DE2115654C3 - High-frequency preselection device for radio receivers with synthesizers - Google Patents
High-frequency preselection device for radio receivers with synthesizersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochfrequenz-Vorselektionseinrichtung für mit digitaler, dekadischer Frequenzerzeugung mittels eines Frequenzsynthesizers arbeitende Funkempfänger, insbesondere Kurzwellen-Empfänger, unter Verwendung von vor und/oder nach einem verstärkendem Element angeordneten elektrischen Schwingkreisen, die aus wechselbaren Spulen, die über mechanische, über einen Schaltmotor angetriebene Drehschalter wahlweise einschaltbar sind sowie über einen anderen Schaltmotor betriebenen, vorzugsweise mechanisch gemeinsam angetriebenen Drehkondensatoren bestehen.The invention relates to a high-frequency preselection device for with digital, decadic frequency generation by means of a frequency synthesizer working radio receivers, especially shortwave receivers, using before and / or after a reinforcing element arranged electrical oscillating circuits, which consist of exchangeable coils, the can be optionally switched on via mechanical rotary switches driven by a switching motor and via Another switching motor operated, preferably mechanically jointly driven rotary capacitors exist.
Insbesondere im Nahfeld von Kurzwellensendern befindliche Kurzwellen-Empfänger kommen beim heutigen Stand der Empfangstechnik kaum ohne ausreichende Vorselektion aus, welche üblicherweise durch drei bis vier abgestimmte Kreise mit einer resultierenden Bandbreite von etwa 1% dargestellt wird. Ein Problem wird die Vorselektion durch das Eindringen der digitalen, dekadischen Frequenzerzeugung für die Empfängeroszillatoren, welche keinerlei direkte Gleichlaufanbindung an die analog abgestimmten Hochfrequenz-Vorkreise anbieten kann. In Analogie zur Sendertechnik, bei der die digitale Frequenzumschaltung des Leistungskreises — vom Synthesizer über integrierte Gatter gesteuert — bereits vielfach verwendet wird, besteht selbstverständlich ein gleiches Verlangen auch bei der Empfängerentwicklung. Für den Bereich von 1,5 bis 30 MHz wären dann allerdings mehr als 300 diskrete Abstimmstellen je Schwingkreis erforderlich. Die Anzahl π der Teilbereiche läßt sich aus der Gliederzahl einer geometrischen Reihe ermitteln:With the current state of reception technology, shortwave receivers located in the near field of shortwave transmitters in particular can hardly manage without sufficient preselection, which is usually represented by three to four coordinated circles with a resulting bandwidth of around 1%. The preselection becomes a problem due to the penetration of the digital, decadal frequency generation for the receiver oscillators, which cannot offer any direct synchronization connection to the analog tuned high-frequency pre-circuits. In analogy to the transmitter technology, in which the digital frequency switching of the power circuit - controlled by the synthesizer via integrated gates - is already widely used, there is of course the same demand for the receiver development. For the range from 1.5 to 30 MHz, however, more than 300 discrete tuning points would be required per resonant circuit. The number π of the sub-areas can be determined from the number of links in a geometric series:
logi/logi /
Darin bedeutet:It means:
5 =- gesamter Empfangsbereich 28 500 kHz,5 = - entire reception range 28 500 kHz,
η = Anzahl der Unterbereiche, η = number of sub-areas,
a = Frequenzbereiche des niedrigsten Bereiches, d. h.a = frequency ranges of the lowest range, i.e. H.
15 kHz bei brei= 1% (relative Bandbreite),
q = 1,01 für brei= 1%;
für diesen Ansatz wird n=302.15 kHz at mash = 1% (relative bandwidth),
q = 1.01 for slurry = 1%;
for this approach, n = 302.
Da für 15 kHz Breite des untersten Bereiches iedoch an den Kanten ein Abfall von 3 dB vorliegt, darf nur mit einer Breite bis zu 1OkHz gerechnet werden. Für 10 kHz steigt die Zahl der Teilbereiche bereits auf 450As for 15 kHz width of the lowest range, however If there is a drop of 3 dB at the edges, only a width of up to 10 kHz can be expected. for At 10 kHz, the number of sub-ranges increases to 450
f.f.
Nun können erfahrungsgemäß an den Umschaltstel-Experience has shown that the switching point
I U mehr als 100 V vom Nachbarsender infolge derI U more than 100 V from the neighboring transmitter as a result of the
Resonanzanhebung an den Vorkreisen auftreten, wasRaising the resonance at the pre-circles occur what
mindest aus Linearitätsgründen Diodenschalter aus-at least for reasons of linearity, diode switches
hließt Auch mechanische Schalter erlauben keine hließt Even mechanical switches do not allow
befriedigende Lösung, weil durch die vielen Schaltlei-satisfactory solution, because the many switching lines
t neen trotz binärer Stufung der Elemente diet neen despite the binary grading of the elements
fCreisgüte zwangsläufig klein und die Stabilität derfCircle quality inevitably small and the stability of the
ebenfalls notwendigen Hochfrequenz-Vorverstärkungalso necessary high-frequency pre-amplification
fährdet wird. Die mechanische Lösung mit eineris endangered. The mechanical solution with a
vielzahl umgeschalteter Schwingkreiskondensatorenlarge number of switched resonant circuit capacitors
d -spulen erfordert außerdem einen ziemlich erhebli-d -spool also requires a considerable amount of
"hen Aufwand an integrierten Gatterschaltungen. Eine"great effort in integrated gate circuits. A
digitale Vorkreiseinstellung ist demnach sehr schwierigdigital pre-circle setting is therefore very difficult
auszuführen, so daß es besser ist, eine Einstellung ir.so that it is better to make an adjustment ir.
Analogtechnik vorzunehmen.Make analog technology.
Die in der Hochfrequenz-Selektionseinrichtung vor nd hinter dem verstärkenden Element befindlichen Schwingkreise enthalten in bekannter Weise durch mechanische Drehschalter wechselbare Spulen sowie y> einen üblichen, bis 180° durchdrehbaren Mehrfach-Drehkondensator. Für den Antrieb der Drehschalter ist ein Schaltmotor vorgesehen. Ein zweiter Schaltmotor besorgt den Vor- und Rücklauf des Mehrfach-Drehkon-The oscillating circuits located in front of and behind the amplifying element in the high-frequency selection device contain, in a known manner, coils that can be changed by mechanical rotary switches, as well as y> a conventional multiple variable capacitor that can be rotated by up to 180 °. A switching motor is provided to drive the rotary switch. A second switching motor takes care of the forward and reverse movement of the multiple rotary
densators. -'■capacitors. - '■
Es ist bekannt, einen auf die Frequenz der Hochfrequenz-Selektionskreise abgestimmten Hilfsoszillator zu verwenden, der im Gleichlauf mit den Selektionskreisen und auf deren Frequenz abgestimmt die nacheinander eingeschalteten und durchgestimmten Hochfrequenzbereiche motorgetrieben durchläuft, bis er bei richtiger Abstimmung der Selektionskreise ein Zwischenfrequenzsignal im Empfänger hervorruft, das seinerseits den antreibenden Motor stillsetzt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, in seiner Treffsi- >■-cherheit erheblich von der eingestellten Bandbreite im Empfänger abzuhängen. Bei z.B. sehr schmaler Telegrafie-Bandbreite ist es zum einwandfreien Einfangen in den oberen Frequenzbereichen notwendig, den Abstimmotor für den Drehkondensator sehr langsam ■■ laufen zu lassen. Der Abstimmvorgang erfordert alsoIt is known to use an auxiliary oscillator tuned to the frequency of the high-frequency selection circuits, which runs through the sequentially switched on and tuned high-frequency ranges in a motor-driven manner in synchronism with the selection circuits and tuned to their frequency, until it produces an intermediate frequency signal in the receiver when the selection circuits are correctly tuned, which in turn stops the driving motor. However, this method has the disadvantage that its accuracy depends considerably on the bandwidth set in the receiver. With a very narrow telegraphy bandwidth, for example, it is necessary to run the tuning motor for the variable capacitor very slowly ■■ in order to capture the upper frequency ranges properly. So the voting process requires
viel Zeit. .much time. .
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bereitstellung einer sich automatisch einstellenden, mehrkreisigen Vorselektion in einer Selektionseinheit, die auch vom eigenth- ■ chen Funkempfänger abgesetzt sein kann, zu erreichen. wobei die Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten Einrichtungen vermieden sind.The object of the invention is to provide a automatically adjusting, multi-circle preselection in a selection unit, which is also from the owner ■ chen radio receiver can be remote to reach. being the disadvantages and difficulties of the known Facilities are avoided.
Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Hocnirequenz-Vorselektionseinrichtung der eingangs genann- ■ ten Art bezieht wird dies dadurch erreicht, dall eine Mischstufe vorgesehen ist, die aus zwei dem eigentlichen Funkempfänger vom Frequenzsynthesizer gelieferten Umsetzfrequenzen eine von der Absummfreauenz der eingangsseitigen Vorselektionsschwmgkreise abweichende Frequenz bildet, welche in einem Tie.paJ ausgesiebt wird, daß ein durchstimmbarer unc mn den Hochfrequenz-Vorselektionsjchwingkreiser, angetriebener Hilfsosziliator vorgesehen ist der ebenfalls d:e irr. Tiefpaß ausgesiebte und mit der Empfangsfrequenz nicht übereinstimmende Frequenz nicht übereinstimmende Frequenz erzeugen kann. da8 die Ausgänge des HUfcoszillators und des Tiefpasses mit einer weiteren Miscbshifp verbunden sind, an deren Ausgang ein im Rahmen der über die Frequenzbereichswahl mitteis des die Spulen einschaltenden Schahm-otors umschaltbar Tiefpaß liegt und daß der zu Beginn des Abstimmvorgangs eingeschaltete und den Vor- und Rücklauf oer Drehkondensatoren besorgende Schaltmotor elektrisch mit dem Ausgang des umschaltbaren Tiefpasses verbunden ist und dann abschaltet, wenn die Differenz der beiden der weiteren Mischstufe zugeführtcn Frequenzen innerhalb der Grenzfrequenz des umschaltbaren Tiefpasses liegt.According to the invention, which relates to a high-frequency preselection device of the type mentioned at the beginning, this is achieved by using a Mixing stage is provided, the two of which are supplied to the actual radio receiver by the frequency synthesizer Conversion frequencies one of the total frequency of the input-side preselection oscillation circles different frequency forms, which in a Tie.paJ is screened out that a tunable and driven high frequency preselection oscillator An auxiliary oscillator is also provided which is also d: e irr. Low-pass filtered out frequency that does not match the reception frequency and does not match Can generate frequency. da8 the outputs of the HUfcoszillator and the low pass with another Miscbshifp are connected, at the output of which an im The frame can be switched via the frequency range selection in the middle of the Schahm-otor that switches on the coils Low pass and that the switched on at the beginning of the tuning process and the forward and reverse oer Switching motor supplying variable capacitors electrically with the output of the switchable low-pass filter is connected and then switches off when the difference between the two is supplied to the further mixer stage Frequencies within the cutoff frequency of the switchable low-pass filter.
Vor dieser kontinuierlichen Abstimmung erfolgt die Einschaltung des richtigen Frequenzbereichs. Dies wird in zweckmäßiger Weise dadurch erreicht, daß die vom Frequenzsynthesizer kodiert abgegebene Frequenzinformation den für die Spurumschaltung vorgesehenen Motordrehschalter derart steuert, daß der die Frcquenzbereichseinstellung vornehmende Wellenschalter für die Wahl der Spulen und des urnschaltbaren Tiefpasses im richtigen Bereich steht, und dieser Tiefpaß mit wachsender Empfangsfrequenz am Eingang des Empfängers stufenweise eine höhere Grenzlrequenz erhält. Dadurch wird unter Berücksichtigung der Trägheit des Drehkondensator-Motorantriebs erreicht, daß die Antriebsachse in allen Frequenzbereichen mit konstanter Drehzahl laufen kann und trotzdem die gleiche relative Treffsicherheit der Abstimmung erreicht wird. Außerdem wird durch die stufenweise Tiefpißumschaltung ein dem jeweiligen Frequcnz.be-. reich angepaßtes, von der eingestellten Empfängerbandbreite unabhängiges Abbremsen des kontinuierlichen Motorantrieb^ gewährleistet.Before this continuous tuning, the correct frequency range is switched on. this will This is achieved in an expedient manner in that the frequency information output in coded form by the frequency synthesizer controls the rotary motor switch provided for lane switching in such a way that the frequency range setting distinctive wave switch for choosing the coils and the switchable one Low pass is in the correct range, and this low pass with increasing reception frequency at the input of the The receiver gradually receives a higher limit frequency. This takes into account the The inertia of the variable capacitor motor drive ensures that the drive axis is able to operate in all frequency ranges can run at a constant speed and still achieve the same relative accuracy of the vote will. In addition, the step-by-step switchover to the respective frequency is used. richly adapted, from the set receiver bandwidth independent deceleration of the continuous Motor drive ^ guaranteed.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in einer Figur dargestellten Schallungsbeispiels in Blockschallbildform näher erläutert.Further details of the invention are illustrated in FIG Block sound image form explained in more detail.
Die Figur zeigt das Blockschaltbild eines mit einem Frequenzsynthesizer 1 arbeitenden Kurzwellen-Empfängers 2 mit eir.er abgesetzten Hochfrequenz-Vorselektionseinheit 3. Der Empfänger 2 soll innerhalb des Frequenzbereichs zwischen 10 kHz und 30 MHz arbeiten. Ein über eine Antenne 4 empfangenes Eingangssignal mit der Frequenz fL. wird dem Eingang einer Schwingkreis-Abstimmeinrichtung 5 zugeführt, die aus einer Anzahl von abstimmbaren Drehkondensatoren 6, wechselbaren Spulen 7 und einem Transistorverstärker 8 besteht. Die Antenne 4 läßt sich über einen Schalter 9 an Masse leger. Das Ausgangssignal der Abstimmein· richtung 5 wirci dem Empfänger 2 zugeführt, der die Mischeinrichtungen zur Erzeugung der Zwischenfrequenzen sowie die Demodulationseinheit und die Niederfrequenzverstärker enthält. Die Oszillator-Frequenzen für die Mischteile des Empfängers 2 werden vom Synthesizer 1 geliefert, so auch die beiden Umsetzfrequenzer, f=73,O4 ... 103,03 MHz und . /; = 73MHz. Diese beiden Umsetzfrequenzen / und f-, werden außerdem einer Mischstufe 10 zugeführt. ;r· der eine von der Eingangssignalfrequenz /", der Selekt.onv kreise in der Abstimmeinheit 5 abweichende Frequenz f- gebildet wird, die in einem Tiefpaß 11 ausgesiebt wird. • Ein durchstimmbarer ur.d mit den Hochfrequerizkreiseri in der Abstimmeinheit 5 angetriebener Hilfsoszii'laior 12. der aufgrund der Abstimmung seiner Revonanzkreiv elemente 13 und 14 ein Signa! mit der Frequenz Λ' abgibt, ist so ausgeiegi. daB er ebenfalls die Frequenz /: erzeugen kann. Die ir: der Ho-chfrequenz-Abstimmeinrichtung 5 vor und hinter dem Transistorverstärker 8 befindlicher: Schwingkreise bestehen aus durch mechanische Drehschalter wech.seibaren Spulen 7 s-owse dem bis ISO" durchdrehbaren Mehrfach-Drehk^ndensator 6. - hur den Antrieb der Drehschalter iv. ein Schah, mot or 15 vorgesehen, während ein zweiter Schaltmotor 16 den Vor- und Rücklauf dsrs Mehnach-DrehkorKlemator^ fe und 14 bes.org'.. Das physikalische Kriterium tür dieThe figure shows the block diagram of a shortwave receiver 2 operating with a frequency synthesizer 1 with a remote high-frequency preselection unit 3. The receiver 2 is intended to operate within the frequency range between 10 kHz and 30 MHz. An input signal with the frequency f L received via an antenna 4. is fed to the input of an oscillating circuit tuning device 5, which consists of a number of tunable variable capacitors 6, exchangeable coils 7 and a transistor amplifier 8. The antenna 4 can be casually connected to ground via a switch 9. The output signal of the tuning device 5 is fed to the receiver 2, which contains the mixing devices for generating the intermediate frequencies as well as the demodulation unit and the low-frequency amplifiers. The oscillator frequencies for the mixer parts of the receiver 2 are supplied by the synthesizer 1, as are the two conversion frequencies, f = 73, 04 ... 103.03 MHz and. /; = 73MHz. These two conversion frequencies / and f- are also fed to a mixer 10. ; r · the one of the input signal frequency / ", the Selekt.onv circles in the tuning unit 5 deviating frequency f- is formed, which is filtered out in a low-pass filter 11. • A tunable ur.d with the Hochfrequerizkreiseri in the tuning unit 5 driven auxiliary oscillator 'Laior 12. which emits a signal with the frequency Λ' due to the tuning of its revonant circuit elements 13 and 14 is so designed that it can also generate the frequency /: The ir: of the high-frequency tuning device 5 in front of and located behind the transistor amplifier 8: oscillating circuits consist of coils 7 exchangeable by mechanical rotary switches and the multiple rotary capacitor 6, which can be rotated up to ISO "- hur the drive of the rotary switch iv. a Shah, mot or 15 is provided, while a second switching motor 16 controls the forward and reverse movement of the Mehnach-DrehkorKlemator ^ fe and 14 bes.org '.. The physical criterion for the
Abschaltung des Schaltmotors 16 lautet: /j' =/,,+ 30 kHz. Die Ausgänge des Hilfsoszillators 12 und des Tiefpasses 11 sind mit den beiden Eingängen einer Mischstufe 17 verbunden. Am Ausgang dieser Mischstufe 17 liegt ein hinsichtlich seiner Frequenz umschaltbarer Tiefpaß 18. Sobald die Differenz der Frequenzen /3' und /3 innerhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses 18 liegt, wird über einen Gleichrichter 19 und einen Verstärker 20 der zu Beginn des Abstimmvorganges eingeschaltete Motor 16 abgeschaltet. Die Drehkondensatoren 6 haben damit ihre korrekte Abstimmeinstellung erreichtSwitching off the switching motor 16 is: / j '= / ,, + 30 kHz. The outputs of the local oscillator 12 and the low-pass filter 11 are connected to the two inputs of a mixer 17. At the exit of this Mixer 17 is a frequency switchable low-pass filter 18. As soon as the difference is Frequencies / 3 'and / 3 is within the limit frequency of the low-pass filter 18, is via a rectifier 19 and an amplifier 20, the motor 16 switched on at the beginning of the tuning process is switched off. The variable capacitors 6 have now reached their correct tuning setting
Vor dieser kontinuierlichen Abstimmung erfolgt die Schaltung des richtigen Frequenzbereiches. Die vom Synthesizer 1 an einem Ausgang 21 kodiert abgegebene Frequenzinformation steuert über eine Reihe logischer Gatter 22 den Motordrehschalter 15 so, daß der Wellendrehschalter für die Wahl der Spulen 7 und des Tiefpasses 18 im richtigen Bereich steht.Before this continuous tuning, the correct frequency range is switched. The ones from Synthesizer 1 at an output 21 encoded frequency information controls a series of logic Gate 22 the motor rotary switch 15 so that the rotary shaft switch for the selection of the coils 7 and the Low pass 18 is in the correct area.
Der Tiefpaß 18 erhält mit wachsender Empfangsfrequenz fe stufenweise eine höhere Grenzfrequenz. Es wird dadurch unter Berücksichtigung der Trägheit des Motorantriebes für den Mehrfach-Drehkondensator 6 erreicht, daß die Antriebsachse in allen Frequenzbereichen mit konstanter Drehzahl laufen kann, wobei trotzdem die gleiche relative Abstimmtreffsicherheit erzielt wird.The low-pass filter 18 receives a higher cut-off frequency in stages as the reception frequency f e increases. It is thereby achieved, taking into account the inertia of the motor drive for the multiple variable capacitor 6, that the drive axis can run at a constant speed in all frequency ranges, with the same relative tuning accuracy being achieved nonetheless.
Die Schaltung ist außerdem völlig unabhängig von der im Empfänger 2 eingestellten Zwischenfrequenz-Bandbreite. Während der Abstimmung wird der Antenneneingang der Abstimmeinheit 5 mittels des Schalters 9 kurzgeschlossen. Zwei mechanisch zusammengefaßte Schalter 23a und 23b setzen während des normalen Empfangs die Bildung der Hilfsfrequenzen außer Betrieb. Die Vorselektionsschaltung nach dem Ausführungsbeispiel kann für 10 kHz bis 30MHz ausgelegt werden, jedoch auch auf 1,5 bis 30MHz beschränkt bleiben.The circuit is also completely independent of the intermediate frequency bandwidth set in receiver 2. During the tuning, the antenna input of the tuning unit 5 is short-circuited by means of the switch 9. Two mechanically combined switches 23a and 23b put the formation of the auxiliary frequencies out of operation during normal reception. The preselection circuit according to the exemplary embodiment can be designed for 10 kHz to 30 MHz, but it can also be limited to 1.5 to 30 MHz.
Nach dem Einschalten der Empfangsanlage wählt der durchlaufende Schaltmotor 15 den neuen Frequenzbereich der Vorselektion, sofern dies erforderlich ist In diesem Falle dreht der Motor 16 gleichzeitig die kontinuierliche Abstimmung in die Ruhelage. Sobald der Schaltmotor 16 richtig steht, wird der neue Hinlauf der kontinuierlichen Abstimmung bis zum Abbremsen freigegeben. Zwei Schalter 24 und 25 sind zur Verbindung mit der zugeordneten Betriebsspannung vorgesehen, so daß sich die beiden Schaltmotoren 15 und 16 damit abschalten lassen.After switching on the receiving system, the continuous switching motor 15 selects the new frequency range the preselection, if necessary. In this case, the motor 16 rotates the continuous coordination in the rest position. As soon as the shift motor 16 is correct, the new trace is the continuous coordination released until braking. Two switches 24 and 25 are for Connection to the associated operating voltage is provided so that the two switching motors 15 and let 16 switch off with it.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19712115654 DE2115654C3 (en) | 1971-03-31 | High-frequency preselection device for radio receivers with synthesizers |
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DE19712115654 DE2115654C3 (en) | 1971-03-31 | High-frequency preselection device for radio receivers with synthesizers |
Publications (3)
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DE2115654A1 DE2115654A1 (en) | 1972-10-12 |
DE2115654B2 DE2115654B2 (en) | 1977-04-28 |
DE2115654C3 true DE2115654C3 (en) | 1977-12-29 |
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