DE2462255C3

DE2462255C3 - Phasenschieberschaltung

Info

Publication number: DE2462255C3
Application number: DE19742462255
Authority: DE
Inventors: Hugo Santa Rosa Calif. Vifian (V.St.A.)
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1973-11-23
Filing date: 1974-09-26
Publication date: 1978-04-13
Also published as: DE2445955B2; GB1490850A; DE2462255B2; JPS5160138A; JPS5430868B2; DE2462255A1; GB1490849A; FR2252697A1; FR2252697B1; DE2445955C3; DE2445955A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenschiebeschallung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Phasenschieberschaltungen bewirken im allgemeinen eine Phasenverschiebung von weniger als 360°. Es gibt jedoch Fälle, in denen Phasenverschiefr ngen von mehr als 360°, unter Umständen sogar von einem Vielfachen von 360° verlangt werden. Ein Beispiel dafür ist die Simulation von Wellenleitungen.

Aus »The Review of Scientific Instruments«, Band 36, Nr. 7 Juli 1965, Seiten 971 bis 973 ist eine solche Phasenschieberschaltung bekannt, mit der Phasenver-Schiebungen von über 360" erreichbar sind. Diese Schaltung arbeitet im Prinzip so, daß die Frequenz des in der Phase zu verschiebenden Signal vervielfacht wird, das frequenzvervielfachte Signal einer Phasenverschiebung von weniger als 360° unterzogen wird und dann unter Differenzbildung mit einem anderen Vielfachen der ursprünglichen Signalfrequenz gemischt wird. Wenn sich die beiden Frequenzmultiplikationsfaktoren um Eins unterscheiden, entsteht ein Differenzsignal, dessen Frequenz gleich der des ursprünglichen Signals ist, das y> aber gegenüber diesem ursprünglichen Signal um ein Vielfaches von 360° phasenverschoben ist.

Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß bei der Frequenzvervielfachung störende Oberwellen entstehen, die zur Instabilität des Systems führen können.

Es ist auch bekannt (US-PS 3517 323), das in der Phase zu verschiebende Signal in einen niedrigeren Frequenzbereich umzusetzen, in diesem Frequenzbereich eine Phasenverschiebung durchzuführen und die ursprüngliche Frequenz unier Vervielfachung der <„) Phasenverschiebung wiederherzustellen. Diese bekannte Phasenschieberschaltung arbeitet jedoch auch nur in einem Bereich von 360°.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Phasenschieberschaliung der eingangs < >s genannten Art zu schaffen, bei der keine Instabilitäten auftreten können. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Im Unteranspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 58 ein bezüglich der Frequenz steuerbarer Oszillator bezeichnet, de* mit einem Mischer 60 verbunden ist. Der Mischer 60 mischt das Ausgangssignal des Oszillators 58 mit einem Eingangssignal 12. Das Ausgangssignal des Oszillators 58 wird weiterhin einem Frequenzteiler 62 zugeführt, welcher eine Frequenzteilung durch den Faktor M bewirkt. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 62 wird einem Phasendetektor 64 zugeführt, der dieses Signal mit dem Ausgangssignal eines weiteren Oszillators 66 vergleicht, dessen Frequenz mittels eines Frequenzteilers 68 ebenfalls durch den Faktor Mgeteilt wird. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 64 wird über einen Rückkopplungsverstärker 70 dem Steuereingang des Oszillators 58 zugeführt. Der Oszillator (58) weist damit eine Phasenregelschleife auf, die bewirkt, daß er auf der gleichen Frequenz wie der Oszillator 66 schwingt, da die Frequenzteiler 62 und 68 durch den gleichen Faktor M teilen. Dem Rückkopplungsverstärker 70 wird weiterbni ein Phasensteuersignal 48 zugeführt, das bewirkt, daß dem Steuereingang des Oszillators 58 eine Spannung zugeführt wird, die eine Phasenverschiebung zwischen den Oszillatoren 58 und 66 hervorruft.

Der Phasendetektor 64 kann ein Flipflop und einen Integrationskondensator am Ausgang des Flipflops aufweisen. Die Frequenzteiler 62 und 68 können einfache Flipflop-Ketten oder binäre Teile sein. Der Mischer 60 kann ebenso wie ein weiterer Mischer 54 ein gewöhnlicher Ringmodulator sein.

Die Ausgangsfrequenz der Oszillatoren 58 und 66 ist wesentlich höher als die Frequenz des Eingangssignals 12. Beträgt letztere beispielsweise 100 kHz, kann die Ausgangsfrequenz der Oszillatoren 58 und 66 ein MFIz betragen.

Das Ausgangssignal des Mischers 60 wird über ein Bandpaßfilter 72 dem Mischer 54 zugeführt. Dem Mischer 54 wird weiterhin das Ausgangssignal des Oszillators 66 zugeführt. Der Mischer 54 erzeugt dadurch ein Ausgangssignal, das die gleiche Frequenz wie das Eingangssignal 12 hat, da die Ausgangssignale der Oszillatoren 58 und 66 die gleiche Frequenz haben. Dem Mischer 54 ist wiederum ein Bandpaßfilter 56 nachgeschaltet. Im Ergebnis ist das Ausgangssignal der dargestellten Schaltung gegenüber dem Eingangssignal 12 um den Phasenunterschied zwischen den Signalen der Oszillatoren 58 und 66 verschoben.

Wie bereits erwähnt wurde, werden die Phasenver-Schiebungen zwischen den Signalen der Oszillatoren 58 und 66 in der Phasenregelschleife des Oszillators 58 entsprechend einem Signal bewirkt, welches über die Leitung 48 dem Rückkopplungsverstärker 70 zugeführt wird. Diese Phasenregelschleife kann dazu verwendet werden, um Phasenverschiebungen von ± 180° als lineare Funktion des Signals auf der Leitung 48 zu bewirken. Da im Phasendetektor 64 die durch die Frequenzteiler 62 und 68 in der Frequenz herabgesetzten Signale verglichen werden, wird bei der geteilten Frequenz eine Phasenverschiebung von ± 180° erreicht. Da die Oszillatoren 58 und 66 eine Ausgangsfrequenz aufweisen, die M-maI größer als die Frequenz der dem Phasendetektor 64 zugeführten Signale ist,

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erfolgt eine Multiplikation der Phasenverschiebung mit Schiebung erreicht werden.

einem Faktor Λ/, Im Gegensatz zum Stand der Technik Mit dem Rückkopplungsverstärker 70 ist eine ist im Mischer 60 keine Erhöhung der Frequenz um veränderliche Spannungsquelle 74 verbunden, so daß einen Faktor erforderlich, der der Vervielfachung der eine feststehende Überlagerung der Phase des EinPhasenverschiebung entspricht. Auf diese Weise kön- 5 gangssignals erreicht werden kann,
nen sehr hohe Vielfache von ± 180° als Phasenver-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Phasenschieberschaltung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung eines zugeführten Wechsel- s Spannungssignals um mehr als ± 180°, bei der das zugeführte Signal in einen niedrigeren Frequenzbereich umgesetzt wird, eine Phasenverschiebung um ± 180° in dem niedrigeren Frequenzbereich durchgeführt wird und die ursprüngliche Frequenz unter Vervielfachung der Phasenverschiebung wiederhergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler und der Frequenzvervielfacher als Mischer (60 bzw. 54) ausgebildet sind, deren Oszillatorhilfsfrequenz frequenzgleich mit einer bestimmten Phasendifferenz geregelt sind.
2. Phasenschieberschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzgleich mit einer bestimmten Phasendifferenz geregelten Oszillatorhilfsfrequenzen aus zwei Oszillatoren (58 und 66) gewonnen sind, deren Schwingungen jeweils über einen Frequenzteiler (62 und 68) einem Phasendetektor (64) zugeführt sind, dessen Ausgangssignal über einen Steuerverstärker (70) einen der beiden Oszillatoren (58) in der Frequenz ver- zj ändert.