EP0321725B1

Method for determining the control voltage of a voltage-controlled oscillator in a phase-locked loop.

Abstract

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EP0321725B1, drawing sheet 1
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Expired 24 November 2008, 17.8 years ago.

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13 claims: 6 independent, 7 dependent

  1. 1
    Verfahren zum Ermitteln einer Ansteuerspannung (as) eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) in einem Phasenregelkreis, in dem digitale Referenztaktsignale (nts) hinsichtlich ihrer Phasenlage mit aus Oszillatortaktsignalen gewonnenen Taktsignalen (its) verglichen und in einer Prozessoreinrichtung (MP) mittels des Phasenvergleichsergebnisses digitale Oszillator-Ansteuersignale gebildet werden, die gleichgerichtet, integriert und anschließend über einen Digital/Analog-Wandler (A/D) in eine analoge Oszillator-Ansteuerspannung (as) umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktsignale (its) in einer Zähleinrichtung (Z), der ein Register (R) nachgeschaltet ist, gezählt werden, daß aus den Referenztaktsignalen gewonnene, eine niedrigere Frequenz als die Taktsignale (its) aufweisende Zeitintervall-Taktsignale (zts) an einen Übernahmeeingang (ÜE) des Registers (R) geführt werden, daß zu durch die Zeiterintervall-Taktsignale (zts) definierten Zeitpunkten ein aktuell vorliegender Zählerstand in das Register (R) übernommen und gespeichert wird, daß der gespeicherte Zählerstand einer Arithmetikeinrichtung (AE) zugeführt wird und in dieser in jedem eine wahlbare Anzahl von Zeitintervall-Taktsignalen (zts) repräsentierenden Auswerteintervall die Differenz des aktuellen Zählerstandes und des Zählerstandes des vorhergehenden Auswerteintervalls gebildet und mit einem die Ansteuerspannung (as) bei Nennfrequenz des Oszillators repräsentierenden Sollwert verglichen wird und daß die Abweichungen vom Sollwert aller Auswerteintervalle aufsummiert und einem digitalen, die aufsummierten Abweichungen gleichrichtenden Tiefpaß (TP) zugeführt werden.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Frequenz der Taktsignale (its) die Auswerteintervalldauer und die Zeitkonstanten bzw. Regelgeschwindigkeiten der Filter und Integrierer aufeinander abgestimmt sind.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Phasenregelkreises zumindest teilweise von einer zentralen Steuereinrichtung (ZST) steuer- und überwachbar sind.
  4. 4
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der zentralen Steuereinrichtung (ZST) das Vorhandensein der Referenz- und Taktsignale (nts, its) überwacht wird und daß ein Ausfall von Taktsignalen gemeldet bzw. angezeigt wird.
  5. 5
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Steuereinrichtung (ZST) das Zuordnen von Referenztaktsignalen (nts), auf deren Frequenz der Phasenregelkreis nicht synchronisierbar ist, erkannt und gemeldet bzw. angezeigt wird.
  6. 6
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervall-Taktsignale (zts) mittels einer in ihrem Divisionsverhältnis variierbaren Dividiereinrichtung (DIV) aus den Referenztaktsignalen (nts) gewonnen werden.
  7. 7
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Divisionsverhältnis der Dividiereinrichtung (DIV) mit Hilfe der zentralen Steuereinrichtung variierbar ist.
  8. 8
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Referenztaktsignale (nts) mit Hilfe einer Frequenzmeßeinrichtung ermittelt wird und daß in Abhängigkeit von der Höhe der ermittelten Frequenz mit Hilfe der zentralen Steuereinrichtung (ZST) das Divisionsverhältnis für die Dividiereinrichtung (DIV) bestimmt und eingestellt wird.
  9. 9
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktsignale im Sinne des Einsatzes des Phasenregelkreises als hochkonstanter spannungsgesteuerter Oszillator oder Frequenzvervielfacheinrichtung aus über eine Phasenvergleichseinrichtung (PV) sowie ein zu dieser in Reihe geschaltetes Tiefpaßfilter (F) und einen zusätzlichen spannungsgesteuerten Quarzoszillator (ZVCO) geführten Oszillatortaktsignalen (its) gewonnen werden, wobei der Ausgang (A) der Zähleinrichtung (Z) mit einem Vergleichereingang (E) der Phasenvergleichseinrichtung (PV) verbunden ist.
  10. 10
    Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenregelkreis durch - einen die Taktsignale (its) erzeugenden, und an seinem Ausgang (A) die Taktsignale (its) bereitstellenden, spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), - eine die Taktsignale (its) zählende Zähleinrichtung (Z), die hierzu über ihren Zähleingang (ZE) mit dem Ausgang (A) des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) verbunden ist, - einem dem Zähler (Z) nachgeschalteten Register (R), in das bei zu durch die Zeitintervall-Taktsignale (zts) definierten Zeitpunkten ein aktuell vorliegender Zählerstand des Zählers (z) übernommen und gespeichert wird, wobei die Zeitintervall-Taktsignale (zts) an seinem Übernahmeeingang (ÜE) zugeführt werden, - eine dem Register (R) nachgeschaltete Arithmetikeinrichtung (AE), in der in jedem eine wahlbare Anzahl von Zeitintervall-Taktsignalen (zts) repräsentierenden Auswerteintervall die Differenz des zugeführten aktuellen und des vorhergehenden Auswerteintervalls gebildet und mit einem die Ansteuerspannung (as) bei Nennfrequenz des Oszillators (VCO) repräsentierenden Sollwert verglichen wird, - einen der Arithmetikeinrichtung (AE) nachgeschalteten digitalen Tiefpaß (TP), in dem die übermittelten, aufsummierten Differenzen der Zählerstande gleichgerichtet werden, - ein dem digitalen Tiefpaß (TP) nachgeschalteten PI-Filter (PIF), in dem die gleichgerichteten, aufsummierten Differenzen der Zählerstände integriert werden, - ein dem PI-Filter (PIF) nachgeschalteten Analog/Digital-Wandler (D/A), in dem die integrierten, aufsummierten, gleichgerichteten Differenzen der Zählerstände (DS) in eine analoge Oszillatoransteuerspannung (as) umgesetzt werden, wobei der Ausgang (A) des Analog/Digital-Wandlers (A/D) mit dem Spannungseingang (SE) des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) verbunden ist, - ein die Frequenz der Referenztaktsignale (nts) ändernde Dividiereinrichtung (DIV), an deren Eingang (E) die Referenztaktsignale (nts) und über deren Ausgang (A) die dividierten Referenztaktsignale (nts) repräsentierende Zeitintervall-Taktsignale (zts) an den Übernahmeeingang (ÜE) des Registers (R) geführt werden, - und eine zentrale Steuerung (ZST), mit deren Hilfe über in der Dividiereinrichtung (DIV) angeordneten Einstelleingänge (EE) der Teilungsfaktor und die definierten Ausgangszustände in den Komponenten des Phasenregelkreises eingestellt werden.
  11. 11
    Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die den Komponenten des Phasenregelkreises zugeordneten Funktionen überwiegend in einem Mikroprozessorsystem (MP) durch Programme realisierbar sind.
  12. 12
    Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroprozessorsystem (MP) durch einen 1 Chip-Mikroprozessor (MP) mit integriertem A/D-Wandler realisierbar ist.
  13. 13
    Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die den Komponenten des Phasenregelkreises zugeordneten Funktionen überwiegend in einem kundenspezifizierten, integrierten Schaltkreis realisierbar sind.
Independent claims13