DD43058B1

DD43058B1 - Schaltung zur elektronischen abstimmung eines funkempfangsgeraetes

Info

Publication number: DD43058B1
Application number: DD6281985A
Authority: DD
Inventors: Ernst Klettke
Original assignee: Telefunken Patent
Priority date: 1961-11-13
Filing date: 1962-10-15
Publication date: 1980-12-24
Also published as: GB1024258A; US3233179A; DE1171032B

Description

-A-

DDR-Patent kj 058 Hannover, den II.O6.I98O

WP 21 а*/8і 985 UE2-Wp/rs W 3286

TELEFUNKEN Patentverwertungsgescllschaft

m.b.H

Elisabethenstraße 3

79ОО Ulm / Donau

Schaltung zur elektronischen Abstimmung eines Funkempfangsgerä* tes

Für Funkempfangsgeräte, die nach dem Überlagerungsprinzip arbeiten, sind Schaltungen bekannt, die die gewonnene Zwischenfrequenz einem auf deren Sollwert abgestimmten Diskriminator zuführen, der eine Regelspannung abgibt und damit den Oszillatorkreis über eine Kapazitätsdiode derart .nachregelt, daß die Zwischenfrequenz stets auf ihrem Sollwert liegt. Der Arbeitspunkt einer derartigen Kapazitätsdiode wird dabei auf der Diodenkennlinie (Kapazität in Abhängigkeit von der Sperrspannung) an den Punkt größter Steilheit und Linearität gelegt.

Derartige Regelschaltungen sind als Nachstimmautomatik, insbesondere in UKW- und Fernsehempfängern, weitgehend bekannt. Zur elektronischen Abstimmung eines Oszillators ist ebenfalls eine Schaltung mit einer Diode bekannt, die in

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Reihe mit einem Kondensator dem frequenzbestimmenden Schwingkreis parallel liegt, und deren Widertandswert durch einen Gleichstrom gesteuert wird. Dadurch wird der wirksame Blindwiderstand des Kondensators geändert und der Schwingkreis verstimmt. Die bekannten Schaltungen sind so bemessen, daß sie nur eine Feinabstimmung in einem kleinen Bereich der durch andere Mittel bewirkten Grobabstimmung ermöglichen.

Bei einer bekannten Anordnung zur elektronischen Abstimmung von Funkempfangsgeräten mit Dioden, deren Kapazität oder Widerstand durch Änderung ihrer Vorspannung veränderbar ist, ist die Kapazitätscharakteristik der Diode so bemessen, daß die Abstimmung des Gerätes für den selektiven Empfang über das gesamte zu empfangende Frequenzband wirk- sam ist. Statt Mehrfachdrehkondensatoren, Variometer oder umschaltbarer Spulen ist in den selektiven Empfangskreis und in den Oszillatorkreis je eine Kapazitätsdiode geschaltet, die durch Änderung einer beiden Dioden gemeinsamen Sperrspannung beide Kreise im Gleichlauf verstimmt.

Es ist daher bei derartigen, elektronisch abstimmbaren Geräten auch bekannt, zusätzlich eine automatische Scharfabstimmung vorzusehen. Durch die meist von Hand zur Abstimmung eingestellte Diodenvorspannung wird jedoch der Arbeitspunkt der Diode auf der Kennlinie in weiten Grenzen verschoben, so daß wegen des nichtlinearen Charakters dieser Kennlinie deren Steilheit an den jeweils eingestellten Punkten ebenfalls in weiten Grenzen, etwa um einige Zehnerpotenzen, unterschiedlich ist. Die in diesem Punkt zusätzlich wirksame automatische Regelspannung wird also den Schwingkreis sehr unterschiedlich beeinflussen, d.h. die Regelsteilheit der ganzen Schaltung schwankt in sehr weiten Grenzen.

Fig. 1 zeigt für eine Kapazitätsdiode deren Sperrschichtkapazität C in Abhängigkeit von der Sperrspannung U

^sp - 3 -

Bei tiefen Empfangsfrequenzen, d.h. hoher Kapazität und geringer Sperrspannung, wird die Diode im Punkt 1 betrieben, so daß die Regelschaltung mit maximaler Steilheit arbeitet. Bei hohen Frequenzen, d.h. geringer Kapazität und hoher Sperrspannung, liegt der Arbeitspunkt bei 2, und die automatische Regelung kann wegen der geringen Steilheit der Kennlinie kaum noch arbeiten.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine gleichmäßig gute Wirkung der automatischen Scharfabstimmung über den gesamten Abstimtnbereich eines Frequenzbandes zu erzielen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur elektronischen Abstimmung von Funkempfangsgeräten zu schaffen, die es ermöglicht, den unerwünschten Einfluß des starken Unterschiedes in der Steilheit der Kennlinie der Kapazitätsdiode auf die Wirkung der automatischen Scharfabstimmung auszugleichen, um somit über den Gesamtbereich des abzustimmenden Frequenzbandes eine nahezu konstante Regelsteilheit zu erreichen.

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zur elektronischen Abstimmung eines Funkempfangsgerätes mit Kapazitätsdioden im Eingangskreis und/oder Oszillatorkreis, wobei den Dioden zur Abstimmung auf einen Sender innerhalb eines Frequenzbandes eine von einem Potentiometer abgegriffene Vorspannung und zur automatischen Scharfabstimmung außerdem eine von einem Diskriminator abgeleitete Regelspannung zugeführt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Elektrode der Kapazitätsdiode mit dem einstellbaren Abgriff des Potentiometers verbunden ist, dessen eines Ende an eine Gleichspannungsquelle und außerdem an den Ausgang des Diskriminators angeschlossen ist.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung in den

Figuren 2-4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In Fig. 2 speist eine Antenne 3 eine Hochfrequenzverstärkerröhre 4 eines UKW-Empfängers, an deren Anode ein auf die Empfangsfrequenz abstimmbarer Schwingkreis 5 angeschlossen ist. Die Kapazität dieses Schwingkreises besteht aus einem Kondensator 7 und einer damit in Reihe geschalteten Kapazitätsdiode 8. Die verstärkte Hochfrequenzspannung wird über einen Kondensator 9 ^an das Gitter einer als selbstschwingende Mischstufe geschalteten Triode 10 angekoppelt. Die Kapazität des Oszillatorschwingkreises 13 besteht, genau wie im Schwingkreis 5 der Eingangsstufe, aus der Reihenschaltung eines Kondensators 11 und einer Kapazitätsdiode 12. Die in der Röhre 10 gebildete und verstärkte Zwischenfrequenz wird über ein Zwxschenfrequenzfilter 14 einer weiteren Verstärkerröhre 15 zugeführt, an deren Ausgang ein auf die Zwischenfrequenz abgestimmter Diskriminator l6 angeschlossen ist. Der Diskriminator liefert an einem Ausgang 17 die Tonfrequenz und gleichzeitig über eine Zeitkonstante l8;19 eine Regel spannung, die dem Gitter der Eingangsstufe 4 zugeführt wird. Der Anodenkreis dieser Röhre enthält in Reihe mit dem abstimmbaren Schwingkreis 5 einen Ohmschen Widerstand 21, wobei der Verbindungspunkt 28 für die Hochfrequenz mit einem Kondensator 29 geerdet und über einen Widerstand 22, ein Potentiometer 22 und einen Widerstand 24 an Masse geführt ist.

Die von einem Gleichstrom durchflossene Widerstandskette 21; 22; 23-; 24 ist derart dimensioniert, daß die am Schleifer 25 des Potentiometers 23 abgegriffene -Gleichspannung, die über Widerstände 26;27 den Kapazitätsdioden als Sperrspannung zugeführt wird, innerhalb der gewünschten Grenzen variiert wird, die beispielsweise in Fig. 1 durch die Punkte 1 und 2 bezeichnet sind. Mit dem Widerstand 24 wird die durch den Punkt 1 festgelegte Mindestsperrspannung für die Dioden einmal fest eingestellt.

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Die Induktivitäten der Schwingkreise 5;13» die Kondensatoren 7;11 und die Kapazitätsänderung der Dioden (Punkte 1;2 in Fig. l) sind derart dimensioniert, daß mit dem Potentiometer 23 der Empfänger mit den im Gleichlauf gesteuerten Dioden über den ganzen UKW-Bereich abgestimmt werden kann.

Die Röhre 4 erfüllt zwei Funktionen. Einmal dient sie als Hochfrequenzverstärker, zum anderen als Gleichspannungsverstärker und Potentialformer für die Regelspannung, die vom Punkt 28 über den Widerstand 22 ebenfalls auf das Potentiometer 23 gelangt. Die Kompensation der stark unterschiedlichen Steilheit der Diodenkennlinie nach Fig. 1 wird nun auf folgende Weise erreicht:

Bei tiefen Empfangsfrequenzen, d.h. hoher Parallelkapazitat und geringer Sperrspannung (Punkt l) ist die Steilheit der Kennlinie groß. Da jedoch der Schleifer 25 des Potentiometers 23 in der rechten Endstellung steht, wird auch nur ein geringer Teil der an Punkt 28 stehenden verstärkten Regelspannung abgegriffen. Für den entgegengesetzten Fall, d.h. für hohe Empfangsfrequenz, geringer Parallelkapazität und hoher Sperrspannung (Punkt 2) ist zwar die Steilheit der Kennlinie gering, jedoch wird nun, da der Schleifer in der linken Endstellung steht, eine hohe Regelspannung abgegriffen.

Messungen an einer derartigen Schaltung haben ergeben, daß die Regelsteilheit, d.h. die Änderung der Resonanzfrequenz der beiden Kreise 5 > 13 bei Änderung der Diskriminatorausgangsspannung um einen festen Betrag zwischen den Grenzen 1 und 2 in Fig. 1 nur wenig schwankt, während die Steilheit der Kennlinie in den Punkten 1 und 2 um mehrere Zehnerpotenzen unterschiedlich ist.

Zur Verstärkung der Regel spannung, zur Trennung der Widerstandskette 21 bis 2h vom Diskriminator sowie zum hochohmi-

gen Abschluß des Diskriminators kann natürlich auch eine gesonderte Röhre verwendet werden. Doch ist es ein wesentlicher Vorteil, daß die ohnehin vorhandene Hochfrequenzverstärkerröhre k für diese Zwecke ausgenutzt wird.

Mit sich gegenseitig auslösenden Schaltern 30531 usw. können wahlweise verschiedene, auf bestimmte Empfangsfrequenzen eingestellte Potentiometer 23532 usw. zwischen die Widerstände 22;2k eingeschaltet werden. Nach Druck einer Taste wird dann selbsttätig der einmal mit dem zugeordneten Potentiometer eingestellte Sender empfangen. Derartige Tasten, deren Zahl in der beschriebenen Schaltung unbegrenzt hoch sein kann, sind beispielsweise besonders zweckmäßig in Autoempfängern, da hier das Einstellen eines anderen Senders während der Fahrt besonders schwierig und mit Gefahren verbunden ist.

Beim Abstimmen eines der Potentiometer 23»32 usw. auf einen bestimmten Sender ist es zweckmäßig, die Regelspannung mit einem Schalter 33 auf Masse zu legen, damit der Diskriminator nach dem Anschalten der Regelspannung möglichst in der Nähe des Nulldurchganges seiner Kennlinie arbeitet. Da beim Abstimmen bei eingeschalteter Regelung die Wiedergabe, am Lautsprecher über einen bestimmten Einstellbereich, nämlich den Haltebereich der Regelung, gleich gut ist, weiß der Bedienende nicht, auf welchen Punkt er das Potentiometer 23 j 32 zweckmäßigerweise einstellen muß. Beispielsweise kann dieser Schalter 33 beim Öffnen einer die Bedienknöpfe dieser Potentiometer abdeckenden Klappe selbsttätig geschlossen werden. An Stelle des Schalters 33 kann auch ein Schaltelement 20 vorgesehen werden, daß eine S-förmige Charakteristik hat, d.h. beim Überschreiten einer positiven Spannung und beim Unterschreiten einer negativen Spannung sehr niederohmig wird und die Regelspannung kurzschließt. Dadurch kann bei hoher Regelsteilheit der Haltebereich der Regelung verringert werden, so daß nicht mehrere Sender gleichzeitig in den Haltebereich fallen.

Die Einstellvorrichtung kann in besonders günstiger Weise in Block 3^ zu einer Fernbedieneinheit zusammengefaßt werden. Diese kann, da nur Gleichspannungen übertragen werden, mit einem normalen mehradrigen Kabel mit dem Empfänger verbunden und beliebig Weit vom Empfänger angeordnet werden.

Da die Regelkennlinie der Kapazitätsdioden stark gekrümmt ist (Fig. l), ist es zweckmäßig, für den Spannungsteiler Potentiometer 23532 mit näherungsweise logarithmischer Kennlinie zu wählen. Dadurch wird die Zuordnung der jeweils eingestellten Empfangsfrequenz zu der Winkeleinstellung des Potentiometers linearisiert, und eine gegebenenfalls an dem Bedienknopf angebrachte Frequenzskala erhält eine gleichmäßigere Aufteilung.

Eine weitere Anwendung der Erfindung ergibt sich bei den Eingangskreisen eines Fernsehempfängers. Beispielsweise werden alle Kanäle eines Bandes durch Regelung von Kapazitätsdioden eingestellt, die in die Empfangskreise und den Oszillatorkreis ähnlich wie in Fig. 2 eingefügt sind, während nur die Umschaltung auf ein anderes Band mechanisch erfolgt. Auch hier ist es möglich und zweckmäßig, die einzelnen Kanäle dadurch einzuschalten, daß wahlweise festeingestellte Gleichspannungen als Vorspannung auf die Dioden geschaltet werden.

In Fig. 3 ist die Erfindung am Beispiel eines Kanalschalters für den VHF-Bereich eines Fernsehempfängers dargestellt. Eine Fernsehantenne 35 speist den Eingangskreis

36 eines Kaskodestufe 37 j3^j ^an deren Ausgang ein über den VHF-Bereich abstimmbares Bemdfilter mit einem Primärkreis 39 und einem Sekundärkreis kO angeschlossen ist. Die ЗО verstärkte Hochfrequenzspannung gelangt über einen Kondensator kl an das Gitter einer als Mischstufe dienenden Röhre k2. Eine über ihre Kathode durch eine Spule kk rückgekoppelte Röhre *13 dient als Oszillator . Die erzeugte

und in der Frequenz vom Gitterkreis 45 abhängige Oszillatorspannung wird über einen Kondensator 46 der Mischstufe 42 zugeführt. Die Schwingkreiskapazitäten der Kreise 36;39; 45 bestehen jeweils aus einem Kondensator 47 bis 50» mit dem eine Kapazitätsdiode 51 bis 54 in Reihe geschaltet ist. Diese Dioden werden über Widerstände 55 bis 58 vom Punkt A mit einer gemeinsamen Gleichspannung vorgespannt. Durch Regelung dieser Gleichspannung wird gemäß Fig. 1 die Kapazität der Dioden verändert, und die Kreise 36;39j4O;45 können im Gleichlauf auf alle Empfangskanäle, wenigstens aber auf die eines Bandes abgestimmt werden. Die Induktivitäten werden entweder nicht oder nur beim Übergang auf ein anderes Frequenzband durch eine andere ersetzt, oder es wird eine für das untere Frequenzband dimensoinierte Induktivitat 59 vorgesehen und beim Übergang auf ein höheres Frequenzband durch einen Schalter 6o teilweise kurzgeschlossen.

Die Abstimmung auf die Kanäle eines Bandes erfolgt beispielsweise stufenlos mit einem Potentiometer 6l, das in einem von einem Gleichstrom durchflossenen Spannungsteiler 62;63 liegt.

Zweckmäßiger wird es sein, die für die einzelnen Kanäle erforderlichen Gleichspannungen an Potentiometer 64 bis 67 fest einzustellen und mit einem Wahlschalter 68 abzugreifen. Um die Belastung der Gleichspannungsquelle zu vermindern, können auch Regelwiderstände 68 bis 71 in Reihe angeordnet werden.

Die Schaltung der Potentiometer 64. bis 67 hat den Vorteil, daß bei Einstellung eines Potentiometers die an den übrigen eingestellten Gleichspannungen nicht beeinflußt werden.

Bei den bisher bekannten Kanalschaltern erfolgt das Umschalten auf einen anderen Kanal durch Umschaltung der Spulen, die auf einer Trommel des relativ komplizierten

und teuren Kanalschalters angebracht sind. Bei zwölf Kanälen und vier Kreisen sind beispielsweise achtundvierzig Spulen erforderlich. Das Beispiel nach Fig. 3 benötigt, zumindest innerhalb eines Frequenzbandes, nur vier fest eingebaute Spulen. Die Umschaltung der Kanäle erfolgt mit einem einfachen Drehschalter oder einem Tastensatz, der an beliebiger Stelle im Gerät oder auch in eine Fernbedienung eingebaut sein kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß alle mechanischen Hochfrequenzkontakte bei der Kanalumschaltung entfallen, wodurch erhebliche Kosten und vor allem Störmöglichkeiten vermieden werden.

Fig. k zeigt ein praktisch erprobtes Ausführungsbeispiel nach Fig. 2.

Claims

Patentansprüche

1. Schaltung zur elektronischen Abstimmung eines Funkempfangsgerätes mit Kapazitätsdioden im Eingangskreis und/oder Oszillatorkreis, wobei den Dioden zur Abstimmung auf einen Sender innerhalb eines Frequenzbandes eine von einem Potentiometer abgegriffene Vorspannung und zur automatischen Scharfabstimmung außerdem eine von einem Diskriminator abgeleitete Regelspannung zugeführt werden» dadurch gekennzeichnet , daß eine Elektrode der Kapazitätsdiode (8,12) mit dem einstellbaren Abgriff des Potentiometers (23,32) verbunden ist, dessen eines Ende an eine Gleichspannungsquelle (+) und außerdem an den Ausgang des Diskriminators (l6) angeschlossen ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (23»32) eine logarithmische Kennlinie aufweist,
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem die Regelspannung liefernden Ausgang des Diskrminators (l6) und Erde ein Schaltmittel (20,33) liegt.

k. Schaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das SchaltmitteJ aus einem Element (20) besteht, das beim Überschreiten einer positiven und beim Unterschreiten einer negativen Spannung niederohmig wird und die Regelspannung kurzschließt.
5. Schaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel aus einem Schalter (33) besteht, der beim Öffnen einer die Bedienknöpfe der Potentiometer (23>32) abdeckenden Platte selbsttätig geschlossen wird.

Hierzu_i3._Seiten Zeichnungen