DE68916952T2

DE68916952T2 - Selbsttätige Frequenz-Steuerschaltung.

Info

Publication number: DE68916952T2
Application number: DE68916952T
Authority: DE
Inventors: Akira C O Mitsubishi Den Andoh
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: EP0412207B1; NO175128C; EP0412207A1; JPH07105822B2; NO894947L; US5574998A; JPH0370335A; DE68916952D1; NO894947D0; NO175128B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine automatische Frequenzsteuereinrichtung, welche in einem Funkgerät verwendet wird, der in einem Burst-Modus arbeitet, beispielsweise einem Autotelefon o.dgl..

Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Komponentenkonfiguration einer Empfangseinheit eines konventionellen Funkgerätes zeigt. In Fig. 1 ist Bezugszeichen 1 eine Antenne, 2 ein Hochfrequenzverstärker, welcher ein durch die Antenne empfangenes Eingangssignal verstärkt, 3 ein Frequenzwandler, welcher das empfangene von dem Hochfrequenzverstärker 2 verstärkte Signal mit einem lokalen Oszillationssignal mischt, um das empfangene Signal in ein Zwischenfrequenzsignal umzuwandeln, 4 ein Zwischenfrequenzverstärker, welcher das Zwischenfrequenzsignal verstärkt, 5 ein Demodulator, welcher ein Ausgangssignal des Zwischenfrequenzverstärkers 4 demoduliert, um ein Basisbandsignal zu erhalten, 6 ein Phasenregelkreis, welcher als eine Abtast- und Halteeinrichtung betrieben wird und welcher einen Phasenvergleicher 7, einen Kreisfilter 8, einen Durchlaß/Haltekreis 9 und einen spannungsgesteuerten Oszillator 10 (im nachfolgenden als VCO abgekürzt) beinhaltet.
Bezugszeichen 11 ist ein Synchronschaltkreis, welcher durch das Empfangen eines in den demodulierten Daten enthaltenen empfangenen Burst- Signals arbeitet; 12 ist ein Steuerschaltkreis, welcher ein Ausgangssignal des Synchronschaltkreises 11 empfängt und den Durchlaß/Halteschaltkreis 9 während eines einen Träger reproduzierenden Abschnittes des empfangenden Bursts in einen Durchlaßzustand versetzt und den Durchlaß/Halteschaltkreis 9 während eines Datenabschnittes des empfangenen Bursts in einen Haltezustand versetzt; 13 ist ein Referenzoszillator; 14 ist ein empfangender lokaler Oszillator, welcher ein lokal es Oszillationssignal als Antwort auf ein Oszillationssignal des Referenzoszillators 13 ausgibt, und 15 ist ein übertragender Trägerwellenoszillator, welcher die Schwingungsfrequenz des Referenzoszillators 13 als Übertragungsfrequenz nutzt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben für den Fall, bei dem ein den Träger reproduzierenden Abschnitt 102 des empfangenen Bursts, wie in Fig. 2 gezeigt, kontinuierlich geformt ist und sich mit einem Datenabschnitt 101 abwechselt. Ein durch die Antenne 1 empfangenes Signal wird durch den Hochfrequenzverstärker 2 verstärkt und dann mit einem lokalen Oszillationssignal des lokalen Oszillators 14 gemischt, um in ein Zwischenfrequenzsignal im frequenzwandler 3 umgewandelt zu werden. Das Zwischenfrequenzsignal wird durch den Zwischenfrequenzverstärker 4 verstärkt, und die demodulierten Daten werden aus dem Demodulator 5 herausgenommen.
Der Synchronschaltkreis 11 arbeitet nach Empfang der demodulierten Daten, und das Ausgangssignal des Steuerschaltkreises 12, welcher das Ausgangssignal des Synchronschaltkreises 11 empfangen hat, setzt den Durchlaß/Halteschaltkreis 9 während des Trägerwellen reproduzierenden Abschnittes 102 des empfangenden Bursts in einen Durchlaßzustand. In diesem Zustand werden die Frequenzen und Phasen des Ausgangssignals des VCO 10 und des Zwischenfrequenzverstärkers 4 verglichen, der Fehlerausgang wird von dem Phasenvergleicher 7 ausgegeben, und der VCO 10 wird über den Kreisfilter 8 und den Durchlaß/Halteschaltkreis 9 durch diesen Fehlerausgang gesteuert, um mit dem Ausgang des ZF-Verstärkers 4 synchron zu werden.
Als nächstes setzt das Ausgangssignal des Steuerschaltkreises 12 während eines Datenabschnittes 101 des empfangenen Bursts den Durchlaß/Halteschaltkreis 9 in einen Haltezustand, wodurch die Ausgangsfrequenz und die Phase des VCO 10 beibehalten wird und das Ausgangssignal des VCO 10 dem Demodulator 5 zur Verfügung gestellt wird, um in der Demodulation des ZF-Signals verwendet zu werden.
Da die Empfangseinheit eines typischen konventionellen Funkgerätes wie oben beschrieben aufgebaut ist, d.h. der Referenzoszillator 13 ist nicht der Phasenregelkreiskorrektur ausgesetzt, werden die Ausgangsfrequenzen des empfangenden lokalen Oszillators 14 und des übertragenen Trägerwellenoszillators 15 durch die Ausgangsschwankungen des Referenzoszillators 13 verändert. Daher, insbesondere wenn der vertretbare Fehler in der Übertragungsträgerwellenfrequenz sehr klein ist, muß der Referenzoszillator sehr stabil sein, was wiederum hohe Kosten zur Folge hat.
Eine Schaltkreisanordnung ähnlich der in Fig. 1 gezeigten wird als Farbsynchronschaltkreis in dem Handbuch "TV Engineering Handbook", 1. Auflage, herausgegeben von der TV Society, veröffentlicht durch OHM Corp., Japan, auf den Seiten 12-79 beschrieben.
Aus der EP-A-0 253 680 ist eine winkelmodulierte Signalempfangsvorrichtung bekannt. In dieser bekannten Vorrichtung ist die lokale Frequenz, welche Schwankungen in einem mobilen Teilnehmerapparat unterworfen ist, an eine stabile Übertragungsfrequenz einer Basisstation gekoppelt. Der mobile Teilnehmerapparat zum Empfangen eines winkelmodulierten Signals beinhaltet einen Frequenzmischer zum Umwandeln einer drahtlosen Empfangsfrequenz in eine Zwischenfrequenz durch Verwendung einer lokalen Frequenz, einen Begrenzer zum Begrenzen der Amplitude des Zwischenfrequenzsignals, einen Diskriminator zum Demodulieren des winkelmodulierten Signals, einen Standardoszillator, wie etwa einen Quarzkristalloszillator, und einen Synthesizer zum Versorgen des Mischers mit der lokalen Frequenz, einen digitalen Frequenzzähler zum Messen der Zwischenfrequenzen und eine Kontrolleinrichtung zum Anpassen des Standardoszillators in Abhängigkeit von dem durch den Zähler gemessenen Fehler in der Zwischenfrequenz.
Die EP-A-0 044 374 offenbart eine Frequenzsynchronisation für einen spannungsgesteuerten Oszillator eines PLL-Schaltkreises in einem Funkempfänger. In diesem bekannten Schaltkreis besteht das zusammen mit dem gewünschten Signal übertragene Synchronisationssignal aus einem Burst. Der Wert der aus der Synchronisation durch den Burst erhaltenen Steuerspannung für den spannungsgesteuerten Oszillator wird in einem Speicher gespeichert. Die gespeicherte Steuerspannung wird dazu verwendet, den spannungsgesteuerten Oszillator zu synchronisieren, bis der nächst Burst ankommt. Die Frequenz des Synchronisationssignals liegt inmitten des Frequenzbandes des gewünschten Signals, vorzugsweise in der Mitte des Bandes. Der spannungsgesteuerte Oszillator des PLL-Schaltkreises empfängt die Steuerspannung, wenn Frequenz- und Phasengleichheit zwischen einem aus der Ausgangsfrequenz des Spannungssteueroszillators abgeleiteten Signal und einem aus der Synchronisationssignalfrequenz abgeleiteten Signal und bei Abwesenheit von Interferenz oder Fehlern besteht, die die anfängliche Synchronisation beeinflussen. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators wird an einen Mischer weitergegeben, um mit dem Synchronisationssignal gemischt zu werden und eine Zwischenfrequenz zu erhalten. Das Zwischenfrequenzsignal wird für den Durchgang zu dem PLL-Schaltkreis durch den Demodulator in ein Niederfrequenzsignal umgewandelt.

ABRISS DER ERfINDUNG

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine automatische Frequenzsteuereinrichtung zur Verfügung zu stellen, in der ein Referenzoszillator nach Empfang einer Empfangsfrequenz gesteuert wird, um die beim Empfang und bei der Übertragung von Kommunikationssignalen verwendete Zwischenfrequenz und Übertragungsträgerfrequenz zu stabilisieren.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, beinhaltet die automatische Frequenzsteuereinrichtung dieser Erfindung, wie in Anspruch 1 beansprucht, einen Referenzoszillator, welcher eine Referenzfrequenz einem empfangenden lokalen Oszillator und einem sendenden Trägerwellenoszillator zur Verfügung stellt; einen Frequenzwandler, welcher ein Ausgangssignal von einem zur Verstärkung von einem empfangenen Signal dienenden Hochfrequenzverstärker in eine vorbestimmte Zwischenfrequenz entsprechend einem Ausgangssignal des empfangenden lokalen Oszillators umwandelt; einen ZF-Verstärker zur Verstärkung des ZF-Signals; einen Demodulator, welcher ein demoduliertes Datensignal aus dem verstärkten ZF-Signal gewinnt; eine Meßeinrichtung zum Messen einer in dem durch den ZF-Verstärker ausgegebenen ZF-Signal enthaltenen Frequenz; und eine Frequenzvergleichseinrichtung zum Vergleich der gemessenen Frequenzdaten von der Frequenzmeßeinrichtung mit vorgegebenen Referenzfrequenzdaten, zum Ausgeben eines Korrektursignals gleich der Differenz zwischen den gemessenen und den Referenzfrequenzdaten und zum Steuern einer Referenzoszillationsfrequenz des Referenzoszillators mit dem Korrektursignal, um die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten; gekennzeichnet durch eine als ein PLL-Schaltkreis ausgelegte Frequenzabtast- und Halteeinrichtung mit einem Phasenvergleicher, einem Schleifenfilter, einem Durchlaß/Halteschaltkreis und einem Spannungssteueroszillator zum Abtasten eines empfangenen Burst-Signals, während der PLL-Schaltkreis geschlossen ist und das Burst-Signal empfängt, und zum Halten einer Frequenz, während der PLL- Schaltkreis offen ist, wobei die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung eine im von dem ZF-Verstärker ausgegebenen ZF-Signal enthaltene Burst- Frequenz abtasten und halten und die Meßeinrichtung die durch die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung gehaltene Frequenz mißt.
Entsprechend einem weiteren Aspekt dieser Erfindung gemäß Anspruch 7, beinhaltet die automatische Frequenzsteuereinrichtung einen Referenzoszillator, welcher eine Referenzfrequenz einem ersten empfangenden lokalen Oszillator, einem zweiten empfangenden lokalen Oszillator und einem sendenden Trägerwellenoszillator zur Verfügung stellt; einen ersten Frequenzwandler, welcher entsprechend einem Ausgangssignal des ersten empfangenden lokalen Oszillators ein verstärktes Hochfrequenzempfangssignal in ein vorbestimmtes erstes Zwischenfrequenzsignal umwandelt; einen ersten ZF-Verstärker zum Verstärken des ersten ZF-Signals; einen zweiten Frequenzwandler, welcher entsprechend einem Ausgangssignal des zweiten empfangenden lokalen Oszillators das verstärkte erste ZF-Signal in ein vorbestimmtes zweites ZF-Signal umwandelt; einen zweiten ZF-Verstärker zum Verstärken des zweiten ZF-Signals; einen Demodulator, welcher aus dem verstärkten zweiten ZF-Signal demodulierte Daten gewinnt; eine Meßeinrichtung zum Messen einer in dem durch den zweiten ZF-Verstärker ausgegebenen verstärkten zweiten ZF- Signal enthaltenen Frequenz; und eine Frequenzvergleichseinrichtung zum Vergleich gemessener Frequenzdaten der Frequenzmeßeinrichtung mit vorgegebenen Referenzfrequenzdaten und zum Ausgeben eines Korrektursignals entsprechend der Differenz zwischen den gemessenen und den Referenzfrequenzdaten und zum Steuern einer Referenzoszillationsfrequenz des Referenzoszillators mit dem Korrektursignal, um die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten; gekennzeichnet durch eine als ein PLL-Schaltkreis ausgelegte Frequenzabtast- und Halteeinrichtung mit einem Phasenvergleicher, einem Schleifenfilter, einem Durchlaß/Halteschaltkreis und einem Spannungssteueroszillator zum Abtasten eines empfangenen Burst-Signals, während der PLL-Schaltkreis geschlossen ist und das Burst-Signal empfängt, und zum Halten einer Frequenz, während der PLL-Schaltkreis offen ist, wobei die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung eine in dem vom zweiten ZF-Verstärker ausgegebenen verstärkten zweiten ZF-Signal enthaltene Burst-Frequenz abtasten und halten und die Meßeinrichtung die durch die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung gehaltene Frequenz mißt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind gekennzeichnet durch die Unteransprüche 2 bis 6 und 8.
Die vorliegende Erfindung zieht Vorteile aus der Tatsache, daß der lokale Oszillator einer Mobiltelefonbasisstation im Vergleich zum lokalen Referenzoszillator einer Mobilstation hochstabilisiert ist und daher vorteilhafterweise dazu verwendet werden kann, die Frequenz des Mobilstationsreferenzoszillators zu korrigieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Empfangseinheit eines konventionellen Funkverbindungsapparates;
Fig. 2 ist ein Wellendiagramm eines empfangenen Bursts;
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, welches eine Empfangseinheit eines Funkgerätes zeigt, welche mit einer automatischen Frequenzsteuereinrichtung entsprechend der Ausführungsform dieser Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 4 ist ein Wellendiagramm eines empfangenen Bursts;
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Hauptschaltkreises aus Fig. 3;
Fig. 6 ist ein Flußdiagram, welches den Betrieb der in Fig. 3 gezeigten automatischen Frequenzsteuereinrichtung erläutert;
Fig. 7 und 8 sind jeweils Blockschaltbilder, die eine Empfangseinheit eines Funkverbindungsapparates zeigen, welche mit einer automatischen Frequenzsteuereinrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, welches eine Doppelsuperhet-Empfangseinheit zeigt, die mit einer automatischen Frequenzsteuereinrichtung entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, welches eine andere Anordnung einer Empfangseinheit eines Funkgerätes zeigt, welche mit einer automatischen Frequenzsteuereinrichtung entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung ausgerüstet ist; und
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, welches eine Anordnung des Taktreproduzierschaltkreises 26 aus Fig. 10 zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung sind im folgenden im Detail mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
In Fig. 3, in der die gleichen Teile wie in Fig. 1 durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, um doppelt vorkommende Bezugszeichen zu vermeiden, ist das Bezugszeichen 16 ein Zwischenfrequenz- (ZF)Bandpaßfilter, welcher zwischen dem Frequenzwandler 3 und dem ZF- Verstärker 4 zwischengeschaltet ist, 17 ist eine Frequenzmeßeinrichtung bestehend aus Zählern, dessen Eingangssignal das Ausgangssignal des Phasenregelkreises 6 ist, 18 ist eine Frequenzvergleichseinrichtung, welche einen Sequenzschaltkreis, bestehend aus Addierern, Signal speicherschaltkreisen und einem Referenzfrequenzgenerator oder einem Mikroprozessor, beinhaltet und welche in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal der Frequenzmeßeinrichtung 17 Frequenzfehlerkorrekturdaten aufgibt, 19 ist ein Digital-Analog-Wandler (nachfolgend abgekürzt als D/A-Wandler), und 20 ist ein Feldintensitätspegel-Erkennungsschaltkreis, welcher die Feldintensität des ZF-Signals erkennt.
Fig. 4 ist ein Wellendiagramm eines empfangenen, in den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendeten Burst. Die Wellenform schließt einen eine Träger reproduzierenden Abschnitt 101 und einen Datenabschnitt 102 ein, welche getrennt voneinander sind.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, welches Beispiele für Anordnungen des Synchronschaltkreises 11, des Steuerschaltkreises 12, der Frequenzmeßeinrichtung 17 und der Frequenzvergleichseinrichtung 18 in der oben beschriebenen Ausführungsform zeigt.
Der Synchronschaltkreis 11 beinhaltet einen binären Korrelator 117 und einen Größenvergleicher 118, wobei der erstere einen Sampler 111 zum Eingeben demodulierter Datenausgänge aus dem Demodulator 5, einen Vergleicher 112 zum Vergleichen eines Ausgangssignals aus dem Sampler 111 mit einem Referenzsignal, ein Referenzregister 113, ein Schieberegister 114, einen Exklusiv-ODER-Schaltkreis 115 und einen Addierer 116 aufweist.
Der Steuerschaltkreis 12 beinhaltet ein UND-Gatter 121, welches das logische UND aus dem synchronen Signalausgang des Größenvergleichers 118 und des Ausgangssignals aus der elektrischen Feldstärkenerkennungseinheit 20 erhält, einen Zähler 122, welcher das Ausgangssignal aus dem UND-Schaltkreis 121 erhält, welcher das Zählen des Referenzoszillationssignals des Referenzoszillators 13 solange beginnt, bis die in Fig. 4 gezeigte Zeit T&sub1; verstreicht und eine vorbestimmte Zählgröße erreicht wird, einen Zähler 123, welcher das Vorwärtszählsignal von dem Zähler 122 erhält, welcher das Zählen des Referenzsignals des Referenzoszillators 13 solange beginnt, bis die in Fig. 4 gezeigte Zeit T&sub2; verstreicht und eine vorbestimmte Zählanzahl erreicht ist und ein Flip-Flop 124, welches durch das Vorwärtszählsignal des Zählers 122 zurückgesetzt und durch das Vorwärtszählsignal des Zählers 122 so gesetzt wird, um ein Steuersignal auszugeben.
Kurz gesagt, bringt das Vorwärtszählsignal des Zählers 122 den Durchlaß/Halteschaltkreis 9 in einen Durchlaßzustand und zur gleichen Zeit die Frequenzmeßeinrichtung 17 dazu, den Meßvorgang zu stoppen, und das Vorwärtszählsignal des Zählers 123 bringt den Durchlaß/Halteschaltkreis 9 in einen Haltezustand und zur gleichen Zeit die Frequenzmeßeinrichtung dazu, den Meßvorgang zu starten.
Die Frequenzmeßeinrichtung 17 und die Frequenzvergleichseinrichtung 18 beinhalten einen Torzeiterzeugungsschaltkreis 171, welcher von dem Referenzoszillator 13 mit dem Referenzoszillationssignal versorgt wird und nach Erhalt des Steuersignals des Steuerschaltkreises 12 seinen Betrieb aufnimmt, und einen Abwärtszähler 172, welcher seinen Betrieb nach Erhalt des Steuersignals aufnimmt und das gehaltene Frequenzsignal von dem phasenkreisgeregelten solange subtrahiert, bis es ein Torsignal von dem Torzeiterzeugungsschaltkreis 171 erhält, und Frequenzkorrekturdaten ausgibt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der Ausführungsform beschrieben. Da die Vorgänge des Empfangens und des Erfassens und Haltens einer Frequenz dieselben sind wie die in Fig. 1 beschriebenen, wird eine erneute Beschreibung hier weggelassen. Der Betrieb einer automatischen Frequenzsteuereinrichtung dieser Erfindung wird im folgenden beschrieben.
Wie oben beschrieben wird, nach Beginn des Haltens einer Empfangsfrequenz im einen Träger reproduzierenden Abschnitt 102 des empfangenen Bursts die Frequenz von der Frequenzmeßeinrichtung 17 gemessen. Das so erhaltene Ergebnis der Frequenzmessung wird der Frequenzvergleichseinrichtung 18 übermittelt und mit ZF-Referenzdaten verglichen, welche zuvor in einem Speicher in der Frequenzvergleichseinrichtung 18 gesetzt wurden und beispielsweise 10,7 MHz betragen können, wodurch Korrekturdaten entsprechend dem Frequenzunterschied zwischen ihnen ausgegeben werden.
Wie in dem Flußdiagramm in Fig. 6 gezeigt, gibt die Frequenzvergleichseinrichtung 18 im Schritt ST1 einen Anfangswert von Frequenzkorrekturdaten aus. Als nächstes wartet die Einrichtung 18 solange, bis eine Oszillationsfrequenz des empfangenden lokalen Oszillators 14 stabil wird (Schritt ST2) und entscheidet, ob das Halten beginnt oder nicht (Schritt ST3). Falls JA, mißt die Einrichtung 18 die Haltefrequenz (Schritt ST4) und entscheidet, ob die Differenz zwischen den gemessenen Frequenzdaten und den Referenzfrequenzdaten sich innerhalb eines bestimmten Wertes befindet oder nicht (Schritt St5), und falls NEIN, gibt die Einrichtung 18 Frequenzkorrekturdaten aus und kehrt zum Schritt ST2 (Schritt ST6) zurück.
Nachdem das Frequenzkorrekturdatenausgangssignal aus der Frequenzkorrektureinrichtung 18 in ein Analogsignal durch den D/A-Wandler 19 umgewandelt ist, wird es dem Referenzoszillator 13 aufaddiert. Als Ergebnis wird der Referenzoszillator 13 so gesteuert, daß er der empfangenen Frequenz folgt und folglich eine ZF-Frequenz konstant wird und zur gleichen Zeit die Oszillationsfrequenz des übertragenen Trägerwellenoszillators 15 stabil wird.
Ein elektrischer Felddetektor 20 überwacht einen empfangenen elektrischen Feldpegel und deaktiviert den Steuerschaltkreis durch Senden einer logischen "0" zum in Fig. 5 gezeigten UND-Schaltkreis 121, wenn der empfangene Feldpegel niedrig ist. Folglich kann der Referenzoszillator 13 nicht gesteuert werden, wenn der empfangende elektrische Feldpegel niedrig ist, und die vorige Referenzoszillationsfrequenz wird so verwendet, wie sie ist.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel, in dem ein schmaler Bandpaßfilter 21 auf der Innenseite des Phasenregelkreises 6 in der wie in Fig. 3 oben beschriebenen Anordnung angeordnet ist. Diese Anordnung erlaubt es, die Empfindlichkeit in einem schwachen elektrischen Feld zu erhöhen und die automatische Frequenzsteuerung effektiv auszuführen, und zwar sogar in dem Fall eines schwachen Antenneneingangs.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel, in dem ein Frequenzteiler 22 auf der Eingangsseite des Phasenregelkreises 6 in der wie in Fig. 3 oben beschriebenen Anordnung angeordnet ist. Diese Anordnung teilt die ZF herunter auf eine Frequenz, die einfach zu verarbeiten ist, um die ZF- Frequenz abzutasten, und die es erlaubt, sie in den Phasenregelkreis 56 einzuspeisen.
Jede oben beschriebene Ausführungsform zeigt eine Anordnung einer einzelnen Superhet-Empfangseinheit mit einer einzigen ZF-Frequenz. Fig. 9 zeigt eine Anordnung einer Doppeltsuperhet-Empfangseinheit mit zwei ZF-Frequenzen, welche mit einer ersten ZF-Erzeugungseinheit 23-1 mit einem ersten Frequenzwandler 3-1, einem ersten ZF-Verstärker 4-1, einem ersten ZF BPF 16-1 und einem ersten empfangenden lokalen Oszillator 14-1 und einer zweiten ZF-Erzeugungseinheit 23-2 mit einem zweiten Frequenzwandler 3-2, einem zweiten ZF BPF 16-1, einem zweiten ZF-Verstärker 4-2 und einem zweiten empfangenden lokalen Oszillator 14-2 ausgerüstet ist. Die Doppelsuperhet-Empfangseinheit kann die beiden ZF-Frequenzen durch Steuern der ersten und zweiten empfangenden lokalen Oszillatoren 14-1 und 14-2 durch Verwenden des Ausgangssignals des Referenzoszillators konstant machen.
Es wird der Fall angenommen, in dem eine Frequenz in dem einen Träger reproduzierenden Abschnitt 102 des empfangenen Bursts konstant wird. Sogar in dem Fall, in dem die Signale durch ein beliebiges, ein Modulationsverfahren wie etwa ein GMSK-Verfahren verwendendes Datenmuster moduliert werden, wird ein sogenannter Costaskreis verwendet, in dem eine Fehlerkomponente zwischen der Frequenz des empfangenen Trägers, den man aus dem Ergebnis der Multiplikation der gleichphasigen Komponente I und der orthogonalen Komponente Q erhält, und der reproduzierte Takt und die Oszillationsfrequenz des VCO 10 gemessen wird. Die Fehlerkomponente wird zurückgeführt an den VCO 10, und die PLL 6 wird in einen Haltestatus versetzt, wodurch eine automatische Frequenzsteuereinrichtung erstellt werden kann, welche dieselben Vorgänge ausführt wie jede der oben beschriebenen Ausführungsformen.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, welches eine Anordnung einer Empfangseinheit zeigt, welche mit einer automatischen Frequenzsteuereinrichtung ausgerüstet ist, die einen Costas-Kreis verwendet, wobei die gleichen Teile wie in Fig. 2 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, um doppelt vorkommende Bezugszeichen zu vermeiden.
In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 24-1 einen ersten Multiplizierer, 24-2 einen zweiten Multiplizierer, 25-1 einen ersten Tiefpaßfilter (LPF), 25-2 einen zweiten Tiefpaßfilter (LPF), 24-3 einen dritten Multiplizierer, 24-4 einen vierten Multiplizierer, 26 einen Taktregenerationsschaltkreis und 27 einen 90º-Phasenschieber.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, welches eine konkrete Anordnung eines den Takt reproduzierenden Schaltkreises 26 der Fig. 10 zeigt. Der den Takt reproduzierende Schaltkreis 26 beinhaltet einen variablen Frequenzteiler 261, welcher die Frequenz des Referenzoszillationssignals aus dem Referenzoszillator 13 teilt, einen festen Frequenzteiler 262, welcher die Frequenz eines Ausgangssignals des variablen Frequenzteilers 261 teilt und einen reproduzierten Takt ausgibt, einen Phasenvergleicher 263, welcher eine Phase des Ausgangssignals eines Multiplizierers 265 mit der Phase des reproduzierten Taktes vergleicht. Der Multiplizierer 265 gibt ein Signal gleich dem Produkt der Gleichphasenkomponente I und der orthogonalen Komponente Q der demodulierten Daten aus. Ein Aufwärts/Abwärts-Zähler 264 empfängt ein Ausgangssignal des Multiplizierers 265 (?) an seinem Takteingang und ein Ausgangssignal des Phasenvergleichers 263 wird in seinen Aufwärts/Abwärts-Eingang eingegeben, um ein Aufwärts/Abwärts-Zählen zu vollziehen, und das gezählte Ergebnis wird zurück in den variablen Frequenzteiler 261 gegeben, wodurch eine Steuerung durchgeführt wird, so daß das Ausgangssignal des Multiplizierers 24-1 gleichphasig mit dem des reproduzierten Taktes ist.
Der erste Multiplizierer 24-1 wird mit einem Ausgangssignal des ZF- Verstärkers 4 und einem Ausgangssignal des VCO 10 versorgt. Unter der Annahme, daß eine Winkelfrequenzverschiebung Δω in einer Winkelfrequenz ωc in dem Ausdruck S(t) = I(t) cos ωct + Q(t) sin ωct existiert, wird die folgende Operation vorgenommen:
Dann filtert der erste Tiefpaßfilter 25-1 das Ausgangssignal des ersten Multiplizierers 24-1 und gibt das folgende Signal aus:
½ . I(t)cosΔωt - ½ . Q(t)sinΔωt .
Andererseits empfängt der zweite Multiplizierer 24-2 das Ausgangssignal des ZF-Verstärkers 4 und das Ausgangssignal des 90º-Phasenschiebers 27, welches ein um 90º phasenverschobenes VCO-Signal darstellt, und vollzieht die folgende Operation:
Dann filtert der zweite Tiefpaßfilter 25-2 das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers 24-2 und gibt das folgende Signal aus:
½I(t)sin Δωt + ½Q(t)cos Δωt .
Als nächstes multipliziert der dritte Multiplizierer 24-3 das Ausgangssignal des ersten Tiefpaßfilters 25-1 und das Ausgangssignal des zweiten Tiefpaßfilters 25-2. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 25-1 und 25-2 können durch die folgenden Ausdrücke dargestellt werden:
und das Produkt dieser Ausdrücke wird berechnet zu
wobei (t) = π /2T t: mark, und -π /2T t: Raum.
Dann erhält der vierte Multiplizierer 24-4
1/8 . sin² Δωt
als das Produkt des Ausgangssignals des dritten Multiplizierers 24-3 und des Ausgangssignals des den Takt reproduzierenden Schaltkreises 26, also das reproduzierte Taktzeitsignal V(t) = cos(π /T.t)
Das Ausgangssignal des vierten Multiplizierers 24-4 wird über den Kreisfilter und den Durchgangs/Halteschaltkreis 9 in einem Durchgangszustand zum VCO 10 zurückgeleitet, und die empfangene, in dem VCO 10 zurückgehaltene Trägerwellenfrequenz wird durch die Frequenzmeßeinrichtung 17 gemessen, sobald sich der Durchgang/Halteschaltkreis 9 in einem Haltezustand befindet.
Das Ergebnis dieser Frequenzmessung wird durch die Frequenzvergleichseinrichtung 18 mit den voreingestellten Frequenzreferenzdaten verglichen, und die der Differenz entsprechenden Frequenzkorrekturdaten werden durch den D/A-Wandler 19 in ein analoges Signal umgewandelt. Dann wird das analoge Signal in den Referenzoszillator 13 eingespeist, um den Referenzoszillator so zu steuern, daß er der empfangenen Trägerfrequenz folgt.
Außerdem wurde in jeder oben beschriebenen Ausführungsform der Fall, in dem der Datenabschnitt 101 und der den Träger reproduzierende Abschnitt 102 nicht benachbart sind, wie in Fig. 4 gezeigt, beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist aber der empfangene Burst, in dem beide Abschnitte benachbart sind, auf ähnliche Art und Weise anwendbar.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dieser Erfindung eine empfangende Frequenz gespeichert und gehalten, wobei die empfangene Frequenz gemessen wird, um sie mit der voreingestellten Referenzfrequenz zu vergleichen, und der Referenzoszillator wird in Abhängigkeit von den der Differenz zwischen der voreingestellten Frequenz und der gehaltenen empfangenen Frequenz entsprechenden Frequenzkorrekturdaten gesteuert. Dementsprechend kann die ZF ohne die Verwendung eines teuren Referenzoszillators konstant gemacht werden, und die Oszillationsfrequenz des übertragenden Trägeroszillators wird stabilisiert.

Claims

1. Automatische Frequenzsteuereinrichtung mit:

einem Referenzoszillator (13), welcher eine Referenzfrequenz einem empfangenden lokalen Oszillator (14) und einem sendenden Trägerwellenoszillator (15) zur Verfügung stellt;

einem Frequenzwandler (3), welcher ein Ausgangssignal von einem zur Verstärkung von einem empfangenen Signal dienenden Hochfrequenzverstärker (2) in eine vorbestimmte Zwischenfrequenz (ZF) entsprechend einem Ausgangssignal des empfangenden lokalen Oszillators (14) umwandelt;

einem ZF-Verstärker (4) zur Verstärkung des ZF-Signals;

einem Demodulator (5), welcher ein demoduliertes Datensignal aus dem verstärkten ZFZ-Signal gewinnt;

einer Meßeinrichtung (17) zum Messen einer in dem durch den ZF- Verstärker ausgegebenen ZF-Signal enthaltenen Frequenz; und

einer Frequenzvergleichseinrichtung (18) zum Vergleich der gemessenen Frequenzdaten von der Frequenzmeßeinrichtung (17) mit vorgegebenen Referenzfrequenzdaten, zum Ausgeben eines Korrektursignals gleich der Differenz zwischen den gemessenen und den Referenzfrequenzdaten und zum Steuern einer Referenzoszillationsfrequenz des Referenzoszillators (13) mit dem Korrektursignal, um die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten;

gekennzeichnet durch eine als ein PLL-Schaltkreis ausgelegte Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) mit einem Phasenvergleicher (7), einem Schleifenfilter (8), einem Durchlaß/Halteschaltkreis (9) und einem Spannungssteueroszillator (10) zum Abtasten eines empfangenen Burst- Signals, während der PLL-Schaltkreis geschlossen ist und das Burst- Signal empfängt, und zum Halten einer Frequenz, während der PLL- Schaltkreis offen ist, wobei die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) eine im von dem ZF-Verstärker (4) ausgegebenen ZF-Signal enthaltene Burst-Frequenz abtasten und halten und die Meßeinrichtung (17) die durch die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) gehaltene Frequenz mißt.

2. Automatische Frequenzsteuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Synchronschaltkreis (11), welcher ein Ausgangssignal synchron mit einem in den demodulierten Daten enthaltenen Burst erzeugt; und

einen Steuerschaltkreis (12), welcher den Durchlaß/Halteschaltkreis (9) aufgrund des Ausgangssignals vom Synchronschaltkreis (11) in einen Durchlaßzustand steuert und die Frequenzmeßeinrichtung (17) aktiviert, wenn sich der Durchlaß/Halteschaltkreis (9) in einem Haltezustand befindet.

3. Automatische Frequenzsteuereinrichtung nach Anspruch 2, ferner mit einer elektrischen Feldstärkemeßeinheit (20), welche den Steuerschaltkreis (12) abschaltet, wenn ein Ausgangswert des ZF-Verstärkers (4) unterhalb eines festen Wertes liegt.

4. Automatische Frequenzsteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Frequenzmeßeinrichtung (17) mindestens einen Zähler (172) enthält und die Frequenzvergleichseinrichtung (18) aus einem Sequenzschaltkreis mit einem Addierer und einem Speicherschaltkreis und aus einem Mikroprozessor besteht.

5. Automatische Frequenzsteuereinrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Schmalbandpaßfilter (21), welcher ein Ausgangssignal des ZF- Verstärkers (4) an die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) abgibt.

6. Automatische Frequenzsteuereinrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Frequenzteiler (22), welcher ein Ausgangssignal des ZF-Verstärkers (4) an die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) abgibt.

7. Automatische Frequenzsteuereinrichtung mit:

einem Referenzoszillator (13), welcher eine Referenzfrequenz einem ersten empfangenden lokalen Oszillator (14-1), einem zweiten empfangenden lokalen Oszillator (14-2) und einem sendenden Trägerwellenoszillator (15) zur Verfügung stellt;

einem ersten Frequenzwandler (3-1), welcher entsprechend einem Ausgangssignal des ersten empfangenden lokalen Oszillators (14-1) ein verstärktes Hochfrequenzempfangssignal in ein vorbestimmtes erstes Zwischenfrequenzsignal (ZF) umwandelt;

einem ersten ZF-Verstärker (4-1) zum Verstärken des ersten ZF-Signals;

einem zweiten Frequenzwandler (3-2), welcher entsprechend einem Ausgangssignal des zweiten empfangenden lokalen Oszillators (14-2) das verstärkte erste ZF-Signal in ein vorbestimmtes zweites ZF-Signal umwandelt;

einem zweiten ZF-Verstärker (4-2) zum Verstärken des zweiten ZF- Signals;

einem Demodulator (5), welcher aus dem verstärkten zweiten ZF-Signal demodulierte Däten gewinnt;

einer Meßeinrichtung (17) zum Messen einer in dem durch den zweiten ZF-Verstärker (4-2) ausgegebenen verstärkten zweiten ZF-Signal enthaltenen Frequenz; und

einer Frequenzvergleichseinrichtung (18) zum Vergleich gemessener Frequenzdaten der Frequenzmeßeinrichtung (17) mit vorgegebenen Referenzfrequenzdaten und zum Ausgeben eines Korrektursignals entsprechend der Differenz zwischen den gemessenen und den Referenzfrequenzdaten und zum Steuern einer Referenzoszillationsfrequenz des Referenzoszillators (13) mit dem Korrektursignal, um die Differenz unterhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten;

gekennzeichnet durch eine als ein PLL-Schaltkreis ausgelegte Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) mit einem Phasenvergleicher (7), einem Schleifenfilter (8), einem Durchlaß/Halteschaltkreis (9) und einem Spannungssteueroszillator (10) zum Abtasten eines empfangenen Burst- Signals, während der PLL-Schaltkreis geschlossen ist und das Burst- Signal empfängt, und zum Halten einer Frequenz, während der PLL- Schaltkreis offen ist, wobei die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) eine in dem vom zweiten ZF-Verstärker (4-2) ausgegebenen verstärkten zweiten ZF-Signal enthaltene Burst-Frequenz abtasten und halten und die Meßeinrichtung (17) die durch die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung (6) gehaltene Frequenz mißt.

8. Automatische Frequenzsteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Frequenzabtast- und Halteeinrichtung aufweist:

einen ersten Multiplizierer (24-1), in den Ausgangssignale des ZF-Verstärkers (4) und des Spannungssteueroszillators (10) eingegeben werden;

einen zweiten Multiplizierer (24-2), in den ein Ausgangssignal des ZF- Verstärkers (4) und ein um 90º phasenverschobenes Ausgangssignal des Spannungssteueroszillators (10) eingegeben werden;

einen dritten Multiplizierer (24-3), in den tiefpaß-gefilterte Ausgangssignale des ersten und des zweiten Multiplizierers (24-1, 24- 2) eingegeben werden;

einen vierten Mulitplizierer (24-4), in den ein Ausgangssignal des dritten Multiplizierers (24-3) und ein reproduzierter Takt eines Takt- regenerationsschaltkreises (26) eingegeben werden, bei dem der Schleifenfilter (8) ein Ausgangssignal des vierten Multiplizierers (24-10) durchläßt;

einen Synchronschaltkreis (11), welcher ein Ausgangssignal synchron mit einem in durch das tiefpaß-gefilterte Signal des zweiten Multiplizierers (24-2) gebildeten demodulierten Daten enthaltenen empfangenen Burst produziert; und

einen Steuerschaltkreis (12), welcher den Durchlaß/Halteschaltkreis (9) so steuert, daß er sich in einem Durchlaßzustand in Reaktion auf das Ausgangssignal des Synchronschaltkreises (11) befindet und die Frequenzmeßeinrichtung (17) aktiviert, wenn der Durchlaß/Halteschaltkreis (9) in einem Haltezustand ist.