DE68911276T2 - Signalgenerator mit einer kombinierten, in Phase und in Frequenz verriegelten Schleife. - Google Patents

Signalgenerator mit einer kombinierten, in Phase und in Frequenz verriegelten Schleife.

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DE68911276T2
DE68911276T2 DE89113589T DE68911276T DE68911276T2 DE 68911276 T2 DE68911276 T2 DE 68911276T2 DE 89113589 T DE89113589 T DE 89113589T DE 68911276 T DE68911276 T DE 68911276T DE 68911276 T2 DE68911276 T2 DE 68911276T2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Signalgeneratoren und genauer einen Signalgenerator, der eine frequenzverriegelte Schleife in Kombination mit einer phasenverriegelten Schleife verwendet und einen Frequenzdiskriminator hat, welcher einen bezüglich der Spannung abgestimmten Phasenschieber umfaßt, wobei die Frequenz der Schleifensignalquelle gesteuert wird, indem eine Abstimmspannung aus der phasenverriegelten Schleife an den Spannungsgesteuerten Phasenschieber gegeben wird.
  • Signalgeneratoren oder Frequenzsynthesizer, die eine phasenverriegelte Schleife (PLL) verwenden, um ein Ausgangssignal mit einer wählbaren, genauen und stabilen Frequenz zu liefern, sind in der Technik wohlbekannt. Eine solche PLL umfaßt einen abstimmbaren Oszillator, typischerweise einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), dessen Ausgabe mit einem bekannten Referenzsignal über einen Phasenkomparator verriegelt wird. Der Phasenkomparator erzeugt eine Ausgangsspannung oder einen Ausgangsstrom, die/der proportional zu der Phasendifferenz zwischen dem bekannten Referenzsignal und dem VCO-Ausgabesignal ist. Der Ausgang des Phasenkomparators ist an den Eingang des VCO rückgekoppelt, um den VCO auf eine gewünschte Frequenz abzustimmen. Dies erzwingt, daß das VCO-Ausgangssignal dieselbe Frequenz wie das Referenzsignal hat. Indem ein Teile-durch-N-Block zwischen den Ausgang des VCO und den Phasenkomparator geschaltet wird, kann die Referenzfrequenz stattdessen mit der durch N dividierten VCO-Ausgangsfrequenz verglichen werden. Die VCO-Ausgangsfrequenz wird dann das N-fache der Frequenz des Referenzsignals sein, wobei N eine ganze Zahl ist. Eine andere Technik, die als Fraktional-N bekannt ist, wird verwendet, um Signale mit einer Frequenz zu erzeugen, die irgendein rationales Vielfaches der Frequenz des Referenzsignals ist. Eine solche Technik ist in dem US-Patent Nr. 3,928,813, ausgegeben an Charles A. Kingsford Smith am 23. Dezember 1975, mit dem Titel "Vorrichtung zum Synthetisieren von Frequenzen, die gebrochene Vielfache einer Fundamentalfrequenz sind" offenbart.
  • Typischerweise sind die meisten phasenverriegelten Schleifenschaltkreise so ausgelegt, daß sie eine relativ große Bandbreite zeigen und so arbeiten, daß sie Störungen in Phase und Frequenz minimieren, die bei Werten innerhalb der Bandbreite der phasenverriegelten Schleife auftreten. Bei Anwendungen, die ein frequenz- oder phasenmoduliertes Signal erfordern, wird die phasenverriegelte Schleife so arbeiten, daß sie jegliche Änderungen in der Signalfrequenz ausschaltet, die durch ein Modulationssignal verursacht werden. Somit ist es notwendig geworden, verschiedene Schaltkreisanordnungen zu entwickeln, um solche phasenverriegelten Systeme befriedigend bezüglich Phase oder Frequenz zu modulieren. Ein typischer Ansatz zum Frequenzmodulieren eines phasenverriegelten Schleifensystems kombiniert in der Wirkung zwei Modulationspfade, wobei der erste frequenzmodulierte Anteile innerhalb der Bandbreite der phasenverriegelten Schleife aufnimmt und der zweite frequenzmodulierte Anteile größer als die Bandbreite der phasenverriegelten Schleife aufnimmt. Dieser Ansatz kann erfordern, daß ein Kompensationsschaltkreis eingeschlossen werden muß, um die Signalverzögerung in den beiden Modulationspfaden auszugleichen, so daß ein befriedigender Betrieb des Schaltkreises erreicht wird und eine lineare Frequenzmodulation über einen gewünschten Bereich von Trägerfrequenzen erhalten wird.
  • Da weiterhin das Phasenrauschen, das von den spannungsgesteuerten Oszillatoren erzeugt wird, typischerweisewesentlich größer ist als das frequenzmodulierten Oszillatoren, die hohe Q-resonante Netzwerke benutzen (z.B. einen Resonanzhohlraum), erfüllen die frequenzmodulierten PLLs des Standes der Technik nicht die Eigenschaften des extrem geringen Rauschens, die durch die heutigen Anwendungen gefordert sind.
  • Bei einem Ansatz zum Erzielen eines geringen Rauschens umfaßt die Quelle für das frequenzmodulierte Signal einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) mit einem ersten Rückkopplungspfad zum Einrichten und Aufrechterhalten einer Phasenverriegelung des VCO bei der gewünschten Signalfrequenz und umfaßt einen zweiten Rückkopplungspfad, der das Phasenrauschen des VCO verringert, indem eine negative Rückkopplung, die proportional zu dem Phasenrauschen des VCO ist, auf den VCO-Frequenzsteueranschluß aufgegeben wird. Diese Schaltungsanordnung ist in ihrer Wirkung eine kombinierte phasenverriegelte Schleife und frequenzverriegelte Schleife (FLL). Beide Typen der Rückkopplungsschleifen sind verwendet worden, um das von VCOs erzeugte Phasenrauschen zu stabilisieren und zu verringern. Die Kombination der beiden Schleifen ergibt ein geringeres Rauschen und eine bessere Frequenzstabilität als diejenige, die durch Verwenden der einen oder der anderen der beiden Schleifen alleine erzielt werden könnte. Jedoch sind die Frequenzmodulationsprobleme, die typischen Frequenzsynthesizer mit phasenverriegelter Schleife des Standes der Technik zugeschrieben werden, durch die kombinierte PLL und FLL nicht beseitigt oder gelindert. Typischerweise weist eine FLL einen Frequenzdiskriminator, einen Schleifenverstärkerfilter und einen VCO auf. Der Frequenzdiskriminator weist einen Leistungs- oder Signalteiler, ein Zeitverzögerungsnetzwerk (z.B. eine Verzögerungsvorrichtung für akustische Oberflächenwellen, einen Resonanzschaltkreis oder ein Koaxialkabel), eine Phasenschiebereinrichtung und einen Phasendetektor auf. Typischerweise ist ein Hochfrequenz-Leistungsverstärker eingeschlossen, um adäquate Signalwerte an dem Phasendetektor zur Verfügung zu stellen und Verluste der passiven Komponenten zu kompensieren. Der Leistungsteiler schafft zwei Signalpfade, die mit den Eingängen des Phasendetektors gekoppelt sind. Das Einschließen des Zeitverzögerungsnetzwerkes in einen Signalpfad und nicht in den anderen ergibt eine Phasenverschiebung des Signals proportional zu der Eingangsfrequenz, die erfaßt wird, indem die Signale auf den beiden Pfaden am Phasendetektor verglichen werden. Typischerweise weist ein Hochfrequenz-Phasendetektor, der in einem Frequenzdiskriminator verwendet wird, eine ausgleichende Mischeinrichtung mit einer Ausgangs spannung proportional dem Cosinus der erfaßten Phasendifferenz auf. Die variable Phasenschiebervorrichtung, die in einen oder beiden Signalpfade des Phasendetektors eingeschlossen ist, schafft eine Phasenversetzung derart, daß der Cosinus der Phasendifferenz am Ausgang des Phasendetektors über den interessierenden Frequenzbereich nahezu Null ist. Der Ausgang des Phasendetektors ist an den Frequenzsteuerausgang des VCO mit der richtigen Polarität rückgekoppelt, um die Frequenzfluktuationen des VCO auf den Punkt zu verringern, wo der VCO so stabil ist wie der Frequenzdiskriminator selbst, innerhalb der Bandbreite der FLL. Somit steuert der Frequenzdiskriminator wirkungsvoll einen phasenverriegelte Schleifenfrequenz nach, und, indem das Netzwerk richtig ausgebildet wird, wird ein VCO-Ausgabesignal mit einem geringen Phasenrauschen erreicht, ohne daß die Frequenzauswahleigenschaften signifikant geändert würden. Das US-Patent Nr. 4,336,505 mit dem Titel "Gesteuerte Frequenzwellenvorrichtung einschließlich eines Rückkopplungsweges für die Verringerung des Phasenrauschens", ausgegeben an Donald G. Meyer am 22. Juni 1982, offenbart eine phasenverriegelte Schleifenvorrichtung, die eine frequenzverriegelte Schleife einschließt, um eine Signalquelle mit niedrigem Rauschen zu schaffen, welche ferngesteuerte Signalauswahlmöglichkeiten, einen Frequenzbereich von einer Oktave oder mehr und weniger Phasenrauschen als die phasenverriegelten Schleifensysteme des Standes der Technik hat. Meyer beschreibt eine FLL des Typs, der hierin oben beschrieben worden ist, einschließlich eines Frequenzdiskriminators mit einem Rückkopplungspfad von dem Phasendetektor zu der variablen Phasenschiebervorrichtung, um eine Ausgabe des Phasendetektor auf null Volt zu halten, dem optimalen Arbeitspunkt. Das US-Patent 4,321,706 mit dem Titel "Frequenzmodulierte Signalquelle mit phasenverriegelter Schleife", ausgegeben an Kingsley W. Craft am 23. März 1982, offenbart eine frequenzmodulierte Signalquelle mit geringem Rauschen des allgemeinen Typs, der von Meyer offenbart worden ist, einschließlich einer Schaltung, die automatisch den Wert eines aufgegebenen Modulationssignales so anpaßt, daß ein gegebenes Modulationssignal eine bestimmte Frequenzabweichung der Mittenfrequenz jedes Frequenz-Subbandes über den gewünschten Frequenzbereich liefert. Die Frequenzmodulation (FM) wird erreicht, indem ein erstes Modulationssignal in den Frequenzdiskriminator-Phasendetektorausgang eingekoppelt wird, der mit der Rückkopplung der frequenzverriegelten Schleife auf summiert werden soll, und wirkt hauptsächlich bei Frequenzen außerhalb der effektiven Bandbreite der phasenverriegelten Schleife. Ein zweites Modulationssignal ist an einen VCO gekoppelt, welcher das Referenzsignal der phasenverriegelten Schleife liefert, um FM innerhalb der Bandbreite der phasenverriegelten Schleife zu schaffen. Eine Schaltung ist auch eingeschlossen, um zu verhindern, daß das FM-Signal Teile des Schaltkreises, der das Phasenrauschen verringert, erreicht, die den Mittelwert des Ausgangssignales des Frequenzdiskriminator- Phasendetektors im wesentlichen auf Null bei der gewünschten Trägerfrequenz erhalten.
  • Diskriminatoren mit Verzögerungsleitungen, welche geringes Rauschen, hohe Ansprechbarkeit und Eigenschaften großer Bandbreite haben, wenn sie in einer frequenzverriegelten Schleife verwendet werden, werden ein VCO-Ausgangssignal mit einem minimalen Phasenrauschen liefern. Der Diskriminator mit Verzögerungsleitung demoduliert wirksam das VCO-Ausgangssignal und liefert eine negative Rückkopplung, die proportional zu dem Phasenrauschen des VCO ist. Da jegliche FM auf dem VCO-Ausgangssignal von dem Diskriminator mit Verzögerungsleitung als ein Rauschsignal gesehen werden wird, wird die FM von der frequenzverriegelten Schleife auch ausgeschaltet. Der Anteil der Löschung der FM ist abhängig von der Verstärkung der FLL und ist begrenzt durch den Gang des FM-Rauschens des Frequenzdiskriminators. Eine FLL erster Ordnung umfaßt einen Integrationsverstärker zwischen dem Ausgang des Phasendetektors und dem Frequenzsteuereingang des VCO. Um die Dämpfung der FM zu verhindern, muß das Modulationssignal vor diesem Integrationsverstärker in die FLL eingespeist werden. Wenn ein Ausgleichsmischer für den Frequenzdiskriminator als Phasendetektor verwendet wird, liegt der optimale Arbeitspunkt des Phasendetektors bei einer Ausgangsspannung von ungefähr null Volt. An diesem Punkt ist die Ansprechbarkeit auf Phasenänderungen am höchsten und das Sperren der Amplitudenmodulation auf dem Hochfrequenzträger ist am größten. Dies ist auch der Arbeitspunkt für den Phasendetektor, der die höchste Linearität erreicht, was für die geringe Verzerrung der FM des Ausgangssignals des VCO wichtig ist. Die FM des Ausgangssignals des VCO, die durch das Auf summieren des FM-Signales am Diskriminator-Phasendetektorausgang erhalten wird, zwingt die Betriebsspannung des Phasendetektors von Null weg, wodurch somit die Ansprechbarkeit und die Linearität des Phasendetektors verringert wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung wird eine programmierbare frequenzmodulierte Signalquelle mit geringem Rauschen, welche einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) mit einer ersten Rückkopplungsschleife umfaßt, die eine frequenzverriegelte Schleife (FLL) aufweist, und einer zweiten Rückkopplungsschleife, die eine phasenverriegelte Schleife (PLL) aufweist, zur Verfügung gestellt. Eine Fraktional-N-PLL umfaßt den VCO, eine programmierbare Fraktional-N-Einrichtung zum Ändern der rationalen Zahl, durch die das Ausgangssignal des VCO frequenzgeteilt wird, einen Phasendetektor zum Vergleichen der Phase des frequenzgeteilten Ausgangssignals mit der Phase eines vorbestimmten Referenzsignales und zum Erzeugen eines Fehlersignales, das die erfaßte Phasendifferenz darstellt, und einen Schleifenfilter zum geeigneten Verarbeiten des Fehlersignales des Phasendetektors, um ein Abstitnmsignal zum steuerbaren Einstellen der Frequenz des Ausgangssignales des VCO zu erzeugen. Die FLL weist einen Frequenzdiskriminator mit Verzögerungsleitung, einen Schleifenverstärker und Filter und den VCO auf. Der Diskriminator mit Verzögerungsleitung umfaßt eine Leistungs- oder Signalaufspaltungseinrichtung, um zwei Signalpfade zu schaffen, die jeder mit einem Eingang eines Ausgleichmischer-Phasendetektors gekoppelt sind. Ein Zeitverzögerungsnetzwerk mit einer Zeitverzögerung Tau liefert eine Phasenverschiebung durch einen Signalpfad, die proportional zur Frequenz ist, und ein spannungsgesteuertes variables Phasenschiebernetzwerk führt eine variable Phasenverschiebung in den anderen Signalpfad ein, die im wesentlichen konstant über den Frequenzbereich, zentriert um die gewünschte Frequenz des VCO, ist. Das Ergebnis ist, daß die Differenz der Phase zwischen den Signalen an den Phasendetektoreingängen eine Funktion der Frequenz VCO mit einer einstellbaren Versetzung ist. Die Abstimmspannung des VCO, die von dem Fehlersignal des PLL-Phasendetektors abgeleitet ist, wird von dem PLL-Verstärker an das spannungsgesteuerte Phasenschiebernetzwerk angekoppelt. Diese Abstimmspannung stellt die Phasendifferenz zwischen den Eingaben in den FLL-Phasendetektor ein, wobei der Arbeitspunkt der FLL geändert wird (d.h. die Frequenz, bei der die Ausgabe des FLL-Phasendetektors null Volt betragen wird) und ändert folglich die Ausgangsfrequenz des VCO. Indem die Frequenzabweichungen des Ausgabesignals des VCO gemessen werden, wobei der Frequenzdiskriminator verwendet wird und die Ausgabe des Diskriminators mit der richtigen Polarität an den Frequenzsteueranschluß des VCO gekoppelt wird (d.h. mit negativer Rückkopplung), können die Frequenzfluktuationen des VCO auf den Punkt reduziert werden, wo der VCO so stabil wie der Frequenzdiskriminator selbst innerhalb der Bandbreite der FLL ist.
  • Bei einer FLL mit ausreichender Schleifenverstärkung wird die FLL die Frequenz des VCO derart abstimmen, daß sie die Fehlerspannung an dem Ausgang des Phasendetektors (Vd) nahe null Volt zwingt und die Frequenz des VCO auf einem Nullpunkt einrichtet, der den stabilen Betrieb der FLL ermöglicht. Das Anpassen des variablen Phasenschiebernetzwerkes wird bewirken, daß die FLL die Frequenz des VCO für den stabilen Betrieb auf einen neuen Nullpunkt schieben wird. Die FLL, wenn sie auf diese Weise abgestimmt wird, kann als VCO mit einem Tiefpaßfilter an seinem Eingang ausgestaltet werden, um dem Unvermögen der FLL Rechnung zu tragen, einer Modulation zu folgen, die in der Frequenz höher liegt als die Bandbreite der FLL. Viele Anwendungen erfordern eine bessere Leistungsfähigkeit, als eine FLL allein bieten kann. Bei Anwendungen, wo Phasenkohärenz mit einer Referenzfrequenz oder sehr geringes Phasenrauschen mit wenig von der Trägerfrequenz versetzten Frequenzen gefordert wird, kann eine PLL mit enger Bandbreite verwendet werden. Im Gegensatz dazu ist die FLL typischerweise dabei am erfolgreichsten, das Phasenrauschen an Zwischenstellen von großen Abweichungen von der Trägerfrequenz zu reduzieren. Indem sowohl eine PLL als auch eine FLL zusammengekoppelt werden, werden die Vorteile beider zusammengefaßt. Indem man das Abstimmsignal, das von derPLL abgeleitet worden ist, an das variable Phasenschiebernetzwerk koppelt, wird die Wirkung des PLL-VCO-Abstimmsignales durch die Schleifenverstärkung der FLL nicht verringert. Da weiterhin der FLL-Phasendetektor nicht gezwungen ist, an seinem Ausgang mit einer versetzten Spannung zu arbeiten, arbeitet der Phasendetektor mit maximaler Ansprechbarkeit und Linearität. Das Kombinieren der PLL- und FLL-Netzwerke auf diese Weise ermöglicht eine optimale Betriebsweise beider Schleifen.
  • Um eine FM mit geringer Verzerrung über den Frequenzbereich des VCO zu erreichen, wird das FM-Signal auch an das spannungsgesteuerte variable Phasenschiebernetzwerk gekoppelt. Aus den oben diskutierten Gründen schafft das FM-Signal an dem variablen Phasenschieber viele Vorteile. Im Stand der Technik ist die FM eines durch eine Verzögerungsleitung diskriminierten VCO vollführt worden, indem das FM-Signal in die Ausgabe des Phasendetektors der FLL am Eingang des Integrationsverstärkers der FLL auf summiert wurde, womit somit eine versetzte Spannung an den Ausgang des Phasendetektors gegeben wurde. Dies bewegt den Phasendetektor der FLL weg von seinem optimalen Arbeitspunkt und verringert seine Ansprechbarkeit und Linearität. Die FM-Ansprechbarkeit dieses Verfahrens ist gegeben durch Kv = 1/(2 pi Tau K&sub0;), wobei K&sub0; die Verstärkung des Phasendetektors in Volt pro Winkel ist. Für einen Ausgleichsmischer-Phasendetektor beispielsweise wird K&sub0; durch die Hochfrequenzleistung an beiden Eingängen des Phasendetektors und den Umwandlungsverlust des Phasendetektors bestimmt. Da Verluste auf der Verzögerungsleitung, an Hochfrequenzleistung aus den Leistungsverstärkern und Umwandlungsverluste des Phasendetektors temperaturabhängig sind, wird auch die FM-Empfindlichkeit temperaturempfindlich sein. Wenn das FM-Signal auf das variable Phasenschiebernetzwerk aufgegeben wird, ist die FM-Empfindlichkeit nicht eine Funktion der Phasendetektorverstärkung K&sub0;, sondern eine Funktion der Verstärkung des variablen Phasenschiebers (Kp). Die Verstärkung eines spannungsabstimmbaren Phasenschiebernetzwerkes ist typischerweise auf den Hochfrequenzleistungswert und Temperaturänderung sehr unempfindlich. Daher wird die FM-Empfindlichkeit gegenüber der Temperatur durch die vorliegende Erfindung sehr verbessert. Weiterhin ist die Leistung, die an den Phasendetektor geliefert wird, von der Impedanzanpassung an den Phasendetektor und der Phase jeglicher Impedanzfehlanpassung abhängig. Da die Phase sich mit dem FM-Signal ändert, ist die Verstärkung des Phasendetektors eine Funktion der modulierenden Spannung. Daher wird die Linearität des Phasendetektors verschlechtert, was auch eine FM-Störung bewirkt, wenn das FM-Signal am Ausgang des Phasendetektors summiert wird. Wenn das FM-Signal dem variablen Phasenschiebernetzwerk aufgegeben wird, ist die FM-Empfindlichkeit auch auf diesen Effekt relativ unempfindlich. Wenn man FM-Signal am Phasendetektorausgang aufgibt, ist die maximale Abweichung, die erhalten werden kann, auf pi/2 Winkelgrade im Bogenmaß begrenzt, der maximalen Leistungsfähigkeit des Phasendetektors. Wenn man jedoch das Modulationssignal dem variablen Phasenschiebernetzwerk aufgibt, ist die erreichbare maximale Phasenverschiebung nur durch die Phasenverschiebung des Peak des Phasenschiebernetzwerkes begrenzt. Dies erlaubt viel größere FM-Abweichungen, die mit kaskadierten variablen Phasenschiebernetzwerken erreicht werden können, die durch das FM-Signal parallel betrieben werden können.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 ist ein konzeptionelles Blockschaltbild eines Frequenzsynthesizers gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 2 ist ein konzeptionelles Blockschaltbild einer alternativen Implementierung der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 3A ist eine graphische Darstellung der Übertragungsfunktion für einen typischen Diskriminator mit Verzögerungsleitung, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • Figur 3B ist eine graphische Darstellung der differentiellen Phaseneigenschaften für einen Diskriminator mit Verzögerungsleitung, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • Figuren 4A und 4B sind die detaillierte Blockschaltbilder, die die Implementierung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Es wird nun Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Figuren 1 und 2 genoTflmen, in denen ein Frequenzsynthesizer gezeigt ist, der dazu ausgelegt ist, ein frequenzmoduliertes (FM) Ausgabesignal mit geringem Rauschen zu liefern, einschließlich eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 11 mit einer ersten Rückkopplungsschleife, welche eine phasenverriegelte Schleife (PLL) aufweist, und einer zweiten Rückkopplungsschleife, welche eine frequenzverriegelte Schleife (FLL) aufweist. Eine gewünschte Ausgabefrequenz, Fout, für den VCO 11 und weitere Betriebsmodi für den Frequenzsynthesizer werden gemäß Parametern ausgewählt, die durch die Fronttafel oder andere externe Eingangsschaltkreise (nicht gezeigt) zu den Steuer- oder Mikroprozessorschaltkreisen 21 gegeben werden, um Steuersignale an verschiedene Komponenten, so wie das variable Phasenschiebernetzwerk 25 und den Teile-durch-N-Block 13, zu geben. Die PLL umfaßt den VCO 11, um ein Ausgangssignal Fout auf der Leitung 12 gemäß einem Frequenzsteuersignal zu liefern, das auf der Leitung 34 an den VCO 11 gegeben wird. Der Ausgang des VCO 11 wird von dem Teile-durch-N-Block 13 frequenzgeteilt, um ein Eingangssignal an den PLL-Phasendetektor 15 mit einer Frequenz gleich der Ausgabefrequenz des VCO 11, geteilt durch eine wählbare Zahl N, zu liefern. Der PLL-Phasendetektor 15 vergleicht die Phase eines vorbestimmten Referenzsignales, Fref, mit der Phase des frequenzgeteilten Ausgangssignales des VCO und erzeugt ein Fehlersignal mit einer Spannung, die proportional zu der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen ist, die in den Phasendetektor 15 eingegeben sind. Das Fehlersignal, das von dem PLL-Phasendetektor 15 ausgegeben wird, wird an einen PLL-Filter 17 und den PLL-Zuwachsverstärker 19 gekoppelt, um ein PLL-Abstimmsignal zu schaffen. Die Verstärkung der PLL-Komponenten, insbesondere des VCO 11, kann frequenzempfindlich sein. Der PLL-Zuwachsverstärker 19 und der PLL-Filter 17 umfassen einen Kompensationsschaltkreis (nicht gezeigt), um ein Abstimmsignal an den VCO 11 zum wählbaren Steuern der Ausgangsfrequenz des VCO mit einer konstanten vorbestimmten Empfindlichkeit für den vollen Frequenzbereich des VCO zu liefern. Bei einer herkömmlichen PLL des Standes der Technik würde der Abstimmsignalausgang von dem Verstärker 19 zurück an den VCO 11 gekoppelt werden, wie durch die gestrichelte Linie 36 angezeigt. Bei der vorliegenden Erfindung wird das PLL-Abstimmsignal, das von dem Zuwachsverstärker 19 ausgegeben wird, auf der Leitung 18 an einen Eingang in ein spannungsgesteuertes variables Phasenschiebernetzwerk 25 in einem Diskriminator 10 mit Verzögerungsleitung gekoppelt.
  • Der Frequenzsynthesizer der vorliegenden Erfindung umfaßt weiterhin eine FLL, welche einen Diskriminator 10 mit Verzögerungsleitung aufweist, der das FM-Rauschen des Ausgangssignals des VCO 11 mißt und ein Frequenzsteuersignal (VCO-Abstimmsignal) auf der Leitung 34 rückkoppelt, um das Phasenrauschen des VCO 11 zu minimieren. Der Diskriminator 10 mit Verzögerungsleitung weist einen Hochfrequenzleistungsverstärker 35 auf, der eine Leistungsteileinrichtung 23 treibt, welche zwei Signalpfade zu den Eingängen eines Phasendetektors 29 schafft. Ein Signal von der Leistungsteileinrichtung 23 wird an den Phasendetektor 29 über eine Koaxial-Verzögerungsleitung 27 mit einer Zeitverzögerung Tau gekoppelt, welche eine Phasenverschiebung erzeugt, die eine Funktion der Ausgangsfrequenz des VCO 11 ist. Das andere Signal von der Leistungsteileinrichtung 21 wird an einen zweiten Eingang für den Phasendetektor 29 über ein spannungsgesteuertes variables Phasenschiebernetzwerk 25 gekoppelt. Die Phasenverschiebung in dem Signal, das von dem variablen Phasenschiebernetzwerk 25 eingeführt wird, ist einstellbar, um eine Ausgangsspannung des Phasendetektors 29 von ungefähr null Volt (Quadratur) bei der gewünschten Augangsfrequenz des VCO 11 zu schaffen. Wenn die Frequenz des Signals am Eingang des Leistungsverstärkers 35 sich ändert, ändert die Koaxial-Verzögerungsleitung 27 die Phasenbeziehung zwischen den beiden Signalen an den Eingängen des Phasendetektors 29, so daß bewirkt wird, daß die Ausgabe des Phasendetektors 29 von null Volt unterschiedlich ist, so daß ein Steuersignal proportional zu der Differenz zwischen der Frequenz des Ausgabesignals der VCO 11 und der gewünschten Ausgangsfrequenz des VCO 11 geliefert wird. Dieses Steuersignal wird dann über einen FLL-Filter 31 und einen Integrationsverstärker 33 an den VCO 11 rückgekoppelt. Der FLL-Filter 31 und der Integrationsverstärker 33 umfassen einen FLL-Verstärkungs-Kompensationsschaltkreis (nicht gezeigt), um frequenzempfindliche FLL-Komponenten zu kompensieren und ein Frequenzsteuer- oder VCO-Abstimmsignal mit einer konstanten vorbestimmten Empfindlichkeit über den vollen Frequenzbereich des VCO zur Verfügung zu stellen.
  • Gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist die PLL mit der FLL kombiniert, indem der Ausgang des PLL-Zuwachsverstärkers 19 auf der Leitung 18 mit dem variablen Phasenschiebernetzwerk 25 mit Frequenzdiskriminator gekoppelt ist. Dies erlaubt es, daß die PLL-Abstimmspannung, die von dem Fehlersignal von dem PLL-Phasendetektor abgeleitet ist, um die Phasenverschiebung des variablen Phasenschiebernetzwerkes 25 einzustellen, die Änderungen in der Ausgangsfrequenz des VCO 11 kompensiert. Das Koppeln der PLL und der FLL zusammen auf diese Weise erlaubt es dem FLL-Phasendetektor 29, an seinem optimalen Punkt zu arbeiten, d.h. dort, wo die Spannung des Ausgangssignales Vd nahe Null liegt, und an den Vorteilen der hohen Schleifenverstärkung der FLL teilzuhaben, um Frequenzfluktuationen im Ausgangssignal des VCO 11 zu korrigieren. Dies ermöglicht die Verwendung einer PLL mit geringer Bandbreite, um eine präzise Phasenkohärenz mit einer Referenzfrequenz zu schaffen und Phasenrauschen bei geringen Frequenzversetzungen von der Trägerf requenz zu reduzieren. Die Eigenschaften der großen Bandbreite der FLL minimieren dann das Phasenrauschen an Zwischenpunkten von großen Frequenzversetzungen von der Trägerfrequenz. Der Steuereingang des Controllers 21 zum variablen Phasenschiebernetzwerk 25 auf der Leitung 16 liefert ein Signal, um anfänglich den Betriebspunkt des variablen Phasenschiebernetzwerkes einzustellen und den VCO 11 auf die gewünschte Ausgangsfrequenz abzustimmen.
  • Das Ausgangssignal des Frequenzsynthesizers 1 auf der Leitung 12 kann auch frequenzmoduliert (FM) werden, indem ein FM-Signal an das variable Phasenschiebernetzwerk 25 gegeben wird. Um Störungen zu minimieren, wird das FM-Signal auf ein variables Phasenschiebernetzwerk gegeben, welches von dem variablen Phasenschiebernetzwerk getrennt ist, das verwendet wird, um die Betriebsfrequenz des Diskriminators mit Verzögerungsleitung und des VCO 11 einzustellen. Wie in Figur 2 gezeigt ist, sind zwei variable Phasenschiebernetzwerke 24 und 26 vorgesehen. Wie hierin oben beschrieben werden die PLL-Abstimmspannung auf der Leitung 18 und das anfängliche Frequenzsteuersignal auf der Leitung 16 in das variable Phasenschiebernetzwerk 24 gegeben. Das FM-Signal auf der Leitung 28 wird auf ein spannungsgesteuertes variables Phasenschiebernetzwerk 26 gegeben, um das Ausgabesignal des VCO 11 auf Werte innerhalb der Bandbreite der FLL zu modulieren. Eine FM-Vorspannung auf der Leitung 22 wird auch dem variablen Phasenschiebernetzwerk 26 aufgegeben, um den Betriebspunkt des Phasenschiebernetzwerkes 26 auf maximale Verstärkung, Kp (Winkel im Bogenmaß pro Volt) einzustellen. In Schaltungen dieses Typs wird die Linearität maximiert, indem die Ableitungen von Kp in bezug auf die FM-Steuerspannung minimiert werden, indem die Vorspannung des Phasenschiebernetzwerkes 26 auf das Maximum Kp eingestellt wird, wobei die erste Ableitung von Kp Null sein wird und die Verzerrung der zweiten Harmonischen minimiert wird.
  • Es wird nun auch auf die Figuren 3a und 3b Bezug genommen, in denen die Kurven 37 und 41 die Übertragungsfunktion bzw. die Differenzphasenkennlinie des Diskriminators 10 mit Verzögerungsleitung darstellen. Das Zeitverzögerungsnetzwerk 27, das in dem Frequenzdiskriminator 10 verwendet wird, ist eine Verzögerungsleitung, welche eine vorbestimmte Länge eines Koaxialkabels mit einer Zeitverzögerung Tau aufweist. Die Verzögerungszeit Tau ist eine Konstante, und daher wird die Phasendifferenz an den Eingängen des Phasendetektors 29 eine lineare Funktion von Fout sein, wie in Figur 3b gezeigt. Wenn ein Ausgleichsmischer als Phasendetektors 29 verwendet wird, ist das Ansprechen auf die differentielle Phase an seinen Eingängen sinusartig, wie in den Kurven 37, 39 in Figur 3a gezeigt. Die Differenzphaseneingabe, Kurve 41, in den Phasendetektor 29 bestimmt die Ausgabespannung Vd des Phasendetektors, wie durch die Übertragungskennlinien Kurve 37 gezeigt. Das Steuersignal auf der Leitung 16 stellt das variable Phasenschiebernetzwerk 25 (oder 24) auf einen Betriebspunkt ein, so wie bei den Beispielen, die durch die Kurven 41 und 43 gezeigt sind. Um den Diskriminator 10 mit Verzögerungsleitung an seinem optimalen Punkt zu betreiben, d.h. bei Vd = 0, wird das Steuersignal auf der Leitung 16 verwendet, um das variable Phasenschiebernetzwerk 25 so einzustellen, daß die Übertragungsfunktion des Diskriminators bei der gewünschten Frequenz 44 einem Nulldurchlaufpunkt wie in Kurve 39 entspricht.
  • Es wird nun auf die Figuren 4a und 4b Bezug genommen, in denen ein funktionelles Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die phasenverriegelte Schleife 40 umfaßt einen abgestimmten YIG- Oszillator 11 mit einer Hauptabstimmspule 67, einer Feinabstimmspule 69, welcher eine Ausgangsfrequenz von 3 - 6 Gigahertz liefert. Das Ausgangssignal des VCO 11 wird auf einen Verstärker 51 gegeben, der das Ausgangssignal des VCO, Fout auf der Leitung 12 und ein zweites Ausgangssignal des VCO auf der Leitung 14 zu dem Teile-durch-N-Block 53 gibt. Der Teile-durch-N-Block 53 weist einen steuerbaren Teiler auf, der einen wählbaren ganzzahligen Teiler N zur Verfügung stellt, um ein frequenzgeteiltes Ausgangssignal auf der Leitung 48 an den Fraktional-N-Block zu liefern. Der Teile-durch-N-Block stellt auch eine Anzahl von Ausgaben zur Verfügung, einschließlich eines Hochfrequenzdiskriminatorsignales (RFdisc), auf der Leitung 54, die an den Leistungsteiler 23 gekoppelt ist. Der Fraktional-N-Block weist einen programmierbaren Teilerschaltkreis auf, der weiterhin das Signal auf der Leitung 48 durch eine wählbare rationale Zahl teilt und das weiter geteilte Ausgangssignal des VCO zu einem (nicht gezeigtem) Phasendetektor gibt. Der Phasendetektor vergleicht die Phase des frequenzgeteilten Ausgangssignals VCO mit der Phase einer vorbestimmten Referenzsignaleingabe auf Leitung 66 und liefert ein Fehlersignal auf Leitung 58, das proportional zu der Größe der Phasendifferenz zwischen dem frequenzgeteilten Ausgangssignal des VCO und dem vorbestimmten Referenzsignal ist. Das Fehlersignal des Phasendetektors auf der Leitung 58, als PLL-Treibersignal, PLLdr, bekannt, wird an den Diskriminator mit Verzögerungsleitung auf die Leitung 58 gekoppelt und wird auch auf die Leitung 36 über Schalter 71 und 72 zum VCO 11 rückgekoppelt, wo es verwendet wird, wenn der VCO 11 nur in einem PLL-Modus betrieben wird. Die PLL 40 umfaßt auch Schaltungen, um ein Hauptabstimmsignal an die Hauptabstimmspule 67 des VCO 11 zu liefern. Digitale Frequenzsteuersignale aus dem Controller 21 (wie in Figur 1 gezeigt) liefern ein Vorabstimmsignal an den Vorabstimm-DAC 59. Das Vorabstimmsignal aus dem Vorabstimm-DAC 59 wird auf die Hauptabstimmspule 67 über Treiberverstärker 74 für die Hauptspule gegeben. Eine Zenerdiode 78 liefert eine temperaturstabile Referenzspannung für den DAC 59.
  • Das Hochfrequenz-Diskriminatorsignal auf der Leitung 54 wird an den Leistungsteiler 23 über einen Hochfrequenz-Leistungsverstärker 111, 113 und ein Deltanetzwerk 115 gekoppelt. Ein Hochfrequenz-Diskriminatorsignal auf der Leitung 72 wird vom Deltanetzwerk 115 aufgespalten, für eine nicht hiermit in Beziehung stehende Verwendung irgendwo in dem Gerät. Der Leistungsteiler 23, der verwendet wird, ist ein 7 dB-Koppler, der das Hochfrequenz-Diskriminatorsignal auf zwei getrennte Signalwege liefert, die den Verzögerungsdiskriminator 10 bilden. Ein erstes Hochfrequenzdiskriminatorsignal wird auf die Leitung 84 in eine 140 Nanosekunden-Verzögerungsleitung 67 gekoppelt, welche eine vorbestimmte Länge eines Koaxialkabels aufweist, und wird dann an ein spannungsgesteuertes variables Phasenschiebernetzwerk 83 gekoppelt. Der Ausgang des variablen Phasenschiebernetzwerkes 83 wird an einen ersten Eingang des Phasendetektors 29 gekoppelt. Ein zweites Hochfrequenz-Diskriminatorsignal wird von dem Leistungsteiler 23 auf der Leitung 82 an ein in Kaskade angeordnetes Paar identischer spannungsgesteuerter variabler Phasenschiebernetzwerke 85 und 87 gekoppelt. Der Ausgang des zweiten variablen Phasenschiebernetzwerkes 85 wird dann in einen zweiten Eingang des Phasendetektors 29 gekoppelt. Der Phasendetektor 29 liefert ein Ausgangssignal auf den Leitungen 86 und 88, welches eine Fehlerspannung, Vd, ist, proportional zu der Phasendifferenz zwischen den Eingabesignalen in den Phasendetektor 29. Der Ausgang des Phasendetektors 29 wird an den Integrationsverstärker 95 und 125 über das Schaltnetzwerk 81 gekoppelt. Die Ausgabe des Integrationsverstärkers am Verstärker 125 ist ein VCO-Abstimmsignal auf der Leitung 56. Das VCO-Abstimmsignal auf der Leitung 56 wird über einen Frequenzkompensationsschaltkreis 57 und einen Summierer 63 zum VCO 11 rückgekoppelt. Das Ausgangssignal des Fraktional-N-Blockes 55 auf der Leitung 58 wird an die spannungsgesteuerten variablen Phasenschiebernetzwerke 85, 87 über Tiefpaßfilter 117 und Verstärker 119 und 123 gekoppelt. Es sind Vorkehrungen für ein externes Diskriminatorsignal auf der Leitung 62 getroffen, das mit dem PLL-Teilersignal auf der Leitung 58 im Summierer 97 auf summiert wird. Die Komponenten mit geringer Geschwindigkeit, d.h. weniger als einem Hertz, des PLL-Treibersignals geben den Frequenztrieb in der Ausgabefrequenz des VCO 11 an, der durch Temperaturwirkungen bewirkt wird. Der Verstärker 123 integriert die Gleichstromkomponenten des PLL-Treibersignales, um Gleichstromanpassungen für die in Kaskade angeordneten variablen Phasenschiebernetzwerke 87, 85 zur Verfügung zu stellen, um Anderungen der Verzögerungszeit Tau der Verzögerungsleitung 27 aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur zu kompensieren. Das Ausgangssignal, das PLL-Treibersignal, des Fraktional-N-Blocks 55 auf der Leitung 58 wird auch mit dem spannungsgesteuerten variablen Phasenschiebernetzwerk 83 über den Summierer 99 und Verstärker 107 und 109 gekoppelt. Das an das variable Phasenschiebernetzwerk 83 gekoppelte PLL-Treibersignal schafft die Steuerung, um Phasen- und Frequenzfluktuationen in der Ausgangsfrequenz des VCO 11 innerhalb der Bandbreite der PLL zu kompensieren. Der DAC 89 bewirkt eine Vorabstimm-Einstellung der variablen Phasenschiebernetzwerke 85, 87, um den Arbeitsfrequenzpunkt des Diskriminators mit Verzögerungsleitung einzustellen. Die Frequenzmodulation des Ausgabesignals des VCO 11 wird durch eine Kombination drei unterschiedlicher Techniken bewirkt. Ein Gleichstrom-FM-Eingangssignal auf der Leitung 52 in den Fraktional-N-Block 55 liefert Modulationssignale für Gleichstrom- und Niederfrequenzwerte innerhalb der Bandbreite der PLL. Ein zweites FM-Signal wird auf der Leitung 68 zu einem Dämpfer 101 und auch auf der Leitung 64, die an den Summierer 63 gekoppelt ist, aufgegeben, für FM-Werte sowohl außerhalb der Bandbreite der PLL als auch der Bandbreite der FLL. Das FM-Signal auf der Leitung 68 wird an das spannungsgesteuerte variable Phasenschiebernetzwerk 83 gekoppelt, um FM bei Modulationswerten innerhalb der FLL zu bewirken. Der Ausgang des Summierers 99 ist über Verstärker 107 und 109 mit dem variablen Phasenschiebernetzwerk 83 gekoppelt, um die FM innerhalb der Bandbreite der FLL zu bewirken. Der DAC 91 stellt ein Vorspannsignal zur Verfügung, um den Arbeitspunkt des Phasenschiebernetzwerkes 83 einzustellen. Aus der vorangegangenen Diskussion ist ersichtlich, daß das VCO-Abstimmsignal auf der Leitung 56 sowohl FM-Komponenten als auch Phasenrauschen und weitere Frequenzfluktuationskomponenten umfaßt. Das VCO-Abstimmsignal auf der Leitung 56 wird nun mit dem FM-Signal außerhalb des Bandes auf der Leitung 64 im Summierer 63 auf summiert. Die Ausgabe des Summierers 63 wird an die FM-Abstimmspule 69 des VCO 11 gegeben. Um eine konstante Verstärkung über den gewünschten Frequenzbereich zu erreichen, wird das FM-Signal außerhalb des Bandes über einen Verzögerungs-Gleichschaltungsschaltkreis 65 und Dämpfer 73, 77 und 79 an den Summierer 63 gekoppelt.
  • Um das Umschalten von einer gewünschten Frequenz auf eine andere gewünschte Frequenz mit minimaler Einregelzeit zu bewirken, wenn es gewünscht wird, Frequenzen zu schalten, wird der Eingang für das PLL-Treibersignal in den Verstärker 119 und in den variablen Phasenschieber 85, 87 geöffnet, indem das Signal an dem Eingang des Verstärkers 119 und an den Eingang des variablen Phasenschiebers 85, 87 über Schalter 118 bzw. 122 geerdet wird. Die frequenzverriegelte Schleife wird dann freigegeben und geöffnet, indem man den Schalter 96 am Ausgang des Integrationsverstärkers 95 benutzt. Die Schleifenteilerzahl wird dann auf die nächste gewünschte Einstellung geändert, und die PLL wird gesperrt, indem man den Schalter 71 schließt (der Schalter 72 ist offen), so daß das PLL-Treibersignal auf der Leitung 36 an die Frequenzsteuerspule 69 des VCO 11 gekoppelt wird. Wenn einmal die PLL gesperrt ist, wird das variable Phasenschiebernetzwerk 85, 87 auf null Volt am Ausgang des Phasendetektors 29 durch den DAC 89 eingestellt. Die FLL wird dann wieder angeschlossen, indem der Schalter 96 geschlossen wird, und der Pfad des PLL-Treibersignales auf der Leitung 58 wird wieder zugeschaltet, indem die Schalter 119 und 122 geschlossen werden. Die PLL, die durch den Pfad des PLL-Treibersignales auf der Leitung 36 eingerichtet wird, wird dann durch Öffnen des Schalters 71 abgekoppelt.

Claims (2)

1. Frequenzgenerator mit Phasenregelkreis, mit
- einer gesteuerten Oszillatorvorrichtung (11) mit einem Ausgangsanschluß und einem Frequenzsteueranschluß, wobei die gesteuerte Oszillatorvorrichtung ein Ausgangssignal mit einer w&hlbaren Frequenz an den Ausgangsanschluß liefert und diese Frequenz durch die Größe eines an den Frequenzsteueranschluß angelegten Frequenzsteuersignales bestimmt ist,
- einem ersten Rückführpfad, der auf das von der gesteuerten Oszillatorvorrichtung an deren Ausgangsanschluß vorgesehene Ausgangssignal anspricht, um ein Rückführsignal an den Frequenzsteueranschluß der gesteuerten Oszillatorvorrichtung zu liefern, wobei der erste Rückführpfad umfaßt: ein Frequenzdiskriminatornetzwerk mit einen ersten Phasendetektor (29), der einen Ausgangskanal und einen ersten und einen zweiten Eingangskanal und eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden des Ausgangssignals von dem Ausgangsanschluß mit den ersten und dem zweiten Eingangskanal des ersten Phasendetektors aufweist, mit einer Zeitverzögerungsvorrichtung (27) mit einer Zeitverzögerung Tau, wobei die Zeitverzögerungsvorrichtung so angeschlossen ist, daß sie das mit dem ersten oder das mit dem zweiten Eingangskanal verbundenen Ausgangssignal verzögert, eine variable Phasenschiebervorrichtung (25) mit einem Phasenverschiebungs-Steueranschluß, wobei die variable Phasenschiebervorrichtung so angeschlossen ist, daß sie die Phase des mit dem ersten oder des mit dem zweiten Eingangskanal des ersten Phasendetektors verbundenen Ausgangssignals verschiebt, wobei der erste Phasendetektor ein erstes Fehlersignal an seinem Ausgangskanal vorsieht, wobei die Größe des ersten Fehlersignals proportional zur Phasendifferenz zwischen den mit dem ersten und dem zweiten Eingangskanal des Phasendetektors verbundenen Signalen ist, und eine erste Verbindungsvorrichtung zum Verbinden des vom ersten Phasendetektor gelieferten ersten Fehlersignals mit dem Frequenzsteueranschluß der gesteuerten Oszillatorvorrichtung (11), und einem zweiten Rückführpfad, der auf das von der gesteuerten Oszillatorvorrichtung an deren Ausgangsanschluß vorgesehene Ausgangssignal anspricht, um ein Rückführsignal an den Frequenzsteueranschluß der gesteuerten Oszillatorvorrichtung zu liefern, wobei der zweite Rückführpfad umfaßt: einen zweiten Phasendetektor (15), der einen Ausgangskanal und einen ersten und einen zweiten Eingangskanal aufweist, wobei der erste Eingangskanal des zweiten Phasendetektors mit dem Ausgangsanschluß der gesteuerten Oszillatorvorrichtung (11) verbunden ist, um ein Signal bei einer Frequenz zu empfangen, die von der Ausgangsfrequenz der gesteuerten Oszillatorvorrichtung abhängig ist, wobei der zweite Eingangskanal des zweiten Phasendetektors ein Bezugssignal mit einer vorgegebenen Frequenz empfängt der zweite Phasendetektor ein zweites Fehlersignal an seinem Ausgangskanal vorsieht, und wobei die Größe des zweiten Fehlersignals proportional zur Phasendifferenz zwischen den mit dem zweiten Phasendetektor verbundenen Signalen ist, und eine zweite Verbindungsvorrichtung, die das zweite Fehlersignal mit dem Phasenverschiebungs-Steueranschluß der variablen Phasenschiebervorrichtung verbindet, um die Größe der von der variablen Phasenschiebervorrichtung vorgesehenen Phasenverschiebung zu steuern.
2. Frequenzgenerator nach Anspruch 1, mit ferner einer Steuereinrichtung (21), die auf ein angelegtes Frequenzauswahlsignal anspricht, welches für eine momentan gewählte Ausgangsfreguenz der gesteuerten Oszillatorvorrichtung repräsentativ ist, wobei die Steuereinrichtung eine Vorrichtung zum Vorsehen eines Vorspannungssignales für die variable Phasenschiebervorrichtung aufweist, das ermöglicht, daß die variable Phasenschiebervorrichtung einen Phasenverschiebungswert liefert, welcher bewirkt, daß der Absolutwert des am Ausgangskanal des ersten Phasendetektors vorgesehenen, ersten Fehlersignales gleich einem Minimalwert wird, wenn die momentane Ausgangsfrequenz der gesteuerten Oszillatorvorrichtung gleich der momentan gewählten Ausgangsfrequenz der gesteuerten Oszillatorvorrichtung ist.
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