200045. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés fázis-zárt hurok tranziens tulajdonságainak javítására
1 HU 200045 B 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés fázis-zárt hurok (PLL) tranziens tulajsonságainak javítására, mely fázis-zárt hurokban kétkimenetű digitális fázis-frekvencia detektor kimenetei áramgenerátorok kapcsolóbemeneteire, az áramgenerátorok kimenetei közvetlenül vagy hurokszürőn keresztül feszültséggel vezérelt oszcillátor hangoló bemenetére csatlakoznak, mig a digitális fázis-frekvencia detektor egyik bemenetére referencia frekvenciaforrós, másik bemenetére frekvencia módosító áramkörön keresztül a feszültséggel vezérelt oszcillátor kimenete van kapcsolva. Az eddig alkalmazott fázis-zárt hurkok \hurokerősítése a feszültséggel vezérelt oszcillátor frekvenciaváltozásával nagy mértékben változik. Ezt egyrészt a kapacitásdiódával hangolt oszcillátor érzékenységváltozása, másrészt a legtöbb hurokban alkalmazott programozott frekvenciaosztó osztásarány változása okozza. A két hatás erősíti egymást, mindkettő a növekvő frekvenciával csökkenő hurokerósitést okoz. Tehát az olyan fázis-zárt hurkokban legrosszabb a helyzet, ahol a frekvencia változtatásét programozható frekvenciaosztóval végezzük és nagy a frekvencia átfogás. Mivel minden szabályzóhurok tranziens viselkedése alapvetően függ a hurokerősítés nagyságától, a fázis-zárt hurok fent ismertetett tulajdonságai igen háti’ányosak az olyan alkalmazásokban, melyeknél a tranziens átvitel minősége nem közömbös. Ilyen például az átviteltechnikai automatikus mérőrendszerekben történő alkalmazás, ahol a frekvenciaátkapcsolás folyamatával szemben minőségi igények lépnek fel. A törekvések arra irányulnak, hogy a tranziens folyamatok a lehető leggyorsabban, túllövésmentes, aperiodikus beállással menjenek végbe. Minél nagyobb az oszcillátor frekvenciaátfogása, annál kevésbé lehet ezeket az igényeket az eddig alkalmazott fáziszárt hurkokkal kielégíteni. Általában a frekvencia-tartomány alacsony frekvenciás részén az aperiodikus hatáshoz közel álló tranziens átvitelt állítanak be, mely beállítás mellett a magasabb frekvenciák felé a lecsökkenő hurokerősítés miatt megnő a beállási idő. Emiatt olyan rendszertechnikai struktúrák kialakítására kell törekedni, melyek viszonylag kis frekvenciaátfogású hurkok alkalmazását teszik lehetővé. Ezeknek az a hátránya, hogy a nagyobb frekvenciaátfogású jeleket transzponálással kell létrehozni, miáltal egyébként indokolatlanul magas frekvenciájú jelekből kell kiindulni és a végtermék spektrális jeltisztasága jelentősen romlik. Ezek a hátrányok olyan mérvűek lehetnek, hogy az ilyen jellegű megoldások igényesebb alkalmazásokban - mint például keskenysávú nagyérzékenységű szelektív mérővevők hangolása - szóba sem kerülhetnek. A találmány célja, hogy a fázis-zárt hurok tranziens jellemzőit az egész frekvenciatartományban közel azonossá tegye. Ennek érdekében a találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel a hurokerósitést közel állandó értéken tartjuk az egész frekvenciatartományban. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege, hogy digitális fázis-frekvencia detektor kimeneteihez kapcsoló-bemeneteivel csatlakozó áramgenerátorok kimeneteit visszacsatoljuk az áramgenerátorok áramérték-szabályzó bemeneteire, ezáltal az áramértékeket függővé téve az oszcillátor hangoló feszültségétől, azaz pillanatnyi frekvenciájától. Mivel a hurokerósítés jelentős mértékben függ ezen áramértékektól, a megoldás lehetővé teszi annak frekvencia függvényében történő tetszés szerinti befolyásolását. A visszacsatoló hálózat transzfer karakterisztikájának alkalmas megválasztásával elérhető, hogy a hurokerősítés az egész szóban forgó frekvencia tartományban állandó legyen. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést az alábbiakban részletesen ismertetjük az ábrákra történő hivatkozással. Az 1. ábra a találmány szerint felépített fázis-zárt hurkot szemlélteti. A 2. ábra a visszacsatoló hálózatra mutat példát. Az 1. ábra szerinti fázis-zárt hurokban kétkimenetű 1 digitális fázis-frekvencia detektor 7, 8 kimenetei 9, 11 áramgenerátorok 10, 11 kapcsoló-bemeneteire, a 9, 11 áramgenerátorok 15, 16 kimenetei közvetlenül vagy 17 hurokszürőn keresztül 5 feszültséggel vezérelt oszcillátor 18 hangoló bemenetére csatlakoznak, míg az 1 digitális fázis-frekvencia detektor egyik bemenetére 4 referencia frekvenciaforrás, másik bemenetére frekvencia módosító (osztó vagy transzponáló) áramkörön kérészül az 5 feszültséggel vezérelt oszcillátor 19 kimenete van kapcsolva. A 9, 11 áramgenerátorok 15, 16 kimenetei közvetlenül vagy a 17 hurokszűrőn vagy a visszacsatoló hálózaton vagy mindkettőn keresztül a 9, 11 áramgenerátorok 13, 14 áramérték-szabályzó bemeneteire vannak visszacsatolva. Az 1 digitális fázis-frekvencia detektor összehasonlítja a 2 és 3 bemeneteire érkező jelek frekvenciáját és fázisét. A 2 bemenetre a 4 referencia frekvencia-forrás jelét, a 3 bemenetre pedig az 5 feszültséggel vezérelt oszcillátor 19 kimenetéről táplált 6 frekvencia módosító áramkör jelét kapcsoljuk. A 6 frekvencia módosító áramkör lehet frekvenciaosztó vagy transzponáló áramkör. Az 1 digitális fázis-frekvencia detektor 7 kimenetén megjelenő impulzusok fennállásuk idejére bekapcsolják a 9 áramgenerátort annak 10 kapcso-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
