DE1512172B2 - FREQUENCY WAVE SYNTHETIZER - Google Patents
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Description
Kennzeitpunktes durch die Vielfachfrequenz beibehalten wird, bei dem also eine Unterfrequenz erzeugt wird, die ebenso viele Stufen aufweist, wie es Vielfachfrequenzperioden in einer Unterfrequenzperiode gibt, also k Phasenstufen je Vervielfachung oder Teilung um bzw. durch Jt.Characteristic point in time is retained by the multiple frequency, at which an underfrequency is generated which has as many stages as there are multiple frequency periods in an underfrequency period, i.e. k phase stages per multiplication or division by or by Jt.
Dieses Ziel wird bei einem Synthetisierer einer Frequenzwelle F, die zwei Werte Fi und Fi annehmen kann, mit Hilfe eines Oszillators der Frequenz kF und eines Zählers erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß k ein gerades Vielfaches einer Zahl η ist, und der Zähler als Vorwärts-Rückwärtszähler der Kapazität (n—\) ausgebildet ist, und daß ein Dekoder mit η Ausgängen dem Zähler nachgeschaltet ist und dieser Dekoder einen Digital-Analog-Umsetzer beaufschlagt, welcher eine Ausgangsspannung proportional dem SinusIn a synthesizer of a frequency wave F, which can assume two values Fi and Fi , this goal is achieved with the aid of an oscillator of frequency kF and a counter according to the invention in that k is an even multiple of a number η and the counter is an up / down counter the capacity (n - \) is formed, and that a decoder with η outputs is connected downstream of the counter and this decoder acts on a digital-to-analog converter, which has an output voltage proportional to the sine
- 1- 1
liefert, wobei /' der jeweilige Zählerstand ist und daß logische Schaltungen an den Dekoder angeschlossen sind, die die Zählrichtung des Zählers steuern, derart, daß der Zähler rückwärts zu zählen beginnt, sobald er seine Kapazitätsgrenze erreicht hat und vorwärts zu zählen beginnt, sobald er wieder an seinem Ursprung angelangt ist.supplies, where / 'is the respective counter reading and that logic circuits are connected to the decoder which control the counting direction of the counter in such a way that the counter starts counting down as soon as it has reached its capacity limit and starts counting up as soon as it returns to its origin has arrived.
Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen istThe invention is described on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings; in these is
F i g. 1 ein Übersichtsschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,F i g. 1 shows an overview circuit diagram of a first embodiment of the device according to the invention,
F i g. 2 eine graphische Darstellung der Kurve des am Ausgang der Vorrichtung nach Fig. 1 abgegriffenen Stroms sowie der Zusatzkurven,F i g. FIG. 2 is a graphic representation of the curve of the tapped off at the output of the device according to FIG Current as well as the additional curves,
F i g. 3 ein Übersichtsschaltbild einer zweiten Ausführungsform, F i g. 3 an overview circuit diagram of a second embodiment,
F i g. 4 eine graphische Darstellung der Kurve des am Ausgang der Vorrichtung nach Fig.3 abgegriffenen Stroms sowie der Zusatzkurven.F i g. 4 a graphical representation of the curve of the tapped at the output of the device according to FIG Current as well as the additional curves.
In F i g. 1 ist mit 1 ein Telegraphiersignalgeber, mit 2 ein ÄC-Formierungsfilter und mit 3 ein linearer Oszillator bezeichnet, dessen Frequenz sich linear in Abhängigkeit von der Stärke des an den Eingang gelegten Signals ändert, z. B. ein Kippgenerator oder Multivibrator, der etwa rechteckförmige Wellen liefert, deren Frequenz eine lineare Funktion einer an eine Eingangsklemme gelegten Steuerspannung ist. 4 bezeichnet eine ODER-Schaltung, 5 eine bistabile Kippstufe, 6 einen Binärzähler, dessen zwei Steuereingänge 61, 62 an zwei Ausgänge 51, 52 der Kippstufe angeschlossen sind. Über diese Anschlüsse zählt der Zähler 6 in einem ersten Zustand der Kippstufe vorwärts und in deren zweitem Zustand rückwärts. Zweiwege-Zähler sind in der Technik bekannt. Für 16 Zählstufen von 0 bis 15 einschließlich weist der Zähler 6 beispielsweise 4 Kippstufen auf. 7 bezeichnet einen Dekoder, der über die Ausgänge /'= 0, 1, 2, ..., 15 Spannungen an einen Digital-Analog-Umsetzer 8 liefert, der eineIn Fig. 1 is with 1 a telegraph signal generator, with 2 an ÄC formation filter and with 3 a linear one Oscillator, the frequency of which varies linearly depending on the strength of the input applied signal changes, e.g. B. a tilt generator or multivibrator that delivers roughly square waves, whose frequency is a linear function of a control voltage applied to an input terminal. 4 designated an OR circuit, 5 a bistable multivibrator, 6 a binary counter, its two control inputs 61, 62 are connected to two outputs 51, 52 of the trigger stage. The counts via these connections Counter 6 in a first state of the flip-flop forwards and backwards in its second state. Two-way counters are known in the art. For 16 counting levels from 0 to 15 inclusive, the counter has 6 for example 4 levels. 7 denotes a decoder which is activated via the outputs / '= 0, 1, 2, ..., 15 Voltages to a digital-to-analog converter 8 supplies, the one
proportionale Ausgangsspannung V abgibt. Diese Spannung V wird dem Eingang des Verstärkers 9 zugeführt, der über eine Ausgangsklemme S eine Spannung U liefert. In diesem Fall ist die Konstante A mindestens gleich eins.outputs proportional output voltage V. This voltage V is fed to the input of the amplifier 9, which supplies a voltage U via an output terminal S. In this case the constant A is at least equal to one.
Die Ausgänge (O) und (15) des Dekoders 7 liegen über die ODER-Schaltung 4 am Eingang der Kippstufe 5. Tritt am Ausgang (0) des Dekoders eine Spannung auf, so kippt die Kippstufe 5 den Zähler 6 in den Vorwärtszählzustand; entsteht eine Spannung am Ausgang (15), so schaltet die Kippstufe 4 um und versetzt den Zähler 6 in den Rückwärtszählzustand. Wenn die vom Multivibrator 3 abgegebenen Wellen der Reihe nach am Eingang des Zählers 6 ankommen, gehtThe outputs (O) and (15) of the decoder 7 are above the OR circuit 4 at the input of the flip-flop 5. If a voltage occurs at the output (0) of the decoder, the flip-flop 5 toggles the counter 6 into the count-up state; a tension arises on the Output (15), the flip-flop 4 switches over and puts the counter 6 in the down-counting state. When the waves emitted by the multivibrator 3 arrive one after the other at the input of the counter 6, goes
ίο dieser nacheinander in die Zählzustände 0,1,2... 15 und 15,14... 0 über.ίο these successively in the counting states 0,1,2 ... 15 and 15.14 ... 0 above.
F i g. 2 zeigt in der graphischen Darstellung a ein Telegraphiersignal, das im Zeitpunkt t\ von der »Arbeits«-Wertigkeit zur »Ruhe«-Wertigkeit übergeht.F i g. 2 shows, in graphic representation a, a telegraph signal which changes from the “work” value to the “rest” value at time t \.
Der »Arbeits«-Wertigkeit entspricht eine höhere Frequenz Fi und der »Ruhe«-Wertigkeit eine niedrigere FrequenzThe “work” value corresponds to a higher frequency Fi and the “rest” value corresponds to a lower frequency
Die graphische Darstellung b in F i g. 2 veranschaulicht die am Zähler 6 ankommenden Vorschubsignale. Im Zeitpunkt fi ändert sich der Frequenzwert; es liegt jedoch keine Phasen-Inkohärenz vor, da es sich um denselben Oszillator handelt, dessen Frequenz von einem Wert an einen anderen angepaßt wird.The graphic representation b in FIG. 2 illustrates the feed signals arriving at the counter 6. The frequency value changes at time fi; however, there is no phase incoherence, since it is the same oscillator, the frequency of which is matched from one value to another.
Die Anpassung erfolgt kontinuierlich, da von einem linearen Oszillator ausgegangen wird, an den ein im Impulsformer 2 abgerundetes Signal gelegt wird. Die Zeitspanne zwischen den einzelnen Vorschubsignalen ist entsprechend den Bedingungen des Impulsformers 2 fortlaufend veränderbar. Dies zeigt die Kurve c des tatsächlichen Verlaufs der Änderung Fi -* Fi; man erhältThe adaptation takes place continuously, since a linear oscillator is assumed to which a signal rounded off in the pulse shaper 2 is applied. The time span between the individual feed signals can be changed continuously according to the conditions of the pulse shaper 2. This shows the curve c of the actual course of the change Fi - * Fi; you get
k ' k '
Am Ausgang 5 des Verstärkers 9 erhält man einen Strom, der grundsätzlich wie die Kurve c in F i g. 2 verläuft. Die im Verstärker 9 oder in einem der Schaltung nachgeordneten Glied entstehende Bandbegrenzung liefert einen nicht gestuften, sondern sinusförmigen Strom, wie dies die gestrichelte Linie cder F i g. 2 veranschaulicht.At the output 5 of the amplifier 9, a current is obtained which is basically like curve c in FIG. 2 runs. The band limitation arising in the amplifier 9 or in a link downstream of the circuit supplies a not stepped, but sinusoidal current, as shown by the dashed line in FIG. 2 illustrates.
Jegliche Phasen-Inkohärenz ist in der Vorrichtung nach F i g. 1 unterdrückt. Die Stabilität eines Multivibrators mit einer nach der Spannung abstimmbaren Frequenz übersteigt nicht einen bestimmten Mittelwert,Any phase incoherence is in the device of FIG. 1 suppressed. The stability of a multivibrator with a frequency that can be adjusted according to the voltage does not exceed a certain average value,
z. B. von etwa 0,5 Prozent. Ein solches System ist also auf Kanäle niederer Ordnung, nicht aber auf Kanäle höherer Ordnung anwendbar; bei diesen entstünde eine im,absoluten Wert zu hohe Frequenzabweichung.z. B. of about 0.5 percent. So such a system is applicable to lower order channels but not applicable to higher order channels; with these one would arise Frequency deviation too high in the, absolute value.
In Fig.3 bezeichnet 11 einen Telegraphiersignalgeber, ähnlich dem Geber 1 in Fig. 1, ferner ist: 12 ein logischer Inverter, dessen einer Eingang an einem Ausgang des Gebers 11 liegt; 13 ein Festfrequenz-Oszillator Fi, 14 ein Festfrequenz-Oszillator Fi, 15 eine UND-Schaltung, deren einer Eingang mit einem Ausgang des Gebers 11 und deren anderer Eingang mit dem Ausgang des Oszillators 13 verbunden ist, 16 eine weitere UND-Schaltung, deren einer Eingang am Inverter 12 und deren anderer Eingang am Oszillator 14 liegt, 17 eine ODER-Schaltung, die von den UND-Schal-In FIG. 3, 11 denotes a telegraph signal transmitter, similar to transmitter 1 in FIG. 1, furthermore: 12 is a logic inverter, one input of which is connected to an output of transmitter 11; 13 a fixed frequency oscillator Fi, 14 a fixed frequency oscillator Fi, 15 an AND circuit, one input of which is connected to an output of the encoder 11 and the other input of which is connected to the output of the oscillator 13, 16 a further AND circuit, whose one input to the inverter 12 and the other input to the oscillator 14, 17 an OR circuit, which is controlled by the AND switching
tungen 15 und 16 kommende Ströme empfängt. Ein mit drei Kippstufen ausgerüsteter binärer Vorwärts- und Rückwärtszähler 20 liegt mit einem Eingang am Ausgang der ODER-Schaltung 17 und mit zwei15 and 16 receives incoming streams. A binary forward and a three flip-flop Down counter 20 has one input at the output of the OR circuit 17 and two
Steuerklemmen an zwei Ausgängen einer bistabilen Kippstufe 19. Die drei Ausgänge der drei Kippstufen des Zählers 20 sind an einen Dekoder 21 mit acht Ausgängen, η = 0, 1, 2... 7 angeschlossen, die am Ausgang eines Digital-Analog-Umsetzers 22 eine sinusförmige SpannungControl terminals at two outputs of a bistable multivibrator 19. The three outputs of the three multivibrators of the counter 20 are connected to a decoder 21 with eight outputs, η = 0, 1, 2 ... 7, which are connected to the output of a digital-to-analog converter 22 a sinusoidal voltage
sin I — · ( .-=-sin I - (.- = -
erzeugen.produce.
Ein Eingang eines Differentialverstärkers 26 mit den Ausgängen Si, 52 liegt am Ausgang einer UND-Schaltung 24 und ein weiterer Eingang am Ausgang einer UND-Schaltung 25. Jeweils ein Eingang dieser beiden UND-Schaltungen liegt am gemeinsamen Ausgang des Umsetzers 22. Ein Eingang der UND-Schaltung 24 ist mit einem Ausgang einer bistabilen Kippstufe 23 und ein Eingang der UND-Schaltung 25 ist mit dem anderen Ausgang der Kippstufe 23 verbunden. Die Kippstufe 23 liegt mit einem Eingang am Ausgang der Kippstufe 19. Zwei symmetrische Ausgangsklemmen Si, S2 des Differentialverstärkers 26 sind mit den Klemmen eines Widerstandes 27 verbunden. Die Ausgänge (0) und (7) des Dekoders 21 sind an den Eingang der Kippstufe 19 über eine ODER-Schaltung 18 angeschlossen. In diesem Fall ist die Konstante Λ gleich Null.One input of a differential amplifier 26 with the outputs Si, 52 is at the output of an AND circuit 24 and another input at the output of an AND circuit 25. One input each of these two AND circuits are connected to the common output of the converter 22. An input of the AND circuit 24 is with one output of a bistable multivibrator 23 and one input of the AND circuit 25 is with the other Output of flip-flop 23 connected. The flip-flop 23 has an input at the output of the flip-flop 19. Two symmetrical output terminals Si, S2 des Differential amplifiers 26 are connected to the terminals of a resistor 27. The outputs (0) and (7) of the decoder 21 are connected to the input of the flip-flop 19 via an OR circuit 18. In this Case, the constant Λ is zero.
Die graphische Darstellung a in F i g. 4 veranschaulicht den Übergang eines Telegraphiersignals im Zeitpunkt ti. Vor dem Zeitpunkt t\ sind die Schaltungen 16 und 15 durchlässig bzw. gesperrt; die vom Oszillator 14 gelieferte Frequenz Fi (Kurve b) wird in den Zähler 20 eingespeist. Nach dem Zeitpunkt f1 ist die Schaltung 16 gesperrt und die Schaltung 15 durchlässig; die Frequenz Fi (Kurve c) wird dem Zähler 20 zugeführt. Die vom Zähler aufgenommenen Vorschubsignale zeigt die Darstellung d Durch Anlage von 7 Signalen an den Zähler 20 in Nullstellung rückt dieser nacheinander in die Stellungen 1... 7. In Stellung 7 läßt eine Verbindung zwischen dem Ausgang (7) des Dekoders 21 und der Kippstufe 19 über die ODER-Schaltung 18 die Kippstufe zurückkippen, der Zähler beginnt rückwärts zu zählen, und die sieben folgenden Signale bringen ihn von (7) in die Ausgangsstellung (0) zurück. Beim Nulldurchgang (0) löst eine im Leiter L auftretende Spannung den Vorwärtsbetrieb des Zählers 20 aus und kippt gleichzeitig die Kippstufe 23 zurück. Hierdurch wird der Betrieb des Differentialverstärkers 26 umgekehrt. Die ersten 14 nach dem als Null angenommenen Zeitpunkt k (F i g. 4, e) aufgenommenen Signale lassen eine positive Spannung und die 14 darauffolgenden Signale eine negative Spannung zwischen den Ausgangsklemmen Si, S2 auftreten; dieser Vorgang wiederholt sich periodisch. Während der ersten sieben Signale zählt der Zähler vorwärts und während der darauffolgenden sieben Signale rückwärts usw.The graphic representation a in FIG. 4 illustrates the transition of a telegraph signal at time ti. Before the time t \ , the circuits 16 and 15 are permeable or blocked; the frequency Fi supplied by the oscillator 14 (curve b) is fed into the counter 20. After the point in time f 1 , the circuit 16 is blocked and the circuit 15 is permeable; the frequency Fi (curve c) is fed to the counter 20. The feed signals recorded by the counter are shown in illustration d. By applying 7 signals to the counter 20 in the zero position, the counter 20 moves one after the other to the positions 1 ... 7. In position 7, there is a connection between the output (7) of the decoder 21 and the flip-flop 19 flip back the flip-flop via the OR circuit 18, the counter begins to count down, and the following seven signals bring it back from (7) to the starting position (0). At the zero crossing (0), a voltage occurring in the conductor L triggers the forward operation of the counter 20 and at the same time flips the flip-flop 23 back. This reverses the operation of the differential amplifier 26. The first 14 signals recorded after time k (FIG. 4, e), which is assumed to be zero, allow a positive voltage and the 14 signals following a negative voltage to occur between the output terminals Si, S2; this process is repeated periodically. The counter counts up during the first seven signals and down during the following seven signals, and so on.
Auf diese Weise entsteht eine gestufte, genauer gesagt, eine durch die Bandbegrenzungen in den
Schaltungen geglättete Sinuskurve ohne Gleichstromkomponente (gestrichelte Kurve e). Der Frequenzteilungsfaktor
beträgt 28 bei einem Zähler mit nur drei Kippstufen und einem Umsetzer für sieben Stromwerte
anstatt eines Umsetzers für 15 Werte wie in F i g. 1.
Da die Oszillatoren 13 und 14 unabhängig arbeiten, tritt beim Wechsel von der Frequenz Fi zur Frequenz F2
oder umgekehrt im Augenblick des Übergangs eines Telegraphiersignals in allen Fällen Phasen-Inkohärenz
auf; hierdurch kann eine Telegraphierverzerrung, wie oben erwähnt, eintreten. Die Schwankungen desIn this way, a stepped sine curve without direct current component (dashed curve e) is created, more precisely, a sine curve smoothed by the band limits in the circuits. The frequency division factor is 28 in the case of a counter with only three flip-flops and a converter for seven current values instead of a converter for 15 values as in FIG. 1.
Since the oscillators 13 and 14 work independently, phase incoherence occurs in all cases when changing from frequency Fi to frequency F2 or vice versa at the moment of transition of a telegraph signal; this can lead to telegraphing distortion, as mentioned above. The fluctuations in the
Eintretens des Überganges betreffen um 28 vervielfachte Frequenzen; im Fall der im Beispiel genanntenOccurrences of the transition affect frequencies multiplied by 28; in the case of those mentioned in the example
. Frequenzen Fi = 1300 Hz und F2 = 2100 Hz betragen sie etwa 2,7 Prozent bei einer Telegraphiergeschwindigkeit von 1200 Baud.. Frequencies Fi = 1300 Hz and F2 = 2100 Hz they are about 2.7 percent at a telegraph speed of 1200 baud.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit einem kontinuierlich verstimmbaren Kippgenerator als Modulator und einem vorgeschalteten Impulsformer mit Tiefpaßwirkung weist die linearfrequenzmodulierte Niederfrequenzwelle ein begrenztes Spektrum auf; ein herkömmliches Wegefilter kann somit entfallen.In the embodiment of FIG. 1 with a continuously detunable tilt generator as a modulator and an upstream pulse shaper with low-pass effect has the linear frequency modulated Low frequency wave on a limited spectrum; a conventional path filter can thus be dispensed with.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
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|---|---|---|---|
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