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SchaltunEsanordnung zur automatischen Sendersuche bei Geräten der
Nachrichtentechnik mit Eapazitätsdioden-Abstimmung (Zusatzaniiieldun zur Patentanmeldung
P 20 38 694.1) Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen
Sendersuche bei Nachrichtengeräten, insbesondere Rundfunkempfängern oder dergleichen,
mit Kapazitätsdioden-Abstimmung. Hierbei wird die Abstimmung bekanntlich rein elektronisch
durchgeführt.
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Bei derartigen Abstimm-Einrichtungen wird die Frequenz-Abstimmung
der Hochfrequenzkreise durch Kapazitätsdioden vorgenommen, die in Abhängigkeit von
der angelegten Spannung ihre Kapazität ändern, wobei mit steigender Spannung die
Kapazität abnimmt, so daß die Frequenz zunimmt. Die Frequenz ist also eine Funktion
der angelegten Spannung, und man kann also mit einer entsprechenden Spannung die
Sperrschicht-Kapazität- der AbstimE-Dioden steuern. Wird diese Spannung an einem
Spannungsteiler abgegriffen, so kann die Spannung durch Andern des Spannungsteiler-Verhältnisses
vergrößert oder verkleinert werden. Die Festsender- und kontinuierliche Abstimmung
erfolgt nach diesem Prinzip. Würde das Potentiometer durch einen Motor mit entsprechender
Steuerung eingestellt werden, hätte man eine Suchlaufschaltung mit Motorantrieb.
Demgegenüber werden bei der erfindungsgemäßen Schaltung keine mechanischen Elemente
zur Sendersuche benutzt, sondern es wird eine rein elektronische Einrichtung benutzt,
die mit der Steuerung einer Kondensatorspannung arbeitet.
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Es ist bereits eine Schaltungsanordnung bekannt (vergleiche die Zeitschrift
FUNKTECHNIK, 1963, Seiten 827/828) die ebenfalls eine elektronische Suchlaufschaltung
darstellt.
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Die Art der Steuerung der vorliegenden erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
weicht jedoch erheblich von der bekannten Schaltung ab. So läuft bei der bekannten
Schaltung der Abstimnivorgang von der niedrigen zur hohen Frequenz und springt dann
nach Erreichen der Endfrequenz wieder auf die niedrige Frequenz zurück.
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Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Hauptpatentanmeldung P 20 38
694.1 kann jedoch der Suchlauf von niedrigen auf hohe Frequenzen vorgenommen werden
und dann beliebig von wieder erreichten Station wieder auf niedrige Frequenzen zurückgesteuert
werden. Man braucht also nie auf die ursprüngliche niedrigste Frequenz zurückzugehen.
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Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen
Sendersuche bei Nachrichtengeräten mit Kapazitätsdioden-Abstimmung, bei der die
Abstimmspannung für die Kapazitätsdioden analog in Abhängigkeit von der Ladung eines
Kondensators, die von der Differenzspannung des Demodulator-Ausgangs beeinflußt
wird, gesteuert wird, und für den Suchlauf durch'Auf- bzw. Entladen dieses Kondensators
über Halbleiter-Stromgeneratoren gewonnen wird und dieser Lade- bzw. Entladevorgang
über einen symmetrischen Verstärker einen weiteren Verstärker steuert, der wiederum
in an sich bekannter Weise von der Differenzspannung des Demodulator-Ausgangs geregelt
wird.
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Die Schaltungsanordnung gemäß vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Schaltung gemäß dem Hauptpatent zusätzlich zur Festsenderstufe und zum
Sendersuchlauf-Schaltungsteil ein elektronischer Umschalter mit
Schalttransistoren
zur Umschaltung von elektronischem Suchlauf auf Festsender-Wiedergabe und umgekehrt
sowie eine Suchlauf-Vorbereitungsstufe vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Abbildungen dargestellten
Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung in ihren besonderen Merkmalen und
Einzelheiten näher erläutert. Darin zeigen Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau und Fig.
2 ein praktisch ausgeführtes Schaltungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
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Fig. 1 läßt erkennen, daß der Schaltungsaufbau sich aus vier Schaltungsteilen
zusammensetzt und zwar: Festsenderstufe 1, Elektronischer Umschalter 2, Suchlauf-Vorbereitungsstufe
3 und Suchlaufstufe 4. Die Festsenderstufe 1 enthält als Hauptbestandteil das Abstimmaggregat
(Preomat) 5 mit sechs Drucktasten DT1 bis DT6. Der gemeinsame Fußpunkt 6 des Abstimmaggregats
ist über den Transistor T1 mit Masse verbunden. Der Kopfpunkt 7 liegt über Diode
D1 und die Stromkonstantquelle 8 an der Betriebsspannung. Der Transistor T3 schließt
diese Betriebsspannung für das Abstimmaggregat kurz, wobei die Stromkonstantquelle
8 verhindert, daß der Kurzschlußstrom in diesem Transistor T3 zu groß wird. Dieser
Transistor T3 wird andererseits vom elektronischen Umschalter 2 her angesteuert.
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Dieser elektronische Umschalter 2 besteht aus einer-bistabilen Transistorstufe
(Flip-Flop) mit den Transistoren T8 und Tag. Diese Kippstufe wird wechselseitig
durch die Schaltwippe SW bzw. den Wischkontakt W in eine der beiden Kippzustände
versetzt. DerWischkontakt W wird immer bei Betätigung einer der Festsendertasten
kurzzeitig eingeschaltet, so daß bei Festsender-Wiedergabe der Transistor T8 gesperrt
und der Transistor T9 leitend ist. Ein Umkippen in den anderen Kippzustand ist erst
durch Betätigen der Schaltwippe SW, welche zum Auslösen- des Sendersuchlaufs dient,
möglich. Dabei wird Transistor T9 gesperrt und Transistor T8
leitend
gemacht.-In diesemZustand ist die Suchlaufphase eingeleitet, wobei äe nach Betätigungsrichtung
der Schaltwippe SW der Suchlaufvorgang in Richtung hoher oder niedriger Frequenzen
abläuft, beginnend beim jeweils zuletzt eingestellten Festsender, da die Suchlauf-Vorbereitungsstufe
3 während der Festsender-Wiedergabe die Suchlaufstufe 4 auf die gleiche Frequenz
des eingestellten und gerade wiedergegebenen Festsender-abgestimmt hat.
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Hierzu muß die Suchlauf;-Vorbereitungsstufe 3 den Abstimmkondensator
C1 in der Suchlaufstufe 4 auf den gleichen Wert aufladen, der am gedrückten Fe-stsender
für die Abstimmdioden abgenommen wurde. Diese Suchlauf-Vorbereitungsstufe 3 besteht
aus dem zweistufigen Spannungsfolger mit den Transistoren T4 und T5, welche über
zwei Stromkonstantquellen 9 und 10 mit der Betriebsspannung bzw. Masse verbunden
sind. Der Schalttransistor T10 dient dazu, bei Suchlaufwiedergabe die Suchlauf-Vorbereitungsstufe
3 durch Kurzschluß der Betriebs spannung für die Spannungsfolger T4 und T5 außer
Betrieb zu setzen, und wird vom elektronischen Umschalter 2 angesteuert.
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Der separat dargestellte Transistor T11 verhindert, daß der Suchlaufkondensator
C1 die Suchlauf-Vorbereitungsstufe 3 bei der Suchlaufvorbereitung belastet. T11
ist in diesem Falle also gesperrt.
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Das vierte Bauteil der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung
ist die Suchlaufstufe 4. Diese arbeitet prinzipiell ebenso wie in der entsprechenden
Schaltungsanordnung geiE der Hauptpatentanmeldung, und zwar derart, daß sie einen
durch die Schaltwippe SW eingeleiteten Suchlaufvorgang ausführt, indem sie den eingeleiteten
Suchlaufvorgang mittels des symmetrischen Operationsverstärkers V bis zum eintreffen
eines Senders fortsetzt, welcher am Demodulator-Ausgang eine Spannung erzeugt, die
die
Suchlaufstufe über- die Transistoren T12 und T13 so beeinflußt, daß der Suchlaufvorgang
unterbrochen wird und die Ladespannung des Kondensators CI ZU den für den eingefangenen
Sender exakten Wert ausregelt. Die Ausregelung wird zusätzlich bei 'XNur-Stereo"SuchlauSbetrieb"
eingeleitet durch Öffnen des Schalters 51 mittels des GransistorsT14 und der Diode
D17 vom Pilotausgang des Stereopilotausgangs herX und zwar in der Weise beeinflußtg
daß bei Fehlen einer Pilotfrequenz der Transistor T14 geöffnet ist, wodurch verhindert
wird9 daß die Demodulator-Ausgangsspannung eine Regelwirkung zum Festhalten eines
Senders ausführen kann. Der Stere6sender-Suchlauf kommt erst dann zum Stehen, wenn
eine Pilotfrequenz eine Richtspannung am Decoder erzeugt, die den Transistor T14
sperrt, so daß der Ausregelvorgang in der bereits beschriebenen Form ablaufen kann.
Die Stromkonstantquellen 11 und 12 sorgen beim Suchlaufvorgang für einen zeitlinearen
Ablauf der Suchlaufspannung beim Vor- bzw. Rücklauf des Sendersuchlaufs.
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Die in Fig. 1 dargestellte prinzipielle Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung gestattet abweichend vom üblichen Stand der Technik für elektronischen
Sendersuchlauf folgende unterschiedliche Betriebsarten: a) Senderwahl mit Hilfe
des Festsenderspeichers 5 bzw. kontinuierliche Abstimmung von Hand.
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b) Elektronischer Sendersuchlauf durch Betätigen der Kontaktwippe
SW, wobei zugleich die Suchlaufrichtung vorgegeben werden kann. Beim Betätigen dieses
Suchlaufschalters wird automatisch von der Handabstimmung auf den elektronischen
Suchlauf umgeschaltet.
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c) Soll wieder Handbetrieb erfolgen, ist lediglich eine der Festsendertasten
des Festseiderspeichers 5 zu betätigen.
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d) Beim Erreichen der Endfrequenz schaltet sicUiWe 1 1 Suchlaufrichtung
automatisch um. In beiden Richtungen dauert dabei der Suchzyklus ca. 10 Sekunden.
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e) Wird der Stereo-Umschalter S1 betätigt, fängt der Suchlauf ausschließlich
Stereosender ein.
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Bemerkenswert ist bei dieser Schaltungsanordnung, daß beim Umschalten
von Handabstimmung auf Suchlaufautomatik der Suchlauf stets beim zuletzt eingestellten
Festsender beginnt. Nachdem Einschalten des Gerätes wird ferner stets der am-Festsenderspeicher
5 vorgewählte Sender zu hören sein, unabhängig davon, ob der zuletzt gehörte Sender
durch Handabstimmung oder durch den Sendersuchlauf eingestellt wurde.
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In Fig. 2 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel für die Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung dargestellt.
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Bei Wiedergabe eines im Festsenderspeicher 5 gespeicherten Senders
durch Drücken einer der Drucktasten DTI bis DTG wird mittels des die Schalttransistoren
T8 und T9 enthaltenden elektronischen Umschalters der Transistor T3 gesperrt und
damit der Transistor TI leitend. Dieser Zustand wird dadurch erreicht, daß mittels
des Wisch-Schalters W, der kurzzeitig bei Betätigung einer der Drucktasten geschlossen
wird, die Basis des Transistors T8 an Masse gelegt wird, dadurch gesperrt wird und
der Transistor T9 leitend gemacht wird, was wiederum zur Folge hat, daß Transistor
T3 gesperrt wird und dementsprechend Transistor TI leitend wird. Die Diodenabstimmspannung
UA wird von dem Schleifer abgegriffen, der zur jeweils gedrückten Festsendertaste
gehört. Somit ist also die Festsender-Wiedergabe gewährleistet.
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Suchiauf-Vorbereituns stufe Bei der vorstehend beschriebenen Festsendcr-Siiedergab
wird gleichzeitig der Suchlaufkondensator CI auf die gleiche Spannung UA aufgeladen,
die an den Abstimmdioden
liegt, so daß beim Umschalten auf Suchlauf
diesert zimmer beim zuletzt gehörten Festsender zu suchen beginnt.
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Hierzu bedarf es einer besonderen Regelschaltung, der sogenannten
Suchlaufvorbereitung. In dieser Suchlauf-Vorbereitungsstufe mißt ein aus den Transistoren
T4 und T5 bestehender Spannungsfolger die jeweilige Abstimm-Diodenspannung und gibt
sie an den Kondensator C1 weiter.
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Die Basis des Transistor T4 liegt direkt- an der Spannung UA, während
der Emitter von T4 über die Diode D5 mit der Basis des ransistom T5 verbunden ist.
Der Emitter von T5 ist über die Diode DG mit dem Kondensator C1 verbunden. Diese
Dioden D5 und D6 dienen lediglich zur Erhöhung der Basis-Emitter-Durchbruchsspannung
der Transistoren T4 und T5.
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Ist diese UBE-Spannung und die Flußspannung von D5 gleich der Ug-Spannung
von T5 und der Diodenspannung D6, so wird die Kondensatorspannung C1 gleich der
Abstimmspannung UA sein. Der Regelvorgang in der Suchlauf-Vorbereitungsstufe erfolgt
folgendermaßen: Ausgehend davon, daß z.B. der Kondensator C1 auf 3 V aufgeladen
war und durch Umschalten am Festsenderspeicher 5 auf 5 V aufgeladen werden soll,
muß die schaltung also einen positiven Ladestrom in den Kondensator C1 fließen lassen.
Die Basis von T4 und somit auch die Basis von T5 werden ebenfalls positiver, was
bewirkt, daß der Emitter von T5 ebenfalls positiver wird. Es fließt also über die
Kollektor-lGmitter-Strecke von T5 ein positiver Ladestrom in den Kondensator C1.
Damit dieser Ladestrom nicht beliebig groß werden kann, wird der Transistor T5 über
eine Stromkonstantquelle, bestehend aus Transistor T6, Widerstand R3, Dioden D7
und D8 und Widerstand R4, mit einem begrenzten Strom versorgt. Es wird also bei
voll geöffnetem Transistor T5 nur derjenige Strom fließen, der durch die Stromkonstantquelle
vorgegeben wurde. In dem vorliegenden Ausfiihrungsbeispiel wurde ein strom von 10
mA gewählt. Von diesen 10 mA fließen 5 mA in den Kondensator C1, während die restlichen
5 mA
über die andere Stromkonstantquelle (Stromgenerator), bestehend
aus Transistor T7, den Dioden D9 und D10 und den Widerständen R5, R6, R7, abfließen.
Der Ladestrom von 5 mA für den Kondensator C1 ist zehnmal so hoch wie der Ladestrom
beim eigentlichen Suchvorgang, der 0,5 mA beträgt. Hierdurch erreicht man, daß der
Suchlauf-Vorbereitungsvorgang zehnmal schneller abläuft als der Suchlauf-Vorgang
selbst.
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Hat sich der Kondensator CI auf die angenommenen 5 V aufgeladen, beginnt
der Transistor T5 so weit zu sperren, daß nur noch die 5 mA durch den Stromgenerator
T7 fließen und der Ladestrom durch den Kondensator C1 somit gegen Null geht.
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Der Entladevorgang des Kondensators CI, eingeleitet durch Drücken
einer der Drucktasten DTI bis DT6, was z.B. 3 V Abstimmspannung ergibt, läuft wie
folgt ab. Der Kondensator C1 soll z.B. auf 5 V aufgeladen sein, was bedeutet, daß
er sich auf 3 V entladen muß. Die Basis von T4 geht von 5 V auf 3 V, der Emitter
von T4 und damit auch die Basis von T5 werden ebenfalls negativer, was bedeutet,
daß der Transistor T5 in den Sperrzustand übergeht. Es wird also kein Ladestrom
über den Transistor T6 zufließen können, im Gegenteil, der Kondensator C1 entlädt
sich über den Stromgenerator T7. Dieser Stromgenerator T7 begrenzt,wie schon gesagt,den
Strom auf 5 mA, somit beträgt der Entladestrom ebenso wie der Ladestrom 5 mA. Dieser
Entladevorgang läuft so lange ab, bis der Kondensator sich auf die gleiche Spannung
aufgeladen hat, wie an der Basis von T4 vorgegeben wurde, denn dann beginnt der
Transistor T5 wieder zu öffnen,-d.h. er wird leitend, und läßt über den Transistor
T7 wieder den gleichen Strom von 5 mA fließen.
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Elektronischer Umschalter Der elektronische Umschalter, in Fig. 1
mit 2 bezeichnet, besteht aus der mit den Transistoren T8 und T9 ausgerusteten Flip-Flop-Stufe.
Diese stellt eine bistabile Kippstufe dar und wird an der einen Basis durch einen
Wischkontakt W,
der sich am Abstimmaggregat 5 befindet, beim Drücken
einer der Drucktasten DTI bis DT6 ausgelöst, was zur Folge hat, daß der Transistor
T8 in den Sperrzustand übergeht, während der Transistor T9 durchgesteuert wird.
Alle Schalttransistoren, die vom Kollektor des Transistors T9 angesteuert werden,
sind somit gesperrt, während die Schalttransistoren, die vom Kollektor des Transistors
T8 angesteuert werden, geöffnet sind. Bei Festsender-Wiedergabe sind also die Transistoren
T3 und In10, deren Basen mit dem Kollektor des Transistors T9 verbunden sind, gesperrt,
während der Schalttransistor 11 durchgesteuert ist. Letzterer verhindert, daß der
Kondensator C1 die Abstimmspannung belastet.
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Beim Betätigen des Suchlauf-Wippschalters SW wird der Transistor T9
kurzzeitig gesperrt, die Flip-Flop-Stufe T8, T9 kippt in die andere Richtung und
somit werden nun alle Schalttransistoren, die vom Kellektor des Transistors T9 angesteuert
werden, durchgeschaltet. Während 111, der mit dem Kollektor von T8 verbunden ist,
in den Sperrzustand übergeht, ist T3 geöffnet; die Betriebsspannung wird für das
Abstimmaggregat kurzgeschlossen, der Transistor TI wird gleichzeitig gesperrt. Das
Abstimmaggregat 5 liegt somit an seinem Fußpunkt hochohmig an Masse und die Diode
D1 sorgt dafür, daß der Kopfpunkt des Abstimmaggregats ebenfalls hochohmig wird,
da sie in Sperr-Richtung betrieben wird. Wenn T3 nach Masse durchgesteuert wird,
verhindert die Stromkonstantschaltung, bestehend aus Transistor T2 und Dioden D2
bis D4 sowie den Widerständen R1 und R2, ein übermäßiges Ansteigen des Stromes.
Transistor T10 wird ebenfalls nach Masse durchgesteuert. Die Stromkonstantschaltung
mit dem Transistor TG verhindert ebenfalls ein übermäßiges Ansteigen des Stromes
beim Kurzschluß. Die Basisspannung von T7 geht gegen Masse, was zur-Folge hat, daß
T7 gesperrt wird. Die eigentliche Suchlaufspannung, die am Kondensator C1 abgegriffen
wird, kann also nicht über T7 belastet werden und auch nicht über D6, da letztere
Diode
ebenfalls in Sperr-Richtung in diesem Betriebszustand betrieben wird. Die Suchlaufspannung
am Kondensator C1 gelangt über die Widerstände R8 und R9 an die Abstimmdiden und
bewirkt dort eine entsprechende Abstimmung.
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Suchlaufstufe Die Suchlaufstufe, die in Fig. 1 als Bauteil 4 bezeichnet
ist, arbeitet ebenso wie in der zugehörigen Hauptpatentanmeldung beschrieben. Lediglich
das Ausregeln eines eingefangenen Senders geschieht hier über eine Spannungsfolger~
Schaltung, bestehend aus dem pnp-Transistor T12 und dem npn-Transistor T13. flat
die am Rande der Zeichnung angedeutete S-Kurve der Demodulatorspannung den angegebenen
Verlauf an der Basis von T12, so wird auch die gleiche Spannung an der Basis von
T13 erscheinen; sie ist lediglich um die Basis-Emitter-Spannung UBE des Transistors
T12 nach Plus hin angehoben. Der Transistor T13 verlangt im ausgeregelten Zustand
eine Basisspannung, die der Basis-Emitter-Spannung UBE von T12 entspricht, wenn
man voraussetzt, daß die Basis-Emitter-Schwellspannung der Transistrren T12 und
T13 gleich groß ist.
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Suchlauf nur für Stereo Im Unterschied zur Schaltunganordnung gemäß
der Hauptanmeldung wird im vorliegenden Falle die Umschaltung auf "Nur-Stereo-Sendersuchlauf"
durch den Transistor T14 beeinflußt. Der Schalter S1 ist bei Stereo-Suchlauf geöffnet,
wie dies durch den Pfeil angedeutet ist, da an der Basis von T14 ein Gleichspannungssignal
vom Pilot ausgang des Stereo-Decoders eingespeist wird, das bei Nic:ht-Vorhandensein
eines Stereosenders einen positiven Betrag hat, der den Transistor T14 öffnet, der
wiederum die Basis des Transistors T13 über seine durchgeschaltete Kollektor Emitter-Strecke
mit der Anodenseite von D11 verbindet.
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An der Diode DII liegt eine Spannung von ca. 0,7 VS die verhindert,
daß der Transistor T11 einen Sender zum Einfangen ausregeln kann, da die vom Diskriminator
kommende
Regelspannung nicht mehr über den Widerstand R10 die Basis
von T13 beeinflussen kann. Der Suchlauf kommt erst dann zum Stehen, wenn ein Stereosender
den Pilotausgang im Stereo-Decoder gegen Masse durchsteuert, was wiederum bewirkt,
daß der Transistor T14 gesperrt wird, wodurch die Regelspannung vom Diskriminator
nun über den Transistor T12 und den Widerstand R10 die Basis von T13 so beeinflussen
kann, daß der eingefangene Sender exakt ausgeregelt wird.
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Zusammenfassend wird festgestellt, daß der angegebene Vorteil der
Schaltungsanordnung gemäß der Hauptpatent anmeldung bei der Schaltungsanordnung
gemäß der vorliegenden ¢Erfindung erhalten bleibt und darüberhinaus durch die zusätzliche
Verwendung der Suchlauf-Vorbereitungsstufe erreicht wird, daß der Suchlauf sofort
dort weiterzusuchen beginnt, wo die Festsenderstufe (Preomat) zuletzt gestanden
hat, während bei der Schaltungsanord nung gemäß der Hauptpatentanmeldung der Suchlauf
vom hohen Empfangsfrequenz-Bereichsende abwärts zu suchen beginnt. Es ist also.
durch vorliegende Erfindung möglich, mit Hilfe der Festsendertasten praktisch unverzögert
von einem Skalenende zum anderen zu springen. Des weiteren wird durch den elektronischen
Umschalter (Flip-Flop-Stufe), der beim Einschalten des Geräts immer mit demjenigen
Schaltzustand beginnt, der für die Festsender-Wiedergabe notwendig ist, bewirkt,
daß immer der zuletzt eingeschaltete Festsender sofort wiedergegeben wird.