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Dokumentenidentifikation DE69837594T2 20.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000939491
Titel Taktimpulsgenerator
Anmelder Lucent Technologies Inc., Murray Hill, N.J., US
Erfinder Tailor, Mahendra, Kenton, Harrow, Middlesex H83 0LL, GB
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69837594
Vertragsstaaten DE, ES, FI, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.02.1998
EP-Aktenzeichen 983014747
EP-Offenlegungsdatum 01.09.1999
EP date of grant 18.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse H03L 7/085(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H03L 7/181(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Taktimpulsgeneratoren.

Es ist häufig notwendig, das Ausgangssignal eines Taktimpulsgenerators mit einem Referenzimpulssignal zu synchronisieren. Bei der digitalen Telekommunikation kann es erforderlich sein, daß ein lokaler Taktimpulsgenerator synchron mit einem aus empfangenen Signalen extrahierten Referenzimpulssignal läuft. Bekannte Generatoren tendieren zum Überschwingen und zum Einpendeln in Richtung Synchronizität erst nach einer Anzahl von Oszillationen.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-0235441 ist ein Taktimpulsgenerator zum Produzieren eines Ausgangssignals bekannt, das mit einem Referenzsignal frequenzverriegelt, aber phasenmäßig mit einem Triggersignal verriegelt ist, wobei der Generator folgendes umfaßt:

  • – einen signalgesteuerten Oszillator zum Produzieren von Ausgangstaktimpulsen mit einer durch den Wert eines Steuersignals bestimmten Wiederholungsrate; und
  • – Steuermittel, die in Betriebszyklen wirken, um Referenzimpulse in dem Referenzsignal über einen Zeitraum vorbestimmter Dauer zu zählen, Taktimpulse in einem Zeitraum der vorbestimmten Dauer zu zählen und ein Differenzsignal zu produzieren, das eine vorzeichenbehaftete Differenz zwischen den gezählten Taktimpulsen und einem Sollwert repräsentiert, und den Wert des Steuersignals um einen Betrag einzustellen, der berechnet wird, um eine etwaige Differenz zu reduzieren.

Es ist wünschenswert, die Zeit zu verringern, die der Generator braucht, um einen annehmbaren Synchronizitätsgrad zu erreichen.

Vor diesem Hintergrund wird ein Taktimpulsgenerator bereitgestellt, umfassend:

einen signalgesteuerten Oszillator zum Erzeugen von Ausgangstaktimpulsen mit einer durch den Wert eines Steuersignals bestimmten Wiederholungsrate;

ein Steuermittel, das in einem Kalibrationszyklus wirkt, um das Steuersignal auf einen low- oder high-Wert zu setzen und um die in einem Zeitraum vorbestimmter Dauer gezählten Taktimpulse aufzuzeichnen, um dann das Steuersignal auf den high- oder low-Wert zu setzen und dann jeweils die in einem Zeitraum der vorbestimmten Dauer gezählten Taktimpulse aufzuzeichnen, und dann Änderungsratendaten zu berechnen, die die Änderungsrate aufgezeichneter Taktimpulse in bezug auf Werteänderung des Steuersignals repräsentieren;

und in nachfolgenden Betriebszyklen wirkt, um Referenzimpulse in einem Referenzsignal über einen Zeitraum der vorbestimmten Dauer zu zählen, um Taktimpulse in einem Zeitraum der vorbestimmten Dauer zu zählen, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das eine vorzeichenbehaftete Differenz zwischen den gezählten Referenzimpulsen und den gezählten Taktimpulsen repräsentiert, und um den Wert des Steuersignals um einen Betrag einzustellen, der aus den Änderungsratendaten berechnet wird, um eine etwaige Differenz zu verringern.

Um wieviel das Steuersignal verändert werden muß, kann berechnet werden, um einen akzeptablen Synchronizitätsgrad in einem Schritt zu erzielen.

In dem Kalibrationszyklus überwacht das Steuermittel vorzugsweise Änderungen in den in sukzessiven Perioden nach dem Setzen des Low- und/oder High-Werts gezählten Taktimpulsen und verzeichnet die Zeit, die es braucht, damit sich die Änderung auf weniger als einen vorbestimmten Wert einpendelt, und wiederholt einen Betriebszyklus erst nach dem Ablaufen dieser Zeit. Dies vermeidet weitere Einstellungen, bevor die erste sich ausgewirkt hat. Wenn der Betriebszyklus früher wiederholt würde, würde eine weitere unnötige Einstellung vorgenommen, die ein Überschwingen verursachen würde.

In einem Beispiel, bei dem das Steuersignal digital ist, wird der Einstellungsbetrag für das Steuersignal vorzugsweise so berechnet, daß eine etwaige Differenz auf einen Betrag reduziert wird, der weniger als einer Einheit in dem Digitalsignal entspricht.

In diesem Beispiel kann der signalgesteuerte Oszillator einen Digital/Analog-Umsetzer, eine auf das analoge Ausgangssignal des Umsetzers reagierende analoge Abtast- und Halteschaltung und einen auf das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung reagierenden spannungsgesteuerten Oszillator enthalten.

Es wird nun als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnunen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild eines die Erfindung realisierenden Impulsgenerators; und

2 einen Graph eines Steuersignals als Funktion der in dem Kalibrationszyklus des Generators von 1 gezählten Taktimpulse.

Mit Bezug auf die Zeichnungen empfängt ein signalgesteuerter Oszillator 2 ein binäres Steuersignal von einer Mikrosteuerung 4. Der Oszillator 2 produziert an seinem Ausgang 6 ein Taktimpulssignal, bei dem die Impulswiederholungsrate durch den Wert des binären Eingangssignals gesteuert wird.

Der signalgesteuerte Oszillator 2 enthält einen Digital/Analog-Umsetzer 8, der das Binärsignal aus der Mikrosteuerung 4 in ein Analogsignal umsetzt. Das Analogsignal wird dem Eingang einer Abtast- und Halteschaltung zugeführt und deren Ausgangssignal wird wiederum dem Steuereingang 12 eines spannungsgesteuerten Oszillators 14 zugeführt.

Das Taktimpulssignal wird dem Eingang eines Zählers 14 zugeführt. Ein Eingangsreferenzimpulssignal wird dem Eingang eines Zählers 16 zugeführt.

In einem Kalibrationszyklus setzt die Mikrosteuerung das Steuersignal auf einen low-Wert A. Der Zähler 14 zählt durch den Oszillator 2 in einem Zeitraum der vorbestimmten Dauer erzeugte Taktimpulse. Die Mikrosteuerung zeichnet die gezählte Anzahl von Impulsen auf. Zuvor und danach setzt die Mikrosteuerung das Steuersignal auf einen high-Wert B. Der Zähler 14 zählt die von dem Oszillator 2 in einem Zeitraum der vorbestimmten Dauer erzeugten Taktimpulse. Die Mikrosteuerung zeichnet die gezählte Anzahl von Impulsen wieder auf.

Die Zählungen werden wiederholt, bis sie sich eingependelt haben, und sich zum Beispiel um nicht mehr als einen vorbestimmten Betrag zwischen sukzessiven Zählungen ändern, und die zum Einpendeln benötigte Zeit T wird aufgezeichnet.

Die Mikrosteuerung 4 berechnet dann die Rate R der Änderung der gezählten Impulse pro Änderungseinheit in dem Steuersignal:

dabei ist Bl der Wert des binären Steuersignals bei Einstellung auf low.

Bh der Wert des binären Steuersignals bei Einstellung auf high.

Pl die Anzahl der für Bl gezählten Taktimpulse und Ph die Anzahl der für Bh gezählten Taktimpulse.

Bei einer Alternative wird l/R berechnet.

In nachfolgenden Betriebszyklen zählen beide Zähler 14 und 16 die Impulse, die an ihren Eingängen in einem Zeitraum vorbestimmter Dauer in jedem Betriebszyklus ankommen. Das die gezählten Impulse repräsentierende Binärsignal wird von jedem Zähler der Mikrosteuerung zugeführt, die eins von dem anderen subtrahiert, um eine vorzeichenbehaftete Differenz zu erhalten. Die Mikrosteuerung dividiert die Differenz dann durch R (oder multipliziert äquivalent mit l/R), um eine vorzeichenbehaftete Integer-Einstellung für den Wert des Steuersignals zu erhalten. Die Einstellung wird algebraisch zu dem vorherigen Steuersignal addiert.

Die Mikrosteuerung wartet dann, bis sich die aufgezeichnete Zeit T einpendelt. Sobald das durchgegangen ist, wird der Betriebszyklus wiederholt.


Anspruch[de]
Taktimpulsgenerator, umfassend:

einen signalgesteuerten Oszillator (2) zum Erzeugen von Ausgangstaktimpulsen mit einer durch den Wert eines Steuersignals bestimmten Wiederholungsrate;

ein Steuermittel (4, 15, 16), das in einem Kalibrationszyklus wirkt, um das Steuersignal auf einen low- oder high-Wert zu setzen und um die in einem Zeitraum vorbestimmter Dauer gezählten Taktimpulse aufzuzeichnen, um dann das Steuersignal auf den high- oder low-Wert zu setzen und dann jeweils die in einem Zeitraum der vorbestimmten Dauer gezählten Taktimpulse aufzuzeichnen, und dann Änderungsratendaten zu berechnen, die die Änderungsrate aufgezeichneter Taktimpulse in bezug auf Werteänderung des Steuersignals repräsentieren;

und in nachfolgenden Betriebszyklen wirkt, um Referenzimpulse in einem Referenzsignal über einen Zeitraum der vorbestimmten Dauer zu zählen, um Taktimpulse in einem Zeitraum der vorbestimmten Dauer zu zählen, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das eine vorzeichenbehaftete Differenz zwischen den gezählten Referenzimpulsen und den gezählten Taktimpulsen repräsentiert, und um den Wert des Steuersignals um einen Betrag einzustellen, der aus den Änderungsratendaten berechnet wird, um eine etwaige Differenz zu verringern.
Taktimpulsgenerator nach Anspruch 1, wobei in dem Kalibrationszyklus das Steuermittel (4, 15, 16) Änderungen in den in sukzessiven Zeiträumen nach dem Setzen des low- und/oder high-Werts überwacht und die Zeit aufzeichnet, die es dauert, bis die Änderungen auf weniger als einen vorbestimmten Wert abklingen, und einen Betriebszyklus erst nach dem Ablaufen dieser Zeit wiederholt. Taktimpulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuersignal digital ist und wobei der Betrag der Einstellung an dem Steuersignal berechnet wird, um eine etwaige Differenz zu einem Betrag, der weniger als eine Einheit in dem digitalen Signal entspricht, zu verringern. Taktimpulsgenerator nach Anspruch 3, wobei der signalgesteuerten Oszillator (2) einen Digital/Analog-Umsetzer (8), eine auf das analoge Ausgangssignal des Umsetzers reagierende analoge Abtast- und Halteschaltung (10) und einen auf das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung reagierenden spannungsgesteuerten Oszillator (14) enthält.






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