DE69214218T2

DE69214218T2 - Empfänger

Info

Publication number: DE69214218T2
Application number: DE69214218T
Authority: DE
Inventors: Braber Gerard Paul Den
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-07-15
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-07-08
Also published as: SG48272A1; DE69214218D1; EP0523778B1; KR930003585A; US5440586A; KR100256455B1; JP3174155B2; JPH0685710A; EP0523778A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger mit einem HF-Eingang zum Zuführen eines HF-Eingangsträgers zu demselben, wobei dieser Eingang mit einer Phasenverriegelungsschleife (PLL) gekoppelt ist, wobei in der Signalstrecke ein Phasendetektor, ein Schleifenfilter, ein geregelter verstärker und ein geregelter Oszillator vorgesehen ist, sowie mit einem Signalgenerator zum Erzeugen eines örtlichen Hilfspilotsignals und mit einem Pilotsignaldetektor zum Detektieren des örtlichen Hilfspilotsignals, wobei ein erster Eingang dieses Detektors mit der Signalstrecke der Phasenverriegelungsschleife zwischen dem Ausgang des Phasendetektors und einem Regeleingang des geregelten Oszillators gekoppelt ist, ein zweiter Eingang mit einem Ausgang des Signalgenerators und ein Ausgang über eine Selektionsanordnung mit einem Regeleingang des geregelten Verstärkers gekoppelt ist.
Ein derartiger Empfänger ist an sich beispielsweise aus EP-A-0 371 548 bekannt.
Der bekannte Empfänger ist ein direktmischender AM PLL Synchronempfänger, in dem ein Synchrondetektor für eine synchrone Amplitudendetektion eines dem HF-Eingangsträger amplitudenaufmodulierten Modulationssignals benutzt wird. Der für diese Synchrondetektion erforderliche örtliche Mischträger wird mittels des in der Phasenverriegelungsschleife vorgesehenen geregelten Oszillators erhalten und soll für eine genaue synchrone Detektion zu dem HF-Eingangsträger phasensynchron sein. Der örtliche Mischträger wird deswegen auch als örtlicher phasenrichtiger Träger bezeichnet. Eine genaue Phasengleichheit zwischen dem HF-Eingangsträger und dem örtlichen phasenrichtigen Träger wird erhalten, wenn der von dem geregelten Oszillator dem Phasendetektor gelieferte örtliche Quadraturträger gegenüber dem HF-Eingangsträger genau 90º phasenverschoben ist.
Bekanntlich liefert der Phasendetektor ein Phasendifferenzsignal, das in der Praxis nicht nur von der von 90º abweichenden Phasendifferenz zwischen dem HF- Eingangsträger und dem örtlichen Quadraturträger abhängig ist, sondern auch von der Amplitude oder der Feldstärke des HF-Eingangsträgers. Um zu vermeiden, daß dadurch die Schleifenübertragüngseigenschaften, wie die Verstärkung, Bandbreite, Phasendrehung und Stabilität der Schleife mit der Amplitude des HF-Eingangsträgers schwanken, erfolgt in dem bekannten AM PLL Synchronempfänger eine automatische Regelung der Schleifenverstärkung. Das für diese automatische Regelung erforderliche Regelsignal wird mit Hilfe einer Mischstufe erhalten, in der der HF-Eingangsträger mit einem örtlichen phasenrichtigen Träger gemischt wird, der mit dem Hilfspilotsignal amplitudenmoduliert ist. Dadurch wird ein gewünschtes Mischerzeugnis erhalten, dessen Frequenz der des Hilfspilotsignals entspricht und dessen Amplitude mit der des HF- Eingangsträgers schwankt. Nach einer Tiefpaßselektion dieses gewünschten Mischerzeugnisses erfolgt in dem Pilotsignaldetektor eine Umwandlung bzw. eine Demodulation dieses Mischerzeugnisses mit dem ursprünglichen Hilfspilotsignal, was zu einem mit den Feldstärkenschwankungen des HF-Eingangsträgers schwankenden Gleichstromsignal führt, das daraufhin als Verstärkungsregelsignal dem Regeleingang des geregelten Verstärkers zugeführt ist.
Durch Oszillatorstrahlung und durch andere Effekte des parasitären Übersprechens treten jedoch an dem HF-Eingang des Empfängers die von dem geregelten Oszillator gelieferten nicht-modulierten örtlichen Trägerwellen mit einer von dem Übersprechen abhängigen Amplitude auf. Diese parasitären Oszillatorsignale werden in der letztgenannten Mischstufe mit dem mit dem Hilfspilotsignal amplitudenmodulierten örtlichen phasenrichtigen Träger multipliziert, was zu einem parasitären Mischerzeugnis führt, dessen Frequenz der des Hilfspilotsignals entspricht. Dieses parasitäre Mischprodukt ist dem gewünschten Mischerzeugnis aufmoduliert und passiert zusammen mit demselben die Tiefpaßselektion und veranlaßt eine parasitäre Gleichstromverschiebung des Verstärkungsregelsignals an dem Ausgang des Pilotdetektors. Diese parasitäre Gleichstromverschiebung des Verstärkungsregelsignals nimmt mit der Frequenz des Oszillatorsignals ab. Dadurch wird die automatische verstärkungsregelung in mit der Frequenz zunehmendem Maße gestört, was zu einer mit der Frequenz zunehmenden Verringerung des dynamischen Bereiches des Empfängers führt.
Weiterhin haben Phasenfehler zwischen dem geregelten Oszillator einerseits und dem HF-Eingangsträger andererseits infolge von beispielsweise Streuung in der Freilauffrequenz des geregelten Oszillators, schwankende Umgebungsfaktoren, wie Alterung und Temperaturschwankungen, keinen Einfluß auf das Verstärkungs regelsignal des genannten bekannten empfängers. Deswegen werden die Schwankungen der Schleifenübertragung durch diese Phasenfehler, untenstehend auch als langsam variierende oder statische Phasenfehler bezeichnet, mit der bekannten Verstärkungs regeischaltung nicht ausgeglichen.
Die Erfindung hat nun u.a. zur Aufgabe, einen Empfänger zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist und zum Empfang von HF AM und/oder FM- Empfangssignalen geeignet ist.
Ein Empfänger der eingangs erwähnten Art weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß der Ausgang des Signalgenerators mit der Signalstrecke zwischen einem Ausgang des Phasendetektors und dem Regeleingang des geregelten Oszillators für eine Winkelmodulation des Oszillatorsignais mit dem Hilfspilotsignal gekoppelt ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es möglich ist, mit einer Verstärkungsregelung mit Hilfe eines Verstärkungsregelsignals, das aus der Amplitude und den Phasenschwankungen hergeleitet ist, die ein an einer richtigen Stelle in der Signalstrecke der PLL injizierten Hilfspilotsignals in der PLL erfährt, nicht nur Schwankungen in der Schleifenübertragung infolge von Amplitudenschankungen des HF-Eingangsträgers, sondern. auch diejenigen, die durch die obengenannten statischen Phasenfehler verursacht sind, auszugleichen. Außerdem schwankt ein derartiges Verstärkungsregelsignal nicht oder wenigstens wesentlich weniger mit der Frequenz des HF-Eingangsträgers als eine Verstärkungsregelung mit Hilfe eines Verstärkungs regelsignals, das unmittelbar von den Amplitudenschwankungen des PLL-Eingangssignals abgeleitet ist.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme wird das Hilfspilotsignal in die PLL an einer sog. Injektionsstelle der Signalstrecke zwischen dem Ausgang des Phasendetektors und dem regeleingang des geregelten Oszillators injiziert und an einer Detektionsstelle der Signalstrecke zwischen dem Ausgang des Phasendetektors und dem regeleingang des geregelten Oszillators detektiert. Untenstehend wird das an der Injektionsstelle injizierte Hilfspilotsignal auch als ursprüngliches Pilotsignal bezeichnet und das Hilfspilotsignal, das durch dieses ursprüngliche Pilotsignal an der Detektionsstelle verursacht wird, als Rückwärtspilotsignal bezeichnet.
Die Injektionsstelle kann dabei in der Signalrichtung dem Detektionspunkt vorangehen bzw. demselben folgen. Der geregelte Oszillator liefert dadurch einen örtlichen Quadraturträger, der mit dem Hilfspilotsignal winkelmoduliert, d.h. frequenz- oder phasenmoduliert ist.
Oszillatorstrahlung und andere Effekte parasitären Übersprechens führen nun dazu, daß an dem HF-Eingang des Empfängers der letztgenannte winkelmodulierte örtliche Quadraturträger mit einer von dem Übersprechen abhängigen Amplitude auftritt. Diese winkelmodulierten parasitären Oszillatorsignale werden in dem Phasendetektor mit dem ursprünglichen winkelmodulierten örtlichen Quadraturträger des geregelten Oszillators multipliziert, was zu einem unerwünschten parasitären Gleichstromprodukt mit einer Amplitude führt, die je nach dem Ausmaß der Oszillatorstrahlung und Übersprechen schwankt. Die Information über die Phase und die Amplitudenübertragung der geschlossenen Schleife wird jedoch durch das Hilfspilotsignal an dem Ausgang des Phasendetektors getragen und ist dadurch in der Frequenz von dem unerwünschten parasitären Gleichstromprodukt getrennt.
Durch eine Detektion des Rückwärtspilotsignals, das an der Detektionsstelle in der Signalstrecke zwischen dem Ausgang des Phasendetektors und dem Regeleingang des geregelten Oszillators auftritt, wird die genannte Information in bezug auf die Phase und die Amplitudenübetragen der geschlossenen Schleife in Form eines in der Amplitude schwankenden gewünschten Gleichstromsignals verfügbar, das von dem genannten unerwünschten parasitären Gleichstromprodukt völlig frei ist. Dieses gewünschte Gleichstromsignal schwankt genau mit der Phase und der Amplitudenübertragung der geschlossenen Schleife und damit mit jeder Größe, die zu einer Schwankung der Phase und der Amplitudenübertragung der geschlossenen Schleife führt. Dadurch stabilisiert die mit diesem gewünschten Gleichstromsignal erhaltene automatische Verstärkungsregelung die Schleife nicht nur gegen Schwankungen des HF-Eingangsträgers, sondern auch gegen die genannten statischen Phasenfehler und wird mit dieser Schleife eine genaue und fast konstante Phasensynchronisation zwischen dem örtlichen und dem HF-Eingangsträger über einen dynamischen Bereich und für Frequenzen des HF-Eingangsträgers erhalten, die wesentlich größer ist bzw. viel höher sein kann als die des bekannten AM PLL Synchronempfängers.
Vorzugsweise liegt die genannte Injektionsstelle zwischen dem Detektionspunkt und dem Regeleingang des geregelten Oszillators und ein derartiger Empfänger weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß zwischen dem geregelten Verstärker und dem Regeleingang des geregelten Oszillators eine Addierschaltung vorgesehen ist zum Addieren des Ausgangssignals des geregelten Verstärkers mit dem örtlichen Hilfspilotsignal, wobei ein Ausgang des geregelten Verstärkers an einem ersten Eingang des Pilotsignaldetektors liegt.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, daß zwischen dem Ausgang und dem Regeleingang des geregelten Verstärkers ein Spitzendetektor vorgesehen ist, der von einem Verriegelungsdetektor außerhalb des Phasenverriegelungsbereichs der PLL aktiviert ist.
Bei Anwendung dieser Maßnahme ist eine Verbesserung des Einfangverhaltens der Phasenverriegelungsschleife möglich.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Phasendrehungsschaltung in einer der beiden Eingangssignalstrecken des Pilotdetektors vorgesehen.
Bei Anwendung dieser Maßnahme ist durch eine richtige Einstellung der Phasendrehung der Phasendrehungsschaltung eine weitere Verbesserung der Stabilisierung der Schleifenverstarkung möglich.
Ist die Frequenz des Hilfspilotsignals kleiner gewählt worden als die 3 dB- Bandbreite der PLL, so zeigt die letztgenannte Ausführungsform vorzugsweise das Kennzeichen, daß das von der Phasendrehungsschaltung einem der beiden ersten und zweiten Eingängen des Hilfsdetektors zugeführte Signal bei der Frequenz des Hilfspilotsignals um 90º in der Phase von dem dem anderen Eingang des Pilotdetektors zugeführten Signal abweicht.
Bei Anwendung dieser Maßnahme funktioniert der Pilotdetektor im wesentlichen als Phasendetektor und das Verstärkungsregelsignal arbeitet im wesentlichen mit Schwankungen in der Phasenübertragungskennlinie der PLL. Damit wird eine optimale Einstellung der Verstärkungsregelung möglich.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, daß der Spitzendetektor der genannten Selektionsanordnung einen Ausgangssignalstrom liefert, wobei diese Anordnung eine Paralleischaltung einer Integrationskapazität und einer Bezugsstromquelle aufweist, über die der Spitzendetektor mit dem Regeleingang des geregelten Verstärkers gekoppelt ist.
Mit der Bezugsstromquelle wird ein zusätzlicher Freiheitsgrad erhalten für eine weitere Optimalisierung der Einstellung der Verstärkungsregelschleife.
In einer Ausführung des erfindungsgemäßen Empfängers als UKW-Stereo- Empfänger ist dieser vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Signalgenerator mit einem weiteren geregelten Oszillator versehen ist, der in einer weiteren Phasenverriegelungsschleife einer Stereo-Decodierungsschaltung zur Decodierung eines ein Stereo-Summensignal, ein einem 38 kHz Trägersignal aufmoduliertes Stereo-Differenzsignal und ein 19 kHz-Stereo-Pilotsignal enthaltenden Stereo-Multiplexsignals vorgesehen ist, wobei der weitere geregelte Oszillator ein Oszillatorsignal liefert, dessen örtliches Hilfspilotsignal abgeleitet ist und eine Frequenz hat, die eine ganze Anzahl Male die Frequenz des Stereo-Pilotsignals beträgt.
Bei Anwendung dieser Maßnahme ist es möglich, das Oszillatorsignal des weiteren geregelten Oszillators, der zur Regenerierung des Stereo-Hilfsträgers in dem Stereo-Decoder dient, zugleich als örtliches Hilfspilotsignal für die Schleifenverstärkungsstabilisierung zu verwenden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen FM PLL Synchronempfänger nach der Erfindung,
Fig. 2 einen AM PLL Synchronempfänger nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen FM PLL Synchronempfänger nach der Erfindung mit einem HF-Antenneneingang IRF um damit eine HF-Antenneneinrichtung ANT zu koppeln, wobei der HF-Antenneneingang IRF über einen HF-Eingangsteil 1 mit einem Phasendetektor 2 einer phasenverriegelten Schleife PLL gekoppelt ist. Die phasenverriegelte Schleife PLL ist zugleich, an den Phasendetektor 2 gekoppelt, mit einem Schleifenfilter 3, einem geregelten Verstärker 4, einer Addierschaltung 5 und einem geregelten Oszillator 6 versehen. Der geregelte Oszillator 6 liefert dem Phasendetektor 2 einen örtlichen Quadraturträger und ist mittels eines einem Abstimmregler T zugeführten Abstimmregelsignals in der Frequenz abstimmbar.
Ein mit Hilfe der Antenneneinrichtung ANT empfangenes HF FM Empfangsfrequenzgebiet wird nach einer Breitbandselektion und Verstärkung in dem HF Eingangsteil 1 dem Phasendetektor 2 zugeführt. Eine Abstimmung auf ein gewünschtes HF-Empfangssignal in dem genannten HF FM-Empfangsfrequenzgebiet wird dadurch erhalten, daß die Frequenz des örtlichen Quadraturträgers auf einen Wert gewählt wird, der höchstens über das Einfanggebiet der Phasenverriegelungsschleife PLL von der Trägerfrequenz des genannten gewünschten HF-Empfangssignals abweicht. Der Phasendetektor 2 liefert ein Phasendifferenzsignal, das von der von 900 abweichenden Phasendifferenz zwischen dem örtlichen Quadraturträger und dem HF-Träger des gewünschten HF-Empfangssignals abhängig ist. In dem Schleifenfilter 3 erfolgt eine Selektion dieses Phasendifferenzsignals, wonach in dem geregelten Verstärker 4 auf die unten beschriebene Art und Weise eine geregelte Verstärkung dieses Phasendifferenzsignals erfolgt.
Der geregelte Verstärker 4 liefert das Phasendifferenzsignal über die Addierschaltung 5 zu einem Regeleingang des geregelten Oszillators 6. In dem phasenverriegelten Zustand der Schleife PLL regelt das Phasendifferenzsignal den geregelten Oszillator 6 derart, daß in der Schleife eine negative Rückkopplung und damit eine effektive Unterdrückung der von 90º abweichenden Phasendifferenzen zwischen einerseits dem örtlichen Quadraturträger und dem HF-Träger des HF-Empfangssignals von dem Ausgang zu den Eingängen des Phasendetektors 2 erhalten wird. Dadurch wird eine Phasensynchronisation erhalten, wobei der örtliche Quadraturträger dem HF-Träger genau in der Frequenz folgt und in der Phase um 90º davon abweicht. Das Phasendifferenzsignal variiert dann mit dem Basisbandmodulationssignal des gewünschten HF Empfangssignals. Eine Auskopplung des auf diese Weise erhaltenen demodulierten Basisbandmodulationssignals erfolgt mittels einer Filtereinrichtung 7, die mit einem Ausgang des geregelten Verstärkers 4 gekoppelt ist.
Das von der Filtereinrichtung 7 selektierte Basisbandmodulationssignal enthält bei Empfang eines HF FM-Stereo-Signals ein Basisband-Stereo-Multiplexsignal mit in einem Frequenzgebiet von 0 bis 15 kHz einem Stereo-Summensignal L+R, einem 19 kHz Stereo-Pilotsignal und einem einem ausgetasteten 38 kHz Stereo-Hilfs träger in der Amplitude doppelseitenbandmodulierten Stereo-Differenzsignal L-R in einem Frequenzgebiet von 23 bis 53 kHz Dieses Basisband-Stereo-Multiplexsignal wird einem Stereo-Decoder 16 zugeführt, der beispielsweise von dem Typ TEA 5581 von Philips sein kann und wobei eine Decodierung des Basisband-Stereo-Multiplexsignals auf an sich bekannte Art und Weise in Basisband-Links- und -Rechts-Stereo-Signale L bzw. R erfolgt.
Dazu weist der Stereo-Decoder 16 eine Phasenverriegelungsschleife 14 auf, einen Synchron-Stereo-Differenzsignaldemodulator 15 und eine Dematrizierungsschaltung 13. Die Phasenverriegelungsschleife 14 weist einen (nicht dargestellten) geregelten Oszillator auf, der im phasenverriegelten Zustand der Schleife ein Oszillatorsignal liefert, das zu dem genannten 19 kHz-Stereo-Pilotsignal phasensynchron ist und wobei die Frequenz ein ganzen Vielfaches von 19 kHz betragen kann, beispielsweise 38 kHz In der genannten Ausführungsform wird ein 38 kHz-Oszillatorsignal als örtliches Mischsignal dem Synchron-Stereo-Differenzsignaldemodulator 15 zugeführt. Dem anderen Eingang des Synchron-Stereo-Differenzsignaldemodulators 15 wird das Basisband-Stereo-Multiplexsignal zugeführt, dessen dem 38 kHz Stereo-Hilfsträger aufmoduliertes Stereo-Differenzsignal L-R in dem Synchron-Stereo-Differenzsignaldemodulator 15 zum Basisband demoduliert wird. In der Dematrizierungsschaltung 13 erfolgt mittels geeigneter Addier- und Subtrahiervorgänge eine Dematrizierung der Stereo-Summen- und Stereo-Differenzsignale L und R aus dem Stereo-Summensignal L+R und dem Stereo-Differenzsignal L-R, die als Eingangssignale dieser Dematrizierungsschaltung 13 zugeführt sind.
Der (nicht dargestellte) geregelte Oszillator der Phasenverriegelungsschleife 14 ist zugleich als Signalgenerator zur Erzeugung eines örtlichen Hilfspilotsignals, weil dieser das 38 kHz Ortsmischsignal nicht nur dem Synchron-Stereo-Differenzsignaldemodulator 15 liefert, sondern auch als örtliches 38 kHz-Hilfspilotsignal über die Addierschaltung 5 dem Regeleingang des geregelten Oszillators 6. Dieses örtliche Hilfspilotsignal, das sog. ursprüngliche Pilotsignal, wird außerdem einem ersten Eingang eines Pilotsignaldetektors 8 zugeführt.
Das örtliche 38-kHz-Hilfspilotsignal wird auf diese Weise in die Signalstrecke der Phasenverriegelungsschleife PLL an einer Stelle vor dem geregelten Oszillator 6 injiziert. Dadurch wird die Frequenz des örtlichen Quadraturträgers an dem Ausgang des geregelten Oszillators 6 winkelmoduliert (frequenz- oder phasenmoduliert) mit dem Ausgangssignal des geregelten Verstärkers 4 sowie dem genannten örtlichen Hilfspilotsignal. In dem Phasendetektor 2 erfolgt eine Mischung des winkelmodulierten örtlichen Quadraturträgers mit dem Träger des HF-Empfangssignals. An dem Ausgang des Phasendetektors 2 wird außer dem bereits genannten Phasendifferenzsignal zugleich ein gewünschtes Mischerzeugnis auf der Frequenz des örtlichen Hilfspilotsignals mit einer Amplitude erhalten, die nicht nur von den Amplitudenschwankungen in dem HF- Empfangssignal abhängig ist, sondern auch von etwaigen statischen Phasenfehlern zwischen einerseits dem Ausgangssignal des geregelten Oszillators 6 und andererseits dem HF-Eingangsträger. Dieses erwünschte Mischerzeugnis passiert zusammen mit dem genannten Phasendifferenzsignal das Schleifenfilter 3 und erreicht den Eingang des geregelten Verstärkers 4.
Der geregelte Verstärker 4 liefert das erwünschte Mischerzeugnis, auch als Rückwärtspilotsignal bezeichnet, über eine Phasendrehungsschaltung 7 zu einem zweiten Eingang des Pilotdetektors 8, sowie zu einem Spitzendetektor 9. Stromausgänge des Spitzendetektors 9 und des Synchronpilotsignaldetektors 8 sind über eine gemeinsame Regelklemme C mit einem Integrator 11 gekoppelt, der mit einer an Masse gelegten Integrationskapazität versehen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist parallel zu dem Integrator 11 eine Einstellstromquelle 12 vorgesehen. Ein Ausgang des Integrators 11 ist an einen Verstärkungsregeleingang des geregelten Verstärkers 4 gekoppelt. der Spitzendetektor 9 ist außerhalb des Phasenverriegelungsgebietes der Phasenverriegelungsschleife PLL wirksam und wird ausgeschaltet, wenn die Phasenverriegelungsschleife PLL in den Phasenverriegelungszustand gelangt. Dazu ist der Spitzendetektor 9 mit einem Schalteingang versehen, der mit einem Ausgang eines sog. Verriegelungsdetektors 10 gekoppelt ist. Ein derartiger Detektor ist an sich beispielsweise aus der japanischen Kokai-Veröffentlichung 63-107304 bekannt.
Wie aus dem Obenstehenden einleuchtet, wird aus dem (nicht dargestellten) geregelten Oszillator der Phasenverriegelungsschleife 14 dem ersten Eingang des Pilotsignaldetektors 8 das ursprüngliche Hilfspilotsignal und aus dem geregelten Verstärker 4 über die Phasendrehungsschaltung 7 dem zweiten Eingang das Rückwärtspilotsignal zugeführt. Weil die Frequenz des Hilfspilotsignals innerhalb des 3 dB- Durchlaßbandes der Phasenverriegelungsschleife PLL liegt, haben Schwankungen in der Schleifenübertragungskennlinie beispielsweise durch Feldstärkenschwankungen und/oder Schwankungen statischer Phasenfehler einen größeren Effekt auf die Phase des Rückwärtspilotsignals als auf die Amplitude dieses Rückwärtspilotsignals. Eine optimale Detektion der letztgenannten Schwankungen in der Schleifenübertragungskennlinie wird daher dadurch erhalten, daß im wesentlichen der Phasenunterschied zwischen dem ursprünglichen Pilotsignal und dem Rückwärtspilotsignal an dem ersten bzw. zweiten Eingang des Pilotsignaldetektors 8 gemessen wird. In der dargestellten Ausführungsform ist dazu der Pilotsignaldetektor 8 mit einer Multiplizierschaltung versehen und ist die durch die Phasendrehungsschaltung 7 herbeigeführte Phasendrehung derart gegenüber der Phasenübertragung der Schleife PLL gewählt worden, daß in dem phasenverriegelten Zustand der Schleife PLL die gesamte Phasenübertragung von dem Eingang der Addierschaltung 5 zu dem Ausgang der Phasendrehungsschaltung 7 bei der Frequenz des 38 kHz-Hilfspilotsignals im wesentlichen 90º beträgt.
In dem phasenverriegelten Zustand der Schleife PLL liefert der Synchronpilotsignaldetektor 8 einen Verstärkungsregelstrom, der mit Schwankungen in der Schleifenübertragungskennlinie schwankt und damit mit allen Größen schwankt, welche die letztgenannten Schwankungen ergeben, wie beispielsweise Feldstärken- und Arnplitudenschwankungen des dem Phasendetektor 2 zugeführten HF-Träger und Schwankungen der statischen Phasenfehler. Dieser Verstärkungsregelstrom wird in dem Integrator 11 integriert und in eine Verstärkungsregelspannung umgewandelt. Diese Verstärkungsregelspannung ist dem regeleingang des geregelten Verstärkers 4 zugeführt und bewirkt eine derartige Verstärkungsregelung in der Schleife, daß die Schwankungen in der Schleifenübertragungskennlinie und damit Phasen- und Amplitudenschwankungen des Rückwärtspilotsignals ausgeglichen werden. In der Praxis ist die dadurch erhaltene Stabilisierung der Schleifenübertragungseigenschaften der Phasenverriegelungsschleife PLL innerhalb eines großen Eingangsdynamikbereichs des Empfangers möglich.
Im Gegensatz zu dem obengenannten Stand der Technik führt Oszillatorstrahlung dazu, daß die parasitären Oszillatorsignale an dem HF-Eingang des Phasendetektors 2 ebenso wie der örtliche Quadraturträger beide mit dem genannten örtlichen 38 kHz-Hilfspilotsignal winkelmoduliert sind. Dadurch entsteht ein unerwünschtes parasitäres Gleichstromerzeugnis mit einer Amplitude, die mit dem Ausmaß der Oszillatorstrahlung und des Übersprechens schwankt. Die Information in bezug auf die Phasen- und Amplitudenübertragung der geschlossenen Schleife wird jedoch von dem Rückwärtspilotsignal getragen und ist dadurch in der Frequenz von dem unerwünschten Gleichstromerzeugnis getrennt. Dieses unerwünschte parasitäre Gleichstromerzeugnis wird in dem Pilotsignaldetektor 8 zu einer Frequenz verwandelt, die der Frequenz des Hilfspilotsignals entspricht und wird danach in dem Integrator 11 ausgetastet. Dadurch ist die letztgenannte Stabilisierung der Schleifenübertragungseigenschaften der Phasenverriegelungsschleife PLL unabhängig von der Frequenz und ist diese in einem relativ großen HF-Empfangsbereich wirksam, der nicht nur das übliche AM-HF-Rundfunkfrequenzgebiet umfaßt.
Obenstehendes gilt in einem phasenverriegelten Zustand der Schleife. Außerhalb des Phasenverriegelungsgebietes bzw. des Einfanggebietes der Phasenverriegelungsschleife PLL ist die Amplitude des Rückwärtspilotsignals Null oder fast Null. Dies führt dazu, daß der Ausgangsstrom des Synchronpilotsignaldetektors 8 außerhalb des Phasenverriegelungsgebietes 0 beträgt oder ziemlich klein ist. Dadurch wird die Verstärkung des geregelten Verstärkers 4 auf einen maximalen Wert eingestellt. Um dies zu vermeiden ist es möglich, die Verstärkung des geregelten Verstärkers außerhalb des Phasenverriegelungsgebietes der Phasenverriegelungsschleife PLL auf einen festen Bezugswert zu wählen.
Eine wesentliche Vergrößerung des Eingangsdynamikbereichs, wofür die Verstärkungsregelschleife eine effektive Stabilisierung der Schleifenverstärkung effektuiert, ist mit Hilfe eines Spitzendetektors 9 möglich. Dieser Spitzendetektor 9 ist derart bemessen, daß er einen Ausgangssignalstrom liefert, der mit einer geeignet gewählten Integrationskonstanten mit der Eingangsspannung variiert, wobei von dem Ausgangsstrom ein fester Bezugsstrom subtrahiert wird. Dieser Bezugsstrom soll im wesentlichen dem Ausgangsstrom des Spitzendetektors 9 entsprechend gewählt sein bei einer Eingangsspannung, die dem Signalamplitudenpegel auf dem Stabilisierungswert der Schleifenverstärkung entspricht. Eine nähere Erläuterung in bezug auf die Wirkungsweise eines derartigen Spitzendetektors 9 ist zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig. Wenn wir das Einfangsgebiet als das Gebiet bezeichnen, in dem in der Phasenverriegelungsschleife PLL eine Frequenzregelung auftritt und das Phasenverriegelungsgebiet das Gebiet, in dem eine Phasensynchronisation in der Phasenverriegelungsschleife PLL auftritt, so werden in dem Einfanggebiet der Phasenverriege lungsschleife PLL Frequenzunterschiede zwischen dem örtlichen Quadraturträger und dem HF-Empfangsträger dem Phasendetektor 2 über das Schleifenfilter 3 und den geregelten Verstärker 4 dem Eingang des Spitzendetektors 9 zugeführt werden. Je nach der Amplitude dieser Differenzfrequenz gegenüber dem Stabilisierungspegel regelt der Spitzendetektor die Verstärkung des geregelten Verstärkers 4 derart, daß die Amplitude der genannten Differenzfrequenz auf dem Stabilisierungspegel geregelt wird. Bei einem Übergang von der genannten Frequenzregelung in dem Einfangbereich zu einer Phasenregelung in dem Phasenverriegelungsbereich übernimmt der Synchronpilotsignaldetektor 8 die Verstärkungsregelung von dem Spitzendetektor 9. Zu dem Zeitpunkt wird gleichzeitig der Spitzendetektor 9 aus dem Verriegelungsdetektor 10 ausgeschaltet.
Die Frequenz des Hilfspilotsignals kann innerhalb des 3 dB Durchlaßbandes der Phasenverriegelungsschleife PLL aber auch außerhalb derselben gewählt werden. Bei einer Frequenz des Hilfspilotsignals innerhalb der 3 dB Schleifenbandbreite wird eine optimale Einstellung des Arbeitspunktes der Verstärkungsregelung erhalten, wenn der Phasenunterschied zwischen den beiden dem Pilotsignaldetektor 8 zugeführten Pilotsignalen 90º beträgt. Der Pilotsignaldetektor ist dann im wesentlichen als Phasendetektor wirksam. Die Phasendrehung in der Phasendrehungsschaltung 7 soll dazu auf einen geeigneten Wert eingestellt werden. In einer praktischen Ausführungsform des dargestellten FM PLL Synchronempfängers, in dem eine 38 kHz Hilfspilotsignalfrequenz verwendet wurde, betrug die Phasendrehung des 38 kHz Rückwärtspilotsignals in der Phasendrehungsschaltung 7 im wesentlichen 45º. Mit der Phasendrehungsschaltung 7 ist es jedoch möglich, eine andere Arbeitspunkteinstellung zu wählen.
Eine andere Art und Weise der Arbeitspunkteinstellung wird mittels einer Einstellstromquelle 12 erhalten, die parallel zu Masse über die Integrationskapazität 11 vorgesehen ist. Wird die Frequenz des Hilfspilotsignals innerhalb des 3 dB Schleifen durchlaßbandes gewählt, kann durch eine richtige Wahl der Phasendrehung des Rückwärtspilotsignals in der Phasendrehungsschaltung 7 die genannte Einstellstromquelle 12 vermieden werden.
Es ist jedoch auch möglich, die Frequenz des Hilfspilotsignals weit außerhalb der 3 dB Banddurchlaßbreite der Phasenverriegelungsschleife PLL zu wählen. Der Pilotsignaldetektor 9 soll in dem Fall im wesentlichen als Amplitudendetektor wirksam sein, weil dann Schwankungen in der Schleifenübertragung mehr Effekt auf die Amplitude des Rückwärtspilotsignals haben als auf die Phase des Rückwärtspilotsignals. In dem fall soll der Phasenunterschied zwischen den beiden dem Pilotsignaldetektor 8 zugeführten Piloten im wesentlichen 0 oder 180º betragen und ist der Pilotsignaldetektor 8 im wesentlichen als Amplitudendetektor wirksam. Dazu wird der Arbeitspunkt der Verstärkungsregelungsschaltung vorzugsweise im wesentlichen mittels der Einstellstromquelle 12 eingestellt und die Phasendrehungsschaltung 7 kann ggf. völlig fortfallen.
Es dürfte einleuchten, daß Anwendung des Erfindungsgedankens sich nicht auf den in Fig. 1 dargestellten Empfänger beschränkt. So ist es durchaus möglich, den Ausgang des geregelten Verstärkers 4 unmittelbar mit dem Stereo-Multiplexsignaleingang 5 des Stereo-Decoders 16 zu koppeln, die Frequenz des Hilfspilotsignals auf ein anderes Vielfaches als 2 des 19 kHz Stereo-Pilotsignals zu wählen, einen Pilotsignaldetektor 8 und/oder einen Spitzendetektor 9 zu verwenden, die Ausgangssignalspannungen liefern, die über eine geeignet gewählte Selektionsanordnung an dem Regeleingang des geregelten Verstärkers liegen. Auch ist es denkbar, daß der Spitzendetektor 9 fortfällt und daß mit Hilfe des Verriegelungsdetektors 10 die Verstärkung des geregelten Verstärkers 4 auf einen Bezugswert eingestellt wird außerhalb des Phasenverriegelungsbereiches der Phasenverriegelungsschleife PLL. Aus dem Obenstehenden dürfte es einleuchten, daß je nach der Wahl der Hilfspilotfrequenz die Phasendrehungsschaltung 7 und/oder die einstellbare Bezugsstromquelle 12 für eine geeignete Einstellung des Verstärkungsverhaltens der Verstärkungsschleife 4, 7 bis einschließlich 12 benutzt werden kann.
Der dargestellte Empfänger ist ein FM PLL Synchronempfänger, weil in der Phasenverriegelungsschleife PLL eine direkte Demodulation stattfindet des FM Modulationssignals des HF-Empfangsträgers zu dem basisband. Es ist jedoch möglich, die Phasenverriegelungsschleife PLL in einem Super-FM-Empfänger mit einem HF-Teil 1, in dem eine breitbandige Umwandlung des HF FM Empfangsfrequenzgebietes zu einer Mittenfrequenz herbeigeführt wird, die über der höchsten Frequenz in dem genannten HF FM Empfangsband liegt. Auch in einem derartigen FM Super-Empfänger kann eine Absimmung mittels eines Abstimmregelsignals an dem Abstimmregeleingang des geregelten Oszillators 6 erfolgen.
In Fig. 2 ist die Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Phasenverriegelungsschleife PLL in einem AM PLL Synchronempfanger nach der Erfindung dargestellt. Die darin angegebenen Elemente, die denen des Empfängers nach Fig. 1 entsprechen, sind mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der dargestellte AM PLL Synchronempfänger ist mit einem Synchron-AM-Detektor 17 versehen, dem einerseits aus dem HF-Teil 1 ein gewünschtes HF-AM-Empfangssignal zugeführt ist und aus der Phasenverriegelungsschleife 2 bis einschließlich 11 ein örtlicher synchroner Quadraturträger. Dieser örtliche synchrone Mischträger ist auf an sich (nicht dargestellte) bekannte Weise durch eine 90º Phasendrehung von dem örtlichen Quadraturträger an dem Ausgang des geregelten Oszillators 6 abgeleitet. Der synchrone AM-Demodulator 17 liefert das gewünschte Basisbandmodulationssignal zu einem geregelten Verstärker 18, von dem ein regeleingang an der Regelklemme C der Phasenverriegelungsschleife 2 bis einschließlich 11 liegt. In diesem geregelten Verstärker 18 wird das Basisbandmodulationssignal verstärkt und auf einen geeigneten Pegel stabilisiert, wonach in einer Basissignalverarbeitungsschaltung 18 auf an sich bekannte Art und Weise eine weitere Verarbeitung und Wiedergabe des Basisbandmodulationssignals erfolgt. Zur Erzeugung des Hilfspilotsignals ist in der Ausführungsform b =nach Fig. 2 ein örtlicher Oszillator 16' verwendet mit einer festen Frequenz, für die beispielsweise ein Kristalloszillator verwendet werden kann, von dem ein Ausgang mit der Addierschaltung 5 sowie mit dem Synchronpilotsignaldetektor 8 gekoppelt ist.
Vorzugsweise wird die Hilfspilotsignalfrequenz des Oszillators 16' innerhalb des Durchlaßbandes der Phasenverriegelungsschleife 2 bis einschließlich 11 gewählt. Für den gebrauch in einem AM PLL Rundfunksynchronempfänger beträgt diese höchstens einige Hundert Hz. In einer praktischen Ausführungsform eines derartigen AM PLL Rundfunksynchronempfänger wurde für die Hilfspilotfrequenz eine Frequenz in dem Unter-Tonband gewählt.
Es dürfte dem Fachmann nicht schwer fall, den Erfindungsgedankens in einem fernsehgerät anzuwenden und beispielsweise einen in eine PLL aufgenommenen Zeilenoszillator zur Erzeugung des Hilfspilotsignal zu benutzen.

Claims

1. Empfänger mit einem HF-Eingang zum Zuführen eines HF-Eingangsträgers zu demselben, wobei dieser Eingang mit einer Phasenverriegelungsschleife (PLL) gekoppelt ist, wobei in der Signalstrecke ein Phasendetektor (1), ein Schleifenfilter (3), ein geregelter Verstärker (4) und ein geregelter Oszillator (6) vorgesehen ist, sowie mit einem Signalgenerator zum Erzeugen eines örtlichen Hilfspilotsignals und mit einem Pilotsignaldetektor (8) zum Detektieren des örtlichen Hilfspilotsignals, wobei ein erster Eingang dieses Detektors mit der Signalstrecke der Phasenverriegelungsschleife zwischen dem Ausgang des Phasendetektors (2) und einem Regeleingang des geregelten Oszillators (6) gekoppelt ist, ein zweiter Eingang mit einem Ausgang des Signalgenerators und ein Ausgang über eine Selektionsanordnung mit einem Regeleingang des geregelten Verstärkers (4) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Signalgenerators mit der Signalstrecke zwischen einem Ausgang des Phasendetektors (2) und dem Regeleingang des geregelten Oszillators (6) für eine Winkelmodulation des Oszillatorsignals mit dem Hilfspilotsignal gekoppelt ist.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem geregelten Verstärker (4) und dem Regeleingang des geregelten Oszillators (6) eine Addierschaltung (5) vorgesehen ist zum Addieren des Ausgangssignals des geregelten Verstärkers mit dem örtlichen Hilfspilotsignal, wobei ein Ausgang des geregelten Verstärkers an einem ersten Eingang des Pilotsignaldetektors (8) liegt.

3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Eingangssignalstrecken des Pilotsignaldetektors (8) eine Phasenverschiebungsschaltung (7) vorgesehen ist.

4. Empfänger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang und dem Regeleingang des geregelten Verstärkers (4) ein Spitzendetektor (9) vorgesehen ist, der von einem Verriegelungsdetektor (10) außerhalb des Phasenverriegelungsbereichs der Phasenverriegelungsschleife aktiviert ist.

5. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Hilfspilotsignals kleiner ist als die 3 dB-Bandbreite der Phasenverriegelungsschleife und daß das von der Phasenverschiebungsschaltung (7) einem der beiden ersten und zweiten Eingänge des Pilotsignaldetektors (8) zugeführte Signal bei der Frequenz des Hilfspilotsignals um 90º in der Phase von dem dem anderen Eingang des Pilotsignaldetektors zugeführten Signal abweicht.

6. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilotsignaldetektor (8) der genannten Selektionsanordnung einen Ausgangssignalstrom liefert, wobei diese Anordnung eine Parallelschaltung einer Integrationskapazität (11) und einer Bezugsstromquelle (12) aufweist, über die der Pilotsignaldetektor (8) mit dem Regeleingang des geregelten Verstärkers (6) gekoppelt ist.

7. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzendetektor (9) der genannten Selektionsanordnung einen Ausgangssignalstrom liefert, wobei diese Anordnung eine Parallelschaltung einer Integrationskapazität (11) und einer Bezugsstromquelle (12) aufweist, über die der Spitzendetektor mit dem Regeleingang des geregelten Verstärkers (4) gekoppelt ist.

8. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Signalgenerator mit einem weiteren geregelten Oszillator versehen ist, der in einer weiteren Phasenverriegelungsschleife (14) einer Stereo- Decodierungsschaltung (16) zur Decodierung eines ein Stereo-Summensignal, ein einem 38 kHz Trägersignal aufmoduliertes Stereo-Differenzsignal und ein 19 kHz-Stereo- Pilotsignal enthaltenden Stereo-Multiplexsignals vorgesehen ist, wobei der weitere geregelte Oszillator ein Oszillatorsignal liefert, dessen örtliches Hilfspilotsignal abgeleitet ist und eine Frequenz hat, die eine ganze Anzahl Male die Frequenz des Stereo-Pilotsignals beträgt.