DE2716044C2 - Schaltung zum Vergleich der Frequenzen zweier elektrischer Signale - Google Patents

Description

Länge. Aus dieser Impulsspannung 16 wird in einem Integrierglied 7 der Gleichspannungs-Mittelwert gebildet Die Schaltungsteile 6 und 7 stellen einen Frequenz/ Gleichspannungs-Wandler dar. Der Gleichspannungs-Mittelwert liegt am Eingang eines Schmidt-Triggers 8. Der Ausgang 9 des Schmitt-Triggers 8 stellt den Ausgang der Frequenzvergleichsschaltung dar.

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Bei Übereinstimmung der Frequenzen der beiden an den Eingängen D und Γ des Flip-Flops 1 liegenden Signale ist die Ausgangsspannung des Integriergliedes 7 gleich NuIL Der Schmitt-Trigger 8 behält also seine Grundstellung. Der der Grundstellung des Schmitt-Triggers zugeordnete logische Zustand an seinem Ausgang 9, z. B. logisch »0«, beinhaltet die Information, daß die beiden Frequenzen am Flip-Flop 1 übereinstimmen. Im beschriebenen Anwendungsfall bedeutet dies, daß der Sender richtig eingestellt ist

Durch die Verwendung des Monoflops 6 zur Bildung der Gleichspannung aus dem Ausgangssignal des D-Flip-Flops 1 ist wegen der konstanten Impulsbreite der Ausgangsimpulse des Monoflops 6 gewährleistet, daß die Gleichspannung linear mit der Frequenz des Ausgangssignals des D-Flip-Flops 1 ansteigt Es ist auch möglich anstelle des Monoflops 6 ein Differenzierglied zu verwenden, das aus den Taktflanken der Ausgangsimpulse des D-Flip-Flops t, z. B. jeweils aus der Vorderflanke, Differenzierimpulse mit konstantem Flächeninhalt erzeugt

Der Schmitt-Trigger 8 besitzt eine Hysterese, die so bemessen ist, daß einerseits das Ausgangssignal bei sehr geringer Ungleichheit der zu vergleichenden Frequenzen nicht hin und her springt, sondern stabil ist, und andererseits die Empfindlichkeit der Schaltung genügend groß ist Bei einer bestimmten gegenseitigen Abweichung der Frequenzen an den Eingängen D und Γ des Flip-Flops 1 steigt die Ausgangsspannung des Integriergliedes 7 so weit an, daß die die Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers erreicht wird. Beim Oberschreiten der Ansprechschwelle schaltet der Schmitt-Trigger um. Damit wechselt der logische Zustand am Ausgang des Schmitt-Triggers 8, z.B. auf logisch »1«. Dieses Ausgangssignal bedeutet daß die Frequenzen voneinander

ίο abweichen, bzw. daß der Sender nicht richtig eingestellt ist Der Wert für die Abweichung der Frequenzen an den Eingängen D und T des Flip-Flops 1, bei dem das Signal am Ausgang 9 der Schaltung wechselt, kann durch Justierung der Ansprechschwelle des Schmitt-

Triggers 8 oder Änderung der Mono-Flop-Zeit eingestellt werden.

Die beschriebene Schaltung ist z. B. anwendbar bei der Steuerung eines Rundfunkempfangsgerätes mit einem Mikroprozessor. Der Mikroprozessor braucht zur Steuerung ein Informations-Signal, das aussagt, ob ein gespeicherter Sender, der angewählt worden ist, richtig eingestellt ist oder nicht Ein anderes Anwendungsbeispiel sind PLL-Schaltungen mit großen Zeitkonstanten. Dort kann die beschriebene Schaltung als Fanghilfe dazu verwendet werden, die Zeitkonstante der PLL-Schaltung bei Annäherung an den synchronisierten Zustand von einem zunächst kleinen Wert auf einen großen Wert umzuschalten.

Die Eingänge Γ und D der beschriebenen Schaltung sind zueinander gleichwertig. Sie können also vertauscht werden. Die Frequenzen der zu vergleichenden Signale können beide variabel sein oder es kann eine der Frequenzen, wie beschrieben, einen festen Wert besitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2

Verwendung von einem der PLL-Schaltung nachge-

Patentansprflche: schalteten Schmitt-Trigger, der als Impulsformer dient,

beschrieben.

1 Schaltung zum Vergleich einer festen Bezugs- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

frequenz mit einer variablen Frequenz, insbesondere 5 Schaltung anzugeben, die ein Ergebnis liefert, ob die

einer Frequenz eines FM-Zwischenfrequenz-Signals Frequenz zweier Signale gleich oder ungleich sind,

eines UKW-Oberlagerungsempfängers, g e k e η η - Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegt-

zeichnet durch ein taktflankengesteuertes D- bene Erfindung gelöst Ein einfaches Ausführungsbei-

Flip-Flop (1), an dessen D-Eingang (D) das eine Si- spiel ist in den Unteransprüchen angegeben,

gnal und an dessen Takteingang (T) das andere Si- io Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der

gnal liegt und durch einen dem Ausgang des D-Flip- Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläu-

Flops nachgeschalteten Frequenz Gleichspannungs- tert Es zeigt

Wandler (6,7) dessen Ausgangssignal bei einem ei- F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

ner bestimmten Frequenz zugeordneten Schwellen- Fig.2 Impulsdiagramme zur Schaltung gemäß

wert einen Schwellenwertschalter (8) umschaltet is Fig. 1.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadruch gekenn- Bei der Erläuterung der Funktionsweise der Schalzeichnet daß der Schwellenwertschalter (8) einen tung gemäß Fig. 1 wird auf die Impulsdiagramme in Schmitt-Trigger umfaßt F i g. 2 Bezug genommen. Die den in F i g. 2 dargestell-

3. Schaltung nach Anspruch J, dadurch gekenn- ten Impulsreihen 11,12,15 und 16 zugeordneten Schalzeichnet daß der Frequenz-Gleichspannungs- 20 tungspunkte in F i g. 1 sind mit den gleichen Bezugszei-Wandler (6,7) als hintereinander geschaltete Schal- chen versehen. In Fi g. 1 ist ein taktflankengesteuertes tungsteile einen Monoflop (6) und ein Integrierglied D-Flip-Flop 1 dargestellt und mit einem Eingang D, im (7) enthält folgenden D-Eingang genannt, und einem Takteingang

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Γ und Aussrängen Q und Q. Ein taktflankengesteuertes zeichnet daß sie dazu verwendet wird, die Zeitkon- 25 D-Flip-Flop übernimmt bekanntlich bei einer Flanke traste einer PLL-Schaltung bei Annäherung an den des Taktimpulses, z. B. immer bei der positiven Flanke synchronisierten Zustand von einem zunächst klei- (13 in Fig.2), den gerade anliegenden logischen Zunen Wert auf einen größeren Wert umzuschalten. stand am D-Eingang auf den Ausgang Q. Wenn am D-

Eingang der logische Zustand gewechselt wird, so wirkt

30 sich dieses erst bei der nächsten positiven Flanke des

Taktimpulses auf die Stellung des Flip-Flops 1 aus, sofern der neue logische Zustand am D-Eingang bis zur

Es sind Rundfunkempfänger bekannt mit elektroni- nächsten positiven Taktflanke beibehalten wird. Ein sol-

schen Speichern, in denen Frequenzen einzelner Sender ches D-Flip-Flop ist z.B. als integrierte Schaltung

als digitale Codewörter gespeichert werden können. 35 SN 7474 käuflich.

Auf einen bestimmten Sender kann durch Abruf des Die beschriebene Eigenschaft des D-Flip-Flops wird zugeordneten gespeicherten Codewortes abgestimmt bei der dargestellten Schaltung für den Frequenzverwerden. Die Abstimmung erfolgt automatisch beispiels- gleich ausgenutzt Die zu vergleichenden Signale liegen weise mittels einer PLL-Schaltung. Bei UKW-Empfän- als Rechteckschwingungen 11 und 12 (Fig.2) mit den gern ist das Ausgangssignal des bei diesen Empfängern 40 logischen Pegeln Null und Eins vor. Das eine Signal 11 vorhandenen Ratio-Detektors ein Maß dafür, wie genau ist über eine Eingangsklemme 2 an den D-Eingang des auf einen Sender abgestimmt ist Der Ratio-Detektor Flip-Flops 1 gelegt und das andere Signal 12 liegt am hat den Nachteil, daß er abgeglichen werden muß und Takteingang Γ des Flip-Flops 1. Im dargestellten Fall ist durch Alterung verstimmt werden kann. Dieser Nach- die Frequenz des am D-Eingang liegenden Signals 11 teil ist bei bekannten digital arbeitenden Frequenzver- 45 fest mit 25 kHz angenommen. Sie ist von einem Quarzgleichern, in denen das Zwischenfrequenz-Signal des oszillator 10 abgeleitet. Das andere Signal stellt das her-Empfängers mit einem Signal mit fester Frequenz ver- untergeteilte FM-ZF-Signal eines UKW-Überlageglichen werden kann, vermieden. Die feste Frequenz rungsempfängers dar. Das ZF-Signal mit einer Frekann beispielsweise von einem quarzstabilisierten Oszil- quenz von etwa 10,7 MHz ist über eine Eingangsklemlator abgeleitet sein. Bei einem bekannten Frequenzver- 50 me 4 zugeführt und wird mittels eines Teilers 3 auf die gleicher dieser Art (DE-OS 22 38 954) wird je nachdem, Größe der Vergleichsfrequenz von 25 kHz heruntergeob die variable Frequenz größer oder kleiner als die teilt. Dazu ist ein Teilerverhältnis von 1 :428 erforder-Vergleichsfrequenz ist, ein positiver oder negativer Im- lieh. Der Quarzoszillator 10 kann zugleich als Referenzpuls erzeugt signalquelle einer PLL-Abstimmschaltung zur Abstim-

Auch auf anderen Gebieten der Technik als dem be- 55 mung des Überlagerungsempfängers dienen. Eine PLL-schriebenen werden Frequenzvergleicher angewendet. Abstimmschaltung ist z. B. in der Zeitschrift »radio fernin manchen Anwendungsfällen genügt es, daß der Fre- sehen elektronik«, 23 (1974), Heft 2, Seite 45 ff. bequenzvergleicher eine Information liefert, ob eine ver- schrieben.

änderliche Frequenz mit einer festen Frequenz überein- Die Frequenz des Ausgangssignals 15 des D-Flipstimmt oder nicht. 60 Flops 1 entspricht der Differenz der Frequenzen der

Aus der CH-Firmenschrift d. Hasler AG, Bern, 1970, beiden an den Eingängen Γ und D liegenden Signale 11

Artikel »Elektronischer Impulsgeber für Eisenbahnfahr- und 12. Sie ist bei vollkommener Übereinstimmung der

zeuge«, S. 10 bis 13 ist es bekannt, mit Hilfe eines D- Frequenzen dieser Signale 11 und 12 gleich Null, weil

Flip-Flops zwei Signale gleicher Frequenz, jedoch un- dann bei jeder positiven Taktflanke der gleiche logische terschiedlicher Phasen zu vergleichen. 65 Zustand am D-Eingang vorgefunden wird. Das Signal 15

Aus DD-Z »radiofernsehen elektronik« Bd. 25,(1976) ist dem Triggereingang eines taktflankengesteuerten

H. 7, S. 216—219 sind die Eigenschaften von passiven Monoflops 6 zugeführt. Am Ausgang des Monoflops 6

und aktiven Tiefpässen in PLL-Schaltungen sowie die steht eine Impulsspannung 16 mit Impulsen definierter