181553. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagypontosságú, változó frekvenciáju, digitálisan vezérelhető és markerezhető jel előállítására
3 181553 4 gessé teszik a pontos kristályoszcillátorokat, a kezelés és beállítás egyszerűsödik, a műszerek használhatósága nagymértékben megnő. A találmány tárgya olyan kapcsolási elrendezés, mely lehetővé teszi, hogy digitális vezérléssel olyan változó frekvenciájú jelet állítsunk elő, mely vobbulálási célokra alkalmas. Felismertük ugyanis, hogy a fenti célra igen előnyösen lehet használni egyes PLL áramkörök elemeit akkor, ha a fázisdiszkriminátor helyett egy olyan, indított rendszerű digitális frekvenciadiszkriminátort használunk, mely az optimális vezérléshez szükséges indító jelet is előállítja. Az elrendezéssel igen gazdaságosan létrehozhatunk digitálisan vezérelhető, vobbulálási célokra alkalmas mérőjelet előállító áramkört. Az elrendezés döntő többségében egy általános PLL áramkör elemkészletét alkalmazza, így lehetőség nyílik arra, hogy a fix frekvenciás generátorokat egy vobbulációs üzemmóddal egészítsük ki. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha egy feszültség vezérelt oszcillátort egy integrátorral hangolunk, úgy, hogy az integrátor bemenetére egy időbeli sorrendiséget figyelő tároló állapotának megfelelően pozitív vagy negatív feszültséget kapcsolunk, miközben a feszültség vezérelt oszcillátor kimenetéhez kapcsolt programozható frekvencia osztót és/vagy a referencia frekvencia osztására használt frekvencia osztót ciklikusan indított üzemmódban működtetjük, valamint az 1 bites tároló állapotát attól függően állítjuk be, hogy az egyszerre indított két frekvencia osztó kimenő jele közül melyik érkezik hamarabb a tároló bemenetére, akkor egy olyan elrendezést kapunk, mely egy általános PLL áramkör elemkészletének kiegészítésével gazdaságosan kialakítható, és ha az elrendezés programozható frekvencia osztóját a tároló állapotváltozásainak függvényében vezéreljük, akkor az áramkör digitális vezérléssel, digitálisan programozható markerekkel ellátott, vobbulálási célokat szolgáló jel előállítására alkalmas. A találmánynak az a lényege, hogy a feszültség vezérelt oszcillátor kimenete, egyrészt a kapcsolási elrendezés kimenete, programozható frekvencia osztó órajel bemenetére csatlakozik, míg a programozható frekvencia osztó adat bemenetéire vezérlő egység kimenete van kötve, a programozható frekvencia osztó kimenete időbeni sorrendiséget figyelő tároló egyik bemenetéhez van kapcsolva, míg a tároló másik bemenetéhez a referencia frekvenciát osztó frekvencia osztó kimenete csatlakozik, a tároló kimenete integrátoron keresztül a feszültség vezérelt oszcillátor hangoló bemenetére kapcsolódik, mely elrendezésben a programozható frekvencia osztó és/vagy a referencia jel osztójának indító kivezetései kétirányú kapcsolatban vannak egymással, továbbá a tároló kimenete a vezérlő egység indító bemenetéhez van kötve. A találmányt részletesebben az ábrán bemutatott kiviteli példa segítségével ismertetjük, az ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy kiviteli példája látható. A kapcsolási elrendezésben levő 1 feszültség vezérelt oszcillátor kimenete egyben a kapcsolási elrendezés kimenete, a digitálisan vezérelhető 2 programozható frekvencia osztó órajel bemenetéhez csatlakozik. A 2 programozható frekvencia osztó adatbemenetére 3 vezérlő egység kimenete van kötve. A 2 programozható frekvencia osztó kimenete időbeni sorrendiséget figyelő 5 tároló egyik, pl. adat bemenetére csatlakozik, míg az 5 tároló másik, pl. óra bemenetéhez a referencia jelet osztó 4 frekvencia osztó kimenete van kapcsolva. A 4 frekvencia osztó bemenete a 7 referencia frekvencia generátor kimenetéhez kapcsolódik. Az 5 tároló kimenete a 6 integrátoron keresztül a változó frekvenciát előállító 1 feszültség vezérelt oszcillátor hangoló bemenetére és a 3 vezérlő egység indító bemenetére van kötve. A találmány egy kiviteli alakjánál a 2 programozható frekvencia osztó és a 4 frekvencia osztó ciklikusan indítva van. Kisebb pontossági követelmények esetén megengedhető, hogy csak a 2 programozható frekvencia osztó vagy csak a 4 frekvencia osztó van indítva, egyébként a kapcsolás azonos az ábrán bemutatott kiviteli alakkal. Magasabb frekvenciákon működő áramköröknél a technikai realizálhatóság érdekében, a keletkező hibák növekedése mellett lehetséges, hogy a 2 programozható frekvencia osztónak vagy a 4 frekvencia osztónak csak egy része van indítva, egyébként az elrendezés kiviteli alakja azonos az ábrán láthatóval. Például számítógéppel vezérelt nagybonyolultságú rendszereknél az optimális kialakítás érdekében esetenként célszerű a 4 frekvencia osztót átkapcsolható osztásarányúra vagy programozhatóra kialakítani, egyébként a kiviteli alak azonos az ábrán láthatóval. A találmány szerinti kapcsolások a következőkként működnek: Az 5 tároló kimenetének kialakítása olyan, hogy azon az 5 tároló állapotától függően pozitív, vagy negatív feszültség jelenik meg. Az 5 tároló kimenőjelét a 6 integrátorra vezetjük. A 2 programozható frekvencia osztót és a 4 frekvencia osztót vagy a referencia jelhez vagy az 1 feszültség vezérelt oszcillátor kimenőjeléhez szinkronozott belső vezérlő je'lel egyszerre indítjuk. A tárolandó információt attól függően állítjuk be logikai „0” vagy „1” szintre, hogy az 5 tároló bemenetére melyik frekvencia osztóból érkezik előbb jel. Ha az 1 feszültség vezérelt oszcillátor programmal meghatározott számú periódusának leszámlálását jelző impulzus hamarabb érkezik az 5 tároló bemenetére, mint a referencia jel osztójának kimenő jele, ez azt jelenti, hogy a kimenő jel frekvenciája nagyobb egy, az osztásarányokból és a referencia frekvenciából számolható értéknél. Az 5 tároló kimenő feszültségének előjelét úgy kell megválasztani, hogy a 6 integrátor mindig ezen, a 3 vezérlő egység segítségével beállítható érték felé hangolja az 1 feszültség vezérelt oszcillátort. Az 1 feszültség vezérelt oszcillátor frekvenciájának változási sebessége, mely a 6 integrátor kimenő feszültségének változási sebességével arányos, a 6 integrátor időállandójával és az 5 tároló kimenő feszültségének nagyságával állítható be Az indított ciklusnak vége, ha az 5 tároló valamelyik bemenő jele már megérkezett. Az indítási ciklusok sűrűn ismétlődnek egymás után. Az 5 tároló állapotváltozása azt jelzi, hogy az adott ciklus időtartama alatt az 1 feszültség vezérelt oszcillátor kimenő jelének frekvenciája felvette a programozással meghatározott értéket és az eltérés a ciklus ideje alatt nem volt nagyobb egy számítható értéknél. Az optimális kialakítás érdekében a ciklus időtartamát meghatározó 4 frekvencia osztó osztásarányát és az 1 feszültség vezérelt oszcillátor frekvenciájának változási sebességét gondos mérlegeléssel kell meghatározni. Változó frekvenciájú (vobbulált) jelek előállítása úgy történik, hogy a 2 programozható frekvencia osztó adatbemenetére egy számsorozatot adunk, miközben figyeljük a 6 tároló kimenő jelét. A 2 programozható frekvencia osztó adatbemenetére mindig azután kell az új adatot beírni, miután az 5 tároló kimenő jelének állapotváltozása jelzi, hogy az előzőleg beállított értéknek megfelelő frekvenciát az 1 feszültség vezérelt oszcillátor már elérte. A vezérlő számsorozatot az előállítandó frekvencia sáv szélső értékeinek és a markereknek megfelelő számokból kell összeállítani. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
