In vielen elektronischen Geräten werden Oszillatoren oder Taktgeneratoren benötigt, insbesondere auch in Telekommunika- tionsgeräten, wie Mobiltelefonen. Mit diesen werden z. B. Sen- designale erzeugt, andere Signale manipuliert oder Prozesso- ren getaktet. Ein Oszillator erzeugt ein sich in einem be- stimmten Takt änderndes Signal mit einer bestimmten Wieder- holrate, der Frequenz. Oft muss diese Frequenz sehr fein ein- stellbar sein. Diese Einstellbarkeit wird bei herkömmlichen analog gesteuerten Oszillatoren durch ein analoges Steuersig- nal (Spannung, Strom, ...) erreicht, das Parameter in der elektronischen Schaltung ändert. Seit einiger Zeit werden aber auch Oszillatoren genutzt, bei denen Elemente in der Schaltung umgeschaltet oder zu-/weggeschaltet werden. Da die Elemente (beispielsweise Kondensatoren) dann keine Zwischen- werte durchfahren können, ist die Frequenz nur in bestimmten Schritten einstellbar und nicht kontinuierlich. Dies führt in manchen Systemen zu Problemen, wenn die Schritte zu grob sind. Diese Oszillatortypen nennt man Digital gesteuerte Os- zillatoren (DCO = Digitally Controlled Oscillators). Diese Frequenzeinstellung soll im Folgenden näher erläutert werden.

Insbesondere in Mobilfunkanordnungen ist es wichtig, Frequen- zen als Trägerfrequenzen für Datensignale (die auf die Trä- gerfrequenz aufmoduliert werden) mit hoher Frequenzgenauig- keit zu erzeugen. Beispielsweise muss eine Mobilstation, wie ein Mobiltelefon, in der Lage sein, bei entsprechender Auf

forderung durch eine Basisstation, die von der Basisstation geforderte Frequenz einzustellen, um eine gute Kommunikati- onsverbindung herzustellen. Zu diesem Zweck ist in dem Mobil- telefon eine Oszillatorschaltung bzw. Oszillator vorgesehen, der in der Lage ist, eine Frequenz bzw. Trägerfrequenz mit hoher Genauigkeit zu erzeugen, wobei die Frequenz des Oszil- lators einstellbar ist.

Eine Ausführung einer Oszillatorschaltung bzw. eines Oszilla- tors, wie sie beispielsweise in einem Mobiltelefon oder all- gemein in einem Mobilfunkgerät verwendet wird, ist in Figur 1 gezeigt. In der Mitte der Schaltung ist dabei ein Quarzele- ment QO gezeigt, das dafür ausgelegt ist, Schwingungen mit einer Frequenz hoher Genauigkeit zu erzeugen. Die von der Os- zillatorschaltung bzw. dem Quarzelement QO erzeugte Frequenz dient dabei als Referenzfrequenz für folgende Frequenzverar- beitungseinrichtungen. Im Mobiltelefon, das beispielsweise nach dem GSM (Global System for Mobile Communications)- Standard arbeitet, kann die erzeugte Frequenz bei 26 MHz + 2,6 Hz liegen. Die erzeugte Frequenz wird im Beispiel einer Funkeinrichtung FE auf einem Funk-Chip FC zugeführt. In der Funkeinrichtung FE wird die Frequenz gegebenenfalls einer Multiplikationseinrichtung bzw. einem Frequenzvervielfacher (nicht dargestellt) zugeführt, um beispielsweise nach ent- sprechender Multiplikation eine Frequenz mit einem vielfachen Wert zu erzeugen. Im Beispiel eines gemäß dem GSM-Standard arbeitenden Mobiltelefons soll die vervielfachte Frequenz 900 MHz als Trägerfrequenz für Datensignale betragen. Mittels der Funkeinrichtung bzw. einer mit dieser verbundene Antenne (nicht dargestellt) wird nun ein Funksignal auf der Basis der erzeugten vervielfachten Trägerfrequenz zu einer Basisstation übermittelt, welche im Bedarfsfall ein Funksignal zurücksen- det, in dem sie das Mobiltelefon auffordert, die Frequenz bzw. Trägerfrequenz abzuändern bzw. anzupassen. Eine derarti- ge Aufforderung wird von der Funkeinrichtung FE des Mobilte- lefons verarbeitet, um einen Prozess zur Anpassung der Trä- gerfrequenz in Gang zu setzen.

Dabei erzeugt die Funkeinrichtung FE oder eine mit dieser verbundene Steuereinrichtung ein analoges Steuersignal ASS, das einer Einstellschaltung bzw. Tuning-Schaltung TS zuge- führt wird (angedeutet durch den Pfeil am linken Rand der Figur), welche mit dem Quarzelement verbunden ist. Dieses analoge Steuersignal ASS durchläuft dabei zunächst einen Fil- terabschnitt FI der Tuning-Schaltung TS, der aus einer Mehr- zahl von Widerständen und Kondensatoren besteht, um bei- spielsweise externe Störungen herauszufiltern. Anschließend wird das analoge Steuersignal dem Herzstück des Tuning- Schaltung, nämlich einer Varicap bzw. Varakterdiode (Kapazi- tätsdiode) VC mit spannungsgesteuerter Kapazität, zugeführt.

Durch die Einstellung der Kapazität an der Varicap VC mittels des analogen Steuersignals lässt sich somit die Schwingung des Quarzelements QO derart beeinflussen, dass die sich die Frequenz der gesamten Oszillatorschaltung (hier im Beispiel zur Erzeugung einer vervielfachten Trägerfrequenz) ändert (vgl. auch Figur 3 für eine weitere Erläuterung), um der Auf- forderung der Basisstation nachzukommen.

Zwar bietet die analoge Erzeugung bzw. Korrektur der Steuer- spannung für den Quarzoszillator mittels der gerade erläuter- ten Tuning-Schaltung den Vorteil einer quasi beliebig genauen bzw. kontinuierlichen Korrektur und ermöglicht eine präzise Frequenzeinstellung am Quarzoszillator, jedoch ist die hohe Störempfindlichkeit dieser Methode aufgrund des verwendeten analogen Steuersignals sowie der hohen Kosten bei der extern bezüglich des Funkchip FC angeordneten Tuning-Schaltung, ins- besondere der Varicap VC nachteilig.

Anstelle einer externen Tuning-Schaltung TS, d. h. einer Tu- ning-Schaltung, die nicht auf dem Funkchip vorgesehen ist, ist es auch möglich, eine Tuning-Schaltung zur Erzeugung ei- nes Steuersignals bzw. einer Steuerspannung auf dem Funkchip vorzusehen, welche eine digitale Frequenzkorrektur gestattet.

Dazu ist in Figur 2 eine Ausführung eines Quarzoszillator

bzw. dessen Beschaltung gezeigt, bei der die Tuning-Schaltung im Funkchip vorgesehen ist.

Entsprechend Figur 1 ist ein Quarzelement QO vorgesehen, das dafür ausgelegt ist, eine Schwingung mit einer Frequenz hoher Genauigkeit zu erzeugen. Soll nun die von dem Quarzelement bzw. der Oszillatorschaltung erzeugte Frequenz geändert wer- den, weil beispielsweise, wie oben erläutert, eine Anpassung der Trägerfrequenz an einen von einer Basisstation geforder- ten Wert durchzuführen ist, so wird die Anpassung nun nicht mehr mittels einer analogen Tuning-Schaltung, wie in Figur 1, sondern mittels einer digital ansteuerbaren Kapazitätsbank KB11 durchgeführt. Die Kapazitätsbank KB11 umfasst dabei eine Mehrzahl von parallel geschalteten Kondensatoren K11 bis K14, die zum Erreichen einer ersten Gesamtkapazität mit einem be- stimmten Wert einzeln zu-oder wegschaltbar sind. Dieses Zu- oder Wegschalten erfolgt mittels einem einem jeden Kondensa- tor K11 bis K14 zugeordneten Schalter S11 bis S14. Von der Funkeinrichtung FE oder einer (nicht dargestellten) Steuer- einrichtung wird dabei ein digitales Programmierwort bzw.

Korrekturwort an die Kapazitätsbank KB11 gesendet, in der dann entsprechende Kondensatoren zu-oder weggeschaltet wer- den. In Abhängigkeit der somit erzeugten ersten Gesamtkapazi- tät wird nun die Schwingung des Quarzelement QO derart beein- flusst, dass wiederum eine Änderung bzw. Anpassung der vom Quarzoszillator QO erzeugten Frequenz bewirkt wird.

Zwar bietet das gerade dargestellte Verfahren einer digitalen Frequenzkorrektur eines Quarzoszillators eine geringe Störun- empfindlichkeit sowie eine preiswerte Herstellungsmöglich- keit, da alle für die Oszillatorschaltung (einschließlich des Quarzoszillators) verwendeten Komponenten auf dem Funkchip vorgesehen werden können. Da jedoch bei der Erzeugung einer Steuerkapazität durch die Kapazitätsbank KB11 nur diskrete oder quantisierte Frequenzen bzw. Frequenzänderungen aufgrund der diskreten oder quantisierten Änderungen 8C der (ersten) Gesamtkapazität beim Zu-oder Wegschaltens eines Einstellkon

densators Kll bis K14 mit einer Kapazität 8C erzeugt werden können, ist bei der in Figur 2 gezeigten digitalen Frequenz- korrektur keine genaue Einstellung der vom Quarzoszillator QO erzeugten Frequenz möglich (vgl. auch Figur 6 für eine weite- re Erläuterung).

Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Erzeugung einer Frequenz zu schaffen, die ei- ne kostengünstige Einstellung der Frequenz mit hohen Genauig- keit gestattet.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen An- sprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dabei hat eine digital gesteuerte Oszillatorschaltung zu- nächst ein oder zumindest ein frequenzbestimmendes Bauteil zum Erzeugen einer Schwingung mit einer bestimmten Frequenz hoher Präzision. Es kann sich hierbei um ein Schwingelement, insbesondere in der Ausführung eines Quarzelements, handeln.

Ferner hat die Oszillatorschaltung eine mit dem frequenzbe- stimmenden Bauteil verbundene Einstelleinrichtung zum Verän- dern der Schwingungsfrequenz der Oszillatorschaltung, wobei die Einstelleinrichtung folgende Komponenten aufweist. Sie hat eine digital ansteuerbare erste Reaktanzbank, in der eine Mehrzahl von ersten Einstellreaktanzen in einer Zusammen- schaltung zueinander angeordnet sind, und einzeln ansteuerbar sind, um eine vorbestimmte erste Gesamtreaktanz einzustellen.

Bei einer Zusammenschaltung kann es sich hier wie im folgen- den um eine Parallel-oder Serienschaltung handeln. Ferner sei bemerkt, dass eine Reaktanz als ein Widerstand des Wech- selstroms, der nur durch induktiven und/oder kapazitativen Widerstand bewirkt wird, zu verstehen ist, und hier eine Ver- allgemeinerung einer Kapazität bzw. eines Kondensators und/oder einer Induktivität bzw. einer Spule usw. darstellt.

Außerdem hat die Einstelleinrichtung eine Feineinstellschal- tung, die zur ersten Reaktanzbank hinzu geschaltet ist und

eine erste Reaktanz aufweist, welche in Serie zu einer Paral- lelschaltung aus einer zweiten Reaktanz und einer digital an- steuerbaren zweiten Reaktanzbank geschaltet ist, in der eine Mehrzahl von zweiten Einstellreaktanzen in Zusammenschaltung zueinander angeordnet sind, und einzeln ansteuerbar sind, um eine vorbestimmte zweite Gesamtreaktanz einzustellen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Einstellein- richtung eine digital ansteuerbare erste Kapazitätsbank (als erste Reaktanzbank), in der eine Mehrzahl von ersten Ein- stellkondensatoren (als erste Einstellreaktanzen) in einer Zusammenschaltung zueinander angeordnet sind, und einzeln an- steuerbar sind, um eine vorbestimmte erste Gesamtkapazität (als erste Gesamtreaktanz) einzustellen. Ferner hat die Ein- stelleinrichtung eine Feineinstellschaltung, die zur ersten Kapazitätsbank hinzu geschaltet ist und einen ersten Konden- sator (als erste Reaktanz) aufweist, welcher in Serie zu ei- ner Parallelschaltung aus einem zweiten Kondensator (als zweite Reaktanz) und einer digital ansteuerbaren zweiten Ka- pazitätsbank (als zweite Reaktanzbank) geschaltet ist, in der eine Mehrzahl von zweiten Einstellkondensatoren (als zweite Einstellreaktanzen) in Zusammenschaltung zueinander angeord- net sind, und einzeln ansteuerbar sind, um eine vorbestimmte zweite Gesamtkapazität (als zweite Gesamtreaktanz) einzustel- len.

Entsprechend kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausges- taltung die Einstelleinrichtung eine digital ansteuerbare erste Induktivitätsbank (als erste Reaktanzbank) aufweisen, in der eine Mehrzahl von ersten Einstellinduktivitäten (als erste Einstellreaktanzen) in einer Zusammenschaltung zueinan- der angeordnet sind, und einzeln ansteuerbar sind, um eine vorbestimmte erste Gesamtinduktivität (als erste Gesamtreak- tanz) einzustellen. Ferner hat die Einstelleinrichtung eine Feineinstellschaltung, die zur ersten Kapazitätsbank hinzu geschaltet ist und eine erste Induktivität (als erste Reak- tanz) aufweist, welche in Serie zu einer Parallelschaltung

aus einer zweiten Induktivität (als zweite Reaktanz) und ei- ner digital ansteuerbaren zweiten Induktivitätsbank (als zweite Reaktanzbank) geschaltet ist, in der eine Mehrzahl von zweiten Einstellinduktivitäten (als zweite Einstellreaktan- zen) in Zusammenschaltung zueinander angeordnet sind, und einzeln ansteuerbar sind, um eine vorbestimmte zweite Gesamt- induktivität (als zweite Gesamtreaktanz) einzustellen. Die Einstellinduktivitäten können dabei Spulen, Schwingkreise o- der Leitungen mit bestimmter Induktivität umfassen.

Eine digital gesteuerte Oszillatorschaltung gemäß der vorlie- genden Erfindung hat dabei folgende Vorteile : a) Die Frequenzkorrektur im Schwingkreis des Oszillators er- folgt digital und ist dann beispielsweise unabhängig von D/A- (Digital-Analog-) Wandlereigenschaften (z. B. dem Verhalten bei Versorgungsspannungseinbrüchen). b) Es kann ein Programmierwort digital an die Kapazitätsbänke der Einstelleinrichtung geschickt werden, wodurch eine große Störunempfindlichkeit bewirkt wird. Eine Filterung (wie bei der analogen Frequenzkorrektur) kann eingespart werden. c) Da alle Komponenten der Oszillatorschaltung auf einem Chip vorgesehen werden können kommt es zu einer Einsparung von Platz, Bauelementen und Kosten, auch Bestückkosten. d) Durch Vollintegration in einem integrierten Schaltkreis wird die Entwicklungszeit für die Oszillatorschaltung in ei- nem elektrischen Gerät erheblich reduziert.

Durch die Verwendung der Feineinstellschaltung in der Ein- stelleinrichtung kann eine fast beliebige Auflösung und somit eine sehr genaue Frequenzeinstellung erreicht werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektri- sches Gerät mit einer Oszillatorschaltung gemäß einer oben

erwähnten Ausgestaltung geschaffen. Das elektrische Gerät kann ein Funkmodul bzw. eine Funkeinrichtung aufweisen, in dem die Oszillatorschaltung, insbesondere zum Erzeugen einer Frequenz als Basis für eine Trägerfrequenz für ein Funksignal vorgesehen ist. Dabei kann das elektrische Gerät als ein (tragbarer) Computer oder als ein Mobilfunkgerät, insbesonde- re Mobiltelefon, ausgebildet sein. Das Funkmodul bzw. das Mo- bilfunkgerät kann gemäß den GSM (Global System for Mobile Communications) -, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) -, DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunicati- ons) -, WLAN (Wireless Local Area Network) -oder CDMA (Code Division Multiple Access) -Standard arbeiten.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wer- den nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Schaltung zum Erzeugen und Einstellen der Fre- quenz mittels analoger Frequenzkorrektur ; Figur 2 eine Schaltung zum Erzeugen und Einstellen einer Frequenz mittels digitaler Frequenzkorrektur ; Figuren 3 eine ausführliche Darstellung einer Schaltung zum Erzeugen und Einstellen einer Frequenz, insbesonde- re mittels analoger Frequenzkorrektur ; Figur 4 eine ausführliche Darstellung einer Schaltung zum Erzeugen und Einstellen einer Frequenz im Ersatz- schaltbild der Komponenten von Figur 3 ; Figur 5 ein Ersatzschaltbild von Figur 4, bei dem mehrere Kondensatoren zu einem Lastkondensator CL bzw. ei- ner Lastkapazität zusammengefasst worden sind ; Figur 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erzeugung einer digital gesteuerten variablen Kapa

zität, im Beispiel mittels einer Parallelschaltung mehrerer kleiner Kondensatoren gegen Masse ; Figur 7 eine Darstellung der Frequenz f (CL) als Funktion der Lastkapazität CL ; Figur 8 ein Schaltbild einer Impedanzwandlerschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Einstellen der Frequenz einer Oszillatorschal- tung, beispielsweise gemäß Figur 5.

Bevor im folgenden eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung zum Erzeugen bzw. Einstellen einer Frequenz mittels eines Oszillators bzw. einer Oszillatorschaltung erläutert werden wird, sei zunächst noch einmal auf die Grundtheorie von einstellbaren Oszillatoren bzw. Oszillatorschaltungen am Beispiel eines Quarzoszillators (CXO : Controlled Crystal Os- cillator) eingegangen.

1. Frequenzeinstellung bei einstellbaren Oszillatoren Figur 3A zeigt dabei nochmal die drei Hauptteile bzw. Haupt- komponenten eines gesteuerten Oszillators bzw. einer Oszilla- torschaltung, die einen Schwingkreis bzw. ein Schwingungssys- tem bilden : a) Einen aktiven Teil AT : dieser wirkt als negativer Wider- stand und erlaubt die Oszillation des Systems, da er den Wi- derstand des Restes der Schaltung kompensiert. Dieser aktive Teil kann mit einem negativen Widerstand (-R bzw.-RaktiV) in Serie zu einem Kondensator (aktiv) dargestellt werden (vgl.

Figur 3B). b) Einen frequenzbestimmenden Teil FT (hier der Quarz) : Die- ser wird meistens als Serien-RLC-Schaltung dargestellt mit einem Parallelkondensator C0. Für den Fall eines Quarzoszil

lators sind die Quarzparameter Rl, Cl und 6 mit einer gewis- sen Präzision bekannt (vgl. Figur 3C). c) Einen Einstellungsteil ET : er wird meistens realisiert durch einen einstellbaren Kondensator (Cv) und einigen fes- ten Kondensatoren (hier C, und Cp) zur Schaltungzentrierung (vgl. Figur 3D). Dieser einstellbare Kondensator kann durch ein Analogsignal eingestellt werden (wie es bereits bezüglich Figur 1 erläutert worden ist), meistens einer Spannung (in diesem Fall handelt es sich um einem VC (X) 0 bzw. "Voltage Controlled (Crystal) Oscillator") oder durch ein digitales Signal, wie es unten noch genauer erläutert werden wird.

Figur 4 zeigt die gerade erläuterte Quarzoszillatorschaltung mit äquivalenten Komponenten.

Wenn man die Kondensatoren Cv, Cp, Cs und Caktiv zusammenzählt bzw. zusammenfasst, wie es in Figur 5 durchgeführt wurde, kann man die Darstellung des Oszillators bzw. der Oszillator- schaltung vereinfachen : das Schwingelement wird jetzt in Se- rie mit einer Kapazität bzw. Lastkapazität C, geschaltet. C, ist eine Funktion von Cv, Cp, Cs und CBv. In diesem speziel- len Fall lässt sich CL anhand von Figur 4 berechnen zu (Gleichung 1) : Wenn man mit die Eigenfrequenz des Quarzes be- schreibt, kann die Frequenz/, mit der die Schaltung oszil- lieren kann, jetzt als Funktion von C, ausgedrückt wer- den (Gleichung 2) :

Eine derartige Funktion der Frequenz f von der Lastkapazität CL ist in Figur 7 gezeigt.

Die Frequenz f der Oszillatorschaltung kann dann durch eine Änderung der Lastkapazität C, eingestellt werden, und, weil CI selbst von C, abhängt, durch eine Änderung der einstell- baren Kapazität Cv.

2. Realisierung einer digital gesteuerten Oszillatorschaltung In Folgenden soll nun die allgemeine Realisierung einer ein- stellbaren Kapazität Cv, wie sie oben bereits beschrieben wurde, erläutert werden.

Das Grundprinzip der Erzeugung eines Kondensators mit einer variablen Kapazität ist anhand von Figur 6 gezeigt. Durch z. B. das Parallelschalten von mehreren Kondensatoren K01 bis K04 mit kleinen Kapazitäten dC, erzeugt man eine größere Ka- pazität bzw. Gesamtkapazität Cv. Eine derartige Parallel- schaltung wird auch als Kapazitätsbank KB01 bezeichnet (vgl. dazu auch Figur 2 bezüglich der Kapazitätsbank KBl1 mit den jeweiligen Einstellkondensatoren K11 bis K14). Wenn das Schalten mittels Schalter S01 bis S04 jeder einzelnen Kapazi- tät bzw. jedes einzelnen Kondensators (mittels eines Program- mierworts) programmierbar ist, wird der Wert der großen Kapa- zität Cv variabel.

Für die folgenden Erläuterungen sei also angenommen, dass die Kapazitätsbank KB01 eine Gesamtkapazität Cv aufweist, die durch Zu-oder Wegschalten der einzelnen Kapazitäten dCV va- riierbar bzw. einstellbar ist.

Mit dem gerade beschriebenen Konzept ist die Frequenzgenauig- keit sehr abhängig von der kleinsten realisierbaren Kapazität dCv. Wenn man die Frequenz als Funktion der gesamten Lastka pazität CL (siehe Gleichung 2 und Figur 7) betrachtet, ergibt sich für die Frequenzgenauigkeit df (CL) : Der Wert dC, ist hier die Genauigkeit, die für den Wert der gesamten Lastkapazität erreichbar ist. Weil C, eine Funktion von Cv ist, kann man auch schreiben : Diese zwei Gleichungen geben die Frequenzgenauigkeit als Funktion der gesamten Lastkapazität C (Cv) und dem Kapazi- tätsschritt der Kapazitätsbank dC, (Gleichung 3) : In vorliegenden Beispiel einer Oszillatorschaltung gemäß den Figuren 3 bis 5 können die zwei nächsten Gleichungen folgen- dermaßen geschrieben werden : Um eine Vorstellung der Größenordnungen zu erhalten, soll folgendes Rechenbeispiel betrachtet werden. Es soll dabei die Frequenzgenauigkeit der Schaltung berechnet werden, wenn gilt Cv=IOpF, dC,=2fF, und die Quarzparameter folgende Größe ha- ben :

fo = 25992606Hz C, =6. 6fF C0=1.6pF Die Schaltung ist dimensioniert mit : Cp=4pF Cs = Cav = 40 pF In diesem Fall ergibt sich : CL = 8.24pF <BR> <BR> <BR> #f/#CL(CL) = 1773.45Hz/pF##df(Cv=10pF)=1.22Hz<BR> #CL <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #Cc (Cv) = 0.346<BR> <BR> <BR> ace Es gibt jedoch Fälle (zum Beispiel in einer Mobilfunkanord- nung, wie einem Mobiltelefon, das gemäß dem GSM-Standard ar- beitet), bei denen diese Genauigkeit nicht ausreicht. Mann kann dann versuchen, die Quarzparameter oder andere Werte in der Schaltung zu optimieren, aber der Spielraum ist oft sehr eng.

Ferner kann man versuchen, den Wert der Kapazität duc zou re- duzieren. Leider ist dies manchmal aufgrund der Technologie nicht möglich. Für solche Fälle kann nun eine Lösung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die im folgenden be- schrieben werden wird, verwendet werden.

3. Erhöhung der Präzision durch der Benutzung eines Impedanz- wandlers Die oben beschriebene (einfache) Kapazitätsbank KB01 mit der variablen Kapazität C, wird nun durch eine Impedanzwandler- schaltung IWS mit zwei Kapazitätsbänken, nämlich einer ersten

Kapazitätsbank KB21 mit einer einstellbaren Kapazität Cv » ~b und einer zweiten Kapazitätsbank KB22 mit einer einstellbaren Kapazität Cvfein ersetzt. Es sei erwähnt, dass der Aufbau (Pa- rallelschaltung von Einstellkondensatoren) und die Funktions- weise jeder der neuen Kapazitätsbänke der der Kapazitätsbank KB01 (bzw. der Kapazitätsbank KB11 von Figur 2) entspricht.

Die Verschaltung der Impedanzwandlerschaltung ist in Figur 8 gezeigt. Dabei bilden der Kondensator Ca, der Kondensator Cb und die zweite Kapazitätsbank KB22 eine Feineinstelleinrich- tung bzw. Feineinstellschaltung FES, wie es im folgenden er- läutert werden wird. Für jede der zwei Bänke ist die best er- reichbare Präzision dC, einer Kapazitätsänderung auf die mi- nimal erreichbare Kapazität dem ; n eines Kondensators bzw.

Einstellkondensators begrenzt durch die Technologie (bei der Herstellung der Kondensatoren) oder die Anzahl der Kondensa- toren in der Kapazitätsbank. In den meisten Fällen wird die Kapazität Cvpb so dimensioniert, dass der gewünschte Fre- quenzziehbereich f(Cvgrobmax)-f(Cvgrobmin) erreicht wird mit einer mittleren Genauigkeit. Die feine Genauigkeit wird hier dann durch die Kombination von Cfi., C, und C, erzielt.

Die äquivalente Kapazität bzw. Gesamtkapazität der Impedanz- wandlerschaltung IWS wird nun mit Cv bezeichnet und kann wie folgt berechnet werden (Gleichung 4) : Daraus wird ersichtlich, dass C sich aus der Summe einer groben Kapazität Cvgrob und einer feiner quantisierten Kapazi- tät Cadd ergibt.

Wenn #Cadd=Cadd(Cvfeinmax)-Cadd(Cvfeinmin) der maximale Kapazitätsbereich ist, den die Kapazität Cadd abdecken muss, ist in den meisten Fällen gewünscht, dass gilt : 0##Cadd#dCvgrob Es ist hier sinnvoll, Ca + Cb » Cvfein zu wählen. Man kann dann C mit einer Näherung wie folgt vereinfa- chen (Gleichung 5) : Die Gleichung 5 zeigt, dass man C durch geschickte Wahl von Ca und Cb linear benutzen kann. Dann entspricht dem durch Ca und Cb transformierten Kapazitätsbereich genau ein Schritt von Cvpb. Dies wurde unter Punkt 2 gemacht. Es bleibt nur noch übrig zu zeigen, dass die Präzision sich verbessert hat.

Wenn Cvfeill um einen kleinen Schritt bzw. Kapazitätsschritt dCvfein geschaltet wird, entspricht das für dC, einem Schritt von : Nach Ableitung von Gleichung 4 ableitet, erhält man (Gleichung 6) : Um eine feine Auflösung zu erreichen, müsste man Ca und Cb so wählen, dass gilt Ca + Cb » Cvfein-Die Gleichung 6 lässt sich dann wie folgt schreiben : Dies kann noch vereinfacht werden zu (Gleichung 8) :

In einem konkreten Zahlenbeispiel sollen nun die vorteilhaf- ten Auswirkungen der Impedanzwandlerschaltung IWS gezeigt werden : die Technologie zur Herstellung von Kondensatoren er- laubt die Herstellung eines Einstellkondensators einer Kapa- zitätsbank mit einem Kapazitätswert von efC=2/F (= 2 Fem- tofarad) als kleinsten Wert. Es wird gewählt C, =lpF und Cb= lOpF. Die Gesamtkapazität Cv der Impedanzwandlerschaltung IWS kann dann in Sprüngen von dC, quantisiert werden, die durch Gleichung 8 berechnet werden können : Hieraus ergibt sich schließlich für die effektive Kapazitätsänderung der Im- pedanzwandlerschaltung IWS bei Änderung der Kapazität von KB22 um dC"fe ; n : dC, =0. 0165fF. Dies entspricht einem Verbesse- rungsfaktor von ungefähr 121 bei der Auflösung gegenüber der Lösung, bei der nur eine Kapazitätsbank zur Einstellung der Lastkapazität verwendet wird.

Bezugnehmend auf eine praktische Anwendung einer Oszillator- schaltung, wie sie bezüglich Figur 1 und 2 erläutert worden ist, kann die eine Oszillatorschaltung gemäß einer Ausfüh- rungsform der Erfindung, d. h. mit einer digital ansteuerbaren Impedanzwandlerschaltung IWS, ebenso auf einem Funkchip eines Mobiltelefons integriert werden. Beispielsweise könnte die in Figur 2 gezeigte Kapazitätsbank KB11 durch die Impedanzwand- lerschaltung IWS ersetzt werden. Es ist jedoch auch die Ver

wendung der Oszillatorschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in anderen elektrischen Geräten denkbar, die für ihren Betrieb eine Frequenz mit hoher Genauigkeit benöti- gen.