DE3531465A1

DE3531465A1 - Superheterodyn-empfaenger

Info

Publication number: DE3531465A1
Application number: DE19853531465
Authority: DE
Inventors: Toshihito Ichikawa; Hideki Kawagoe Saitama Iwasaki
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1984-09-03
Filing date: 1985-09-03
Publication date: 1986-03-13
Also published as: US4776040A; FR2569920B1; FR2569920A1; JPS6150354U

Description

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Superheterodyη-Empfänger

Beschreibun
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Superhe terodyn-Empfanger.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines üblichen Superheterodyn-Empfängers. Bei einem derartigen Superheterodyn-Empfanger wird das empfangene Hochfrequenzsignal einem ersten Mischer 2 über einen aperiodischen Hochfrequenzverstärker 1 zugeführt und mit dem Ausgangssignal eines Oszillators mit steuerbarer veränderlicher Frequenz gemischt. Ein zweiter Mischer ist mit dem ersten Mischer 2 über einen Bandpaßfilter BPF 4 verbunden. Das Hochfrequenzsignal am Ausgang des Bandpaßfilters 4 wird mit dem Ausgangssignal eines frequenzmäßig festen Oszillators 6 gemischt und daraufhin in ein Zwischenfrequenzsignal IF umgewandelt. Ein Zwischenfrequenzverstärker und ein Detektor 8 sind mit dem zweiten Mischer 5 über ein Bandpaßfilter 7 verbunden, wodurch das niederfrequente (Basisband)-Ausgangssignal als Ausgangssignal des Zwischenfrequenzverstärkers und Detektors 8 erhalten wird. Ein AGC-Verstärker 9 zum automatischen Steuern der Verstärkung ist an dem Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers und Detektors 8 angeschlossen und wird mit einer AGC-Spannung versorgt, die dem Ausgangspegel des Zwischenfrequenzverstärkers und Detektors 8 entspricht, und erzeugt eine AGC-Spannung für die Zwischenfrequenz-Verstärkungssteuer-Eingangsklemme des Zwischenfrequenzverstärkers und Detektors 8. Eine Pegelerfassungsschaltung 10 ist mit dem Ausgang des Hochfrequenzverstärkers 1 verbunden, um eine Pegelsteuerspannung zu erhalten, die dem Hochfrequenzausgangspegel des Hochfrequenzverstärkers 1 entspricht, wobei diese Pegelsteuerspannung zu der Verstärkungssteuer-Eingangsklemme des

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Hochfrequenzverstärkers 1 zugeführt wird.

Bei einem derart aufgebauten Empfänger wird das Hochfrequenzsignal von einer Antenne 13 empfangen und mittels des Hochfrequenzverstärkers 1 verstärkt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat die Pegelerfassungsschaltung 10 eine flache Charakteristik. Demgemäß wird der Verstärkungsfaktor des Hochfrequenzverstärkers 1 direkt durch den Ausgangssignalpegel des Hochfrequenzverstärkers 1 gesteuert, wobei insbesondere der Verstärkungsfaktor derart gesteuert wird, daß mit dem Ansteigen des ausgangsseitigen Hochfrequenzsignalpegels des Hochfrequenzverstärkers 1 der Verstärkungsfaktor des Hochfrequenzverstärkers 1 vermindert wird. Das Ausgangs-Hochfrequenz-Signal des Hochfrequenzverstärkers 1 wird einer Frequenzumwandlung unterworfen. Insbesondere wird das Ausgangs-Hochfrequenz-Signal des Mischers 2, das bei einer ersten Zwischenfrequenz f. liegt, die höher als die empfangene Hochfrequenz ist, durch das Bandpaßfilter U gefiltert. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 4 wird dem Mischer 5 zum Umwandeln in eine zweite Zwischenfrequenz zugeführt, die unterhalb der ersten Zwischenfrequenz liegt. Das Ausgangs-Hochfrequenz-Signal des Mischers 5 wird durch den Bandpaßfilter 7 gefiltert, bevor es dem Zwischenfrequenzverstärker und Detektor 8 zugeführt wird, wodurch ein erfaßtes Signal durch den Zwischenfrequenzverstärker und Detektor 8 erzeugt wird. Die AGC-Spannung zum Steuern des Verstärkungsfaktors entsprechend dem Ausgangspegel des Ausgangssignales des Zwischenfrequenzverstärkers und Detektors 8 wird vom AGC-Verstärker 9 an den Zwischenfrequenzverstärker und Detektor 8 angelegt, wodurch der Zwischenfrequenz-Verstärkungsfaktor gesteuert wird.

Bei diesem üblichen Superheterodyn-Empfänger wird die Ab-Stimmfrequenz durch den Mischer 2, den Lokaloszillator 3 mit veränderlicher Frequenz und das Bandpaßfilter 4 bestimmt, da der Hochfrequenzverstärker aperiodisch ist und

eine flache Verstärkungscharakteristik hat. Wenn allerdings das Zwischenfrequenzsignal um einen ausreichenden Betrag stärker als das gewünschte Signal in einem Frequenzbereich außerhalb des Abstimmfrequenzbereiches in dem Empfangsband ist, wird die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers durch die Pegelerfassungsschaltung aufgrund des starken Zwischenfrequenzsignals gesteuert. Dementsprechend wird die Empfangsempfindlichkeit vermindert, wodurch Empfangsschwierigkeiten auftreten.

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Superheterodyn-Empfänger mit einem aperiodischen Hochfrequenzverstärker in einer dem Mischer vorangehenden Stufe zu schaffen, bei dem das gewünschte Signal empfangen und verstärkt werden kann, ohne daß die Schwierigkeit auftritt, daß ein Zwischenfrequenzsignal, das stärker als das gewünschte Hochfrequenzsignal ist, eine Unterdrückung der Empfangsverstärkung für das gewünschte Signal verursacht.

Gemäß diesem sowie weiteren Zielen der vorliegenden Erfindung hat der erfindungsgemäße Superheterodyn-Empfänger eine erste Pegelerfassungseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Erfassungssignals in Abhängigkeit von dem Ausgangspegel des aperiodischen Hochfrequenzverstärkers; eine zweite Pegelerfassungseinrichtung zum Erzeugen eines zweiten Erfassungssignals mit einem Pegel, der durch den Hochfrequenzsignalpegel eines vorbestimmten Zwischenfrequenzsignals bestimmt wird, das durch die Mischereinrichtung erzeugt wird, und eine Addierereinrichtung zum Steuern des Gewinns des Hochfrequenzverstärkers mit einem Signal, das durch Summation der ersten und zweiten Erfassungssignale erhalten wird.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines üblichen Superheterodyn-Empfängers;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Ausgangscharak« teristik der Pegelerfassungsschaltung in dem in Fig. 1 gezeigten Empfänger;

Fig. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Empfängers; ·

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Ausgangscharakteristik eines in dem Empfänger gemäß Fig. 3 verwendeten Addierers; und

Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm von wichtigen Teilen des in Fig. 3 gezeigten Empfängers.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem mit den Bezugszeichen der Fig. 1 übereinstimmende Bezugszeichen gleiche Schaltungselemente bezeichnen.

In Fig. 3 sind ein Mischer 5 und eine Pegelerfassungsschaltung 11 mit dem Ausgang eines Bandpaßfilters 4 verbunden. Die Ausgangspegel der Pegelerfassungsschaltungen 10 und 11 werden durch einen Addierer 12 aufsummiert, wobei das Summensignal an die Verstärkungssteuerungs-Eingangsklemme des Hochfrequenzverstärkers 1 angelegt wird. Abgesehen von diesen Merkmalen ist der erfindungsgemäße Empfänger genauso aufgebaut wie der in Fig. 1 gezeigte Empfänger.

Bei dem derart aufgebauten erfindungsgemäßen Empfänger ist das Ausgangs-Hochfrequenz-Signal des Bandpaßfilters 4 ein Signal, dessen Mittenfrequenz zu einer ersten Zwischenfrequenz verschoben ist, so daß der Pegel lediglich dieses Signals durch die erste Pegelerfassungsschaltung 11 erfaßt

wird. Andererseits erfaßt die zweite Pegelerfassungsschaltung 10 den Ausgangspegel des AusgangssignaQsdes Hochfrequenzverstärkers 1 genauso wie bei der üblichen Schaltung nach dem Stand der Technik. Die Pegel, die durch die Pegelerfassungsschaltungen 10 und 11 erfaßt werden, werden mittels eines Addierers 12 aufsummiert, wobei das Summensignal an die Verstärkungssteuerungs-Eingangsklemme des Hochfrequenzverstärkers 1 angelegt wird.

Es sei angenommen, daß G₁ die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers sei, Gp der Verstärkungsgewinn des Mischers 2 sei, G₁₀ und G-. die Verstärkungen der Pegelerfas sungsschaltungen 10 und 11 seien und daß die Mittenfrequenzverstärkung des Bandpaßfilters 4 G₁. betrage, so daß die Beziehung zwischen diesen Verstärkungen folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

g₁ = G₁ + G₁₀ < G₁ + G₂ + G₄ + G₁₁ = g₂.

Demgemäß hat der Addierer 12 eine im wesentlichen flache Ausgangsfrequenzcharakteristik, die jedoch eine Spitze bei der ersten Zwischenfrequenz f., aufweist, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Es sei angenommen, daß die Verstärkungen der Pegelerfassungsschalturi||e..n gleich seien (G₁₀ = G₁₁) In diesem Fall wird der Spitzenwert'4urch die Verstärkungen Gp + G₁₁ bestimmt. Mit anderen Worten ändert sich der Pegel des Hochfrequenzsignals, das dem Hochfrequenzverstärker 1 zugeführt wird, mit der Signalstärke, wenn vorausgesetzt wird, daß ein Signal innerhalb des Abstimmfrequenzbandes vorliegt. Selbst wenn ein Feldstärkesignal mit hoher Intensität in dem empfangenen Frequenzband entsprechend des obengenannten flachen Teiles vorliegt, hat dies keine Wirkung auf die Verstärkungssteuerung des Hochfrequenzverstärkers, solange nicht die Feldstärke den Pegel erreicht, der durch die gestrichelte Linie gemäß Fig. 4 dargestellt ist.

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Fig. 5 zeigt wesentliche Schaltungsteile des Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung nach Fig, 3 in größerer Detailliertheit. In Fig. 5 bilden ein Feldeffekttransistor Q- sowie ein Widerstand R₂ den Hochfrequenzverstärker 1. Das Hochfrequenzsignal wird von einer Antenne 13 an das Gate des Transistors Q₁ angelegt. Der Widerstand R₁ sowie ein Kondensator C₁ wirken als Vorspannungswiderstand und Vorspannungskondensator. Weiterhin bilden ein Widerstand R₂ ^und ein Kondensator Cp einen Tiefpaßfilter, der zum Stabilisieren der ersten Zwischenfrequenz verwendet wird. Die Transistoren Qp bis Q₇, die Vorspannungswiderstände R^ und Rj, sowie eine Leistungsquelle mit eingeprägtem Strom Ι« und eine Vorspannungsquelle V_Q bilden einen Doppel-Gegentakt-Mischer 2, dessen Ausgangssignal dem Bandpaßfilter 4 zugeführt wird, der aus einem übertrager T₁ und einem Kondensator C„ besteht. Die Kondensatoren C₁, und Cg, die Widerstände Rg und Rq, ein Operationsverstärker OP₁ und eine Diode D₁ bilden die Pegelerfassungsschaltung 10. Das Ausgangssignal des Hochfrequenzverstärkers 1 wird mittels eines Verstärkers verstärkt, der durch die Widerstände Rj. und Rg sowie den Operationsverstärker OP₁ gebildet wird, wobei das verstärkte Ausgangssignal mittels des Widerstandes Rq und der Diode D₁ gleichgerichtet wird. Ähnlich wie die Pegelerfassungsschaltung 10 besteht au«h die Pegelerfassungsschaltung 11 aus Kondensatoren C^ und C₇, aus Widerständen R₇, Rg und R₁₀, aus einem Operationsverstärker OPp und einer Diode Dp. Die Widerstände R₁₁ und R₁₂, der Kondensator Cg und ein Transistor Qg bilden den Addierer 12. Die Summe der Ausgangsspannungen der Pegelerfassungsschaltungen 10 und 11 wird mittels eines Kondensators C(- gemittelt und zur Basis des Transistors Q,- zugeführt. Ein Teil des Stromes des Hochfrequenzsignals von der Antenne 13 wird über einen Transistor Q,- gegen Masse zu einem Betrag geleitet, der durch die Klemmenspannung des Kondensators C₁- bestimmt wird, um die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers 1 zu steuern.

1 Obwohl ein Doppel-Gegentakt-Mischer als Mischer 2 in dem Empfänger gemäß Fig. 3 verwendet wird, kann ebenfalls auch ein Einfach-Gegentakt-Mischer verwendet werden. Darüber hinaus kann das erste Zwischenfrequenzausgangssignal mittels eines keramischen Filters nach Abstimmen mittels einer Spule erhalten werden.

Bei dem Superheterodyn-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung werden sowohl der Ausgangspegel des aperiodisehen Hochfrequenzverstärkers wie auch der Zwischenfrequenz-Ausgangspegel des Mischers erfaßt, wobei die sich ergebenden Erfassungssignale summiert werden, um die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers zu steuern. Da die Verstärkungsgrade der Erfassungsschaltungen geringfügig voneinander abweichen (wie in der obigen Gleichung dargestellt ist), wird die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers gemäß des Hochfrequenz-Äbstimmsignal-Pegels der Abstimmfrequenz gesteuert. Daher kann das gewünschte Signal ohne Dämpfung empfangen werden, wenn ein starkes Interferenz-Signal bei einer Frequenz vorliegt, die außerhalb der Abstimmfrequenz des Empfangsbandes liegt, vorausgesetzt daß die Differenz der Signalpegel innerhalb des Bereichs von g~ - g₁ liegt. Da darüber hinaus die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers in Abhängigkeit von dem Interferenz-Signal gesteuert wird, selbst wenn das Interferenz-Signal so stark wird, daß es den Bereich gp - g. übersteigt, wird eine Interferenz aufgrund einer Kreuzmodulation vermindert.

Claims

Patentansprüche

1. Superheterodyn-Empfanger, mit folgenden Merkmalen:

einem Hochfrequenzverstärker mit einem Verstärkungssteuerungseingang;

einem Lokaloszillator mit veränderlicher Frequenz;

einer ersten Mischereinrichtung mit einem ersten Eingang, der mit einem Ausgang des Hochfrequenzverstärkers verbunden ist und mit einem zweiten Eingang, der mit einem Ausgang des Lokaloszillators mit veränderlicher Frequenz verbunden ist; und

mit einer ersten Pegelerfassungseinrichtung, deren Eingang mit dem Ausgang des Hochfrequenzverstärkers verbunden ist,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eine zweite Pegelerfassungseinrichtung (11), deren Eingang an einen Ausgang der ersten Mischereinrichtung (2) angeschlossen ist; und

eine Summationsschaltung (12) mit einem ersten Eingang, der an dem Ausgang der ersten Pegelerfassungseinrichtung (11) angeschlossen ist und mit einem zweiten Eingang, der an dem Ausgang der zweiten Pegelerfassungseinrichtung (10) angeschlossen ist,
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wobei der Ausgang der Summationsschaltung an den Verstärkungssteuereingang des Hochfrequenzverstärkers (1) angeschlossen ist.

2. Superheterodyn-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß folgende Gleichung für die Verstärkung G. des Hochfrequenzverstärkers, die Verstärkung Gp der ersten Mischeinrichtung, die Verstärkung G₁₁ der zweiten Pegelerfassungseinrichtung und die Ver-Stärkung G_1Q der ersten Pegelerfassungseinrichtung gilt:

G₁ + G₂ < G₁ + G₂ + G₁₁ + G₁₁.

3. Superheterodyn-Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß G₁₀ = G₁₁.

4. Superheterodyn-Empfänger nach Anspruch 2, ferner mit einer ersten Bandpaßfiltereinrichtung (4), die in Reihe zur ersten Mischereinrichtung (2) geschaltet ist, wobei der Ausgang der ersten Mischereinrichtung (2) an der Eingangsklemme der ersten Bandpaßfiltereinrichtung (4) angeschlossen ist.

5. Superheterodyn-Empfänger nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet , daß die erste Mischereinrichtung (2) ein Doppel-Gegentakt-Mischer ist.

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6. Superheterodyn-Empfanger nach Anspruch 4, ferner gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

einen Lokaloszillator (6) mit fester Frequenz;

eine zweite.Mischereinrichtung (5), deren erster Eingang mit einem Ausgang des Lokaloszillators (6) mit fester Frequenz verbunden ist und deren zweiter Eingang mit einem Ausgang der ersten Mischereinrichtung (2) verbunden ist;

ein zweites Bandpaßfilter (7), dessen Eingang mit einem Ausgang der zweiten Mischereinrichtung (5) verbunden ist; und

einen Zwischenfrequenzverstärker und Detektor (8) mit einem Eingang, der an einen Ausgang der zweiten Mischereinrichtung (5) angeschlossen ist.