DE4304819C2 - Input circuit for a straight-ahead receiver - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Eingangsschaltung für einen Geradeausempfänger zur Verarbeitung von amplitudengetasteten Zeitzeichensignalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an input circuit for a straight line receiver for processing amplitude-sampled time signal signals according to the Preamble of claim 1.

Eine solche Eingangsschaltung ist in einem zweiteiligen Artikel der Zeitschrift ELV Journal, 47 und 48, Seiten 40, 41 bzw. Seiten 31 bis 34, 39 mit dem Titel "DCF- synchronisierte Präzisions-Quarzzeitbasis" beschrieben. Die beiden HF-Verstärker dieser bekannten Eingangsschaltung enthalten jeweils zwei IC-Bausteine TCA 440, die jeweils eine eigene automatische Verstärkungsregelung aufweisen, die als den Ausgang des ICs mit dessen Steuereingang verbindendes Dioden-Widerstandsnetzwerk ausgeführt ist. Damit erfolgt jeweils eine Anpassung des Verstärkungsgrades an die Höhe des Eingangssignals. Jedoch erfolgt die Nachregelung verhältnismäßig langsam, so daß Störsignale nicht hinreichend unterdrückt werden.Such an input circuit is in two parts Articles from ELV Journal, 47 and 48, pages 40, 41 or pages 31 to 34, 39 with the title "DCF- synchronized precision quartz time base ". The two RF amplifiers of this known input circuit each contain two TCA 440 IC chips, each with its own automatic gain control have as the output of the IC with its Diode resistor network connecting control input is executed. An adjustment is made in each case the degree of amplification to the level of the input signal. However, the readjustment is relatively slow, so that interference signals are not sufficiently suppressed become.

Ferner ist aus der DE 35 16 810 C2 eine Eingangsschaltung eines Empfängers für amplitudengetastete Zeitzeichensignale bekannt, bei der hinter einem geregelten Verstärker und einem abgestimmten Antennenkreis nachgeschalteten Filter noch ein ungeregelter Nachverstärker angeordnet ist. Diese bekannte Schaltung ist für Haushaltsuhren konzipiert und bei vergleichsweise geringem Aufwand insbesondere auf große Reichweite, d. h. für die effektive Verstärkung eines schwachen Nutzsignals, ausgelegt. Störsignale im engen Frequenzbereich um das Nutzsignal, die vom Antennenkreis nicht hinreichend unterdrückt werden, führen zu einem Übersteuern des Regelverstärkers, so daß eine Weiterverarbeitung des Nutzsignals unmöglich wird. Diesem Nachteil der bekannten Schaltung kann man bei Haushaltsuhren verhältnismäßig leicht dadurch begegnen, daß die Uhr gedreht oder an einen anderen Platz gestellt wird. Dabei wird der Abstand von potentiellen Störsendern, wie Fernseher, Computer usw., vergrößert oder die relative Lage der Antenne zum Störsender verändert. Die bekannte Empfänger- Eingangsschaltung ist für Haushaltsuhren, also ohne nennenswerte Beeinträchtigungen, brauchbar.Furthermore, DE 35 16 810 C2 is an input circuit of a receiver for amplitude-sampled time signal signals known at the regulated behind Downstream amplifier and a tuned antenna circuit Filter still an unregulated post amplifier is arranged. This known circuit is for household clocks designed and with comparatively low Effort especially over a long range, d. H. For  the effective amplification of a weak useful signal, designed. Interference signals in the narrow frequency range around Useful signal that is insufficient from the antenna circuit suppressed, lead to an oversteer of the Control amplifier, so that further processing of the Useful signal becomes impossible. This disadvantage of the known Circuit can be proportionate with household clocks counter easily by turning the clock or is placed in another place. The Distance from potential jammers, such as televisions, Computer etc., enlarged or the relative location of the Antenna to jammer changed. The well-known recipient Input circuit is for household clocks, so without significant impairments, usable.

Für Uhren in Fahrzeugen bestehen jedoch andere Randbedingungen. Einmal ist eine Ortsveränderung der Uhr nicht denkbar, d. h. die relative Lage zu fahrzeugeigenen Störsendern ist ein für alle Male festgelegt. Hinzu kommt, daß die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Störsignalen in der Nähe der Frequenz des Nutzsignals bei Fahrzeuguhren wesentlich größer ist. Sowohl von der Zündanlage des Antriebsmotors als auch von den immer zahlreicher verwendeten Mikroprozessoren können breitbandige Störsignale als auch Harmonische des Prozessortaktes ausgehen, die mit der bekannten Eingangsschaltung nicht hinreichend unterdrückt werden können.However, there are other boundary conditions for clocks in vehicles. Once there is a change of location of the clock inconceivable, d. H. the relative position to the vehicle's own Jammers are fixed once and for all. In addition comes that the probability of occurrence of Interference signals close to the frequency of the useful signal for vehicle clocks is much larger. Both of the Ignition system of the drive engine as well as of the always Many of the microprocessors used can be broadband Interference signals and harmonics of the processor clock go out with the known input circuit cannot be sufficiently suppressed.

Es besteht daher die Aufgabe, eine fahrzeugtaugliche, großsignalfeste Eingangsschaltung für einen Geradeausempfänger anzugeben, mit der sich ein schwaches Nutzsignal auch dann noch ausreichend verstärken läßt, wenn der Einfluß der Störsignale nicht durch Lageänderung der Uhr unterdrückt werden kann. It is therefore the task of a vehicle-compatible, Large signal-proof input circuit for a straight-ahead receiver specify with which there is a weak useful signal can also be sufficiently strengthened if the influence of the interference signals is not due to a change in position the clock can be suppressed.  

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß bei der gattungsmäßigen Eingangsschaltung zwischen dem zweiten Filter und dem Demodulator ein dritter geregelter Verstärker, angeordnet ist und daß eine elektronische Schaltung zur getrennten Ansteuerung der drei Verstärker vorgesehen ist, wobei diese elektronische Schaltung so ausgelegt ist, daß mit schwächer werdendem Nutzsignal einerseits die Verstärker nacheinander entgegen der Signalflußrichtung angesteuert werden und andererseits der Verstärkungsgrad jedes angesteuerten Verstärkers zunimmt. Damit ist es möglich, Störsignale besser auszufiltern und ein Übersteuern zu vermeiden. To solve this problem it is proposed that at the generic input circuit between the second filter and the demodulator a third regulated Amplifier, is arranged and that an electronic Circuit for separate control of the three amplifiers is provided, this being electronic Circuit is designed so that with weakening Useful signal on the one hand the amplifiers one after the other the signal flow direction can be controlled and on the other hand the degree of amplification of each driven Amplifier increases. This makes it possible to get interference signals better to filter out and avoid oversteering.  

Zweckmäßigerweise wird die elektronische Schaltung so ausgelegt, daß die Verstärker sequentiell, vorzugsweise nacheinander entgegen der Signalflußrichtung angesteuert werden.The electronic circuit is expediently designed in such a way that that the amplifiers are sequential, preferably one after the other are driven against the signal flow direction.

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgedankens werden anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.Further details of the inventive concept are explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Erfindungsgedan­ kens. Fig. 1 shows a block diagram of the inventive idea.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der elektroni­ schen Schaltung. Fig. 2 shows a first embodiment of the electronic circuit's.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der elektroni­ schen Schaltung. Fig. 3 shows a second embodiment of the electronic circuit's.

Die Eingangsschaltung gemäß Fig. 1 umfaßt einen abgestimm­ ten Antennenkreis 1, einen geregelten Verstärker 2, ein er­ stes Filter 3, einen zweiten geregelten Verstärker 2a, ein zweites Filter 3a, einen dritten geregelten Verstärker 2b, einen Demodulator 4 und eine elektronische Schaltung 5 zur getrennten Ansteuerung der Verstärker 2, 2a und 2b.The input circuit shown in Fig. 1 comprises a concerted antenna circuit 1, a gain controlled amplifier 2, a He Stes filter 3, a second controlled amplifier 2 a, a second filter 3 a, a third controlled amplifier 2 b, a demodulator 4 and an electronic Circuit 5 for the separate control of the amplifier 2 , 2 a and 2 b.

Der abgestimmte Antennenkreis 1 mit einer Bandbreite klei­ ner 3 kHz liefert ein Signalspektrum, das das Nutzsignal und Störsignale umfaßt. Dieses Signalgemisch wird in den Verstärkern 2, 2a, 2b in Abhängigkeit von dem am Ausgang der Eingangsschaltung vorhandenen Nutzsignal verstärkt und in den Filtern 3 und 3a auf eine Bandbreite kleiner 30 Hz ein­ geengt. Danach erfolgt eine Demodulation. Das schließlich anliegende Nutzsignal wird in die elektronische Schaltung 5 zurückgeführt und nach ausreichender Verstärkung bestim­ mungsgemäß ausgewertet. The tuned antenna circuit 1 with a bandwidth small 3 kHz ner delivers a signal spectrum that includes the useful signal and interference signals. This signal mixture is amplified in the amplifiers 2 , 2 a, 2 b depending on the useful signal present at the output of the input circuit and narrowed in the filters 3 and 3 a to a bandwidth less than 30 Hz. Demodulation then takes place. The eventually present useful signal is fed back into the electronic circuit 5 and evaluated according to the intended purpose after sufficient amplification.

Die elektronische Schaltung 5 sorgt dafür, daß bei zu schwachem Nutzsignal zuerst der geregelte Verstärker 2b im Sinne größerer Verstärkung angesteuert wird, dann der gere­ gelte Verstärker 2a und daß erst wenn dessen Leistung nicht ausreicht, auch der Verstärker 2 im Sinne einer größeren Verstärkung herangezogen wird.The electronic circuit 5 ensures that if the useful signal is too weak, the regulated amplifier 2 b is first driven in the sense of greater amplification, then the amplifier 2 a, and that only when its power is insufficient, the amplifier 2 in the sense of greater amplification is used.

Im Vergleich zu der genannten Schaltung, die nach dem Fil­ ter nur noch einen ungeregelten Verstärker aufweist, ist es mit der erfindungsgemäßen Eingangsschaltung wesentlich bes­ ser ermöglicht, bei schwachen Nutzsignalen ein übersteuern in­ folge frequenznaher Störsignale zu vermeiden.Compared to the circuit mentioned after the fil ter only has an uncontrolled amplifier, it is with the input circuit according to the invention substantially bes This enables overdriving in the case of weak useful signals to avoid frequency-related interference signals.

Das Prinzip für die Erzeugung der Eingangssignale S₂, S_2a und S_2b der geregelten Verstärker 2, 2 _a und 2 _b ist in Fig. 2 dargestellt. Die Schaltung besteht aus 3 Differenzverstärkerstufen 9, 10, 11; 9 _a, 10 _a, 11 _a sowie 9 _b, 10 _b, 11 _b die über den Spannungsteiler 6, 7, 8, 12 unterschiedliche Referenzspannungen aufweisen.The principle for the generation of the input signals S ₂ , S _2a and S _{2b of} the regulated amplifiers 2 , 2 _a and 2 _b is shown in FIG. 2. The circuit consists of 3 differential amplifier stages 9 , 10 , 11 ; 9 _a , 10 _a , 11 _a and 9 _b , 10 _b , 11 _b which have different reference voltages via the voltage divider 6 , 7 , 8 , 12 .

Bei Eingangsspannungen V_in kleiner als V_R2b ist keine der Differenzstufen leitend (geringste Verstärkung). Mit zunehmender Eingangsspannung V_in wird zuerst der Transistor 9b, später 9a und zuletzt 9 leitend. Die Referenzspannungen V_R2, V_R2a und V_R2b sind so ausgelegt, daß sich die Gesamtverstärkung kontinuierlich mit V_in vergrößert. Die minimale Verstärkung der Verstärker 2, 2 _a und 2 _b wird mit Hilfe der Ströme 13, 13 _a und 13 _b eingestellt.At input voltages V _in less than V _R2b , none of the differential _stages is conductive (lowest gain). With increasing input voltage V _in , transistor 9 b first, later 9 a and finally 9 becomes conductive. The reference _voltages V _R2 , V _R2a and V _R2b are designed so that the overall gain increases continuously with V _in . The minimum gain of the amplifiers 2 , 2 _a and 2 _b is set using the currents 13 , 13 _a and 13 _b .

Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit für die Einstellung der minimalen Verstärkung mit Hilfe der Transistoren 14, 14 _a und 14 _b. Die minimalen Ströme S₂, S_2a und S_2b sind definiert durch die Flächenverhältnisse der Transistoren 10 zu 14, 10 _a zu 14 _a sowie 10 _b zu 14 _b. Fig. 3 shows a possibility for setting the minimum gain using the transistors 14 , 14 _a and 14 _b . The minimum currents S ₂ , S _2a and S _2b are defined by the area ratios of the transistors 10 to 14 , 10 _a to 14 _a and 10 _b to 14 _b .

Claims (1)

Eingangsschaltung für einen Geradeausempfänger zur Verarbeitung von amplitudengetasteten Zeitzeichensignalen mit einem abgestimmten Antennenkreis (1), einem ersten geregelten Verstärker (2), einem ersten Filter (3), einem zweiten geregelten Verstärker (2a), einem zweiten Filter (3a) und einem ein Nutzsignal liefernder Demodulator (4), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) es ist ein dritter geregelter Verstärker vorgesehen, der zwischen dem zweiten Filter (3a) und dem Demodulator (4) angeordnet ist,
• b) es ist eine elektronische Schaltung (5) zur getrennten Ansteuerung der drei Verstärker (2, 2a, 2b) vorgesehen, die dem Demodulator (4) nachgeschaltet ist, und
• c) die elektronische Schaltung (5) ist derart ausgelegt, daß mit schwächer werdendem Nutzsignal einerseits die Verstärker (2, 2a, 2b) nacheinander entgegen der Signalflußrichtung angesteuert werden und andererseits der Verstärkungsgrad jedes angesteuerten Verstärkers (2, 2a, 2b) zunimmt.

Input circuit for a straight-line receiver for processing amplitude-sampled time signal signals with a tuned antenna circuit ( 1 ), a first regulated amplifier ( 2 ), a first filter ( 3 ), a second regulated amplifier ( 2 a), a second filter ( 3 a) and one a demodulator ( 4 ) providing a useful signal, characterized by the following features:

• a) a third regulated amplifier is provided, which is arranged between the second filter ( 3 a) and the demodulator ( 4 ),
• b) there is an electronic circuit ( 5 ) for separately controlling the three amplifiers ( 2, 2 a, 2 b), which is connected downstream of the demodulator ( 4 ), and
• c) the electronic circuit ( 5 ) is designed such that on the one hand the amplifiers ( 2, 2 a, 2 b) are activated one after the other against the direction of the signal flow, and on the other hand the degree of amplification of each controlled amplifier ( 2, 2 a, 2 b ) increases.