SE465398B - Foerfarande och anordning foer frekvenssyntes - Google Patents

Description

465 398 oscillatorsignalen delas ned. Detta medför att det korrek- tionsvärde som adderas till eller subtraheras från fasfelssig- nalen mäste vara multiplicerat med en faktor som är propor- tionell mot 1/N. Det är emellertid svårt i praktiken att åstadkomma en tillräckligt noggrann multilplikation med det inverterade värdet av N för en mängd olika heltal N.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning utförs inte någon multiplikation med en faktor som är proportionell mot 1/N vid bildandet av korrektionsvärdet. I stället förstärks fasfelssignalen med en faktor N innan korrektionsvärdet adderas eller subtraheras, vilket är enklare än att multiplicera korrektionsvärdet med faktorn 1/N. Förstärkningen av fasfelssignalen kan exempelvis ske i ett separat oragan så som en analog multiplicerare eller en multiplicerande digital-analogomvandlare. Förstärkningen kan även ske i samband med att fasfelssignalen bildas, t ex genom förstärkning av strömmar i en s k laddningspump.

Förstärkningen av fasfelssignalen medför även den fördelen att slingförstärkningen, slingdämpningsfaktorn och slingbandbredden hålls konstanta. Dessa skulle annars vara proportionella mot 1/N på grund av frekvensneddelningen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare under hänvisning till ritningarna, på vilka figur 1 visar en förut känd frekvenssyn- tetisator, figur 2 visar ett utföringsexempel på en frekvenssyn- tetisator enligt föreliggande upfinning och figur 3 visar ett utföringsexempel på ett fasjämförande och förstärkande organ som är avsett att ingå i en frekvenssyntetisator enligt föreliggande uppfinning.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER I figur 1 'visas ett exempel pâ en frekvenssyntetisator som 'ïicfl 465 väsentligen arbetar enligt den princip som beskrivs i ovan nämnda GB 1560233. Med 20 betecknas en styrd oscillator, t ex en s k VCO, som alstrar en utgángssignal med varierbar frekvens.

Oscillatorn 20 ingår i en faslàst slinga, i vilken bl a även ingår ett styrt divisionsorgan 22 i form av en räknare, ett fasjämförande organ 14 och ett lågpassfilter 18. Frekvensen hos oscillatorns utgångssignal delas periodiskt ned i divisionsorga- net 22 med åtminstone två olika heltal, t ex talen N och N+1. Om exempelvis frekvensen delas med talet N tre gånger av fyra och med N+1 en gång av fyra delas frekvensen genomsnittligt med ett värde N plus bråkdelen 1/4.

Vid frekvensdelningen bildas pulser vilkas faslägen jämförs i organet 14 med faslägena hos pulser som tillförs från en referensoscillator 10 via ett divisionsorgan 12. Som framgått ovan uppstår periodiska variationer av den fasfelssignal som bildas av organet 14 beroende på att tidsavstândet mellan referenspulserna från divisionsorganet 12 är konstant medan tidsavståndet mellan pulserna från divisionsorganet 22 varierar.

Den genomsnittliga pulsfrekvensen hos pulserna från organet 22 är dock lika med pulsfrekvensen hos pulserna från organet 12. För att undvika att även den styrsignal som tillförs oscillatorn 20 skall variera periodiskt bildas ett korrektionsvärde som adderas till eller subtraheras från fasfelssignalen i ett additionsorgan 16.

Den bråkdel med vilken det genomsnittliga neddelningsvärdet avviker från heltalet N betecknas i det följande med n. Korrek- tionsvärdet bildas genom att bråkdelen n ackumuleras i ett digitalt ackumulerande organ 24 för varje puls som uppträder från divisionsorganet 22. Den ackumulerade summan omvandlas till analog form i en digital-analogomvandlare 26, varefter den adderas till eller subtraheras från fasfelssignalen i additions- organet 16. Dä den ackumulerade summan överskrider värdet ett alstras en puls som tillförs divisionsorganet 22 för att tillfälligt ändra neddelningstalet N till exempelvis N+1. Därvid kommer organet 22 att räkna N+1 pulser från oscillatorn 20 innan nästa puls avges till det fasjämförande organet 14 och till det 465 398 ackumulerande organet 24. Samtidigt minskas den ackumulerade summan med värdet ett, varefter ett nytt förlopp påbörjas.

Som nämnts tidigare är det maximala fasjittret hos pulserna från divisionsorganet 22 proportionellt mot det inverterade värdet av talet N, vilket medför att även korrektionsvärdet som tillförs additionsorganet 16 måste vara multiplicerat med 1/N. Detta kan exempelvis åstadkommas genom att förstärkníngen hos digital- analogomvandlaren justeras för varje nytt värde på neddel- ningstalet N, eller genom att bråkdelsvärdet n multipliceras med det inverterade värdet av N.

I figur 2 visas ett utföringsexempel på en frekvenssyntetisator enligt föreliggande uppfinning. Utöver de organ som ingår i syntetisatorn enligt figur 1 ingår även ett förstärkande organ 28. Dess uppgift är att förstärka fasfelssignalen från det fasjämförande organet 14 med en faktor N innan korrektionsvärdet adderas eller subtraheras.

Genom att fasfelssignalen görs proportionell mot talet N elimineras behovet av att göra korrektionsvärdet proportionellt mot det inverterade värdet av N, vilket är en fördel jämfört med den kända syntetisatorn. Dessutom uppnås att slingans förstärk- ning, dämpning och bandbredd hálls konstanta. Frekvensneddel- ningen i divisionsorganet 22 orsakar nämligen att dessa annars skulle bli proportionella mot 1/N.

Det förstärkande organet 28 kan t ex 'utgöras av en analog mnltiplicerare,ennmltiplicerandedigital-analogomvandlareeller ett programmerbart dämpningsorgan.

I figur 3 visas ett utföringsexempel på ett fasjämförande organ och ett förstärkande organ, vilka är sammanbyggda till ett enda organ. Detta organ är avsett att ersätta organen 14 och 28 i figur 2. Organet omfattar två D-vippor 31, 32, vilka på sina klockingångar erhåller pulserna från var sitt pulstâg. Vipporna och en OCH-grind 33 alstrar aktiveringssignaler till två strömspeglar. Den ena strömspegeln är av P-typ och består av :I ' .-. 465 398 fälteffekttransistorer av P-typ, som är betecknade 34-36. Den andra strömspegeln är av N-typ och består av fälteffekttransis- torer av N-typ, som är betecknade 37-40. Strömspeglarna fungerar som två pulsstyrda strömgeneratorer, av vilka den ena då den aktiveras matar en positiv ström I och den andra då den aktiveras matar en negativ ström I till en gemensam utgångsledning 41.

Därigenom kan uppnås att laddningen på en integrationskondensator ökas eller minskas under tidsperioder som är beroende av fasskillnaden mellan de båda pulstågen. Om exempelvis pulserna härrörande från referensoscillatorn 10 ligger före pulserna härrörande från den styrda oscillatorn 20 skall kondensatorn uppladdas under den tid som förflyter från det att en puls uppträder i det pulstàg som härrör från referensoscillatorn till dess att en puls uppträder i det pulståg som härrör från den styrda oscillatorn. Genom att kondensatorn laddas ökas oscil- latorns 20 styrspänning, vilket resulterar i att frekvensen ökar.

Amplítuden hos de pulsade strömmar I som matas till respektive från ledningen 41 kan styras med hjälp av digitala ord på ett antal ingångar 42, 43, 44, osv. Dessa är anslutna till ett antal binärt viktade motstånd med resistansen R, 2R, 4R, osv. Den önskade förstärkningen med talet N fås genom att detta tal i binär form tillförs ingàngarna 42-44, osv, varigenom fasfels- signalen blir proportionell mot N.

Uppfinningen kan givetvis även tillämpas i samband med andra heltalskombinationer för frekvensdelning än talen N och N+1, exempelvis även talet N-1. Givetvis kan förstärkningen enligt ovan utföras med en faktor som är proportionell mot exempelvis- talet N+1 i stället förtalet N.

Claims (7)

10 15 20 25 30 465 398 P A T E N T K R A V

1. Förfarande vid bildande av en styrsignal till en oscil- lator (20) som íngár i en faslåst slinga i vilken pulser bildas genom att frekvensen hos oscillatorns utgángssignal periodiskt delas med åtminstone två olika heltal (N, N+l) så att frekvensen genomsnittligt delas med ett värde som avviker från ett av dessa heltal (N) med en bråkdel vars absolutbelopp är mindre än ett, en felsignal bildas som är beroende av fasskillnaden mellan nämnda pulser och pulser som härrör från en referenssignal (10, 12), och ett korrektionsvärde som är beroende av nämnda bråkdel adderas till eller subtraheras från felsignalen för att under- trycka periodiska variationer av oscillatorns styrsignal till följd av fasjitter i slingan, k ä n n e t e c k n a t av att vid bildandet av felsignalen utförs en förstärkning med en faktor som är proportionell mot ett av nämnda heltal (N), varigenom felsignalen blir beroende av såväl nämnda fasskillnad som ett av nämnda heltal (N).

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att felsignalen bildas med hjälp av två pulsade strömmar av sinsemellen motsatt polaritet, vilka tillförs en bestämd punkt och vilka aktiveras av styrsignaler som är beroende av nämnda fasskillnad, och att amplituden (I) hos dessa strömmar är styrd på ett sådant sätt att den är proportionell mot ett av nämnda heltal (N).

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att vid bildandet av felsignalen.bildas först en första signal som är beroende av nämnda fasskillnad men ej beroende av något av nämnda heltal (N, N+1), och att denna första signal därefter förstärks med en faktor som är proportionell mot ett av nämnda heltal (N).

4. Anordning för frekvenssyntes omfattande en i en faslåst slinga ingående styrd oscillator (20) för alstring av en signal med varierbar frekvens, organ (22) för att bilda pulser genom 10 15 20 25 30 455 399 periodisk delning av oscillatorsignalens frekvens med åtminstone två olika heltal (N, N+1), organ (14) för att bilda en felsignal som är beroende av fasskillnaden mellan nämnda pulser och pulser som härrör från en referenssignal, organ (24, 26) för att bilda ett korrektionsvärde genom.ackumulering av ett brâkdelsvärde vars absolutbelopp är mindre än ett samt organ (16) för att addera korrektionsvärdet till eller subtrahera korrektionsvärdet från felsignalen, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ för att bilda en felsignal omfattar organ (28, 34-40, R, 2R, 4R) vilka är anordnade för att åstadkomma en förstärkning med en faktor som är proportionell mot ett av nämnda heltal (N) på ett sådant sätt att felsignalen blir beroende av såväl nämnda fasskillnad som ett av nämnda heltal (N).

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ för att bilda en felsignal omfattar ett första organ (14) för att bilda en första signal som är beroende av nämnda fasskillnad men ej beroende av något av nämnda heltal (N, N+1), och ett andra organ (28) för att förstärka nämnda första signal med en faktor som är proportionell mot ett av nämnda heltal (N).

6. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ för att bilda en felsignal omfattar organ (31- 33) för att bilda två pulsade styrsignaler vilka är beroende av nämnda fasskillnad, två strömgenererande organ (34-40) vilka är anordnade att aktiveras av var sin av de pulsade styrsignalerna och att i aktiverat tillstånd mata en positiv respektive negativ ström (I) till en gemensamt punkt, samt organ (R, 2R, 4R) anordnat att bilda en styrstorhet som är proportionell mot ett av nämnda heltal (N), och att de strömgenererande organen (34- 40) är styrbara på ett sådant sätt att amplituden hos nämnda strömmar (I) är proportionell mot nämnda styrstorhet.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att de strömgenererande organen (34-40) utgörs av två strömspeg- lar.