DE2748321A1

DE2748321A1 - Abstimmeinrichtung fuer hochfrequenzempfaenger

Info

Publication number: DE2748321A1
Application number: DE19772748321
Authority: DE
Inventors: Felix Aschwanden
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1978-05-03
Also published as: FR2371822B1; SE422133B; JPS5354406A; FI773122A; FR2371822A1; AU515265B2; CA1096519A; SE7711846L; JPS5718378B2; AU2994677A

Description

RCA 71007 ,

Brit.Ser.No. 44661-76 U Patent«««··

October 27. 1976 Dr. Dieter ν. Bezold

US Ser.No. 790,863 Dipl.- Ing. Pctcr Schütz

April 26, 1977 Dipl.-Ing. v/oif.jar^ Hsusler

8 München Bo, Postfach 600668

RCA Corporation New York, N.T., V.St.v.A.

Abstimmeinrichtung für Hochfrequenzempfänger

Die Erfindung bezieht sich auf Abstimmeinrichtungen, die mit phasensynchronisierter Schleife arbeiten.

In jüngster Zeit geht man dazu über, für die Abstimmung von Hörfunk- und Fernsehempfängern statt der herkömmlichen, mit passiven Abstimmelementen arbeitenden mechanischen Geräte elektronische Abstimmeinrichtungen zu verwenden die mit aktiven Abstimmelementen wie z.B. spannungsempfindlichen Kapazitätsdioden (Varactoren) arbeiten, um die jeweils passende Uberlagerungsfrequenz für die Abstimmung auf die einzelnen informationshaltigen Träger festzulegen. Solche elektronischen Geräte sind von Natur aus zuverlässiger und vielseitiger.

Elektronische Abstimmgeräte benötigen jedoch anders als ihre mechanischen Gegenstücke Einrichtungen, welche die Abstimminformation (z.B. die jeweilige Abstimmsteuerspannung) während des Ausbleibens der Versorgungsleistung aufrecht erhalten, damit die Abstimmung beim Wiedererscheinen der Leistung nicht

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neu begonnen werden muß. Ferner kommt es vor, daß unter den vielen Trägern, die einem bestimmten Frequenzbereich (z.B. dem FM-Rundfunkband) zugeordnet sind, einige gegenüber den anderen bevorzugt werden, z.B. wegen ihrer besseren Signalstärke oder wegen ihres Programminhalts. Es ist daher wünschenswert, daß ein elektronisches Abstimmsystem die Möglichkeit bietet, eine Gruppe bevorzugter Abstimmstellungen vorzuwählen. Außerdem sollten elektronische Abstimmsysteme ebenso wie ihre mechanischen Gegenstücke Vorrichtungen enthalten, um die gewählten Abstimmstellungen anzuzeigen. Dies wird zu einer schwierigen Aufgabe, wenn sich die vom Benutzer vorzuwählenden bevorzugten Abstimmstellungen je nach dem Empfangsort unterscheiden. Anders als im Falle, wo ein Empfänger Abstimmstellungen für jeden zugeteilten informationshaltigen Träger liefert, ist hier nämlich weder die Abstimminformation für die bevorzugten Abstimmstellungen noch die entsprechende wiederzugebende Information bekannt, bevor der Empfänger seinen Bestimmungsort erreicht hat.

Unter den verschiedenen Typen der bisher vorgeschlagenen elektronischen Abstimmsysteme gibt es einige, die eine sogenannte phasensynchronisierte Schleife enthalten, um durch Frequenzsynthese Überlagerungssignale passender Frequenzen aus einem Bezugsfrequenzsignal zu gewinnen, das von einem Kristalloszillator abgeleitet wird. Solche Systeme sind besonders vorteilhaft, da ihre Genauigkeit und Stabilität praktisch nur vom Kristalloszillator abhängt, der höchst genau und stabil ausgelegt werden kann. In diesen mit phasensynchronisierter Schleife arbeitenden Abstimmsystemen wird ein lokaler spannungsgesteuerter Überlagerungsoszillator verwendet, dessen Steuerspannung in einem solchen Sinne geregelt wird, daß die Phasen- und Frequenzunterschiede zwischen dem Bezugsfrequenzsignal und dem durch einen Faktor N frequenzgeteilten Signal des Überlagerungsoszillators minimal gehalten werden. Die Wahl einer Abstimmposition erfolgt jeweils durch Einstellung des Teilungsfaktors N.

Um in den mit phasensynchronisierter Schleife arbeitenden Ab-

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Stimmsystemen den Faktor N einzustellen, hat man herkömmlicherweise programmierbare Zähler mit Hilfe von Binärwörtern programmiert, die typischerweise acht bis zehn Binärziffern (Bits) enthielten. Man verwendete Einrichtungen wie daumenradbetätigte Schalter, mechanisch wirkende Programmkarten, nichtpermanente (leistungsabhängige) Magnet- und Halbleiterspeicher in Verbindung mit Reserveenergiequellen oder aber permanente (leistungsunabhängige) Halbleiterspeicher, um den Inhalt der Binärwörter für die Programmierung der 1:N frequenzteilenden Zähler und die Vorauswahl bevorzugter Abstimmpositionen zu steuern, die Binärwörter während des Ausbleibens der Netzleistung zu speichern und eine Quelle für Binärinformationen zur sichbaren Anzeige der gewählten Abstimmpositionen zu haben. Solche "Speicher"-Systeme sind aber leider relativ kompliziert und teuer.

Es sind auch elektronische Abstimmsysteme bekannt, in denen eine Gruppe von Potentiometern verwendet wird, um Abstimmgleichspannungen entsprechend den verschiedenen Abstimmpositionen zur direkten Steuerung der Frequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators bereitzustellen. Ein solches Abstimmsystem ist ζ·Β· in der US-Patentschrift 3 755 763 beschrieben. Die Potentiometer dienen hierbei dazu, die Abstimminformation während des Fehlens der Leistungszufuhr aufrechtzuerhalten und außerdem die Wahl bestimmter bevorzugter Abstimmpositionen zu erlauben. Da ö edoch die gewöhnlichen programmierbaren Zähler, die in den mit phasensynchronisierter Schleife arbeitenden Abstimmsystemen verwendet werden, über Binärsignale und nicht durch Gleichspannungen programmiert werden, hat man die potentiometergesteuerten Abstimm-Mechanismen in solchen Systemen nicht verwendet· In der US-Patentschrift 3 983 497 ist zwar ein Frequenzteiler für ein mit phasensynchronisierter Schleife arbeitendes Prequenzidentifizierungssystem beschrieben, der durch ein analoges Steuersignal eingestellt wird. Dieser Frequenzteiler ist jedoch nicht so angelegt, daß sich Abstimmpositionen vorwählen und während des Ausbleibens der Leistungszufuhr speichern lassen oder daß Informationen, die gewählte Abstimmpositionen an-

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zeigen, sichtbar dargestellt werden könnten.

Bei potentiometergesteuerten Abstimmsysteinen, wie sie in der oben genannten US-Patentschrift 3 755 763 beschrieben sind, können Skalen in Verbindung mit den Potentiometern verwendet werden, um eine ungefähre Anzeige der Abstimmpositionen zu geben. Wegen des relativ engen Frequenzabstandes zwischen den inf ormationshaltigen Trägemist es für einen Benutzer jedoch äußerst schwierig, dicht nebeneinanderliegende Abstimmpositionen voneinander zu unterscheiden.

Es sind auch verschiedene genauer arbeitende Anzeigevorrichtungen für Abstimmpositionen bekannt, deren Funktionsweise im Grunde darauf beruht, die innerhalb einer festen Zeitspanne erscheinenden Perioden eines Signals zu zählen, das in Gelation zum Signal eines Überlagerungsoszillators steht, vergleiche hierzu z.B. die US-Patentschriften 3 835 424-, 3 851 254 und 3 991 382. Die Abstimmsysteme, in denen diese Vorrichtungen verwendet werden, haben jedoch nicht die wünschenswerten Merkmale eines mit phasensynchronisierter Schleife arbeitenden Systems, das in einer relativ einfachen und billigen Weise, z.B. mit Hilfe von Potentiometern, programmiert oder voreingestellt werden kann.

Ein mit phasensynchronisierter Schleife arbeitendes Abstimmsystem gemäß der Erfindung weist einen programmierbaren Frequenzteiler auf, um die Frequenz des von einem lokalen Überlagerungsoszillator erzeugten Signals zu teilen. Dieser Frequenzteiler enthält einen ersten Zähler, der während der Dauer eines Programmiersignals eine programmierte Anzahl N von Eingangssignalperioden zählt, sowie einen zweiten Zähler, der eine feste Anzahl K von Eingangssignalperioden zählt, um ein Ausgangssignal zu liefern, dessen Frequenz über eine Zahl N = K + M in inverser Relation zur Frequenz des Überlagerungsoszillators steht. Der Zählwert M wird vom ersten Zähler gespeichert, während der zweite Zähle· zählt, so daß er decodiert und sichtbar wiedergegeben werden kann, um eine gewählte Abstimm-

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position anzuzeigen. Die Wahl einer Abstimmposition erfolgt dadurch, daß ein Exemplar aus einer Vielzahl passiver zeitbestimmender Elemente (z.B. aus einer Vielzahl voreinstellbarer Abstimmpotentiometer), die den jeweiligen Abstimmpositionen zugeordnet sind, mit einem monostabilen Multivibrator gekoppelt wird, um die Dauer des Programmiersignals einzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt teils in Blockform und teils mit Hilfe von Logikschaltsymbolen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;

Figuren 2 bis 5

zeigen in graphischen Darstellungen Beziehungen zwischen einzelnen Signalen, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Abstimmsystems für europäische FM-Rundfunkträger erläutert. Sie kann jedoch auch unter relativ einfacher Abwandlung des beschriebenen Systems zur Abstimmung auf andere Informationsträger, etwa auf Träger für den Fernsehempfang, verwendet werden.

In Europa liegen die FM-Rundfunkträger in gegenseitigem Abstand von 100 kHz innerhalb eines von 87,3 bis 104-,5 MHz reichenden Frequenzbandes. Es stehen also insgesamt 172 (d.h. ) Stationen oder Kanäle zur Verfügung. Die Fig. 1 zeigt einen FM-Rundfunkempfanger, der Rundfunkträger mit einer Antenne 12 auffängt, sie dann in einem HF-Eingangsteil 14 verstärkt und anderweitig verarbeitet, um sie anschließend auf einen Mischer 16 zu geben. Der Empfänger enthält ferner einen Überlagerungsoszillator 18, der so gesteuert werden kann, daß er selektiv eine von insgesamt 172 Uberlagererfrequenzen liefert, die in gegenseitigem Abstand von 100 kHz innerhalb eines

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Frequenzbereichs zwischen 98 und 115»2 MHz liegen und im Mischer 16 mit den jeweiligen Rundfunkträgern kombiniert werden, um ein ZP-Signal mit einer Trägerfrequenz von 10,7 MHz zu erzeugen. Das ZF-Signal wird in einem ZF-Teil 20 verstärkt und anderweitig behandelt, anschließend in einem Demodulator 22 demoduliert und dann im NF-Teil 24 verarbeitet, um über einen Lautsprecher 26 eine Tonwiedergabe zu erhalten.

Der Überlagerungsoszillator (Überlagerer) 18 befindet sich in einer mit phasensynchronisierter Schleife arbeitenden Abstimmeinrichtung 30, die ein Steuersignal zur Beeinflussung seiner Schwingfrequenz liefert. Das vom Überlagerungsoszillator erzeugte Signal (Überlagerersignal) wird neben dem Mischer 16 außerdem noch einem Voruntersetzer 32 zugeführt, der beispielsweise ein Hochgeschwindigkeitszähler in ECL-Technik ("Emittergekoppelte Logik") ist. Der Voruntersetzer 32 dient dazu, die relativ hohe Frequenz des Überlagerersignals durch eine feste Zahl (z,B. durch 8) zu teilen, so daß die weitere Teilung mit Hilfe eines relativ langsamen programmierbaren 1:N-Frequenzteilers 34- durchgeführt werden kann, der dem Voruntersetzer 32 folgt. Der programmierbare 1:N-Frequenzteiler 34 teilt die Frequenz des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32 durch eine entsprechend der jeweils gewählten Station einprogrammierte ganze Zahl.

Ein Fhasenvergleicher 36 empfängt das Ausgangssignal des programmierbaren 1:N-Teilers 34- gemeinsam mit einem Bezugsfrequenzsignal, das von einem Bezugs-Voruntersetzer 38 geliefert wird, der die Frequenz des Ausgangssignals eines Kristalloszillators 40 durch eine feste Zahl (z.B. durch 8) teilt. Der Phasenvergleicher 36 erzeugt ein Fehlersignal, das charakteristisch ist für die Phasen- und Frequenzabweichungen zwischen den Ausgangssignalen des 1:N-Teilers 34 und des Bezugs-Voruntersetzers 38. Das Fehlersignal wird in einem Tiefpaßfilter 42 gefiltert, um das Steuersignal für den Überlagerungsoszillator 18 zu gewinnen.

Die Frequenz des Überlagerungsoszillators 18 wird unter dem Einfluß des Steuersignals geregelt, bis die beiden Eingangssignale

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des Phasenvergleichers 36 in Phase und Frequenz einander im wesentlichen gleich sind. Hiermit ist die Abstimmeinrichtung 30 sozusagen "synchronisiert", und die Frequenz fy des Überlagerungsoszillators ist gleich Nf„, wobei fy die Frequenz des Kristalloszillators ist. Wenn f„ gleich 100 kHz ist, dann laßt sich mit der Abstimmeinrichtung 30 die zum Empfang eines bestimmten FM-Trägers passende Überlagererfrequenz fy zwischen 98 und 115,2 MHz selektiv einstellen, indem man den Teilungsfaktor N auf die betreffende zwischen 980 und 1152 liegende ganze Zahl einstellt, die sich aus dem Quotienten Ü ergibt. ΐΰόΉίζ

Bei der hier beschriebenen Abstimmeinrichtung wird der 1:N-Frequenzteiler 34 für die Abstimmung auf eine bestimmte Station programmiert, indem der Benutzer einen Wählschalter 44- in diejenige Stellung bringt, in welcher dieser Schalter eine Versorgungsspannung +V über ein der betreffenden Station zugeordnetes Potentiometer auf einen monostabilen Multivibrator 48 koppelt· Das betreffende Potentiometer ist eines aus einer Gruppe von Potentiometern 4-6, die den verschiedenen Stationen oder Abstimmpositionen zugeordnet sind. Wenn wie im dargestellten Fall eine dem Potentiometer 46a zugeordnete Station gewählt worden ist, dann erzeugt der monostabile Multivibrator 48 Programmierimpulse, deren Dauer durch eine Zeitschaltung bestimmt wird, die in diesem Fall aus dem Potentiometer 46a und einem ebenfalls mit dem monostabilen Multivibrator 48 gekoppelten Kondensator 50 besteht. Während jeder Periode des Ausgangssignals des 1:N-Teilers,im Verlauf der Dauer eines entsprechenden Progranunierimpulses, wird eine programmierte Anzahl M von Perioden des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32 in einem Vorwärts/Rückwarts-Zähler 52 gezählt. Außerdem wird während Jeder Periode des 1:N-Ausgangssignals eine feste Anzahl K von Perioden des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32 in einem Festwertzähler 54 gezählt. Der Vorwärts/Rückwärts-Zähler 52 und der Festwertzähler 54 sind so angelegt, daß das 1:N-Ausgangssignal eineBsrißde hat, die gleich N=K + M Perioden des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32 beträgt.

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Um die Arbeitsweise des 1:N-Teilers 34 im einzelnen zu verstehen, sei auf die Fig. 2 verwiesen, die in g-aphischer Darstellung verschiedene Wellenformen zeigt, wie sie im 1:N-Teiler 34 der vorliegenden Ausführungsform auftreten. Zu einem Zeitpunkt (der Zeitpunkt 0 in Fig. 2), bei dem eine Periode des 1:N-Ausgangssignals gerade zu Ende ist, wird ein negativ gerichteter Impuls an dem den Zählwert O anzeigenden Ausgang (O-Ausgang) des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 52 erzeugt und auf den Rücksetzeingang des 1:K-Zählers ^A- sowie auf den Triggereingang des monostabilen Multivibrators 48 gegeben. Der 1:K-Zähler 54 wird daraufhin auf den Zählwert O zurückgesetzt, und der monostabile Multivibrator 48 wird getriggert. In diesem Zeitpunkt (geteilt durch N) koppelt ein elektronisch steuerbarer Eingangsschälter 56 (lediglich symbolisch dargestellt) den Ausgang des Uberlagerersignal-Voruntersetzers 32 auf den Eingang des 1:K-Zählers 54-, und dieser beginnt bis zur festen Zahl K vorwärts zu zählen. Gleichzeitig wird ein NAND-Glied 58 aktiviert, um als Reaktion auf den vom Ausgang des monostabilen Multivibrators 48 kommenden Programmierimpulses den Ausgang des Überlagerersignal-Voruntersetzers 32 auf den Vorwärts-Zähleingang des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 52 zu koppeln, so daß dieser Zähler vorwärts zu zählen beginnt. Das Ausgangssignal des Voruntersetzers 32 wird dann so lange über das NAND-Glied 58 dem Vorwärtseingang des Zählers 52 zugeführt, bis der Programmierimpuls vom Ausgang des monostabilen Multivibrators 48 zum Zeitpunkt t^ zu Ende geht. Zu diesem Zeitpunkt hat der Vorwärts/ Rückwärts-Zähler 52 insgesamt M Perioden des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32 gezählt, wobei diese Anzahl durch die Dauer T_Q des Programmierimpulses bestimmt ist. Die programmierte Zahl M bleibt dann im Zähler 52 gespeichert, während der Zähler 54 weiterzählt. Wenn zum Zeitpunkt t₂ der Zähler 54 insgesamt K Perioden des Ausgangesignals des Voruntersetzers 32 gezählt hat, erzeugt dieser Zähler ein Ausgangssignal "übertrag". Das Signal "übertrag" wird auf den Eingangsschalter 56 gekoppelt, der daraufhin das Ausgangssignal des Überlagerersignal-Voruntersetzers 32 an den Rückwärtseingang des Vorwärts/Rückwärts-Zählers

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54- statt an den Eingang des 1:K-Zählers 5**· legt. Dieser Zähler zählt nun vom Zählwert M ausgehend in Rückwärtsrichtung. Wenn der Zähler 52 den Zählwert O erreicht (Zeitpunkt t,), wird an seinem O-Ausgang wiederum ein negativ gerichteter Impuls erzeugt, und ein neuer 1:N-Teilungszyklus beginnt.

Es wird also zuerst eine feste Anzahl K von Perioden des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32 mit dem Zähler 5^ gezählt, und dann zählt der Zähler 52, abhängig von der Dauer des mit dem monostabilen Multivibrator 4-8 erzeugten Programmierimpulses, eine programmierte Anzahl M von Perioden des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32, so daß während eines 1:N-Teilungszyklus insgesamt K+M Perioden des Ausgangssignals des Voruntersetzers 32 gezählt werden. Wenn z.B. die feste Zahl K gleich 907 gewählt ist, dann lassen sich durch Einstellung von M auf ganze Zahlen zwischen 73 und 24-5 alle Überlagererfrequenzen zwischen 98 MHz und 115,2 MHz in Stufen von 100 kHz mit der Abstimmeinrichtung erzielen.

Mit dem 1:N-Teiler 3^- ist es außerdem möglich, die jeweils gewählte Abstimmposition praktisch kontinuierlich sichtbar anzuzeigen. Während des Iⁿtervalls, in dem der Zähler 54- zählt, ist der Vorwärts/Rückwärts-Zähler 52 zunächst im vorwärtszählenden Betrieb (vom Zeitpunkt O bis zum Zeitpunkt t,.), hört aber mit seiner Zählung auf, bevor der Zähler 54- den Zählwert K erreicht hat. Es gibt also eine relativ lange Zeitspanne (zwischen t- und t₂), während der es möglich ist, den Inhalt des Vorwärts/ Rückwärts-Zählers 52 zu speichern und ihn nach Entschlüsselung in einem entsprechenden Decodierer 60 mittels eines siebensegmentigen Sichtanzeigegeräts 62 darzustellen. Während derjenigen Intervalle, in denen der Inhalt des Vorwärts/Rückwfirts-Zählers 52 durch Vorwärts- und Rückwärtszählung verändert wird (d.h. zwischen O und t^, und zwischen t₂ und t,), wird ein Austastsignal (mit "niedrigem" Logik- oder Binärwert) erzeugt, um ein Flackern der Sichtanzeige 62 zu verhindern. Dieses Austastsignal wird gebildet durch Verknüpfung des Programmierimpulses vom Ausgang

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des monostabilen Multivibrators 4-8 und des Übertrag-Signals vom Ausgang des 1:K-Teilers 5^· mittels eines inverters 63 und eines UND-Gliedes 64-. Durch Verwendung von Decodieranordnungen irgend eines an sich bekannten Typs kann man dafür sorgen, daß das Sichtgerät den Wert der Frequenz anzeigt oder aber, im Falle eines Fernsehempfängers, die entsprechende Kanalnummer wiedergibt.

Jedes der Potentiometer 4-6 sei auf die Vorwahl einer bestimmten Abstimmposition oder Station eingestellt. Während jedes der Potentiometer stetig veränderbar ist, sind die Frequenzen des Überlagerersignals in Stufen zu jeweils 100 kHz programmierbar. Dies ist in Fig. 3 mit dem treppenförmigen Verlauf einer die Überlagererfrequenz f« als Funktion des Widerstandswerts R_x wiedergebenden Kennlinie graphisch dargestellt. Wie die Fig. 3 zeigt, kann zwischen den Endpunkten eines Bereichs von Widerstandswerten (die Endpunkte selbst nicht mit eingeschlossen) nur eine Überlagererfrequenz erhalten werden. Dies entspricht der Situation, wo das Ende des Programmierimpulses zwischen den Vorderflanken zweier benachbarter Ausgangsimpulse oder Perioden des Ausgangssignals vom Überlagerersignal-Voruntersetzer 32 liegt. So wird beispielsweise zwischen den Widerstandswerten R₀ und Rq +AR (ohne Einschluß dieser Werte) nur die Frequenz f_Q erhalten. An den Endpunkten eines Bereichs von Widerstandswerten jedoch kann die Abstimmsituation mehrdeutig werden. So kann beispielsweise bei Rq die Frequenz gleich f_Q oder gleich f_Q - 100 kHz sein, und am Punkt Rq + AR kann die Frequenz bei f_Q oder bei f_Q + 100 kHz liegen. Die Mehrdeutigkeit tritt ein, wenn das Ende der Programmierimpulse praktisch in die Vorderflanke eines der Ausgangsimpulse des Überlagersignal-Voruntersetzers 32 fällt. Anhand der Figuren 4- und 5 kann dies verdeutlicht werden. Falls das Ende des Programmierimpulses erscheint, wenn die Amplitude des letzten vorwärts gezählten Impulses vom Voruntersetzer 32 noch niedriger ist als die Schwelle des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 52 (vgl. Wellenformen A und B), dann wird in Vorwgrts/RückwSrts-Zfihler 52 ein Zählwert akkumu-

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liert (z.B. 99), der um 1 niedriger ist als der Zählwert (z.B. 100), der dann akkumuliert werden würde, wenn das Ende des Programmierimpulses zu einem Zeitpunkt erscheinen würde, wo die Amplitude des letzten vorwärtsgezählten Impulses bereits höher als die Schwelle des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 32 ist (vgl. Wellenformen D und E).

Bei der hier beschriebenen Abstimmeinrichtung wird die Gefahr einer Mehrdeutigkeit dank der phasensynchronisierten Schleife automatisch vermindert. Wenn z.B. ein Potentiometer anfänglich so eingestellt ist, daß das Ende des Programmierimpulses zu einem Zeitpunkt erscheint, wo die Amplitude des letzten vorwärt sge zählten Impulses gerade kaum über der Schwelle des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 52 liegt (vgl. die Wellenformen D und E), wird die Frequenz des Überlagerersignals durch das vom Tiefpaßfilter 4-2 erzeugte Steuersignal erhöht, so daß die letzten vorwärtsgezählten Impulse im nachfolgenden Fall adäquate Amplituden (vgl. Wellenformen D und F) zur Sicherstellung eines stabilen Betriebs haben. Wenn andererseits ein Potentiometer anfänglich so eingestellt ist, daß das Ende des Programmierimpulses zu einem Zeitpunkt erscheint, wo die Amplitude des Zählimpulses gerade unterhalb der Schwelle des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 52 liegt (vgl. Wellenformen A und B), dann wird die Frequenz des Überlagerersignals vermindert, so daß die jeweils letzten vorwärtsgezählten Impulse zu den fraglichen Zeitpunkten nicht nahe dem Schwellenwert liegen und ein stabiler Betrieb gewährleistet ist (vgl. Wellenformen A und C).

Da Änderungen in der Dauer der Programmierimpulse nur zu schrittweisen Frequenzänderungen führen können, ist die Genauigkeit der hier beschriebenen, mit phasensynchronisierter Schleife arbeitenden Abstimmeinrichtung in erster Linie abhängig von der Genauigkeit des Kristalloszillators 40. Um jedoch sicherzustellen, daß die Überlagererfrequenz nicht von einer Abstimmposition zur anderen umspringt, muß die (als Zeit ausgedrückte) Toleranz in der Dauer der Programmierimpulse kleiner sein als das kürzeste Intervall zwischen den Ausgangsimpulsen des Überlagerersignal-

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Voruntersetzers 32. Wenn angenommen wird, daß das Ausgangssignal des Voruntersetzers 32 ein Tastverhältnis von 5O# hat, dann gilt hinsichtlich der Toleranz für die Dauer eines Programmierimpulses folgende Beziehung:

(T) (M) (P) <0,5 P . (D

Hierin ist T die Toleranz für die Dauer des Programmierimpulses vom Ausgang des monostabilen Multivibrators 4-8; M ist die Anzahl der während der Dauer eines Programmierimpulses gezählten Ausgangsperioden des Oberlagerersignal-Voruntersetzers, und P ist die Periode des Ausgangssignals des Überlagersignal-Voruntersetzers 32.

Die obige Beziehung (1) läßt sich vereinfacht auch in der Form

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t<iy jjj schreiben. Bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform variiert M von 73 bis 24-5. Daher ist die kleinste Toleranz für die Dauer des Programmierimpulses gleich ■r*T— oder ungefähr + 0,2#. Folgende Elemente und Faktoren haben Einfluß auf die Toleranz der Programmierimpulsdauer: Der monostabile Multivibrator 4θ, die Potentiometer 4-6, der Kondensator 50» die Versorgungsspannung +V des monostabilen Multivibrators 4-8 und die Betriebstemperatur. Der Einfluß von Versorgungsspannungsschwankungen kann vernachlässigbar klein gemacht werden, wenn man für den monostabilen Multivibrator den integrierten Baustein SN74-121 TTL (Transistor-Transistor-Logik) des Herstellers Texas Instruments nimmt. Der integrierte Baustein SN74-121 hat einen Temperaturkoeffizienten von +80 ppm (Teile je Million), der sich kompensieren läßt durch einen mit negativem Temperaturkoeffizienten behafteten Kondensator wie z.B. den Kondensator des Erie-Typs "Red Caps 8111", der einen Temperaturkoeffizienten von -80 +30 ppm hat. Für die dem Multivibrator zugeordneten Potentiometer können Elemente wie das Mehrwindungspotentiometer (Multitura Potentiometer) des Spectrol-Typs Nr. 4-7 genommen werden, deren Temperaturkoeffizient en bei +50 ppm liegen. Mit dieser vorgeschlagenen Wahl der Komponenten liegt die Toleranz der Programmierimpulsdauer über einem Temperaturbereich zwischen 0° und 4O⁰C ungefähr zwischen -0,16 und

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+0,16$, also mit Sicherheit innerhalb der gewünschten Grenze von O,2#.

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Claims

Patentansprüche

Anordnung zum Abstimmen eines Empfängers für den Empfang eine beliebigen von mehreren Hochfrequenzträgern, gekennzeichnet durch:

eine Vielzahl passiver zeitbestimmender Elemente (46), die einzelnen Hochfrequenzträgern zugeordnet sind;

einen monostabilen Multivibrator (48) zur Erzeugung eines Programmiersignals;

einen Programmwähler (44), über den jeweils eines der passiven zeitbestimmenden Elemente selektiv mit dem monostabilen Multivibrator koppelbar ist, um die Dauer des Programmiersignals festzulegen;

einen überlagerungsoszillator (18) zur Erzeugung eines Überlagerungssignals, dessen Frequenz durch ein Steuersignal einstellbar ist;

eine erste Zähleinrichtung (5^0 ♦ die bei Beaufschlagung mit einem Signal bis zu einer festen Zahl K zählt;

eine zweite Zähleinrichtung (52) die bei Beaufschlagung mit einem Signal einzelne Signalperioden bis zu einer programmierten, durch die Dauer des Programmiersignals bestimmten Anzahl M zählt;

einen Eingangsschalter (56), über den das Überlagerungssignal wahlweise mit der ersten und zweiten Zähleinrichtung koppelbar ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, dessen Periode über eine Zahl N=K+M in direkter Beziehung zur Periode des Überlagerungssignals steht und das ein Intervall enthält, in welchem die programmierte Zahl M in der zweiten Zähleinrichtung gespeichert ist;

einen Phasenvergleicher (36), der ein für die Phasen- und Frequenzabweichungen zwischen einem Bezugsfrequenzsignal und dem besagten Auegangssignal charakteristisches Fehlersignal erzeugt und daraus das Steuersignal für den überlagerungsoszillator dfeitet.

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Zähleinrichtung (52) eine Anzeigeeinrichtung (60, 62) gekoppelt ist, um eine in Relation zu der in dieser Zähleinrichtung gespeicherten programmierten Zahl M stehende Information sichtbar darzustellen, und daß mit der Anzeigeeinrichtung eine Austasteinrichtung (63, 64) gekoppelt ist, um die Anzeigeeinrichtung abzuschalten, wenn das Überlagerungssignal auf die zweite Zähleinrichtung gekoppelt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zähleinrichtung (52) ein Vorwärts/Rückwärts-Zähler mit einem Vorwärts-Zähleingang und einem Rückwärts-Zähleingang ist; daß die besagte feste Zahl K größer ist als die besagte programmierte Zahl M; daß der Eingangsschalter (56) das Überlagerungssignal gleichzeitig auf die erste Zähleinrichtung (54) und auf den Vorwärts-Zähleingang des Vorwärts/Rückwärts-Zählers koppelt, bis die erste Zähleinrichtung eine dem besagten ersten Zählwert gleiche Anzahl von Signalperioden gezählt hat, und daß der Eingangsschalter anschließend das Überlagerungssignal auf den Rückwärts-Zähleingang des Vorwärts/Rückwärts-Zählers koppelt, bis der Vorwärts/Rückwärts-Zähler von der programmierten Zahl M ausgehend in Rückwärtsrichtung bis 0 gezählt hat, und daß der Eingangsschalter anschließend das Überlagerungssignal wieder auf die erste Zähleinrichtung und auf den Vorwärts-Zähleingang des Vorwärts/Rückwärts-Zählers koppelt·
4. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärts/Rückwärts-Zähler 52 das besagte Ausgangssignal erzeugt, wenn der Zählwert 0 erreicht ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Antwort auf die Erzeugung des besagten Ausgaogssignals die erste Zähleinrichtung (54) zurückgesetzt wird und das Programmiersignal begonnen wird und der Vorwärts/

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Rückwärts-Zähler 52 auf Vorwärtszählung geschaltet wird.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Austastung der Anzeigeeinrichtung (60, 62) zwischen dem Zeitpunkt, wo das Programmiersignal zu Ende geht, und dem Zeitpunkt, wo die erste Zähleinrichtung (5*0 die besagte feste Anzahl K von Signalperioden zählt, aufgehoben wird.
7· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungssignal dem Eingangeschalter (56) über einen Frequenzteiler (32) zugeführt ist, der einen Impulszug mit einer unter der Frequenz des Überlagerungssignals liegenden Folgefrequenz erzeugt, und daß die Dauer des Programmiersignals eine Toleranz hat, die geringer ist als das kürzeste Zeitintervall zwischen Impulsen des besagten Impulszuges·
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die passiven zeitbestimmenden Elemente (46) ohmsche Elemente sind.
9. Anordnung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die passiven zeitbestimmenden Elemente (46) veränderbare Widerstandeelemente (46a) enthalten.
10. Anordnung nach Anspruch 1,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zeitbestimmenden passiven Elemente (46) kleiner ist als die Gesamtanzahl der Hochfrequenzträger, die dem Frequenzempfangsbereich des Empfängers zugeteilt sind·

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