DE1964912A1

DE1964912A1 - Frequenz-Synthesizer

Info

Publication number: DE1964912A1
Application number: DE19691964912
Authority: DE
Inventors: Tollefson Robert D
Original assignee: Collins Radio Co
Current assignee: Collins Radio Co
Priority date: 1969-01-16
Filing date: 1969-12-24
Publication date: 1970-07-30
Also published as: NL166368C; FR2033245A1; US3588732A; GB1253929A; JPS5023266B1; NL7000567A; DE1964912B2; NL166368B; FR2033245B1; DE1964912C3

Description

P„,.n.c„waH 1 96491

Karl A. Drose

D-80,73 / -.-f. ■! -μ - Pü

vln/Fc - 3575 ' Münohen-Pullach, 23. Dezember 1969

IXINo RADIC ΟΟΚΡΑΪΤΪ, Dallas, Texas, USA

Fr e quertz -S./ri th esi a er

Die· Erfindung "betrifft Fx* e^ι--n>:-3ynthesizer und insbesondere Csirien Yielscbleifen-^x-eiueii^-Syrithesizer mit wenigstens, zwei Bczagofrsqaensen, mit se.hr geringem Frequenzunterschied oder Abstand, die von einem Frequenznormal.abgeleitet werden und mit di^eia pi.as.enkohürent sind und Individuelle Schleifen fre-•5^enzxa^;i3sig; versorgt v/erdon, die bei der Gewinnung einer sehr it t «t-isö veräxiderlichen Ausgangsfi-equena gleichzeitig, schrittweise eingestellt werden, wobei man eine minimale. Schritteinstellungbenötigt oder erforderlich ist, die im Zuwachswert gleich der Differenz zwischen den zwei Bezugsfreq.ueiizen ist. ■

7iele bestehende Frequenz-Synthesizer sind so angeordnet, daß eine einzelne Bezugsfrequenz die minimale Frequenzänderung oder den minimal einstellbaren Sprung^ der im Synthesizer zur ferfügung steht, bestimmt. Hierdurch wird jedoch die phasenstari'e Schleifen-Servobandbreite begrenzt WtcL man, erhält nicht immer einen gewünschten Wert der spaiinungsgesteuerten Oszillatorunterdrückung, dessen Frequenz nahe der Mittenfrequenz oder der Trägerfrequenz liegfe, B.arübe:.rhinaus kanji das geringste Storsignaü» das inhärent in den Bezugsaignalen vorhanden ist, sehr unangenehme E-olgen haben und ebenso ist ein unerwiirtschter FM-Effektj der durch ?ib;rationerx hervorgerTAfea wird, ebenfalls nachteilig, Miederlreq^eftz^Älterano^^nungea sind in ferbindung mit vielen besteheacLeii Frequenzaignalg@rieratoren nicht nur auf-

grund der Grosse, dec Gexirichtes und der .Kosten sehr ungeeignet, sondern sie sind auch sehr unzuverlässig und es "bestehen Probleme hinsichtlich der Beibehaltung der erforderlichen v/erte.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung richtet sich auf die Schaffung eines Frequenz-Synthesizers, der zxirei Bezugsfrequenzen verwendet, die aus einem einzelnen Frequenznormal gewonnen werden und Jede Bezugsfrequenz "bzw. der minimale Frequenzzuwachswert, der in Schritten eingestellt werden kann, wird über einen ausgedehnten Frequeiiseinstellbez'eich verlandet. ■ _c

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Frequenz-Synthesizers, mit dessen Hilfe man eine grössere oder breitere phasenstarre Schleifen-Servobandbreite erhalten kann,·unter Verbesserung des spannungsgesteuerten Oszillator-Eauschabstands bzw. Rauschunterdi'ückung,

Mit Hilfe der Erfindung soll auch erreicht werden,-daß- aus dem minimalen Frequenz Zuwachs wert, der entwickelt wird, eine möglichst niedrige Geräuschfrequenz entsteht, und ebenso die nachteilige, vibrationsbedingte FM auf einem minimalen Wert zu reduzieren.

Mit Hilfe der Erfindung soll ebenfalls die Verwendung von Filtern mit ho'herer Eckfrequenz ermöglicht werden und zwar verglichen mit denjenigen, die üblich verwendet werden und erforderlich sind, so daß man bedeutend an Grosse, Gewicht und an Martung einspart, eine bessere Materialverlassliehkeit" erhält und die Kosten erheblich reduziert werden.

Die vorliegende Erfindung schlägt, um die zuvor ge-nannten Merkmale; zuerreichen,, einen vielßhaseBstarxen Schleifen— frequenz-öynthesizer vor, der mindestens zwei phasenstarre Schleifen,aufweist, die je für sich mit einer individuellen

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Bezugsfrequenz gespeist werden, wobei "beide Bezugsfrequenzen aus einem einzelnen Frequenznormal gewonnen werden und wobei all diese Frequenzen "bzw. ein Vielfaches der minimalen Frequenz-Zuwachsrate entsprechend dem eingestellten Stufenwert dazu-verwendet werden, um die Frequenz durch einen ausgedehnten Frequenzeinstellbereich hindurch einstellen zu können. Es sei hervorgehoben, daß die zwei Bezugsfrequenzen relativ nahe beieinander liegen und durch einen Frequenzzuwachswert voneinander getrennt sind, der gleich dem minimalen Frequenzzuwachswert_bzw. der einstellbaren Frequenzstufe gleich ist, der inhärent"in dem verbesserten Vielschleifen-Frequenz-Synthesizersystem" zur Verfügung steht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun. folgenden Beschreibung unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines vieIphasen-starren Schleifenfrequenz-Synthesizers mit zwei , phasenstarren Schleifen, wobei bestimmte Frequenzen oder Teilverhältnisse nicht gezeigt sind j

Fig. 2" ein spezielleres Ausführungsbeispiel eines

vielphasen-starren Schleifenfrequenz-Synthesizers, wie derjenige, der in Fig. 1 gezeigt ist, wobei mehr im einzelnen die Schleifenieil-ersteuerung gezeigt ist;

Fig. 3 ein komplexerer vielphasen-starrer Schleifenfrequenz-Synthesizer, als diejenigen der Fig. 1 und 2, wobei ein zweiter Mischer für eine zweite phasenstarre Schleife und eine dritte Bezugssignaleingangsgrösse, die in dieser Schleife eingegeben wird, vorhanden sind, und diese Eingangsgrösse zu diesem Zweck aus

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dem einzelnen Frequenznormal hergeleitet wird; und ;

Fig. 4 eine dreischleifen-phasenstarre Ausführung; form des Frequenzsynthesizers.

In Fig. 1 weist der vielphasen-starre Schleifenfrequenz-Synthesizer 10 eine einzelne Frequenznormal-Quelle 11 auf, die ein Normalfrequenzsignal, durch einen Teiler 12 schickt, dessen Teilungsverhältnis N„₂ "beträgt, um=eine Bezugsfrequenz F^ herzuleiten, die als Eingangsgrösse einer ersten phasenstarren Schleife 13 zugeführt wird. Das Normal-Frequenzsignal aus der Normalfrequenz-Quelle 11 gelangt ebenso über einen Teiler 14, der ein Teilerverhältnis von N™ aufweist, um eine Bezugsfrequenz Ftjp zu entwickeln, die als Eingangsgrösse einer zweiten phasenstarren Schleife 15 des Frequenz-Synthesizers zugeführt wird. Die Bezugsfrequenzausgann;sgrö'sse F^ des Teilers 12 wird als Eingang an den Phasendetektor 16 gelegt .und die Ausgangsgrösse aus diesem Detektor wird durch ein Tiefpassfilter 17 geleitet. Die Signalspannung, die durch das Tiefpassfilter 17 hindurchgelangt ist, wird als Steuerspannung dem Spannungs gesteuerten Oszillator 18 zugeführt, um dadurch eine Ausgangs-» grösse zu gewinnen, die als ein variables Injektionsfrequenzsignal für das verwertende Gerät 19 dient und ebenso.als eine Injektionssignaleingangsgrösse für die Mischerstufe 20 der phasenstarren Schleife 1j5 und zwar als eine Plus-Eingangsgrösse, und diese Mischerstufe 20 erhält ebenso eine Minus-Eingangsgrösse aus der phasenstarren Schleife I5. Die Ausgangs— grösse des Mischers 20 gelangt als Eingangsgrösse zu einer yeränd-erlichen Teilerstufe 21, die ein Teilungsverhältnis aufweist, das für irgendeinen bestimmten Zeitpunkt als N^ de- , finiert ist. Die veränderliche oder variable Teilerstufe 21 wird durch Eingangsgrössen aus dem Teilungsverhältnis-Auswähler 22 gesteuert und sieht ein Frequenzausgangssignal vor,

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das als zusätzliche zweite Eingangsgrösse dem Phasendetektor 16^ in Vervollständigung der ersten phasenstarren Schleife 13. zugeführt wird. Inder zweiten phasenstarren Schleife 15 gelangt die Bezugsfrequenz F-np, -clie- aus dem Teiler 14- gewonnen wurde, als Eingangsgrösse zum Phasendetektor 23, und die daraus entstehende Ausgangsgrösse aus diesem Detektor gelangt durch ein Filter 24. Die durch das Tiefpassfilter 24- hindurchgelangte Signalspannung wird als Steuerspannung an den spannungsgesteuerten Oszillator 25 angelegt, um daraus eine Ausgangsgrösse zu gewinnen, die als subtraktives oder negatives Injektionssignal aus der phasenstarren Schleife I5 der Mischerstufe 20 der ersten phasenstarren Schleife 13 zugeführt wird und ebenso in der phasenstarren Schleife 15 zum veränderlichen Teiler 26 zurück gelangt, der ein veränderliches Teilungsverhältnis aufweist, das als Np definiert ist. Der.veränderliche Teiler 26 wird durch den Teilungsverhältnis-Auswähler 27 gesteuert, um eine Ausgangsgrösse zu entwickeln, die als zusätzlicher oder zweiter Eingang dem Phasendetektor 23 zugeleitet wird, womit die phasenstarre Schleife I5 vervollständigt ist.

Bei der Verwendung zweier phasenstarrer Schleifen 13 und I5 und einer Mischerstufe 20, wi& dies allgemein in Fig. 1 gezeigt ist und bei Verwendung einer Frequenznormal-Q-uelle Fo = Nr>„ X N-Do (B¹O^ -F-di), lassen sich die Plus- und Minus-Eingangsgrössen der Mischerstufe 20 umkehren oder, für diesen Fall, können sie beide additive Eingangsgrössen darstellen, um die gewünschte veränderliche Injektionsfrequenz für das auswertende Gerät 19 zu schaffen. Die in Fig. 1 angegebene Formel ist jedoch auch für positive und negative InjektionseingangsgrÖssen für die Mischerstufe 20y wie gezeigt, anwendbax^r. Bei dieser Anordnung stellt" N. die auswählbaren oder einstellbaren Hunderterstellen oder Ziffern dar, Eq die einstellbaren ZehnerateIlen und N^ ist der letzte bedeutende Abschnitt des"dekadischen Verhältnisses und erstreckt sich durch einen Bereich, der ausreichend gross ist, um einen Zuwachs über ei-

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nen Bereich zu ermöglichen, der gleich der Grosse der kennzeichnenden Bezugsfrequenz F^ oder F-^p ist, ganz gleich, welchen Wert diese auch hat. Es ist ein dieses System, kennzeichnendes und inhärentes Merkmal, daß die Frequenz &wischen den zwei Bezugssignalen F™ und F~p genau gleich dem minimalen Frequenzeinstellschritt, wie z.B. für Έ~ kennzeichnend, ist. Es sei an dieser Stelle hervorgehoben, daß dieses System sich ebenso auch bei Systemen anwenden lässt, die auf einer anderen Ziffernfolge basieren, wie z.B. einem Oktalsystem oder irgendeinem anderen herkömmlichen verwendbaren System, wobei hier keine Beschränkungen vorliegen.

In Fig. 2 ist ein etwas spezifischeres Ausführungsbeispiel^: bzw. Ausführungsform 10' gezeigt, die in mancher Hinsicht mit der Ausführungsform nach Fig. 1 ähnlich ist und die entsprechenden Block—Schaltabschnitte sind aus Gründen der Übersichtlichkeit mit gestrichenen Bezugsnummern versehen. Die einzige· Normalfrequenz-Quelle 11' ist eine 990 kHz Frequenzsignalquelle, die durch 100 durch die Teilerstufe 12' auf eine Bezugsfrequenz von 9 »9 kll", für die erste phasenstarre Schleife 13' herabgeteilt wird. Das 990 kHz Frequenzsignal aus der Quelle 11' wird ebenso durch die Teilerstufe 14-' durch 99 geteilt und zwar auf ein 10 kHz-Signal^ das als Bezugsfrequenzeingangßgrb'sse der zweiten phasenstarren Schleife 15' augeführt wird. Das 9,9 kHz-Signal wird als eine der Eingangsgrössen dem Phasendetektor 16', in der Schleife Ί3', zugeführt und der Ausgang aus diesem Detektor führt zu einem Tiefpassfilter 17' und aus diesem führt ein Ausgang zu dem spannungsgesteuerten Oszillator 18', um eine AusgangsSignaLf.requena für das auswertende Gerät 19' zu gewinnen, und um diese Ausgangs frequenz zurück in die Schleife 13' zur Mischerstuf ο 20' zu. fühx'en und zwar als eine Plus-Eingangsgrösse. Die Ausgangsgrösse aus der Mischerstufe 20' wird durch die Teilerstufe 21' einer Teilung unterzogen, um dem Phasendetektor 16' eine Eingangsgrösse zuzuführen. Zu dem Teiler 21' führen zwei vieixlrähtige Steuerein-

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gänge von ü^r:V Teiliongoverhältnis-AuswählDabaltung" 22 V und . einer dieser Steuereiiigänge sieht eiii.0,1 bis 0.9 Toilungsverhältiiis-Aunwahlmoglichkeiten und der andere Steuereingang 1 "bis 9- TeilungEverhältnis-Ausvrahlmögliclüceiten vor, so. daß man im Ergeln-is 99 Teilungsverhältnis-Stafen erhält. Es sei hervox*gehol.-en, daß der Teiler 21' einen konstanten Toi lungs— verhältnis-Faktor von 1400 aufweist, so daß der einstellbare Teilungsverhältnis-Bereich des Teilers sich von 1400 "bis 1499-er streckt.

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In der zweiten phasenstarren Schleife 15' gelangt die 10 kHz-Bezugsfrequenz als ein erstes Eingangssignal zum Phasendetektor 23' in der SdriLeife 15' · Die Ausgangsgrösse aus dem'Phasendetektor 23' gelangt über das Tiefpassfilter 24' zu dem spannungs-gesteuerten Oszillator 25S so daß man dabei ein Signal erhält, das sowohl als negative Eingangsgrösse der Mischerstufe 20' der ersten phasenstarren Schleife IJ', als auch als Eingangsgrösse der Teilerstufe 26' zugeführt wird. Der Teiler.26' weist sechs vierdrähtige Steuereingänge auf, die vom Teilungaverhältnis-Auswähler 27' herführen, wodurch in der Tat ein viel grösserer Bei'eich der Teilungsverhältnis-Auswahlsteuerung in dex* zweiten phü-senstarren Schleife 15' vorgesehen wird, als in Verbindung mit dem Teiler 21' und der Auswah!Steuerung 22' in.der phasenstarren Schleife 13'. Die Teilungsverhältnis-Äuswahlschritte mit Hilfe der Teilerstufe 26' und der Auswahlsteuerung 2?' umfassen 0.1 bis.0.9 und 1 bia 9, genau wie dies beim Teiler 21' und ö'-iT Auswahlsteuerung 22' der Fall ist, und zusätzlich 10 - 901'100 *- 900 hinsichtlich des kHz-Bereiches und im mHz-Bereich 1-9 und 10 — 90. Man erhält hierdurch eine grössere Bereichskapazität in den Teilungsverhältnissen, die zur Verfügung stehen, als der einstellbare Bereich des Teilungsverhältnisses, der tatsächlich in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, das heißt einen Be-reich von 6451 - 9509» bei einem konstanten Teilungsverhältnis in der Teilerstufe 26'. ■

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Es ist von Bedeutung, daß die 9»9 kHz und 10 kHz Bezugsfrequenzsignale, die als Eingangsgrössen für die erste und zweite phasen-starx^e Scbleife 13' und 15' jeweils verwendet werden, durch - einen relativ kleinen Frequenzwert oder Frequenzstufe von 100 Hz getrennt sind. Es sei ebenso hervorgehoben, daß zusammenwirkendes Schalten der Teilungsverhältnisse, das grösstenteils gleichzeitig erfolgt, in den Teilerstufen 21' und 26' so getroffen und vorgenommen ist, daß man als Frequenzausgangsgrösse, die für das auswertende Gerät vorgesehen wird, einen vollen Bereich einer möglichen Frequenzeinstellung erhält, der von IO9.93OI mHz- bis herunter auf 78.37 mHz in 100 Hz-Schritten reicht. Die 100 Hz-Frequenzdifferenz zwischen den 9 »9 -kHs xind 10 kHz-Bezugsfrequenzsignalen und die 100 Hz Frequenzzuwachsquote bzw. schrittweise Einstellmöglichkeit, durch den gewünschten Einstellbereich der Frequenzen hindurch, stellt in vorteilhafter Weise einen sehr viel niedrigeren Frequenzwert dar, der um die Faktoren 99 und 100 von den jeweiligen Bezugsfrequenzen entfernt liegt, und noch sehr, viel weiter von der Frequenznormalquelle 11' entfernt liegt. Die höheren Bezugsfrequenzen ermöglichen eine grössere Schleifen-Servobandbreite bzw. Bandbreiten, wodurch eine grössere Unterdrückung des spannungsgesteuerten Oszillatorrauschens in der<Nähe der jeweiligen Mittenoder Trägerfrequenz erzielt wird und- die niedrigste Störspannung aus den 100 Hz bis zu den 9>9 kHz von der Trägerfrequenz beseitigt werden bzw.„herausgebracht werden. Hierdurch wird ebenso in vorteilhafter Weise die Verwendung von Filtern mit höherer Eckfrequenz in dem Frequenz-Synthesizer möglich, wodurch die Filtergrösse, das Gewicht und die Kosten dieser Einrichtung minimal gehalten werden. Darüberhinaus ist jeder 100 Hz-Zuwachswert bzw. eingestellte Injektionsausgangsfrequenz-Stufe ein sehr genau stabilisiertes Frequenzsignal, da jede Stufe zum Signal der ITormalfrequenz-Quelle 11 ' phasenstarr ist. ■

. Bei der Frequenz-Synthesizer-Ausführungsform 10'' der Fig. 3 sind gleiche Elemente, oder zumindest die den entsprechenden

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SAD OBIGINAl

Elementen oder .Blockschaltbildabschnitten der I¹Ig. 1 und 2 ähnlich sind, mit doppelt gestrichenen Bezugsziffern versehen, und neue hinzugekommene Elemente tragen neue Bezugs- , zeichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt eine einzelne Frequenznormal-Quelle 11'' ein 9»9 mHz-Frequenzsignal, das im Teiler 28 durch 10 geteilt wird, so daß man -ein 990 kHz-Frequenzsignal erhält, das im Teiler Ί2'' weiter durch 100 geteilt wird, so daß man eine Bezugsfrequenz-Eingangsgrösse von 9,9 kHz für die erste phasenstarre Schleife Ί3'' erhält, und dieses Signal wird durch 99 im Teiler 14-' ' geteilt, so daß man eine Bezugsfrequenz-Eingangsgrösse von 10 kHz für die zweite phasenstarre Schleife 15'' erhält. Bei diesem Ausführungsbeispiel, wird, wie dies beim· Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Fall war, das 9,9 kHz-Signal dem Phasendetektor 16'' in der ersten Schleife 13'' zugeführt. Der Ausgang des Detektors 16'' gelangt jedoch durch ein .Tiefpassfilter I7¹¹ und zum spannungs gesteuerten Oszillator 18'', an den sieh ein Trennverstärker 29 mit zwei Ausgangsanschlüssen anschliesst, wobei ein Ausgangs anschluss zum auswertenden Gerät 19'' führt und der andere Ausgangsanschluss zur Schleife 13''zurückführt und zwar als ein additiver Eingang in die Mischerstufe-20''. Die Ausgangsgrösse aus der Mischerstufe 20''gelangt dann durch ein Tiefpassfilter 30.» das in der Schleife I3¹' vorgesehen ist, zur Teilerstufe 21'', deren Teilungsverhältnis durch die Teilungsverhältnis-Auswählschaltung 22'' gesteuert ist und zwar über einen Teilungsverhältnisbereich von 1400 bis 1499, um den ge wünschten^ zusatz liehen Frequenz eingang aus der Schleife 13' ?.. für den Phasendetektor Ί6'' vorzusehen. ^:

In der zweiten phasenstarren Schleife I-5·¹ ' wird die 10 kHz-Bezugsfrequenz als Eingangsgrösse dem Phasendetektor 23*' zugeführt und die aus diesem gewonnene Ausgangsgrööse gelangt in der Schleife 15''durch das" Tiefpassfilter 2%*' und aum spanriungsgesteuerten Oszillator 25'' zürn Trennverstärker 31.

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Der Trennverstärker 31 weist zwei Ausgangsanschlüsse auf und einer dieser Ausgänge ist als ein subtraktiver Eingang der Mischerstufe 20^Ir zugeleitet und der andere Ausgang wird als subtraktiver Eingang zur Mischerstufe 32 geführt, die .als neues Element in die Schleife 15' ' hinzugekommen ist. Das 9,9 mHz-Signal der Normalfrequenzquelle 11'' wird mit einem Faktor von 10 vermittels der Multiplizierschaltung 33 multi-pliziert, so daß-man einen 99 mHz-Signaleingang als additiven Signaleingang zum Mischer 32 erhält. Der Ausgang des Mischers 32 "bzw. die Ausgangsgrösse gelangt über ein Tiefpassfilter 34- in der Schleife 15'' zur Teilerschaltung 26'', die durch dLe Teilungsverhältnis-Auswählschaltung 27'' in ihrem Teilungsverhältnis gesteuert wird und zwar über einen Teilungsverhälbnisbereich von 391 bis 3449, so daß man die gewünschte zusätzliche Eingangsfrequenz aus der Schleife 15'' zum Phasendetektor 23'' erhält. Es sei hervorgehoben, daß die Teilungsverhältnis-Auswählschaltungen 22^rl und 27'' zusammengeschäLtet sein können und zwar über eine Treiberverbindung 35 für eine koordinierte Frequenzstufe-Auswahlsteuerung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, und wenn die zwei Ausgangsfrequenzen aus den phasenstarren Schleifen in der Mischerstufe 20'' der Schleife 13'' verbunden werden, ergibt sich für die resultierende Ausgangsfrequenz folgende Gleichung:

f_aus ■= 99 mllz. f- [N₁ (9.9 kHz) - N₂ (10 MIz)] « 108.95 mllz bis 79.3501 mllz.

In diesen zifferninässig gesteuerten phasenstarren Schleifen sind die veränderlichem Steuergruüüen die Teilervörhälbnisae N^ und W^j. Aus der zuvor genannten Gleichung laust sich entnehmen, daß sich 100 Hz Zuwachswerte erzielen lassen, indem man Np und U* zusammen.erhöht oder vermindert. Das bedeute-b,

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wenn IL· und I\^Tp je vergrössert werden und zwar um 1 vergrössert werden, dann nimmt der Klammerausdruck um 1 (9·9 kHz - 10 kHz) oder um 100 Hz ab. Sowohl die 100 Hz als auch die 1000 Hz Zuwachsvierte lassen äLch durch diese allgemeine Methode erhalten, wobei in beiden Teilern 0,1 kHz und 1,0 kHz Steuerleitungen verwendet sind (Querverweis zum grösseren Teiler und Teilungsverhältnissteuerung, wie im einzelnen in Fig. 2 gezeigt). Die 10 kHz, 100 kHz, 1 mHz und 10 mHz Zuwachswerte werden erzielt

indem man IT„ konstant hält und nur N₀ verändert. Auf diese I cL - *

Weise ermöglicht diese Ausführungsform, mit der Normalfrequenz und allen festen Injektionsfrequenzen die Herstellung eines vollen gewünschten Frequenzbereiches in lOOHz-Schritten oder Zuwachswerten, miu Hilfe eines einzelnen Vervielfachers und digitaler Frequenzteiler. Dies wird durch Zusammenwirken von phasenstarren Schleifen erreicht, die auf 9,9 kHz und oberhalb dieser Frequenz arbeiten, bei inhärenter guter T-ermstabilität, schneller Fangzeit und bei geringer mechanischer Störanfälligkeit.

In Fig. 4 ist ein phasenstarrer Dreischleifen-Frequenz-Synthesizer 10''' dargestellt, wobei die den in Fig. 5 ähnlichen Elemente dieselben Bezugszeichen_;jedoch mit drei Strichen^gegeben sind, und neue Elemente neue Bezugszeichen haben. Bei diesem System wird da.s 9.9 mHz-Signal der Normalfrequenzquelle 11 ' ' ' im Teiler 56 durch 99 geteilt und zwar auf eine 100 kHz-Bezugsfrequenz, die als Eingangsgrösse dem Phasendetektor 37 einer zusätzlichen dritten phasenstarren Schleife 38 zugeführt wird. Das 100 kHz-Signal wird ebenso als eine Eingangsgrösse der Mischerstufe 39 einer zusätzlichen 99 kHz-Bezugsfrequenz ableitenden Schleife 40 zugeleitet. Dieses 99 kHz-Bezugsfrequenz signal, wird als Eingangsgrösse dem Phasendetektor 23'''- der phasenstarren Schleife 15'''zugeführt und wird ebenso in der Schleife durch ein Bandpassfilter 4-1 geleitet und zu einem Teiler 42 mit einem Teilungsverhältnis 99» und .dann zum Mischer 39 als zweite Eingangsgrösse. Die 99 kHz-Bezugsfrequenz

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wird ebenso als Eingangsgrösse der Mischer s-tufe 4-3 einer noch weiteren Schleife 4-4 zugeleitet, einer 98*9: kHz-bezugsfrequenzableitenden Schleife, ähnlich der Schleife 4-0. Die 98.9 kEz-Ausgangsgrösse der Schleife 4-4- wird sowohl als Bezugsfrequenz-Eingangsgrösse dem Phasendetektor 16' " als auch in die .Schleife "zurück durch das Bandpassfilter 4-5 geschickt, gdangt dabei in einen Teiler 4-6 mit einem 98.9 Teilungsverhältnis und gelangt dann als zweite Eingangsgrösse zur. Mischerstufe 4-3.

fe Die dritte phäsenstarre Schleife J8 enthält einen Ausgangsanschluß des Phasendetektors 37 _? welcher über ein Tiefpassfilter 4-7 mit dem spannungsgesteuerten Oszillator 4-8 und mit dem Trennverstärker 4-0, verbunden ist. Ein erster Ausgang des Trennverstärkers 4-0, ist als ein zweiter Eingang zur Mischerstufe 32' " der zweiten phasenstarren Schleife 15' V¹ geführt ' und der zweite Ausgang des Verstärkers 4-9 ist zurückgeführt in die Schleife 38 und zwar über die Teiler- und Frequenz-Auswahlsteuerschaltung 50 und gelangt als zweite Eingangsgrösse zum Phasendetektor 37· Bei diesem Ausführungsbeispiel lassen sich die Teiler- und Frequenzäuswahlsteuerschaltungen 21 '", 26' ^l! und 50 in. Zusammenwirken miteinander in verschie- ™ denen Kombinationsmöglichkeiten verwenden,um den gewünschten

) Einstell-Betriebsbereich der gestuften Frequenzen vorsehen zu können bzw. für das auswertende Gerät vorsehen zu können, wie dies auch bei den Ausführungsbeispielen mit den zwei phasenstarren Schleifen der Fall ist. Es sei jedoch hervorgehoben, daß das Hinzufügen der dritten phasenstarren Schleife 38 in dem System die Kapazitätsanforderungen verringert, die auf andere Weise von der Teiler- und Frequenzauswahlsteuerschaltung 26' " gefordert wird,.die als Ergebnis hiervon nun sehr viel weniger komplex ausgeführt werden kann. Darüberhinaus sind die Additionen oder Subtraktionen der verschiedenen Eingangsgrössen ■ der Mischerstufen 20*'', 32''·. 39 und 43 in den verschiedenen Schleifen nicht angezeigt, da die Summe oder Differenzfrequenz die gebraucht wird, von -den speziellen Anwendungsfällen oder Forderungen abhängig ist.

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Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit verschiedenen speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, so ist es offensichtlich, daß viele Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der;vorliegenden Erfindung dabei zu verlassen.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in-der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

1. Frequenz-Synthesizer, gekennzeichnet durch wenigstens einen ersten frequenzmässig einstellbaren Scbaltungsabschnitt mit einem ersten spannungsgesteuerten Oszillator; durch einen zweiten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnitt mit einem zweiten spannungsgesteuerten Oszillator und einer Signalkopplung mit dem ersten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnittj durch eine erste Schleife zur Einstellung des Frequenz-Zuwachswertes oder Verhältnisses in Verbindung mit dem ersten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnitb; durch eine zweite Schleife zur Einstellung des Frequenz-Ziuvachüwertes oder Verhältnisses in Verbindung mit dem zweiten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnitt; wobei einige der Frequenz-Zuwachswerte oder Schritte des ersten und des zweiten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnittes einen gleichen Zuwachswert oder Verhältniswert aufweisenJ durch eine Normalfre-· quenz-Quelle; weiter durch eine erste und zweite Frequenz—ableitende Schaltung, die an die Normalfrequenzquelle angeschlossen sind und Jeweils an dem ersten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnitt und den zweiten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnitt angeschlossen sind, wobei die Frequenzen der ersten und der zweiten Frequenz-ableitenden Schaltung durch einen relativ kleinen Frequenzwert sich unterscheidenj durch einen einstellbaren Frequenzsignal-Ausgangsanschluß des Frequenz-Synthesizers, der von dem ersten frequenzmässig einstellbaren Schaltungsabschnitt herrührt bzw. herführt, so daß der Frequenz-Synthesizer durch ejnsn Frequenzbereich in Frequenzschritten einstellbar ist, die an dem Ausgangsanschluß erscheinen, wobei die Frequenzausgangsschrltte j-eweils einheitlich gleich im Frequenzwert sind und dem relativ kleinen Frequenzwert entsprechen in Abhängigkeit einer gleichzeitigen minimalen Herabteilung der Frequenz vermittels der ersten und zweiten Frequenz-Zuwachswertbzw. Tellungsschritteinsteilung.

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2. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste frequenzmässig einstellbare Schaltungsabschnitt in der ersten Frequenz-Zuwachswert oder Teilungsschritt-Einstellschleife, eine erste phasenstarre Schleife ist, und daß der zweite frequenzmässig einstellbare Schaltungsabschnitt in der zweiten Frequenz-Zuwachswert oder Teilungsschritt-Einstellschleife, eine zw-eite phasenstarre Schleife ist.

3. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz-Zuwachswert- oder TellungsSchritteinstellung der phasenstarren Schleifen auf einem dekadischen numerischen System basiert.

4-. Fi^equenz-Synthesizer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite frequenzableitende Schaltung aus Frequenzteilerschaltungen bestehen.

5. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der phasenstarren Schleifen zunächst einen Phasende tektor enthält, und danach ein Tiefpassfilter und einen spannungsgesteuerten Oszillator, weiter in jeder der phasenstarren Schleifen eine einstellbare Teilerschaltung in Form der Frequenz-Zuwachswert- oder Teilungsschritt-Einstelleinrichtung vorgesehen ist und zwischen den Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators und einen zusätzlichen Eingang des Phasendetektors der betreffenden phasenstarren Schleife geschaltet ist.

G. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten phasenstar'ren Schleife zwischen dem spannungsgesteuerten Oszillator und der Teilerstufe dieser Schleife eine erste' Mischerstufe vorgesehen ist, und daß der Ausgang der zweiten phasenstarren Schleife als Eingang zur ersten Mischex'stufe geführt ist und daß eine Signalrückführung

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zur ersten phasenstarren Schleife vorgesehen ist.

7. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Mscherstufe in der zweiten phasenstarren Schleife zwischen den spannungsgesteuerten Oszillator und der Teilerstufe dieser Schleife geschaltet ist, daß eine dritte Frequenz-ableitende Einrichtung vorgesehen ist, und daß mit dieser der zweite Mischer verbunden ist, um eine Eingangsgrösse von dieser erhalten zu können.

8. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Frequenz ableitende Einrichtung ein Frequenzvervieifacher ist, der eine Eingangsverbindurig zur Normalfrequenzquelle aufweist. -

9. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, .daß die dritte Frequenz ableitende Einrichtung aus einer dritten phasenstarren Schleife besteht, die eine Schaltungsverbindung zur Fo rmalfrequenz quelle aufweist, um einen Signaleingang aus dieser zu empfangen.

10. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltungsverbindung eine Teilerschaltung vorgesehen ist. ■-.,.."

11. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß zum Gewinnen' eines Bezugsfrequenz-Eingangssignals für wenigstens eine der phasenstarren Schleifengine eine Bezugsfrequenz ableitende Schleifenschaltung verwendet ist.

1.2. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,-daß für ,jede der ersten und zweiten phasenstarren Schleifen eine eine Bezugsfrequenz ableitende Schleifenschaltung verwendet ist. ■:".

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13. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenz ableitenden Schleifenschaltungen ebenso in Kaskade geschaltet sind.

14. Frequenz-Synthesizer, nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß eine das Teilungsverhältnis auswählende Steuereinrichtung im Sinne einer Teilungssteuerung an die einstellbare Teilerschaltung in jeder der phasenstarren Schleifen angeschaltet ist.

15. Frequenz—Synthesizer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusammenhängende Steuerantriebsvorrichtung zwischen der Steuereinrichtung für die Auswahl des TeilungsVerhältnisses der phasenstarren Schleifen vorgesehen ist, um die Frequenzstufen-Einstellsteuerung, der einstellbaren Teilerschaltung der Schleifen und des Frequenz-Synthesizers zu.koordinieren.

Frequenz-Synthesizer, nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß in jede der phasenstarren Schleifen, zwischen dem spannungsgesteuerten Oszillator bzw. dem Ausgangsanschluß dieses Oszillators und der Schaltungsrückkopplungsverbindung der jeweiligen phasenstarren Schleife eine Trennschaltung vorgesehen ist. .■■■;".'";-..-■

17. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trennschaltung von einem Trennver stärker" gebildet ist, der einen-Frequenzeingangsanschlüß und zwei Frequenzausgangsanschlüsse aufweist. · .' ■--■.--.-/:- >■--

18. Frequenz-Synthesizer nach Anspruch I7, dadurGh^gekeniaZeichriet, daß die erste unä^1Jdie zweite phasenstärte'Bciileife jeweils zwischen der Mischerstufe jeder Schleife tod '&e^ "Teflerstuf e der jeweiligen Schleife ein zweites Tiefpassfilter enthält.

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