DE2814429C3 - Empfängerschaltung mit einem Frequenz sytithetisator in nachrichtentechnischen Empfangsgeräten - Google Patents
Empfängerschaltung mit einem Frequenz sytithetisator in nachrichtentechnischen EmpfangsgerätenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Empfängerschaltung in einem nachrichtentechnischen Empfangsgerät mit digitalem
Frequenzsynthetisator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.
In der modernen Unterhaltungselektronik werden in zunehmendem Maße zur Abstimmung der Empfangsgeräte
auf einzelne Sender Frequenzsynihetisatorschaltungen eingesetzt, bei denen zum Zwecke der
Abstimmung die Oszillatorfrequenz über einen programmierbaren Frequenzteiler geteilt und in einer
Phasenvergleichsstufe mit einer konstanten Referenzfrequenz
verglichen wird, wobei proportional der Phasenabweichung eine Spannung erzielt wird, die als
h5 Regelspannung an die Kapazitätsdiode des spannungsgesieuerten
Oszillators gelegt wird. Die 50 geregelte Oszillatorfrequsnz wird nach dem Überlagerungsprinzip
in einer Mischstufe additiv bzw. multiplikativ mit der
Eingangsfrequenz gemischt und die resultierende Zwischenfrequenz dem Zwischenverstärker des Empfangsgerätes
zugeführt und in weiteren Empfängerschaltungen verarbeitet Bei Schaltungsanordnungen
ohne Frequenzsynthetisator ist es darüber hinaus bekannt, die Oszillatorfrequenz mittels eines automatischen
Frequenzkorrekturregelkreises nachzuregeln. Zu
diesem Zweck wird über eine Koppelspule ein Teil der Zwischenfrequenz ausgekoppelt und einem Frequenzdiskriminator
zugeführt Die am Ausgang des Frequenz- ι ο diskriminator anstehende Spannung wird zur direkten
Regelung an das frequenzbestimmende Bauteil des Oszillators gelegt Die in der Regel verwendeten
Kapazitätsdioden verändern ihre Kapazitäten in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung und ermöglichen
dadurch ein Verstimmen des Oszillatorschwingkreises. Wird ein Sender empfangen, so beträgt die
Diskriminatorspannung 0 V1 so daß die Oszillatorspannung
ausschließlich von dem voreingestellten Wert bestimmt wird. Bei Abweichungen, z. B. bei Driften des
Senders oder bei Driften durch Änderung der Empfangsbausteine, erfolgt eine Nachregelung so lange,
bis wiederum die am Ausgang des Frequenzdhkriminators
anliegende Spannung 0 V erreicht
Aus der Finnenschrift: »Grundig Technische informationen 2/77, Seiten 93 und ff.« ist es bekannt, die
Abstimmspannung für einen spannungsgesteuerten Oszillator direkt von einem Spannungsspeicher anzuschalten,
der stufenweise aufgeladen wird, und diesem eine weitere Regelspar.nung von einem AFC-Kreis zu jo
überlagern. Durch Verschiebung der Diskriminatorkennlinie des A FC-Kreises kann zudem die Spannung
willkürlich derart verändert werden, daß eine subjektive Abstimmung eines Senders erfolgt wodurch z. B. ein bei
optimaler Abstimmung gegebenes Fernsehbild schärfer bzw. unscharf ter einstellbar ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Empfängerschaltung mit Frequenzsynthetisator zusätzlich
eine Regelschaltung mit einem Frequenzdiskriminator zur automatischen Nachstimmung der Oszillatorfrequenz
vorzugehen, der zur subjektiven Verstimmung der Empfangsfrequenz durch Inkrementieren bzw.
Dekrementieren des Frequenzteilers sowohl eine Verstimmung als auch eine Regelung auf den neu
eingestellten optimalen Frequenzwert ermöglicht. Des weiteren soll bei einer Empfangsschaltung mit sogenannter
Kanalfortschaltung, bei der im vorgegebenen Kanalraster das Frequenzband durchlaufen wird, mit
zwei Feinabstimmtasten, mit denen Sender außerhalb des vorgegebenen Kanalrasters durch Inkrementieren
bzw. Dekrementieren den Frequenzteilers einstellbar
sind, sichergestellt werden, daß über die beiden Feinabstimirüasten sowohl der Frequenzteiler als auch
die Regelschaltung einstellbar sind, derart, daß bei subjektiver Verstimmung eines Senders der Regelkreis
optimal auf diese verstimmte Zwischenfrequenz hin regelt
Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 wiedergegebene erfinderische Lehre.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in ω
den Unteransprüchen beschrieben. Eine z. B. in einem Fernsehempfangsgerät vorgesehene Schaltungsanordnung
nach der Erfindung weist bei driftenden Sendern die charakteristische Eigenschaft auf, daß neben exakt
auf Bildträgermitte (38,9 MHz) abgestimmten Sendern 1,',
auch subjektiv verstimmten Sendern durch eine digitale Regelschaltung (AFC) nachgelaufen wird. Dies wird
erreicht durch eine Verknüpfung der AFC mit der Frequenzsynthetisatorabstimmung derart, daß zum
einen das Teilerverhältnis des Frequenzteilers des Synthetisators direkt einstellbar ist und zum anderen
auch von der AFC nach entsprechender Anschaltung derselben, so daß bei geänderter Dirskriminatorkennlinie
durch Verstimmen des Resonanzkreises auf jeden subjektiv eingestellten Sender abgestimmt werden
kann, wobei gleichzeitig eine Regelung der AFC auf diesen subjektiv eingestellten Sender erfolgt zu
welchem Zweck parallel zur Verstimmung über den Frequenzteiler der Regelkreis (AFC) durch Anlegen
einer Spannung an eine Kapazitätsdiode des Diskriminatorschwingkreises verstimmt wird.
Durch die Erfindung ist erstmals aufgezeigt, daß durch einfache Ergänzung eines Synthetisators, der in
bestimmten Frequenzschritten einstellbar ist durch einfache Verstimmung desselben mittels einer AFC auf
jeden x-beliebigen, zwischen den festen Empfangskanälen liegenden Sender abgestimmt werden kann, wobei
gleichzeitig sichergestellt ist daß die AFC im Hinblick auf den neu eingestellten, von der opf i'-rialen Empfangsfrequenz abweichenden Sender hinarbeitet und auf
diesen subjektiv eingestellten Sensor zuregelt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes näher erläutert
Am Eingang E der Schaltungsanordnung liegt das Antenneneingangssignal, das in einem Verstärker 1
verstärkt wird. Die Empfangsfrequenz wird in einer nachgeschalteten Mischerstufe 2 additiv mit der
Oszillatorfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 3 gemischt Die so erhaltene Zwischenfrequenz
wird einem Zwischenfrequenzverstärker 4 zur Verstärkung zugeführt Über eine Koppelspule oder kapazitive
Ankopplung wird ein Teil der verstärkten Zwischenfrequenz ausgekoppelt und einer Regelschaltung 5 zur
automatischen Nachstimmung der Oszillatorfrequenz zugeführt in der ein Frequenzdiskriminator mit einem
Schwingkreis mit einer Kapazitätsdiode enthalten ist. Der Zwischenfrequenzverstärker 4 ist im übrigen an die
Signalauswertschaltungen angekoppelt Der Signalweg ist d;jch einen Pfeil gekennzeichnet die Folgeschaltungen
sind nicht näher bezeichnet Entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführung ist vorgesehen, daß der
Oszillator 3 über einen Frequenzsynthetisator angesteuert wird, der aus einem konstanten Vorteiler 6
besteht der die Oszillatorfrequenz in einem konstanten Verhältnis teilt und einem programmierbaren Frequenzteiler
7, der von Bedienenden wahlweise einstellbar ist. Das Frequenzteilerverhältnis dieses Frequenzteilers
kann zum einen z. B. durch Abrufen bestimmter digitaler gespeicherter Einstellinformationen aus einem
Speicher erfolgen, z. B. bei Kanalwahl, oder aber auch direkt eingegeben werden. Im letzteren Fall werden die
einzelnen Teiler durch dekadische Ansteuerung direkt gesetzt. Dir durch den programmierbaren Frequenzteiler
7 geteilte Oszillatorfrequenz wird in einer Phasenvergleichsstufe 8 mit einer konstanten Referenzfrequenz
verglichen, die in einem Quarzoszillator 9 erzeugt und in einem konstr .iten Teiler 10 geteilt ist. Die sich aus
der Phasenverschiebung ergebende Spannung wird als Regelspannung dem Oszillator 3 zugeführt und durch
Anlegen an die Kapazitätsdiode des Oszillators der Schwingkreis entsprechend dem Einstellwert verändert.
Dieser Teil der Schaltung kann als bekannt vorausgesetzt werden mit du Einschränkung, daß die Regelschaltung
5, auch AFC genannt, noch' nicht in Verbindung mit einem Freauenzsvnthetisator bekannt
ist. Erfindungswesentlich ist, dau das Frequenzteilerverhältnis
des Frequenzteilers des Frequenzsynthetisators nicht nur durch nicht dargestellte numerische Eingaben
oder durch in einem Speicher eingespeicherte abrufbare Einstellinformationen fest einstellbar ist, sondern auch
von der Regelschaltung S verändert werden kann, so daß die digital arbeitende Abstimmschaltung stets voll
wirksam bleibt, auch dann, wenn infolge von Frequenzdriften oder subjektiven Verstimmungen eine Nachstimmung
über die AFC erfolgen muß. Hierzu ist der Ausgang de» Frequenzdiskriminators 5 an einen
Analogdigitalwandler Π angeschlossen, dessen Ausgang proportional der Abweichung digitale Einstellinformationen
abgibt, die über einen elektronischen Umschalter 12 in der Schaltstellung B direkt an den
Frequenzteiler 7 geleitet werden. Der Diskriminator der Regelschaltung S ist dabei quantisiert, d. h. die
allbekannte S-Kurve ist unterteilt in einen Sollwertbe-
und einen Bereich Sollwertunterschreitung, wobei im Idealfall Sollwert und Nullinie eins sind. Überschreitet
die Spannung am Diskriminator den Sollwert, so bewirkt der Analogdigitalwandler, daß eine entsprechende
Anzahl von Schritten bei entsprechender Überschreitung von einzelnen Schwellwerten ausgewertet
und eine digitale Einstellinformation, sei es eine Reihe von Einzelimpulsen oder ein Ditialwort, abgegeben
wird, das durch entsprechende Beschallung des Frequenzteilers direkt das Teilerverhältnis umschaltet
oder schrittweise ändert.
Bei der Betrachtungsweise wurde davon ausgegangen, daß die Regelung stets auf einen fest eingestellten
Sender hin erfolgt, der durch Eingabe des Frequenzteilerverhältnisses vorgegeben ist. Nun hat sich in der
Praxis gezeigt, daß eine optimale Einstellung auf einen Sender nur dann möglich ist, wenn eine subjektive
Nachstimmung des Oszillators 3 erfolgt. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß die Frequenzdiskriminatorlinie
der Regelschaltung 5 verschoben wird. Dies erfolgt, indem die Steuertasten 13, 14 betätigt werden,
wobei eine Änderung in positiver Richtung durch Betätigung der Taste 13 und eine Änderung in negativer
Richtung durch die Taste 14 erfolgt. Die beiden Tasten 13, 14 geben zeitproportionale Informationsgrößen ab.
die in einem nachgeschalteten Coder 15 codiert werden, und zwar in einen Code, der sowohl zur direkten
Teilereinstellung des Frequenzteilers 7 als auch zur Umwandlung in eine analoge Spannung zur Ansteuerung
der Kapazitätsdiode des Schwingkreises im Frequenzdiskriminator der Regelschaltung 5 verwendet
werden kann. Damit dies erfolgen kann, ist in Schaltstellung ßder zweite Schaltkontakt des elektronischen
Umschalters 12 geschlossen, so daß proportional der Betätigungszeit Digitalinformationen an den
Digitalanalogwandler 16 geleitet werden, der eine entsprechend große Einstellspannung für das frequenzbestimmende
Element (Kapazitätsdiode) des Schwingkreises erzeugt Hierdurch ist es möglich, daß sowohl
der elektronische Suchlauf als auch die automatische Nachstimmung über ein und denselben Kreis durch
Betätigung ein und derselben Tasten 13 und 14 erfolgt
Der Einstellvorgang für den elektronischen Suchlauf ist folgender:
Es wird davon ausgegangen, daß noch kein Sender empfangen wird. Mit Betätigung der Tasten 13 oder 14
in positiver oder negativer Richtung, was dem oberen und unteren Teil der Diskriminatorkennlinie entspricht,
wird in geschalteter Stellung B das codierte Signal an den Digitalanalogwandler (12) durchgeschailet. Proportional
der Einstellgröße wird die Kapazität der Kapazitätsdiode des Schwingkreises verändert, so daß
die Diskriminatorkennlinie verschoben wird. Der AFC-Kreis wird folglich in nichtlineare Stufen verstimmt,
wodurch über den Analogdigitalwandler 11 eine lineare Einstellgröße bei Oberschreiten des Sollwertes
bzw. bei Unterschreiten des Sollwertes der Diskriminatorkennlinie an den Frequenzteiler abgegeben wird, die
— ausgehend von einer definierten Einstellung — bei Unterschreitung der Nullinie des Diskriminators inkrementiert
und bei Überschreitung dekrementiert wird.
Im konkreten Ausführungsbeispiel ist nun vorgesehen,
daß nach einer bestimmten Anzahl von Zählschritten eine Steuerlogik 17 anspricht, die noch vor Erreichen
der Maxima der Frequenzdiskriminatorkennlinie bzw.
l.~: c:—_:*.!._.. jrtHKrtiunM J™ .!»ι.» : ι ι t L-t·-.-
t/VI LjI I 1.11,1IVII ULI 31.11/1,11 UVfI I.IV.H1I \S!II3\.I ICII Uli I3HICIIIK. I
umschaltet, und zwar in die Schaltstellung A, so daß beide Kontakte umgeschaltet werden. Bei anhaltender
Betätigung der Tasten 13 und 14 wird nunmehr der Frequenzteiler 7 über die im Coder 15 codierten
Einstellinformationen direkt gesetzt. Dies erfolgt so lange, bis ein neuer Sender empfangen wird, wodurch
die Frequenzdiskriminatorkennlinie die Nullinie durchschreitet. Der Analogdigitalwandler U gibt dabei die
entspre .hende Information ab, die die Steuerlogik 17
wiederum veranlaßt, den elektronischen Umschalter 12
JO so zu beschälten, daß die Kontakte in Stellung B den
AFC-Kreis angeschaltet lassen. Damit die AFC auf diesen neu eingestellten Sentier hinregelt, ist es
notwendig, daß im Moment des Umschaltens von der Schaltstellung B auf die Schaltstellung A beim Suchlauf
eine Spannung an die Kapazitätsdiode des Schwingkreises des Frequenzdiskriminators geschaltet wird, die den
Diskriminator auf seine Nominallage zurückstellt. Nunmehr setzt mit dem Betätigen der Tasten 13 und 14
eine automatische Regelung ein, wobei sichergestellt ist.
daß diese digital erfolgt Eine Überlagerung von Spannungen ist nicht gegeben. Die AFC wirkt auf den
Frequenzsynthetisator, wodurch die markanten Eigenschaften und Vorteile des Frequenzsynthetisators
gegenüber Spannungsspeichern voll erhalten bleiben.
Ein Einsatz der beschriebenen Schaltungsanordnung empfiehlt sich in Fernsehempfangsgeräten, da nach der
CCIR-Norm Frequenzen in einem Kanalraster zugelassen sind, jedoch in Ländern, in denen außerhalb dieses
Frequenzrasters zugelassene Sendefrequenzen gegeben
so sind, ebenfalls ein elektronischer Suchlauf mit automatischer Frequenzkorrektur gewährleistet ist Da-£elbe
trifft zu, wenn infolge von Frequenzdriften in den verschiedenen Empfangsgebieten eine subjektive Verstimmung
auf ein optimales Bild notwendig wird. Die Anordnung ist aber auch in Verbindung mit anderen
nachrichtentechnischen Empfangsgeräten emsetzbar.
Bei Abruf eines subjektiv verstimmten Senders ist es erforderlich, daß neben den Einstellinformationen für
den Frequenzteiler auch die Daten für die Verstimmung des Diskriminatorschwingkreises gespeichert und abgerufen
werden. Letzterer Speicher kann ein Analogspeicher oder aber ein Digitalspeicher sein, dessen
abgerufene Einstellinformation über den D/A-Wandler 16 der Kapazitätsdiode des Schwingkreises in der
Regelschaltung 5 zugeführt wird. Die Speicher sind nicht dargestellt
Claims (7)
1. Empfängerschaltung in einem nachrichtentechnischen
Empfangsgerät mit digitalem Frequenzsynthetisator mit einstellbarem Frequenzteiler, der die
Oszillatorfrequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators im eingestellten Teilerverhältnis teilt,
welche geteilte Frequenz in einer Phasenvergleichsschaltung mit einer konstanten Referenzfrequenz
verglichen wird, wobei die der Phasenabweichung proportionale Spannung als Regelspannung dem
frequenzbestimmenden Bauteil des Oszillators zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Regelschaltung (5) mit einem Frequenzdiskriminator mit einer spannungsgesteuerten Kapazitätsdiode
zur automatischen Nachstimmung der Oszillalorfrequenz vorgesehen ist, die sowohl in Abhängigkeit
von der Abweichung der Empfangsfrequenz von der mittels Frequenzsynthetisator eingestellten
Oszillatorfrequenz als auch durch Anlegen einer Spannung 22 die Kapazitätsdiode eine Regelspannung
erzeugt die in einem Analogdigital wandler (11) in eine digitale Einstellinformation umgewandelt
wird, die den eingestellten Teiler des Frequenzteilers (7) proportional der Verstimmung dekrementiert
bzw. inkrementiert
2. Empfängerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzdiskriminatorkennlinie
der Regelschaltung (5) zur Erzeugung der Regelspannung in die Bereiche Sollwert, Sollwert-Überschreitung
und Sollwert-Unterschreitung unterteilt ist, und daß ein nachgeschalteter Analogdigitalwandler
(11) in Abhängigkeit von der Sollwertabweichung bei Ober- bzw. Onterschreitung von
bestimmten Schwellwev ten Digitalinformationen zur geänderten Einstellung des Teilerverhältnisses
abgibt
3. Empfängerschaltung nach Anspruch 1 oder 2 mit Eingabetasten zum Einstellen des Frequenzteilers
bzw. zum Abrufen gespeicherter fester Teilerverhältnisse bzw. zum Auslösen eines elektronischen
Suchlaufes, dadurch gekennzeichnet, daß mit Betätigung einer Einstelltaste (13, 14) eine bestimmte
Spannung an die Kapazitätsdiode des Frequenzdiskriminators (5) geschähet wird, die so groß ist, daß
der Schwingkreis auf eine Resonanzfrequenz eingestellt ist, die die Diskriminalorkurve in die
Nominallage stellt, und daß ein manuell betätigbarer Analogwertgeber vorgesehen ist, ober den der
Schwingkreis des Frequenzdiskriminators durch Anlegen einer zeit- oder einstellproportionalen
Spannung nach dem Einstellen des Frequenzteilers verstimmbar ist, und daß über einen Schaltkontakt
der dem Frequenzdiskriminator nachgeschaltete Analogdigitalwandler (11) an den Frequenzteiler (7)
anschaltbar ist, dessen digitale Einstellinformation den eingestellten Frequenzteiler dekrementiert bzw.
inkrementiert.
4. Empfängerschaltung nach Anspruch 3 mit zwei Feinabstimmtasten zum Inkrementieren und Dekrementiercn
des Frequenzteilers, die mit nachgeschalteten Digitälschältüngen verbünden sind, die der
Bedienungszeit proportional digitale Einstellinformationen abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein
elektronischer Umschalter (12) vorgesehen ist, der in
Abhängigkeit von der Frequenzdiskriminatorkurve über eine Steuerschaltung während der Einstellung
des Frequenzteilers die Regelschaltung mit nachge-
schalteten! Analogdigitalwandler mit dem Frequenzteiler
bzw. die Feinabstimmtasten (13, 14) direkt mit dem Frequenzteiler (7) verbindet,
5. Empfängerschaltung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Feinabstimmtasten (13,14) der Schwingkreis des Frequenzdiskriminators
(5) in nichtlineare Stufen aus einer Nominallage verstimmt wird, und daß proportional
der Verstimmung Ober den A/D-Wandler (16) nach Überschreitung oder Unterschreitung des Sollwertes
des Frequenzteilers dieser in linearen Stufen der elektronische Schalter (12) den Regelkreis abschaltet
und eine proportional der Betätigungszeit der Bedientasten digitale Einstellinformation erzeugende
Steuereinheit anschaltet, über die bei Betätigung der Feinabstimmtasten der Frequenzteiler (7) direkt
gesetzt wird, wobei gleichzeitig der Schwingkreis des Diskriminators (5) durch Anlegen einer bestimmten
Spannung an die Kapazitätsdiode in die Nominallage zurückgesetzt wird, und daß der
Frequenzteiler (7) des Frequenzsynthetisators so lange verändert wird, bis ein weiterer Sollwert auf
der Diskriminatorlinie erreicht ist, und daß von der
ansprechenden Steuerschaltung der elektronische Umschalter (12) umschaltet und den direkten
Eingriff der Feinabstimmtasten (13, 14) wieder aufhebt und über den Regelkreis eine Feinabstimmung
erfolgt
6. Empfängerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Frequenzteilers
und der digitale Einstellwert des Regelkreises in einem nichtflüchtigen Speicher abrufbar abgespeichert
sind und beim Umschalten auf einen anderen Festsender (Kanal) als Stellinformation direkt an
den Frequenzteiler (7) und die Kapazitätsdiode des Diskriminatorschwingkreises gelegt wird.
7. Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Feinabstimmtasten (13, 14) einen digitalen Informationsgeber (15) steuern, dessen digitale Einstellinformationen,
Serienimpulse oder Digitalwörter zur direkten Ansteuerung des Frequenzteilers (7) geeignet
sind, und daß bei angeschaltetem Regelkreis diese Information über einen D/A-Wandler (16) zur
Verschiebung der Sidkriminatorlinie durch Anlegen der proportionalen Spannung an die Kapazitätsdiode
ausgewertet wird.
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