DE68921852T2 - Synthetisierer mit kontinuierlich adaptativem Phasenregelkreis. - Google Patents

Synthetisierer mit kontinuierlich adaptativem Phasenregelkreis.

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DE68921852T2
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    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft Frequenz-Synthesizer mit Phasenregelschleife im allgemeinen und im besonderen einen phasenverriegelten Frequenz- Synthesizer, der ein kontinuierlich adaptives Schleifenfilter benutzt, das effektiv zwei weich verbundene Flanken für seine Ladungsübertragungskennlinie besitzt, was eine schnelle Betriebsart für große Frequenzveränderungen und eine langsame Betriebsart für kleine Frequenz- Veränderungen zur Folge hat. Ein solcher Synthesizer kann gleichzeitig eine schnelle Verriegelungszeit, niedriges Seltenbandrauschen und niedrige Bezugsnebenwellenpegel bei geringen Kosten erreichen.
  • Bei herkömmlichen phasenverriegelten Synthesizern muß ein Kompromiß zwischen dem Störsignalverhalten und der Zeit eingegangen werden, die benötigt wird, um einen gegebenen Frequenzversatz von der endgültigen gewünschten Frequenz zu erreichen. Ein Frequenz-Synthesizer, der in elektronischen Geräten verwendet wird, die schnelle periodische Frequenzänderungen erfordern, z.B. Kommunikationsgeräte mit "springenden Frequenzen", wird mit solchen Anforderungen konfrontiert, daß eine herkömmliche schleife die benötigte Verriegelungszeit und das störsignalverhalten nicht gleichzeitig vollbringen kann. Von vorgeschlagenen Funktelefongeräten kann z.B. verlangt werden, Frequenzsprünge von bis zu 25 MHz in dem Betriebsband von etwa 1000 MHz auszuführen und einen RMS-Phasenfehler von weniger als 5 Grad in unter 866 Mikrosekunden zu erreichen. Dieser Phasenfehler schließt auch jegliche Empfänger- und Demodulatorfehler ein. Der Synthesizer muß daher sehr sauber und sehr schnell sein. Es wäre möglich, beide Anforderungen durch direkte Syntheseverfahren zu erfüllen, aber diese Verfahren sind für ein konkurrenzfähiges Zellentelefon-Teilnehmergerät verboten teuer.
  • Eine Synthesizerschaltung, die auf den ersten Blick dem vorliegenden erfinderischen Synthesizer ähnlich erscheint, ist die, die in U.S. Patent Nr. 4,387,348, "Phase-Controlled High Frequency Oscillator", erteilt an Bernd Fritze, dargelegt und beschrieben ist. Diese Hochfrequenz-Oszillatorschaltung wird hier als Fig. 1 wiedergegeben und benutzt einen Korrekturstrom, der dem Integral der Differenz der kurzzeitigen Ladungsimpulse proportional ist, die von Phasenvergleichs- Ladungspumpenstromquellen geliefert werden. Das heißt, Hochfrequenzanteile und Spitzen, die von den Ladungspumpenstromquellen ausgegeben werden, werden von den lang dauernden niederfrequenten Frequenzsteuerimpulsen getrennt und benutzt, um einen Korrekturstrom zu entwickeln. Der Korrekturstrom wird benutzt, um die Langzeitdrift des Hochfrequenzoszillators aufzuheben, die durch Leckage der Varaktordiode, ungleiche Restströme in den Stromquellen und/oder durch andere Langzeit- Drifteffekte verursacht wird.
  • Es ist möglich, die Hochfrequenzanteile der Ladungspumpenausgänge auf andere Weise auszunutzen. Eine geeignete Verbindung dieser Hochfrequenzsignale kann sehr vorteilhaft bei der Verminderung der Verriegelungszeit eines Frequenz-Synthesizers benutzt werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Frequenz-Synthesizer mit Phasenregelschleife zur Verfügung zu stellen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt folglich einen Synthesizer mit kontinuierlich adaptiver Phasenregelschleife, wie in dem Anspruch beansprucht, zur Verfügung.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie die Fähigkeit besitzt, die Zeit zu verringern, die benötigt wird, um einen verriegelten Zustand für einen phasenverriegelten Frequenz-Synthesizer zu erlangen.
  • Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie die fähigkeit bereitstellt, hochfrequente und niederfrequente Anteile des Ausgangs eines Phasen/Frequenz-Vergleichers zu trennen.
  • Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie ein kontinuierlich adaptives Schleifenfilter mit im Grunde zwei weich verbunden Flanken der Ladungsübertragung bereitstellt, um eine verminderte Verriegelungszeit für einen Frequenz-Synthesizer zu liefern.
  • Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie die Fähigkeit besitzt, die Hochfrequenzanteile mit der Steuerleitung in einer Weise zu verbinden, die mögliches Hochfrequenzrauschen vermindert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist ein Schaltbild eines phasengesteuerten Hochfrequenz-Oszillators, der vorangehend offenbart worden ist.
  • Fig. 2 ist ein Schaltbild eines Synthesizers mit kontinuierlich adaptiver Phasenregelschleife, der die vorliegende Erfindung verwendet.
  • Fig. 3 ist ein Schaltbild einer vereinfachten Impulsextraktionsschaltung für eine kontinuierlich adaptive Phasenregelschleife, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
  • Fig. 4 ist eine Kurve der Ladungsübertragung in das Schleifenfilter über der Impulsbreite des Phasendetektors, die zwei Steigungen zeigt, die den zwei Betriebsarten einer kontinuierlich adaptiven Schleife der vorliegenden Erfindung entsprechen.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Fig. 1 zeigt einen vorangehend offenbarten phasengesteuerten Hochfrequenz-Oszillator. Damit Langzeit-Drifteffekte aufgehoben werden können, werden kurze Impulse, die durch den Phasenvergleicher 102 an dem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 104 vorgenommene Korrekturen kennzeichnen, benutzt, um einen Kompensationsstrom I zu erzeugen, der der Steuerleitung des VCO 104 fortlaufend zugeführt wird. Die Steuerimpulse aus dem Phasenvergleicher 102 werden in den Ladungspumpenstromquellen 106 und 108 in Stromimpulse entsprechender Dauer umgesetzt, die dann einem Schleifenfilter-Ladekondensator 110 zugeführt werden, in dem die Impulse über der Zeit integriert werden, um die Steuerspannung der Steuerleitung für den VCO 104 zu erzeugen.
  • Die Gleichrichter 115 und 117 werden jeweils getrennt von dem Stromimpulsen aus den zwei Stromquellen 106 und 108 getrieben. Die Ausgänge der zwei Stromquellen 106 und 108 sind mit zwei Spulen 119 und 121 verbunden. Die Spulen 119 und 121 beeinflussen kurze Stromimpulse nicht, die den Gleichrichtern 115 und 117 über die Hochfrequenz- Trennkondensatoren 123 und 125 zugeführt werden. Die Spulen 119 und 121 haben die Wirkung, daß im Ruhezustand, d.h., zwischen den einzelnen Stromimpulsen, keine Spannungen an den weiteren Gleichrichtern 127 und 129 vorhanden sind. Über einen Widerstand 131 und einen weiteren Verstärker mit Einheitsverstärkung 133 wird Symmetrie hergestellt. Ein weiterer Gleichrichter 135 begrenzt Spannungsimpulse am Ende der Stromimpulse.
  • Eine Spannung, die dem Integral der Differenz der Stromimpulse von den zwei Stromquellen 106 und 108 proportional ist, wird durch die Integrationswirkung eines zweiten Kondensators 137 erzeugt. Der Widerstand 139 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 141 verbunden, so daß nach der Impulszeit keine Restströme fließen.
  • Die Werte der Trennkondensatoren 123 und 125 sind 50 gewählt, daß die Ladung im Kondensator 137 beim Auftreten einer Frequenzänderung so wenig wie möglich verändert wird und längere Stromimpulse von den Stromquellen 106 und 108 daher nur über die zusätzlichen Gleichrichter 127 und 129 fließen. Außerdem besitzen die Gleichrichter 127 und 129 einen größeren Durchlaßspannungsabfall, und die Spulen 119 und 121 bilden eine größere Hochfrequenzimpedanz für die kurzen Impulse, die vorzugsweise mit den Gleichrichtern 115 und 117 verbunden werden sollten.
  • Die Schaltung von Fig. 1 stellt daher eine Schaltung zum Versetzen der Langzeitdrlft eines VCO zur Verfügung, wobei die kurzen Korrekturimpulse des Phasendetektors in ein Ausgleichssignal integriert werden, das an die VCO-Steuerleitung angelegt wird. Durch Integrieren der Impulsdifferenz, um einen Strom gleich und entgegengesetzt der Leckage bereitzustellen, werden die Nebenwellen des Bezugssignals (die vorhanden wären, wenn die Steuerspannung wegen der Leckage abfallen könnte) vermindert.
  • Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines Synthesizers mit kontinuierlich adaptiver Phasenregelschleife, der die vorliegende Erfindung verwendet. Ein solcher Synthesizer kann in Funktelefonsystemen verwendet werden, deren Funkfrequenz schnell gewechselt werden muß (d.h. deren Frequenz springen muß). Bei der bevorzugten Ausführung werden die Anforderungen an das Springen der Frequenz erfüllt, indem eine kontinuierlich adaptive Schleife benutzt wird. "Adaptiv" bedeutet allgemein, daß die Schleifenbadbreite anfangs groß ist, um ein schnelles Verriegeln zu erlauben, und dann in einen viel kleineren Wert der Bandbreite umgewandelt wird, um die Störsignal-Spezifikationen zu erfüllen.
  • Derzeit verwendete adaptive Verfahren schalten die Filterkomponenten und/oder die Verstärkung des Phasendetektors mit einer festen Stufe zu einer Zeit um, die entweder durch ein digitales Zählschema oder eine Verriegelungsanzeige des Phasendetektors bestimmt wird. Diese feste Stufe der Phasendetektorverstärkung oder der Filtercharakteristik hat einen Übergangssprung in der Frequenz zur Folge. In Syntheslzern für Produkte, deren Frequenz nicht springt, ist die Größe des Übergangs so, daß die zum Wiederverriegeln nach der Umschaltung der Schleifenbandbreite erforderliche Zeit (2-5 Millisekunden) nicht wichtig ist. Für eine Funktelefon-Teilnehmereinheit, die in einem frequenzspringenden Funktelefonsystem benutzt werden könnte, ist diese Wiederverriegelungszeit verboten lang, eine Verriegelungszeit von 866 Mikrosekunden vorausgesetzt.
  • Ein weiteres Problem, dem in der Praxis begegnet wird, ist das des Ungleichgewichts der Ladungspumpen-Stromquelle. Normal wird erwartet, daß, sowie die Schleife verriegelt ist, die Impulsbreite des Phasendetektorausgangs nach null tendiert. In der Praxis ist dies nicht erwünscht, weil jede praktische Stromquelle eine Impulsbrelte von wenigstens einigen Nanosekunden benötigt, um sicherzustellen, daß sie einschalten wird. Um dieses Problem zu korrigieren, wird eine Art von Phasendetektor eine minimale Impulsbreite sowohl auf der Impulsanstieg- als auch der Impulsabfall-Steuerleitung ausgeben, wenn die Schleife verriegelt ist. Idealerweise werden die Stromimpulse in der Minimalimpulsbreitenzeit in Zeit, Dauer und Größe gleich, aber von entgegengesetzter Polarität sein. Dies hat eine Nettoübertragung ei- Ladung Null in das Filter zur Folge. Ein wirkliche Stromquelle wird jedoch kein perfektes Gleichgewicht in dem Zustand minimaler Impulsbreite erreichen. Wenn eine der Quellen eine etwas höhere Stromamplitude als die andere aufweist, tendiert dieses Ungleichgewicht nach Null, sowie die Schleife verriegelt, wenn nicht die minimale Impulsbreite vorläge. Wegen der endlichen Impulsbreite wird eine Ladungsübertragung eintreten, die gleich dem Stromungleichgewicht multipliziert mit der minimalen Impulsbreite ist. Der VCO justiert seine Frequenz, bis die Impulsbreite der Stromquelle mit der kleineren Amplitude genug zunimmt, um eine Nettoladungsübertragung pro Bezugsperiode von Null zu ergeben. Dies hat zwei Probleme zu Folge: erstens, ein Unterschied in der positiven und negativen Impulsbreite im verriegelten Zustand hat eine Zunahme der Bezugsnebenwellen zur Folge. Zweitens, wenn die Schleife durch Wechseln von Stromquellen adaptiert wird, wird ein neues Ungleichgewicht vorhanden sein, das einen neuen VCO-Phasenversatz und einen Übergang in der Frequenz zum Zeitpunkt der Adaption zur Folge hat.
  • Der Ausgang des dreistufigen Phasen/Frequenz-Vergleichers, wie in dem Phasendetektor der vorliegenden Erfindung (ein MC145158) benutzt, besteht aus einem AUF-Impuls und einem AB-Impuls, um eine Stromquelle bzw. eine Stramsenke zu steuern. Diese zwei Stromquellen werden kombiniert, wie in Fig. 2 gezeigt, um die gemeinsame minimale Impulsbreitenzeit (im ideal ausgeglichenen Fall) aufzuheben. Das Nettoergebnis ist eine Folge von Stromimpulsen, die dazu neigen, in der Breite reduziert zu werden, sowie die Schleife ihre Endfrequenz erreicht.
  • Das Grundkonzept hinter der kontunierlich adaptiven Schleife der vorliegenden Erfindung ist, breite Stromimpulse (die einem großen Frequenzversatz des VCO zu der gewünschten Frequenz entsprechen) einem schnell einrastenden Pfad der VCO-Steuerleitung und die Vorderflanken der breiten Impulse und irgendwelche schmalen Impulse (entsprechend einem kleinen Frequenzversatz) einem langsam einrastenten Pfad der VCO-Steuerleitung zuzuführen. Daher wird eine Schleife gebildet, bei der zu Anfang der schnell einrastende Modus benutzt wird, bis sich die Frequenz nahe bei ihrem endgültigen Wert befindet, worauf dann die Schleife automatisch, weich und kontinuierlich die Bandbreite hin zu einem langsameren und reineren Modus verandert. Die Vorteile dieses erfinderischen Verfahrens sind, daß es kein plötzliches Umschalten der Schleifenbandbreite und daher keinen Adaptionsübergang gibt, und wenn die Schleife aus irgendeinem Grund von der Frequenz weggezogen werden sollte, wird automatisch wieder in den schnellen Verriegelungsmodus eingetreten.
  • Viele verschiedene Verwirklichungen dieses Konzepts sind möglich. Das bevorzugte Verfahren der kontinuierlichen Adapation der Schleifenbandbreite wird realisiert, indem feste Stromquellen und zwei Pfade in das Schleifenfilter der VCO-Steuerleitung verwendet werden. Ein Pfad wird von den schmalen Impulsen und den Vorderflanken von breiteren Impulsen genommen. Dieser Pfad stellt ein Schmalbandfilter für solche Schmalimpuls/Vorderflanken-Steuersignale bereit, die an den VCO angelegt werden. Dies hat eine langsame, aber spektral reine, Betriebsart der Schleife zur Folge. Der andere Pfad leitet die Masse aller breiten Impulse direkt in das Schleifenfilter, was eine schnelle Verriegelungszeit zur Folge hat. Eine Impulstrennschaltung 209 kann daher zwischen den zwei Stromquellen seriengespeist oder parallel gespeist werden, wobei die Stromquellen miteinander verbunden sind. Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der bevorzugten Realisierung der Impulsextraktionsschaltung 209. Ein an den AUF-Eingang angelegter Impuls 301 mit ausreichender Impulsbreite wird einen Vorderflanken-Ausgangsimpuls 303 dem Schmalbandfilter des langsamen Verriegelungspfades und den Rest des Impulses 305 dem Schleifenfilter direkt zur Verfügung stellen. Es ist ersichtlich, daß, sowie der Eingangsimpuls schmaler wird, der Hauptausgang der Impulsextraktlonsschaltung in der Form des Ausgangsimpulses 303 sein wird. Diese kontinuierliche Trennung der Impulse nach Impulsbreite wird vom Rest der Schaltung von Fig. 2 benutzt, um das Schleifenfilter mit zwei Geschwindigkeiten gemäß dem schnellen Verriegelungspfad (breite Impulsbreite) und dem langsamen Verriegelungspfad (schmale Impulsbreite) zu laden.
  • Ein zweites Verfahren zur Realisierung einer kontinuierlich adaptiven Schleife besteht darin, die Stromquellen fortlaufend zu wechseln. Der große Strom für den schnellen Verriegelungsmodus wird in eine Schaltung geführt, die eine "Totzone" in den summierten Stromquellenausgängen erzwingt. Die Ströme des langsamen Verriegelungsmodusses besitzen die Totzonenschaltung nicht und sind daher für alle Impulsbreiten aktiv. Das Ergebnis ist, daß, wenn die Nettoimpulse sehr kurz werden, die großen Stromquellen wirksam abgeschaltet werden. Eine solche "Totzonen"-Schaltung kann eine herkömmliche Stromamplituden- Korrekturschaltung sein.
  • Die Vorderflanken-Impulstrennschaltungen und die "Totzonen"-Schaltungen können unter Bedingungen einer niegrigen Versorgungsspannung zu viel des für den Steuerleitungseingang in den VCO zur Verfügung stehenden Spannungsausschlags verbrauchen. Um dieses Problem zu vermeiden, kann die Vorderflanken-Trennschaltung für Stromquellen auf den "AUF"- und "AB"-Signalen vor deren Eingabe in die Stromquellen und -senken ausgeführt werden.
  • Die Vorderflanken-Trennschaltung kann entweder analog oder digital ausgeführt werden. Ein aktives Filter in der schnellen Schleife könnte einen Operationsverstärker verwenden, der am Eingang auf die Hälfte der Versorgungsspannung vorgespannt wird. Eine solche Konstruktion würde den Spannungsausschlag minimieren, wäre aber in einem integrierten Schaltungsentwurf schwer zu verwirklichen.
  • Eine andere Variante, die Stromquellen kontinuierlich zu adaptieren, besteht darin, eine gesteuerte Totzone auf einem Paar von Großstromquelleneingängen zu plazieren, so daß schmale Impulse diese Stromquellen nicht erreichen, aber immer noch ein getrenntes Paar von Stromquellen niedrigen Stromes aktivieren. Diese Anordnung könnte so modifiziert werden, daß ein einziger Satz von Stromquellen von zwei Eingängen gesteuert wird, wobei einer einen großen Strom und der andere einen kleinen Strom hervorruft.
  • Noch eine andere Variante ist, eine gesteuerte Totzone innen in der größeren der zwei Stromquellen zu bewirken, so daß die größere Stromquelle nicht auf schmale Impulse und Vorderflanken von Impulsen anspricht. Dies kann z.B. durch die Verwendung von langsamen Bauteilen in den größeren Stromquellen durchgeführt werden.
  • Der Entwurf einer kontinierlich adaptiven Schleife ist viel verwickelter als der einer herkömmlichen Phasenregelschleife. Bei einer herkömmlichen Schleife muß ein Kompromiß zwischen der Verrlegelungszelt und dem Störsignalverhalten gemacht werden. Ferner muß die sich ergebende Schleife stabil und frei von unkontrollierten "Totzonen" sein. Dieser gleiche Kompromiß muß bei der kontinuierlich adaptiven Schleife erwogen werden, außer es gibt zwei zu erwägende Schleifen. In dem Pfad des schnellen Verriegelungsmodusses ist die Schleife besonders auf Geschwindigkeit optimiert. Bei der bevorzugten Ausführung verriegelt der Pfad des schnellen Verriegelungsmodusses einen Anfangsversatz von 25 MHz bis innerhalb 100 Hz in etwa 450 us. Die Closed- Loop-Bandbreite dieser Schleife beträgt etwa 12 kHz und würde einen ziemlich verrauschten Oszillator zur Folge haben, wenn keine zusätzlichen Änderungen vorgenommen würden. Im Pfad des langsamen Verriegelungsmodusses ist die Schleife auf bestes Störsignalverhalten optimiert.
  • Um einen Oszillator mit einem brauchbaren Grad des Störsignalverhaltens zu erhalten, wird der lamgsame Verriegelungsmodus bei der bevorzugten Ausführung auf eine Closed-Loop-Bandbreite von etwa 500 Hz eingestellt. Beide Pfade müssen stabil und frei von unkontrollierten Totzonen sein, und beide werden justiert, um die optimale Verriegelungsgeschwindigkeit für eine gegebene Schleifenbandbreite zu erhalten.
  • Für die kontinuierlich adaptive Schleife muß eine Schaltung benutzt werden, die die Vorderflanken von Impulsen aus dem Phasendetektor abtrennt und sie dem geeigneten Verriegelungspfad zuführt. Schmale Impulse und die Vorderflanken aller Impulse werden dem Pfad des langsamen Verrlegelungsmodusses zugeleitet. Der Rest von irgendwelchen "breiten" Impulsen wird dem Pfad des schnellen Verrlegelungsmodusses zugeleitet. Zweitens, der Schnellverriegelungspfad wird vom Zustand der optimalen Geschwindigkeit geringfügig dejustiert, um den übergangspunkt zwischen den zwei Schleifen zu optimieren. Diese ganzen Konzepte werden nun erklärt, indem die Konstruktion des Frequenzsprung-Synthesizers der bevorzugten Ausführung genau betrachtet wird.
  • Nochmals auf Fig. 2 verweisend basiert der Frequenzsprung-Synthesizer auf einer kontinuierlich adaptiven Schleife mit zwei festen Stromquellen und zwei Pfaden in das Schleifenfilter. Der Schnellmoduspfad besitzt eine gesteuerte Totzone derart, daß sie bei kleinen Frequenzfehlern keine Ladung in das Schleifenfilter leiten wird. Der Langsammoduspfad besitzt keine Totzone und wird daher für alle Impulsbreiten Ladung in das Schleifenfilter leiten. Wie oben zusammengefaßt, besitzt der Langsammoduspfad eine viel niedrigere Bandbreite als der Schnellmoduspfad und liefert daher einen spektral reineren Ausgang. Die Ladungspumpen-Stromquellen werden mit klassischen Stromspiegeln realisiert, die als Stromquellen 202 und 203 dargestellt sind.
  • Die PULS-AUF-Steuerung vom Phasendetektor 205 ist normalerweise Hoch, wodurch die Stromquelle 202 abgeschaltet wird. Wenn die PULS-AUF-Leltung Tief geht, wird Strom von der Stromquelle 202 geliefert. Wenn die PULS-AB-Leitung Tief geht, führt die Stromquelle 203 Strom ab. Bei der bevorzugten Ausführung ist eine dritte Stromquelle 207 zwischen dem Phasendetektor 205 und der Stromquelle 203 angeordnet. Da die PULS-AB-Steuerleitung von dem Phasendetektor normal Hoch ist, dann wäre, wenn sie direkt mit der Stromquelle 203 verbunden wäre, wie es bei der Stromquelle 202 der Fall ist, die Stromquelle 203 während der meisten Zeit eingeschaltet. Um dies zu korrigieren, treibt die Stromspiegelquelle 207 nur dann Strom durch die Stromquelle 203, wenn die PULS-AB-Leitung Tief geht. Um die Funktion der Impulsvorderflanken- (Hochfrequenzanteil) Extraktionsschaltung 209 zu verstehen, sollten diese drei Fälle betrachtet werden: unverriegelt, der Verriegelung nahe und verriegelt.
  • Zunächst angenommen, die Schleife ist unverriegelt und die Pulsbreite der Stromquelle 202 ist viel größer als die Pulsbreite der Stromquelle 203 (d.h. die Schleifenfrequenz ist zu niedrig, und der Phasendetektor versucht, die VCC-Spannung zu erhöhen). Der Pufferverstärker 211 wird von der Steuerleitung des VCO 213 gespeist. Sowie der Strom aus der Quelle 202 ansteigt, wird der Pufferverstärker 211 über den Widerständen 215 und 217 und der Spule 219 eine Spannung entwickeln. Diese ansteigende Spannung wird zu Anfang durch den Kondensator 221 geleitet werden, da ein Kondensator seine Spannung nicht in der Zeit Null wechseln kann. Wenn einmal die Spannung genug ansteigt, um den Vorwärtsdurchbruch der Diode 223 zu überwinden, wird ein Strom in die Langsammodus-Schleifenfilterkondensatoren 225 und 227 fließen, wodurch diese Kondensatoren aufgeladen werden. Dieser Zustand wird sich schnell ändern, sowie die Spannung über dem Kondensator 221 ansteigt (i=CdV/dt). Wenn einmal die Spannung des Kondensators 221 genug ansteigt, um den Vorwärtsdurchbruch der Reihenschaltung der Dioden 229 und 231 zu überwinden, wird die Stromquelle 202 effektiv dlrekt mit dem herkömmlichen Schleifenfilter aus dem Kondensator 233 und der Reihenschaltung aus dem Kondensator 235 und dem Widerstand 237 verbunden sein.
  • Nachdem das durch den Phasendetektor 205 bestimmte Nettozeitlntervall von PULS-AUF vergangen ist, werden sowohl die Stromquelle 202 als auch die Stromquelle 203 für die minimale Impulsbreite eingeschaltet sein. Wenn die Stromquelle 203 einschaltet, wird idealerweise der gesamte Strom der Stromquelle 202 durch die Spulen 219 und 239 in die Stromquelle 203 fließen. Über den Spulen 219 und 239 werden sich Spannungen aufbauen, aber diese Spulenwerte sind so gewählt, daß die Spannungen keine der Dioden einschalten werden. Wenn die Stromquelle 202 und die Stromquelle 203 amplitudenmäßig nicht genau ausgeglichen sind, wird über den Widerständen 215 und 217 eine Spannung entwickelt werden. Wenn die entwickelte Spannung kleiner ist als der Vorwärtsdurchbruch der Dioden 229 und 231 minus dem Abfall über der Spule 219 (oder der Dioden 241 und 243 minus einem Abfall an der Spule 239), wird kein Strom in das Schleifenfilter fließen. Aus diese Weise dient die Vorderflanken-Trennschaltung auch dazu, ein Ungleichgewicht der Stromquelle-/Stromsenke-Amplitude zu korrigieren, das sich über der minimalen Pulsbreitenzeit akkumulieren würde.
  • Schließlich, wenn die Stromquelle 202 und die Stromquelle 203 abschalten, dann dienen die Dioden 223 und 245 dazu, alle Ströme zu blockieren, die von den Kondensatoren 225 und 227 genommen werden würden, sowie die Kondensatoren 221 und 247 ihre Ladungen über die Widerstände 249, 252 und 215 (und die Spulen 219 und 239 und den Widerstand 217) in Vorbereitung auf den nächsten Satz von Stromimpulsen justieren.
  • Wenn die Schleife ihrem endgültigen verriegelten Zustand sehr nahe ist, ist die Pulsbreite der Stromquelle 202 geringfügig größer als die Pulsbreite der Stromquelle 203. Wenn die Stromquelle 202 einschaltet, wird der Strom zu Anfang durch den Kondensator 221 und die Diode 223 fließen, um die Kondensatoren 225 und 227 aufzuladen. Während dieser Zeit baut sich die Spannung über dem Kondensator 221 auf, aber bevor die Spannung die Vorwärtsdurchbruchsspannung der Dioden 229 und 231 übersteigt, schaltet die Stromquelle 203 ein und hält den Stromfluß in den Kondensator 221 an. Dies wird den Spannungsanstieg anhalten, und der direkte Pfad in die Hauptschleife über die Dioden 229 und 231 wird daher für diesen Satz von Pulsen nicht einschalten.
  • Die in den Kondensatoren 225 und 227 gesammelte Ladung wird jedoch dazu führen, daß die Spannung des Pufferspeichers 253 ansteigt. Diese Spannung wird durch den Widerstand 255 in einen sehr kleinen Korrekturstrom umgesetzt und durch den Kondensator 256 und den Widerstand 257 weiter gefiltert. Der Widerstand 255 und der Kondensator 258 bilden eine Nullstelle für die optimale Übertragungsfunktion der langsamen Schleife. Dieser kleine Korrekturstrom wird dann dem Hauptschleifenfilter zugeführt. Der Pfad für die kleinen Impulsbreiten entspricht einer viel niedrigeren Schleifenbandbreite.
  • Wenn die Schleife vollkommen verriegelt ist, schalten sowohl die Stromquelle 202 als auch die Stromquelle 203 gleichzeitig ein und sind für die minimale Pulsbreitenzeit eingeschaltet. Der Strom fließt von der Stromquelle 202 durch die Spulen 219 und 239 in die senkende Stromquelle 203. Die über den Spulen 219 und 239 entwickelten Spannungen werden nicht ausreichend sein, um eine der Dioden einzuschalten. Daher wird zu keiner Schleife eine Ladung übertragen. (Vorausgesetzt, daß das Ungleichgewicht der Stromamplitude nicht groß genug ist, um einen Spannungsabfall über den Widerständen 215 und 217 zubewirken, der die Dioden einschalten wird). Ein Diagramm der Ladungsübertragung in das Schleifenfilter (Kondensatoren 233, 235 und Widerstand 237) über der Impulsbreite des Phasendetektors 205 ist in Fig. 4 dargestellt und zeigt die Doppelsteilheit, die den zwei Betriebsarten entspricht. Fig. 4 ist eine Kurve der Ladungsübertragung in die Ladungsspeicherelemente des Schleifenfilters, aufgetragen über der Impulsbreite der angelegten Korrekturimpulse. Ein solches Doppelsteilheitsansprechen des Schleifenfilters zeigt an, daß die Spannung über den Ladungsspeicherelementen (die proportional der Kapazität und gesamten gespeicherten Ladung ist) sich schnell verändern wird, sowie die Breite des angelegten Pulses den Wert (t), der dem "Knie" bei 403 (oder -t für negative Pulse bei Knie 405) entspricht, übersteigt. Die Spannung wird sich langsamer ändern, sowie die Pulsbreite unter den Wert t fällt. Ein schneller Schleifen-Verriegelungsvorgang tritt daher auf, wenn die Pulsbreite über dem Knie der Ladungsübertragungskennlinie liegt, und ein langsamer Schleifen-Verriegelungsvorgang tritt auf, wenn die Pulsbreite unterhalb des Knies der Ladungsübertragungskennlinie liegt. Ein Pulsbreite Null entspricht einem perfekten verriegelten Zustand. Es ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Ladungsübertragungskennlinie von dem langsamen Modus in den schnellen Modus weich und ohne Unterbrechungen übergeht, wie z.B. denen, die typischerweise bei geschalteten adaptiven Schleifenfiltern vorhanden sind.
  • Die Pulsbreite, bei der das "Knie" (403, 405) des Übergangs zwischen den Betriebsarten auftritt, wird durch die Kondensatoren 247, 221 und 227 sowie die Vorwärts-Durchbruchsspannungen der Dioden bestimmt. Sie entspricht ungefähr der Zeit, die benötigt wird, um einen Dioden-Spannungsabfall über der Reihenkombination aus dem Kondensator 227 und dem Kondensator 247 (oder den Kondensatoren 221 und 227) aufzubauen. Eine genaue Bestimmung der Übergangspulsbreite wird durch Beobachten der Ladungsübertragung in die Hauptschleife ermittelt, die während der Einschaltzeit der Stromquellen 202 und 203 auftritt. Bei der bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß der Wert von t zwischen 0.3 und 1.0 ns und q zwischen 1 und 2 Pikocoulomb liegt.
  • Die Spulen 219 und 239 sind enthalten, um Totzonenprobleme zu vermeiden. Wenn die Spulen 219 und 239 kurzgeschlossen wären, würde die Funktion der Schaltung im Idealfall nicht beeinflußt werden. In der Praxis werden jedoch parasitäre Kapazitäten (nicht gezeigt, aber in allen Verbindungsleitern und, ganz besonders, in der Stromquelle oder der Stromsenke, die während eines Nettostrompulses nicht "Ein" ist, vorhanden) Strom von der aktiven Stromquelle rauben, bis die parasitäre Kapazität aufgeladen ist. Während der Aufladezeit dieser parasltären Kapazität kann der Strom die Dioden in keinem Pfad einschalten, was daher eine Situation zur Folge hat, wo die Schleife auf sehr schmale Impulse nicht ansprechen wird. Die Spulen 219 und 239 trennen die Stromquellenausgänge voneinander, um dadurch die parasitäre Kapazität, die überwunden werden muß, zu vermindern. Außerdem wird die über diesen Spulen entwickelte Spannung helfen, die Dioden des schnellen Pfades einzuschalten. Dies wird den Übergang zwischen den zwei Schleifen so glätten, daß der schnelle Pfad etwas aktiv ist, bis die Schleife im wesentlichen verriegelt ist. Die Spulen 219 und 239 könnten bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung durch Widerstände ersetzt werden, aber eine Verschlechterung der Totzonenbreite wurde bei einer solchen Implementierung erfahren.
  • Es ist erwünscht, das Knie des Übergangs so nahe wie möglich bei einer Pulsbreite Null zu wählen. Dies hat einen minimalen Frequenzfehler zur Folge, der in der langsameren Schleife auszuregeln ist. Leider werden, wenn die Stromquellen um mehr als eine Übergangsimpulsbreite zeitlich im Ungleichgewicht sind, dann kurze Stromstöße durch den direkten schnellen Verriegelungspfad fließen. Diese Durchleitung würde das Störsignalverhalten der Schleife ernsthalft verschlechtern. Deshals wird ein Übergangspunkt, wie in Fig. 4 gezelgt, so gewählt, daß das zeitliche Ungleichgewicht der Stromquelle niemals den Übergangspunkt überschreiten wird, sondern so klein wie möglich ist.
  • Zwei Ladungspfade der Schleifensteuerleitung, ein schnell verrlegelnder Pfad und langsam verriegelnder Pfad, sind in der vorangehenden Erörterung identifiziert worden. Der schnell verriegelnde Pfad entspricht einem Strompfad, der durch die Dioden 229 und 231 (oder die Dioden 241 und 243) direkt in das Hauptschleifenfilter fließt, das aus dem Kondensator 233 und der Relhenschaltung aus dem Kondensator 235 und dem Widerstand 237 besteht. In dem schnell verriegelnden Pfad ist das kontinuierlich adaptive Filter nach Maßgabe normaler Verfahren basierend auf der benötigten Verriegelungszeit aufgebaut. Da der langsame Pfad nach dem Übergang einen Restfehler zu beruhigen hat, ist es erforderlich, daß der schnell verriegelnde Pfad konstruiert wird, daß er die Verriegelungszeitanforderung des Geräts um die Zelt übertrifft, die für den langsamen Pfad benötigt wird, um die endgültige Verriegelung zu erlangen.
  • Bei der bevorzugten Ausführung beträgt die schnelle Verrlegelungszeit etwa 450 us. Diese Verriegelungszelt läßt etwa 400 us für die langsame Schleife übrig, um irgendeinen Restfehler auszuregeln. Bei der bevorzugten Ausführung ist die schnelle Schleife eine normale Konstruktion dritter Ordnung mit einem Open-loop-Einheitsverstärkungspunkt von etwa 6000 Hz und einer nominellen symmetrischen Nullstellen-Pol-Verteilung von 2.6. Für diesen Synthesizer beträgt die Closed-Loop-Bandbreite 12 kHz bei einer Referenzfrequenz von 200 kHz.
  • Für den langsamen Verrlegelungsfpad werden die Vorderflanken von breiten Impulsen und alle schmalen Impulse über die Kondensatoren 221 und 247 und die entsprechenden Dioden 223 oder 245 der Vorderflanken- Trennschaltung 209 in den langsam verriegelnden Pfad gekoppelt. Diese hochfrequenten Stromimpulse laden die Kondensatoren 225 und 227, was eine Spannungsänderung zur folge hat, die durch den Pufferverstärker 253, den Widerstand 257 den Parallelkondensator 256 und die parallele Widerstand/Kondensator-Kombination 255 und 258 in das Hauptschleifenfllter gekoppelt wird. Die Kondensatoren 225 und 227 sind gewählt, um sehr langsam auf die kurzen Stromimpulse anzusprechen. Dieses langsame Ansprechen hätte eine sehr dürftige Gesamtverriegelungszelt zur Folge, wenn die Kondensatoren 225 und 227 die Spannung auch nur um wenige zehntel Volt ändern müßten. Um diese Situation zu vermeiden, muß die "Masse"-Seite der Kondensatoren 225 und 227 die Spannung des schnellen Verriegelungspfades führen. Der augenfälligste Weg, um dies durchzuführen, wäre, die Masseselte der Kondensatoren 225 und 227 dlrekt mit dem Steuerleitungseingang des VCO 213 zu verbinden. Die Stromimpulse, die diese Kondensatoren speisen, sind jedoch sehr kurz, und die Mehrheit der Ladung wird daher durch die Kondensatoren hindurchgehen. Wenn die Kondensatoren direkt mit der Steuerleitung verbunden wären, dann würden diese Stromimpulse mit den bereits auf der Steuerleitung (von der Extraktionsschaltung 209) befindlichen breiten Impulsen rekomblniert und direkt in das Schleifenfilter (Kondensatoren 233 und 235 und Widerstand 237) geführt, um dadurch die adaptive Natur der Schleife zunichte zu machen.
  • Es ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Kondensatoren 225 und 227 nicht direkt mit der Steuerleitung des VCO 213 verbunden sund. (U.S. Patent Nr. 4,387,348 verbindet in der Tat einen gleichwertigen Kondensator, d.h. Kondensator 137 in Fig. 1, direkt mit der Steuerleitung, wodurch keine adaptive Schlelfe erzeugt wird. Es war beabsichtigt, daß die Ladung direkt in das Schleifenfilter fließt, um irgendeine Anderung der Schleifencharakeristik zu vermeiden). Anstatt die Kondensatoren 225 und 227 direkt mit der Steuerleitung des VCO 213 zu verbinden, wird der Pufferverstärker 259 benutzt, um die Steuerleitungsreferenz für die Kondensatoren 225 und 227 bereitzustellen. Dieser Pufferkreis verhindert, daß Stromimpulse, die durch die Kondensatoren 225 und 227 gekoppelt werden, an die Steuerleitung angelegt werden, um so die adaptive Natur der Schleife zu bewahren. Um die endliche Ausgangsimpedanz des Pufferverstärkers 259 zu überwinden, wird ein Kondensator 261 hinzugefügt, um den in die Kondensatoren 225 und 227 gekoppelten Impulsen eine niedrigere Impedanz zur Verfügung zu stellen. Bei der bevorzugten Ausführung werden die Widerstände 263, 265 und 267 wie auch der Kondensator 269 dem Rückkopplungsnetzwerk des Pufferverstärkers 259 hinzugefügt, um die Stabilität infolge der kapazitiven Belastung des Kondensators 261 am Ausgang des Pufferverstärkers 259 aufrechtzuerhalten.
  • Das Hinzufügen des Pufferverstärkers 259 ermöglicht es daher der langsamen Schleife, der schnellen Schleife zu folgen, bis die Nettostromimpulsbreite klein genug wird, um nur die langsame Schleife zu laden. Während der schnellen Verriegelungszeit werden die Vorderflanken der breiten Impulse in der langsamen Schleife einen gewissen Fehler verursachen. Zum Glück wird der schnelle Verriegelungsmodus eine nahezu gleiche Zahl von AUF- und AB-Pulsen besitzen, um so diesen Anfangsfehler zu minimieren.
  • Der Pufferverstärker 271 wird benutzt, um einen Nachladungspfad für die Kondensatoren 247 und 221 bereitzustellen. Wenn die Kondensatoren 247 und 221 direkt mit den Kondensatoren 225 und 227 verbunden wären, könnte es keine Gleichstromübertragung in den Kondensator 225 oder den Kondensator 227 und daher keine Gleichstrom-Spannungsänderung geben. (Das heißt, die Kondensatoren 247 und 221 können nur einen Verschiebungsstrom übertragen). Mit den Dioden 223 und 245 in der Schaltung wird der Verschiebungsstrom durch die Kondensatoren 247 oder 221 geführt, vorausgesetzt, der Strom ist auf das Einschalten der Stromquelle 202 oder der Stromquelle 203 zurückzuführen. Wenn der Strom durch die Kondensatoren 221 und 247 auf das Stromabschalten zurückzuführen ist (die Kondensatoren laden nach), dann blockieren die Dioden den Strom aus den Kondensatoren 225 und 247 und die Widerstände 249 und 251 liefern den benötigten Strom aus dem Ausgang des Verstärkers 271. Auf diese Weise kann eine Gleichstrom-Ladungsübertragung durchgeführt werden.
  • Die Analyse der Schleifenstabilität für die langsame Schleife wird vereinfacht, indem man zuerst beachtet, daß die Kondensatoren 247 und 221, die Widerstände 249 und 251 und die Dioden 223 und 245 für kurze Impulse, die aus der Stromquelle 202 und der Stromquelle 203 in den Kondensator 225 und den Kondensator 227 fließen, Im wesentlichen durchlässig sind. Die Pufferverstärker 253 und 259 können als ideale Spannungsfolger angesehen werden. Die Open-Loop-Gleichung dieses Modells wird dann: Konstante
  • worin: Sz1 = 1/(C&sub2;&sub3;&sub5; * R&sub2;&sub3;&sub7;)
  • Sz2 = 1/(C&sub2;&sub2;&sub5; * R&sub2;&sub2;&sub6;)
  • Sz3 = 1/(C&sub2;&sub5;&sub8; * R&sub2;&sub5;&sub5;)
  • Sp1 = 1/(C&sub2;&sub3;&sub3; C&sub2;&sub3;&sub5;) * R&sub2;&sub3;&sub7;
  • Sp2 = 1/(C&sub2;&sub2;&sub7; C&sub2;&sub2;&sub5;) * R&sub2;&sub2;&sub6;
  • Konstante = Wert hängt von Schaltung ab Parameter
  • N = Teilungsverhältnis der Schleife
  • Kv = Empfindlichkeit des VCO
  • K= Verstärkung des Phasendetektors
  • Einer der Pole bei Null ist auf den VCO 213 zurückzuführen, ein anderer ist auf die Treiberkondensatoren 225 und 227 der Stromquelle und -senke zurückzuführen, der dritte ist auf den Widerstand 255, den Kondensator 233, den Kondensator 235 und die Rückkopplung des Verstärkers 259 zurückzuführen. Von diesem letzten Pol würde erwartet werden, daß er ohne die Rückkopplung bei einer Nicht-Null-Frequenz auftritt. Deshalb ist der Wert des Widerstands 255 innerhalb weiter Grenzen relativ unbedeutend. (D.h. der Pol liegt ungeachtet des Werts des Widerstandes 255 bei Null). Die Pole infolge des Kondensators 227 und des Widerstandes 226 und infolge des Kondensators 233 und des Widerstandes 237 treten bei Frequenzen außerhalb des interessierenden Bereichs auf. Der Kondensator 225 bildet mit dem Widerstand 226 eine Null, die in der Frequenz so tief wie möglich gelegt wird, so daß sie einen Pol bei Null-Frequenz im wesentlichen aufhebt. Dies läßt in Grunde die Null des Kondensators 258, des Widerstandes 255 und den Pol des Kondensators 227 und des Widerstandes 226 bei einem optimalen Ansprechen dritter Ordnung übrig.
  • Das Open-Loop-Ansprechen kann dann benutzt werden, um eine Gleichung für das Closed-Loop-Ansprechen zu erhalten. Ein Routh-Stabilitätstest kann auf dem Nenner des Closed-Loop-Ansprechens ausgeführt werden, um die Stabilitätsgrenzen bei der bevorzugten Ausführung festzustellen.
  • Der Übergang zwischen der schnellen und der langsamen Betriebsart wird von der Impulsbreite des Phasendetektorausgangs bestimmt. Diese Impulsbrelte ist ein Phasenfehler, nicht ein Frequenzfehler. Indem die Schleife die Verriegelung erreicht, nimmt die Impulsbreite ab, sowie der Frequenzfehler abnimmt. Da jedoch die Phase das Integral der Frequenz ist, wird der Übergangspunkt bei einem maximalen Frequenzfehler eintreten, wenn die Fehlerwellenform sinusförmig ist. Für den Optimalgeschwindigkeitsfall von symmetrisch beabstandeten Polen und Nullen in einer Schleife dritter Ordnung ist die Wellenform des Frequenzfehlers eine gedämpfte Sinuswelle. Dies hat einen nahe bei einem maximalen Frequenzfehler eintretenden Übergang zur Folge, der die Einstellzeit des langsamen Verriegelungspfades verschlechtern wird. Die ideale Frequenzfehler-Wellenform, die dieses Problem überwindet, durchläuft den Null-Frequenzfehler einmal und verläuft dann exponentiell zum Nullfehler, ohne Null nochmals zu kreuzen. Das Integral dieser Wellenform (d.h. die Phase) besitzt nur einen Nullfehlerpunkt, der zu einer Zeit eintritt, während der der Frequenzfehler klein ist. Es wurde herausgefunden, daß durch Beibehalten der gleichen Open-Loop-Bandbreite, aber Erhöhen des Pol-Nullstellen- Verhältnisses von 2.6 (das beste Verhältnis für die schnelle Verriegelungsschleife allein) auf 3.0, die Frequenzfehler-Wellenform dem gewünschten Ansprechen für minimalen Frequenzfehler beim Übergang nahekommen konnte. Der schnelle Verriegelungsmodus ist in diesem Fall etwas langsamer, aber der Einstellzeitunterschied in der langsamen Schleife kann dramatisch kürzer sein.
  • Zusammenfassend ist also ein Synthesizer mit kontinuierlich adaptiver Phasenregelschleife dargelegt und beschrieben worden. Von einem Phasendetektor ausgegebene Fehlerkorrekturimpulse werden nach Impulsbreite in Impulse schmaler Impulsbreite, die für langsame Korrekturen benutzt werden, und in Impulse breiter Impulsbreite getrennt, die für schnelle Korrekturen der VCO-Frequenz benutzt werden. Die Impulse mit breiter Impulsbreite werden im Grunde direkt mit dem Steuerleitungs- Schleifenfilter verbunden, um so eine schnelle Ladung des Schleifenfilters und eine schnelle Änderung der VCO-Frequenz zu ermöglichen. Die Impulse mit schmaler Impulsbreite (die vorhanden sind, wenn die Schleife der Verriegelung nahe oder verriegelt ist) werden durch ein Schmalbandfilter gefiltert (um den Nebenwellenausgang zu reduzieren), bevor sie an das Steuerleitungs-Schleifenfilter angelegt werden. Diese Schmalbandfilterung verlangsamt wirksam die Ladungsgeschwindigkeit des Schleifenfilters und bewirkt nur langsame Änderungen in der VCO- Frequenz. Da der Unterschied zwischen Impulsen mit breiter Impulsbreite und Impulsen mit schmaler Impulsbreite eine Frage des Grades ist und ein Impuls mit schmaler Impulsbreite in einen Impuls mit breiter Impulsbreite übergeht, sowie die Breite eines schmalen Impulses zunimmt, wird eine kontinuierliche Funktion der Schleifenfilter-Ladungsgeschwindigkeit über Impulsbreite mit zwei Steigungen gewonnen.
  • Weil das Schmalbandfilter nur durch die Impulse mit schmaler Impulsbreite geladen wird, wäre eine lange Zeit erforderlich, wenn es auf Massepotential bezogen wäre. Wenn das Schmalbandfilter direkt auf die Steuerleitungsspannung bezogen wäre, würden die Impulse mit schmaler Impulsbreite direkt in die Steuerleitung geleitet werden, was höhere Referenz-Nebenwellensignale zur Folge hat und die Zwei-Steigungs-Ladungsfunktion teilweise zunichte macht. Das Schmalbandfilter wird auf eine Spannung bezogen, die aus der Spannung der Steuerleitung abgeleitet, aber von der Steuerleitungsspannung so entkoppelt wird, daß die von den Impulsen mit schmaler Impulsbreite verursachten Referenz-Nebenwellensignale praktisch beseltigt werden.
  • Während eine einzelne Ausführung der Erfindung dargelegt und beschrieben worden ist, ist zu verstehen, daß die Erfindung nicht als auf die spezifische Ausführung hierin beschränkt anzusehen ist und daß Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können. Es ist deshalb beabsichtigt, die vorliegende Erfindung und alle derartigen Anderungen und Modifikationen durch den anliegenden Anspruch abzudecken.

Claims (1)

1. Synthesizer mit kontinuierlich adaptiver Phasenregelschleife, der umfaßt:
einen spannungsgesteuerten Oszillator (213), der ein erstes Ausgangssignal mit einer Phase und einer Frequenz erzeugt, die mit einem Steuerleitungssignal in Beziehung stehen;
einen Bezugsfrequenzerzeuger, der ein erstes Bezugsfrequenzslgnal mit einer Frequenz und einer Phase erzeugt;
einen Phasenvergleicher (205), der eine Phase eines zweiten Ausgangssignals, das aus dem ersten Ausgangssignal gewonnen wird, mit der Phase des ersten Bezugsfrequenzsignals vergleicht, wobei der Phasenvergleicher ein erstes Impulssignal mit einer Impulsbreite erzeugt, die mit einer Differenz in der Phase des zweiten Ausgangssignals und des ersten Bezugsfrequenzsignals in Beziehung steht, wobei die Impulsbreite eine Größe besitzt;
eine Einrichtung (209), die das Impulssignal fortlaufend in einen breiten Impulsteil und einen schmalen Impulstell trennt, wobei der in den ersten Teil und den zweiten Teil getrennte Betrag von der Größe der Impulsbreite abhängt, wobei der breite Impulsteil das Signal für einen schnellen Verriegelungsmodus erzeugt;
ein Schmalbandfilter (225, 226, 227), das mit dem schmalen Impulsteil der Einrichtung (209) zum fortlaufenden Trennen verbunden ist, um das Signal für einen langsamen Verriegelungsmodus zu erzeugen;
eine Einrichtung, die einen Steuerleitungssignalbezug mit einer Größer erzeugt, die im wesentlichen gleich dem Steuerleitungssignal ist, und den Steuerleitungssignalbezug mit dem Schmalbandfilter so verbindet, daß das Signal für den langsamen Verriegelungsmodus der Größe des Steuerleitungssignals folgt;
eine Einrichtung zum Verbinden (253, 255, 256, 257, 258) des Signals für den langsamen Verriegelungsmodus und des Signals für den schnellen Verriegelungsmodus mit einem Schleifenfilter (233, 235, 237), um das Steuerleitungssignal zu erzeugen.
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