200043. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés frakcionális osztású frekvencia szintézerek kompenzálási hibájának csökkentésére
3 HU 200043 A 4 Az ismert kompenzált rendszerek - beleértve a fenti megoldást is - hátránya az, hogy az ideális kompenzálás megvalósítása a gyakorlatban szakember számára ismert nehézségekbe ütközik. Ilyenek például a hőmérsékletváltozásból udódó változások, a tápfeszültségtől való függés, az egyes szerkezeti egységek öregedése, stb. Amennyiben a kompenzálást sikerül is a teljes frekvencia és hőmérsékleti tartományban megfelelő, például l%o-os pontosságon belül tartani, ez durva közelítéssel mintegy -40 dB-es, l%o-os pontosság esetén pedig mintegy -60 dB-es jeltisztasógot biztosít. Felhasználói területen pedig ez az érték nem minden esetben elégséges, igy például kommunikációs vevőberendezések helyi oszcillátorában nem megfelelő. A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amelynek segítségével az ismert és alkalmazott kompenzációs megoldások esetén a kompenzáció áramköri elemeinek öregedéséből, hómérsékleti hatásokból és ismert más egyéb változásokból eredő eltérések miatti maradó fázismoduláció hatékonyan csökkenthető. Felismertük, hogy a kompenzálás hibájából adódó zavaró jel periodicitása a fázisakkumulátorból kinyerhető, és a kellően jelformáit (felerősített) VCO hangoló feszültségből szinkron mintavételezéssel meghatározható a kompenzálási eltérésre jellemző előjeles hibajel. Ez a hibajel pedig közvetlenül, vagy kellő jelformálás után alkalmas a kompenzáló jel megváltoztatására, kismértékű növelésére, vagy csökkentésére, amely egyébként is megoldott a kompenzálás mértékének N értékétől való függővétételének biztosításéval. Kísérleteink során rájöttünk arra, hogy a jel/zaj viszonyt a VCO bemenetéről vett jelben oly módon kell beállítani, vagyis olyan mértékű erősítést kell alkalmazni, amely biztosítja, hogy a zaj mellett a jel még feldolgozható legyen. Ezt követően, amikor tehát még a jel/zaj viszony értéke megfelelő, végezzük el a zavaró jel amplitúdója frekvenciafüggésének kiküszöbölését, mely találmányunk egyik lényeges felismerése. Ez azt jelenti, hogy minden frekvencián azonos nagyságú zavaró jelet állítunk elő, tehát megszüntetjük a zavaró jel amplitúdójának frekvenciafüggését. Az ismert megoldásnál ugyanis a törtosztás kompenzálási hibájából származó, a fázisakkumulátor túlcsorduláséval szinkron, periodikus zavaró jel amplitúdója a zavaró jel frekvenciájától és a fázishiba nagyságétól függ, A fázishiba nagysága az áramköri elemektől és a környezeti tényezőktől függő, lassan változó értékű, amely esetünkben állandónak tekinthető. A zavaró jel amplitúdójának frekvenciafüggését a fáziskomparátor hurokszűröjének csillapitásváltozása okozza, ami például adott áramkör esetén 20 dB/dekád meredekséggel növekszik. A zavaró jel amplitúdója az ismert PLL szabályozás szabályozási tartományán kívül ennek megfelelően 20 dB/dekéd meredekséggel csökken, a szabályozási tartományon belül viszont állandó, mert a csökkenő frekvenciával növekvő zavaró jel amplitúdóját a PLL szabályozás azonosan növekvő hurokerősítése állandó értéken tartja. Az amplitúdó menetét az 1------- függvény Írja el, ahol w0 a PLL szabá-1 + P Wo lyozás szabályozási sávszélessége. Felismertük tehát a fentiek alapján, hogy a találmány szerinti zavaró jelcsökkentő szabályozás frekvenciafüggetlenségét a fentiek alapján úgy lehet biztosítani, ha a zavaró jelet erősítólánc átvitelében valahol az ismertetett csillapításnak az inverze realizálódik. Az önmagában ismert törtosztás realizálása során a K-P és P számok arányától, azaz a Ní és Ni.i osztásarány időbeli megoszlásétól függően osztásarány-növelésről, illetve - csökkentésről beszélhetünk. Ha PCK/2, akkor a teljes törtosztási periódus felénél rövidebb az osztásarány-növelés, P>K/2 esetén a teljes törtosztási periódus felénél hosszabb idejű az osztásaráriy-növelés, ami effektive osztésarány-csökkentésnek fogható fel. P = K/2 egyenlőség esetén az osztásaróny-növelést és -csökkenést kísérő zavaró jelek együttesen jelennek meg. Osztásarány-növeléskor a 9 VCO oszcillátor leosztott jelének fázisában késés, osztásarány-csökkenéskor sietés jelentkezik, ami a 7 fáziskomparátor kimenetén periodikus zavaró jelet eredményez. A zavaró jelek fázisát (polaritását) a mellékelt példa kapcsán ismertetjük. Ha P = = 1, akkor az osztásarány-növelés miatt a leosztott jel fázisában egy oszcillátor jel-periódusidejű késés, ha K-P = 1, akkor az osztósarány-csökkentés miatt a leosztott jel fázisában egy oszcillátor jel periódusidejű sietés van. A 7 fáziskomparátor a leosztott jel fázisát és a frtf referenciafrekvencia fázisát összehasonlítva pozitív, vagy negatív hibafeszültség-ugrást állít elő. Ebből pedig az következik, hogy ha a törtosztás zavaró jelét ismert módon kiejtő, a referenciajel fázisát ugyanilyen nagyságban, de ellentétes előjellel változtató 6 fázistoló vezérlő jelének az amplitúdója nem az elméletnek megfelelő értékű, akkor a fáziseltérésnek megfelelően a 7 fáziskomparátor kimenetén hibafeszültség jelenik meg, amelynek előjele függ a K, P értékektől, és a kompenzálási hiba előjelétől. Alulkompenzált szabályozásnál P<K/2 esetén negativ, P>K/2 esetén pozitív". Túlkompenzált szabályozásnál természetesen a helyzet fordított. P = K/2 esetén mind a negativ, mind pedig a pozitív előjelű zavaró jel kialakul. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
