DE1960114A1 - Schaltungsanordnung fuer eine Sendersuch- und Abstimmautomatik - Google Patents

Description

Patentanwalt ,

ÄBäSsSdsr: Philips Patenfverwaltung GmbH.

Akte: PHD- 1429
Anmeldung vom» 27 .November 1969

Philips Patentverwaltung GmbH, 2 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

"Schaltungsanordnung für eine Sendersuch- und Abstimmautomatik¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für | eine Sendersuch- und Abstimmautomatik für ein Empfangsgerät, insbesondere ein Rundfunk- oder Fernsehempfangsgerät, dessen Abstimmelemente elektronisch abstimmbar sind. Dabei sind insbesondere folgende Forderungen zu erfüllen:

1. der Suchlauf muß sowohl nach höheren als auch nach niedrigeren Frequenzen hin kontinuierlich erfolgen können,

2. beim Erreichen der höchsten bzw. der niedrigsten Frequenz muß der Suchlauf selbsttätig seine Richtung umschalten,

3. bei Schwunderscheinungen oder beim Durchfahren eines Tunnels (für den Fall, daß ein Autoempfänger benutzt

wird) muß die einmal ausgesuchte Abstimmung erhalten " bleiben.

Aus der DAS 1 293 878 ist eine Schaltung für einen Empfänger mit Drehkondensatorabstimmung bekannt, die diese Forderungen im wesentlichen erfüllt. Der Drehkondensator wird dabei von einem Gleichstrommotor angetrieben, dessen Drehrichtung durch die Polarität des den Motor durch-fließenden Gleichstroms einstellbar ist. Dabei sorgen mechanische Endlagenschalter dafür, daß die Drehrichtung des Motors nach Erreichen der höchsten bzw. niedrigsten Abstimmfrequenz umgeschaltet wird.

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Ein Nachteil dieser Schaltung ist, daß der Motor einen Leistungsbedarf hat, der bei batteriegetriebenen Empfängern nicht mehr zulässig ist.

Schaltungen für Empfänger mit Kapazitätsdiode!! als Abstimmelement haben diesen Nachteil nicht. Bekannte Schaltungen . dieser Art (vergl. OAS 1 171 964, DAS 1 251 389, DAS 1 288 647 und die FS Patentschrift 3 201 696) haben jedoch einen sägezahnförmigen Suchlauf, d.h. der Suchlauf erfolgt in Richtung zu höheren (niedrigeren) Frequenzen hin, und nach Erreichen der höchsten (niedrigsten)-Frequenz wird die Abstimmspannung an den Kapazitätsdioden sprungartig so geändert, daß der Suchlauf wieder bei der niedrigsten (höchsten) Frequenz beginnt. Bei einem Empfänger mit einem von der niedrigsten zur höchsten Frequenz hin erfolgenden Suchlauf bedeutet das, daß der gesamte Abstimmbereich durchlaufen werden muß, wenn ein Sender mit einer etwas niedrigeren Frequenz eingeschaltet werden soll; dabei muß der Suchlauf nach Erreichen aller anderen dazwischenliegenden Sender jeweils wieder von neuem eingeschaltet werden.

Aus der DAS 1 297 702 ist bereits eine Schaltung für Empfänger mit Kapazitätsdiodenabstimmung bekannt, die einen Suchlauf in beiden Richtungen, d.h. sowohl nach niedrigeren als" auch nach höheren Frequenzen hin ermöglicht» Diese Schaltung enthält zwei Konstantstromquellen, von denen die eine einen Kondensator, an dem die Abstimmspannung abgenommen wird, auflädt, während die andere ihn entlädt. Je nachdem welche der "beiden KonstantStromquellen eingeschaltet ist, erfolgt entweder ein Suchlauf nach höheren öder nach niedrigeren Frequenzen hin. Die Konstantstromquellen können durch von Hand zu betätigende Schalter eingeschaltet werden, wodurch sich der erwähnte Kondensator solange auf- oder entlädt bis der nächste Sender erreicht ist. Danach werden die beiden Konstantstromquellen durch eine vom Frequenzdikriminator gelieferte Ausgangsspannung derart gesteuert, öaS eine sinmal vorgenommene Abstimmung erhalten bleibt.

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Nachteilig an der bekannten Schaltung ist, daß nach Erreichen der höchsten bzw. niedrigsten Frequenz der Suchlauf nicht selbsttätig umgeschaltet wird, wie unter 2. gefordert wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die unter Vermeidung der geschilderten Nachteile den eingangs gestellten Forderungen gerecht wird.

Bei einer Schaltungsanordnung-für eine Sendersuch- und Abstimmautomatik für ein Empfangsgerät, insbesondere für ein Rundfunkoder Fernsehempfangsgerät, dessen Abstimmelemente, insbesondere Kapazitätsdioden, elektronisch abstimmbar sind, wobei die Abstimmspannung, gegebenenfalls nach vorheriger Verstärkung, an einen Kondensator abnehmbar ist, dessen Auf- bzw. Entladung über gesonderte Konstantstromquellen erfolgt, die von einem Frequenzdiskriminator steuerbar sind, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abstimmspannung einer Schaltung mit Hysterese zugeführt wird, die die Konstantstromquellen steuert. Durch diese Maßnahme wird eine Dreieckspannung erzeugt, deren Anstieg bzw. Abnahme unterbrochen werden kann, sobald die Abstimmung in die Nähe eines Senders gelangt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig. 2 die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Eingangsspannung bei einem für die Erfindung wesentlichen Baustein und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Schaltung.

Fig. 1 zeigt einen Kondensator 1, dessen einer Beleg an Masse . liegt und dessen anderer Beleg mit den Ausgängen zweier Konstantstromquellen 2 und 3 verbunden ist, von denen immer nur

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eine eingeschaltet werden kann. Je nachdem ob die Konstantstromquelle 2 oder die Konstantstromquelle 3 eingeschaltet ist, wird der Kondensator entweder aufgeladen oder entladen. Dabei entsteht am Kondensator eine linear mit der Zeit ansteigende oder abnehmende Spannung, die von einem Verstärker 4 mit sehr hohem Eingangewiderstand, der eine Entladung des Kondensators verhindert, verstärkt und den nicht näher dargestellten Kapazitätsdioden zugeführt wird. Die am Verstärkerausgang stehende Spannung steuert außerdem einen Schmitt-Trigger 5tder so bemessen ist, daß er jeweils bei der höchsten und bei der niedrigsten Abstimmspannung umschaltet, wobei sich seine Ausgangsgleichspannung ändert, z.B. von 3 V auf 7 V.

Die Ausgangsgleichspannung des Schmitt-Triggers 5 steuert einen sogenannten Drei-Pegel-Schalter, dessen Ausgangsspannung jeweils nur einen von drei Spannungswerten annehmen kann, derart, daß dieser entweder seine höchste oder seine niedrigste Ausgangsspannung liefert, die über eine Leitung 7 den beiden Konstantstromquellen 2 und 3 zugeführt wird. Zweckmäßig ist der Drei-Pegel-Schalter 6 so bemessen, daß seine niedrigste und seine höchste Ausgangsspannung den Ausgangsspannungen des Schmitt-Triggers 5 entsprechen, so daß" sich bei den beispielsweise genannten Werten des Schmitt-Triggers eine höchste Spannung von 7 V und eine niedrigste Spannung von 3 V ergibt.

Den Eingängen der Konstantstromquellen 2 und 3 wird außerdem über eine Leitung 8 eine Gleichspannung zugeführt, die zwischen dem oberen und dem unteren Pegel des Schalters 6 liegt, in gewähltem Beispiel also bei 5 V. Die KonstantStromquellen sind so ausgelegt, daß bei einer positiven Spannung zwischen den Leitungen 7 und 8 nur die eine Konstantstromquelle, z.B. die Quelle 3 und bei einer negativen Spannung die Quelle 2 eingeschaltet wird. Die Elemente 1 bis 5 bilden - wie an sich aus der Zeitschrift "Funktechnik" 1969, Heft 17, S. 665 - 666, bekannt - einen Dreiecksgenerator. Dieser arbeitet wie folgt:

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Es sei angenommen, daß in einem bestimmten Augenblick das Potential an der Leitung 7 3V beträgt, so daß die Konstantstromquelle 2 eingeschaltet ist, und daß die Gleichspannung am Kondensator 1 so groß ist, daß sich am Ausgang des Verstärkers 4 eine niedrigste Abstimmspannung von z.B. - 1 V ergibt; der Kondensator 1 wird durch die KonstantStromquelle 2 zeitlich linear umgeladen, bis die Verstärkerausgangsspannung den Wert -30 V erreicht hat. Dann kippt der Schmitt-Trigger 5 um und ändert seinen Ausgangspegel von z.B. 3 V auf 7 V, ebenso der Drei-Pegel-Schalter 6. Dadurch wird die Konstantstromquelle 3 eingeschaltet, die den Kondensator in der anderen Sichtung umlädt. Sobald die Spannung am Verstärkerausgang (Abstimmspannung) wieder den Wert -1 V erreicht hat, wird der Schmitt-Trigger 5 umgeschaltet, so daß an seinem Ausgang eine Spannung von 3 V entsteht. Damit beginnt der Zyklus von neuem.

Vorauseetzung für das Funktionieren der Schaltung ist, daß der Schmitt-Trigger ausgeprägte Hysterese-Eigenschaften, hat, d.h., daß seine Ausgangsspannung nicht nur von der Eingangsspannung sondern auch von der "Vorgeschichte" der Schaltung abhängt. Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Eingangsspannung bei einem Schmitt-Trigger mit Hysterese-Eigenschäften. Im Punkt A sei die Singangsspannung u_e«j (-1 V) und die Ausgangsspannung u_a1 (3 V). Bei einer Erhöhung der Eingangsspannung ändert sich die Ausgangsspannung zunächst nicht. Erst wenn eine Eingangsspannung u « (~ 30 V) erreicht ist (Punkt B) springt die Ausgangsspannung von u_a1' (3 V) auf u_g2 (7 V_s Punkt C) Bei einer Erniedrigung der Eingangsspannung ändert sich die Ausgangsspannung zunächst nicht. Erst wenn wieder die Spannung ^ue1 ^"¹ ^ erreicht ist (Punkt D), springt die Ausgangespannung von u_a2 (7 V) auf U₁ (3 V, Punkt A), Bei nochmaligem Anstieg. der Eingangsspannung u_e wiederholt sich der 'beschriebene. Zyklus·

Wenn während des Suchlauf es c!ie Abstimmung in di® Eäiic eijies empfangswürdigen Senders gelangt^ m.gS,ht siofe slso HogelsperK nung AGC, die nach Überschreiten ö1e@p

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wertes eine bistabile Kippschaltung 9 umkippt, wodurch, der Drei-Pegel-Sehalter so gesteuert wird, daß an seinem Ausgang der mittlere Spannungswert - im gewählten Zahlenbeispiel sind das 5.V■- erscheint. Die Steuerung der Konstantstromquellen 2 und 3 durch xlen Schmitt-Trigger 5 ist dann unterbrochen. Danach erfolgt die Scharfabstimmung auf den empfangenen Sender in bekannter Weise mittels einer Frequenznachregelung, von der nur das letzte Glied, ein Verstärker 10,· in der Zeichnung dargestellt ist, dessen Eingang eine zweckmäßig dem Ausgang eines Frequenzdiskriminators entnommene Gleichspannung zugeführt wird_t deren Größe von der Abweichung zwischen der Abstimmfrequenz und der Senderfrequenz, und deren Polarität vom Vorzeichen dieser Abweichung abhängt. Die Spannung an dem mit der Leitung 8 verbundenen Verstärkerausgang, die bei fehlender Frequenzabweichung genau mit der mittleren Spannung des Drei-Pegel-Schalters 6 übereinstimmt, wird somit von der Frequenzabweichung bestimmt und steuert ia 'bekaimte's ¥©is@ .entweder die Konstantstromquelle 2 oöesii® Konstantatromquelle 5 se^art, daß die Frequenzabweichung minimal wird.

Die Kippschaltung 9 "behält ihren nach dem Umkippen erlangten Zustand auch dann bei, wenn die Segelgleichspannung AGC ausfällt, beispielsweise bei Fadingerscheinungen oder beim Durchfahren eines Tunnels (falls es sieh um ein Autoradio handelt). Da die Entladung des Kondensators 1 über den Verstärkereingang 4 bzw» über d©n Ausgang der Konetantstromquellen 2 und 3 sehr gering ist, ist es möglich, die Abstimmspannung bei kurzzeitigem Ausfall wieder auf den Sollwert nachzuregeln. Versuche mit einer praktisch, ausgeführten S chaltung haben ergeben₉ daß selbst nach fünfiainütiger Abwesenheit einer Regel- und Ofeägerspannung die Abstiiimung wieder auf den vorher eingestelitsa Sender nachgeregelt \4@s6.en konnte.

Bi@ Einschaltung des Sender suchlauf s nach köJaersn bsw. nach 2?Gn frequenzen hin (Rechts- bsw. Lialsalauf) erfolgt·

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mittels einer Betätigungseinheit 11, die unter anderem zwei Drucktasten (oder Brehschalter) enthält, durch die die Richtung des Suchlaufes festgelegt werden kann. Dabei erhält der Schmitt-Trigger 5 einen kurzzeitigen Impuls, dessen Polarität davon abhängt, welche der beiden Drucktasten betätigt worden ist, und die den Schmitt-Trigger so ansteuert, daß der Suchlauf in der gewünschten Richtung erfolgt. Gleichzeitig erhält die bistabile Kippschaltung 9 einen Impuls, der die Schaltung wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückkippt, so daß der Drei-Pegel-Schalter 6 nicht länger auf seinem mittleren Span- ^ nungswert festgehalten wird. Schließlich wird auch durch einen kurzzeitigen von der Betätigungseinheit 11 ausgehenden Impuls die am Eingang des Verstärkers 10 liegende Regelspannung AFC kurzgeschlossen. Dadurch wird verhindert, daß beim Betätigen der Suchlauftaste die Abstimmung auf den vorher eingestellten Sender stehenbleibt.

Pig. 3 zeigt ein geeignetes Ausführungsbeispiel für den Schmitt-Trigger 5 und den Drei-Pegel-Schalter 6. Der Schmitt-Trigger 5 besteht aus zwei emittergekoppelten Transistoren 12 und 13 in deren Emitterzuleitung in Serie geschaltet ein Pestwiderstand 14 und ein regelbarer Widerstand 15 geschaltet sind. Im Kollektorzweig des Transistors 12 ist ein Widerstand 16 f vorgesehen, während im Kollektorzweig des Transistors 13 zwei in Serie geschaltete Widerstände 17 und 18 vorhanden sind. Die Basen der Transistoren 12 bzw. 13 sind an Spannungsteilern 19» 20 bzw. 21, 22 angeschlossen, deren oberes Ende mit dem Kollektor des anderen Transistors (13 bzw. 12) verbunden ist. Die Spannungsteiler sind so bemessen, daß der Transistor 12 leitet, wenn an der mit seiner Basis verbundenen Serienschaltung des Widerstandes 23 und des Einstellwiderstandes 24 keine Steuerspannung anliegt. Dann ergeben sich am Kollektor des Transistors 13 etwa 7 "V. Wenn die vom Ausgang des Verstärkers'4 abgenommene negative Spannung zunimmt, wird das Potential an der Basis des Transistors 12 negativer, bis der Transistor bei

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einer Spannung von - 3P V ganz gesperrt wird. Durch die Rückkopplung wird dann der Transistor 13 schlagartig leitend, wodurch sein Koliektorpotential auf etwa 3 V absinkt. Wird die negative Steuerspannung vom Verstärker 4 verringert, dann bleibt Transistor 13 zunächst leitend, bis die Steuerspannung wieder auf - 1 V abgesunken ist. Danach kippt der Schmitt-Trigger wieder um, wie dies schon im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wurde* Die Kondensatoren 25 und 34 beschleunigen die Kippvorgänge.

™ Die Hysterese des Schmitt-Triggers, d.h. die Schwellwerte u ^ bzw. u 2 bei denen die Schaltung kippt, können durch die Widerstände 15 bzw. 24 eingestellt werden. Die Umsteuerung des Schmitt-Triggers beim Suchlauf erfolgt je nach Richtung des Suchlaufes durch positive bzw. negative Impulse auf die Emitter der Transistoren 12 und 13. Bei Linkslauf wird beispielsweise der negativ aufgeladene Kondensator 30 mittels des Schalters 31 mit den Emittern der Transistoren verbunden, wodurch Transistor 13 leitend wird während bei Rechtslauf der positiv aufgeladene Kondensator 32 mittels des Schalters 33 mit den Emittern der beiden Transistoren verbunden wird, wodurch Transistor 12 leitend wird.

Die Spannung am Kollektor des Transistors 13 wird dem Drei-Pegel-Schalter 6 zugeführt. Der Drei-Pegel-Schalter enthält zwei emittergekoppelte Transistoren 26 und 28 mit einem gemeinsamen Widerstand 27 in der Emitterzuleitung, an dem die Steuerspannung für die Konstantstromquellen 2 und 3 abgenommen wird. ,Die Basis des Transistors 26, dessen Kollektor direkt mit der positiven Versorgungsspannung verbunden ist, ist an den Kollektor des Transistors 13 angeschlossen. Die Basis des Transistors 28 ist über einen Widerstand 29 mit dem Ausgang der bistabilen Kippstufe 9 verbunden. Während des Suchlaufs ist der Transistor 28 gesperrt, so daß am Ausgang des Drei-Pegel-Schalters jeweils das Ausgangspotential des Schmitt-Triggers erscheint. Sobald ein empfangswürdiger Sender empfangen wird, kippt die bistabile

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Kippstufe 9 um, und führt dem Transistor 28, dessen Kollektor mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 17 und 18 verbunden ist, über einen Widerstand 29 eine positive Spannung von ca. 10 V zu. Dadurch wird der Transistor leitend, so daß sich am Emitter der beiden Transistoren eine Spannung einstellt, die dem Spannungsteilerverhältnis der Widerstände 17 und 27 entspricht. Da diese beiden gleiche Größe haben, ergibt sich am Emitter eine Spannung von 5 V. Etwa die gleiche Spannung steht auch am Kollektor dieses Transistors, die sich über den Widerstand 18 auch der Basis des Transistors 26 mitteilt. ä

Der Drei-Pegel-Schalter hat also den Zweck, den von dem Schaltzustand des Schmitt-Triggers bewirkten Rechts-bzw. Linkslauf zu stoppen, wenn die Abstimmung in die Nähe eines empfangswürdigen Senders gelangt, und die eigentliche Feinabstimmung durch Frequenzregelung einzuleiten.

Die Konstantstromquellen 2 und 3 können zusammen durch einen einzigen, mit komplementären Transistoren bestückten Gegentaktverstärker mit Gleichstromausgang realisiert werden. Die Vorspannung dieser beiden Transistoren muß so eingestellt sein, daß schon eine geringfügige Änderung der Spannung genügt, um einen der beiden Transistoren wirksam werden zu lassen. Da- * bei könnte die leitung 7 über einen Widerstand mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Kollektoremitterstrecken der beiden Transistoren verbunden sein und die Leitung 8 mit dem Basisvorspannungsteiler der Gegentaktstufe. Es ist zweckmäßig, den Ausgang der Gegentaktstufe mit Siliziumtransistoren zu bestücken, da deren Restströme den Kondensator 1 im Ruhezustand nur sehr geringfügig ent- bzw. aufladen.

Patentansprüche;

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   1;,J Schaltungsanordnung für eine Sendersuch- und Abstimmautomatik für ein Empfangsgerät, insbesondere für ein Rundfunk- oder Ferngehempfangsgerät, dessen Abstimmelemente, insbesondere Kapazitätsdioden, elektronisch abstimmbar sind, wobei die Abstimmspannung gegebenenfalls nach vorheriger Verstärkung an einem Kondensator abnehmbar ist, dessen Auf- bzw. Entladung über gesonderte Konstantstromquellen erfolgt, die von einem Frequenzdiskriminator steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die "Abstimmspannung einer Schaltungsanordnung (5) mit Hysterese (Schmitt-Trigger) zugeführt wird, die die Konstantstromquellen (2, 3) steuert. ■
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Schmitt-Trigger (5) erfolgende Steuerung der Konstantstromquelle blockiert wird, wenn die Abstimmung in die Nähe eines empfangswürdigen Senders gelangt, wobei gleichzeitig die Frequenznachstimmung wirksam wird.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei einem einstellbaren Wert der Regelspannung (AGC) umkippende bistabile Kippstufe (9) vorgesehen ist, die dabei einen Schalter (6 bzw. 28) wirksam macht, der die Steuerung der Konstantstromquellen (2, 3) durch die Ausgangsspannung 4es Schmitt-Triggers (5) unterbricht.
4. 4· Schaltungsanordnung nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet, daß der Schmitt-Trigger (5) und die bistabile Kippschaltung (9) einen Drei-Pegel-Schalter (6) steuern, dessen Ausgang ' mit dem Eingang der Konstantstromquellen(2, 3) verbunden ist und dessen Ausgangs spannung drei verschiedene Werte (3 1, 5 V» 7 V) annehmen kann, von denen sich der mittlere Wert (5 V) nach dem Umkippen der bistabilen Kippschaltung durch, ein Regelsignal (AQC) ergibt, während sich der obere und der untere Wert bei fehlendem Regelsignal durch die Steuerung durch den Schmitt-Trigger (5) einstellen. 10982371003 . 11 .

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5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4_t dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquellen zur Aufladung bzw. zur Entladung (2 bzw. 3) eingeschaltet ist, wenn der Drei-Pegel-Schalter den unteren bzw. den oberen Spannungswert liefert.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquellen (2, 3) von der Differenz der Ausgangsspannung des Drei-Pegel-Schalters (6) (5 V)/eines Verstärkers (10) gesteuert werden, der eine der Frequenzabweichung zwischen der Abstimmfrequenz und der Senderfrequenz proportionale Gleichspannung (APG) verstärkt. "
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers (10) bei fehlender Frequenzabweichung gleich dem mittleren Spannungswert des Drei-Pegel-Schalters (6) ist.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquellen im Gegentakt einschaltbar sind.
9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippschaltung (9) nach dem Umkippen λ durch die Regelspannung (AGC) ihren Schaltzustand auch beim Ausbleiben der Regelspannung beibehält.
10. 10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinheit (11) mit zwei Drucktasten zum Einschalten des Suchlaufes (Rechts- bzw. Linkslauf) vorgesehen ist, bei deren Betätigung die Kippschaltung (9) zurückgekippt, der Eingang des Verstärkers (10) kurzgeschlossen, und der Schmitt-Trigger (5) derart umgeschaltet wird, daß der Suchlauf in der gewünschten Richtung erfolgt·

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