DE69309838T2

DE69309838T2 - Überlagerungsoszillator und Frequenzschaltverfahren dazu

Info

Publication number: DE69309838T2
Application number: DE69309838T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Sasaki
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2013-10-06
Also published as: EP0592190A2; AU666223B2; EP0592190A3; CA2107632C; US5497128A; CA2107632A1; AU4883393A; DE69309838D1; EP0592190B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überlagerungsoszillator für Radiofrequenz (RF)- Informationsaustauschsysteme und ein Frequenzschaltverfahren des Oszillators und insbesondere einen Überlagerungsoszillator für RF-Informationsaustauschsysteme mit Frequenzgeneratoren, von denen jeder eine Vielzahl von Frequenzen erzeugt, die voneinander verschieden sind, und ein Frequenzschaltverfahren des Osziilators, wie dies z.B. durch GB-A-2 218 870 gelehrt wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 1 ist ein funktionelles Blockdiagramm, um das Frequenzschaltverfahren eines konventionellen Überlagerungsoszillators dieser Art zu zeigen.
In Fig. 1 sind Frequenzsynthesatoren 1 mit Phasensynchronisationsschleife (PLL; phased-locked loop), von denen jeder von einer einzigen Bezugsfrequenz eine Vielzahl von Frequenzen erzeugt, und eine Schalterschaltung 2 vorgesehen, die eines der Überlagerungssignale mit den entsprechenden Frequenzen auswählt, um dieses zu einem Ausgangsanschluß 5 zu schicken. Jeder der Synthesatoren 1 schickt eine der erzeugten Frequenzen zur Schalterschaltung 3, und die Frequenzen, die von allen PLL- Synthesatoren 1 ausgesendet werden, sind voneinander unterschiedlich und gehören zum selben Frequenzband. Die Schalterschaltung 3 ist allgemein aus pin-Dioden (Halbleiterdiode mit eigenleitender Schicht zwischen dem pn-Übergang) für Hochgeschwindigkeitsschalten aufgebaut.
Bei dem konventionellen Frequenzschaltverfahren ist der Schaltungsaufbau des Überlagerungsoszillators einfach, es bestehen jedoch die folgenden Probleme. Ein erstes Problem ist, daß alle Synthetasoren 1 gleichzeitig arbeiten, und die Isolation zwischen den Eingangs- und Ausgangsenden der Schalterschaltung 3 ist für solche Frequenzen nicht ausreichend, so daß die durch die Schalterschaltung 3 nicht ausgewählten Frequenzen zum Ausgangsanschluß 5 als störende Komponenten geschickt werden.
Der Grund besteht darin, daß die unerwünschten oder störenden Frequenzen leicht zum Ausgangsanschluß 5 bei so hohen Frequenzen geschickt werden können, da die in der Schalterschaltung 3 verwendete pin-Diode ihren Schaltbetrieb dadurch durchführt, daß der elektrische Widerstand zwischen ihren Eingangs- und Ausgangsenden geändert wird und die Isolationscharakteristik zwischen diesen Enden schlechter wird, wenn die Eingangsfrequenz größer wird.
Da alle durch die entsprechenden Synthesatoren 1 erzeugten Frequenzen zum selben Frequenzband gehören, ist es nicht möglich, die störenden komponenten durch gewöhnliche Elemente wie z.B. Bandpaßfilter zu entfernen. Daraus ergibt sich, daß, wenn die Spezifikationen über die störenden Komponenten streng sind, das in Fig. 1 gezeigte konventionelle Frequenzschaltverfahren schwierig bei Überlagerungsoszillatoren dieser Art anzuwenden ist.
Um das Problem der störenden Komponenten zu lösen, kann eine Art von pin-Dioden, die ausreichende Isolation zwischen ihren Eingangs- und Ausgangsenden bei solchen hohen Frequenzen bietet, in der Schalterschaltung 3 verwendet werden. Solche pin-Dioden sind jedoch sehr teuer, was zu hohen Herstellungskosten führt.
Das zweite Problem des oben erwähnten konventionellen Verfahren besteht darin, daß immer dann, wenn die auszugebenden Überlagerungsfrequenzen durch die Schalterschaltung 3 geändert werden, die Belastungen der entsprechenden Synthesatoren 1 sich zeitweilig ändern, was eine Fluktuation der Ausgangsfrequenzen von den Synthesatoren 1 bewirkt. Als Ergebnis wird der Frequenzschaltvorgang nicht beendet, bis die Fluktuation der Frequenzen verschwunden ist. Dies bedeutet, daß die Schaltzeit lang gemacht wird oder ein schneller Schaltbetrieb nicht erzielt werden kann.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, um ein anderes konventionelles Frequenzschaltverfahren eines Überlagerungsoszillators der Art zu zeigen, in denen PLL-Frequenzsynthesatoren 11, einen Oszillatorschaltung 12 mit fester Frequenz, Frequenzmischerschaltungen 13, Bandpaßfilter 14 und eine Schalterschaltung 23 vorgesehen sind.
Jeder der PLL-Frequenzsynthesatoren 11 erzeugt erste Signale mit unterschiedlichen Frequenzen, die demselben Frequenzband angehören, und gibt eine derselben an die entsprechende Mischerschaltung 13 ab. Die Oszillatorschaltung 12 erzeugt ein zweites Signal mit einer einzigen festen Frequenz und gibt es an alle Mischerschaltungen 13 ab.
Die Frequenzen von den Synthesatoren 11 und die feste Frequenz vom Oszillator 12 haben die folgende Beziehung: die Summen oder Differenzen zwischen jeder der Frequenzen von den Synthesatoren 11 und der festen Frequenz vom Oszillator 12 sind gleich gewünschten Überlagerungsfrequenzen.
Jeder der Mischerschaltungen 13 mischt frequenzmäßig das erste Signal vom entsprechenden Synthesator 11 und das zweite Signal von der Oszillatorschaltung 12, um es zum entsprechenden Bandpaßfilter 14 zu schicken, was zu einem Signal mit der Summe und der Differenz der Frequenzen von dem entsprechenden Synthesator 11 und der Oszillatorschaltung 12 führt.
Jeder der Filter 14 entfernt eine Komponente mit einer unerwünschten Frequenz, z.B. die Summenfrequenz, vom Ausgangssignal der entsprechenden Mischerschaltung 13 und schickt eine Komponente mit einer gewünschten Frequenz, z.B. der Differenzfrequenz zur Schalterschaltung 23. Die störenden Komponenten von der Mischerschaltung 13 werden durch die entsprechenden Filter 14 entfernt.
Die Schalterschaltung 23 wählt eines der Ausgangssignale mit den verschiedenen Frequenzen von den Bandpaßfiltern 14 aus und schickt es zum Ausgangsanschluß 15 als ein gewünschtes Überlagerungssignal, ähnlich zum in Fig. 1 gezeigten Fall.
Mit dem konventionellen in Fig. 2 gezeigten Verfahren werden daher die Signale mit den gewünschten Frequenzen zu den Schalterschaltungen 23 geschickt, nachdem ihre störenden Komponenten entfernt worden sind, so daß das erste Problem gelöst werden kann. Da die Schalterschaltung 23 elektrisch mit den Frequenzsynthesatoren 11 durch die entsprechenden Frequenzmischerschaltungen 13 und Bandpaßfilter 14 verbunden ist, verändert sich die Last der Synthesatoren 11 nicht momentan, wenn die Überlagerungsfrequenz verändert wird; als Ergebnis kann die Fluktuation der Überlagerungsfrequenzen, die dem Ausgangsende 15 entnommen werden, beseitigt werden. Dies bedeutet, daß das oben erwähnte zweite Problem ebenfalls gelöst werden kann.
Mit dem in Fig. 2 gezeigten Verfahren bleibt jedoch, falls die Eingangsfrequenzen höher sind und die Spezifikationen bezüglich der störenden Komponenten streng sind, das oben erwähnte erste Problem bezüglich der störenden Komponenten ungelöst aufgrund von unzureichender Isolierung zwischen den Eingangs- und Ausgangsenden der Schalterschaltung 23.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe wenigstens der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, einen Überlagerungsoszillator und ein Frequenzschaltverfahren für denselben zu schaffen, in dem ein Überlagerungssignal mit weniger störenden Komponenten als beim Stand der Technik mit niedrigen Herstellungskosten und einfachem Schaltungsaufbau erzeugt wird.
Ein Überlagerungsoszillator gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist Frequenzgeneratoren zum Erzeugen von Signalen, wobei die Signale voneinander unterschiedliche Frequenzen aufweisen;
Vereinigungsmittel zum Vereinigen von Signalen miteinander, um ein einziges Ausgangssignal zu erzeugen; und
einen Filter zum Auswählen einer Komponente von dem einzigen Ausgangssignal von den Vereinigungsmitteln, wodurch ein gewünschtes Überlagerungssignal an einem Ausgangsende des Filters erhalten wird;
dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator weiter aufweist:
Frequenzteiler, die jeweils mit einem entsprechenden Frequenzgenerator verbunden sind und ein Ausgangssignal von dem entsprechenden Frequenzgenerator empfangen;
wobei jeder der Frequenzteiler eine aktive Betriebsart und eine inaktive Betriebsart aufweist und in der aktiven Betriebsart das Ausgangssignal von dem entsprechenden Frequenzgenerator bezüglich der Frequenz durch ein Teilungsverhältnis n (n ist eine ganze Zahl von zwei oder mehr) teilt, um ein resultierendes frequenzgeteiltes Signal abzugeben, und in der inaktiven Betriebsart das Ausgangssignal ohne Teilung ausgibt; wobei der Oszillator weiter Steuermittel zum Steuern der Frequenzteiler aufweist, so daß einer der Frequenzteiler sich in der aktiven Betriebsart und der oder jeder der anderen sich in der inaktiven Betriebsart befindet;
wobei die Vereinigungsmittel Signale, die von allen Frequenzteilern ausgegeben werden, miteinander vereinigen, um das einzige Ausgangssignal zu erzeugen; und
wobei der Filter eine Komponente mit einer geteilten Frequenz aus dem einzigen Ausgangssignal auswählt, um das gewünschte Überlagerungssignal zu erhalten.
Mit den Lokaloszillator des ersten Gesichtspunkts werden die mit den entsprechenden Frequenzgeneratoren verbundenen Frequenzteiler so gesteuert, daß einer der Teiler ausgewählt wird, sich in der aktiven Betriebsart zu befinden, wobei er dann die Ausgangsfrequenz von dem entsprechenden Frequenzgenerator teilt. Dann überträgt der Filter die Komponente mit der durch Teilung erhaltenen Frequenz und sperrt den Rest, der ohne Teilung erhalten wurde. Als Ergebnis wird die durch den Filter ausgewählte Frequenz als Überlagerungssignal entnommen.
Da die andere Komponente oder anderen Komponenten des Ausgangssignals von den Vereinigungsmitteln ohne Frequenzteilung erhalten werden, fallen sie nicht in das Durchlaßband des Filters und können durch den Filter entfernt werden. Aufgrund des Ergebnisses kann das Überlagerungssignal, das weniger störende Komponenten als beim Stand der Technik aufweist, erhalten werden.
Da teure pin-Dioden nicht verwendet werden müssen, werden außerdem die Herstellungskosten des Überlagerungsoszillators niedrig gemacht, und da komplizierte Schaltungen nicht enthalten sind, wird auch der Schaltungsaufbau einfach gemacht. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Frequenzvervielfacher zwischen den Frequenzteilern und den Vereinigungsmitteln vorgesehen. Die Vervielfacher vervielfachen die entsprechenden Ausgangssignale von den Frequenzteilern frequenzmäßig mit m und schicken sie zu den Vereinigungsmitteln, wobei m eine ganze Zahl von zwei oder mehr ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist ein Frequenzvervielfacher zwischen den Vereinigungsmitteln und dem Filter vorgesehen. Der Vervielfacher vervielfacht die Ausgangssignale von den Vereinigungsmitteln frequenzmäßig mit m und schickt sie zum Filter.
Ein Überlagerungsoszillator gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist auf:
einen Oszillator, der ein erstes Signal mit einer festen Frequenz erzeugt, die k mal eine gegebene Frequenz ist, wobei k eine ganze Zahl von zwei oder mehr ist;
Frequenzgeneratoren zum Erzeugen von zweiten Signalen, wobei die zweiten Signale frequenzmäßig voneinander unterschiedlich sind;
Frequenzmischer;
Filter, die mit den Frequenzmischern verbunden sind, wobei jeder eine Komponente mit einer gewünschten Überlagerungsfrequenz von einem Ausgangssignal eines entsprechenden der Frequenzmischer auswählt; und
einen Ausgangsanschluß, der mit allen Filtern verbunden ist;
dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator weiter aufweist:
Frequenzteiler, die mit dem Oszillator verbunden sind, wobei jeder der Frequenzteiler das erste Signal von dem Oszillator empfängt und dieses erste Signal frequenzmäßig durch ein Teilungsverhältnis k dividiert;
Steuermittel zum Steuern der Frequenzteiler, so daß einer der Frequenzteiler im Betrieb ist und der oder jeder andere der übrigen außer Betrieb ist;
Frequenzmischer, von denen jeder frequenzmäßig ein Ausgangssignal von einem entsprechenden der Frequenzteiler mit dem zweiten Signal von einem entsprechenden der Frequenzgeneratoren mischt;
und wobei die Komponente mit der gewünschten Überlagerungsfrequenz durch den einen der Filter abgeleitet wird, der dem arbeitenden der Frequenzteiler entspricht.
Mit dem Überlagerungsoszillator des zweiten Gesichtspunktes wird das erste Signal mit der festen Frequenz, die k mal so groß wie die vorgegebene Frequenz ist und das durch den Oszillator erzeugt wird, zu allen Frequenzteilern verteilt und frequenzmäßig dort durch k dividiert. Die Frequenzteiler sind so gesteuert, daß einer der Teiler, der der beim Betrieb benötigten Überlagerungsfrequenz entspricht, und sein Ausgangssignal, das so durch k frequenzmäßig geteilt ist, mit dem zweiten Signal vom entsprechenden der Generatoren im entsprechenden Mischer frequenzmäßig gemischt wird.
Da der Rest der Teiler nicht im Betrieb ist, haben die störenden Komponenten, die zum Rest der Mischer geschickt werden, Frequenzen, die k mal so groß sind wie diejenigen, die gemischt werden sollen. Dann gehören die Frequenzen der störenden Komponenten nicht zu den Durchlaßbändern der Filter. Daher können die störenden Komponenten durch die Filter entfernt werden, was zu dem Überlagerungssignal führt, das weniger störende Komponenten als beim Stand der Technik enthält.
Zusätzlich sind ähnlich wie bei demjenigen des ersten Gesichtspunkts die Herstellungskosten des Überlagerungsoszillators niedrig, und der Schaltungsaufbau ist auch einfach.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Frequenzschaltverfahren eines Überlagerungsoszillators geschaffen, daß die Schritte aufweist:
frequenzmäßig unterschiedliche Frequenz durch Verwendung von Frequenzgeneratoren zu erzeugen;
und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es weiter die Schritte aufweist:
frequenzmäßig eines der Signale durch ein Teilungsverhältnis n (n ist eine ganze Zahl von zwei oder mehr) zu teilen, indem Frequenzteiler gesteuert werden, die mit den Frequenzgeneratoren verbunden sind, so daß einer der Frequenzteiler sich in einer aktiven Betriebsart befindet und dabei ein resultierendes frequenzgeteiltes Signal abgibt, und der andere oder jeder der anderen sich in einer inaktiven Betriebsart befindet, wobei ein Ausgangssignal oder mehrere ohne Teilung ausgegeben werden;
das Ausgangssignal von einem der Frequenzteiler, der sich in der aktiven Betriebsart befindet, und das Ausgangssignale oder die Ausgangssignale von dem restlichen oder jedem der restlichen der Frequenzteiler, die sich in einer inaktiven Betriebsart befinden, miteinander zu vereinigen und dadurch ein einziges Ausgangssignal zu erzeugen; und
durch Verwendung eines Filters eine Komponente mit einer Frequenz, die durch den Teilungsschritt erhalten ist, aus dem einzigen Ausgangssignal des Vereinigungsmittels als ein Überlagerungssignal auszuwählen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Ausgangssignale von den Frequenzteilern frequenzmäßig mit m unter Verwendung von Frequenzvervielfachern vervielfacht, um vereinigt zu werden, wobei m eine ganze Zahl von zwei oder mehr ist.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das einzige vereinigte Ausgangssignal frequenzmäßig mit m vervielfacht, um zum Filter geschickt zu werden.
Mit dem Verfahren des dritten Gesichtspunktes werden dieselben Wirkungen wie mit demjenigen des ersten Gesichtspunktes erzielt.
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Frequenzschaltverfahren für einen Überlagerungsoszillator geschaffenv das die Schritte aufweist:
ein erstes Signal mit einer festen Frequenzv die k mal einer gegebenen Frequenz ist, unter Verwendung eines Oszillators zu erzeugen, wobei k eine ganze Zahl von zwei oder mehr ist;
zweite Signale mit unterschiedlichen Frequenzen unter Verwendung von Frequenzgeneratoren zu erzeugen;
gekennzeichnet dadurch, daß es weiter die Schritte aufweist:
frequenzmäßig das erste Signal durch ein Teilungsverhältnis k unter Verwendung von Frequenzteilern zu teilen, wobei die Frequenzteiler mit dem Oszillator verbunden sind und so gesteuert sind, daß einer der Frequenzteiler in Betrieb ist und dadurch ein Frequenzteilersignal abgibt und der übrige oder die übrigen außer Betrieb sind, wobei sie das erste Signal ohne Teilung ausgeben;
frequenzmäßig unter Verwendung von Frequenzmischern die Ausgangssignale von den Frequenzteilern mit den zweiten Signalen von den entsprechenden Frequenzgeneratoren zu mischen; und
unter Verwendung von Filtern eine Komponente mit einer gewünschten Überlagerungsfrequenz aus den entsprechenden Ausgangssignalen von den Frequenzmischern auszuwählen, wobei die Filter mit den Frequenzmischern verbunden sind;
wobei die Komponente mit der gewünschten Überlagerungsfrequenz durch eines der Filterv die dem arbeitenden der Frequenzteiler entspricht, abgeleitet wird.
Mit dem Verfahren des vierten Gesichtspunkts können die selben Wirkungen wie mit diejenigen des zweiten Gesichtspunkts erhalten werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:
Fig. 1 ein funktionelles Blockdiagramm eines konventionellen Überlagerungsoszillators;
Fig. 2 ein funktionelles Blockdiagramm eines anderen konventionellen Überlagerungsoszillators;
Fig. 3 ein funktionelles Blockdiagramm eines Überlagerungsoszillators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein funktionelles Blockdiagramm eines Überlagerungsoszillators einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein funktionelles Blockdiagramm eines Überlagerungsoszillators einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein funktionelles Blockdiagramm eines Überlagerungsoszillators einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es sollen im folgenden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 6 beschrieben werden.
Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein Überlagerungsoszillator für ein RF-Informationsaustauschsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus ersten und zweiten PLL-Frequenzsynthesatoren 31 und 32, ersten und zweiten Frequenzteilern 33 und 34, einer Steuerschaltung 40 zum Steuern der ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34, Frequenzvervielfachern 35 und 36, einer Vereinigungsschaltung 37 und einem Bandpaßfilter 38 aufgebaut.
Der erste PLL-Frequenzsynthesator 31 erzeugt ein Signal mit einer variablen Frequenz (n/m)f&sub1;, das einen (n/m)-fachen Wert der Frequenz f&sub1; hat, um diese zu einem ersten Frequenzteiler 33 zu schicken, wobei n≠m und n und m ganze Zahlen von zwei (2) oder mehr sind. Der zweite PLL-Frequenzsynthesator 32 erzeugt ein Signal mit einer variablen Frequenz (n/m)f&sub2;, die einen (n/m)-fachen Wert der Frequenz f&sub2; hat, um diese zum zweiten Frequenzteiler 34 zu schicken. Die Frequenzen f&sub1; und f&sub2; haben unterschiedliche Werte und gehören demselben Frequenzband an.
Der erste Frequenzteiler 33 empfängt ein Ausgangssignal mit einer Frequenz (n/m)f&sub1; vom ersten Synthesator 31 und teilt es frequenzmäßig mit einem Teilungsverhältnis n in einer aktiven Betriebsart und schickt dann ein Ausgangssignal mit einer so erhaltenen Frequenz (1/m)f&sub1; zum ersten Frequenzvervielfacher 35. Ähnlich empfängt der zweite Frequenzteiler 34 ein Ausgangssignal mit einer Frequenz (n/m)f&sub2; vom zweiten Synthesator 32 und teilt es frequenzmäßig durch ein Teilungsverhältnis n in einer aktiven Betriebsart und schickt dann ein Ausgangssignal mit einer so erhaltenen Frequenz (1/m)f&sub2; zum zweiten Frequenzvervielfacher 36.
In der inaktiven Betriebsart empfangen die ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Synthesatoren 31 und 32 und schicken sie dann zu den ersten und zweiten Frequenzvervielfachern 35 und 36 ohne Frequenzteilung oder -änderung. Daher haben bei der inaktiven Betriebsart die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Frequenzteilern 33 und 34 Frequenzen (n/m)f&sub1; bzw. (n/m)f&sub2;.
Die Steuerschaltung 40 steuert die Frequenzteiler 33 und 34, so daß einer der Teiler 33 und 34 in der aktiven Betriebsart und der andere in der inaktiven ist.
Der erste Frequenzvervielfacher 35 empfängt das Ausgangssignal vom ersten Teiler 33 und vervielfacht es frequenzmäßig mit einem Vervielfältigungsverhältnis m und schickt dann ein Ausgangssignal zur Vereinigungsschaltung 37. Ähnlich empfängt der zweite Frequenzvervielfacher 36 das Ausgangssignal vom zweiten Teiler 34 und vervielfacht es frequenzmäßig mit einem Vervielfachungsverhältnis m und schickt dann ein Ausgangs- Signal zur Vereinigungsschaltung 37. Daher hat das Ausgangssignal des ersten Frequenzvervielfachers 35 eine Frequenz von f&sub1; oder nf&sub1;v und das Ausgangssignal vom zweiten Frequenzvervielfacher 36 hat eine Frequenz f&sub2; oder nf&sub2;.
Die Vereinigungsschaltung 37 empfängt die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Vervielfachern 35 und 36 und vereinigt diese, um ein einziges Ausgangssignal zu erzeugen, das die Frequenzkomponenten beider Ausgangssignale enthält, und schickt dieses dann zu dem Bandpaßfilter 38.
Da die ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 durch die Steuerschaltung 40 gesteuert werden, so daß einer der Teiler 33 und 34 sich in der aktiven Betriebsart und der andere sich in der inaktiven befindet, enthält das Ausgangssignal von der Vereinigungsschaltung 37 Komponenten mit den Frequenzen f&sub1; und nf&sub2; in einem Falle und diejenigen mit Frequenzen f&sub2; und nf&sub1; im anderen Falle.
Der Bandpaßfilter 38 überträgt selektiv die Komponenten des Ausgangssignales mit den Frequenzen f&sub1; und f&sub2; und sperrt die Komponenten mit den Frequenzen nf&sub1; und nf&sub2;. Da n eine ganze Zahl von zwei (2) oder mehr ist, ist eine solche Anordnung praktisch möglich. Die Komponente mit der Frequenz f&sub1; oder f&sub2;, die so übertragen worden ist, wird dann selektiv zu einem Ausgangsanschluß 39 als Überlagerungssignal mit der gewünschten Frequenz geschickt.
Vorzugsweise werden die Grenzfrequenzen des Bandpaßfilters 38 wie folgt festgesetzt.
Im Falle von n< m, wird die obere Grenzfrequenz so eingestellt, das Signalkomponenten mit den Frequenzen von (n/m)f&sub1; oder weniger und (n/m)f&sub2; oder weniger gesperrt werden, und die niedrige Grenzfrequenz wird so eingestellt, daß diejenigen mit Frequenzen von (2n/m)f&sub1; oder mehr und (2n/m)f&sub2; oder mehr gesperrt werden. Ist z. B. n = 2 und m = 3, so werden Signalkomponenten mit Frequenzen von (2/3)f&sub1; oder weniger und (2/3)f&sub2; oder weniger gesperrt, und diejenigen mit Frequenzen von (4/3)f&sub1; oder mehr und (4/3)f&sub2; werden gesperrt.
Im Falle von n> m wird die obere Grenzfrequenz so eingestellt, daß Signalkomponenten mit Frequenzen (n/m)f&sub1; oder mehr und (n/m)f&sub2; oder mehr gesperrt werden. Die untere Grenzfrequenz muß nicht eingestellt werden; es kann dann ein Tiefpaßfilter verwendet werden.
Als nächstes wird ein Frequenzschaltverfahren des Überlagerungsoszillators mit dem oben erwähnten Aufbau unten beschrieben werden.
Wenn ein Überlagerungssignal mit der Frequenz f&sub1; vom Ausgangsanschluß 39 abgenommen wird, wird der erste Frequenzteiler 33 gesteuert, um in die aktive Betriebsart versetzt zu werden, und der zweite Frequenzteiler 34 wird in die inaktive gebracht.
Das Signal mit der Frequenz (n/m)f&sub1;, das im ersten Frequenzsynthesator 31 erzeugt ist, wird zum ersten Frequenzteiler 33 geschickt und frequenzmäßig durch n geteilt, um zum ersten Frequenzvervielfacher 35 geschickt zu werden. Das Ausgangssignal vom ersten Frequenzteiler 33 hat die Frequenz (1/m)f&sub1;.
Das Signal mit der Frequenz (n/m)f&sub2;, das im zweiten Frequenzsynthesator 32 erzeugt ist, wird zum zweiten Frequenzteiler 34 geschickt und wird zum zweiten Frequenzvervielfacher 36 ohne Frequenzteilung geschickt. Daher hat das Ausgangssignal vom zweiten Teiler 33 die Frequenz (n/m)f&sub2;.
Der erste Frequenzvervielfacher 35 vervielfacht frequenzmäßig das Ausgangssignal vom ersten Frequenzteiler 33. Dann wird das Ausgangssignal mit der Frequenz f&sub1; vom Vervielfacher 35 zur Vereinigungsschaltung 37 geschickt. Ähnlich vervielfacht der zweite Frequenzvervielfacher 36 frequenzmäßig das Ausgangssignal vom zweiten Frequenzteiler 34. Dann wird das Ausgangssignal der Frequenz nf&sub2; vom Vervielfacher 36 zur Vereinigungsschaltung 37 geschickt.
Die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Vervielfachern 35 und 36 werden miteinander vereinigt, um ein einziges Ausgangssignal zu bilden, das die Komponenten mit den Frequenzen f&sub1; und nf&sub2; in der Vereinigungsschaltung 37 enthält.
Wie oben beschrieben überträgt der Bandpaßfilter 38 nur die Komponenten mit den Frequenzen f&sub1; und f&sub2;, so daß in diesem Fall nur die Signalkomponente mit der Frequenz f&sub1; ausgewählt wird, um zum Ausgangsanschluß 39 übertragen zu werden. Es kann daher ein Überlagerungssignal mit der gewünschten Frequenz f&sub1; erhalten werden.
Ein Überlagerungssignal mit der Frequenz f&sub2; kann in derselben Reihenfolge abgenommen werden. In diesem Falle wird der zweite Frequenzteiler 34 in die aktive Betriebsart versetzt, und der erste Frequenzteiler 33 wird in die inaktive durch die Steuerschaltung 40 gesetzt.
Das Signal mit der Frequenz (n/m)f&sub1; wird zum ersten Frequenzteiler 33 geschickt und zum ersten Frequenzvervielfacher 35 ohne Frequenzteilung geschickt. Das Ausgangssignal vom ersten Teiler 33 hat die Frequenz (n/m)f&sub1;.
Das Signal mit der Frequenz (n/m)f&sub2; wird zum zweiten Frequenzteiler 34 geschickt und frequenzmäßig durch n geteilt, um zum zweiten Frequenzvervielfacher 36 geschickt zu werden. Das Ausgangssignal vom zweiten Teiler 33 hat die Frequenz (1/m)f&sub2;.
Das Ausgangssignal mit der Frequenz (n/m)f&sub1; vom ersten Teiler 33 wird frequenzmäßig mit m im ersten Vervielfacher 35 vervielfacht, um zur Vereinigungsschaltung 37 geschickt zu werden. Das Ausgangssignal vom ersten Vervielfacher 35 hat die Frequenz nf&sub1;.
Ähnlich wird das Ausgangssignal mit der Frequenz (1/m)f&sub1; vom zweiten Teiler 34 frequenzmäßig mit m im zweiten Vervielfacher 36 multipliziert, um zur Vereinigungsschaltung 37 geschickt zu werden. Das Ausgangssignal vom zweiten Vervielfacher 36 hat die Frequenz f&sub2;.
Die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Vervielfachern 35 und 36 werden miteinander vereinigt, um ein einziges Ausgangssignal zu bilden, das die Komponenten mit den Frequenzen nf&sub1; und f&sub2; in der Vereinigungsschaltung 37 enthält.
Nur die Signalkomponente mit der Frequenz f&sub2; wird durch den Bandpaßfilter 38 ausgewählt, zum Ausgangsanschluß 39 übertragen zu werden. Es kann dann ein Überlagerungssignal mit der gewünschten Frequenz f&sub2; erhalten werden.
Wie dies oben beschrieben wurde, werden bei dem Frequenzschaltverfahren der ersten Ausführungsform die ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 so gesteuert, daß einer der Teiler 33 und 34 in die aktive Betriebsart versetzt wird, wodurch das vereinigte Ausgangssignal mit der Komponente der Frequenzen nf&sub1; und f&sub2; erhalten wird, oder das mit den Frequenzen nf&sub2; und f&sub1;. Es wird dann die Komponente mit den Frequenzen f&sub1; oder f&sub2; durch den Filter 38 ausgewählt, um zum Ausgangsanschluß 39 geschickt zu werden.
Als Ergebnis kann die Überlagerungsfrequenz geschaltet werden, indem die Betriebsarten der ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 geändert werden.
Da die nicht ausgewählte Komponente die Frequenz nf&sub1; oder nf&sub2; hat, hat die störende Komponente, die in der Vereinigungsschaltung 37 erzeugt wird, die selbe Frequenz nf&sub1; oder nf&sub2;; die störende Komponente kann daher durch den Filter 38 entfernt werden. Dies bedeutet, daß die Überlagerungsfrequenzen mit weniger störenden Komponenten als beim Stand der Technik erhalten werden können.
Zusätzlich sind, da teure pin-Dioden nicht als eine Schalterschaltung verwendet werden müssen und komplizierte Schaltungen nicht enthalten sind, die Herstellungskosten des Überlagerungsoszillators niedrig, und der Schaltungsaufbau desselben ist einfach.
[Zweite Ausführungsform]
Ein Überlagerungsoszillator für ein RF-Informationsaustauschsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform ist in Fig. 4 gezeigt. Der Überlagerungsoszillator der zweiten Ausführungsform hat denselben Aufbau wie derjenige der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die Ausgangssignale von den zweiten Frequenzteilern 33 und 34 miteinander vereinigt werden, um ein einziges Ausgangssignal zu bilden, bevor die Frequenzvervielfachung stattfindet, und das so erhaltene Signal wird dann frequenzmäßig vervielfacht.
Daher sind zum Zwecke der Vereinfachung der Erläuterung die entsprechenden Elemente in Fig. 4 mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 3 versehen, und die Beschreibung derselben wird hier weggelassen.
In Fig. 4 teilen, wie dies bei der ersten Ausführungsform angegeben wurde, die ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 ihre Eingangssignale frequenzmäßig durch das vorgegebene Teilungsverhältnis n in der aktiven Betriebsart und teilen diese in der inaktiven Betriebsart nicht.
Eine Vereinigungsschaltung 41 vereinigt die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Frequenzteilern 33 und 34 miteinander, um ein einziges Ausgangssignal zu bilden, das die Komponenten mit ihren beiden Frequenzen einschließt; dann wird das vereinigte Ausgangssignal zum Frequenzvervielfacher 42 geschickt.
Die ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 werden so gesteuert, daß sich einer von ihnen in der aktiven Betriebsart und der andere in der inaktiven Betriebsart befindet, so daß das Ausgangssignal von der Vereinigungsschaltung 41 die Komponenten mit den Frequenzen (1/m)f&sub1; und (n/m)f&sub2; in einem Falle und mit Frequenzen (n/m)f&sub1; und (1/m)f&sub2; im anderen Falle enthält.
Der Frequenzvervielfacher 42 empfängt das Ausgangssignal von der Vereinigungsschaltung 41 und vervielfacht dies frequenzmäßig um m, um das so durch Frequenzvervielfachung erhaltene Signal zum Bandpaßfilter 38 zu schicken. Das Ausgangssignal vom Vervielfacher 42 schließt daher die Komponenten mit den Frequenzen f&sub1; und nf&sub2; in einem Fall und Frequenzen nf&sub1; und f&sub2; im anderen Fall ein.
Der Bandpaßfilter 38 hat die Funktion, daß die Komponenten mit den Frequenzen f&sub1; und f&sub2; durchgelassen werden und die Frequenzen nf&sub1; und nf&sub2; gesperrt werden, so daß das Ausgangssignal vom Filter 38 die Komponente mit der Frequenz f&sub1; oder f&sub2; enthält, das zum Ausgangsanschluß 39 als das gewünschte Überlagerungssignal geschickt wird.
Als nächstes soll ein Frequenzschaltverfahren des Überlagerungsoszillators der zweiten Ausführungsform erläutert werden.
Wenn ein Überlagerungssignal mit der Frequenz f&sub1; dem Ausgangsanschluß 39 entnommen wird, wird durch die Steuerschaltung 40 der erste Frequenzteiler 33 in die aktive Betriebsart und der zweite Frequenzteiler 34 in die inaktive versetzt.
Das Signal mit der Frequenz (n/m)f&sub1; vom ersten Frequenzsynthesator 31 wird zum ersten Frequenzteiler 33 geschickt und durch n getteilt, um zur Vereinigungsschaltung 41 geschickt zu werden. Das Ausgangssignal vom ersten Teiler 33 hat die Frequenz (1/m)f&sub1;. Andererseits wird das Signal mit der Frequenz (n/m)f&sub2; vom zweiten Frequenzsynthesator 32 zum zweiten Frequenzteiler 34 geschickt und ohne Frequenzteilung zur Vereinigungsschaltung 41 geschickt. Das Ausgangssignal von dem zweiten Teiler 33 hat dieselbe Frequenz (n/m)f&sub2; wie dasjenige im ersten Synthesator 31.
Die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Teilern 33 und 34 werden miteinander vereinigt, um das einzige Ausgangssignal zu bilden, das die Komponenten mit den Frequenzen (1/m)f&sub1; und (n/m)f&sub2; in der Vereinigungsschaltung 37 enthält. Das so durch Vereinigung enthaltene Signal wird dann zum Frequenzvervielfacher 42 geschickt, um frequenzmäßig um m vervielfacht zu werden, was zu einem Ausgangssignal mit den Frequenzen f&sub1; und nf&sub2; führt. Das so erhaltene Ausgangssignal wird dann zum Bandpaßfilter 38 geschickt.
Da der Bandpaßfilter 38 nur die Komponenten mit der Frequenz f&sub1; und f&sub2; durchläßt, wird nur die Signalkomponente mit der Frequenz f&sub1; ausgewählt, um zum Ausgangsanschluß 39 übertragen zu werden. Es kann daher ein Überlagerungssignal mit der Frequenz f&sub1; erhalten werden.
Ein Überlagerungssignal mit der Frequenz f&sub2; kann mit derselben Sequenz entnommen werden. In diesem Falle wird der erste Frequenzteiler 33 in die aktive Betriebsart versetzt und der zweite Frequenzteiler 34 wird in die inaktive versetzt.
In der Vereinigungsschaltung 41 werden die Ausgangssignale mit den Frequenzen (n/m)f&sub1; und (1/m)f&sub2; von den ersten und zweiten Teilern 33 und 34 miteinander vereinigt, um ein einziges Ausgangssignal zu bilden, das die beiden Komponenten enthält.
Das Ausgangssignal mit den Frequenzen (n/m)f&sub1; und (1/m)f&sub2; von der Vereinigungsschaltung 41 wird frequenzmäßig in dem Vervielfacher 42 mit m vervielfacht, um zum Bandpaßfilter 38 geschickt zu werden. Das Ausgangssignal vom Vervielfacher 42 hat die Frequenzen nf&sub1; und f&sub2;.
Im Bandpaßfilter 38 wird nur die Signalkomponente mit der Frequenz f&sub2; ausgewählt, um zum Ausgangsanschluß 39 geschickt zu werden. Es kann daher ein Überlagerungssignal mit der Frequenz f&sub2; erhalten werden.
Mit dem Überlagerungsoszillator und dem Frequenzschaltverfahren der zweiten Ausführungsform können dieselben Wirkungen wie diejenigen der ersten Ausführungsform erhalten werden. Außerdem besteht ein zusätzlicher Vorteil, daß der Schaltungsaufbau des Überlagerungsoszillators einfacher ist als bei der ersten Ausführungsform, da nur ein Frequenzvervielfacher benötigt wird.
[Dritte Ausführungsform]
Fig. 5 zeigt einen Überlagerungsoszillator für ein RF-Informationsaustauschsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieser Oszillator ist derselbe wie derjenige der ersten und zweiten Ausführungsformen mit der Ausnahme, daß kein Frequenzvervielfacher vorgesehen ist, und ist äquivalent zu denjenigen der ersten und zweiten Ausführungsformen, bei denen m = 1. Daher werden für den Zweck der Vereinfachung der Erläuterung dieselben Bezugszeichen wie diejenigen bei den Fig. 3 oder 4 für die entsprechenden Elemente in Fig. 5 verwendet, und die Beschreibung derselben wird weggelassen.
In Fig. 5 erzeugt ein erster PLL-Frequenzsynthesator 31a ein Signal mit einer veränderlichen Frequenz nf&sub1;, die n mal so groß ist wie eine Frequenz f&sub1;, um zum ersten Frequenzteiler 33 geschickt zu werden. Ein zweiter PLL-Frequenzsynthesator 32a erzeugt ein Signal mit einer veränderlichen Frequenz nf&sub2;, die n mal so groß ist wie eine Frequenz f&sub2;, um dieses zum zweiten Frequenzteiler 34 zu schicken.
Der erste Frequenzteiler 33 teilt frequenzmäßig das Ausgangssignal mit der Frequenz nf&sub1; vom ersten Synthesator 31 a durch das Teilungsverhältnis n, um ein Ausgangssignal mit der Frequenz f&sub1; in der aktiven Betriebsart zu erzeugen. In der inaktiven Betriebsart führt der Teiler 33 die Betriebsart der Frequenzteilung nicht durch, und das Ausgangssignal mit der Frequenz nf&sub1; wird zur Vereinigungsschaltung 41 ohne Frequenzänderung geschickt.
Auf ähnliche Weise teilt der zweite Frequenzteiler 34 in der aktiven Betriebsart frequenzmäßig das Ausgangssignal mit der Frequenz nf&sub2; vom zweiten Synthesator 32a durch das Teilungsverhältnis n, um ein Ausgangssignal mit der Frequenz f&sub2; zu erzeugen. In der inaktiven Betriebsart führt der Teiler 34 die Frequenzteilung nicht durch, und das Ausgangssignal mit der Frequenz nf&sub2; wird zur Vereinigungsschaltung 41 ohne Frequenzänderung geschickt.
Die ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 sind so gesteuert, daß einer von ihnen in der aktiven Betriebsart und der andere in der inaktiven Betriebsart ist, ähnlich wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen.
Eine Vereinigungsschaltung 41 vereinigt die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Frequenzteilern 33 und 34 miteinander, um ein einziges Ausgangssignal einschließlich der Komponenten mit ihren beiden Frequenzen zu bilden. Das so erhaltene Ausgangssignal wird dann zum Bandpaßfilter 41 geschickt. Die ersten und zweiten Frequenzteiler 33 und 34 werden so gesteuert, daß sich einer von ihnen in der aktiven Betriebsart und der andere in der inaktiven Betriebsart befindet, so daß das Ausgangssignal von der Vereinigungsschaltung 41 die Komponenten mit den Frequenzen f&sub1; und nf&sub2; in einem Fall und diejenigen mit nf&sub1; und f&sub2; im anderen Fall hat.
Im Bandpaßfilter 38 wird in einem Fall die Komponente mit der Frequenz f&sub1; selektiv zum Ausgangsanschluß 39 als Überlagerungssignal übertragen. Im anderen Fall wird die Komponente mit der Frequenz f&sub2; selektiv zum Ausgangsanschluß 39 als Überlagerungssignal übertragen.
Das Frequenzschaltverfahren des Überlagerungsoszillators der dritten Ausführungsform ist dasselbe wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen mit der Ausnahme, daß keine Frequenzvervielfachung durchgeführt wird.
Mit dem Überlagerungsoszillator und seinem Frequenzschaltverfahren der dritten Ausführungsform können dieselben Wirkungen wie diejenigen bei den ersten und zweiten Ausführungsformen erhalten werden. Außerdem besteht ein zusätzlicher Vorteil darin, daß der Schaltungsaufbau des Überlagerungsoszillators einfacher ist als bei der zweiten Ausführungsform, da kein Frequenzvervielfacher erforderlich ist.
[Vierte Ausführungsform]
Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, besteht ein Überlagerungsoszillator für ein RF- Informationsaustauschsystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus ersten und zweiten PLL-Frequenzsynthesatoren 51 und 52, einer Oszillatorschaltung 61, ersten und zweiten Frequenzteilern 53 und 54, einer Steuerschaltung 60 zum Steuern der ersten und zweiten Frequenzteiler 53 und 54, ersten und zweiten Frequenzmischern 55 und 56 und ersten und zweiten Bandpaßfiltern 57 und 58.
Der erste PLL-Frequenzsynthesator 51 erzeugt ein Signal mit einer veränderbaren Frequenz f&sub1;', um diese zum ersten Frequenzvervielfacher 55 zu schicken. Der zweite PLL- Frequenzsynthesator 52 erzeugt ein Signal mit einer veränderlichen Frequenz f&sub2;', um diese zum zweiten Frequenzvervielfacher 56 zu schicken. Diese Frequenz f&sub1;'und f&sub2;' sind voneinander verschieden und gehören demselben Frequenzband an.
Die Oszillatorschaltung 61 erzeugt ein Signal mit einer festen Frequenz kf&sub0;, die k mal den Wert hat wie eine Frequenz f&sub0;, um diese sowohl zum ersten als auch zum zweiten Frequenzteiler 53 und 54 zu schicken, wobei k eine ganze Zahl von zwei (2) oder mehr ist.
Die Frequenzen f&sub1;¹, f&sub2;' und f&sub0; stehen in der folgenden Beziehung. Die Summe oder die Differenz zwischen den Frequenzen f&sub1; und f&sub0; ist gleich dem Wert einer Überlagerungsfrequenz, und die Summe oder die Differenz zwischen den Frequenzen f&sub2;' und f&sub0; ist gleich dem Wert einer anderen Überlagerungsfrequenz.
Der erste Frequenzteiler 53 empfängt das Ausgangssignal mit der Frequenz kf&sub0; von der Oszillatorschaltung 61 und teilt es frequenzmäßig durch ein Teilungsverhältnis k; schickt dann das Ausgangssignal mit der so erhaltenen Frequenz f&sub0; zum ersten Frequenzmischer 55. Ähnlich empfängt der zweite Frequenzteiler 54 das Ausgangssignal mit der Frequenz kf&sub0; von der Oszillatorschaltung 61 und teilt dieses frequenzmäßig um dasselbe Teilungsverhältnis k; dann schickt sie ein Ausgangssignal mit der so erhaltenen Frequenz f&sub0; an den zweiten Frequenzmischer 56. Die Steuerschaltung 60 steuert die Frequenzteiler 53 und 54, so daß einer der Teiler 53 und 54 in Betrieb ist und der andere außer Betrieb ist. Im Unterschied zu denjenigen der ersten bis dritten Ausführungsformen gibt der erste oder zweite Teiler 53 oder 54, der außer Betrieb ist oder mit dem Betrieb aufhört, keinerlei Signale an den entsprechenden der ersten und zweiten Frequenzmischer 55 und 56 ab.
Der erste Frequenzmischer 55 empfängt das Ausgangssignal mit der veränderlichen Frequenz f&sub1;' von dem ersten Synthesator 51 und das Ausgangssignal mit der festen Frequenz f&sub0; von der ersten Teilerschaltung 53 und mischt diese dann frequenzmäßig miteinander, um das so gemischte Ausgangssignal zum ersten Bandpaßfilter 57 zu schicken. Das Ausgangssignal vom ersten Frequenzmischer 55 enthält daher die Komponenten mit der Summe (f&sub1;' + f&sub0;) und die Diferenz f&sub1;' - f&sub0; der beiden Frequenzen f&sub1;' und f&sub0;.
Ähnlich empfängt der zweite Frequenzmischer 56 das Ausgangssignal mit der veränderlichen Frequenz f&sub2;' von dem zweiten Synthesator 52 und das Ausgangssignal der festen Frequenz f&sub0; vom zweiten Teiler 54 und mischt diese frequenzmäßig miteinander, um das so gemischte Ausgangssignal zum zweiten Bandpaßfilter 58 zu schicken. Das Ausgangssignal vom zweiten Frequenzmischer 56 enthält daher die Komponenten mit der Summe (f&sub2;' + f&sub0;) und die Differenz f&sub2;' - f&sub0; der beiden Frequenzen f&sub2;' und f&sub0;.
Der erste Bandpaßfilter 57 hat ein Durchlaßbandv in dem die Komponente mit der Summefrequenz (f&sub1;¹ + f&sub0;) oder die Differenzfrequenz f&sub1;' - f&sub0; im Ausgangssignal vom ersten Mischer 55 selektiv übertragen wird, so daß entweder die Summen- oder die Differenzfrequenz zum Ausgangsanschluß 59 als Überlagerungssignal mit der gewünschten Frequenz geschickt wird.
Ähnlich hat der zweite Bandpaßfilter 58 ein Durchlaßband, in der die Komponente mit der Summenfrequenz (f&sub2;' + f&sub0;) oder die Differenzfrequenz f&sub2;' - f&sub0; im Ausgangssignal vom zweiten Mischer 56 selektiv übertragen wird, so daß entweder die Summenfrequenz oder die Differenzfrequenz zum Ausgangsanschluß 59 als Überlagerungssignal mit einer anderen gewünschten Frequenz geschickt wird.
Mit dem Überlagerungsoszillator der vierten Ausführungsform wird Überlagerungsfrequenzschalten wie folgt ausgeführt.
Wenn ein Überlagerungssignal durch den ersten Filter 57 entnommen wird, wird der erste Frequenzteiler durch die Steuerschaltung 60 in Betrieb gesetzt und der zweite Frequenzteiler 54 arbeitet nicht.
Das Signal mit der festen Frequenz kf&sub0;, das in dem Oszillator 61 erzeugt wird, wird frequenzmäßig durch k im ersten Frequenzteiler 53 geteilt, um zum ersten Frequenzmischer 55 geschickt zu werden, wobei die Frequenz zu f&sub0; geändert ist. Der erste Frequenzmischer 55 mischt frequenzmäßig das Ausgangssignal mit der Frequenz f&sub0; vom ersten Teiler 53 und dasjenige mit der Frequenz f&sub1;' vom ersten Synthesator 51 miteinander, um so ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Komponenten mit der Summenfrequenz (f&sub1;' + f&sub0;) und der Differenzfrequenz f&sub1;' - f&sub0; zu erzeugenv daß zum ersten Bandpaßfilter 57 geschickt wird.
Wenn die Summenfrequenz (f&sub1;' + f&sub0;) gleich der Überlagerungsfrequenz ist, schickt der erste Bandpaßfilter 57 selektiv die Signalkomponente mit der Summenfrequenz zum Ausgangsanschluß 59. Wenn die Differenzfrequenz f&sub1;' - f&sub0; gleich der Überlagerungsfrequenz ist, so schickt er selektiv die Signalkomponente mit der Differenzfrequenz zum Ausgangsanschluß 59.
Da der zweite Frequenzteiler 54 nicht in Betrieb gesetzt wird, wird hier kein Signal vom zweiten Frequenzteiler 54 ausgegeben. Daher wird nur das Ausgangssignal mit der Frequenz f&sub2;' vom zweiten Frequenzsynthesator 52 in den zweiten Frequenzmischer 56 eingegeben. Dann schickt der zweite Frequenzmischer 56 ein Ausgangssignal, das nur die Komponente mit der Frequenz f&sub2;' enthält, zum zweiten Filter 58. Die Frequenz f&sub2;' ist außerhalb des Durchlaßbandes des Filters 58, so daß das Ausgangssignal nicht durch den Filter 58 hindurchgelangen kann, und als Ergebnis wird kein Signal an den Ausgangsanschluß 59 abgegeben.
Es kann so ein Ausgangssignal mit der gewünschten Überlagerungsfrequenz (f&sub1;' + f&sub0;) oder f&sub1;' - f&sub0; erhalten werden.
Wenn ein Überlagerungssignal durch den zweiten Filter 58 abgenommen wird, so wird in ähnlicher Weise nur der zweite Frequenzteiler durch die Steuerschaltung 60 in Betrieb gesetzt.
Das Signal mit der festen Frequenz kf&sub0;, das im Oszillator 61 erzeugt wird, wird im zweiten Frequenzteiler 54 durch k geteilt, um zum zweiten Frequenzmischer 56 geschickt zu werden, wobei seine Frequenz zu f&sub0; geändert ist. Der zweite Frequenzmischer 56 mischt das Ausgangssignal mit der Frequenz f&sub0; und dasjenige mit der Frequenz f&sub2; vom zweiten Synthesator 52 miteinander, um ein Ausgangssignal enthält, das die Komponenten mit der Summenfrequenz (f&sub2;' + f&sub0;) und der Differenzfrequenz f&sub2;' - f&sub0; zu erzeugen, das zum zweiten Bandpaßfilter 58 geschickt wird.
Ähnlich wie beim ersten Bandpaßfilter 57 wird die Signalkomponente mit der Summefrequenz (f&sub2;' + f&sub0;) oder mit der Differenzfrequenz f&sub2;' - f&sub0; selektiv zum Ausgangsanschluß 59 als Überlagerungsfrequenz übertragen.
Da kein Signal vom ersten Frequenzteiler 53 abgegeben wird, wird durch den ersten Bandpaßfilter 57 kein Signal an den Ausgangsanschluß 59 abgegeben. Es kann daher ein Ausgangssignal mit einer Überlagerungsfrequenz (f&sub2;' + f&sub0;) oder f&sub2;' - f&sub0; vom Anschluß 59 abgenommen werden.
Mit dem Überlagerungsoszillator der vierten Ausführungsform wird wie oben beschrieben die störende Komponente von dem ersten oder zweiten Frequenzteiler 53 oder 54 ausgegeben, der nicht in Betrieb ist. Die Frequenz der störenden Komponente ist kf&sub0;, was k mal soviel ist als diejenige, die zum Erzeugen der Überlagerungsfrequenzen oder f&sub0; erforderlich ist. Wird daher die Frequenz kf&sub0; mit der Frequenz f&sub1;' oder f&sub2;' des Ausgangssignals vom ersten oder zweiten Synthesator 51 oder 52 in dem entsprechenden Frequenzmischer gemischt, wird die Ausgangsfrequenz f&sub1;' ± kf&sub0; oder f&sub2;' ± kf&sub0; .
Die Frequenzen f&sub1;' ± kf&sub0; und f&sub2;' ± kf&sub0; können leicht durch den entsprechenden Filter 57 oder 58 entfernt werden, indem die entsprechenden Durchlaßbänder der Filter 57 und 58 so eingestellt werden, daß die störenden Frequenzen f&sub1;' ± kf&sub0; und f&sub2;' ± kf&sub0; außerhalb ihrer Durchlaßbänder sind.
In Fig. 6 sind die Ausgangsenden der ersten und zweiten Filter 57 und 58 direkt mit dem Ausgangsende 59 verbunden, es ist jedoch vorzuziehen, daß praktischerweise die Ausgangsenden der Filter 57 und 58 durch eine Schalterschaltung verbunden werden, die aus pin-Dioden oder ähnlichem oder einen Hybridtransformator aufgebaut ist.
Mit dem Überlagerungsoszillator und seinem Frequenzschaltverfahren der vierten Ausführungsform können dieselben Wirkungen wie bei denen der ersten bis dritten Ausführungsformen erhalten werden.
In den ersten bis vierten Ausführungsformen sind zwei PLL-Frequenzsynthesatoren vorgesehen, es können jedoch, wenn die Gelegenheit dies erfordert, drei oder mehr Synthesatoren und ihre damit zusammenhängenden Elemente wie Frequenzteiler und Filter vorgesehen sein.
Um zusammenzufassen wird hier ein Überlagerungsoszillator und sein Frequenzschaltverfahren offenbart, bei dem Überlagerungssignale mit weniger störenden Komponenten erhalten werden können. Es sind Frequenzgeneratoren zum Erzeugen von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen und Frequenzteiler vorgesehen, die mit den Generatoren verbunden sind. Die Teiler teilen frequenzmäßig die Signale, um sie in einer aktiven Betriebsart auszugeben und um Signale ohne Teilung in einer inaktiven Betriebsart auszugeben. Die Teiler sind so gesteuert, daß eine der Teiler in der aktiven Betriebsart und der Rest in der inaktiven Betriebsart ist. Die Ausgangssignale von den Teilern werden miteinander vereinigt, um ein einziges Ausgangssignal zu bilden und werden dann zu einem Filter geschickt. Der Filter wählt eine Komponente mit der gewünschten Überlagerungsfrequenz aus dem einzigen Ausgangssignal aus. Störende Komponenten aufgrund von nicht ausgewählten Frequenzen werden durch den Filter entfernt, da sie nicht geteilt werden.

Claims

1. Überlagerungsoszillator für ein RF-Informationsaustauschsystem, der aufweist:

Frequenzgeneratoren (31, 32; 31a, 31b) zum Erzeugen von Signalen, wobei die Signale frequenzmäßig voneinander verschieden sind;

Vereinigungsmittel (37; 41) zum Vereinigen von Signalen miteinander, um ein einziges Ausgangssignal zu erzeugen; und

einen Filter (38) zum Auswählen einer Komponente aus dem einzigen Ausgangssignal von den Vereinigungsmitteln (37; 41), wobei dadurch ein gewünschtes Überlagerungssignal am Ausgangsende (39) des Filters erhalten wird;

dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator weiter aufweist:

Frequenzteiler (33, 34), die jeweils mit einem entsprechenden Frequenzgenerator (31, 32; 31a, 31b) verbunden sind und ein Ausgangssignal von dem entsprechenden Frequenzgenerator empfangen;

wobei jeder der Frequenzteiler (33, 34) eine aktive Betriebsart und eine inaktive Betriebsart aufweist und in der aktiven Betriebsart frequenzmäßig das Ausgangssignal vom entsprechenden Frequenzgenerator (31, 32; 31a, 31b) durch ein Teilungsverhältnis n teilt, wobei n eine ganze Zahl von zwei oder mehr ist, um ein resultierendes frequenzgeteiltes Signal auszugeben, und in der inaktiven Betriebsart das Ausgangssignal ohne Teilung ausgibt;

wobei der Oszillator weiter Steuermittel (40) zum Steuern der Frequenzteiler aufweist, so daß einer der Frequenzteiler sich in der aktiven Betriebsart und der andere oder die anderen sich in der inaktiven Betriebsart befinden;

wobei die Vereinigungsmittel Signale vereinigen, die von allen Frequenzteilern (33, 34) ausgegeben werden, um das einzige Ausgangssignal zu erzeugen;

wobei der Filter (38) eine Komponente mit einer geteilten Frequenz von dem einzigen Ausgangssignal auswählt, um das gewünschte Überlagerungssignal zu erhalten.

2. Überlagerungsoszillator nach Anspruch 1, der weiter Frequenzvervielfacher (35, 36) aufweist, die zwischen den entsprechenden Frequenzteilern (33, 34) und den Vereinigungsmitteln (37) vorgesehen sind, wobei die Vervielfacher (35, 36) frequenzmäßig jedes der Ausgangssignale von den Frequenzteilern (35, 36) mit einem Vervielfachungsverhältnis m vervielfachen (m ist eine ganze Zahl von zwei oder mehr), und das so vervielfachte Ausgangssignal zu den Vereinigungsmitteln (37) schicken.

3. Überlagerungsoszillator nach Anspruch 1, der weiter einen Frequenzvervielfacher (42) aufweist, der zwischen den Vereinigungsmitteln (37) und dem Filter (38) vorgesehen ist, welcher Vervielfacher (42) frequenzmäßig das einzige Ausgangssignal von den Vereinigungsmitteln (37) mit einem Vervielfachungsverhältnis m (m ist eine ganze Zahl von zwei oder mehr) vervielfacht und das so vervielfachte Ausgangssignal zu dem Filter (38) schickt.

4. Überlagerungsoszillator nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Vervielfachungsverhältnis m kleiner im Wert ist als das Teilungsverhältnis n und bei dem der Filter (38) Komponenten mit Frequenzen sperrt, die gleich sind oder größer als n/m-mal die Frequenzen der Signale, die von den Frequenzgeneratoren (31, 32) ausgegeben werden.

5. Überlagerungsoszillator für ein RF-Informationsaustauschsystem, der aufweist:

einen Oszillator (61), der ein erstes Signal mit einer festen Frequenz von k mal einer vorgegebenen Frequenz erzeugt, wobei k eine ganze Zahl von zwei oder mehr ist; und

Frequenzgeneratoren (51, 52) zum Erzeugen zweiter Signale, wobei die zweiten Signale frequenzmäßig voneinander verschieden sind;

dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator weiter aufweist:

Frequenzteiler (53, 54), die mit dem Oszillator (61) verbunden sind, wobei jeder der Frequenzteiler (53, 54) das erste Signal vom Oszillator (61) empfängt und dieses erste Signal frequenmäßig mit einem Teilungsverhältnis k teilt;

Steuermittel zum Steuern der Frequenzteiler (53, 54), so daß einer der Frequenzteiler (53, 54) in Betrieb ist und der übrige bzw. die übrigen außer Betrieb sind;

Frequenzmischer (55, 56), von denen jeder frequenzmäßig ein Ausgangssignal von einem entsprechenden der Frequenzteiler (53, 54) mit dem zweiten Signal von einem entsprechenden der Frequenzgeneratoren (51, 52) mischt;

Filter (57, 58), die mit dem Frequenzmischern (55, 56) verbunden sind, von denen jeder eine Komponente mit einer gewünschten Überlagerungsfrequenz aus einem Ausgangssignal eines entsprechenden der Frequenzmischer (55, 56) auswählt; und

einen Ausgangsanschluß (59), der mit allen Filtern verbunden ist;

und wobei die Komponente mit der gewünschten Überlagerungsfrequenz durch einen der Filter (57, 58), der dem in Betrieb befindlichen der Frequenzteiler (53, 54) entspricht, abgeleitet wird.

6. Frequenzschaltverfahren eines Überlagerungsoszillators für ein RF- Informationsaustauschsystem, welches Verfahren die Schritte aufweist:

Signale mit unterschiedlicher Frequenz unter Verwendung von Frequenzgeneratoren (31,32; 31a, 31b) zu erzeugen;

und dadurch gekennzeichnet ist, daß es weiter die Schritte aufweist:

frequenzmäßig eines der Signale mit einem Teilungsverhältnis n (n ist eine ganze Zahl von zwei oder mehr) zu teilen, indem Frequenzteiler (33, 34) gesteuert werden, die mit den Frequenzgeneratoren verbunden sind, so daß einer der Frequenzteiler (31, 32) in einer aktiven Betriebsart ist und dabei ein resultierendes frequenzgeteiltes Signal abgibt und der andere oder die anderen in einer inaktiven Betriebsart sind, wobei sie dabei ein oder mehrere Ausgangssignale ohne Teilung ausgeben;

das Ausgangssignal von einem der Frequenzteiler, der sich in der aktiven Betriebsart befindet, und das Ausgangssignal oder die Ausgangssignale von dem oder den übrigen der Frequenzteiler, der bzw. die sich in einer inaktiven Betriebsart befinden, miteinander zu mischen, wodurch ein einziges Ausgangssignal erzeugt wird; und

unter Verwendung eines Filters (38) eine Komponente mit einer Frequenz als Überlagerungssignal auszuwählen, die durch den Teilungsschritt von dem einzigen Ausgangssignal des Vereinigungsmittels (37; 41) erhalten wird.

7. Frequenzschaltverfahren nach Anspruch 6, bei dem die Ausgangssignale der Frequenzteiler (33, 34) zu dem Vereinigungsmittel (37) nach Frequenzvervielfachung um ein Vervielfachungsverhältnis m (m ist eine ganze Zahl von zwei oder mehr) zu schicken, wobei Frequenzvervielfacher (31, 32) verwendet werden, die zwischen den entsprechenden Frequenzteilern und dem Vereinigungsmittel vorgesehen sind.

8. Frequenzschaltverfahren nach Anspruch 6, bei dem das einzige Ausgangssignal von dem Vereinigungsmittel (37) zum Filter (38) nach Frequenzvervielfachung um ein Vervielfachungsverhältnis m (m ist eine ganze Zahl von zwei oder mehr) geschickt wird, wobei ein Frequenzvervielfacher (42) verwendet wird, der zwischen dem Vereinigungsmittel (37) und dem Filter (38) vorgesehen ist.

9. Frequenzschaltverfahren eines Überlagerungsoszillators, das die Schritte aufweist:

ein erstes Signal mit einer festen Frequenz unter Verwendung eines Oszillators (61) zu erzeugen, die k mal einer vorgegebenen Frequenz ist, wobei k eine ganze Zahl von zwei oder mehr ist;

zweite Signale mit unterschiedlichen Frequenzen unter Verwendung von Frequenzgeneratoren (51, 52) zu erzeugen;

dadurch gekennzeichnet, daß es weiter die Schritte aufweist:

frequenzmäßig das erste Signal durch ein Teilungsverhältnis k unter Verwendung von Frequenzteilern (53, 54) zu teilen, wobei die Frequenzteiler (53, 54) mit dem Oszillator (61) verbunden sind und so gesteuert werden, daß einer der Frequenzteiler (53, 54) in Betrieb ist und dabei ein Frequenzteilersignal ausgibt und der übrige oder die übrigen außer Betrieb sind und dabei das erste Signal ohne Teilung ausgeben;

frequenzmäßig unter Verwendung von Frequenzmischern (55, 56) die Ausgangssignale von den Frequenzteilern (53, 54) mit den zweiten Signalen von den entsprechenden Frequenzgeneratoren (51, 52) zu mischen; und

unter Verwendung von Filtern (57, 58) eine Komponente mit der gewünschten Überlagerungsfrequenz aus den Ausgangssignalen der Frequenzmischer (55, 56) auszuwählen, wobei die Filter (57, 58) mit den Frequenzmischern (55, 56) verbunden sind; wobei die Komponente mit der gewünschten Überlagerungsfrequenz durch einen der Filter (57, 58), der dem in Betrieb befindlichen der Frequenzteiler (53, 54) entspricht, abgeleitet wird.