DE19650264C2

DE19650264C2 - Schaltungsanordnung zur Doppelnutzung der Filteranordnung in PAM-Datenempfangssystemen

Info

Publication number: DE19650264C2
Application number: DE19650264A
Authority: DE
Inventors: Sven-Olaf Frieske; Horst Juengling; Klaus Katzmann; Heinz-Juergen Roth; Henning Zinke
Original assignee: Alpha Microelectronics GmbH
Current assignee: Alpha Microelectronics GmbH
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: DE19650264A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Empfangssystem für amplitudengetastete Datensignale, das sich durch eine Filteranordnung zur schmalbandigen analogen Filterung, zwei Analogschalter und einen µ-Controller mit Oszillator und Hilfsoszillator auszeichnet.

Eine solches Empfangssystem dient dem Empfang und der Verarbeitung von amplitudengetaste ten Datensignalen. Die dabei eingesetzten Empfänger verwenden schmalbandige Filter, vor zugsweise Quarzfilter, zur Signalfilterung. Die empfangene Impulsfolge wird mittels eines µ-Controllers in Steuersignale für Uhren, Anzeigen u. ä. umgewandelt. Anwendung finden solche Empfangssysteme unter anderem in den bekannten Funkuhrempfängern für DCF77 oder ähnliche Zeitzeichensender.

Konzepte derartiger Empfangssysteme gehen unter anderem aus den DE-PS 35 16 810, DE-PS 44 03 124 und anderen Veröffentlichungen, z. B. der Zeitschrift "Alte Uhren und moderne Zeitmessung" 04/89, S.49-59, hervor. Marktübliche Funkuhren verwenden demnach je zwei Quarze, einen für die analoge Filterung, den anderen als Oszillatorquarz für einen µ-Controller. In der DE-PS 43 40 986 wird der Oszillatorquarz zum Mischen des Eingangssignals auf eine Zwi schenfrequenz genutzt. Die anschließende analoge Filterung wird hier mit vergleichsweise vo luminösen Piezoresonatoren durchgeführt. Es werden also auch hier zwei Bauteile verwendet. Die fortschreitende Miniaturisierung und der Kostendruck bei der Fertigung solcher Empfangs systeme verlangen nach der Minimierung der Anzahl und Größe der Bauteile und deren Kosten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Empfangssystem anzugeben, das die zur analogen Filterung benötigte Filteranordnung bei deaktiviertem Empfänger als frequenzbestim mendes Element für den Oszillator des µ-Controllers benutzt. Dadurch wird der sonst zusätzliche Oszillatorquarz eingespart.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspru ches 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Empfangssystems werden in den Ansprüchen 2-7 aufgeführt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß zwei Analogschalter die Filteranordnung des nur zeitweise eingeschalteten Empfängers mit dem Oszillator des µ-Controllers verbinden oder von diesem abtrennen. Die Abtrennung erfolgt bei aktiviertem Empfänger und die Verbindung bei deaktiviertem Empfänger. Der µ-Controller wird während der Abtrennung der Filteranordnung durch einen Hilfsoszillator mit einer Frequenz versorgt, die ein nicht ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des zu empfangenden AM-Signales ist, um den Empfang nicht zu stören. Bei sehr schwachen Eingangssignalen schaltet sich der µ-Controller für die Dauer des Empfanges bis auf ein langsam getaktetes Schieberegister ab. In diesem Falle speichert ein Schieberegister die demodulierten Daten für die spätere Verarbeitung zwischen.

Die Einzelheiten der Ausführungsform ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild des beschriebenen Empfangssystems.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild ist ein Empfangssystem für PAM-Datenempfang. Der Ausgang des HF-Verstärkers (10) ist über die Filteranordnung (3) mit dem Eingang des Nach verstärkers (11) verbunden. Der HF-Verstärker (10), der Nachverstärker (11) und weitere Bau gruppen des Empfängers (9) sind über das Schaltsignal E/A (12) abschaltbar. Die Analogschal ter (1, 2) sind mit der Filteranordnung (3) und den Oszillatoreingängen (4, 5) verbunden. Sie sind durch das Schaltsignal SW (13) schaltbar. Die Schaltsignale (12) und (13) werden durch die Schaltersteuerung (19) erzeugt.

Bei durch das Schaltsignal E/A (12) deaktiviertem Empfänger werden die Analogschalter (1, 2) durch das Schaltsignal SW (13) geschlossen und die Filteranordnung (3) ist mit den Oszilla toreingängen (4, 5) des µ-Controllers verbunden. Der Oszillator (7) schwingt mit der Resonanz frequenz der Filteranordnung (3). Die Frequenz des Hilfsoszillators (8) ist so gewählt, daß keine Oberwellen auf der Resonanzfrequenz der Filteranordnung (3) liegen. Durch die Software des µ-Controllers erfolgt der Vergleich der Frequenzen des Hilfsoszillators (8) und des Oszilla tors (7) sowie die Ableitung der internen Zeitbasis aus der Frequenz des Oszillators (7). Aus dem Vergleich der Oszillatorfrequenzen wird ein Korrekturfaktor ermittelt, um später den Fehler und die Drift des Hilfsoszillators (8) ausgleichen zu können.

Bei durch das Schaltsignal E/A (12) aktiviertem Empfänger (9) werden die Analogschalter (1, 2) durch das Schaltsignal SW (13) geöffnet und die Oszillatoreingänge (4, 5) sind von der Filteran ordnung (3) abgetrennt. Die Filteranordnung (3) dient dann der schmalbandigen analogen Filte rung des Ausgangssignales des HF-Verstärkers (10). Das gefilterte Signal wird dem Eingang des Nachverstärkers (11) zugeführt. Die interne Zeitbasis des µ-Controllers (6) wird jetzt nur aus der Frequenz des Hilfsoszillators (8) abgeleitet und dabei durch die Software des µ-Controllers (6) mit Hilfe des vorher ermittelten Korrekturfaktors korrigiert. Die Drift des Hilfsoszillators (8) wird damit weitgehend ausgeglichen.

Bei sehr schwachem Eingangssignal (15) schaltet sich der µ-Controller (6) für die Dauer des Empfanges bis auf ein langsam getaktetes Schieberegister (17) ab, um den Datenempfang nicht zu stören. Das Schieberegister (17) speichert die im Demodulator (11) erzeugten Demodulator ausgangsdaten (18) zwischen. Die Signalverarbeitung durch den µ-Controller (6) erfolgt in die sem Falle erst nach Beendigung des Empfanges.

Claims

1. Empfängerschaltung mit Filteranordnung zur analogen Filterung, zwei Analogschaltern und einem µ-Controller mit Oszillator und Hilfsoszillator, gekennzeichnet dadurch,

1. daß die Analogschalter (1, 2) mit der Filteranordnung (3) und den Oszillatoreingän gen (4, 5) des µ-Controllers (6) verbunden sind,
2. daß bei aktiviertem Empfänger (9) die Analogschalter (1, 2) geöffnet sind, um die Fil teranordnung (3) von den Oszillatoreingängen (4, 5) des µ-Controllers (6) zu trennen,
3. daß bei deaktiviertem Empfänger (9) die Analogschalter (1, 2) geschlossen sind, um die Filteranordnung mit den Oszillatoreingängen (4, 5) des µ-Controllers (6) zu verbinden,
4. und daß der Oszillator (7) des µ-Controllers (6) im Falle der Verbindung mit der Filter anordnung (3) mit der Resonanzfrequenz der Filteranordnung (3) schwingt und zur Er zeugung einer Zeitbasis dient.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,

1. daß die Filteranordnung (3) vorzugsweise einen Quarz enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,

1. daß der µ-Controller (6) während der Trennung von der Filteranordnung (3) durch einen Hilfsoszillator (8) gesteuert wird, dessen Frequenz so gewählt ist, daß keine Oberwellen auf der Resonanzfrequenz der Filteranordnung (3) liegen,

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 3 gekennzeichnet dadurch,

1. daß die Frequenz des Hilfsoszillators (8) gemessen und mit der Frequenz des Oszilla tors (7) verglichen wird, um die erforderlichen Teilerfaktoren zur Erzeugung der Zeit basis während der Trennung von der Filteranordnung (3) zu bestimmen.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 3 und 4 gekennzeichnet dadurch,

1. daß der Empfänger (9), die Analogschalter (1, 2) und der µ-Controller (6) in einem Ein- Chip-System (14) realisiert sind, um unerwünschte kapazitive Nebenwirkungen insbe sondere durch notwendigen Pins und Zuleitungen zu den Analogschaltern (1, 2) zu vermeiden.

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 5 gekennzeichnet dadurch,

1. daß der µ-Controller (6) bei kleinsten Eingangssignalen (15) bis auf das Schieberegi ster (17) vollkommen abgeschaltet wird und daß das Schieberegister (17) das Demodu latorausgangssignal (18) auffängt, um den Einfluß auf den Empfänger (6) so gering wie möglich zu halten.

7. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6 gekennzeichnet dadurch,

1. daß der µ-Controller je nach der Qualität des Eingangssignales (15) zwischen direkter Signalverarbeitung oder verzögerter Signalverarbeitung mittels Schieberegister (17) umschaltet.