200042. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés frekvenciaszintézerek adott hangolási tartományának kiterjesztésére és fix frekvenciák előállítására
1 HU 200042 A 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés trekvenciaszintézerek adott hangolási tartományának kiterjesztésére és fix frekvenciák előállítására, mely előnyösen alkalmas kétszer transzponált vevőkészülékek oszcillátorjeleinek előállítására. A rádió adásvétel technikában, az elektronikai méréstechnikában igen fontosak az elektronikusan vezérelhető, nagypontosságú, nagy jeltisztaságú frekvencia szintézerek. A frekvenciaszintézerek leggyakrabban alkalmazott ismert megoldása az indirekt digitális frekvenciaszintézer.' Ennél a szintézertípusnál a kimenő jelet egy feszültségre hangolható VCO oszcillátor állítja elő (lásd 1. ábra). A VCO oszcillátor frekvenciájának pontos értékét ismert módon fáziszárt hurokban állítják be. A szabályozó hurokban a VCO oszcillátor jelét logikai kódokkal vezérelt, programozható osztésarányú 0 frekvenciaosztó frekvenciában leosztja és ezt a leosztott jelet előnyösen fázis-frekvencia K komparátor összehasonlítja egy állandó értékű referenciafrekvenciát előállító A áramkör jelével. Az összehasonlítás során létrejövő hibafeszültség hangolja a VCO oszcillátor frekvenciáját a megkívánt értékre. Állandósult állapotban a K komparátorra jutó jelek frekvenciái állandóak, amely tartalmazza a programozható 0 frekvenciaosztó osztásarónyát is. Az ismert, minimális számú zavaró frekvenciát generáló egyhurkos szintézerek alkalmazhatóságát több tényező is korlátozza. Ilyen például az, hogy a frekvencialépések csökkentése a legutóbbi évekig csak a mintavételi frekvencia csökkentésével volt realizálható, ami a szabályozási sávszélesség, és általa a hangolási sebesség illetve a fáziszaj javítási képesség csökkenését is eredményezi. Ez a probléma napjainkban az azóta ismertté vált törtosztású frekvenciaszintézerekkel már megoldható, ezek ugyanis a mintavételi frekvenciánál kisebb frekvencia lépésekben is hangolhatok. További korlátozó tényező az ismert megoldások esetén a programozható 0 frekvenciaosztók működési frekvenciahatóra. Ez az érték a hagyományos TTL osztóknál néhányszor 10 MHz, a kétmodulusú osztóknál pedig néhányszor 100 MHz. A többször transzponált rendszerű, nagy stabilitású mérő-, illetve kommunikációs vevőkészülékeknél - ahol elterjedten alkalmaznak helyi oszcillátorjel előállítására frekvenciaszintézert - külön problémát jelent a második illetve további lokáloszcillátor jelek előállítása, amihez egy újabb fáziszárt hurkot vagy szinkronizált kvarcoszcillátort kell megépíteni. Egy korszerű, például 500, illetve 1000 MHz-es vételi frekvenciájú kétszertranszponált rendszerű vevőkészülékben az első lokáloszcillátor frekvenciája már az 1000 MHz fölötti tartományba esik és igen széles frekvencia átfogású. A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amely az ismert megoldások hiányosságait - így például az 0 frekvenciaosztó alkalmazása következtében a kiterjesztett sávban az egyes lépések nagysága (az osztásarányváltozás miatt) nem állandó - kiküszöböli és egyben egyszerű áramköri felépítéssel további fix frekvenciák előállítására is alkalmas. Felismertük, hogy az ismert megoldások hátrányos tulajdonságainak jelentős része a programozható 0 frekvenciaosztó alkalmazásából származik, ezért azt ki kell küszöbölni. Kísérleteink során rájöttünk arra, hogy a feszültséggel vezérelt VCO oszcillátor egy további optimális frekvencián működő lépésekben hangolható segítségével hangolható és ugyanez a további oszcillátor egyben alkalmas a korszerű, például kétszer transzponált vevőkészülékek további lokáloszcillótor jeleinek előállítására is. Felismertük, hogy az eddig ismert 0 frekvenciaosztó alkalmazása helyett a frekvenciakiterjesztés oly módon is létrehozható, hogy ha a vezérlő jellel a komparótorban összehasonlító jelet a feszültséggel vezérelt VCO oszcillátor hangolási sávjához hozzáadott, illetve abból kivont további másik VCOn oszcillátor jelének segítségével, azok állandó frekvenciájú jelének összege illetve különbségeként állítjuk elő. Ezzel az összehasonlítás során nyert jellel az első VCOi oszcillátor szinkronizálható. Magasabb frekvenciákra történő kiterjesztés esetén a különbségi, alacsonyabb frekvenciák felé pedig az összeg frekvenciás jel kerül előnyösen összehasonlításra. Az összehasonlítás történhet közvetlenül, ez azonban magas frekvenciatartományokban speciális áramköröket igényel, de történhet oly módon is, hogy az összehasonlítás előtt a frekvenciákat például osztó segítségével lecsökkentjük. Ez az osztó nem a sávok egymásra helyezésére szolgál, mint az 1, ábra kapcsán ismertetett, programozható 0 frekvenciaosztó, hanem sávon belüli osztást valósít meg fix osztásaránnyal. Alacsonyabb frekvenciákon ugyanis nincsenek extra tranziensek és az összehasonlítás is egyszerűbben megvalósítható. Felismerésünk lényege tehát, hogy a széles sávban hangolható vagy átkapcsolható feszültséggel vezérelt frekvenciájú VCOi oszcillátor frekvenciáját további VCOn raszteroszcillátorral - amely frekvenciáinak száma a VCOi oszcillátor hangolási tartományától és a vezérlő jel frekvenciaátfogósótól függ - mindig a vezérlő jel frekvenciatartományába keverjük át és az átkevert, valamint a vezérlő jelből nyert - közvetlenül vagy osztás után - történő összehasonlítással előállított egyenfeszültséggel szinkronizáljuk a VCOi oszcillátort. Mind a VCOi mind pedig a további VCOn oszcillátor célszerű több kisebb átfogású oszcillátorból felépített. Ugyanis az előállított 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
