DE3720400C1 - Audion circuit for radio time signal receivers - Google Patents

Audion circuit for radio time signal receivers

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DE3720400C1
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Kurt Dipl-Ing Baderschneider
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    • H04B1/22—Circuits for receivers in which no local oscillation is generated

Abstract

The invention describes the components (1)...(7) according to Figure 1 and their effect in an audion circuit for radio receivers, in particular for radio time signal receivers, which circuit, through the insertion of a band filter and a phase shifter in the positive feedback circuit, is able to receive even severely noise-affected signals. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Audionschaltung für Funkzeitzeichenempfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an audio circuit for Radio time signal receiver according to the preamble of claim 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Empfängerschaltung für Funkzeitzeichenempfänger zu schaffen, die die Vorzüge einer Audionempfangsschaltung auch beim Empfang von stark gestör­ ten Hochfrequenzsignalen nutzen läßt.The object of the invention is to provide a receiver circuit for To create radio time signal receivers that have the advantages of a Audio reception circuit even when receiving strong interference ten high-frequency signals can be used.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object of the invention is characterized by the Features of claim 1 solved. Appropriate training gene of the invention emerge from the subclaims.

Das Audion-Schaltungsprinzip ist eines der ältesten in der Radioempfängertechnik. Im Jahre 1914 und schon in zuvor liegenden Jahren wurden Schaltungen nach dem Audionprinzip von de Forest und anderen Radiopionieren beschrieben. (De Forest, L.: Der Audion-Detektor und -Verstärker, Elektrotechni­ sche Zeitschrift (1914) Heft 25, Seite 699/702, Springer Ver­ lag 1914.) Das Audionprinzip beruht darauf, daß die Verluste, die die Güte im Antennenschwingkreis begrenzen, durch die Verstärkung des Empfangssignals und dessen mitgekoppelten Rückführung auf den Empfangsschwingkreis kompensiert werden.The Audion circuit principle is one of the oldest in the Radio receiver technology. In 1914 and before Years ago, circuits were based on the audio principle described by de Forest and other radio pioneers. (De Forest, L .: The Audion detector and amplifier, electrical engineering Sche Zeitschrift (1914) Issue 25, page 699/702, Springer Ver was 1914.) That Audion principle is based on the fact that the losses are the goodness limit in the antenna resonant circuit by the amplification the received signal and its feedback fed back be compensated for on the receiving resonant circuit.

Bekannt sind steuerbare Audionanordnungen, insbesondere aus den Offenlegungsschriften DE 32 36 162 A1 und DE 33 46 091 A1, in denen Schaltungen mit einstellbarer Güte und Frequenz in moderner Halbleitertechnologie beschrieben sind. Dabei er­ folgt die Frequenzeinstellung durch Kapazitätsdioden direkt am Empfangsschwingkreis (1), und die Einstellung der Güte erfolgt durch die Variation der Amplitude des mitgekoppelten Signals.Controllable audio arrangements are known, in particular from the published documents DE 32 36 162 A1 and DE 33 46 091 A1, in which circuits with adjustable quality and frequency are described in modern semiconductor technology. He follows the frequency setting by means of capacitance diodes directly on the receiving resonant circuit ( 1 ), and the quality is set by varying the amplitude of the coupled signal.

Nachteilig bei diesen Lösungen ist, daß insbesondere bei sehr kleinen Empfangssignalen das dort aufgezeigte Audion­ prinzip nicht mehr funktionsfähig ist. Wenn die Störsignale in die Größenordnung der Nutzsignale kommen, oder gar klei­ ner werden, dann bewirkt dies bei einer Rückführung auf den Empfangsschwingkreis nichts anderes als eine Modulation der Güte und somit eine Modulation der HF-Amplitude sowie der Bandbreite mit einem Störsignal, was insgesamt bei Si­ gnal/Störverhältnissen nahe 1 und insbesondere im Falle kleiner 1 zu einer drastischen Verschlechterung des HF-Si­ gnals am Empfängerausgang führt. Erst wenn es gelingt, die Bandbreite so stark zu verringern, bis das Verhältnis Nutz-/Stör-Signal wieder deutlich größer 1 wird, verbessert sich das Empfangssignal wieder. Bei kleinen Empfangssignalen kommt es aber im allgemeinen vorher zum Eigenschwingen des Audions oder es wird das Empfangssignal so bandbegrenzt, daß es auch seinen Informationsgehalt verliert. Darüber hin­ aus kann es vorkommen, daß auch in sehr engen Bandgrenzen um die Mittenfrequenz des Empfangssignals die Anteile des In­ formationsspektrums immer kleiner sind als die Anteile des Störspektrums. Für diesen besonders interessanten Empfangs­ fall sind die Audionschaltungen nach den bekannt gewordenen Offenlegungsschriften DE 32 36 162 A1 und DE 33 46 091 A1 völlig ungeeignet.A disadvantage of these solutions is that in particular very small reception signals the audion shown there principle is no longer functional. If the interference signals  come in the order of magnitude of the useful signals, or even small become ner, then this leads to a return to the Reception resonant circuit is nothing more than a modulation the quality and thus a modulation of the RF amplitude as well the bandwidth with an interference signal, which is a total of Si gnal / disturbance conditions close to 1 and especially in the case less than 1 to a drastic deterioration of the HF-Si gnals leads to the receiver output. Only if they succeed Reduce bandwidth so much until the ratio Useful / interference signal is significantly greater than 1 again, improved the received signal again. With small reception signals however, there is generally a self-oscillation beforehand of the audio or the reception signal is band-limited so that it also loses its information content. Beyond that It can happen that even in very narrow band limits the center frequency of the received signal the portions of the In formation spectrum are always smaller than the proportions of the Interference spectrum. For this particularly interesting reception case are the audio circuits after the known Publications DE 32 36 162 A1 and DE 33 46 091 A1 completely not suitable.

Dagegen erfolgt in der vorliegenden Erfindung die Mitten­ frequenzeinstellung f M nicht am Empfangskreis (1), sondern am Bandfilter (4), wobei das Bandfilter die Aufgabe hat, nur die gewünschten spektralen Anteile des HF-Ausgangssignals auf den Empfangsschwingkreis (1) mitkoppeln zu lassen. Da­ durch können auch sehr kleine Empfangssignale, deren Amp­ lituden in der Größenordnung des Systemrauschens liegen, empfangen werden.In contrast, in the present invention, the center frequency setting f M is not carried out on the receiving circuit ( 1 ) but on the bandpass filter ( 4 ), the bandpass filter having the task of having only the desired spectral components of the RF output signal coupled to the receiving resonant circuit ( 1 ) . As a result, even very small received signals, the amp lituden of which are in the order of the system noise, can be received.

Weiterhin erfolgt die Einstellung der Güte nicht mehr durch die Einstellung der mitgekoppelten Signalamplitude, sondern durch die Einstellung der Phasenlage zwischen dem Signal, das der Empfangsschwingkreis abgibt und der Phasenlage des mitzukoppelnden Signals. Dies hat den Vorteil, daß der Funktionsbereich der Audionschaltung erheblich erweitert wird, indem bei partiell gegenphasiger Lage des mitgekop­ pelten Signals die Empfängerschaltung auch gezielt bedämpft werden kann.Furthermore, the quality is no longer set by the setting of the coupled signal amplitude, but by adjusting the phase position between the signal, that the receiving resonant circuit emits and the phase position of the  signal to be coupled. This has the advantage that the Functional range of the audio circuit expanded considerably is copied by in the partially opposite phase position of the pelten signal also dampens the receiver circuit in a targeted manner can be.

Folgende Vorteile können für das erfindungsgemäße Audion zusammengefaßt werden:The following advantages can be achieved for the audion according to the invention can be summarized:

  • a) Das Audion funktioniert auch bei kleinsten Empfangssi­ gnalen, die an der Rauschgrenze sind und kann somit die gewünschten Vorzüge erbringen.a) The Audion works even with the smallest reception si gnalen, which are at the noise limit and can therefore the bring desired benefits.
  • b) Das Audion arbeitet durch die störgeminderte Mitkopp­ lung sehr stabil und ist dadurch sehr leicht regelbar.b) The Audion works through the interference-reduced Mitkopp very stable and is therefore very easy to regulate.
  • c) Der Dynamikbereich des Audions ist durch die Möglich­ keit der gezielten Bedämpfung, die weit über die natür­ lichen Verluste hinausgeht, stark erweitert.c) The dynamic range of the audio is possible through targeted damping that goes far beyond natural losses, greatly expanded.

Ein solch geartetes Audion ist die Grundlage für die Ent­ wicklung von miniaturisierten Funkzeitzeichenempfängern für Armbanduhren.Such an audion is the basis for the Ent development of miniaturized radio time signal receivers for wristwatches.

Claims (10)

1. Audionschaltung für Funkzeitzeichenempfänger bestehend aus einem breitbandigen Empfangsschwingkreis (1), einem Impedanzwandler (2), einem Spannungsteiler (3), einem Band­ filter (4) und einem Phasenschieber (5), wobei der breitbandige Empfangsschwingkreis (1) mit dem Ein­ gang des Impedanzwandlers (2) und der Ausgang des Impedanzwandlers (2) mit dem Eingang des Spannungstei­ lers (3) verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgang des Spannungsteilers (3) mit dem Eingang des Bandfilters (4), der Ausgang des Bandfilters (4) mit dem Eingang des Phasen­ schiebers (5) und der Ausgang des Phasenschie­ bers (5) mit dem Eingang des Impedanzwandlers (2) verbun­ den sind, und daß das Bandfilter (4) einen elektronischen Steuer­ eingang (6) zur Einstellung der Bandmittenfrequenz f M des Bandfilters (4) besitzt, dessen Mittenfrequenz f M die Mit­ tenfrequenz der Audionschaltung bestimmt und der Phasen­ schieber (5) einen elektronischen Steuereingang (7) zur Ein­ stellung der Phasenlage zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal des Phasenschiebers (5) besitzt, dessen Ein­ stellung die Güter der Audionschaltung bestimmt.1.Audion circuit for radio time signal receiver consisting of a broadband receiving resonant circuit ( 1 ), an impedance converter ( 2 ), a voltage divider ( 3 ), a band filter ( 4 ) and a phase shifter ( 5 ), the broadband receiving resonant circuit ( 1 ) with the input the impedance converter ( 2 ) and the output of the impedance converter ( 2 ) are connected to the input of the voltage divider ( 3 ), characterized in that the output of the voltage divider ( 3 ) with the input of the bandpass filter ( 4 ), the output of the bandpass filter ( 4 ) with the input of the phase shifter ( 5 ) and the output of the phase shifter ( 5 ) with the input of the impedance converter ( 2 ) are connected, and that the band filter ( 4 ) has an electronic control input ( 6 ) for setting the band center frequency f M of the bandpass filter (4) whose center frequency f M is the center frequency with the audio circuit is determined and the phase shifter (5) an electronic control input (7) z Has a setting of the phase position between the input signal and the output signal of the phase shifter ( 5 ), whose setting determines the goods of the audio circuit. 2. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerung der Mittenfrequenz f M durch eine analoge Größe erfolgt.2. According to claim 1, characterized in that the control of the center frequency f M is carried out by an analog variable. 3. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerung der Mittenfrequenz f M durch digi­ tale Signale erfolgt. 3. According to claim 1, characterized in that the control of the center frequency f M is carried out by digital signals. 4. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerleitung (6) für die Mittenfrequenz f M entfällt und die Mittenfrequenz f M durch die Dimensio­ nierung und Art des Aufbaus des Bandfilters fest eingestellt ist.4. According to claim 1, characterized in that the control line ( 6 ) for the center frequency f M is omitted and the center frequency f M is set by the dimensioning and type of construction of the bandpass filter. 5. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bandfilter (4) durch einen Quarz, insbe­ sondere durch einen Stimmgabelquarz, realisiert wird.5. According to claim 1, characterized in that the band filter ( 4 ) by a quartz, in particular special by a tuning fork quartz, is realized. 6. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bandfilter (4) durch monolithisch inte­ grierte Bandfilter realisiert wird.6. According to claim 1, characterized in that the band filter ( 4 ) is realized by monolithically inte grated band filter. 7. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerung der Güte durch eine analoge Größe erfolgt.7. According to claim 1, characterized net that the control of the goodness by an analog quantity he follows. 8. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerung der Güte durch digitale Signale erfolgt.8. According to claim 1, characterized net that the control of the quality by digital signals he follows. 9. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerschaltung (7) für die Güte entfällt und die Güte durch die Dimensionierung und Art des Aufbaus des Phasenschiebers (5) fest eingestellt ist.9. According to claim 1, characterized in that the control circuit ( 7 ) for the quality is eliminated and the quality is fixed by the dimensioning and type of construction of the phase shifter ( 5 ). 10. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Phasenschieber (5) monolithisch integriert ist.10. According to claim 1, characterized in that the phase shifter ( 5 ) is integrated monolithically.
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