DE10163582A1

DE10163582A1 - Automatische Verstärkungsregelung für einen Tuner

Info

Publication number: DE10163582A1
Application number: DE10163582A
Authority: DE
Inventors: Stefan Stalf; Veit Armbruster
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-03
Also published as: KR100958179B1; JP2005513903A; KR20040071236A; ES2336437T3; CN100426665C; EP1456945B1; WO2003055062A1; MXPA04006112A; DE60234384D1; EP1456945A1; US7738847B2; CN1606829A; AU2002358108A1; JP4235560B2; ZA200404532B; US20050032495A1

Abstract

Die Schaltungsanordnung enthält einen Tuner (1), der einen Regelverstärker (B) und einen nachgeschalteten Mischer (C) umfasst, sowie eine automatische Verstärkungsregelung. Die automatische Verstärkungsregelung enthält ein Bewertungsfilter (E), das an den Ausgang des Mischers (C) angeschlossen ist, vor einem Zwischenfrequenzfilter (G), und das über einen Detektor (F) das Regelsignal für den Regelverstärker (B) des Tuners liefert. Das Bewertungsfilter (F) weist insbesondere einen Durchlassbereich auf, der dem Durchlassbereich des Zwischenfrequenzfilters (G) entspricht und mindestens einen oder zwei benachbarte Programmkanäle zumindest teilweise umfasst. DOLLAR A Das Bewertungsfilter (E) kann beispielsweise als Bandpassfilter oder auch als Hochpass- oder Tiefpassfilter ausgelegt sein. Auch höhere Filteranordnungen und gegebenenfalls Polstellen (Frequenzfallen) sind möglich. Das Bewertungsfilter (E) kann insbesondere gegebenen Nachbarkanalverhältnissen eines Übertragungssystems angepasst werden. Hierdurch wird der Regelverstärker (B) bei schwierigen Empfangsverhältnissen besser abgestimmt, da über das Bewertungsfilter (E) auch Nachbarkanäle, bezogen auf den Durchlassbereich des Zwischenfrequenzfilters, in das Regelsignal mit einbezogen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung mit einem Tuner, der einen Regelverstärker und einen nachgeschalteten Mischer aufweist, sowie mit einer automatischen Verstärkungsregelung für den Regelverstärker. Schaltungsanordnungen dieser Art werden beispielsweise in Fernsehgeräten verwendet, um die Signale einer Antenne oder eines Kabels, die Fernsehprogramme enthalten, auf eine Zwischenfrequenz umzusetzen.
In bekannten Tunern dieser Art werden die Eingangssignale in Vorkreisen nach bestimmten Bereichen selektiert, beispielsweise nach VHF-Bereichen, UHF-Bereich und Hyperband. Diese selektierten Bereiche, die verschiedene Frequenzbänder umfassen, werden anschließend durch einen Regelverstärker verstärkt, bevor sie auf einen Mischer gegeben werden. Dem Mischer wird außerdem ein zweites Signal von einem Oszillator zugeführt, dessen Oszillatorfrequenz in Abhängigkeit von einem ausgewählten Programmkanal eingestellt wird, so dass der gewünschte Programmkanal auf eine fest vorgegebene Zwischenfrequenz herabgesetzt wird.
Das heruntergemischte Signal wird anschließend einem Zwischenfrequenzfilter, auch Kanalfilter genannt, zugeführt, das abgestimmt ist auf den Bildträger und den Tonträger des gewünschten Programms, und in dem die Nachbarkanäle abgetrennt werden. Als Zwischenfrequenzfilter wird üblicherweise ein Oberflächenwellenfilter verwendet. Das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzfilters wird anschließend in einem Zwischenfrequenzverstärker verstärkt, so dass es einen geeigneten Pegel für eine Demodulation aufweist.
Um unterschiedliche Antennenspannungen der Sender auszugleichen und um Übersteuerungen des Mischers und der nachfolgenden Stufen zu vermeiden, verwendet man für den Tuner eine automatische Verstärkungsregelung (AGC, automatic gain control). Hierfür wird das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzfilters verwendet, dessen Pegel der Eingangsspannung eines Programmkanals eines entsprechenden Senders entspricht. Aus diesem Signal wird eine Steuerspannung gewonnen, die dem Regelverstärker im Tuner zugeführt wird. Die Regelung ist hierbei so gewählt, dass dem Zwischenfrequenzfilter eine konstante Signalspannung zugeführt wird für einen jeweils gewünschten Programmkanal.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für eine Schaltungsanordnung der vorangehend genannten Art eine Verstärkungsregelung anzugeben, die auch bei komplizierten Empfangsverhältnissen, wenn beispielsweise sowohl analoge als auch digitale Programmkanäle am Eingang des Tuners anliegen, eine gute Selektion eines gewünschten Programmkanals ermöglicht.
Diese Aufgabe wird für eine Schaltungsanordnung durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie für ein Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung enthält einen Tuner, der einen Regelverstärker und einen nachgeschalteten Mischer umfasst, sowie eine automatische Verstärkungsregelung. Die automatische Verstärkungsregelung umfasst ein Bewertungsfilter, das an den Ausgang des Mischers angeschlossen ist, und das über einen Detektor das Regelsignal für den Regelverstärker des Tuners liefert.
Das Bewertungsfilter weist insbesondere einen Durchlassbereich auf, der dem Durchlassbereich eines dem Tuner nachgeschalteten Zwischenfrequenzfilters entspricht und mindestens einen oder zwei benachbarte Programmkanäle zumindest teilweise umfasst. Das Bewertungsfilter kann beispielsweise als Bandpassfilter, das die zwei oder vier nächsten benachbarten Kanäle umfasst, oder auch als Hochpass- oder Tiefpassfilter ausgelegt sein. Auch höhere Filteranordnungen und gegebenenfalls Polstellen (Frequenzfallen) sind dabei möglich. Das Bewertungsfilter kann also insbesondere gegebenen Nachbarkanalverhältnissen eines Übertragungssystems angepasst werden. Es kann zudem relativ einfach aufgebaut werden unter Verwendung von kostengünstigen Bauteilen.
Die automatische Verstärkungsregelung verwendet also nicht ein Regelsignal, das nach dem Zwischenfrequenzfilter abgegriffen wird, sondern ein Regelsignal, das bereits nach dem Mischer abgegriffen wird. Hierdurch wird der Regelverstärker bei schwierigen Empfangsverhältnissen besser abgestimmt, da über das Bewertungsfilter auch Nachbarkanäle, bezogen auf den Durchlassbereich des Zwischenfrequenzfilters, in das Regelsignal mit einbezogen werden.
Liefert beispielsweise ein gewünschter Programmkanal nur eine schwache Signalspannung und liegt in einem übernächsten Programmkanal ein Programm eines anderen Senders mit einer sehr hohen Signalspannung, so wird durch das Bewertungsfilter der benachbarte Programmkanal im wesentlichen unterdrückt, so dass der gewünschte Programmkanal in dem Regelverstärker ausreichend verstärkt wird für ein gutes Signal-zu-Rauschverhältnis. Gleichzeitig geht jedoch der hohe Pegel des übernächsten Programmkanals in die Regelspannung für den Regelverstärker mit ein, so dass der Mischer sowie nachfolgende Stufen nicht übersteuert werden. Hierdurch liefert die Anordnung eine verbesserte Linearität sowie einen erhöhten Signal-zu- Rauschabstand in einem Empfangssystem. Dies gilt insbesondere bei kritischen Empfangssituationen, wenn sehr große Pegelunterschiede zwischen dem Nutzkanal und unmittelbar benachbarten Kanälen, die Störsignale mit einem hohen Pegel darstellen können, bestehen.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Figur eine Schaltungsanordnung mit einem Tuner und einer Zwischenfrequenzstufe, sowie mit einer automatischen Verstärkungsregelung für den Tuner.
In der Figur ist schematisch ein Tuner 1 dargestellt, der einen Hochfrequenzeingang 3 aufweist für den Empfang von Programmkanälen, insbesondere Fernsehkanälen. Das Hochfrequenzsignal wird beispielsweise von einer terrestrischen Antenne oder über ein Kabel geliefert. Das Eingangssignal wird in dem Tuner 1 auf bekannte Weise in Vorkreisen A nach bestimmten Bereichen selektiert, wie beispielsweise VHF-Bereiche, UHF-Bereich und Hyperband, und umfasst beispielsweise einen Frequenzbereich von 50 bis 860 MHz. Anschließend wird das selektierte Signal einem Regelverstärker B zugeführt, bevor es in dem Tuner 1 auf einen Mischer C gegeben wird. Der Tuner 1 enthält weiterhin einen Oszillator D, mit dem die Hochfrequenzsignale in dem Mischer C in einen Zwischenfrequenzbereich heruntergemischt werden.
Das Ausgangssignal des Mischers C wird anschließend einer Zwischenfrequenzstufe 2 zugeführt, die ein Zwischenfrequenzfilter G enthält. Dieses ist ein steilflankiges Filter mit einem festen Durchlassbereich, mit dem ein gewünschter Programmkanal herausgefiltert wird. Häufig wird hierfür ein Oberflächenwellenfilter verwendet. Die Frequenz des Oszillators D wird hierbei derart gewählt, dass ein gewünschter Programmkanal genau in den Durchlassbereich des Zwischenfrequenzfilters G fällt.
Das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzfilters G wird anschließend in einem Zwischenfrequenzverstärker H verstärkt, so dass es anschließend über einen ZF-Ausgang 4 einem Demodulator zugeführt werden kann.
Der Regelverstärker B wird über eine automatische Verstärkungsregelung geregelt, die das Ausgangssignal des Mischers C, also das Signal vor dem Zwischenfrequenzfilter G, verwendet. Die automatische Verstärkungsregelung enthält insbesondere ein Bewertungsfilter E, das an den Ausgang des Mischers C angeschlossen ist, und das über einen Detektor F ein Regelsignal für den Regelverstärker B zur Verstärkungsregelung abgibt. Der Detektor F ist beispielsweise ein Mittelwert- oder ein Spitzenwertgleichrichter, der eine Diode und eine nachgeschaltete Kapazität umfasst.
Das Bewertungsfilter E kann beispielsweise ein einfacher Bandpass, Hochpass oder Tiefpass sein. Auch höhere Filteranordnungen und gegebenenfalls Polstellen für das Bewertungsfilter E sind möglich. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist beispielsweise ein Bandpassfilter, das die zwei oder vier nächsten benachbarten Kanäle umfasst, in Bezug auf den Durchlassbereich eines dem Tuner nachgeschalteten Zwischenfrequenzfilters. Dies entspricht einen bzw. zwei benachbarte Kanäle oberhalb und unterhalb des Zwischenfrequenzfilters.
Der Regelverstärker B enthält beispielsweise einen MOSFET mit einem zweiten Gate-Anschluss für die Verstärkungsregelung, und die Verstärkungsregelung findet derart statt, dass die Verstärkung des Regelverstärkers B groß ist, wenn der Detektor F ein niedriges Signal liefert, und umgekehrt.
Das Bewertungsfilter E weist insbesondere einen Durchlassbereich auf, der den Durchlassbereich des Zwischenfrequenzfilters G umfasst, sowie mindestens einen oder zwei benachbarte Programmkanäle zumindest teilweise mit umfasst. Hierdurch wird die automatische Verstärkungsregelung gegebenen Nachbarkanalverhältnissen des Kanalfilters G angepasst. Vor dem Bewertungsfilter E ist vorteilhafterweise noch eine Verstärkerstufe, in der Figur nicht dargestellt, angeordnet.
Die Schaltungsanordnung ist insbesondere geeignet für kritische Empfangssituationen, wenn sehr große Pegelunterschiede zwischen dem Nutzkanal und unmittelbar benachbarten Kanälen bestehen, also benachbarte Kanäle Störsignale mit sehr hohem Pegel liefern. Da durch das Bewertungsfilter E benachbarte Kanäle mit berücksichtigt werden, ermöglicht die Schaltungsanordnung ein Empfangssystem mit verbesserter Linearität und mit hohem Signal-zu-Rauschabstand. Dies gilt sowohl für die Übertragung von analogen Signalen als auch für digitale Signale.
In den Vorkreisen A, die mitlaufende Filter enthalten, findet bereits eine Vorselektion auf einen gewünschten Programmkanal statt. Die automatische Verstärkungsregelung kann daher als einfache analoge Schaltung mit kostengünstigen Bauteilen aufgebaut werden. Die Verstärkungsregelung kann insbesondere im Tuner 1 selbst innerhalb des abgeschirmten Gehäuses mit integriert werden, da zur Regelung das Ausgangssignal des Mischers C innerhalb des Gehäuses abgegriffen werden kann. Die Verstärkungsregelung kann auch teilweise oder vollständig in einen integrierten Schaltkreis integriert werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung liegen im Rahmen eines Fachmannes. Die automatische Verstärkungsregelung kann insbesondere auch mehrere Bewertungsfilter enthalten, beispielsweise für verschiedene Vorkreise A Bewertungsfilter mit unterschiedlichen Durchlassbereichen. Das Bewertungsfilter E kann zum Beispiel auch als ein adaptives, digitales Filter aufgebaut sein, daß das Regelsignal den Empfangsverhältnissen unter Berücksichtigung der benachbarten Programmkanäle adaptiv anpasst. Die Schaltungsanordnung ist insbesondere geeignet für den Empfang von Fernsehprogrammen, sie ist jedoch nicht auf diese Programmart beschränkt.

Claims

1. Schaltungsanordnung mit einem Tuner (1), der einen Regelverstärker (B) und einen nachgeschalteten Mischer (C) umfasst zur Umsetzung eines Programmkanals in einen Zwischenfrequenzbereich, sowie mit einer automatischen Verstärkungsregelung, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Verstärkungsregelung ein Bewertungsfilter (E) enthält, das an den Ausgang des Mischers (C) angeschlossen ist und das über einen Detektor (F) ein Regelsignal für den Regelverstärker (B) abgibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewertungsfilter (E) einen Durchlassbereich aufweist, der den Durchlassbereich des Zwischenfrequenzfilters (G) sowie mindestens einen oder zwei benachbarte Kanäle zumindest teilweise umfasst, beispielsweise zwei oder vier benachbarte Kanäle.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewertungsfilter (E) einen Bandpass, Hochpass oder Tiefpass enthält, dass es gegebenenfalls zusätzlich Polstellen aufweist, und dass es gegebenen Nachbarkanalverhältnissen eines Übertragungssystems angepasst ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (F) eine Diode und einen Kondensator enthält und als Mittelwert- oder Spitzenwertgleichrichter ausgelegt ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tuner (1) einen Vorkreis (A) aufweist zur Vorselektion von Programmkanälen, sowie einen Mischeroszillator (D) zur Herabsetzung eines gewünschten Programmkanals auf den durch das Zwischenfrequenzfilter (G) vorgegebenen Zwischenfrequenzbereich.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bewertungsfilter (E) eine Verstärkerstufe angeordnet ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Verstärkungsregelung zusammen mit dem Tuner (1) in ein Tunermodul mit abgeschirmtem Gehäuse integriert ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mischer (C) ein Zwischenfrequenzfilter (G) nachgeschaltet ist, und dass das Regelsignal für die automatische Verstärkungsregelung vor dem Zwischenfrequenzfilter (G) abgegriffen ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tuner (1) für den Empfang von analogen und digitalen Fernsehkanälen ausgelegt ist.

10. Verfahren für eine automatische Verstärkungsregelung für einen Tuner, der einen Regelverstärker (B) und einen nachgeschalteten Mischer (C) enthält zur Umsetzung eines Programmkanals in einen Zwischenfrequenzbereich, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsregelung das Ausgangssignal des Mischers (C) abgreift und über ein Bewertungsfilter (E) und einen Detektor (F) als Regelsignal einem Eingang des Regelverstärkers (B) zuführt.