DK154596B - Modtager med en frekvenssyntetiseringskreds - Google Patents

Description

DK 154596 B

Opfindelsen angår en modtager med en frekvenssyntetiseringskreds indeholdende en referenceoscillator, hvilken modtager desuden indeholder en højfrekvensdel, en lokal oscillator og en mellemfrekvens-5 del, hvoraf den lokale oscillator ved hjælp af referenceoscillatoren kan afstemmes til en frekvens, som ændrer mellemfrekvensen i forhold til frekvensen af den sender, der skal modtages.

En modtager af denne art er beskrevet i tids-10 skriftet Funkschau, årgang 20, 1976, side 839-842. I

denne modtager er den lokale oscillators frekvens koblet til frekvensen af en yderst stabil referenceoscillator, således at der opnås en meget konstant oscillatorafstemning. Som det ellers er tilfældet i 15 modtagere uden frekvenssyntetisering er det derfor ikke muligt at kompensere for nogen variation i mellemfrekvensdelens afstemning gennem frembringelse af kompenserende frekvensvariationer for den lokale oscillator .

20 En sådan korrektion kunne udføres ved hjælp af en på et modtagesignal virkende automatisk frekvensreguleringskreds. I så fald ville der imidlertid være risiko for låsning af en sådan kreds til en uønsket sender.

25 Ved opfindelsen tilsigtes det at anvise en anden metode til korrektion af oscillatorfrekvensen, således at låsning til en uønsket sender ikke er mulig.

Med henblik herpå er en modtager af den angivne art ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at modtageren 30 omfatter en målekreds til i stedet for et til modtagelse bestemt signal at føre et målesignal til en indgang af modtagerens højfrekvensdel eller mellemfrekvensdel, og måle mellemfrekvensdelens aktuelle mellemfrekvens, hvorhos modtageren yderligere omfatter en korrektions-35 kreds til korrigering af en afstemningsstørrelse for frekvenssyntetiseringskredsen med en værdi svarende s

DK 154596 B

2 til forskellen mellem en standardmellemfrekvens og den målte, aktuelle mellemfrekvens.

Ved midlertidigt at tilføre modtageren et målesignal i stedet for et antennesignal forhindres modta-5 geren i at blive låst til en uønsket sender. Anvendelsen af en korrektionskreds sikrer endvidere, at modtagerens lokale oscillator, også når målesignalet ikke længere tilføres, kan holdes afstemt meget nøjagtigt til frekvensen for den ønskede sender uden anvendelse 10 af en automatisk frekvensreguleringskreds.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et blokdiagram for en modtager i-følge opfindelsen, og 15 fig. 2 et blokdiagram for en del af en målekreds til en modtager ifølge opfindelsen.

I fig. 1 opnås fra en udgang 1 af en målekreds 3 et signal, som over en højfrekvensdel 5 føres til et blandingstrin 7. Til blandingstrinnet 7 føres end-20 videre et af en lokal oscillator 9 afgivet signal. Fra blandingstrinnet 7 føres et udgangssignal til en mellemfrekvensdel 11.

Den lokale oscillator 9 udgør en del af en frekvenssyntetiseringskreds. Udgangssignalet fra oscillato-25 ren 9 føres over et for-deletrin 13, 15, i hvilket det deles med et indstilleligt tal n, og et fast tal p, til en indgang af en fasedetektor 17, og som ved en yderligere indgang over et tal q delende deletrin 19 får tilført et referencesignal fra en med en frekvens £ ^ arbej-30 dende referenceoscillator 21. Et udgangssignal fra fasedetektoren 17 styrer oscillatorens frekvens f ose således, at I. I £QSC = | fre£, dvs. fQSO = n | fre£.

Det indstillelige tal n er således bestemmende for den 35 3

DK 154596 B

frekvens, hvortil oscillatoren afstemmes. Dette tal n kan indstilles ved hjælp af en gruppe signaler, som over en gruppe ledere opnåes fra en gruppe udgange 23 fra målekredsen 3. For klarhedens skyld er af disse grup-5 per kun en enkelt vist i figuren.

Målekredsen 3 indeholder en af en målekommando-generator 27 styret omskifter 25. Målekommandogene-ratoren 27 styres af en taktsignalgenerator 28 og afgiver periodisk, f.eks. hvert 10. minut, et signal, 10 med hvilket omskifteren 25 i et kort tidsrum omstilles til den ikke i figuren angivne stilling.

I den i figuren angivne stilling af omskifteren 25 optræder ved udgangen 1 et fra en antenne 29 aftaget signal og til gruppen af udgange 23 føres en 15 gruppe signaler, som aftages fra en korrektionskreds 31. Korrektionskredsen 31 tjener til korrektion af en af en reguleringskreds 33 afgivet afstemningsstørrelse til ændring af den frekvens, hvortil mellemfrekvensdelen 11 afstemmes, i forhold til en standardmellemfrekvens.

20 En sådan afvigelse kan f.eks. optræde som følge af temperaturvariationer, ældning eller indstillingsunøjagtig-hed.

Den størrelse, hvormed afstemningsstørrelsen korrigeres, aftages fra en kalibreringskreds 35, som 25 fastlægger afvigelsen fra standardmellemfrekvensen.

Dette foregår i den ikke i figuren angivne stilling af omskifteren 25. Et fra referenceoscillatoren 21 opnået signal føres over en frekvensmultiplikator 37 til udgangen 1 fra målekredsen over den øverste 30 kontakt i omskifteren 25. Hvis frekvensmultiplikatorens multiplikationsfaktor er h, vil frekvensen af det til højfrekvensdelen 5 førte signal være h-fref

Ved hjælp af omskifteren 25's anden kontakt, der symboliserer en gruppe af kontakter, føres der til 35 gruppen af udgange 23 en afstemningsstørrelse, der som følge af slutningen af den tredje kontakt i omskifteren 25 ændres fra den til den ønskede mellemfrekvens svarende oscillatorfrekvens til en lavere værdi, indtil det 4

DK 154596 B

ved hjælp af en tærskelværdikreds 39 måles, at amplituden for et ved hjælp af en detektor 41 detekteret mellemfrekvenssignal overskrider en given tærskelværdi. Herefter ændres afstemningsstørrelsen ved gruppen af udgan-5 ge 23 således, at oscillatorfrekvensen forøges, indtil tærskelværdikredsen 39 igen angiver overskridelse af tærskelværdien. Den værdi af afstemningsstørrelsen, som ligger midtvejs mellem de to afstemningsstørrelsesværdier, ved hvilke tærskelværdien overskrides, er den kor- j 10 rekte afstemningsstørrelse, og dennes afvigelse fra den j til den ønskede osciliatorfrekvens knyttede afstemningsstørrelse bestemmes og føres til korrektionskredsen 31, hvorved de til sendere, som skal modtages, knyttede afstemningsdata korrigeres.

15 For det ovenfor diskuterede kredsløb kan h være lig med 27 for en FM-modtager med en referenceoscillator 21, der arbejder ved 4 MHz. Målesignalets frekvens bliver da 108 MHz og den ikke-korrigerede oscillatorfrekvens bliver 118,7 MHz, hvis standardmellemfrek-20 vensen er 10,7 MHz.

Hvis der i stedet for et højfrekvenssignal tilføres et .mellemfrekvenssignal, kan dette gøres ved afkobling af HF-indgangssignalet og afstemning af den lokale oscillator 9 til en passende frekvens. For en 25 standardmellemfrekvens på 10,7 MHz kan frekvensen af den lokale oscillator 9 f.eks. varieres omkring 10,7/2 = 5,35 MHz til fastlæggelse af den frekvens, hvortil mellemfrekvensdelen afstemmes.

For en AM-modtager med en standardmellemfrekvens 30 på 460 KHz og en referenceoscillatorfrekvens på 4 MHz, kan målesignalets frekvens være 4 MHz (h = 1), og oscillatorfrekvensen kan ændres omkring 4,46 MHz.

I stedet for detektoren 41 og tærskelværdikredsen 39 er det om ønsket også muligt at benytte f.eks.

35 en frekvensdiskriminator med en nulgennemgangsindikator. Nulgennemgangsfrekvensen må så fastlægges ved hjælp af kalibreringskredsen 35.

Om ønsket kan målekommandogeneratoren 27 være 5

DK 154596 B

koblet til reguleringskredsen 33 på en sådan måde, at der gennemføres en målecyklus et givet tidsrum efter tilkobling af modtageren.

Hvis målesignalet tilføres med højfrekvens er 5 det i princippet muligt at ændre dette målesignals frekvens i stedet for oscillatorsignalet. Om ønsket kan målesignalet alternativt opnås fra en separat oscillator.

De ovenfor beskrevne metoder er imidlertid i almindelighed enklere at bringe til udførelse.

10 I fig. 2 er komponenter svarende til de i fig. 1 viste betegnet med samme henvisningstal. Fig. 2 viser ikke omkoblingen af indgangssignalet til højfrekvensdelen 5 i fig. 1. Fig. 2 viser en udførelsesform for den resterende del af målekredsen 3 i fig. 1.

15 Som nævnt ovenfor styres målekommandogeneratoren 27 af taktsignalgeneratoren 28 og reguleringskredsen 33. Gruppen af udgange 23 afgiver en gruppe af afstemningsdata til det indstillelige deletrin 15 i fig.

1.

20 Hvis en udgang 43 fra målekommandogeneratoren 27 afgiver et målekommandosignal, føres dette signal til tilbagestillingsindgange 45, 49 og 53 for hen holdsvis et kiptrin 47, et kiptrin 51 og en tæller 55, der tjener som fejllager. Hvert af kiptrinnene 47 25 og 51 har en udgang henholdsvis 57 og 59, som herved bliver nul. Tælleren 55 har en gruppe udgange 61, som herved alle ligeledes bliver nul. Herved afgives fra en inverterende ELLER-kreds 63, som er forbundet til udgangene 61, et udgangssignal med værdien et til en 30 inverterende OG-kreds 65, som ved en anden indgang fra en OG-kreds 67 modtager et udgangssignal, som til dette tidspunkt er nul. Udgangssignalet fra den inverterende OG-kreds 65 bliver da et og slutter en kontakt 69, over hvilken taktimpulser føres til forskellige de-35 le af kredsen.

Udgangssignalet fra OG-kredsen 67 er nul, fordi en indgang for denne kreds er forbundet til kiptrinnet 51's udgang 59, som er sat til nul ved målecyklens

DK 154596 B

6 start.

Udgangssignalet nul fra OG-kredsen 67 føres endvidere til en tilbagestillingsindgang 71 for målekom-mandogeneratoren 27, således at denne tilbagestilles.

5 Udgangssignalet fra OG-kredsen 67 indstiller endvidere en gruppe omskifterkontakter 73 til den i figuren viste stilling, hvorved der som følge af OG-kred-sen 67's udgangssignal, der også føres til en skrivesignalindgang 75 fra tælleren 31, fra et lager 67 10 indføres en gruppe afstemningsdata i tælleren 31. Denne afstemningsstørrelse føres til gruppen af udgange 23, hvorved frekvenssyntetiseringskredsen afstemmes til en frekvens svarende til frekvensen af udgangssignalet fra multiplikatoren 37 i fig. 1, således at der til mellem-15 frekvensdelen 11 føres et signal med standardmellemfrekvensen. Dette bevirker, at der fra tærskelværdikredsen 39 afgives et udgangssignal med værdien 1 til en indstillingsindgang 79 for et kiptrin 81. Tilbagestillingsindgangen for dette kiptrin 81 er forbundet 20 til udgangen fra kontakten 69 og modtager taktimpulser.

Under indvirkning af udgangssignalet nul fra OG-kredsen 67 er en omskifter 83 indstillet til den i figuren viste stilling, hvorved udgangssignalet fra kiptrinnet 47 føres til en omskifter 85, som er ind-25 stillet til den i figuren viste stilling. Udgangssignalet fra OG-kredsen 67 føres endvidere til en indgang af en OG-kreds 87, som ved en anden indgang får tilført det inverterede signal af det mest betydende udgangssignal fra gruppen af udgange 61 fra tælleren 55.

30 Udgangen af denne OG-kreds er forbundet til en indgang af en ELLER-kreds 89, hvis anden indgang er forbundet til kiptrinnet 47's udgang 57. Udgangssignalet fra OG-kredsen 87 er nul, fordi udgangssignalet fra OG-kredsen 67 er nul. Udgangssignalet fra ELLER-kredsen 35 89 er ligeledes nul, fordi de to indgangssignaler til denne kreds er nul.

Udgangssignalet nul fra ELLER-kredsen 89 bringer en omskifter 91 til den i figuren viste stilling,

DK 154596 B

7 hvorved taktsignalet fra kontakten 69's udgang føres til en nedtællingsindgang 93 for tælleren 31. · Endvidere indstiller ELLER-kredsen 86's udgangssignal en omskifter 95 til den i figuren viste stilling, hvorved 5 en nedtællingsindgang 97 for en tæller 99 forbindes til en udgang af en omskifter 101. Omskifteren 101 styres af det fra kiptrinnet SI1s udgang 59 kommende signal og er som følge heraf indstillet til den i figuren viste stilling.

10 En tilbagestillingsindgang 103 for tælleren '99 er over en kapacitet forbundet til ELLER-kredsen 89's udgang. En gruppe udgange 105 fra tælleren 99 er forbundet til en yderligere indgang for OG-kredsen 67 over en inverterende ELLER-kreds 107. Hvis tælleren 99 er 15 i en nulstilling, er dens udgange 105 nul, og udgangssignalet fra den inverterende ELLER-kreds 107 er et.

Fra udgangen af OG-kredsen 67 føres endvidere et signal til en ELLER-kreds 109, som ved en yderligere indgang får tilført udgangssignalet fra kiptrinnet 20 81. Dette udgangssignal er nul, fordi kiptrinnet 81 holdes i den indstillede tilstand af spændingen ved dens indgang 79. Udgangen fra ELLER-kredsen 109 er forbundet til taktsignalindgange 111 og 113 for kiptrinnene henholdsvis 47 og 51.

25 I den i figuren angivne, ved målecyklens start optrædende stilling føres taktimpulser over omskifteren 91 til tælleren 31's nedtællingsindgang 93, således at afstemningsfrekvensen formindskes, samt endvidere over omskifteren 85 til en nedtællingsindgang 30 for tælleren 55, over et halveringsdeletrin 117 og omskifterne 101 og 95 til nedtællingsindgangen for tælleren 99 og til en tilbagestillingsindgang 119 ±or kiptrinnet 81.

Dette kiptrin 81 forbliver imidlertid indstil— 35 let så længe signalet ved dets indstillingsindgang 79 har højt niveau.

Den yderligere afvikling af målecyklen er nu i første række bestemt ved kiptrinnet 81. Ved tærskel-

DK 154596 B

8 værdikredsen 39 angiver, at en tærskelværdi er overskredet, og bringer spændingen ved kiptrinnet 81's indstillingsindgang 79 fra et til nul, antager udgangssignalet fra kiptrinnet 81 højt niveau ved den næste 5 taktimpuls ved tilbagestillingsindgangen 119.

Kiptrinnet 81 er af set-resettypen og afgiver ved sin udgang en positiv impuls som over ELLER-kredsen 109 føres til indgangene 111 og 113 af kiptrinnene henholdsvis 47 og 51. Kiptrinnet 47 er af JK-typen 10 med J- og K-indgangene forbundet til en positiv spænding.

Dette kiptrin 47 ændrer tilstand som følge af signalet ved dets indgang 111, og dets udgang 57 bliver herved nul. Kiptrinnet 51 er af D-typen og overtager til det tidspunkt, hvor den positive impuls ved indgangen 15 113 optræder, signalværdien ved dets D-indgang 121, som er forbundet til kiptrinnet 47,s udgang 57. Denne værdi var nul og som følge heraf forbliver udgangen 59 fra kiptrinnet 51 nul.

Som følge af at udgangen 57 fra kiptrinnet 47 20 bliver nul, omkobles omskifteren 85 til den ikke i figuren angivne stilling, således at en optællingsindgang 123 for tælleren 55 forbindes til udgangen af kontakten 69. Udgangssignalet fra ELLER-kredsen 89 bliver ligeledes en, således at omskifteren 91 amkobles til 25 den ikke i figuren angivne stilling, og en optællingsindgang 125 for tælleren 31 forbindes til kontakten 69's udgang. Også omskifteren 95 omkobles til den ikke i figuren angivne stilling som følge af, at udgangssignalet fra ELLER-kredsen 89 bliver et. Som 30 følge heraf får en optællingsindgang 127 for tælleren 99 tilført taktimpulser over halveringsdeletrinnet 117. Endvidere tilbagestilles tælleren 99 som følge af, at dets indgang 103 bliver en. Hvis der mellem målecyklens start og tilstandsændringen har optrådt 35 A-taktimpulser vil stillingen af tælleren 31 nu svare til et afstemningstal -A, stillingen af tælleren 55 til =A og stillingen af tælleren 99 være nul.

Tællerne 31, 55 og 99 tæller nu op, ind-

DK 154596 B

9 til tærskelværdikredsen 39 igen afgiver et nedgangssignal efter B-taktimpulser, Kiptrinnet 81 afgiver igen en impuls til ELLER-kredsen 109, som overfører denne impuls til indgangene 111 og 113 for .kiptrin-5 nene 47 og 51. Kiptrinnet 51 overtager nu udgangssignalet 1 fra kiptrinnet 47, således at dets udgang 59 bliver et, og kiptrinnet 47 skifter tilstand igen, således at dets udgang 57 bliver nul.

Stillingen af tælleren 31 vil nu være afstem-10 ningsstørrelsen -A+B, stillingen af tælleren 55 -A+B og stillingen af tælleren 99 +B/2. Udgangssig nalerne fra tælleren 99 bringer nu udgangen fra den inverterende ELLER-kreds 107 til nul, således at den hertil forbundne indgang for OG-kredsen 67 bliver nul, 15 og udgangssignalet fra denne kreds dermed forbliver nul.

Som følge af, at udgangssignalet fra kiptrinnet 51 bliver nul, omkobles omskifteren 101, således at denne nu overfører impulser med taktfrekvensen. Udgangssignalet fra ELLER-kredsen 89 bliver igen nul, således 20 at omskifteren 95 vender tilbage til den i figuren angivne stilling. Også omskifteren 85 vender tilbage til den i figuren angivne stilling, og dette gælder ligeledes omskifteren 91.

Tællerne 31, 55 og 99 tæller nu B/2 takt- 25 impulser baglæns, hvorved udgangssignalet fra den inverterende ELLER-kreds 107 bliver en, udgangssignalet fra OG-kredsen 67 ligeledes bliver en, idet den anden indgang for denne kreds forbliver en, som følge af, at tilstanden for kiptrinnene 81, 47 og 51 nu er skiftet.

30 Tælleren 55 indeholder nu tallet -A+B/2 som an giver hvor meget den målte afstemningsmellemfrekvens afviger fra standardmellemfrekvensen. Dette tal må nu indføres som korrektion i afstemningsstørrelsen for en sender, der skal modtages. Dette gøres ved hjælp af port-35 kredsene 63, 65, 67, 87 og 89.

Som følge af, at udgangen fra OG-kredsen 67 bliver en, indstilles omskifteren 83 til den ikke i figuren angivne stilling. Omskifteren 85 styres nu af »

DK 154596 B

10 udgangssignalet fra ELLER-kredsen 89 og som følge af en inversionskreds 129 i modsat retning i forhold til omskifteren 91. Også omskifteren 73 indstilles til den ikke i figuren angivne stilling og der indføres nu 5 i tælleren 31 et afstemningstal for en ønsket sender som følge af signalet ved skriveindgangen 75.

Hvis tælleren 55 har et negativt indhold vil dens mest betydende udgang være en, medens denne udgang vil være nul i tilfælde af et positivt indhold. OG-kredsen 10 87 afgiver da et signal nul, når indholdet af tælleren er negativt og et signal en, når tællerindholdet er positivt. Dette signal overføres af ELLER-kredsen 89.

Tællerne 31 og 55 løber nu i modsat retning. Hvis indholdet af tælleren 55 var positivt, vil tælleren 15 55 tælle ned og tælleren 31 tælle op. Det omvendte optræder ved et negativt indhold i tælleren 55.

Hvis indholdet i tælleren 55 er blevet nul, bliver udgangen fra ELLER-kredsen 63 og dermed udgangen fra den inverterende OG-kreds 65 en, og kontakten 20 69 indstilles til den ikke i figuren angivne stilling, hvorved tællerne standses. Afstemningsstørrelsen i tælleren 31 er dermed korrigeret til en ændring af mellemfrekvensdelens afstemning i forhold til en standardfrekvens .

25 Selv om der i det foregående er diskuteret en modtager med en frekvenssyntetiseringskreds med et indstilleligt deletrin vil det være klart, at målingen i-følge opfindelsen også er mulig for andre former for frekvenssyntetiseringskredse, for hvilke afstemnings-30 størrelsen må indføres i form af et tal.

Endvidere vil det være klart, at bearbejdningen af den målte afvigelse af mellemfrekvensen i forhold til en standardfrekvens til afstemningsstørrelsen om ønsket kan udføres på anden måde.

35 , Dele af en modtager ifølge opfindelsen kan natur ligvis realiseres ved hjælp af en processor, således at de kun er tilstede midlertidigt, idet en processor skif-

Claims (4)

1. Modtager med en frekvenssyntetiseringskreds indeholdende en referenceoscillator (21), hvilken modtager desuden indeholder en højfrekvensdel (5), en lokal oscillator (9) og en mellemfrekvensdel (11), 5 hvoraf den lokale oscillator ved hjælp af referenceoscillatoren (21) kan afstemmes til en frekvens, som ændrer mellemfrekvensen i forhold til frekvensen af den sender, der skal modtages, kendetegnet ved, at modtageren omfatter en målekreds (3) til i stedet 10 for et til modtagelse bestemt signal at føre et målesignal til en indgang af modtagerens højfrekvensdel (5) eller mellemfrekvensdel (11), og måle mellemfrekvensdelens aktuelle mellemfrekvens, hvorhos modtageren yderligere omfatter en korrektionskreds (31) 15 til korrigering af en afstemningsstørrelse for frekvenssyntetiseringskredsen med en værdi svarende til forskellen mellem en standardmellemfrekvens og den målte, aktuelle mellemfrekvens.

2. Modtager ifølge krav 1, kendeteg-20 n e t ved, at det lokale oscillatorsignals frekvens kan ændres af målekredsen (3).

3. Modtager ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at målesignalet aftages fra et referenceoscillatorsignal.

4. Modtager ifølge krav 1, 2 eller 3, ken detegnet ved, at målekredsen (3) er en periodisk målekreds.