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Brueckler-AFC

IP.com Disclosure Number: IPCOM000038220D
Original Publication Date: 2005-Feb-25
Included in the Prior Art Database: 2005-Feb-25
Document File: 4 page(s) / 116K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Durch Toleranzen der Referenzfrequenz (des „Local-Oscillators“ LO) kann ein Abweichen des Ausgangssignals (z.B. der Zwischenfrequenz eines Mischers) von der Sollfrequenz (bzw. bei einem „Direct Conversion“-System von Null) verursacht werden. Aufgrund dessen werden ueblicherweise umfangreichere Filterbandbreiten gewaehlt, was einen Empfindlichkeitsverlust bedeutet. Eine alternative Loesungsmoeglichkeit bietet ein Trimmen des Oszillators, um entweder die benoetigte Empfindlichkeit oder die notwendige Trennung von unterschiedlichen Kanaelen zu gewaehrleisten (z.B. bei der Fernsehtechnik, TV). Bei einigen Anwendungen, wie z. B. TV, muss eine Frequenzdrift durch Alterung, Temperatur usw. in engen Grenzen gehalten werden, wodurch eine Automatische Frequenzkontrolle (Automatic Frequency Control AFC) erforderlich ist. Ausserdem ist die Temperaturdrift des LO bei einigen Anwendungen nicht akzeptabel, weshalb eine AFC mit ausreichend temperaturstabiler Referenzfrequenz notwendig ist. Bei herkoemmlichen AFC-Schaltungen wird die jeweilige Frequenz (z.B. die Zwischenfrequenz ZF, auch bezeichnet als Intercarrier Frequency IF) mit der Referenzfrequenz eines entweder getrimmten (z.B. so genannten LC-) Oszillators (TV) oder eines Quarz-Oszillators verglichen. Allerdings weisen nicht nur LC-Oszillatoren, sondern auch Quarze und damit Quarz-Oszillatoren eine vom Temperaturbereich abhaengige, mehr oder weniger grosse Temperaturdrift auf. Diese kann bei herkoemmlichen AFC-Schaltungen nur entweder durch eine trickreiche aufwendige Schaltung teilweise kompensiert werden oder durch ein Konstanthalten der Temperatur mittels einer Heizung des Quarzes bzw. Quarzoszillators (Temperature-Compensated Crystal Oszillator TXCO) zum groessten Teil umgangen werden. Bei der zweiten Variante ist eine gewisse Aufwaermphase notwendig, welche nicht immer akzeptabel ist.

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Brueckler-AFC

Idee: Anton Brueckler, AT-Graz

Durch Toleranzen der Referenzfrequenz (des "Local-Oscillators" LO) kann ein Abweichen des Ausgangssignals (z.B. der Zwischenfrequenz eines Mischers) von der Sollfrequenz (bzw. bei einem "Direct Conversion"-System von Null) verursacht werden. Aufgrund dessen werden ueblicherweise umfangreichere Filterbandbreiten gewaehlt, was einen Empfindlichkeitsverlust bedeutet. Eine alternative Loesungsmoeglichkeit bietet ein Trimmen des Oszillators, um entweder die benoetigte Empfindlichkeit oder die notwendige Trennung von unterschiedlichen Kanaelen zu gewaehrleisten (z.B. bei der Fernsehtechnik, TV). Bei einigen Anwendungen, wie z. B. TV, muss eine Frequenzdrift durch Alterung, Temperatur usw. in engen Grenzen gehalten werden, wodurch eine Automatische Frequenzkontrolle (Automatic Frequency Control AFC) erforderlich ist. Ausserdem ist die Temperaturdrift des LO bei einigen Anwendungen nicht akzeptabel, weshalb eine AFC mit ausreichend temperaturstabiler Referenzfrequenz notwendig ist.

Bei herkoemmlichen AFC-Schaltungen wird die jeweilige Frequenz (z.B. die Zwischenfrequenz ZF, auch bezeichnet als Intercarrier Frequency IF) mit der Referenzfrequenz eines entweder getrimmten (z.B. so genannten LC-) Oszillators (TV) oder eines Quarz-Oszillators verglichen. Allerdings weisen nicht nur LC-Oszillatoren, sondern auch Quarze und damit Quarz-Oszillatoren eine vom Temperaturbereich abhaengige, mehr oder weniger grosse Temperaturdrift auf. Diese kann bei herkoemmlichen AFC-Schaltungen nur entweder durch eine trickreiche aufwendige Schaltung teilweise kompensiert werden oder durch ein Konstanthalten der Temperatur mittels einer Heizung des Quarzes bzw. Quarzoszillators (Temperature-Compensated Crystal Oszillator TXCO) zum groessten Teil umgangen werden. Bei der zweiten Variante ist eine gewisse Aufwaermphase notwendig, welche nicht immer akzeptabel ist.

Bei der hier als "Brueckler-AFC" bezeichneten Loesung wird die ZF anstatt mit einer Referenzfrequenz nun mit der Frequenz des LO verglichen. Dabei wird die ZF und Frequenz des LO jeweils ueber einen Teiler auf die im Idealfall - im eingeschwungenen Zustand - gleiche Frequenz heruntergeteilt (siehe Abb. 1). Theoretisch kann der Teiler ":M" auch entfallen, wobei dann allerdings das Verhaeltnis LO- Frequenz zu ZF ganzzahlig sein muss oder der Teiler ":N" des LO ein "Fractional-N"-Teiler sein muss. Wird der LO im "Low-side-injection"-Mode (unterlagert) verwendet, so ergibt sich - unter der Annahme einer korrekten Empfangsfrequenz - fuer eine z.B. urspruenglich zu niedrige LO-Frequenz nun eine zu hohe ZF. Im Falle der Verwendung des LO im "High-side-injection"-Mode (ueberlagert) erhaelt man eine zu niedrige ZF, wobei diese (absolut gesehen zwar um den gleichen Betrag unter dem Sollwert liegt wie die LO-Frequenz) relativ gesehen - da die ZF weit niedriger als die LO-Frequenz ist - wesentlich weiter vom Sollwert abweicht als die LO-Frequenz.

Es ergeben sich dadurch...