequenzdurchlauf
von 10 Hz bis 500 Hz. der durch die Strecke S7~in Fi g. 2
angedeutet wird, so ist leicht zu erkennen, daß ein erster Abschnitt von 10 bis 50 Hz mit einer ersten Stellschrittfolgc
SF1 in der Selektionsstufc mit der Stellschrittweite
1 Hz durchlaufen werden kann, ein zweiter Abschnitt von 50 bis 100 Hz mit einer Stellschrittfolge SF2 in der
Selektionsstufe mit der Stellschrittweite von 0,1 Hz und der restliche Abschnitt von 100 bis 500 Hz mit einer
Stellschrittfolge SF3, letztere wieder mit einer Stellschrittweite
von 1 Hz. Eine solche Maßnahme isi beispielsweise dann zweckmäßig, wenn der Frequenzgenerator
als Meßsender eingesetzt wird und ein Meßobjekt, ζ. B. ein Filter, beaufschlagt, desser
Sperrbereiche mit den Stellschrittfolgen 5Fl und SF3
in relativ großen Frequenzschritten durchlaufen werder sollen, während der Durchlaßbereich in kleinerer
Frequenzschritten der Sielischrittfolge 5F2 genauer zl untersuchen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Frequenzgenerator, dessen Ausgangsfrequenz aus einer Mehrzahl von Einzelfrequenzen unterschiedlicher
Wertigkeiten numerisch gebildet wird, bei dem die Einzelfrequenzen jeweils mittels
einstellbarer Selektionsstufen aus zugeordneten Gruppen von stabilisierten Frequenzen auswählbar
sind und bei dem eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die bei einer Frequenzänderung mehrere
Selektionsstufen zur Abgabe immer größerer (kleinerer) Einzelfrequenzen veranlaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Selektionsstufen (I, 2, 3) und damit die von diesen abgegebenen
Einzelfrequenzen nur in einer Richtung monoton veränderbar sind und daß jede im Verlauf eines
Änderungsvorgangs einmal auf ihre maximale (minimale) abzugebende Einzclfrequenz (Fl1* F2IS
F3„) eingestellte Selektionssiufe (1, 2, 3) innerhalb
des restlichen Änderungsvorgangs in dieser Einstellung verbleibt.
2. Frequenzgenerator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß einzelnen oder mehreren
Selektionsstufen (1, 2,3) jeweils so viele stabilisierte Frequenzen zugeordnet sind, daß sich die durch eine
oder mehrere Selektionsstufen (I1 2, 3) benachbarter
Wertigkeit überstreichbaren Frequenzbereiche ganz oder teilweise überlappen.
3. Frequenzgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selektierbaren
Einzelfrequenzen (T7I, bis Fl,,, F2, bis F2„, F3, bis
F3„) dekadisch gegeneinander abgestuft sind und daß je eine der Selektionsstufen (1, 2, 3) den
einzelnen Dekaden umerschiedlicher Wertigkeit zugeordnet ist.
4. Frequenzgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale selektierbare
Einzelfrequenz (Fi,,) der niedrigsten Dekade (1) einen Wert aufweist, dem die niedrigste von Null
verschiedene Einzelfrequenz (F2,) der zweitniedrigsten
Dekade '2) entspricht.
5. Frequenzgenerator nach einem der Anspiüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein
Frequenzänderungsvorgang innerhalb eines mit Hilfe von zwei oder mehreren Selektionsstufen (1,2,
3) überstreichbaren Teilfrequenzbereiches (ST) aus Stellschrittfolgen (SFl, 5F2, SF3) unterschiedlicher
Selektionsstufen zusammensetzt.
6. Frequenzgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Selektionsstufen (1, 2, 3) über die Ausgänge eines jeweils zugeordneten Zählers (4, 5, 6) ansteuerbar
sind, dessen Eingänge über Torschaltungen (4a, 5a, 6a) mit einem Zählimpulsgenerator (16) verbunden
sind, und daß die Torschaltungen (4a, 5a, 6a) jeweils einzeln in der Reihenfolge der anzusteuernden
Selektionsstufen (1, 2, 3) geöffnet und nach dem Erreichen eines vorgegebenen Zählergebnisses in
dem jeweils zugeordneten Zähler (4, 5, 6) wieder geschlossen werden.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742458678 DE2458678C3 (de) | 1974-12-11 | 1974-12-11 | Frequenzgenerator |
DK504675A DK504675A (da) | 1974-12-11 | 1975-11-10 | Frekvensgenerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742458678 DE2458678C3 (de) | 1974-12-11 | 1974-12-11 | Frequenzgenerator |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2458678A1 DE2458678A1 (de) | 1976-06-16 |
DE2458678B2 DE2458678B2 (de) | 1977-09-08 |
DE2458678C3 true DE2458678C3 (de) | 1978-05-11 |
Family
ID=5933187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742458678 Expired DE2458678C3 (de) | 1974-12-11 | 1974-12-11 | Frequenzgenerator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2458678C3 (de) |
DK (1) | DK504675A (de) |
-
1974
- 1974-12-11 DE DE19742458678 patent/DE2458678C3/de not_active Expired
-
1975
- 1975-11-10 DK DK504675A patent/DK504675A/da unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK504675A (da) | 1976-06-12 |
DE2458678B2 (de) | 1977-09-08 |
DE2458678A1 (de) | 1976-06-16 |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |