NL8702424A - Oscillatorschakeling met een faseregellus. - Google Patents

Description

PHN 12.291 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Oscillatorschakeling met een faseregellus.

De uitvinding heeft betrekking op een oscillatorschakeling met een faseregellus die een fasedetektor bevat waarvan een eerste ingang is gekoppeld met een uitgang van een oscillator, een tweede ingang is gekoppeld met een 5 vergelijkingssignaalingang van de faseregellus en waarvan een uitgangsschakeling is gekoppeld met een door die uitgangsschakeling schakelbare stroombronschakeling voor het regelen van de lading van een capaciteit waarvan een regelsignaal voor de oscillator wordt verkregen,

Uit het Amerikaanse octrooischrift 4,244,043, is een 10 oscillatorschakeling van de bovengenoemde soort bekend.

Een dergelijke oscillatorschakeling kan bijvoorbeeld als kloksignaalgenerator voor geheugenschakelingen worden gebruikt in videosignaalverwerkingsschakelingen als het vergelijkingssignaal een signaal van de lijnfrequentie is en de uitgang van de oscillator via een 15 frequentiedeler met de eerste ingang van de fasedetektor gekoppeld wordt.

Ter verbetering van het gedrag van de faseregellus wordt bijvoorbeeld in figuur 16 van het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift voorgesteld een weerstand in serie met de capaciteit op 20 te nemen.

Als de oscillatorschakeling als geïntegreerde schakeling wordt uitgevoerd, blijkt het moeilijk om een geschikte waarde van die weerstand te kiezen.

De spreidingen in de versterking van de fasedetektor, in 25 de regelsteilheid van de oscillator en in de waarde van de weerstand zelf zijn zodanig dat de eigenschappen van de regellus dan niet vastliggen.

De uitvinding heeft ten doel een oplossing aan te geven waardoor de eigenschappen van de regellus minder afhankelijk worden van 30 de spreiding in verschillende elementen van de schakeling.

Een oscillatorschakeling van de in de aanhef genoemde soort heeft daarom tot kenmerk, dat de capaciteit is verbonden met een 8702424 PHN 12.291 2 ingang van een spanning-stroomomzetter wet behulp waarvan als regelsignaal voor de oscillator een regelstroom wordt verkregen waarbij de frequentie van de oscillator van deze regelstroom afhankelijk is en de regelstroom wordt verkregen via een eveneens door de fasedetektor 5 schakelbare tweede stroombronschakeling.

Omdat de weerstand nu niet meer aanwezig is, hebben de waarde ervan en spreiding in de waarde ervan dus geen invloed meer.

Om de frequentiekarakteristiek van de faseregellus evenredig te maken met de vergelijkingssignaalfrequentie kan de 10 oscillatorschakeling volgens een verdere uitwerking van de uitvinding verder nog een koppelingsschakeling bevatten voor het verkrijgen van een bepaalde verhouding tussen de door de eerste en de tweede stroombronschakeling geleverde stromen.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening worden 15 toegelicht.

De tekening bevat slechts één figuur met een vereenvoudigd schema van een oscillatorschakeling volgens de uitvinding.

In de figuur heeft een oscillator 1 een uitgang 3 die verbonden is met een ingang 5 van een frequentiedeler 7 waarvan een 20 uitgang 9 aan een eerste ingang 11 van een fasedetektor 13 ligt. Aan een tweede ingang 15 van de fasedetektor 13 wordt een vergelijkingssignaal toegevoerd, bijvoorbeeld een signaal van de lijnfrequentie van een televisiesignaal als de oscillator 1 een signaal moet afgeven dat als kloksignaal voor een geheugen- of vertragingsschakeling voor een 25 videosignaal, bijvoorbeeld een kleurverschilsignaal, moet dienen.

De fasedetektor 13 heeft een uitgangsschakeling met een eerste uitgang 17 en een tweede uitgang 19 die respektievelijk met een schakelsignaalingang 21 van een schakelaar 23 en met een schakelsignaalingang 25 van een schakelaar 27 zijn verbonden.

30 De schakelaars 23 en 27 maken deel uit van een eerste schakelbare stroombronschakeling 29 en zijn in serie met elkaar en met een tweetal transistors 31, 33 tussen de aansluitingen van een voedingsbron geschakeld. Een verbinding 34 tussen de schakelaars 23 en 27 ligt verder aan een aansluiting van een als kondensator getekende 35 capaciteit 35 die anderzijds aan een aansluiting van de voedingsbron ligt, en aan een ingang 37 van een spanning-stroomomzetter 39.

De ingang 37 van de spanning-stroomomzetter 39 is 8702424 PHN 12.291 3 verbonden met de poortelektrode van een transistor 41 die in dit geval een N-kanaal veldeffecttransistor is en waarvan de andere elektroden elk via een diode 43, 45 met de aansluitingen van de voedingsspanning zijn verbonden. De verbindingspunten van deze dioden met die elektroden 5 vormen uitgangen 47, 49 respektievelijk 51, 53 van de spanning- stroomomzetter 39. De uitgang 47 respektievelijk 51 is verbonden met een ingang 55 respektievelijk 57 van de eerste stroombronschakeling 29 die aan de basis van de transistor 31 respektievelijk 33 ligt, terwijl de uitgang 49 respektievelijk 53 is verbonden met een ingang 59 10 respektievelijk 61 van een tweede stroombronschakeling 63.

Van de tweede stroombronschakeling 63 is de ingang 59 verbonden met de bases van een tweetal transistors 65, 67 waarvan de emitters aan de positieve aansluiting van de voedingsspanning liggen. De kollektor van de transistor 65 is via een serieschakeling van een 15 tweetal schakelaars 69, 71 verbonden met de kollektor van de transistor 73 waarvan de emitter aan de negatieve aansluiting van de voedingsspanning ligt. Het verbindingspunt van de schakelaars 69 en 71 is verbonden met de kollektor van de transistor 67 en met een uitgang 75 van de tweede stroombronschakeling 63. Een schakelsignaalingang 77 20 respektievelijk 79 van de schakelaar 69 respektievelijk 71 ligt aan de uitgang 17 respektievelijk 19 van de fasedetektor 13.

De uitgang 75 van de tweede stroombronschakeling 63 levert een regelstroom aan een ingang 81 van de oscillator 1, die oscilleert op een frequentie die afhangt van de grootte van de 25 regelstroom. De door de transistor 69 geleverde stroom bepaalt de rustfrequentie van de oscillator.

De fasedetektor 13 is van een gebruikelijk type dat ook als frequentiedetektor dient en bevat een tweetal D-flip-flops waarvan de D-ingangen aan een positieve voedingsspanning liggen en de Q-30 uitgangen zijn verbonden met de uitgangen 17 respektievelijk 19 van de fasedetektor 13 en met de ingangen van een EN-poort 87 waarvan de uitgang aan de resetingangen van de D-flip-flops 83, 85 ligt.

Bij positieve fase-afwijkingen van het vergelijkingssignaal aan de tweede ingang 15 ten opzichte van het in 35 fase te regelen signaal aan de eerste ingang 11 is de duur van de uitgangsimpulsen aan de uitgang 17 van de fasedetektor 13 evenredig met de fase-afwijking en levert de uitgang 19 zeer kort durende impulsen van 8702424 PHN 12.291 4 constante duur op de opgaande flanken van het signaal aan de eerste ingang 11 van de fasedetektor 13 terwijl bij negatieve fase-afwijkingen van het vergelijkingssignaal aan de tweede ingang 15 de duur van de uitgangsimpulsen aan de uitgang 19 van de fasedetektor 13 evenredig is 5 met de fase-afwijking en de uitgang 17 zeer kort durende impulsen van constante duur levert. De impulsen treden op met de frequentie van de signalen aan de eerste en de tweede ingang 11, 15 van de fasedetektor 13 wanneer deze als fasedetektor werkzaam is en dus de frequenties van de signalen aan de ingangen gelijk zijn.

10 Tengevolge van de uitgangssignalen van de fasedetektor 13 worden bij een positieve fase-afwijking de schakelaars 23 en 27 met de frequentie van het vergelijkingssignaal gesloten gedurende een tijd die evenredig is met een positieve fase-afwijking en de schakelaars 33 en 73 gedurende een constante zeer korte tijd met diezelfde frequentie. 15 Bij een negatieve fase-afwijking worden de schakelaars 33, 73 met de frequentie van het vergelijkingssignaal gesloten gedurende een tijd die evenredig is met een negatieve fase-afwijking en de schakelaars 23, 27 gedurende een constante zeer korte tijd.

De regellus gevormd door de fasedetektor 13, de eerste 20 stroombronschakeling 29, de capaciteit 35, de stroomspanningsomzetter 39, de tweede stroomschakeling 63 en de oscillator 1 zal zich zodanig instellen dat een bepaalde fase-afwijking tussen de signalen aan de ingangen 11 en 15 van de fasedetektor 13 wordt gehandhaafd. Hierbij hoort een bepaalde spanningsval over de capaciteit 35.

25 Wordt de frequentie van het vergelijkingssignaal hoger, dan zou bij een constante waarde van de door de stroombronnen 31, 33 geleverde stromen, de lusversterking kleiner worden. Dit effect wordt tegengewerkt door de terugkoppeling van de spanningsstroomomzetter 39 naar de stroombronnen 31, 33 waardoor de lusversterking weer groter 30 wordt gemaakt zodat de verhouding tussen de lusversterking en de frequentie van het vergelijkingssignaal vrijwel constant blijft. Dit heeft als voordeel dat de waarde van de capaciteit 35 niet hoeft te worden aangepast aan de frequentie van het vergelijkingssignaal.

Omdat de schakelaars 69 en 71 bediend worden door de 35 uitgangssignalen van de fasedetektor 13 wordt de door deze schakelaars aan de uitgang 75 van de tweede stroombronschakeling 63 veroorzaakte regelstroom bij een plotselinge fasetoename van het vergelijkingssignaal 8702424 PHN 12.291 5 aan de tweede ingang 15 van de fasedetektor 13 vergroot.

De besproken effecten tengevolge van de sturing van de stroombronnen 31 en 33 en van de schakelaars 77 en 79 zijn onafhankelijk van de frequentie van het vergelijkingssignaal omdat 5 de invloed van de werking van de schakelaars 23, 27, 77, 79 op die effecten alleen afhangt van de grootte van de fase-afwijking en niet van de frequentie van het vergelijkingssignaal.

Omdat de eerste en de tweede stroombronschakeling 29 en 63 geen stroom leveren als de spanning over de capaciteit 35 nul is, is 10 voor het in werking zetten van de regellus een schakelaar 83 aangebracht die aan een schakelsignaalingang 85 ervan bij het inschakelen van een apparaat waarin de oscillatorschakeling is opgenomen een schakelsignaal krijgt toegevoerd zodat de schakelaar 83 de capaciteit 35 dan korte tijd met de voedingsspanning verbindt.

15 Het zal duidelijk zijn dat alleen het toepassen van de bediening door van de schakelaars 77, 79 van de tweede stroombronschakeling 63 door de fasedetektor 13 al een gunstige invloed op de werking de regellus heeft zodat desgewenst de koppeling van de sturing van de eerste stroombronschakeling 29 met die van de tweede, 20 tengevolge van de doorverbinding van de ingangen 59 en 55 ervan, kan worden weggelaten en de stroombronnen 31 en 33 kunnen worden ingesteld voor het leveren van een constante stroom. De schakelaar 83 kan in dat geval ook vervallen.

De schakelaars 23, 27, 77, 79, 83 zijn 25 duidelijkheidshalve als mechanische schakelaars getekend maar kunnen vanzelfsprekend als halfgeleiderschakelingen in een geïntegreerde schakeling worden opgenomen.

De duidelijkheidshalve als bipolair getekende transistors 31, 33, 65, 73 en de als diodes getekende elementen 43, 45 kunnen 30 vanzelfsprekend ook als unipolaire halfgeleiderschakelingen worden uitgevoerd.

De oscillator 1 wordt bij voorkeur uitgevoerd als een keten van inverters die met unipolaire halfgeleiders kunnen zijn uitgerust.

8702424

Claims (2)

1. Oscillatorschakeling met een faseregellus die een fasedetektor bevat waarvan een eerste ingang (11) is gekoppeld met een uitgang (3) van een oscillator (1), een tweede ingang (15) is gekoppeld met een vergelijkingssignaalingang van de faseregellus en waarvan een 5 uitgangsschakeling (17, 19) is gekoppeld met een door die uitgangsschakeling schakelbare (23, 27) stroombronschakeling (29) voor het regelen van de lading van een capaciteit (35) waarvan een regelsignaal (81) voor de oscillator wordt verkregen, met het kenmerk, dat de capaciteit (35) is verbonden met een ingang (37) van een spanning- 10 stroomomzetter (39) met behulp waarvan als regelsignaal voor de oscillator een regelstroom (81) wordt verkregen waarbij de frequentie van de oscillator (1) van deze regelstroom afhankelijk is en de regelstroom wordt verkregen via een eveneens door de fasedetektor schakelbare (69, 71) tweede stroombronschakeling (63). 15

2. Oscillatorschakeling volgens conclusies 1, met het kenmerk, dat deze een koppelingsschakeling (55, 59; 57, 61) bevat voor het verkrijgen van een bepaalde verhouding tussen de door de eerste (29) en de tweede stroombronschakeling (63) te leveren stromen. 87 02,42 4