DE102008048986A1

DE102008048986A1 - Antennenverstärker, Empfangssystem, Verfahren zum Betrieb und Verwendung eines Empfangssystems

Info

Publication number: DE102008048986A1
Application number: DE102008048986A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Gerlach; Leo Dipl.-Ing. Friesen; Carsten Dipl.-Ing Friedrich (FH); Michael Amann; Carsten Dipl.-Ing. Huber (FH)
Original assignee: Atmel Automotive GmbH
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: CN101777931A; DE102008048986B4; US20100074370A1; US8837647B2; CN101777931B

Abstract

Antennenverstärker (100), Empfangssystem, Verfahren zum Betrieb und Verwendung eines Empfangssystems, - mit einem ersten Signaleingang (101) und einem zweiten Signaleingang (102) zum Anschließen von Antennen (103.1, 103.2), - mit einer mit dem ersten Signaleingang (101) verbundenen ersten Verstärkerschaltung (300), aufweisend einen ersten digitalen Steuersignaleingang (302) zum Aufnehmen eines ersten digitalen Steuersignals (303) zum Einstellen einer Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung (300) und einem ersten Signalausgang (301), - einer mit dem zweiten Signaleingang (102) verbundenen zweiten Verstärkerschaltung (400), aufweisend einen zweiten digitalen Steuersignaleingang (402) zum Aufnehmen eines zweiten digitalen Steuersignals (403) zum Einstellen einer Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung (400) und einem zweiten Signalausgang (401), - mti einem mit dem ersten Signalausgang (301) und dem zweiten Signalausgang (401) verbundenen Summierer (500) zum Ausgeben eines Summensignals (502) an einem Summensignalausgang (501), - mit einer digitalen Verstärkungssteuerung (200) mit einem digitalen Kontrollsignaleingang (202) zum Aufnehmen eines digitalen Kontrollsignals (203) und einem digitalen Steuersignalausgang (201) zum Ausgeben des ersten digitalen Steuersignals (303) und des zweiten digitalen Steuersignals (403).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antennenverstärker, ein Empfangssystem, ein Verfahren zum Betrieb und eine Verwendung eines Empfangssystems in einem Kraftfahrzeug.
Aus der EP 1035659 A1 ist eine Rundfunkempfangsvorrichtung mit einem Mehrantennenteil und einem Empfängerteil bekannt, wobei der Empfängerteil eine Schalteinheit zum Umschalten zwischen einem Empfang von frequenzmodulierten Rundfunkwellen (FM-Betrieb) und amplitudenmodulierten Rundfunkwellen (AM-Betrieb) sowie wenigstens einen Zwischenfrequenzverstärker aufweist. Ein Eingang des Empfängerteils und ein Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers sind zum Empfang von Rundfunksignalen von dem Mehrantennenteil bzw. zur Übermittlung von verstärkten Zwischenfrequenzsignalen an den Mehrantennenteil zumindest indirekt über eine Verbindungsleitung mit dem Mehrantennenteil verbunden.
Der Mehrantennenteil weist zur Auswahl einer Empfangsantenne in Abhängigkeit von den vom Empfängerteil übermittelten Signalen eine Auswerteschaltung auf. Die Rundfunkempfangsvorrichtung besitzt eine Entkopplungseinheit zwischen dem Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers und der Verbindungsleitung, deren Entkopplungswirkung durch Umschalten zwischen AM-Betrieb und FM-Betrieb aktivierbar (Entkopplungszustand) bzw. deaktivierbar (Übertragungszustand) – oder umgekehrt – ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Antennenverstärker in einem Kraftfahrzeug möglichst zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Antennenverstärker mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
Demzufolge ist ein Antennenverstärker geeignet zur Verstärkung von Antennensignalen vorgesehen. Vorzugsweise ist der Antennenverstärker auf einem Halbleiterchip monolithisch integriert.
Der Antennenverstärker weist einen ersten Signaleingang und einen zweiten Signaleingang zum Anschließen von Antennen auf. Zudem können einer oder mehrere weitere Signaleingänge zum Anschließen von mehr als zwei Antennen vorgesehen sein. Die Eingänge sind beispielsweise als Pad-Struktur ausgebildet.
Der Antennenverstärker weist eine mit dem ersten Signaleingang verbundene erste Verstärkerschaltung mit einem ersten digitalen Steuersignaleingang zum Aufnehmen eines ersten digitalen Steuersignals auf. Die erste Verstärkerschaltung ist zum Einstellen einer Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung mittels des ersten digitalen Steuersignals ausgebildet. Die erste Verstärkerschaltung weist zudem einen ersten Signalausgang auf.
Der Antennenverstärker weist eine mit dem zweiten Signaleingang verbundene zweite Verstärkerschaltung mit einem zweiten digitalen Steuersignaleingang zum Aufnehmen eines zweiten digitalen Steuersignals auf. Die zweite Verstärkerschaltung ist zum Einstellen einer Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung mittels des zweiten digitalen Steuersignals ausgebildet. Die zweite Verstärkerschaltung weist zudem einen zweiten Signalausgang auf.
Der Antennenverstärker weist einen mit dem ersten Signalausgang und dem zweiten Signalausgang verbundenen Summierer auf. Der Summierer ist zur Summation von Signalen am ersten Signalausgang und zweiten Signalausgang und zur Ausgabe eines Summensignals an einem Summensignalausgang ausgebildet.
Der Antennenverstärker weist eine digitale Verstärkungssteuerung mit einem digitalen Kontrollsignaleingang zum Aufnehmen eines vorzugsweise über ein Kabel übertragenen digitalen Kontrollsignals auf. Die Verstärkungssteuerung weist einen digitalen Steuersignalausgang zum Ausgeben des ersten digitalen Steuersignals und des zweiten digitalen Steuersignals auf.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde ein möglichst verbessertes Empfangssystem zum Empfang anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Empfangssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
Demzufolge ist ein Empfangssystem mit einem Empfänger und einem zuvor erläuterten Antennenverstärker vorgesehen.
Der Empfänger ist zum Detektieren einer Übersteuerung einer Verstärkungsschaltung im Antennenverstärker anhand des Summensignals eingerichtet. Vorzugsweise weist der Empfänger eine Anzahl von Empfängerschaltungen (Tuner) auf, die mit einem digitalen Signalprozessor zur Detektion der Übersteuerung verbunden sind.
Der Empfänger ist zum Übertragen des digitalen Kontrollsignals zum Antennenverstärker eingerichtet. Der Empfänger initiiert mittels des übertragenen Kontrollsignals eine Reduktion der Verstärkung im Antennenverstärker durch das erste digitale Steuersignal oder das zweite digitale Steuersignal.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde ein möglichst verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Empfangssystems anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
Demzufolge ist ein Verfahren zum Betrieb eines Empfangssystems mit einem Empfänger und mit einem Antennenverstärker mit einer Anzahl von Verstärkerschaltungen mit analoger automatischer Verstärkungsregelung, denen ein Summierer zur Ausgabe eines Summensignals nachgeschaltet ist, vorgesehen.
In dem Verfahren detektiert der Empfänger eine Übersteuerung einer Verstärkerschaltung im Antennenverstärker. In Abhängigkeit von der Detektion der Übersteuerung überträgt der Empfänger ein digitales Kontrollsignal mit einer der Verstärkerschaltung zugeordneten Adresse an eine digitale Verstärkungssteuerung des Antennenverstärkers.
In Abhängigkeit von dem digitalen Kontrollsignal wirkt die digitale Verstärkungssteuerung mittels eines digitalen Steuersignals auf die analoge automatische Verstärkungsregelung der Verstärkerschaltung zur Einstellung der Verstärkung ein. Vorzugsweise wird dabei eine Dämpfung eines Dämpfungsglieds der analogen automatischen Verstärkungsregelung erhöht.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine Verwendung eines Empfangssystems in einem Kraftfahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Verwendung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
Demzufolge ist Verwendung eines Empfangssystems in einem Kraftfahrzeug mit einem Kabel zur vorzugsweise gleichzeitigen Übertragung eines Summensignals an einen Empfänger und eines digitalen Kontrollsignals vorgesehen. Das Summensignal ist aus mehreren summierten von Antennenverstärkern verstärkter Antennensignale gebildet. Das digitale Kontrollsignal wird vom Empfänger an den Antennenverstärker übertragen. Das digitale Kontrollsignal dient der Einstellung einer Verstärkung eines Antennensignals im Falle einer Übersteuerung.
Die im Folgenden beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf den Antennenverstärker als auch auf das Empfangssystem als auch auf die Verwendung als auch auf das Verfahren. Verfahrenschritte ergeben sich dabei auch aus der Funktionalität des Empfangssystems.
Vorzugsweise weist jede Verstärkerschaltung eine eigene automatische Verstärkungsregelung (engl. AGC – Automatic Gain Control) auf, die eigenständig arbeitet. Zusätzlich kann ein Stellglied, wie beispielsweise ein Dämpfungsglied, der Verstärkerschaltung durch ein bzgl. des Antennenverstärkers externes digitales Kontrollsignal beeinflusst werden.
Bevorzugt wird zumindest ein Verstärker – beispielsweise ein Differenzverstärker – der Verstärkerschaltung durch das digitale Kontrollsignal in einen Stromsparmodus versetzt, wobei im Stromsparmodus die Signalisolation zwischen den Signalpfaden der Antennensignale erhöht ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Summensignalausgang mit dem digitalen Kontrollsignaleingang verbunden ist. Vorteilhafterweise sind sowohl der Summensignalausgang als auch der digitale Kontrollsignaleingang an einen Anschluss des Antennenverstärkers zum Anschluss eines Kabels angeschlossen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildungsvariante weist die erste Verstärkerschaltung eine erste analoge automatische Verstärkungsregelung (engl. AGC – Automatic Gain Control) auf. Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildungsvariante weist die zweite Verstärkerschaltung eine zweite analoge automatische Verstärkungsregelung auf. Vorzugsweise arbeiten die erste analoge automatische Verstärkungsregelung und die zweite analoge automatische Verstärkungsregelung unabhängig voneinander.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die digitale Verstärkungssteuerung zum Einwirken auf die erste analoge automatische Verstärkungsregelung mittels des ersten digitalen Steuersignals ausgebildet. In einer anderen besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die digitale Verstärkungssteuerung zum Einwirken auf die zweite analoge automatische Verstärkungsregelung mittels des zweiten digitalen Steuersignals ausgebildet. Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite analoge automatische Verstärkungsregelung zur Reduktion der Verstärkung anhand des ersten digitalen Steuersignals beziehungsweise des zweiten digitalen Steuersignals ausgebildet. Zur Reduktion der Verstärkung wird die Verstärkung vorzugsweise auf einen Verstärkungswert unterhalb eines Regelbereichs der analogen automatischen Verstärkungsregelung gesteuert.
In einer ersten Ausgestaltungsvariante ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das erste digitale Steuersignal zum Einstellen der ersten analogen automatischen Verstärkungsregelung auf einen ersten festen Wert und/oder zum Deaktivieren der ersten analogen automatischen Verstärkungsregelung ausgebildet ist.
In einer zweiten Ausgestaltungsvariante ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das zweite digitale Steuersignal zum Einstellen der zweiten analogen automatischen Verstärkungsregelung auf einen zweiten festen Wert und/oder zum Deaktivieren der zweiten analogen automatischen Verstärkungsregelung ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante weist die erste Verstärkerschaltung ein erstes einstellbares Dämpfungsglied zum Dämpfen eines ersten zu verstärkenden Signals am ersten Signaleingang auf. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsvariante weist die zweite Verstärkerschaltung ein zweites einstellbares Dämpfungsglied zum Dämpfen eines zweiten zu verstärkenden Signals am zweiten Signaleingang auf. Ein Dämpfungsglied ist vorzugsweise eine in den Signalpfad geschaltete PIN-Diode, wobei die Dämpfung durch die PIN-Diode von Stromfluss durch die PIN-Diode abhängt.
Gemäß einer Ausgestaltung ist eine erste Dämpfung des ersten Dämpfungsgliedes mittels der ersten analogen automatischen Verstärkungsregelung und des ersten digitalen Steuersignals veränderbar. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist eine zweite Dämpfung des zweiten Dämpfungsgliedes mittels der zweiten analogen automatischen Verstärkungsregelung und des zweiten digitalen Steuersignals veränderbar.
Die zuvor beschriebenen Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Diese dort dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.
Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugsziffern in den Figuren gleiche Elemente. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Antennenverstärkers,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Verstärkerschaltung eines Antennenverstärkers,
3 ein Ausführungsbeispiel mit einer Stromquelle einer Verstärkerschaltung,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Stromquelle einer Verstärkerschaltung und
5 ein Ausführungsbeispiel eines Empfangssystems.
Zu jedem Antennenverstärker, der sich in einem Kraftfahrzeug in der Regel sehr nahe bei der zugehörigen Antenne befindet, ist ein Antennenkabel als Verbindung zum Tuner des Autoradios bzw. der Head-Unit erforderlich. Die Anzahl dieser Kabel können bei den derzeit im Kraftfahrzeug vorhandenen Antennen alleine für den AM/FM/DAB-Bereich den Wert von vier erreichen. Diese Kabel sind sowohl vom Material als auch vom Aufwand zum Verlegen im Kraftfahrzeug kostenintensiv.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Antennenverstärker 100 mit einem ersten Signaleingang 101, an welchem eine erste Antenne 103.1 angeschlossen ist, sowie einen zweiten Signaleingang 102, an welchem eine zweite Antenne 103.2 angeschlossen ist. Eine größere Anzahl von Signaleingängen für weitere Antennen ist dabei möglich. Es ist auch möglich, Antennen zusammen mit dem Antennenverstärker 100 in einem Gehäuse oder auf einem Halbleiterchip zu integrieren und/oder extern angeschlossene Antennen vorzusehen. Die Antennen 103.1 und 103.2 sind mit jeweils zugehörigen Signaleingängen 101 und 102 des Antennenverstärkers 100 verbunden.
Der erste Signaleingang 101 ist mit einer ersten Verstärkerschaltung 300 verbunden, welche sowohl einen ersten digitalen Steuersignaleingang 302 zum Aufnehmen eines ersten digitalen Steuersignals 303 als auch einen ersten Signalausgang 301 zur Signalausgabe aufweist. Das erste digitale Steuersignal 303 ist zum Einstellen einer Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung 300 ausgebildet.
Gleichermaßen ist der zweite Signaleingang 102 mit einer zweiten Verstärkerschaltung 400 verbunden, welche einen zweiten digitalen Steuersignaleingang 402 zum Aufnehmen eines zweiten digitalen Steuersignals 403, mit welchem eine Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung 400 eingestellt wird, als auch einen zweiten Signalausgang 401 zur Signalausgabe verbunden.
Der erste Signalausgang 301 der ersten Verstärkerschaltung 300 und der zweite Signalausgang 401 der zweiten Verstärkerschaltung 400 sind mit einem Summierer 500 verbunden, welcher einen Summensignalausgang 501 zur Ausgabe eines Summensignals 502 aufweist. Der Summierer 500 ist beispielsweise als Frequenzweiche und/oder als passiver Addierer ausgebildet. Der Summensignalausgang 501 ist mit einem Signalsausgang 104 zur Ausgabe verbunden.
Der Signalausgang 104 fungiert zugleich als digitaler Kontrollsignaleingang 104 des Antennenverstärkers 100, so dass dieser auch mit einem digitalen Kontrollsignaleingang 202 einer digitalen Verstärkungsteuerung 200 verbunden ist. Der digitale Kontrollsignaleingang 202 ist zum Aufnehmen eines digitalen Kontrollsignals 203 ausgebildet. Die digitale Verstärkungssteuerung 200 dient zur Ermittlung des ersten digitalen Steuersignals 303 und des zweiten digitalen Steuersignals 403 aus dem digitalen Kontrollsignal 203. Mittels des digitalen Kontrollsignals 203 wird daher die Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung 300 und die Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung 400 gesteuert.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ersten Verstärkerschaltung 300, wie diese beispielhaft bei einem Antennenverstärker 100 gemäß 1 verwendet werden könnte. Diese mögliche Ausführungsform der Verstärkerschaltung 300 weist ein Dämpfungsglied 320, einen Filter 330, ein Verstärkerglied 340, den ersten Signalausgang 301, ein Detektionsglied 350 mit einem RF-Pegeldetektor und einem Komparator, einen Schalter 360 mit zumindest zwei möglichen Schalterstellungen sowie eine steuerbare Stromquelle 370 auf. Das Dämpfungsglied 320 ist eine Dämpfungsschaltung oder bevorzugt ein zur Dämpfung des Eingangssignals ausgebildetes Bauelement, wie beispielsweise eine PIN-Diode. Der Filter 330 ist vorzugsweise ein Bandpassfilter zur Selektierung eines Kanals oder mehrerer benachbarter Kanäle. Das Verstärkerglied 340 ist vorzugsweise eine HF-Verstärkerschaltung.
Das Dämpfungsglied 320 ist mit dem ersten Signaleingang 101, dem Filter 330 sowie der steuerbaren Stromquelle 370 verbunden. Der Filter 330 ist mit dem Verstärkerglied 340 verbunden, welches sowohl mit dem ersten Signalausgang 301 als auch mit dem Detektionsglied 350 verbunden ist. Das Detektionsglied 350 ist mit dem Schalter 360 und der steuerbaren Stromquelle 370 verbunden. In einer ersten Schalterstellung ist ausschließlich das Detektionsglied 350 mit der steuerbaren Stromquelle 370 verbunden. In einer zweiten Schalterstellung des Schalters 360 ist die Versorgungsspannung Vs unmittelbar mit der steuerbaren Stromquelle 370 verbunden. Die Schalterstellung wird dabei durch das digitale Steuersignal 303 am Steuereingang 302 gesteuert.
Das Dämpfungsglied 320 mit der steuerbaren Stromquelle 370, das Verstärkerglied 340 und das Detektionsglied 350 bilden zusammen eine analoge automatische Verstärkungsregelung (engl. AGC – Automatic Gain Control). Der Filter 330 ist ebenfalls innerhalb der Schleife der analogen automatischen Verstärkungsregelung angeordnet. Der als Bandpass ausgebildete Filter könnte auch an einer anderen Position innerhalb der Verstärkerschaltung 300 – beispielsweise vor dem Dämpfungsglied 320 – angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist die zweite Verstärkerschaltung 400 in 1 analog zu der in 2 dargestellten ausgebildet.
Durch das Detektionsglied 350 wird eine zur Amplitude korrespondierende Detektionsspannung (gleichgerichtetes HF-Signal) erzeugt, welche die Stromquelle 370 steuert. Steigt die Detektionsspannung, steigt der Strom der Stromquelle 370 und damit der Strom durch das Dämpfungsglied 320, so dass die Dämpfung des Signals durch das Dämpfungsglied 320 ebenfalls zunimmt. Eine Verringerung der Amplitude des durch den Filter 330 selektierten Signals führt andersherum zu einer Reduzierung der Dämpfung. Wird durch das digitale Steuersignal 303 am digitalen Steuereingang 302 der Schalter 360 in die geschlossene Schaltposition gesteuert, wird der analoge Steuereingang der Stromquelle 370 mit der Spannung Vs verbunden, so dass der Strom der Stromquelle 370 auf einen Maximalwert oder einen Stromwert mit einer größeren Dämpfung als die automatischen Verstärkungsregelung gesteuert wird.
Vorteilhafterweise ist in der ersten Verstärkerschaltung 300 ein erstes Filter 320 zum Filtern von ersten Frequenzanteilen und in der zweiten Verstärkerschaltung 400 von 1 ein zweites Filter zum Filtern von zweiten Frequenzanteilen angeordnet. Hierdurch können durch unterschiedliche Verstärkerschaltung 300/400 usw. unterschiedliche Kanäle spezifisch verstärkt werden. So kann beispielsweise eine Verstärkerschaltung an ein Kurzwellen-Signal eine andere an ein Mittelwellen-Signal und eine weitere an ein UKW-Signal oder DAB-Signal selektiv angepasst und mittels des jeweiligen Filters (330) genau diesen Kanälen zugeordnet werden.
3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einer steuerbaren Stromquelle 370 und einer PIN-Diode 320 als Dämpfungsglied. Dabei weist die Schaltung folgende Bauelemente auf: Einen ersten Widerstand R1, einen zweiten Widerstand R2 und einen dritten Widerstand R3, die jeweils mit einer Versorgungsspannung Vs verbunden sind, einen ersten pnp-Transistor Q1, einen zweiten pnp-Transistor Q2, die zusammen mit den Widerständen R1 und R2 als Stromspiegel verschaltet sind, einen ersten npn-Transistor Q3, einen zweiten Q4 npn-Transistor, deren Emitter mit einer Konstantstromquelle 370.2 verbunden sind.
Weiterhin weist die Schaltung einen Schalter 360 mit zwei möglichen Schaltstellungen und eine Referenzspannungsquelle 370.1 auf, die mit der Basis des Transistors Q4 verbunden sind. Die Basis des Transistors Q3 ist mit einem Detektionsglied 350 verbunden. Die PIN-Diode 320 wird durch den Strom Ipind gesteuert. Das analoge Ausgangssignal des Detektionsglieds 350 verändert den Strom durch den Transistor Q3 und aufgrund des Stromspiegels den Strom Ipind. Durch das digitale Steuersignal 303 kann der Schalter 360 geschlossen werden, so dass die Basis des Transistors Q4 mit Masse verbunden wird, so dass Transistor Q4 sperrt. Der Strom der Konstantstromquelle 370.2 fließt nun ausschließlich durch den Transistor Q3 und der Strom Ipind durch die PIN-Diode 320 ist entsprechend groß, so dass die Dämpfung der PIN-Diode 320 in dieser Schalterstellung des Schalters 360 auf einen Maximalwert unabhängig vom Ausgangssignal des Detektionsglieds 350 gesteuert wird.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einer PIN-Diode 320. Anders als im Ausführungsbeispiel der 3 ist der Schalter 360' nicht mit der Basis des Transistors Q4 sondern mit den Basen zweier als Stromspiegel verschalteter pnp-Transistoren Q5 und Q6 verbunden, die mit den Widerständen R4 und R5 einen weiteren Stromspiegel bilden, der den Strom durch den Widerstand R6 in einen Strom durch die PIN-Diode 320 spiegelt. Verbindet der Schalter 360' in einer ersten Schalterstellung aufgrund des digitalen Steuersignals 303' die Basen der Transistoren Q5 und Q6 mit der Spannung Vs sperren beide Transistoren Q5 und Q6, so dass kein Strom durch den Transistor Q5 zur PIN-Diode 320 gelangt. Deren Dämpfung wird in dieser Schalterstellung ausschließlich durch die Wirkung der analogen automatischen Verstärkungsregelung bestimmt. In der anderen Schalterstellung leiten hingegen die Transistoren Q5 und Q6, so dass der Strom durch den Transistor Q5 ebenfalls durch die PIN-Diode 320 fließt, so dass die Dämpfung der PIN-Diode 320 in dieser Schalterstellung des Schalters 360' auf einen Maximalwert im Wesentlichen unabhängig vom Ausgangssignal des Detektionsglieds 350 gesteuert wird.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Empfangssystems. Das Empfangssystem besteht aus einem Empfänger 700 und einem zuvor erläuterten Antennenverstärker 100. Der Empfänger 700 ist zum Detektieren einer Übersteuerung einer analogen automatischen Verstärkung im Antennenverstärker 100 anhand eines Summensignals ausgelegt. Hierzu gelangt das Summensignal vom Summierer 500 über das Kabel 900 zur Empfängerschaltung 750 (Tuner). Eine Recheneinheit 760, die beispielsweise als Prozessor ausgebildet ist, detektiert die Übersteuerung indem sie das Ausgangssignal der Empfängerschaltung 750 auswertet.
Der Empfänger 700 weist eine Antennenkontrollschaltung 720, die mit der Recheneinheit 760 verbunden ist. Mittels der Antennenkontrollschaltung 720 ist der Empfänger zum Übertragen eines digitalen Kontrollsignals 701 vom Empfänger 700 zum Antennenverstärker 100 ausgebildet um eine Reduktion der analogen automatischen Verstärkung im Antennenverstärker 100 zu initiieren. Hierzu sendet die Antennenkontrollschaltung 720 das digitale Kontollsignal 701 mit einer Adresse zur Adressierung der ersten Verstärkerschaltung 300 oder der zweiten Verstärkerschaltung 400 an die digitale Verstärkungssteuerung 200 über das Kabel 900.
In 5 ist ein weiterer Antennenverstärker 100' dargestellt, der drei Verstärkerschaltungen 300', 400' und 800' jeweils mit analoger automatischer Verstärkungsregelung und einem digitalen Steuereingang aufweist. An die Verstärkerschaltung 300', 400' und 800' sind die drei Antennen 103.3, 103.4 und 103.5 anschließbar. Der weitere Antennenverstärker 100' weist einen passiven Addierer 500' als Summierer auf, dessen Ausgang über ein weiteres Kabel 900' mit dem Empfänger 700 verbunden ist. In Kombination zu einem passiven Addierer 500' zeigt der weitere Antennenverstärker 100' zudem eine Frequenzweiche 550' als Summierer die die Summation von Signalen auf unterschiedlichen Frequenzbändern ermöglicht. Hierzu entsprechend ist eine weitere Frequenzweiche 710 im Empfänger 700 vorgesehen, die Signale zweier Frequenzbänder wieder auf zwei Empfängerschaltungen 730 und 740 aufteilt.
Im Ausführungsbeispiel der 5 werden das digitale Kontrollsignal sowie das Summensignal für den AM/FM/DAB-Bereich eines Autoradios in genau einem Kabel 900, 900' übertragen. Damit wird der Vorteil erreicht, die Anzahl von Kabeln 900, 900' vom Antennenverstärker 100, 100' zum Empfänger 700 auf eins zu beschränken, wodurch sowohl die Materialkosten als auch der Arbeitsaufwand zum Verlegen der Kabel 900, 900' signifikant reduziert. werden. Vorzugsweise wird lediglich ein einziges Kabel 900, 900' benötigt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausgestaltungsvarianten der 1 bis 5 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich anstelle der Bipolartransistoren Feldeffekttransistoren zu verwenden. Auch ist es möglich den Filter 330 im Signalpfad vor einer analogen automatischen Verstärkungsregelung anzuordnen. Auch könnten die analogen Summensignale und die digitalen Kontrollsignale über zwei getrennte Adern eines zweiadrigen Kabels übertragen werden. Auch können die Kontrollsignale über ein genormtes Bussystem eine Kraftfahrzeugs übertragen werden. Darüber hinaus wäre es möglich, das digitale Kontrollsignal nicht kabelgebunden zur Empfangsschaltung zu übertragen. Die Funktionalität des Empfangssystems gemäß 5 kann besonders vorteilhaft in einem Kraftfahrzeug verwendet werden.

100, 100': Antennenverstärker
101, 102: Signaleingang
103.1, 103.2, 103.3, 103.4, 103.5: Antenne
104: Anschluss
200, 200': digitale Verstärkungssteuerung
201: digitaler Steuersignalausgang
202: digitaler Kontrollsignaleingang
203: digitales Kontrollsignal
300, 400, 300', 400', 800': Verstärkerschaltung
301, 401: Signalausgang
302, 402: digitaler Steuersignaleingang
303, 403: digitales Steuersignal
320: einstellbares Dämpfungsglied
330: Filter, Bandpass
340: Verstärkerglied
350: Detektionsglied
360: Schalter
370: Stromquelle
R1, R2, R3, R4, R5, R6: Widerstand
Q1, Q2, Q5, Q6: pnp-Transistor
Q3, Q4: npn-Transistor
370.1: Referenzspannungsquelle
370.2: Stromquelle
500, 500': Summierer, passiver Addierer
501: Summensignalausgang
502: Summensignal
550': Summmierer, Frequenzweiche
700: Empfänger
701: Kontrollsignal
710: Frequenzweiche
720: Antennenkontrollschaltung
730, 740, 750: Empfängerschaltung (Tuner)
760: Recheneinheit, digitaler Signalprozessor
770: Speicher
900, 900': Kabel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1035659 A1 [0002]

Claims

Antennenverstärker (100) – mit einem ersten Signaleingang (101) und einem zweiten Signaleingang (102) zum Anschließen von Antennen (103.1, 103.2), – mit einer mit dem ersten Signaleingang (101) verbundenen ersten Verstärkerschaltung (300) aufweisend einen ersten digitalen Steuersignaleingang (302) zum Aufnehmen eines ersten digitalen Steuersignals (303) zum Einstellen einer Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung (300) und einem ersten Signalausgang (301), – einer mit dem zweiten Signaleingang (102) verbundenen zweiten Verstärkerschaltung (400) aufweisend einen zweiten digitalen Steuersignaleingang (402) zum Aufnehmen eines zweiten digitalen Steuersignals (403) zum Einstellen einer Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung (400) und einem zweiten Signalausgang (401), – mit einem mit dem ersten Signalausgang (301) und dem zweiten Signalausgang (401) verbundenen Summierer (500) zum Ausgeben eines Summensignals (502) an einem Summensignalausgang (501), – mit einer digitalen Verstärkungssteuerung (200) mit einem digitalen Kontrollsignaleingang (202) zum Aufnehmen eines digitalen Kontrollsignals (203) und einem digitalen Steuersignalausgang (201) zum Ausgeben des ersten digitalen Steuersignals (303) und des zweiten digitalen Steuersignals (403).
Antennenverstärker (100) nach Anspruch 1, – bei dem der Summensignalausgang (501) mit dem digitalen Kontrollsignaleingang (104) verbunden ist.
Antennenverstärker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die erste Verstärkerschaltung (300) eine erste analoge automatische Verstärkungsregelung aufweist, und – bei dem die zweite Verstärkerschaltung (400) eine zweite analoge automatische Verstärkungsregelung aufweist.
Antennenverstärker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die digitale Verstärkungssteuerung (200) zum Einwirken auf die erste analoge automatische Verstärkungsregelung mittels des ersten digitalen Steuersignals (303) ausgebildet ist, und – bei dem die digitale Verstärkungssteuerung (200) zum Einwirken auf die zweite analoge automatische Verstärkungsregelung mittels des zweiten digitalen Steuersignals (403) ausgebildet ist.
Antennenverstärker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem das erste digitale Steuersignal (303) zum Einstellen der ersten analogen automatischen Verstärkungsregelung auf einen ersten festen Wert und/oder zum Deaktivieren der ersten analogen automatischen Verstärkungsregelung ausgebildet ist.
Antennenverstärker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem das zweite digitale Steuersignal (403) zum Einstellen der zweiten analogen automatischen Verstärkungsregelung auf einen zweiten festen Wert und/oder zum Deaktivieren der zweiten analogen automatischen Verstärkungsregelung ausgebildet ist.
Antennenverstärker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die erste Verstärkerschaltung (300) ein erstes einstellbares Dämpfungsglied (320) zum Dämpfen eines ersten zu verstärkenden Signals am ersten Signaleingang (101) aufweist, und – bei dem die zweite Verstärkerschaltung (400) ein zweites einstellbares Dämpfungsglied (420) zum Dämpfen eines zweiten zu verstärkenden Signals am zweiten Signaleingang (102) aufweist.
Antennenverstärker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem eine erste Dämpfung des ersten Dämpfungsgliedes (320) mittels der ersten analogen automatischen Verstärkungsregelung (310) und des ersten digitalen Steuersignals (303) veränderbar ist.
Antennenverstärker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem eine zweite Dämpfung des zweiten Dämpfungsgliedes (410) mittels der zweiten analogen automatischen Verstärkungsregelung (420) und des zweiten digitalen Steuersignals (403) veränderbar ist.
Empfangssystem mit einem Empfänger (700) und einem Antennenverstärker (100, 100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem der Empfänger (700) zum Detektieren einer Übersteuerung einer Verstärkungsschaltung (300, 400) im Antennenverstärker (100, 100') anhand des Summensignals (502) eingerichtet ist, – bei dem der Empfänger (700) zum Übertragen des digitalen Kontrollsignals (701) zum Antennenverstärker (100, 100') zur Initiierung einer Reduktion der Verstärkung im Antennenverstärker (100, 100') durch das erste digitale Steuersignal (303) oder das zweite digitale Steuersignal (403) eingerichtet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Empfangssystems mit einem Empfänger (700) und mit einem Antennenverstärker (100, 100') mit einer Anzahl von Verstärkerschaltungen (300, 400, 300', 400', 800') mit analoger automatischer Verstärkungsregelung, denen ein Summierer (500, 500', 550') zur Ausgabe eines Summensignals nachgeschaltet ist, – bei dem der Empfänger (700) eine Übersteuerung einer Verstärkerschaltung (300, 400, 300', 400', 800') im Antennenverstärker (100, 100') detektiert, – bei dem der Empfänger (700) ein digitales Kontrollsignal (701) mit einer der Verstärkerschaltung (300, 400, 300', 400', 800') zugeordneten Adresse an eine digitale Verstärkungssteuerung (200, 200') des Antennenverstärkers (100, 100') überträgt, und – bei dem die digitale Verstärkungssteuerung (200, 200') mittels eines digitalen Steuersignals auf die analoge automatische Verstärkungsregelung der Verstärkerschaltung (300, 400, 300', 400', 800') zur Einstellung der Verstärkung einwirkt.
Verwendung eines Empfangssystem in einem Kraftfahrzeug mit einem Kabel (900, 900') zur Übertragung eines Summensignals mehrerer summierter, von einem Antennenverstärker (100, 100') verstärkter Antennensignale an einen Empfänger (700) und zur Übertragung eines digitalen Kontrollsignals (701) vom Empfänger (700) an den Antennenverstärker (100, 100') zur Einstellung einer Verstärkung eines Antennensignals mittels des digitalen Kontrollsignals (701) im Falle einer Übersteuerung.