DE1910185A1

DE1910185A1 - Automatische Rauschsperre fuer einen FM-Empfaenger

Info

Publication number: DE1910185A1
Application number: DE19691910185
Authority: DE
Inventors: Keller Dipl-Ing Hans
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1969-02-28
Filing date: 1969-02-28
Publication date: 1970-09-17
Also published as: FR2049045B2; GB1290578A; FR2049045A2; ES376994A1

Description

Deutsche ITT Industries GmbH H.Keller - 30

78 Freiburg, Hans -Bunte -St ϊ-.i 9 28. Februar 1969

Pat.Mo/Wi

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, FREIBURG i. Br.

Automatische Rauschsperre für einen FM-Empfänger

Die Erfindung betrifft eine automatische Rauschsperre für einen FM-Empfänger, die bei Abwesenheit des Nutzsignals den auf den Diskriminator folgenden Kanal durch eine vom Rauschspektrum abhängige Spannung sperrt.

Es sind bereits Schaltungen für Rauschsperren bekannt, bei denen der oberhalb oder unterhalb der Nutzsignalfrequenz liegende Anteil des Rauschspektrums ausgefiltert, in einem Rauschverstärker verstärkt und nach Gleichrichtung zum Sperren des NF-Verstärkers bei abv/esendem Nutzsignal benutzt wird.

Ein Nachteil dieser Schaltungen besteht in ihrem großen zusätzlichen Schaltmittelaufwand.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, eine automatische Rauschsperre der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Gesamtdurchlaßch^rakteristik des Empfängers durch Verstimmung und/oder entsprechende Dimensionierung der vor dem Diskriminator liegenden Selektionsmittel (Filter, Einzelkreiso) bezüglich der Kutzsignalfrequenz unsymmetrisch ist, daß innerhalb der Durchlaßbandbreite des Empfängers die Mittenfraquenz des der Durchlaßcharakteristik entsprechenden Kttuschleistungsspektrums oberhalb oder unterhalb der Nutzsignalfrequenz liegt und daß der Diskriminator so gepolt ist, daß der an seinem Ausgang in-

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folge Arbeitspunktabweichung, durch das Rauschspektrum auftretende Potentialunterschied den nachfolgenden NF-Verstarker sperrt. Es werden also nach diesem älteren Vorschlag bei Fortfall des Nutzsignals aus dem breiten Eingangsrauschspektrum Frequenzen bevorzugt, die den Diskriminator aus seinem normalen Arbeitsbereich herausTsteuern. Die dabei gegenüber vorhandenem Nutzsignal veränderte Ausgangsgleichspannung des Diskriminator wird benutzt, um die Verstärkung mindestens einer nachfolgenden Verstärker stufe herabzusetzen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist entweder die erforderliche erhebliche Verstimmung des Eingangskreises, womit eine Empfindlichkeitseinbuße für das Nutzsignal verbunden ist, oder aber der zusätzliche Aufwand für ein mehrkreisiges Vorselektionsfilter. Mehrkreis-Bandfilter stellen bekanntermaßen einen großen Aufwand hinsichtlich der Anzahl von Bauelementen und auch hinsichtlich der Arbeit dar, die für ihren Abgleich aufgewendet werden muß. Es ist daher erstrebenswert, dieses Prinzip auch bei einfachen Resonanzkreisen anwenden zu können. Aufgrund der schlechteren Durchlaßkennlinie eines einfachen Resonanzkreises gegenüber der eines Bandfilters müßte jedoch der einfache Resonanzkreis im Eingang des Empfängers derart verstimmt werden, daß das Nutzsignal zu stark geschwächt wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer automatischen Rauschsperre für einen FM-Empfang er, die sich mit geringem Schaltmittelaufwand verwirklichen läßt, und die keinen zusätzlichen Abgleichaufwand benötigt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gesamtdurchlaßcharakteristik des Empfängers durch Verstimmen der vt dem Diskriminator liegenden Selektionsmittel (Filter, Einzelkreis) mittels mindestens einer Kapazitätsdiode bezüglich der Nutzsignalfrequenz unsymmetrisch ist, daß die Diskriminatoi'ausgangsspannung als Äbstimmspannung der (den) Kapazitätsdiode^) zugeführt ist, daß die innerhalb der Durchlaßbandbreite des Empfängers liegende Mittenfrequenz des der Durchlaßcharakteristik entsprechenden Rausehl«istungsspektrums oberhalb oder unterhalb der Nutzsignalfrequenz liegt und daß der Diskriminator so gepolt ist, daß der an seinem Ausgang infolge Ar-

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•"ft. —

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beitspunktabweichung durch das Rauschspektrum auftretende Potentialunterschied den nachfolgenden NF-Verstärker sperrt. Der Erfindungsgedanke besteht also darin, die Bandmittenfrequenz nur wenig gegenüber der Nutzsignalfrequenz zu verschieben und die dann durch das Rauschsignal entstehende Änderung der Ausgangsgleichspannung des Diskriininators zur Steuerung einer in einem Selektionskreis angeordneten Kapazitätsdiode derart auszunutzen, daß durch diese Spannung die Abstimmung weiter zu Frequenzen verschoben wird, die von der Nutzsignalfrequenz immer mehr abliegen, so daß schließlich eine Diskriminatorspannung erreicht wird, die den NF-Verstärker nicht mehr aussteuert. Es ist schon ausreichend, wenn der Durchlaßbereich des betrachteten Kreises, bzw. des gesamten Verstärkers nur soweit verschoben " wird, daß zwar das Nutzsignal noch ungeschwächt verstärkt wird, jedoch gegenüber der Sollfrequenz des Nutzsignals eine Frequenzdifferens besteht, so daß bei Rauschen eine von der Frequenz des Nutzsignals differierende Frequenz bevorzugt wird.

Von Vorteil ist es, wenn bei einem in integrierter Schaltungstechnik aufgebauten FM-Erapfänger die Kapazitätsdiode im Eingangskreis bzw. im Eingangsfilter des FM-Empfängers angeordnet ist.

Dies ist besonders der Fall, wenn der Eingangskreis bzw. das Eingangsfilter zur Ausfilterung des Tonintercarriersignals im Tonteil eines Fernsehempfängers dient.. |

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert und zwar zeigt:

Fig* 1 die schematische Anordnung eines FM-Empfängers, aus der die Lage der Selektionsglieder hervorgeht·

Fig. 2a bis d

verschiedene prinzipielle Möglichkeiten für den Verlauf der Gesaintdurchlaßkurve bezüglich der Lage der Nutzsig* ■ nalfrequenz.· ... .

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Fig. 3 ein besonderes Anwendungsbeispiel der Erfindung anhand einer ausgeführten Schaltung des Tonkanals eines Fernsehempfängers. Hierbei wird im Verstärkerteil das Oberlagerungsprinzip und zur Demodulation ein Frequenzzähler verwendet.

Fig. U-a den Verlauf der Vorkreisdurchlaßcharakteristik des Tonkanals eines Fernsehempfängers.

Fig. Ά die Diskriminatorcharakteristik dieses Tonteils bei einer Soll-Zwischenfreauenz von 200 kHz.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines FM-Empf ängers mit dem Vorkreis 1, dem Verstärker 2, dem Filter 3, dem Endverstärker ^, dem Diskriminator und der NF-Stufe 6 dargestellt.

Der FM-Empfänger weist beispielsweise eine der in den Fig. 2a bis d dargestellten prinzipiellen Gssamtdurchlaßcharakteristiken auf,die durch eine entsprechende Verstirrjnung (Filter, Einzelkreise einschließlich Vorkreis) so gewählt ist, daß sie bezüglich der Nutzsignal- bzw. Empfangsfrequenz einen geringfügig unsymmetrischen Verlauf hat, der zur Veranschaulichung in der Zeichnung vergrößert dargestellt ist. Aufgrund dieser Unsymmetrie der Durchlaßcharakteristik gegenüber der Nutzsignalfrequenz liegt in diesem Fall die Mittenfrequenz des der Durchlaßcharakteristik entsprechenden Rauschleistungsspektrums oberhalb der Nutzsignalfrequenz, und der. auf die Nutzsignalfrequenz abgestimmte Diskriminator wird bei fehlendem oder verschwindend kleinem Nutzsignal vom Rauschspektrum unsymmetrisch angesteuert.

Diese Unsymmetrie in der Ansteuerung erzeugt am Diskriminatorausgang ein gegenüber dem Nutzsignalempfang unterschiedliches Gleichspannungspotential, das zur Sperrung des nachfolgenden NF-Verstärkers dient.

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Vorteilhaft ist eine Anordnung, bei der das am Diskriminatorausgang bei Sollabstimmung anliegende Gleichspsnnungspotential (wie es z.B. ein Zähldiskriminator oder ein Flankendemodulator vom Prinzip her aufweist und wie es bei einem Ratiodetektor durch eine einfache Oberlagerung erreicht werden kann) dem eingangsseitigen Arbeitspunkt der nachfolgenden NF-Stufe entspricht und der Arbeitsbereich dieser NF-Stufe eingängsseitig durch einen Gleichspannungsschwellwert begrenzt wird (wie dies bei einem Transistorverstärker infolge der Basis-Emitter-Schwellspannung der Fall ist oder bei einer Röhrenschaltung durch eine einfache Potentialerhöhung der Kathode erreicht wird), dessen Potentialunterschied zum normalen Ar- .|

beitspunkt so klein ist, daß er von dem Potential, das sich am Diskriminatorausgang bei fehlendem Nutzsignal einstellt, erreicht oder überschritten wird. In diesem Fall besteht die Möglichkeit einer einfachen galvanischen Kopplung zwischen Diskriminator und NF-Stufe.

Sollte der am Diskriminatorausgang bei fehlendem Nutzsignal entstehende Potentialunterschied zur Sperrung der NF-Stufe nicht ausreichen, so besteht die Möglichkeit, ihn in einer zusätzlichen Verstärkerstufe entsprechend zu verstärken. Der zusätzliche Aufwand bleibt sehr gering, wenn hierzu eine der schon vorhandenen HF-Verstärkerstufen verwendet wird (Reflexschaltung).

Die Erfindung ist prinzipiell auch bei Überlagerungsempfängern anwendbar. g

Es ist ferner denkbar, daß die unsymmetrie der Gesamtdurchlaßkurve im Empfänger während des Betriebes von außen mittels Handabstimmung verändert werden kann (z.B. für Sprechfunkgeräte), indem z.B. ein auf die Filter 1 und/oder 3 einwirkender Drehkondensator durchgestimmt wird.

Fig. 3 zeigt in teilweise schematlscher Darstellung eine praktische Anwendung der Rauschsperre im Tonkanal eines Fernsehgerätes. Die frequenzmodulierte Signalspannung U . . mit einer Trägerfrequenz von 5,5 MHz (Tonintercarrierfrequenz) wird hierbei am Vorkreis 9 ausgesiebt. Da das Filter 12

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der sich aus den Teilen 10 bis 15 zusammensetzenden integrierten Schaltung nicht zugänglich ist, wird hier der Vorkreis 9 so ausgebildet, daß die zur

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Rauschsperrung erforderliche Unsymmetrie der Gesamtdurchlaßkurve erreicht wird.

Hierzu enthält der Vorkreis in erfindungsgemäßer Weise die Kapazitätsdiode 16, Die am Ausgang des Zähldiskriminators 1Λ entstehende Diskriminatorspannung U wird der Kapazitätsdiode als Betriebsspannung zugeführt.

Die Anordnung des sich aus den Teilen 10 bis 15 zusammensetzenden Tonteiles entspricht der eines festabgestimmten Überlagerungsempfangers. Zunächst wird die Signalfrequenz in der Mischstufe 10 mit einer Hilfsfrequenz aus dem Oszillator 11 gemischt und das niederfrequente Mischprodukt (200 kHz - Af) im anschließenden Tiefpaß 12 ausgesiebt.

Das in seiner Frequenz umgesetzte Signal wird über den Begrenzerverstärker 13 dem Zähldiskriminator IU zugeführt.

Aus der in Fig. ¹Ib dargestellten Diskriminatorcharakteristik ist ersichtlich, daß sich am Ausgang des Diskriminators 1¹^ bei Anwesenheit eines Mutzsignals eine Gleichspannung von ca. 6 V einstellt, die gleichzeitig den Arbeitspunkt der galvanisch angekoppelten Emitterfolgerschaltung 15 bestimmt.

Empfängt das Fernsehgerät kein Signal, so liegt am Vorkreis 9 eine durch den Regelvorgang des Video-ZF-Verstärkers amplitudenmäßig stark angehobene Rauschspannung. Aufgrund seines in Fig. ta angedeuteten Salektionsverhaltens siebt dieser Kreis nun vorzugsweise Rauschkomponenten aus, die von der Bandmittenfrequenz 5,5 MHz um eine kleine Frequenzdifferenz ΔF abliegen. Diese Komponenten werden durch die Mischung in einem Frequenzbereich umgesetzt, der bei 20OkHz + /^F liegt.

Bei Fortfall des Nutzsignales ändert sich die Diskriminatorspannung daher zunächst nur wenig. Da sie aber über die Kapazität der Diode die Bandmittenfrequenz weiter in Richtung der ursprünglichen Fehlabstimmung ver-•chiebt, ändert sich die Diskriminatorspannung des Diskriminators weiter.

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Diese Rückkopplung bewirkt ein Kippverhalten der Schaltung und damit eine sichere Rauschunterdrückung, wobei, wie aus Fig. ^b ersichtlich, die Diskriminatorspannung gegen Null geht. Die nachfolgende Emitterfolgerstufe, die eine Schwellspannung von ca. 1,4 V aufweist, wird damit gesperrt.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß es genügt, das Vorselektionsfilter oder auch ein Zwischenselektionsfilter nur so geringfügig fehlabzugleichen, daß die Empfindlichkeit des Ton-ZF-Verstärkers nicht nennenswert verschlechtert wird. Die Erfindung bietet ferner den

Vorteil, daß durch eine entsprechende Verstellung des oder der Se- "

lektionsglieder vor dem Diskriminator der Betrag des Potentialunterschieds verändert werden kann, und somit der Arbeitspunkt der nachfolgenden NF-Stufe in einem genügend weiten Bereich frei wählbar ist, so daß die NF-Stufe ganz oder teilweise gesperrt werden kann. Somit kann auch die Auswahl der zu beeinflussenden Selektionsmittel und des Verlaufs der Durchlaßcharakteristik besser nach dem jeweils wirtschaftlich vertretbaren Aufwand, nach der erforderlichen Empfindlichkeit, Nachbarselektion und der Größe der zu erwartenden AM-Störungen ausgerichtet werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

iJ Automatische Rauschsperre für einen FM-Empfängers bei der bei Abwesenheit des Nutzsignals der auf den Diskriminator folgende Kanal durch eine vom Rauschspektrum abhängige Spannung gesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdurchlaßcharakteristik des Empfängers durch Verstimmen der vor dem Diskriminator liegenden Selektionsmittel (Filter, Einzelkreise) mittels mindestens einer Kapazitätsdiode bezüglich der Nutzsignalfrequenz unsymmetrisch ist, daß die Diskriminatorausgangsspannung als Abstimmspannung der (den) Kapazitätsdiode(n) zugeführt ist, daß die innerhalb der Durchlaßbandbreite des Empfängers liegende Mittenfrequenz des der Durchlaßcharakteristik entsprechenden Rauschleistungsspektrums oberhalb oder unterhalb der Nutzsignalfrequenz liegt und daß der Diskriminator so gepolt ist, daß der an seinem Ausgang infolge Arbeitspunktabweichung durch das Rauschspektrum auftretende Potentialunterschied den nachfolgenden NF-Verstärker sperrt.
2. Automatische Rauschsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem in integrierter Schaltungstechnik aufgebauten FM-Empfänger die Kapazitätsdiode im Eingangskreis bzw. im Eingangsfilter des FM-Empfängers angeordnet ist.
3. Automatische Rauschsperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskreis bzw. das Eingangsfilter zur Ankopplung des Toninterearriersignals an den Tonteil eines Fernsehempfängers dient.

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