NO120431B - - Google Patents

Description

Frekvensdeler.

Denne oppfinnelse angår strømkretser for frekvensdelere

med variabelt delingsforhold, og er særlig, men ikke utelukkende, anvendbare i digitale frekvens-syntetiseringsanordninger.

Mer spesielt er.oppfinnelsen rettet mot frekvensdelere

med variabelt delingsforhold av den type som omfatter .et fler-

tall telletrinn koblet i kaskade og som kan være innrettet til og innstilles for å gi et spesielt delingsforhold eller divisjons-tall, slik at det mest signifikante telletrinn når det oppnår sin innstilte posisjon, innleder innstillingsoperasjonen av det følgen-

de mest signifikante telletrinn og så videre tilbake til det minst signifikante trinn, hvoretter det blir avgitt et utgangssignal som angir fullførelsen av en tellesyklus, ved hvilken alle telle-

trinn inntar de tilstander som de er blitt innstilt til. Slike variable frekvensdelere brukes vanligvis i frekvens-syntetiseringsanordninger for styring av en slave- eller følgeoscillator-utgang i overensstemmelse med en standard-frekvensutgang avgitt f.eks. fra en krystallstyrt master- eller hovedoscillator. Frekvens-syntetiseringsanordninger av denne type er inngående beskrevet i britisk patent 1 121 323.

Telleanordningen i den variable frekvensdeler omfatter vanligvis dekadetellere, f.eks. bistabile kretsanordninger for enere, tiere, hundreder, tusender osv. av divisjonstallet. Føl-gelig blir den maksimale nøyaktighet av styringen ved frekvens-styringsoperasjon bestemt av ener-telleren.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en variabel frekvensdeler som muliggjør forbedring av nøyaktigheten av frekvens-styring på økonomisk måte.

Nærmere angivelser av oppfinnelsen og de nye og særeg-

ne trekk ved denne er opptatt i patentkravene.

Med det arrangement som tilveiebringes ifølge oppfinnelsen kan det foretas små økninger i frekvens-justeringen på 100 c/s i høyfrekvens-syntetiseringsanordninger uten at det er nødvendig å anordne en meget lav sammenlignings-frekvens for" å oppnå den nødvendige nøyaktighet av styringen eller reguleringen.

Som eksempel skal det nå beskrives en utførelsesform

for oppfinnelsen under henvisning til tegningene, av hvilke:

Figur 1 er et blokk-skjema for en frekvensdeler med variabelt delingsforhold og innbefattet et tellemodifikasjonsarrangement i henhold til denne oppfinnelse. Figur 2 er et blokk-skjema for tellemodifikasjonsarrangementet

på figur 1, og

figur 3 viser to tabeller som angir tilstanden i bryterne og utgangen fra arrangementet på figur 2.

På figur 1 er det vist en variabel frekvensdeler som omfatter et tellemodifikasjonsarrangement eller et såkalt side-trinnsarrangement (side step arrangement) for anvendelse i en di-gital frekvens-syntetiseringsanordning som dekker et frekvensom-råde 0-30 Mc/s i trinn på 1 Kc/s. Anordningen består av fem telletrinn som er koblet i kaskade, hvorav fire er dekadetrinn betegnet 1, 2, 3 og 4 på tegningen, hvorav det siste er et trinn for divisjon med tre som er betegnet med henvisningstallet 5 på tegnin gen. Hvert av telletrinnene kan innstilles for- å dividere med et ønsket tall som vil være mellom 0 og 19 når det gjelder trinnene 1,2,3 eller 4, og mellom 0 og 2 når det gjelder trinnet 5. Føl - gelig representerer hvert trinn et siffer i et totalt divisjons-tall, idet trinn 1 representerer sifre for 1 Kc/s, trinn 2 sifre for 10 Kc/s, trinn 3 sifre for 100 Kc/s, trinn 4 sifre for lMc/s og trinn 5 sifre for 10 Mc/s. Hvert av trinnene bortsett fra det minst signifikante trinn 1, er ved oppnåelse av sin innstilte tilstand eller posisjon innrettet til å påvirke et tilbakestil-lingstrinn 6 som kan ha form av en bistabil krets.

Under drift blir pulser påtrykket telletrinnene gjennom inngangsklemmen 7 og porten 8, og trinnene blir påvirket i rekke-følge på vanlig måte. Når trinn 5 oppnår sin innstilte tilstand påvirker det tilbakestillingstrinnet 6 som er koblet mellom trinn 5 og trinn 4, og når trinn 4 oppnår sin innstilte tilstand påvirker det tilbakestillingstrinnet 6 mellom trinn 4 og trinn 3. Dette fortsetter inntil hvert av telletrinnene har nådd sLn innstilte tilstand efter at tilbakestillingstrinnet som er forbundet med dette, er blitt påvirket, og dette utgjør en syklus i den variable frekvensdeler. En frekvensdeler som beskrevet ovenfor svarende til økninger eller inkrementer på 1 Kc/s, og foråt denne økning eller endring i frekvens kan bli redusert er det innført en sidetrinns-programmeringsdekade 9. Sidetrinnsdekaden 9 er innrettet til å påvirkes av en puls en gang for hver syklus av den variable frekvensdeler, og denne puls kan bekvemt avledes fra tilbakestillingstrinnet 6 som påvirker telletrinnet 3. Sidetrinndekaden 9 kan være innrettet til å innstilles slik at for hver ti pulser som den mottar, avgir den et antall utgangspulser mellom 0 og 9. Utgangen fra sidetrinndekaden 9 føres til en bistabil ekstra-tellingskrets 10 sammen med det inngangssignal som påtrykkes klemmen 7.

Virkemåten for kretsen er som følger: Når det ikke er noe utgangssignal fra sidetrinndekaden 9 er porten 8 innrettet til å være åpen slik at pulser som påtrykkes klemmen 7, føres til det første telletrinn 1. Når det mottas en utgangspuls fra sidetrinndekaden 9 blir tilstanden av de bistabile krets 10 end-ret slik at porten 8 lukkes. Den neste inngangspuls blir så blokkert fra telletrinnet 1, men denne puls er innrettet til å tilbakestille den bistabile krets 10 til sin opprinnelige tilstand. Følgelig vil nå porten 8 være åpen og inngangspulsene blir ført til telletrinnene og tellingen skjer normalt inntil den neste utgangspuls fra sidetrinndekaden 9 opptrer, i hvilket tilfelle den ovenfor beskrevne prosess vil bli gjentatt. Det sees at for hver puls av sidetrinndekaden 9 blir en inngangspuls forhindret i å nå telletrinnene.

Det kan betraktes et eksempel hvor det blir antatt at divisjonstallet som er innstilt i den variable frekvensdeler (ved innstilling av trinnene 1,2, 3, 4 og 5) er 46234. Anta også at sidetrinndekaden 9 er innstilt for å gi 4 utgangspulser for hver 10 inngangspulser. Hvis da den variable frekvensdeler drives i

10 tellinger, vil den totale telling være 462336, dvs. 462340

minus 4 på grunn av sidetrinndekaden 9. Ved å ta gjennomsnittet av dette over de 10 tellinger blir resultatet 46233,6 enheter slik at det innstilte tall er blitt redusert med 0,4 enheter.

Figur 2 viser et blokk-skjema for en sidetrinn-programmeringsdekade for anvendelse i det arrangement som er beskrevet under henvisning til fig. 1. Koblingen på figur 2 består av fire sammenkoblede bistabile trinn A, B, C og D på hvilken det påtrykkes pulser gjennom inngangskiemmen 11. De bistabile trinn A, B,

C og D er koblet sammen og i kombinasjon med NAND-porter 12 og invertere 13 innrettet til å danne en logisk krets på velkjent, måte. Kretsen er forsynt med fire klemmer betegnet W, X, Y og Z og hver av disse er. innrettet til å bli påtrykket enten en positiv spenning eller en spenning lik null. Ved påtrykning av en Kombinasjon av positive og null-spenninger på punktene W, X, Y og Z kan det oppnåes at for hver ti pulser som påtrykkes inngangsklemmen 11, kan det oppnåes et antall utgangspulser fra 0 til 9 over klemmen 14, og det er også mulig å innrette det slik at utgangspulsene er jevnt fordelt over den totale telleperiode (dvs. 10).

I tabell a på figur 3 er det vist forskjellige kombinasjoner av positive spenninger og spenninger lik null som må påtrykkes punktene W, X, Y og Z for å gi det ønskede antall utgangs - pulser fra 0 til 9. Tabell b viser hvordan utgangspulsene er jevnt fordelt over den totale telleperiode. Hvis det f.eks. kre-ves to pulser fra den totale telling av 10, da ville det på punktene W, X, Y og Z påtrykkes henholdsvis en positiv spenning, null, null og null spenning.. Som vist ville det da bli oppnådd to utgangspulser.

I den hensikt å oppnå fasestyring mellom slave- eller følgeoscillatorens utgang og utgangen fra master- eller hovedoscil-latoren i frekvens-syntetiseringsanordningen av den ovenfor beskrev ne form, kan fasestyringens sløyfe-karakteristikk være slik at den totale telling utført av den variable frekvensdeler i henhold til oppfinnelsen, blir utjevnet som gjennomsnitt forutsatt at den ekstra telling som er gjort for å gi den nevnte brøkdel økning av de opptelte tall, opptrer ved en frekvens som er høyere enn sløy-fens grensefrekvens. Virkningen av de pmt fordelte ekstra tel-lepulser over den totale telleperiode er at den uønskede avvikel-

se som skyldes sidetrinn-programmeringen blir sterkt redusert.

Hvis f.eks. én puls av ti medfører 50 c/s avvikelse (uten fasefil-ter) ved en tiendedel sammenligningsfrekvens, ville avvikelsen for to nærliggende pulser av ti være omkring 100 c/s, altså ved en tiendedel sammenligningsfrekvens. Ved å splitte opp de to pulser slik. at de opptrer en gang for hver fem pulser, så vil avvikelsen være 50 c/s og opptrer ved en femtedel av sammenligningsfrekvensen, hvilket er et meget enklere signal å svekke i fase-sløyfens lav-pass-filter, men det vil forståes at i et system basert på f.eks.

ti tellesykluser og når enten én puls eller ni pulser leveres av sidetrinn-programmeringsdekaden, er det ikke mulig å tilveiebrin-

ge en fordelt utgang. Det er således bare når mellom to og åtte (dvs. ti minus to) pulser leveres, at det er mulig å fordele pulsene over telleperioden. Andre kombinasjoner av pulser kan opp-splittes på lignende måte. Ved å anvende den ovenfor beskrevne metode for jevn fordeling av ekstra-pulsene blir det mulig å kon-struere fasefiltere som reduserer den endelige avvikelse ved alle innstillinger til 1,5 c/s i et typisk system med 5 % innfangnings-område.

Skjønt den beskrevne utførelsesform anvender et system

i hvilket pulser blokkeres fra telletrinnene, kan et lignende re-sultat bli oppnådd ved effektivt å addere ytterligere pulser til inngangspulstoget.

Claims (3)

1. Frekvensdeler med variabelt delingsforhold, omfattende et flertall kaskadekoblede telletrinn og en tellemodifiserings-anordning for å bevirke at frekvensdeleren modifiserer sin telle-operasjon ved addisjon eller subtraksjon av en eller flere pulser påtrykket de nevnte telletrinn over perioden av et gitt antall tellesykluser, hvorved det effektive gjennomsnittlige divisjonsfor-

holdstall for frekvensdeleren over den nevnte periode blir det tall som de nevnte telletrinn er innstilt på modifisert med en brøk-del av en ener, karakterisert ved at tellemodifise-ringsanordningen omfatter en pulsgenererende anordning for å levere et forutinnstilt antall pulser ut over det gitte antall tellesykluser, hvilken pulsgenererende anordning er innrettet slik at når det leveres et antall på mellom to og det nevnte gitte antall minus 2 pulser, blir disse fordelt over perioden av et gitt antall tellesykluser, og en bistabil anordning som under styring av den pulsgenererende anordning er innrettet til å bevirke at en eller flere inngangspulser som påtrykkes telletrinnene, blir blokkert, hvilken blokkerte puls eller pulser virker til å tilbakestille den bistabile anordning for å tillate at efterfølgende pulser kommer frem til telletrinnene.

2. Frekvensdeler ifølge krav 1, karakterisert ved at den pulsgenererende anordning er innrettet til å levere opptil 9 pulser over en periode på 10 tellesykluser og hvor det ved avgivelse av mellom to og åtte pulser, sørges for at disse for-deles over perioden av det gitte antall tellesykluser.

3. Frekvensdeler ifølge krav 2, karakterisert ved at den pulsgenererende anordning omfatter et flertall bistabile trinn koblet for å gi henholdsvis et divisjonsforholdstall på to og fem, med en logisk portanordning forbundet med utgangen av minst tre av de bistabile trinn, slik at utgangen fra den pulsgenererende anordning blir frembragt av den logiske portanordning ved påtrykning av forutbestemte spenninger på inngangsklemmene av den pulsgenererende anordning.