194454. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés fáziszárt hurkos szintetizátorok frekvenciájának gyors megváltoztatására
1 194 454 2 A találmány tárgya eljárás gyorsan beállítható frekvenciájú rezgés fáziszárt hurkos szintézissel történd előállítására, amelynek során az előállított réz-Sst, vagy annak valamely leosztott vagy sokszorozott zlsú/frekvenclájú megfelelőjét egy referenciarezgéshez zárjuk fázisban, negatív visszacsatolással, hurokszűrő alkalmazásával. A találmány tárgya továbbá kapcsolási elrendezés gyorsan beállítható frekvenciájú rezgés fáziszárt hurkos szintézissel történd előállítására. Ez a kapcsolási elrendezés rendelkezik referenciaággal, annak kimenetéhez csatlakozó fázisdiszkriminátorral, melyek kimenetéhez hurokszíirőn keresztül vezérelt oszcillátor bemenete van kötve és mely vezérelt oszcillátor kimenete visszacsatoló ág közbeiktatásával a fázisdiszkriminátorhoz van visszacsatolva. A találmány tárgya szerinti eljárás, illetve kapcsolási elrendezés előnyösen felhasználható a híradástechnika, a műszeripar számos területén mindazon helyeken, ahol egy vagy többhurkos fáziszárt szintézis-eljárást, illetve szintetizátort - esetleg más technikákkal kombináltan — nagy frekvenciabeállítási sebesség mellett célszerű alkalmazni. Frekvencia-beállítás, illetve frekvencia-megváltoztatás alatt frekvencia szándékolt megváltoztatását, visszaállítását, beállítását egyaránt értjük; az erre irányuló igény keletkezésétől, illetve beérkezésétől egészen a frekvencia-beállítási tranziens lezárultáig, azaz az új állandósult állapot beállásáig terjedő időtartammal. A „régi!’ jelzőt ennek megfelelően az igény keletkezéséig„ beérkezéséig, a tranziens kezdetéig fennálló; az ,júj” jelzőt pedig a tranziens lezárulta után beálló állandósult állapotra, frekvenciára, osztásszámra stb. használjuk. Bizonyos esetben egyes fogalmaknál a „régi” és az „új” egymástól nem különbözik, ilyenkor e jelzőket mellőzzük. A fáziszárt hurkos szintetizátorok frekvenciájának beállításához a ma ismert megoldásoknál a referenciajel periódusideje 10 -50-szeresére van szükség. A referenciajel frekvenciája ugyanakkor meghatározza a szintetizálható frekvenciák egymáshoz képesti minimális távolságát, az úgynevezett raszter sűrűségét, sűrű raszterhez hosszú referenciajel periódusidő tartozik. A fázisdiszkriminátorról érkező periodikus zavarjelek szintjét hurokszűrővel szokták csillapítani, így csökkenthető a vezérelt oszcillátor káros modulációja. A hurokszűrővel kell ugyanakkor beállítani a hurok stabil és lengésektől mentes működését. Nagy zavaijel-elnyomáshoz; határciklustól mentes, stabil működéshez hurokszűrő szükséges, méghozzá a referenciajel periódus idejéhez képest igen nagy időállandóval. Ez azonban lecsökkenti a hurok frekvencia-beállítási sebességét is. Elmondható tehát, hogy a fáziszárt hurkos szintetizátorok frekvencia-beállítási sebessége, illetve jeltisztasága, rasztersűrűsége, stabilitása és lengésmentessége között antagonizmus van. Ismert megoldások - egyszeres vagy többszörös mintavevő/tartó típusú fázisdiszkriminátort alkalmaznak. Ezek a diszkriminátorok kisebb kimenő periódikus zavarszintet termelnek, mint a digitális diszkriminátorok, hurokszűrő alkalmazására azonban még e típusoknál is szükség van jó minőségi paraméterek biztosítására (zaj, zavar, stabilitás és lengésmentesség). A mintavevő/tartó, illetve követő/tartó típusú diszkrimtnátorral felépített huroknál külön problémát jelent a diszkriminátor kicsiny linearitási fázis/idő tartománya. Ezért nagyobb frekvenciaugratáskor a rendszer telítésbe jut, s így az eddig említettnél is több periódus ideje vész kárba. Ismert megoldás szerint a mintavevő/tartó, illetve követő/tartó típusú diszkriminátor mellett egy széles sávban lineáris fázis/frekvencia diszkrlminátort alkalmaznak, mely ugyan nagy zavarszintet termel, de lényegében a telítés megakadályozásával hozza a hurkot a mintavevő/tartó, illetve követő/tartó diszkriminátor működési tartományába, és ekkor - átadva szerepét - nem termel több zavart sem. A stabilitás, a lengésmentesség, továbbá a frekvenciaraszterből eredő sebességi korlátok azonban a fázis/ /frekvencia diszkriminátor hurokszűrőjére is érvényesek. Ismert megoldás szerint - mintavevő/tartó, illetve követő/tartó, vagy digitális diszkriminátort alkalmazó fáziszárt huroknál egyaránt — a szintetizátor vezérelt oszcillátorának előfeszültségét egy D/A konverter és a hurok beavatkozó jelének szuperpozíciójával állítják elő. E megoldás azáltal gyorsítja a frekvenciaváltás folyamatát, hogy a D/A konverter a hurokszűrő időállandójánál gyorsabban elugratja a vezérelt oszcillátort, s így a huroknak csak kisebb frekvenciatávolságokat kell befognia. A D/A konverter zaja azonban ilyenkor közvetlenül modulálja a vezérelt oszcillátort. A hurokszűrő befogást lassító hatása továbbá ilyenkor is problémát jelent. Ismert megoldás szerint a fáziszárt hurok befogását (frekvenciabeállási tranziensét) az állandósult állapotban használthoz képest csökkentett időállandójú hurokszűrővel hajtják végre. A fenti stabilitás, lengésmentesítési meggondolások azonban még erre a csökkentett időállandóra is érvényesek! így azt mondhatjuk, hogy az átkapcsolt időállandójú hurokszűrővel felépített huroknak nem a frekvenciaheáUítási ideje rövid, hanem az állandósult állapot-beli viselkedése nagyon stabil, nagyon kiszajú, túlcsillapított. Ilyen minőség mellett átkapcsolt időállandó nélkül a frekvencia-beállítási idő túlontúl hosszú lenne. Ismert olyan megoldás is, melynél a frekvenciabeállítás idején kiiktatják a hurokszűrőt, majd a hurokszűrő sok részre osztott kondenzátorát egyenként kapcsolják a már befogott hurokba, lassan, egymásután. Láthatóan ez is a referenciajel nem kevés periódusának idejét igénybevevő művelet. Ismert megoldás szerinti azon szintetizátorok esetén, melyek a visszacsatoló ágban programozható digitális osztót tartalmaznak, az osztószám megváltoztatásával kezdeményezett frekvenciabeállítás csak az osztókésleltetés után kezdődik meg. Az eddig ismert megoldások tehát azzal a fő hátránnyal rendelkeztek, hogy a frekvencia-beállítási sebesség, valamint a rasztersűrűség, lengésmentesség, stabilitás és zavarjel-elnyomás összefüggő követelményeit egyidejűleg jól nem tudták kielégíteni. A gyors szintézereket adott frekvenciaraszter esetén vagy nem tudták a zavaijelektől kellően szűrni, vagy lengésessé, esetleg instabillá tették. Az osztókésleltetés idejét kihasználatlanul hagyták, s az áthangolási folyamat végül is több tíz referenciajel - periódusnál időt vett igénybe. Találmányunk elé célul tűztük ki olyan eljárás és kapcsolási elrendezés kidolgozását, amely leheővé teszi fáziszárt hurokkal történő olyan frekvenciaszin5 10 i5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
