DE19811550C2

DE19811550C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Frequenzsignalen

Info

Publication number: DE19811550C2
Application number: DE19811550A
Authority: DE
Inventors: Dierk Schmidt; Joerg Stierle; Peter Wolf; Gunter Flinspach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: JPH11352227A; GB9904155D0; DE19811550A1; JP4727776B2; GB2336493B; GB2336493A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung wenigstens zweier Signale mit unterschiedlicher Frequenz.

Stand der Technik

Gattungsgemäße Verfahren beziehungsweise Schaltungsanordnungen werden beispielsweise in Vorrichtungen zur Entfernungsmessung eines Objektes mittels eines kollimierten Laserlichtstrahls eingesetzt. Derartige Messgeräte können unter anderem nach einer Phasendifferenzmethode arbeiten, wobei zur Bestimmung der Distanz zwischen dem Messgerät und einem Objekt, dessen Entfernung bestimmt werden soll, ein Phasenwinkel zwischen einem Sendelichtstrahl und einem vom Objekt reflektierten. Empfangslichtstrahl ausgewertet wird. Dieser Phasenwinkel ist proportional zur Entfernung des Objektes von der Messeinrichtung.

Um eine hohe Messgenauigkeit zu erzielen, ist bekannt, die Messfrequenzen möglichst groß zu wählen. Da jedoch eine Eindeutigkeit der Messung nur für einen Phasenwinkel zwischen 0 und 360° gegeben ist, ist es üblich und beispielsweise aus der DE 43 03 804 A1 bekannt, eine hohe Modulationsfrequenz des Sendelichtstrahls mit wenigstens einer weiteren, wesentlich geringeren Modulationsfrequenz des Sendelichtstrahles abzuwechseln, um somit einen Messbereich, der über den Phasenwinkelbereich von 0 bis 360° der hohen Modulationsfrequenz hinausgeht, zu erreichen.

Ferner ist bekannt, zur Ermittlung einer Phasendifferenz zwischen den ausgesandten und dem empfangenen Signalen diese auf eine kleinere Frequenz durch Mischen zu transformieren. Dabei bleibt die Grundinformation, nämlich die Phasenverschiebung zwischen ausgesandtem und empfangenem. Signal erhalten. Um dieses Mischen einer Messfrequenz zu erreichen, ist bekannt, die Sende- beziehungsweise Empfangssignale mit einem Signal zu mischen, dessen Frequenz so wenig verschoben ist, dass ein Mischergebnis im Niederfrequenzbereich liegt. In diesem Niederfrequenzbereich kann dann problemlos die gewünschte Phase gemessen werden.

Um die zur Mischung benötigten unterschiedlichen Frequenzsignale bereitzustellen, besitzen bekannte Schaltungsanordnungen eine entsprechende Anzahl von Frequenzoszillatoren. Der hiermit verbundene Schaltungs- und Ansteuerungsaufwand ist relativ hoch, wobei geringste Eichfehler zwischen den einzelnen Oszillatoren zu Signal- und somit Ergebnisabweichungen bei der Entfernungsmessung führen können.

In der DE 32 38 896 C1 ist ein Lenkverfahren für Flugkörper offenbart, wobei die Zieleinrichtung des Flugkörpers durch Vermessen der vom Ziel auf einen Flugkörpersuchkopf zurück gestreuten Laserstrahlung gesteuert wird. Dabei liefert ein Frequenzgenerator mehrere Frequenzen mit denen ein Sendelichtstrahl in vorgegebenen Intervallen zeitlich getrennt moduliert werden kann, so dass aus der jeweiligen Phasendifferenz des Sendelichtstrahls und des vom Zielobjekt reflektierten Empfangslichtstrahls die Entfernung zum Zielobjekt ermittelt werden kann.

Aus der DE 37 79 621 T2 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen kleiner Verschiebungen einer Signalspitze in einem Frequenzspektrum bekannt bei der/dem ein Frequenzgenerator zur Erzeugung zweier ungedämpfter Wellen jeweils konstanter, vorbestimmter Frequenz und konstanter Amplitude genutzt wird. Ein Oszillator erzeugt eine hochstabile, ungedämpfte Welle mit einer Frequenz f₀ und vorgegebener konstanter Amplitude A beziehungsweise alternativ, eine ungedämpfte Welle der Amplitude A, jedoch mit Frequenzmodulation f₀ + f₀. Dabei ist f₀ ein vorgegebenes Frequenzinkrement. Mit Hilfe eines Frequenzsynthesizers wird in der Vorrichtung der DE 37 79 678 T2 ein linearer Frequenzdurchlauf zwischen den zwei konstanten Frequenzen f₀, f₀ + f₀ 10 mal pro Sekunde ausgeführt, wobei f₀/f₀ = 10^-6 ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung mindestens eines Signalpaares unterschiedlicher, dicht benachbarter Frequenzen, mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen sowie die erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung zur Erzeugung dieser Frequenzen mit den Merkmalen des Anspruchs 7 bieten den Vorteil, dass in einfacher Weise unterschiedliche Frequenzen mit hoher Genauigkeit bereitgestellt werden können.

Dadurch, daß verschiedene Frequenzen aus einem einzi gen Frequenzoszillator (Grundtaktoszillator) digital abgeleitet werden, besitzen alle diese Frequenzen die selbe relative Genauigkeit wie der Grundtaktoszil lator. Vorteilhaft generiert die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung Oberschwingungen. Nach schmalban digem Filtern, zum Beispiel mit einem Oberflächen wellenfilter, entstehen daraus weitere, sehr hohe Frequenzen mit gleicher Stabilität wie der Grundtakt oszillator, wobei Frequenzen über 100 MHz möglich sind. Ferner ist vorteilhaft, daß wenn zwei der aus dem Grundtaktoszillator abgeleiteten Frequenzen mit einander gemischt werden, das niederfrequente Misch produkt ebenso stabil wie der Grundtaktoszillator ist und dies völlig ohne Nachregelung. Dadurch, daß aus lediglich einem Grundtaktoszillator alle benötigten Frequenzen abgeleitet werden, ist ein Frequenzfehler zwischen den einzelnen Signalen unterschiedlicher Frequenz ausgeschlossen, da diese alle gemeinsam auf eine Grundfrequenz eines Oszillators zurückgehen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die unterschied lichen Frequenzen durch synthetische Frequenzver schiebung und/oder Herunterteilen rein digital er zeugt werden. Die erzeugten Oberschwingungen werden dabei ebenfalls synthetisch, also rein digital ver schoben, so daß sie die gleiche Genauigkeit wie der Grundtaktoszillator besitzen. Bereits geringste, zu Abweichungen führende Frequenzunterschiede zwischen den einzelnen Frequenzsignalen infolge unterschied licher Herkunft (mehrere Oszillatoren) werden somit sicher vermieden. Das Meßverfahren wird somit ein facher und genauer. Es lassen sich also Frequenzpaare mit dicht benachbarten Frequenzen erzielen, wobei unter dicht benachbart eine Frequenzdifferenz ver standen wird, die sich nicht durch Teilen aus einer Ausgangsfrequenz erzielen läßt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Prinzipdarstellung eines Laserentfernungsmeßgerätes und

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Laserentfernungs meßgerätes.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Mit Frequenz f wird im folgenden jedes Signal S be zeichnet, das nicht ständig auf einem Gleichspan nungswert verharrt. Das Signal S kann dabei sinus förmig, rechteckförmig oder nur für eine begrenzte Zeit sinus- beziehungsweise rechteckförmig sein. Ist das Signal S rechteckförmig, so treten neben der Grundschwingungsfrequenz f noch weitere Frequenzen, sogenannte Oberschwingungen, auf. Die Theorie hierzu ist aus der Mathematik bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden.

Ist das Signal nur für eine begrenzte Zeit sinus- beziehungsweise rechteckförmig, wie dies unter an derem bei Signalen, welche in ihrer Phase in regel mäßiger zeitlicher Abfolge um einen konstanten Phasenwinkel verschoben werden, so wird das Signal ebenfalls als Frequenz bezeichnet. Der Zahlenwert f bezeichnet in diesem Fall diejenige Frequenz im Frequenzspektrum, die mit der größten Amplitude auf tritt. In diesem Fall können Frequenzen auftreten, die kein Vielfaches der Frequenz f sind. Solche Frequenzen werden im folgenden ebenfalls als Ober schwingungen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines insgesamt mit 10 bezeichneten Entfernungsmeßgerätes. Dieses um faßt einen Lichtsender 12, beispielsweise eine Laser diode, sowie einen Lichtempfänger 14, beispielsweise eine Photodiode. Mittels des Lichtsenders 12 wird ein kollimierter, sichtbarer Dauerstrichlaserstrahl als Sendesignal 16 erzeugt, das auf ein Objekt 18 (im folgenden auch Target genannt) sichtbar ist. Vom Objekt 18 wird das Sendesignal nach den Gesetzen der Optik reflektiert und als Empfangssignal 20 von dem Lichtempfänger 14 empfangen. Dem Lichtempfänger 14 wird unmittelbar im Anschluß an die Targetmessung über einen optischen Umschalter 22, beispielsweise eine bewegliche Klappe, das Sendesignal 16 als Referenzsignal 16' zugeführt.

Zur Ansteuerung des Entfernungsmeßgerätes 10 ist eine Schaltungsanordnung 24 vorgesehen. Diese umfaßt einen Quarzoszillator 52. Der Quarzoszillator 52 stellt eine Grundfrequenz f₀ (Grundtakt 52, Fig. 2) bereit, von der alle, nachfolgend noch näher erläuterten, Frequenzen für den Betrieb des Entfernungsmeßgerätes 10 abgeleitet werden. Um den Eindeutigkeitsbereich der Entfernungsmessung mit dem Entfernungsmeßgerät 10 zu erhöhen, wird dieses mit insgesamt drei Modula tionsfrequenzen für das Sendesignal 16 betrieben. Das Sendesignal 16 selber ist in bekannter Weise ampli tudenmoduliert. Folglich ist auch das Empfangssignal in gleicher Weise amplitudenmoduliert. Dadurch, daß der optische Umschalter zu einem bekannten Zeitpunkt umgeschaltet wird, kann aufgrund der zeitlichen Ab folge eindeutig erkannt werden, ob das momentane optische Empfangssignal direkt vom optischen Umschal ter oder vom Target herrührt. Der Lichtempfänger 14 ist als an sich bekannte Avalanche-Photodiode ausge bildet und gestattet gleichzeitig das Mischen mehre rer Frequenzen. Der Aufbau und die Wirkungsweise einer derartigen Avalanche-Photodiode sind bekannt, so daß im Rahmen der vorliegenden Beschreibung hier auf nicht näher eingegangen werden soll.

Dem Quarzoszillator 52 ist ein erster umschaltbarer Teiler 28 zugeordnet, über den die von dem Quarz oszillator 52 bereitgestellte Frequenz f₀ wahlweise auf eine Frequenz f₁₀, eine Frequenz f₂₀ sowie eine Frequenz f₃₀ herunterteilbar ist. Die Frequenzen f₁₀, f₂₀, f₃₀ können dabei jeden durch Teilen erreichbaren Wert annehmen. Auch können mindestens zwei der Frequenzen identisch sein. Dies ist unter anderem dann sinnvoll, wenn in den nachgeschalteten Bandpaßfiltern 30', 30" und 30''' Oberschwingungen aus mindestens einer der Frequenzen f₁₀, f₂₀ oder f₃₀ ausgefiltert werden. Dem Teiler 28 sind Filter 30 nachgeschaltet, die als Bandpaßfilter 30' für die Frequenz f₁, 30" für die Frequenz f₂ und 30''' für die Frequenz f₃ aus gelegt sind. Für die Frequenzen f₁₀, f₂₀, f₃₀, f₁, f₂, f₃ gilt folgender Zusammenhang:

f₁ = k'.f₁₀

f₂ = k".f₂₀

f₃ = k'''.f₃₀

k', k", k''' ∈ 1 . . . . N; (N: beliebige ganze Zahl)

Den Filtern 30 sind Verstärker 32 nachgeschaltet, wobei ein Verstärker 32' für Signale der Frequenz f₁, ein Verstärker 32" für Signale der Frequenz f₂ und ein Verstärker 32''' für Signale der Frequenz f₃ aus gelegt ist. Die verstärkten Signale der Frequenz f₁, f₂ und f₃ werden über ein Summierglied 33 auf den Lichtempfänger 14 gegeben.

Dem Quarzoszillator 52 ist ein zweiter umschaltbarer Teiler mit einer zusätzlichen digitalen Schaltungs anordnung 34 zugeordnet. An die Ausgänge des Teilers 34 sind Signale der Frequenzen f₁₀', f₂₀', f₃₀' legbar. Die Frequenzen f₁₀', f₂₀', f₃₀' werden durch die digitale Schaltungsanordnung 34 mit einer Fre quenz f₅ in ihrer Phase weitergeschaltet. Dadurch entsteht im Frequenzspektrum ein Gemisch aus mehreren Frequenzlinien. Es können mindestens zwei der Fre quenzen f₁₀', f₂₀', f₃₀' identisch sein. Dies ist un ter anderem dann sinnvoll, wenn in den nachgeschalte ten Bandpaßfiltern 36', 36" und 36''' Oberschwingungen aus mindestens einer der Frequenzen f₁₀', f₂₀' oder f₃₀' ausgefiltert werden. Dem Teiler 34 sind Bandpaß filter 36 nachgeordnet, wobei ein Filter 36' für Signale der Frequenz f₁', ein Filter 36" für Signale der Frequenz f₂' und ein Filter 36''' für Signale der Frequenz f₃' ausgelegt ist.

Den Filtern 36 sind Verstärker 38 nachgeschaltet, wo bei ein Verstärker 38' für Signale der Frequenz f₁', ein Verstärker 38" für Signale der Frequenz f₂' und ein Verstärker 38''' für Signale der Frequenz f₃' aus gelegt ist. Die verstärkten Signale der Frequenz f₁', f₂' und f₃' werden über ein Summierglied 40 auf den Lichtsender 12 gegeben. Je nach durchgeschalteter Frequenz f₁', f₂' und f₃' wird das Sendesignal 16 mittels des Lichtsenders 12 moduliert.

Der Lichtempfänger 14 wird in zeitlich hintereinander liegender Abfolge mit folgenden unter A genannten optischen Signalen und zu jedem optischen Signal gleichzeitig mit dem unter B genannten elektrischen Signal beaufschlagt:

Liste A der optischen Signale
Liste B der zugehörigen elektrischen Signale
Targetsignal 20 der Frequenz f₁'	Mischsignal der Frequenz f₁
Targetsignal 20 der Frequenz f₂'	Mischsignal der Frequenz f₂
Targetsignal 20 der Frequenz f₃'	Mischsignal der Frequenz f₃
Referenzsignal 16' der Frequenz f₁'	Mischsignal der Frequenz f₁
Referenzsignal 16' der Frequenz f₂'	Mischsignal der Frequenz f₂
Referenzsignal 16' der Frequenz f₃'	Mischsignal der Frequenz f₃

Hierdurch erfolgt in bekannter Weise eine Transfor mation durch Mischen auf ein Auswertesignal 42. Dieses Auswertesignal 42 enthält die benötigte Grundinformation, nämlich den Phasenwinkel des Targetsignals 20 in bezug auf einen A/D-Wandlertakt 53 einerseits und zeitlich nachfolgend den Phasen winkel des Referenzsignals 16' in bezug auf den A/D- Wandlertakt andererseits. Durch Differenzbildung bei der Phasenwinkel pro Meßfrequenz fällt die Bezugs größe heraus, da sie in allen nacheinander folgenden Messungen unverändert ist. Als Ergebnis ergibt sich ein Phasenwinkel pro Meßfrequenzpaar f₁'-f₁, f₂'-f₂ und f₃'-f₃, insgesamt also drei Phasenwinkel. Die kleinste Frequenz der Frequenzen f₁', f₂' und f₃' be stimmt den Eindeutigkeitsbereich der Gesamtentfer nungsmessung. Die größte Frequenz der Frequenzen f₁', f₂' und f₃' bestimmt die maximal mögliche Meßgenauig keit bei gegebener Meßzeit. Die zwischen größter und kleinster Frequenz liegende Frequenz aus f₁', f₂' und f₃' ist prinzipiell nicht erforderlich. Sie wird jedoch vorteilhaft verwendet, wenn die Meßgenauigkeit der kleinsten Frequenz nicht ausreicht, um das Meß ergebnis der größten Frequenz in den jeweils korrek ten Bereich einzuordnen. Letzteres ist notwendig, um Entfernungen, die größer als der Eindeutigkeits bereich der höchsten Frequenz sind, messen zu können.

Die Frequenz f₃ ist relativ klein gewählt, um einen langsamen A/D-Wandler mit hoher Auflösung einzu setzen. Das Auswertesignal 42 wird über einen Anti- Aliasing Filter 44, der einen Bandpaßfilter für das Auswertesignal der Frequenz f₄ bildet, geführt und von diesem über einen Verstärker 46 auf einen Analog- Digitalwandler 48 geleitet. Das gewandelte Auswerte signal 42 wird einem Mikroprozessor 50 zugeführt, der entsprechende Rechenwerke, Speicherwerke, Zählwerke und so weiter zur Bestimmung der Entfernung des Objektes 18 vom Entfernungsmeßgerät 10 aufweist. Über den Mikroprozessor 50 wird gleichzeitig der Wandler takt 53 zur Ansteuerung des Analog-Digitalwandlers 48 bereitgestellt. Ferner wird ein zu dem Wandlertakt 53 in zumindest zeitweise festem Verhältnis stehendes Frequenzsignal f₅ (Triggersignal) des Mikroprozessors 50 zur Verschiebung der Frequenzen f₁₀, f₂₀ und f₃₀ zu den Frequenzen f₁₀', f₂₀' und f₃₀' ausgenutzt.

Nachfolgend wird anhand von Fig. 2, die in einem Blockschaltbild des Entfernungsmeßgerätes 10, insbe sondere die Schaltungsanordnung 24 zeigt, die Erzeu gung der Frequenzen f₁₀, f₂₀, f₃₀, f₁₀', f₂₀' sowie f₃₀' näher erläutert. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.

Anhand der Fig. 2 wird insbesondere die Verschiebung der Frequenzen f₁, f₂ und f₃ um die Frequenz f₄ zu den Frequenzen f₁', f₂' sowie f₃' und die Entstehung der Frequenzen f₁, f₂, f₃, f₁', f₂' sowie f₃' aus den Frequenzen f₁₀, f₂₀, f₃₀, f₁₀', f₂₀' sowie f₃₀' ver deutlicht. Im Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Frequenz f₁₀ 15 MHz, die Frequenz f₂₀ 15 MHz, die Frequenz f₃₀ 1,875 MHz, die Frequenz f₁ 315 MHz, die Frequenz f₂ 15 MHz sowie die Frequenz f₃ 1,875 MHz beträgt.

Die Frequenz f₄, um die die Frequenzen f₁, f₂ und f₃ verschoben werden, beträgt 2,929 kHz, so daß die Frequenz f₁' 314,997 MHz, die Frequenz f₂' 14,997 MHz und die Frequenz f₃' 1,872 MHz beträgt. Sämtliche Frequenzen werden mit Hilfe des Triggersignals der Frequenz f₅ des Mikroprozessors 50 digital erzeugt. Im Beispiel wird angenommen, daß das Triggersignal f₅ bei der Frequenz f₁ 315 MHz und der Frequenz f₂ 15 MHz genau die 4-fache Frequenz von f₄ aufweist. Bei der Frequenz f₃ 1,875 MHz weist das Triggersignal f₅ die 32-fache Frequenz f₄ auf. Im Beispiel habe der Quarzoszillator 52 die Frequenz f₀ = 60 MHz. Nach weiteren Ausführungsbeispielen sind selbstverständ lich auch andere Frequenzen möglich.

Der Mikroprozessor wird von einem separaten Frequenz oszillator getaktet, dessen Funktion jedoch unter geordnet ist und der daher nicht gezeichnet ist. Vor teilhaft kann der Prozessortakt auch durch Herunter teilen von f₀ gewonnen werden.

Der Grundtakt 52 ist an einem Eingang 54 des Teilers 28, einem Eingang 56 sowie Eingängen 58 und 60 des Teilers 34 gelegt. Ferner ist der Mikroprozessor 50 mit Eingängen 62 sowie 64 (Dreifacheingang) des Teilers 28 und Eingängen 66, 68 und 70 sowie 72 (Dreifacheingang) des Teilers 34 verbunden.

Der Teiler 28 besitzt ein Schaltmittel 74, dessen Eingang mit dem Eingang 54 und dessen Schaltungs ausgänge mit einem Teiler 76 beziehungsweise einem Teiler 78 verbunden sind. Die Teiler 76 und 78 sind mit einem Schaltmittel 80 verbunden, das als Dreifach-Ein/Ausschalter ausgeführt ist. Die drei Schaltausgänge des Schaltmittels 80 sind jeder mit einem der Filter 30', 30" beziehungsweise 30''' ver bunden, während der Teiler 78 mit einem Schalteingang und der Teiler 76 mit zwei Schalteingängen des Schaltmittels 80 verbunden ist.

Eine Ansteuerung der Schaltmittel 74 und 80 erfolgt über von dem Mikroprozessor 50 an den Eingängen 62 beziehungsweise 64 bereitgestellten Schaltsignalen, wobei das Schaltmittel 74 in eine seiner zwei Schalt stellungen umschaltbar ist, und das Schaltmittel 80 mit einem seiner drei Schaltglieder einschaltbar ist. Der Teiler 76 teilt die über dem Eingang 54 an liegende Frequenz f₀ des Grundtaktes 52 mit einem Quotienten zweiunddreißig und der Teiler 78 die Frequenz f₀ des Grundtaktes 52 mit einem Quotienten vier herunter, so daß über die Filter 30', 30" beziehungsweise 30''' die entsprechenden Frequenzen f₁, f₂ beziehungsweise f₃ herausfilterbar sind. Die Frequenzen f₁, f₂ beziehungsweise f₃ können Ober schwingungen der an den Ausgängen des Schaltmittels 80 anliegenden Signale f₁₀, f₂₀ beziehungsweise f₃₀ sein.

Die unter 28 gezeigten Baugruppen 74, 76, 78 und 80 können vorteilhaft durch einen integrierten Logik schaltkreis ersetzt werden. Die Schalt- und Teilfunk tionen werden in diesem Fall durch Flip-Flops, UND- Gatter, ODER-Gatter, EXCLUSIVE-ODER-Gatter und wei tere Logikelemente realisiert.

Der Teiler 34 besitzt ein Schaltmittel 82, das mit dem Eingang 56 verbunden ist. Die Schaltausgänge des Schaltmittels 82 sind mit einem Teiler 84 beziehungs weise einem Teiler 86 verbunden. Der Ausgang des Teilers 84 ist mit einem Schiebeglied 88 und der Ausgang des Teilers 86 mit einem Schiebeglied 90 verbunden. Der Teiler 34 umfaßt ferner ein Schalt mittel 92 (Dreifach-Ein/Ausschalter), dessen Schalt ausgänge mit den Filtern 36', 36" beziehungsweise 36''' verbunden sind. Das Schiebeglied 90 ist mit einem Schalteingang und das Schiebeglied 88 mit zwei Schalteingängen des Schaltmittels 92 verbunden. Die Schaltglieder des Schaltmittels 82 beziehungsweise 92 sind über den Mikroprozessor 50 ansteuerbar, wobei das Schaltmittel 82 den Eingang 56 wahlweise mit dem Teiler 84 oder 86 verbindet. Der Teiler 84 umfaßt einen Teilerquotienten von vier und der Teiler 86 einen Teilerquotienten zweiunddreißig, mit dem die am Eingang 56 anliegende Frequenz des Grundtaktes 52 heruntergeteilt wird.

Die Schiebeglieder 88 und 90 sind über die Eingänge 58 und 60 mit dem Grundtakt 52 verbunden. Die Schiebeglieder 88 und 90 sind ferner über die Ein gänge 68 und 70 mit dem Triggersignal f₅ (siehe Fig. 1) des Mikroprozessors verbunden. Entsprechend dieses anliegenden Triggersignals erfolgt eine Verschiebung der am Eingang der Schiebeglieder 88 beziehungsweise 90 über die Teiler 84 beziehungsweise 86 herunterge teilten Frequenzen um genau einen Grundtakt. Diese Verschiebung der Phase ergibt im Frequenzbereich im Beispiel, bei dem der Grundtakt f₀ = 60 MHz beträgt, 2,929 kHz. Mittels der Schiebeglieder 88 und 90 werden somit die Frequenzen f₁₀', f₂₀' und f₃₀' digi tal erzeugt. Durch Ausfilterung der entsprechenden Oberschwingungen entstehen die Frequenzen f₁', f₂' und f₃'.

Die unter 34 gezeigten Baugruppen 82, 84, 86, 88, 90 und 92 können vorteilhaft durch einen integrierten Logikschaltkreis ersetzt werden. Die Schalt- und Teilfunktionen werden in diesem Fall Flip-Flops, UND- Gatter, ODER-Gatter, EXCLUSIVE-ODER-Gatter und wei tere Logikelemente realisiert.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel wurde von einer Phasendifferenzmessung ausgegangen. Selbstver ständlich sind auch andere Phasenmeßmethoden, bei spielsweise eine Nulldurchgangsmessung, möglich.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung mindestens eines Signalpaares unterschiedlicher, dicht benachbarter Frequenzen (f₁ und f_1', f₂ und f_2', f₃ und f_3', . . .) hoher Genauigkeit, gekennzeichnet durch die Verwendung folgender Verfahrensschritte:

a) Erzeugung mindestens eines ersten Signals mit der Frequenz f₁₀, (f₂₀, f₃₀, . . .) mittels Teilung des Grundtaktes f₀ eines hochgenauen Oszillators durch einen Faktor n (n ∈ N)
b) Selektion und Bereitstellung mindestens eines Signals mit der Frequenz f₁ = m/n.f₀ = m.f₁₀ (m, n ∈ N)
c) Erzeugung mindestens eines zweiten Signals mit der Frequenz f₁₀, (f₂₀, f₃₀, . . .) durch Teilung des Grundtaktes f₀ des einen Oszillators.
d) Erzeugung mindestens eines Signals der Frequenz f_10' = f₁₀ + Δf, (f_20' =, f_30' =, . . .) durch Weiterschaltung des mindestens einen zweiten Signals der Frequenz f₁₀, (f₂₀, f₃₀, . . .) zwischen diskreten Phasenlagen, die durch Flanken des Grundtaktes mit der Frequenz f₀ bestimmt sind. Die Weiterschaltung erfolgt mit einer gewählten Takt frequenz f₅.
e) Selektion und Bereitstellung mindestens eines Signals f_1' mit einer um ein Frequenzintervall Δf gegenüber f₁ verschobenen Frequenz aus dem resultierenden Frequenzspektrum des weitergeschalteten Signals f_10'.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Signal f₁₀, (f₂₀, f₃₀, . . .) durch das Tiggersignal f₅ um ein identisches Frequenzintervall Δf = f₅/l verschoben wird, wobei l die Anzahl der diskreten Phasenlagen bezeichnet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen aller zweiten Signale (f_1', f_2', f_3', . . .) jeweils um genau ein Frequenzintervall Δf = f₅/l = f₄ von den zugehörigen Frequenzen (f₁, f₂, f₃, . . .) aller ersten Signale verschoben werden.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiggersignal f₅ zur Erzeugung mindestens eines Signalpaares zweier unterschiedlicher Frequenzen f₁ und f_1', (f₂ und f_2', f₃ und f_3', . . .) aus dem Grundtakt f₀ des einen Oszillators abgeleitet wird oder von einem Oszillator untergeordneter Genauigkeit erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Signal der Frequenz f₁, (f_1', f₂, f₂', f₃, f_3', . . .) durch Filterung von Oberschwingungen aus mindestens einem der vom Grundtakt f₀ abgeleiteten Signale der Frequenz f₁₀, (f_10', f₂₀, f_20', f₃₀, f_30', . . .) erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberschwingung von mindestens einem der erzeugten Signale (f_10', f₁₀, f_20', f₂₀, f_30', f_30, . . .) mittels SAW-Filter (= Oberflächenwellenfilter) selektiert wird.

7. Schaltungsvorrichtung mit einem Oszillator (52) der Grundfrequenz f₀ und mit mindestens einem ersten, schaltbaren, mit dem Oszillator (52) verbundenen Frequenzteiler (76, 78), der mindestens eine erste Frequenz (f₁₀, f₂₀, f₃₀, . . .) erzeugt, sowie mit mindestens einem schaltbaren, mit dem mindestens einen ersten Frequenzteiler (76, 78) verbundenen ersten Filter (30', 30", 30''', . . .), das ein Signal der Frequenz f₁ mit f₁ = m/n.f₀ = m.f₁₀ (m, n ∈ N) selektiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsvorrichtung mindestens einen zweiten, schaltbaren und mit dem einen Oszillator (52) verbundenen Teiler (84, 86) zur Erzeugung mindestens eines zweiten Signals der Frequenz f₁₀, (f₂₀, f₃₀, . . .) aufweist, sowie mindestens ein, mit dem mindestens einen zweiten Teiler (84, 86) schaltbar verbundenes Phasenschiebeelement (80, 90), dass ein Signal der Frequenz f_10' mit f_10' = f₁₀ + Δf durch Weiterschaltung des mindestens einen zweiten Signals der Frequenz f₁₀, (f₂₀, f₃₀, . . .) zwischen diskreten Phasenlagen erzeugt, und dass die Vorrichtung mindestens ein zweites Filter (36', 36", 36''', . . .) aufweist, welches ein Signal mit einer um Δf gegenüber f₁, (f₂, f₃, . . .) verschobenen Frequenz f_1', (f_2', f_3', . . .) selektiert.

8. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Δf durch die Frequenz f₅ eines Tiggersignals bestimmt ist.

9. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerfrequenz f₅ eine abgeleitete Frequenz des Grundtaktes f₀ des einen Oszillators (52) oder die Frequenz eines nebengeordneten Oszillators (50) untergeordneter Genauigkeit ist.

10. Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste, schaltbare Teiler (76, 78) und der mindestens eine zweite schaltbare Teiler (84, 86) Unterteiler aufweist.

11. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Filter (30', 30", 30''', . . .) und das mindestens eine zweite Filter (36', 36", 36''', . . .) ein Bandpassfilter für mindestens eine Oberschwingung von f₁₀, (f₂₀, f₃₀, . . .) beziehungsweise f_10', (f_20', f_30', . . .) ist.

12. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bandpassfilter (30', 30", 30''', 36', 36", 36''', . . .) ein SAW-Filter (Oberflächenwellen-Filter) ist.

13. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine den mindestens einen ersten, schaltbaren Teiler (76, 78) umfassende Baugruppe (74, 76, 78, 80) in einem integrierten Logikschaltkreis integriert ist.

14. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine, den mindestens einen zweiten schaltbaren Teiler (84, 86) und das mindestens eine Phasenschiebeelement (88, 90) umfassende Baugruppe (82, 84, 86, 88, 90, 92) in einem integrierten Logikschaltkreis integriert ist.

15. Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung in einem Entfernungsmessgerät, insbesondere in einem Laser-Entfernungsmessgerät integriert ist.