DE2250724A1

DE2250724A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR LIMITING THE HOLDING RANGE IN RECEIVERS WITH A CHAINED CIRCUIT

Info

Publication number: DE2250724A1
Application number: DE2250724A
Authority: DE
Inventors: Hans-Karl Basner; Dietrich Dipl Ing Neske
Original assignee: ZENTRALLABORATORIUM RUNDFUNK
Current assignee: ZENTRALLABORATORIUM RUNDFUNK
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1972-10-16
Publication date: 1973-10-18
Also published as: DD95036A1

Description

Schaltungsanordnung zur Einschränkung des Haltebereiches bei Empfängern mit phasenverkettetem Kreis Die Erfindung betrifft die Einschränkung des Haltebereiches bei Empfängern mit phasenverkettetem Kreis (Phase -Lock Loop : PLL).Circuit arrangement for restricting the holding area at receivers with phase-linked circuit The invention relates to the restriction of the holding area for receivers with a phase-locked loop (phase-lock loop: PLL).

Ein phasenverketteter Kreis besteht im allgemeinen aus einer Phasenvergleichsschaltung, einem ateuerbaren 0szillator, einem Filter und einem Verstärker. In der Phasenvergleichsschaltung wird das Eingangssignal mit dem Signal des steuerbaren Oszillators verglichen. Das Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung, das eine der Phasendifferenz zwischen beiden Signalen entsprechende Gleichkomponente enthält, durchläuft in der Regel ein Filter und einen Gleichspannungsverstärker und wird als Stellgröße dem steuerbareaOszillator zugeführt (WP 60 580).A phase-linked circuit generally consists of a phase comparison circuit, an controllable oscillator, a filter and an amplifier. In the phase comparison circuit the input signal is compared with the signal of the controllable oscillator. That Output signal of the phase comparison circuit which is one of the phase difference between contains the same component corresponding to both signals, usually passes through a filter and a DC voltage amplifier and is used as a manipulated variable for the controllable oscillator supplied (WP 60 580).

Phasenverkettete Kreise können sur Trägerregenerierung bei der AM-Demodulation mit Trägerzusatz und als FM-Demodulator (PLD) benutzt werden.Phase-locked circles can be used for carrier regeneration in AM demodulation can be used with a carrier and as an FM demodulator (PLD).

Pang- und Haltebereich sind bei phasenverketteten Kreigen sehr vom Pegel des Eingangssignals abhängig. Das führt pegelabhängig zu sehr unterschiedlichen Empfangseigenschaften. Starke Sender werden weit Uber die skala mitgezogen und schwache Sender dabei unter Umständen Uberdreht oder übersprungen.The pang and hold areas are very different from the phase-chained circuit Level of the input signal dependent. Depending on the level, this leads to very different ones Reception properties. Strong stations are dragged far above the scale and weak ones The station may be overturned or skipped.

Der Fangbereich ist vom Pegel des Eingangsaignais, von der Verstärkung des Kreises und vom Frequenzgang abhängig. Er kann innerhalb der durch andere Forderungen vorgegebenen Grenzen durch geeignete Formung des Frequenzganges beeinflußt werden.The capture range is from the level of the input signal, from the gain of the circle and the frequency response. He can be within the by other demands predetermined limits can be influenced by suitable shaping of the frequency response.

Der Haltebereich hängt dagegen ausschließlich vom Pegel des Eingangssignals und von der Gleichspannungsverstärkung des Kreises, die meistens durch Empfindlichkeitsforderungen vorgegeben ist, ab. Empfindliche phaenverkettete Kreise, also Kreise, die bereits bei sehr kleinen Eingangsspannungen arbeiten können, benötigen häufig nur eine geringe Vorverstärkung, sie museen deshalb aber einen großen Pegelumfang verarbeiten.The hold range, on the other hand, depends solely on the level of the input signal and the DC voltage amplification of the circuit, which is mostly due to sensitivity requirements is given, from. Sensitive phase-linked circles, i.e. circles that are already can work with very small input voltages, often only need a low one Preamplification, but therefore they process a large range of levels.

Die Pegelabhängigkeit von Fang- und Ilaltebereich kann durch Selektionsmittel vor dem phasenverketteten Kreis, die fur ein rasches Absinken des Pegels beiderseits der Resonanzfrequenz sorgen, eingeschränkt werden. Da der phasenverkettete Kreis selbst selektive Eigenschaften besitzt, werden Jedoch in der Regel nur breitbandige Selektionsmittel vor dem phasenverketteten Kreis verwendet, so daß die Pegelabhängigkeit von Fang- und Haltebereich nur in unzureichend am Maße eingeschränkt wird.The level dependency of the capture and Ilaltbereich can be determined by selection means in front of the phase-linked circle, the for a rapid sinking of the Levels on both sides of the resonance frequency. Since the phase-linked Circle itself has selective properties, but are usually only broadband Selection means used in front of the phase-linked circuit, so that the level dependency of the catching and holding area is only insufficiently restricted in terms of size.

Zur Einschränkung des Haltebereiches bei phasenverketteten Kreisen ist es weiterhin bekannt, die Stelispannung fur den Oszillator durch ein nichtlineares Glied auf einen gegebenenfalls einstellbaren Maximalwert zu beschränken. Diese Anordnungen arbeiten bei kleinen Verstimmungen linear und mit der dem Jeweiligen Kreis eigenen hohen Verstärkun'g.Wird Jedoch ein vorgegebener Nachstimmbereich überschritten, so steht durch Begrenzung der Stellspannunag nicht mehr die zur Nachstimmung erforderliche Spannung am Oszillator zur Verfügung. Die ser Vorgang ist mit einer pegeiabhangigen Verminderung der Verstärkung gleichzusetzen. Die Phasendifferenz zwischein dem Eingangssignal und dem Signal des steuerbaren Oszillators überschreitet rasch den zulässigen Höchstwert, und der Kreis wird entkettet (Camenzind, II. R.; Grebene, A. B. "Phase locking: integrated tuned circuits made easy", Electronics . 42, 1969 tr. 9, S. 94- 98);.To limit the holding range in the case of phase-linked circles it is also known that the control voltage for the oscillator by a non-linear Limiting the link to a possibly adjustable maximum value. These arrangements work linearly with small upsets and with that of the respective circle high gain. However, if a specified retuning range is exceeded, so by limiting the control voltage there is no longer the one required for re-adjustment Voltage available at the oscillator. This process is dependent on level To equate to a reduction in gain. The phase difference between the input signal and the signal of the controllable oscillator quickly exceeds the maximum permissible value, and the circle is unbound (Camenzind, II. R .; Grebene, A. B. "Phase locking: integrated tuned circuits made easy ", Electronics. 42, 1969 tr. 9, pp. 94-98) ;.

Die Beschränkung des Aussteuerbereiches kann sich Jedoch sehr nachteilig auf die Selektionseigenschaften des Kreises auswirken. In der Phasenvergleichsschaltung wird ein gemeinsam mit einem Nutzsignal am phäsenverketteten Kreis anliegendes Störsignal mit dem Oszillatorsignal gemischt.However, the limitation of the dynamic range can be very disadvantageous affect the selection properties of the circle. In the phase comparison circuit becomes an interference signal present on the phase-linked circuit together with a useful signal mixed with the oscillator signal.

Da das Oszillatorsignal bei eingerastetem Kreis die gleiche Frequenz wie das Nutzsignal hat, erscheint das StUrsignal am Ausgang der Phasenvergleichsschaltung mit der Frequenzdifferenz zwischen Nutz- und Störsignal. Liegt diese Frequenz genügend weit vom Nutzbereich des Bas bandes entfernt, so können bei linearer Arbeitsweise des Kreises im Nutzbereich zwar keine Störungen auftreten; wird das Störsignal Jedoch begrenzt, so können Gleichspannungsanteile entstehen, die den Oszillator aus seinem Arbeitspunkt schieben. Bei amplitudenmodulierten Störsignalen können weiterhin Demodulationsprodukte entstehen, die in den Nutzbereich des Basisbandes fallen. Frequenzmodulierte Störsignale können in den Filtern des Kreises amplitudenmodulierte Anteile erhalten und dann ebenfalls zu Störungen im Nutzbereich des Basis bandes fUhren. Man wird deshalb stets einen großen Aussteuerbereich anstreben, weil eine Einschränkung des Aussteuerbereiches zur Verschlechterung der Selektionseigenschaften Bohrt.Because the oscillator signal has the same frequency when the circle is locked as has the useful signal, the StUrsignal appears at the output of the phase comparison circuit with the frequency difference between useful and interference signal. If this frequency is sufficient far away from the useful range of the baseband, so with linear operation of the circle in the usable area, although no interference occurs; However, the interfering signal will limited, so DC voltage components can arise that the oscillator from his Shift operating point. In the case of amplitude-modulated interference signals, demodulation products can continue arise that fall within the useful range of the baseband. Frequency-modulated interference signals can receive amplitude-modulated components in the filters of the circle and then also lead to interference in the usable area of the baseband. One will therefore always aim for a large dynamic range, because a limitation of the dynamic range to worsen the selection properties.

Die Aufteilung des flbertragungsweges durch einen Tiefpaß und einen Hochpaß in zwei parallele Wege, von denen nur der tieferfrequente Kanal eine Begrenzung des Aussteuerbereiches erfährt, ist nur unvollkommen möglich, da innerhalb des phasenverketteten Regelkreis es unter allen Umständen das Auftreten eines Alipasses vermieden werr den muß. Dieser würde nämlich zur Instabilität des Kreises fuhren.The division of the transmission path through a low pass and a High pass in two parallel paths, of which only the lower frequency channel is a limitation of the dynamic range is only partially possible because it is within the phase-linked Control loop, the occurrence of an alipass was avoided under all circumstances the must. This would namely lead to the instability of the circle.

Es wird bezweckt, den Anwendungsbereich des phas erketteten Kreises durch verbesserte Eigenschaften bei der Trennung starker und schwacher benachbarter Sender zu erweitern0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Pegelabhängigkeit des Haltebereiches ohne Beeinträchtigung der Selektion des phasenverketteten Kreises einzuschränken0 Die ßinschränkung des Haltebereiches wird bei Empfängern mit phasenverkettetem Kreis erfind-ungsgemäß dadurch erreicht, daß der Steueranschluß von vor dem phasenverketteten Kreis liegenden Mitteln, die bei Ansteuerung das Eingangssignal stark dämpfen, mit dem Ausgang eines außerhalb des Kreises liegenden Diskriminators, der bei Überschreiten eines vorgegebenen Nachsteuerbereiches anspricht-, verbunden ist.The purpose is to extend the scope of the phas-linked circle through improved properties when separating strong and weak neighboring ones Sender to expand0 The invention is based on the object of the level dependency of the holding area without affecting the selection of the phase-linked circuit Restrict 0 The restriction of the hold area is for receivers with phase-linked Circle according to the invention achieved in that the control connection from before the phase-linked Circular means that strongly attenuate the input signal when activated the output of a discriminator lying outside the circle, which when exceeded responds to a predetermined adjustment range, is connected.

Durch die starke Dämpfung des Eingangssignals beim Überschreiten eines bestimmten Nachsteuerbereiches kann die Fhasenvergleichsschaltung nicht mehr die zur Nachsteuerung des Oszillators erforderliche Spannung zur Verfügung stellen, und der Kreis wird vom Eingangssignal entkettet.Due to the strong attenuation of the input signal when a specific adjustment range, the phase comparison circuit can no longer the provide the voltage required to readjust the oscillator, and the circuit is de-chained from the input signal.

Nach der Entkettung wird die starke Dämpfung des Eingangssignals wieder aufgehoben, da der Diskriminator keine Steuerspannung mehr liefert.After the chain is disconnected, the strong attenuation of the input signal is restored canceled because the discriminator no longer supplies control voltage.

Als Diskriminator kann eine Grenzwertschaltung verwendet werden, der die Nachsteuerspannung am Oszillator zugeführt wird und die bei Uberschreitung eines Maximalpegeis und bei Unterschreitung eines Minimalpegeis anspricht. Maximal- und Minimalpegel liegen im allgemeinen symmetrisch zu einem Normalpegel, der am Oszillator bei genauer Abetimv mung auf das Eingangssignal oder ohne Eingangesignal anliegt. Die Spannungsdifferenzen zwischen dem Normalpegel und den Ansprechwerten können mit Hilfe der Stellsteilheit des Oszillators unmittelbar in den Nachsteuerbereich umv gerechnet werden. Bei Empfängern, die Mittel zur Stummabstimmung besitzen, ist es vorteilhaft, diese Mittel ebenfalls von dem beschriebenen Diskriminator zu steuern.A limit value circuit can be used as a discriminator the readjustment voltage is fed to the oscillator and when one is exceeded Maximum level and when falling below a minimum level responds. Maximum and Minimum levels are generally symmetrical to a normal level, that of the oscillator if there is a precise adjustment to the input signal or without an input signal. The voltage differences between the normal level and the response values can with the help of the setting gradient of the oscillator directly into the readjustment range can be converted. For recipients who have the means for mute voting, is it is advantageous to also control these means by the discriminator described.

Der Diskriminator kann aber auch nach anderen Prinzipien arbeiten. So kann z. B. ein Eichkreis benutzt werden, auf den die Eingangsapannung oder die Oszillatorspannung gegeben wird.However, the discriminator can also work according to other principles. So z. B. a calibration circuit to which the input voltage or the Oscillator voltage is given.

Zur Dämpfung der Eingangsspannung kann ein Spannung teiler benutzt werden, der antiparallel geschaltete Dioden oder Feldeffekttransistoren enthält. Man kann die Dämpfung aber auch durch Sperrung einer oder mehrerer Stufen vor dem phasenverketteten Kreis erreichen Erfolgt die Entkettung noch innerhalb des Fangbereiches, so besteht die Gefahr, daß der Kreis sofort wieder einrastet. Die Folge ist eine ständige Ent- und Verkettung0 Durch geeignete Formung des Frequenz gang es des phasenverketteten Kreises muß deshalb fur einen moglichst kleinen Fangbereich gesorgt werden. Weiterhin soll der Nachstellbereich stets etwas gröBer als der Fangbereich eingestellt werden.A voltage divider can be used to attenuate the input voltage containing diodes or field effect transistors connected in anti-parallel. You can also reduce the attenuation by blocking one or more stages in front of the Achieve a phase-chained circuit If the chaining is still within the capture range, there is a risk that the circle will snap back into place immediately. The consequence is one Constant disconnection and concatenation 0 By suitable shaping of the frequency response of the phase-chained Circle must therefore be provided for as small a capture area as possible. Farther the adjustment range should always be set slightly larger than the capture range.

Zur sicheren Entkettung ist es zweckmäßig, die Aus sung der Dämpfung mit einer Zeitkonatante zu versehen und dazu zwischen dem Ausgang des Diskriminators and dem Steueranschluß der dämpfenden Mittel ein Verzögerungsglied anzuordnen.For safe disconnection, it is advisable to remove the attenuation from the solution to be provided with a time constant and to this between the output of the discriminator to arrange a delay element at the control connection of the damping means.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß kein Eingriff in den Kreis erforderlich ist. Die Selektion des Kreises bleibt unverändert. Der Haltebereich wird auf einen vom Pegel des Eingangssignals unabhängigen Wert begrenzt. Der Entkettungsvorgang ist wegen der starken Dämpfung des Eingangssignals nur mit wenig Störgeräuschen verbunden.The solution according to the invention has the advantage that no interference in the circle is required. The selection of the circle remains unchanged. The hold range is set to a value that is independent of the level of the input signal limited. The unlinking process is due to the strong attenuation of the input signal associated with little background noise.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines AusfUhrungsbeispiels der Erfindung.Fig. 1 shows the block diagram of an exemplary embodiment of the invention.

Der phasenverkettete Kreis besteht aus einer Phasenvergleichaschaltung 2, einem Kreisfilter 3, einem Verstärker 4 und einem steuerbaren Oszillator 5. Dieser Kreis arbeitet als FM-Demodulstor. Das Demokulationsprodukt wird in einem Verstärker 6 verstärkt und dann einem Lautsprecher zugeführt. Am Ausgang des phasenverketteten Kreises wird außerdem die Gleichspannungskompcnente der Nachstimmspannung abgegriffen und einem Diskriminator 7 zugeftthrt. Dieser gibt eine negative Spannung ab, wenn die Nachstimmspannung ein bestimmtes Inr tervall überschreitet. Die negative Spannung gelangt Aber ein Verzögerungsglied 8 zu einer Eingangsstufe, die als ein das Eingangssignal steuerbar dämpfendes Kittel 1 ausgebildet ist, und wird hier zur Sperrung der tran8istoren benutzt.The phase-linked circuit consists of a phase comparison circuit 2, a circular filter 3, an amplifier 4 and a controllable oscillator 5. This Kreis works as an FM demo gate. The democulation product is in a booster 6 amplified and then fed to a loudspeaker. At the output of the phase-linked Circuit the DC voltage component of the retuning voltage is also tapped and a discriminator 7 supplied. This emits a negative voltage when the retuning voltage exceeds a certain interval. The negative tension But a delay element 8 arrives at an input stage, which is used as the input signal controllable damping smock 1 is formed, and is used here to block the tran8istors used.

Claims

1) Circuit arrangement for restricting the holding area for receivers with a phase-linked circuit, characterized in that the control connection (9) of in front of the phase-linked circuit (2; 3; 4; 5), with control 8 the Input signal strongly attenuating means (1) with the output (10) of an outside of the circle (2; 3; 4; 5) lying when a predetermined adjustment range is exceeded responsive discriminator (7) is connected.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the discriminator (7) as one when a maximum level is exceeded and when the level falls below it a minimum level in the retuning voltage of the oscilloscope is trained.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that that the discriminator (7) with means to control the mute tuning of the receiver is connected.

4. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that that the input signal attenuating means (1) as controllable, from anti-parallel switched diodes or voltage dividers constructed from field effect transistors are trained.

5. Scarf processing arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that that before the phase-linked circuit (2; 3; 4; 5) arranged amplifier stages simultaneously are designed as controllable, damping means (1).

6. Circuit arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that that between the output (10) of the discriminator (7) and the control connection (9) the damping means (1) a delay element (8) is arranged.