DE2739035B2 - Frequenzsteuerbarer Oszillator mit einer Schaltungsanordnung zur Vervielfachung der Frequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen frequenzsteuerbaren Oszillator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für viele Anwendungen sind phasenstarre Regelkreise günstig, da sie ein Ausgangssignal mit einer Frequenz liefern, deren Genauigkeit und Stabilität hauptsächlich von einei' Referenzfrequenz abhängen, mit welcher die Frequenz des Ausgangssignals über den Regelkreis synchronisiert ist Außerdem läßt sich die Frequenz des Ausgangssignals ohne weiteres durch Änderung des Faktors steuern, mit welchem ein programmierbarer Teiler arbeitet der in dem Regelkreis enthalten ist Beispiele für phasenstarre Regelkreise und ihre Anwendungen sind z. B. im Anwendungsbericht ICAN-6101 in dem Buch »RCA Solid State 74 Data Book SSD-203B« beschrieben. Aus den obengenannten Gründen besteht Bedarf an der Anwendung phasenstarrer Regelkreise z. B. bei der Steuerung der Frequenz eines Uberlagerungsoszillator-Signals zur Abstimmung eines Radio- oder Fernsehempfängers und bei der Steuerung der Frequenz von Signalen, die zur Aussendung über einen Sender bestimmt sind.

Steuerbare Oszillatoren für phasenstarre Regelkreise zur Fernsehabstimmung sollen ein relativ hochfrequentes Überlagerungssignal erzeugen, das beispielsweise (in den USA) eine Frequenz zwischen 101 und 931 MHz hat. Da programmierbare Teiler, die in phasenstarren Regelkreisen Anwendung finden können, nicht ohne weiteres relativ hochfrequente Signale, d. h. Signale mit einer Frequenz wesentlich über 20 MHi, verarbeiten können, enthält ein Abstimmsystem .nit einer solchen Regelschleife im allgemeinen einen sehr schnellen

so Frequenzteiler oder Untersetzer, mit dem die Frequenz des Überlagerungssignals herabgeteilt wird, bevor es zu einem in der Regelschleife enthaltenen programmierbaren Teiler gelangt. Diese schnellen Untersetzer sind jedoch sehr aufwendig.

Ein aus der US-PS 39 31 588 bekannter steuerbarer Oszillator umfaßt eine ungerade Anzahl in Kaskade geschalteter Inverter-Stufen, die zu einer Ring-Konfiguration gekoppelt sind. Die Frequenz eines Ausgangssignals, das am Ausgang irgendeiner Stufe abgenommen wird, läßt sich durch Veränderung einer Spannung steuern, die einem gemeinsamen, mit jeder Stufe gekoppelten Steueranschluß zugeführt wird. Diesem bekannten Oszillator in mancher Beziehung ähnliche steuerbare Oszillatoren sind aus der US-PS 34 28 913,

h5 der US-PS 35 53 484 und der US-PS 38 31 112 bekannt. Zur Erzeugung höherer Frequenzen, wie der Überlagerungsfrequenz, sind separate Frequenzvervielfacher notwendig, wenn diese Oszillatoren für ein Fernseh-Ab-

Stimmsystem verwendet werden sollen. Es gibt z.B. Frequenzvervielfacher, bei denen eine Schaltung mit einer Grundfrequenz kurzzeitig angeregt wird und dann gedämpfte, abklingende Nach-Schwingungen mit der Frequenz einer Harmonischen erzeugt Es gibt ferner Anordnungen, bei denen ein Signal auf eine Verzögerungseinrichtung gekoppelt wird, die verschiedene verzögerte Signale abgibt Die verzögerten Signale werden zur Erzeugung eines Signals aufsummiert dessen Frequenz ein Vielfaches der Frequenz des Signals .hi, das auf die Verzögerungseinrichtung gekoppelt wurde.

Aus der DE-OS 21 26 469 ist es an sich bekannt nämlich bei einem HF-Leistungsverstärker, zwischen die Stromzuführung einer HF-Schaltung und eine Stromquelle eine Impedanz zu schalten, mittels derer eine Ausgangsspannung gebildet wird, die eine vorbestimmte Frequenz enthält

Aus der DE-AS 20 47 357 ist schließlich eine Schaltungsanordnung zur Synchronisierung eines Oszillators bekannt bei welcher in einem bestimmten Zustand Strom während einer Zeitspanne fließt die kleiner ist als die Periode des in der Oszillatorschaltung erzeugten Signals. Genauer gesagt ist ein Transistorschalter vorgesehen, der von der am Ausgang eines Frequenzteilers abgegebenen Spannung jeweils für die zwischen zwei Potentialsprüngen liegende Zeitspannen der Oszillatorspannung in seinen leitenden Zustand gesteuert wird und über den in diesem Zustand eine Synchronisationsspannung einem Schaltungspunkt des Oszillators zugeführt wird, dessen Potential bei Erreichen eines bestimmten Wertes einen Potentialsprung der Oszillatorspannung veranlaßt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Oszillator anzugeben, der einerseits ohne zu aufwendige Frequenzteiler in Verbindung mit einem phasenstarren Regelkreis betrieben werden kann, andererseits aber die z. B. für ein Radio- oder Fernseh-Abstimmsystem oder in einem Sender erforderlichen relativ hohen Frequenzen ohne einen separaten Frequenzvervielfacher liefert wie er bei den bekannten Oszillatoren mit zu einem Ring geschalteten Inverterstufen erforderlich war.

Diese Aufgabe wird bei einem Oszillator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der hier beschriebene steuerbare Oszillator stellt zugleich einen Frequenzvervielfacher dar. Er ist daher sehr günstig in einfach aufgebauten phasenstarren Regelkreisen, z. B. eines Funkempfängers oder eines Senders, einsetzbar. Hierbei wird das erste Signal mit der Frequenz f\ in dem Regelkreis verwendet, während das zweite Signal, dessen Frequenz ein Mehrfaches der Frequenz des ersten Signals beträgt, als besonders hochfrequentes Nutzsignal, z. B. als Überiageningssignal dient

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines steuerbaren Oszillators, der in einer phasenstarren Regelschleife des Abstimmsystems eines Fernsehempfängers arbeitet,

Fig.2 einen Signalplan zum Schaltbild nach Fig. 1 und

Fig.3 ein Schaltbild eines steuerbaren Oszillators, der in einer phasenstarren Regelschleife zur Erzeugung eines Sendesignals arbeitet.

Gemäß Fig.! enthält ein Fernsehempfänger 10, der zum Empfang eines modulierten HF-Fernseh-Trägers an eine Antenne 12 angeschlossen ist eine HF-Stufe 14 zur Verstärkung und weiteren Verarbeitung des empfangenen Trägers. Das aus der HF-Stufe kommende HF-Signal wird in einer Mischstufe 16 mit einem Überlagerungssignal kombiniert, das von einem Oszillator 18 stammt In der Mischstufe entsteht dadurch ein ZF-SignaL Dies ZF-Signal wird in einer ZF-Stufe 20

ίο verstärkt gefiltert und weiter verarbeitet Es gelangt von dort zu einer Signalverarbeitungsstufe 22, welche die Bild- und die Tonkomponenten des ZF-Signals getrennt verarbeitet und mit diesen eine Bildröhre 24 zur Erzeugung des Bildes sowie einen Lautsprecher 26 ansteuert

_ Die Frequenz des vom Oszillator 18 erzeugten Oberlagerungssignals wird mittels eines Abstimmsystems 28 geregelt das im wesentlichen aus einer phasenstarren Regelschleife besteht Das Abstimmsy stern 28 umfaßt einen Referenzoszillator 30, bei dem es sich z. B. um einen 'Kristall-Oszillator handeln kann. Der Referenzoszillator erzeugt ein Signal, das eine genau und stabil eingehaltene Frequenz hat Das Ausgangssignal des Referenzoszillators 30 gelangt zu einem Teiler 32 mit dem Teilerfaktor R, bei dem es sich z. B. um einen Binärzähler handeln kann, der die Eingangs-Frequenz auf eine um den Faktor R kleinere Frequenz herabteilt

Ein Signal, das in noch zu erläuternder Weise erzeugt wird und eine Frequenz hat, die um einen ungeradzahli-

gen Faktor kleiner als die Frequenz des Überlagerungssignals für die Mischstufe 16 ist, gelangt über eine Verbindung 148 zu einem Teiler 36 mit dem Teilerfaktor N, der die Frequenz um den Teilerfaktor N herabteilt wobei der Teilerfaktor entsprechend dem an einem Kanalwähler 38 eingestellten Kanal verändert wird. Der Teiler 36 kann beispielsweise einen programmierbaren Zähler umfassen, der pro Zyklus seines Ausgangssignals MZyklen seines Eingangssignals abzählt wobei N durch BCD-Signale eingestellt wird, welche dem jeweils gewählten Kanal entsprechen.

Die Ausgangssignale der beiden Teiler 36 und 32 gelangen zu einem Detektor 34, der ein Vergleichssignal erzeugt, das dem Phasen- und Frequenz-Unterschied zwischen den beiden Eingangssignalen entspricht Beispielsweise erzeugt der Detektor 34 eine Serie von Impulsen, deren Dauer von der gegenseitigen Phasen- und Frequenz-Beziehung der Ausgangssignale der beiden Teiler 32 und 36 abhängt. Das Vergleichssignal des Detektors 34 wird in einem Tiefpaßfilter 35 zur

so Gewinnung einer Steuer-Gleichspannung für den Oszillator 18 gefiltert.

Für das Abstimmsystem 28 dind die Komponenten der phasenstarren Regelschleife geeignet, die in dem erwähnten RCA-Anwendungsbericht ICAN 6101 be schrieben ist.

Der Überlagerungs-Oszillator 18 umfaßt eine ungerade Anzahl η in Kaskade geschalteter binärer Inverterstufen 40-1 bis 40-n, wobei der Ausgang der letzten Stufe 40-n über eine Rückkoppiungsstrecke 50 zum Eingang der ersten Stufe 40-1 rückgekoppelt ist, so daß eine schwingfähige Ring-Konfiguration entsteht Obwohl der Übersichtlichkeit halber die Inverter 40-2 bis 40-n mit ihrem vereinfachten Schaltbild dargestellt werden, sind sie in der gleichen Weise wie der Inverter

b5 40-1 aufgebaut. Dieser umfaßt einen p-MOS-FET 41 (Metalloxid-Feldeffekttransistor vom p-Kanal-Typ), der mit einem n-MOS-FET 43 zu einem komplementär symmetrischen Metalloxid-Halbleiter-Inverter (COS/

MOS) zusammengeschaltet ist, wie er in dem von RCA Corp, Solid State Division, Summerville, New Jersey, USA, verlegten »RCA COS/MOS Integrated Circuit Manual« beschrieben ist. Parasitäre Kapazitäten 42-1 bis 42-/I überbrücken jeweils die Ausgänge der Stufen 40-1,40-2 bzw. 40-n.

Von einer eine positive Speisespannung erzeugenden Stromquelle + V_K gelangt Speisestrom zu den zusammengeschalteten Speise-Stromzuführungen 48-1, 48-2 und 48-n der Stufen 40-1,40-2 bzw. 40-n, und zwar über einen Resonanzkreis 46 und die Kollektor-Emitter-Strecke eines NPN-Transistors 44. Die zweiten Speise-Stromzuführungen der Inverter 40-1, 40-2 und 40-n sind gemeinsam an Masse angeschlossen. Der Transistor 44 ist als Emitterfolger geschaltet und mit seiner Basis über das Tiefpaßfilter 35 an den Ausgang des Detektors 34 angeschlossen.

Es sei für den Betrieb der Anordnung vorläufig angenommen, daß die Ausgangsspannung des Detektors 34 konstant ist.

Dann schwingt die Ring-Konfiguration der Inverterstufen 40-1 bis 40-n mit einer Frequenz f\, die vom Übertragungsleitwert und der parasitären Kapazität jeder Stufe abhängt Einzelheiten hierzu sind in der genannten US-PS 39 31588 angegeben. Das am Ausgang einer bestimmten Stufe entstehende Signal ist gegenüber dem Signal am Ausgang der vorhergehenden Stufe um p^;ne Zeitspanne verzögert, die der Signal-Laufzeit durch die betreffende Stufe entspricht. Da die den einzelnen Stufen eigenen Verzögerungen die Schwingungsfrequenz /i bestimmen, entspricht die einer bestimmten Stufe zugeordnete Verzögerung einer Phasenverschiebung von 180°/n bei der Schwingungsfrequenz /1 (unter der Annahme, daß die Verzögerungen bzw. Laufzeiten aller Stufen gleich sind). Wenn η klein ist, arbeitet die Schaltung mit einer Frequenz, bei der sich ein derartiger Amplitudenphasengang einstellt, daß die Ausgangsspannung jeder Stufe angenähert sinusförmigen Verlauf hat Bei großem n, z. B. /J= 7, 9, 11 usw, ergibt sich ein mehr rechteckförmiger Signalverlauf. In beiden Fällen jedoch umfaßt der in den Stromzuführungen 48-1,48-2 und 48-n fließende Strom eine Serie von Impulsen kurzer Dauer, was noch genauer erläutert werden wird, Zwar ist der Ausgang der letzten Stufe 40-n auf den Detektor 34 gekoppelt, jedoch könnte auch das Ausgangssignal irgendeiner anderen Stufe, z. B. der Stufe 40-1 oder 40-2 statt dessen dem Detektor 34 zugeführt sein.

Wenn der Ausgang jeder Stufe von einem Ausgangspegel auf den anderen aufgrund des Ausgangssignals der jeweils vorhergehenden Stufe umschaltet wird hierdurch eine Serie von Strom-Impulsen relativ kurzer Dauer hervorgerufen, die in der Stromzuführung 48-1, 48-2 oder 48-n der jeweiligen Stufe fließen. Die in der Stromzuführung 48-1,48-2 oder 48-n der Stufe fließende Strom-Impuls-Serie ist aus zwei Komponenten zusammengesetzt Die erste Komponente umfaßt eine Serie von Strom-Impulsen, die jeweils dann in der Stromzuführung der betreffenden Stufe hervorgerufen werden, wenn eine Strecke niedriger Impedanz zwischen der Stromzuführung der Stufe und Masse gebildet ist, weil der eine MOS-FET der Stufe gerade gesperrt wird, während der andere praktisch gleichzeitig durchschaltet Die Strom-Impulse der ersten Komponente treten also auf, wenn der p-Kanal-MOS-FET 41 der Stufe durchgeschaltet und ihr n-Kanal-MOS-FET 43 gesperrt wird, und außerdem, wenn der n-Kanal-MOS-FET durchgeschaltet und der p-Kanal-MOS-FET der Stufe gesperrt wird. Daher treten die Strom-Impulse der ersten Komponente mit einer Frequenz 2/i auf.

Die zweite Komponente umfaßt eine zweite Serie Strom-Impulse, von denen jeder auf den Strom zurückgeht, der in die an den Ausgang der betreffenden Stufe gekoppelte Kapazität zu ihrer Aufladung über die Stromzuführung der Stufe jedesmal dann fließt, wenn der p-Kanal-MOS-FET 41 der betreffenden Stufe gesperrt wird. Da der p-Kanal-MOS-FET jeder Stufe nur während jedes zweiten Strom-Impulses der ersten Komponente durchgeschaltet wird, treten die Strom-Impulse der zweiten Komponente synchron mit jedem zweiten Strom-Impuls der ersten Komponente auf und haben daher die Frequenz f\. Die erste und zweite Komponente werden in der Stromzuführung der Stufe zu einem Signai vereinigt, das eine Serie von impulsen relativ großer Amplitude und der Frequenz /i sowie eine Serie von Impulsen relativ kleiner Amplitude und ebenfalls der Frequenz /1 umfaßt, wobei jedoch die Impulse kleinerer Amplitude jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen höherer Amplitude auftreten. Insgesamt hat daher das in der Stromzuführung jeder Stufe gebildete Signal zwei Komponenten mit den Frequenzen /i bzw. 2/i. Die in F i g. 2 gezeigten Signalverläufe a, b und c geben den zeitlichen Verlauf der Signale wieder, die in den Stromzuführungen der drei Inverterstufen einer Ring-Konfiguration gebildet werden, bei der π gleich 3 ist

In der Impedanz-Strecke zwischen der Stromquelle Vco und den zusammengeschalteten Stromzuführungen der Stufen 40-1,40-2,40-n werden die in den einzelnen Stromzuführungen gebildeten Signale aufsummiert Dies führt zur Bildung eines Signals am Kollektor des Transistors 44, dessen Frequenz /2 entweder das n- oder das 2/3-fache (abhängig von der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 46) der Frequenz' f\ der Ring-Konfiguration selber beträgt Das am Kollektor des Transistors 44 entstehende Signal relativ hoher Frequenz (nf\ oder 2nf\) wird als Überlagerungssignal genutzt und deshalb über eine Leitung 52 der Mischstufe 16 zugeführt In F i g. 2 ist mit dem Signalverlauf d gezeigt, daß bei 3 Stufen das in der Strecke zwischen der Stromquelle und den zusammengeschalteten Stromzuführungen der Inverter gebildete Signal eine Frequenz hat, die dreimal so groß wie die eigentliche Frequenz f\ des Oszillators mit den in Kaskade in einem Ring geschalteten Stufen ist

Da der Übertragungsleitwert jeder Stufe eine Funktion der Speisespannung ist ist auch die Schwingungsfrequenz /i des Oszillators 18 eine Funktion der an den zusammengeschalteten Stromzuführungen der Inverterstufen 40-1,40-2 und 40-n angelegten Spannung. Die Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz eines Oszillators aus Feldeffekttransistoren in einer Komplementär-Konfiguration von der Speisespannung ist in der US-PS 37 25 822 als eine unerwünschte Eigenschaft beschrieben. Entsprechend ist auch das in der Frequenz vervielfachte Ausgangssignal, das in der Impedanz-Strecke, d.h. auf der Leitung 52 entsteht, bezüglich seiner Frequenz eine Funktion des Signals, mit welchem die zusammengeschalteten Stromzuführungen der Inverterstufen beaufschlagt werdea

Die Frequenz-Steuer-Charakteristik des Oszillators 18 wird für das Abstimmsystem 28 mit Vorteil genutzt Die vom Detektor 34 in Verbindung mit dem Tiefpaßfilter 35 erzeugte Steuerspannung wird über den Emitterfolger-Transistor 44 auf die zusammengeschalteten Stromzuführungen 48-1, 48-2 und 48-/7 gegeben.

Um die richtige Arbeitsweise des Oszillators 18 sicherzustellen, sollte der niedrigste Wert der Steuerspannung zweckmäßigerweise größer gewählt werden als die in der zitierten Veröffentlichung »COS/MOS Integrated Circuit Manual« definierte Schwellenspan- -. nung der Inverterstufe 40-1, 40-2 und 40-n. Die Steuerspannung wird so lange variiert, bis Phase und Frequenz der Ausgangssignale der Teiler 32 und 36 eine vorbestimmte gegenseitige Phasen- und Frequenz-Beziehung haben, z. B. praktisch gleich sind und dann das in Abstimmsystem 28 phasenstarr geworden ist. Unter den dann erreichten Bedingungen ist die Beziehung zwischen der Frequenz fades Überlagerungssignals und der Frequenz /« des Referenzsignals vom Ausgang des Teilers 32 durch folgenden Ausdruck gegeben:

fo = fi = nNft

fo = J₂ = InNf_R

abhängig davon, auf welche Frequenz der Resonanzkreis 46 abgestimmt ist.

Der Resonanzkreis 46 ist breitbandig auf einen Bereich um die Frequenz des Signals abgestimmt, das _>> am Transistor 44 entsteht, wenn die zusammengeschal· teten Stromzuführungen der Inverterstufen 40-1, 40-2 und 40-n über den Transistor 44 mit einer in der Bereichsmitte liegenden Spannung beaufschlagt werden, so daß das Überlagerungssignal relativ frei von in unerwünschten Frequenzkomponenten ist.

Es ist darauf hinzuweisen, daß zwar ein relativ hochfrequentes Überlagerungssignal mittels des Abstimmsystems 28 zusammengesetzt wird, dies jedoch durch Synchronisation des relativ niedrigfrequenten η Ausgangssignals des Oszillators 18 von dessen Stufe 40-n bewerkstelligt wird und nicht durch Herabteilen der hohen Überlagerungsfrequenz mittels eines relativ komplexen und daher teuren Untersetzers, wie er üblicherweise in Abstimmsystemen mit phasenstarrer to Regelschleife eingesetzt wird.

Eine dem Oszillator 18 gleichende Konfiguralion aus drei CD4007 COS/MOS-integrierten Invertern lieferte eine Grund-Frequenz f\ von ungefähr 6,66 MHz bei Anlegen einer Steuerspannung von 7 Volt und von 4i ungefähr 10 MHz bei einer Steuerspannung von 10 Volt. Dies entspricht der Abgabe einer vervielfachten Frequenz /₂ von 20bzw.30 MHz.

Natürlich sind an der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich. Zum Beispiel braucht nicht unbedingt ein Emitterfolger-Transistor 44 eingesetzt zu werden, obwohl er zweckmäßig ist, weil er nicht nur als Element zur Kopplung der Steuerspannung zum Oszillator 18, sondern auch als ein Trennverstärker (Puffer) zwischen ii dem Tiefpaßfilter 35 und dem Oszillator 18 dient. Wenn man den Transistor 44 weglassen und den Resonanzkreis 46 unmittelbar an die zusammengeschalteten Stromzuführungen der Inverterstufen 40-1, 40-2 und 40-n ankoppeln will, läßt sich die Steuerspannung μ beispielsweise an dem Anschluß anlegen, an dem gemäß F i g. 1 die Speisespannungsquelle + Kr angeschlossen ist Auch kann der Resonanzkreis 46 in die anderen Stromzuführungen der Stufen eingefügt sein, die an Masse angeschlossen sind. Weiterhin kann es zweckmä- bi ßig sein, zusätzlich zu den parasitären Kapazitäten 42-1 bis 42-« einen diskreten Kondensator zwischen die Inverterstufen zu schalten, um die Laufzeit-Verzögerungen zwischen den aufeinanderfolgenden Stufen einander anzugleichen und so die Symmetrie und damit Frequenzreinheit des auf der Leitung 52 erhaltenen Signals zu verbessern. Weiterhin können statt der angegebenen COS/MOS-Inverterstufen andere Arten von Invertern zur Bildung des Oszillators 18 verwendet werden. Es kommen beispielsweise auch komplementäre SOS-(Silicium- oder Saphir-)lnverter in Frage. Darüber hinaus können auch andere Stufen-Arten eingesetzt weden, die sich so einstellen lassen, daß Strom-Impulse erzeugt werden, deren Dauer deutlich kleiner als die Periodendauer des Ausgangssignals der Ring-Konfiguration ist.

Schließlich ist auch daran gedacht, die Ausführungsform gemäß F i g. I und ihre Abwandlungen nicht nur für Abstimmsysteme mit phasenstarrer Regelschleife, sondern auch für andere Anwendungen einzusetzen. Beispielsweise kann gemäß Fig.3 eine phasenstarre Regelschleife mit einem steuerbaren Oszillator gemäß der Erfindung zur Erzeugung eines frequenzmodulierten FM-Trägers eingesetzt werden, der über einen Sender abgestrahlt werden soll.

Gemäß F i g. 3 umfaßt ein FM-Sender, bei dem es sich beispielsweise um den Sendeteil eines Sendeempfängers handelt, eine phasenstarre Regelschleife eines Systems 228 für die Synthese der verschiedenen, den einzelnen Sendekanälen zugeordneten Nennfrequenzen des Trägers. Die Baugruppen der phasenstarren Regelschleife einschließlich eines steuerbaren Oszillators, die durch die Bezugszahlen 218 bis 248 identifiziert sind, gleichen den entsprechenden Komponenten der phasenstarren Regelschleife des Abstimmsystems 28 nach Fig. 1.

Wenn mittels eines Kanalwählers 238 ein bestimmter Sendekanal ausgewählt wird, gelangen entsprechende BCD-Signale zu einem Teiler 236 mit dem Teilerfaktor /V und führen zur Verstellung des Teilerfaktors N. Der durch eine Spannung steuerbare Oszillator 218 erzeugt nun auf der Leitung 252 ein Signal mit einer Frequenz, die von der Steuer-Gleichspannung eingestellt wird, welche ein Tiefpaßfilter 235 der phasenstarren Regelschleife abgibt. Abhängig davon, auf welchenn Frequenzbereich ein Resonanzkreis 246 breitbandig abgestimmt ist (nämlich entweder um die Frequenz nf\ oder 2nf{), hat die Wechselkomponente des auf der Leitung 252 anstehenden Signals eine Nominalfrequenz, die entweder durch den Ausdruck (1) oder den Ausdruck (2) gegeben ist

In an sich bekannter Weise werden NF-Signale, die von einer Tonsignalquelle 312, beispielsweise einem Mikrofon, stammen, in einem NF-Verstärker 314 verstärkt und über einen Kondensator 316 auf eine Summierschaltung aus zwei Widerständen 318 und 320 gekoppelt Die Summierschaltung kombiniert die verstärkten NF-Signale mit der Steuer-Gleichspannung. Dies führt dazu, daß das auf der Leitung 252 anstehende Signal entsprechend der Toninformation im NF-Signal, ausgehend von der oben definierten Frequenz, frequenzmoduliert ist Dieses frequenzmodulierte Signal auf der Leitung 252 wird anschließend mittels eines Vorverstärkers 322 und eines Endverstärkers 324 verstärkt und dann über eine Sendeantenne 326 ausgestrahlt.

Hier/u 2 Uliill Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Frequenzsteuerbarer Oszillator mit einer Schaltungsanordnung zur Vervielfachung der Frequenz, mit einer Anzahl π von in Kaskade geschalteten, jeweils ein Schaltglied zur Erzeugung eines von zwei Ausgangsspannungswerten enthaltenden Stufen, an deren Ausgang jeweils eine Kapazität im Nebenschluß zu dem Ausgang liegt, wobei die Stufen periodisch nacheinander ihren Schaltzustand wechseln und dabei ein erstes Signal mit einer Frequenz f\ erzeugen, und mit einer Stromquelle, die jede Stufe über je eine Stromzuführung mit Strom versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe (40, 240) derart ausgelegt ist, daß sie beim Umschalten von einem Zustand in den anderen Leistung während einer Zeitspanne verbraucht, die kleiner als die Periode des ersten Signals ist, und daß zwischen den Stromzuführungen (48, 248) alier Stufen (40, 240) und der Stromquelle (+ Va) eine Impedanzanordnung (Resonanzkreis 46, 246) zur Bildung eines zweiten Signals liegt, das eine Komponente mit der Frequenz n/i hat

2. Oszillator nach Anspruch 1, dahingehend abgewandelt, daß das zweite Signal eine Komponente mit der Frequenz 2nf\ hat.

3. Oszillator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe (40) einen Signal-Inverter umfaßt, daß η eine ungerade Zahl ist und daß die Signal-Inverter in Kaskade zu einer Ring-Konfiguration zusammengeschaltet sind, die mit der Frequenz /1 schwingt.

4. Oszillator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Signal-Inverter Feldeffekttransistoren (41; 43) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps enthält, die in einer Komplementär-Konfiguration gekoppelt sind.

5. Oszillator nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Abstimmsystem (28) zur Erzeugung eines Steuer- oder Stellsignals, mit welchem die Kaskadenschaltung der Stufen (40) zur Steuerung oder Regelung der Frequenz des ersten Signals beaufschlagt wird.

6. Oszillator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstimmsystem (28) mit den Stromzuführungen (48) der Stufen (40) gekoppelt ist und deren Stromversorgung steuert.

7. Oszillator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstimmsystem (28, 228) durch einen phasenstarren Regelkreis gebildet ist, der einen Referenzoszillator (30) zur Erzeugung eines Referenzfrequenzsignals und einen Detektor (34) enthält, der in Abhängigkeit von dem Referenzfrequenzsignal und dem ersten Signal ein die Phasen- und Frequenzbeziehung zwischen diesen beiden Signalen wiedergebendes Vergleichssignal erzeugt, aus welchem das Stellsignal hergeleitet wird.

8. Oszillator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstimmsystem (228) eine Einrichtung (Tonsignalquelle 312) zur Änderung der Amplitude des Stellsignals unter Steuerung durch ein Informationssignal aufweist.

9. Oszillator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzanordnung (Resonanzkreis 46, 246) ein fre-

quenzselektives Glied umfaßt, das breitbandig auf einen Bereich um eine der beiden Frequenzen nf\ oder 2/j/i abgestimmt ist

10. Oszillator nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzanordnung (Resonanzkreis 46,246) ein frequenzselektives Glied und einen zwischen einem das Stellsignal liefernden F>lter (35) und den Stromzuführungen (48, 248) liegenden Trennverstärker (Transistor 44,244) enthält

11. Oszillator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennverstärker durch einen als Emitterfolger geschalteten Transistor (44, 244) gebildet ist, dessen Basis das Steuer- oder Stellsignal zugeführt ist