CIRCUIT FOR THE CORRECT-PHASE STARTING OF A QUARTZ-CONTROLLED CLOCK PULSE OSCILLATOR

Abstract: 1. A circuit arrangement for the in-phase triggering of a quartz-controlled clock pulse oscillator, in particular for transmitting pulses of variable pulse train frequency (PRF) in radar devices, characterised in that in a frequency multiplier stage (FV) a quartz-controlled oscillation (Fq ) is raised to an integral multiple of the range gate clock pulse frequency (fs ) which is to be triggered and in a following frequency divider circuit (FT), which can be reset, divided to the range gate clock pulse frequency (fs ), the dividing process being synchronised by the trigger pulse.

Description: Schaltungsanordnung zum phasenrichtigen Starten eines quarzgesteuerten Taktoszillators Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum phasenrichtigen Starten eines quarzgesteuerten Taktoszillators, bei Sendeimpulsen veränderbarer Pulsfolgefrequenz (PRF) in Radargeräten. In Radarsendern mit sich laufend ändernder Impulsfolgefrequenz (PFR) und mit gepulsten, selbstschwingenden Senderendstufen ist der tfernungstortakt (Abta st-Takt des empfangenen Signals) in Bezug auf die Einhüllende des Sendeimpulses bei durchlaufendem Taktoszillator stark verjittert. Dadurch wird notwendig, den Entfernungstortakt auf die Flanken des Sendeimpulses jedesmal neu auszurichten, da die Festzeichenunterdrtickung im Radarempfänger von der exakten Abtastung der empfangenen Echosignale abhängt. Hierzu wird von der Anstiegsflaake des Sendeimpulses ein Triggerimpuls hergeleitet, mit dem der Taktoszillator phasenstarr synchronisiert werden muss. Da die Phasenreferenz (Triggerimpuls) nur aus einem einzigen Puls besteht, ist eine phasenstarre Synchronisation des Taktoszillators über Phase Locked Loops nicht möglich. Bisher hat man sich mit Taktoszillatoren mit geringen Resqnatorgüten beholfen, die mit jedem Triggerimpuls neu gestartet und nach dem Ende der Empfängerperiode gestoppt wurden. Durch die geringen Resonatorgüten war es möglich, den Oszillator einigermassen phasenrichtig zu starten. Der Ausgang eines NANI-Gatters wurde über eine Verzögerungsleitung (Resonator) auf einen Gatterein gang zurückgekoppelt. Mit dem zweiten Gattereingang wurde die Schaltung aktiviert (Start) bzw. ausser Betrieb ge setzt (Stop). Hohe Ungenauigkeit der Taktfrequenz und grosser Tempera turgang, bedingt durch die Eigenschaften der Verzöge rungsleitung, waren die Folge. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art eine Schaltung anzugeben, die es ermöglicht, den Hochfre'- quenzoszillator durch einen Triggerpuls phasenrichtig zu starten. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine quarzgesteuerte Oszillatorschwingung in einer Frequenzvervi elfacher- Stufe auf ein ganzzahliges Vielfaches der Entfernungstortaktfrequenz angehoben, in einer nachfolgenden rücksetzbaren Frequenzteiler schaltung auf die Sendefrequenz heruntergeteilt und der Teilungsvorgang auf den Triggerpuls synchronisiert wird. Durch diese Schaltungsmassnahmen ist das Ausgangssignal (EntSernungstortakt) bis auf einen kleinen Restjitter phasenstarr an den Triggerimpuls gekoppelt. Der Rest gitter (tj) wird um so kleiner, je höher die Frequenz (fmax) am Ausgang der Vervielfacher-Stufe gewählt ist. Die obere Grenze von (fmax) ist durch die maximale Clock-Frequenz der verfügbaren Teilerbausteine gegeben. Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Fig. 2 bis 3 näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Impulsdiagramm mit Triggerpulsfolge und Sendefrequenz Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zum phasenrichtigen Triggern Fig. 3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Wirkungs weise dieser Schaltungsanordnung. Anhand der beiden Impulszüge in Fig. 1 wird verdeutlicht, welche Anforderung an einen jitterarmen Start-Stop-Oszillator gestellt wird. Das quarzstabile Signal fs (Ent fernungstortaktfrequenz) sol-l von einem Triggerpuls TP phasenrichtig gestartet werden können. Dabei darf keine Periodizität der Triggerpulse vorausgesetzt werden (tTPI#tTP2). Die quarzstabile Schwingung fs muss zwischen zwei Triggerpulsen kohärent zum auslösenden Triggerpuls sein. Im Idealfall der phasenstarren Kopplpng zwischen Triggerpuls TP und Schwingung fs ist die Zeit tx zwischen Startbefehl und Nulidurchgang des Signals konstant. Ein Ausführungsbeispiel für die DurchfUhrung einer jitterarmen Anbindung von Triggerpuls und Schwingung enthält nach Fig. 2 einen Quarzoszillator QO, einen Frequenzvervielfacher FV und einen Frequenzteiler FT mit Rücksetzmöglichkeit. Um die angestrebte hohe Frequenzstabilität zu erreichen, wird das triggerbare Signal fs (Sendefrequenz) aus einem Vielfachen der quarzkontrollierten Schwingung fq abgeleitet. Der Quarzoszillator QO bekannter Ausführung erzeugt das Signal der Frequenz fq, das im Frequenzvervielfacher FV auf den Wert x.fmax vervielfacht wird. Im Frequenzteiler FT wird schliesslich die Frequenz fmax auf die gewunschte Sendefrequenz fsheruntergeteilt. Für den Synchronisiervorgang ist varausgesetzt, dass der Frequenzteiler FT über einen besonderen Eingang R setzbar oder rücksetzbar ist. Derartige Frequenzteiler sind bekannt. Bei Anliegen eines Triggerpulses TP am Ruck- setzeingang R setzt mit dem ersten Nulldurchgang der Frequenz fmax die Frequenzteilung in der ersten von mehreren Stufen des Frequenzteilers (Flip-Flop) Aktivierungspunkte des ersten Frequenzteilers dar. Die Sendefrequenz fs ist dann bis auf einen kleinen Restjitter phasenstarr an den Trigger gekoppelt. Wenn in einem Radarsystem ein maximaler Jitter von z.B. 2ns zwischen Triggerpuls TP und Sendefrequenz f5 zugelassen werden darf, ergibt sich folgendes Zahlenbet- spiel: fq = 100 Mhz x = 6 fmax= x.fq = 600 Mhz tj = 1 == 1,67 ns fmax n = 100 fmax fs = n = 6Mhz Die mit der Schaltung gemäss der Erfindung erzielbaren geringen Jitterwerte führen zur einer Verbesserung der FestzeichenunterdrLickung, sowie zu einer wesentlichen Verbesserung der Entfernungsbestimmung in einem Radarempfänger. 2 PatentansprAche 3 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zum phasenrichtigen Triggern eines quarzgesteuerten Taktoszillator, insbesondere bei Sendeimpulsen veränderbarer Pulsfolgefrequenz (PRF) in Radargeräten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass eine quarzgesteuerte Oszillatorschwingung (Fq) in einer Frequenzvervielfacher-Stufe (FV) auf ein ganzzahliges Vielfaches der zu: triggernden B2tSernungs- tortaktfrequenz (fs) angehoben und in einer nachfol genen rücksetzbaren Frequenzteilerschaltung (FT3 auf die Entfernungstortaktfrequenz (f5) heruntergeteilt ist, wobei der Teilungsvorgang auf den Triggerpuls synchronisiert ist. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Synchronisation der Oszillatorfrequenz (fs) auf den Triggerpuls (TP) durch Setzen bzw. Rücksetzen des Teilers mit Triggerpuls (TP) erfolgt.

Inventors: FISCHER, GEORG, ING. GRAD., PETERS, RAINER, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1981
Main classification: H03L7
IPC codes: H03L7