DE2318366A1

DE2318366A1 - Empfang von hochfrequenzsignalen

Info

Publication number: DE2318366A1
Application number: DE2318366A
Authority: DE
Inventors: Trevor Paul Richard Linnecar
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-05-02
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1973-11-22
Also published as: GB1359752A; JPS4942212A; FR2183031A1; US3839676A; FR2183031B1

Description

PHB. 52249. WIJ/Gils/RV.

DipUng^Wkh Hartmann

Alfas ρΤ{Τί_·ζ:?. 9/q
An.ViSidung vom* 11. ^ητΗ 1 1Ω7"

"Empfang von Hochfrequenzsignalen."

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Empfang von Hochfrequenzsignalen. Insbesondere, aber nicht ausschliesslich, bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zum Empfang von superhochfrequenz Fernsehsignalen.

Bei elektrischen Geräten zum Empfang von Signalen ait sehr hohen Frequenzen und insbesondere in Situationen! in denen die Signalstärke gering ist, empfiehlt es sich, vor dea Zuführen des Signals über ein Antennespeisekabel zum Empfänger dieses empfangene Signal zunächst einigermassen zu verstärken. Auf diese Weise vird das Signal-Rauechverhältnis des Signals verbessert gegenüber, wenn das Signal ohne irgendeine Verstärkung unmittelbar von der Antenne über ein Speisekabel dem Empfänger zugeführt wird. Eine derartige Situation, wie obenstehend erwähnt, liegt vor beim Empfang

309847/074S

ORIGINAL

-2- ■ PHB. 32249.

von Fernsehsignalen in Gebieten, wo die Signalstärke des Fernsehsignals gering ist. Um die Kosten möglichst gering zu halten und um die Anzahl verwendeter Kabel zu verringern führt das zweiadrige Antennekabel, das im allgemeinen als Koaxialkabel ausgebildet ist, ausser dem verstärkten Signal vom Masthauptverstärker zum Empfänger auch die Speisung entweder vom Empfänger oder von einer zusätzlichen Einheit zum Masthauptverstärker.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Anordnung zum Empfang von Hochfrequenzsignalen, die Mittel zum Zuführen eines elektrischen Signals auf seiner Trägerfrequenz von einer Antenne, an der das Signal empfangen wird, zu einer Signalverarbeitungsanordnung, ein Zweileiter-Speisekabel, das die Signalverarbeitungsanordnung mit einem elektrischen Empfänger verbindet, Mittel zum Zuführen der elektrischen Signale von der Verarbeitungsanordnung entweder auf der Trägerfrequenz oder auf einer anderen Frequenz, über das Zweileiterspeisekabel zum elektrischen Empfänger und Mittel um im Empfänger eine Speisung für die Signalverarbeitungsanordnung zu erzeugen enthält, wobei die Anordnung durch Mittel zum Erzeugen einer Steuerspannung für die Signalverarbeitungsanordnung im Empfänger, durch

Il

Mittel zum überlagern der Steuerspannung auf der Speisespannung, durch Mittel zum Zuführen der Speisespannung mit der ihr überlagerten Steuerspannung vom Empfänger zum Zweileiterspeisekabel, durch Mittel in der Signalverarbeitungsanordnung zum Trennen der Steuerspannung von der Speisespannung, durch Mittel zum Zuführen der abgetrennten Speisespannung zur Signalverarbeitungsanordnung zum Speisen dieser Anordnung und durch Mittel zum Zuführen der abgetrennten Steuerspannung zur Signalverarbeitungsanordnung zur Steuerung einer

309847/Q745

-3- PHB. 32249-

Funktion der Signalverarbeitungsanordnung gekennzeichnet wird.

Die Erfindung schafft ebenfalls eine Schaltungsanord-

It"

nung zum überlagern der Steuerspannung auf der Speisespannung und ausserdem eine Schaltungsanordnung zum Trennen dieser Spannungen.

Ein Au8führungsbeiapiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die beschriebene Anordnung eignet sich zum Empfang von Fernsehsignalen von einem geostationären Satelliten, wofür die 1971 abgehaltene "World Administrative Radio Conference" den Gebrauch einer Bandbreite von 12 GHz festlegte.

In der Figur ist 1 eine Antenne zum Empfang von superhochfrequenten Fernsehsignalen, welche Antenne über ein Bandpassfilter 2 mit dem Signaleingang 3 einer Mischschaltung 4 verbunden ist. Die Misohschaltung 4 hat zwei weitere Eingänge 5 und 6, wobei der Eingang 5 die Speisung für die Mischschaltung erhält, während der Eingang 6 Schwingungen vom Signalausgang 7 eines Ortsoszillators erhalt. Der Ortsoszillatbr 8 hat zwei Eingänge 9 und 10, wobei der Eingang 9 die Speisung für den Ortsoszillator erhält, während der Eingang 10 eine Steuerspannung zum Abstimmen des Ortsoszillators ^N zugeführt bekommt. Die Ausgangsspannung der Mischschaltung wird einem Ausgang 11 entnommen und über einen Kondensator 12 einer-Leiter einss Zweileiterspeisekabels 13» dessen andere Leiter geerdet ist, zugeführt, wobei das Kabel hier durch ein Koaxialkabel gebildet ist. Eine Drossel 14 ist ebenfalls mit dem Kabel 1-3 verbunden, wobei das andere Ende der Drossel mit der Reihenschaltung aus einem Widerstand 15, einer Spannungsreferenzdiode 16 und einer Gleichrichterdiode 17 verbunden ist, wobei die Dioden 16 und 17 in der dargestell-

309847/0 7Ab

-4- ' PHB. 32249.

ten Richtung gepolt sind, während die Kathode der Diode 17 mit Erde verbunden ist. Die Verbindung der Drossel 14 und des Widerstandes 15 ist über eine weitere Spannungsreferenzdiode 18 mit dem Eingang 10 des Ortsoszillators 8 verbunden, welche Verbindung ebenfalls mit dem Kollektor eines Transistors 19 verbunden ist, dessen Emitter mit den Speiseeingängen 5 und 9 verbunden ist, während die Basis dieses Transistors mit der Verbindung des Widerstandes 15 und der Diode 16 verbunden ist.

Der Innenleiter des Kabels 13 ist an dem Kondensator 12 gegenüberliegenden Ende über einen Kondensator 20 mit dem Eingang 21 eines Zwischenfrequenzverstärkers 22 verbunden, während die Verbindung der Leiter 13 mit- dem Kondensator 20 über eine Drossel 23 mit dem Ausgang 24 einer Addierschaltung 25 verbunden ist. Die Addierschaltung 25 hat zwei Eingänge 26 und 27» wobei der Eingang 26 mit einer Gleichstromspeiseeinheit 28 und der Eingang 27 mit einer Abstimmregeleinheit 29 verbunden ist. Der Ausgang 30 des Zwischenfrequenzverstärkers 22 ist mit dem Eingang 31 einer zusammengestellten Einheit J2 verbunden, die die Funktionen von Demodulation und Verstärkung des demodulierten Signals durchführt. Der Ausgang 33 der Einheit 32 ist mit dem Eingang 34 eines Modulators 35 verbunden, dessen Ausgang 36 mit dem Antenneneingang 37 eines normalen Fernsehempfängers 38 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt. Die Antenne 1 empfängt das 12 GHz Fernsehsignal, das frequenzmoduliert sein kann und über das Bandpassfilter 2 dem Eingang 3 der Miechschaltung 4 zugeführt wird. Zur Spiegelfrequenzunterdrückung ist diese Mischschaltung vorzugsweise eine Spiegelfrequenzunter-

3098A7/074b

-5- PHB. 32249.

drückungamischschaltung vom Typ» wie dieser in "The Microwave Journal" September 196I Seiten 84-87 "Microwave two-phase converters for imagelese receivers" von R.B.Wilds beschrieben, worden ist. Der Eingang 6 der Misohschaltung 4 erhält die Schwingungen vom Ortsoszillator 8, UB ein Zwischenfrequenzsignal mit einer bestimmten Frequenz, die vorzugsweise im Frequenzband von 40-70 MHz liegt, zu erzeugen. Das Signal des Ortsoszillators wird deswegen im 12 GHz-Band liegen und durch einen Masseneffekt-Laufzeitoszillator, wie einen koaxialen Gunn-Oszillator, der durch eine Kapazitätsdiode abgestimmt wird, erzeugt werden. Das ZF-Signal erscheint am Ausgang 11 und wird Ober den Kondensator zum Zweileiterkabel 13 geführt, wobei die Drossel I4 vermeidet, dass das ZF-Signal den anderen Weg vom Kondensator 12 wählt, wobei die Leitung 13 das ZF-Signal über den Kondensator 20 zum Eingang 21 des ZF-Verstärkers 22 führt, wobei das verstärkte Signal am Ausgang 30 erscheint und dem Eingang 31 der Einheit 32 zugeführt wird. Diese Einheit demoduliert das frequenzmodulierte ZF-Signal und kann das demodulierte Signal einigermassen verstärken bevor es am Ausgang 33 erscheint, von dem es dem Eingang 34 des Modulators 35 zugeführt wird. Der Modulator 35 remoduliert das demodulierte Fernsehsignal als ein normales Restseitenband-Fernsehsignal mit einer gewissen Trägerfrequenz entweder im TJHF- oder im YHF-Band, welches Signal vom Ausgang 36 dem Eingang 37 eines Normfernsehempfängers zugeführt wird, welcher Empfänger das Signal auf normale Art und Weise zu einem Fernsehbild verarbeitet. Wenn es nicht erwünscht ist, ein Restseitenbandsignal im Modulator 35 *u erzeugen, dann kSnnte der Modulator ein Doppelseitenbandsignal erzeugen obschon dies eine Änderung des Fernsehempfängers 38 notwendig machen würde.

309847/07 4 5

-6- PHB. 52249.

An der Verbindung zwischen den Kabel 13 mit dem Kondensator 20 liegt die Drossel 23, die vermeidet, dass das ZF-Signal zur Addierschaltung 25 gelangt. Der Eingang 26 erhält die Gleichspannung aus der Speiseeinheit 28, welche Spannung stabilisiert sein muss und zu der die zum Abstimmen des Ortsoszillators 8 erforderliche Spannung in der Addierschaltung 25 addiert ist, wobei die letztere Spannung der Abstimmsteuereinheit 29 hergeleitet und über den Anschluss 27 der Addierschaltung zugeführt wird. Die Ausgangsspannng am Ausgang 24 ist daher die Spannung der Speiseeinheit, welcher Spannung die Abstimmeteuerspannung überlagert ist, welche beiden Spannungen über die Drossel 23, das Kabel 13 und der Drossel I4 zugeführt werden, wobei die Kondensatoren 12 und 20 eine Gleichstromblockierung ergeben. Die kombinierten Spannungen werden über die Drossel 14 der Reihenschaltung 15» 16, 17 zugeführt, wobei die Bezugsspannung der Diode 16' im wesentlichen der Speisespannung der Einheit 28 entspricht, wobei die Kombination der Dioden 16 und bei Temperaturechwankungen zum stabilen Zustand dieser Spannung bei-'tragen. Die Basis des Transistors I9 erhält diese Bezugsspannung, während der Kollektor die kombinierten Spannungen zugeführt bekoamt und folglich wird am Emitter eine Speisespannung zur H8he der Bezugsspannung erzeugt. Diese Speisespannung wird den Anschlüssen 5 und 9 der Mischschaltung 4 bzw. des Ortsoszillators 8 zur Speisung dieser Einheiten zugeführt. Die Belastbarkeit der beschriebenen Bauteile muss für die Leistungsanforderungen der Einheiten ausreichen und aus diesem Grunde kann der Transistor 19 durch Zusammenfügung von.zwei oder mehr Transistoren gebildet sein. Die zusammengestellten Spannungen werden ebenfalls der Spannungsreferenzdiode 18 zugeführt, welche dieselbe Bezugsspannung wie die Speisespannung haben

309847/074S

'•it,-

-7- PHB. 32249·

kann und zwar abhängig von der konstanten Spannung, die für die OszillatorkapazitStsdiode erforderlich ist; also wird die für die Kapazitätsdiode erforderliche Spannung von den kombinierten Spannungen entfernt. Sie des Eingang 10 des Orteoszillators θ zugeführte Spannung ist daher die Abstimmsteuerspannung, die von der Abstimmeteuereinheit 29 erzeugt wird. Die dem Anschluss 10 zügeführte Abstimmgleichspannung wird die Kapazität der KapazitSts-

I«

diode im Ortsoszillator θ steuern, so dass die Änderungen der

Oszillatorfrequenz zur Änderung des Fernsehkanals und zur Er-

Il

haltung der bestimmten Zwischenfrequenz durch Änderungen in der ^ von der Abetimmsteuereinheit 29 erzeugten Gleichspannung erzeugt wird. Ale andere Möglichkeit oder als zusätzliche Möglichkeit kann die Abstiaasteuerspannung zum Durchführen der automatischen Frequenzregelung (APR) dienen. Dies wird ermöglicht durch Abtastung

der Änderungen in der Zwischenfrequenz und zwar zur Erhaltung einer

erforderlichen Änderung in der Abstimmspannung zum Zurückführen des Ortsoszillators auf seine richtige Frequenz für die bestimmte Zwischenfrequenz.

Die Teile 2 bis 12 und 14 bis 19 sind auf ideale

Weise bei der Antenne 1 angeordnet, so dass das empfangene superhochfrequente Signal nicht über lange verlustbehaftete Leitungen su gehen braucht sondern vor dem Durchgang durch das Kabel 13 Gearbeitet wird. Dieses Kabel 13 bildet die normale Herunterführung zwischen dem Antennensystem und dem Empfänger, wobei die Teile bis 36 in der Nähe des Fernsehempfängers 38 angeordnet sind.

In der obenstehend beschriebenen Anordnung enthält die SignalVerarbeitungsanordnung die Mischschaltung 4 und den Orts-

309847/074b

-8- PHB. J2249.

Oszillator 8, wobei die Steuerspannung die Abstimmsteuerspannung ist, während die Funktion die dies steuert die Frequenz des Ortsoszillators ist. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine derartige Anordnung und könnte zusammen mit einer Anordnung verwendet werden, in der die Signalverarbeitungsanordnung ein Verstärker ist zum Verstärken des superhochfrequenten Signals bevor dieses Signal auf der Trägerfrequenz dem Kabel 13 zugeführt wird. In einem derartigen Fall könnte die Funktion, die durch die Steuerspannung geregelt wird, die Verstärkung des Verstärkers sein, beispielsweise für die automatische Verstärkungsregelung. Es dürfte einleuchten, dass die Erfindung mit einem doppelten Superhet verwendet werden kann und sich nicht auf den Gebrauch bei Fernsehsignalen beschränkt.

30984 7/UVAb

Claims

-9- PHB. 52249.

PATENTANSPRÜCHE j

Anordnung zum Empfang von Hochfrequenzsignalen die Mittel zum Zuführen eines elektrischen Signals auf der Trägerfrequenz von einer Antenne, an der das Signal empfangen wird, zu einer SignalVerarbeitungsanordnung, ein Zweileiterkabel, das die Signalverarbeitungsanordnung mit einem elektrischen Empfänger verbindet, Mittel zum Zuführen der elektrischen Signale von der Verarbeitungsanordnung entweder auf der Trägerfrequenz oder auf einer anderen Frequenz über das Zweileiterkabel zum elektrischen Empfänger und. Mittel um im Empfänger eine Speisespannungsquelle für die Signalverarbeitungsanordnung zu erzeugen enthält, gekennzeichnet durch Mittel um im Empfänger eine Steuerspannung für die Signalverarbeitungsanordnung zu erzeugen, Mittel zum Überlagern der Steuerspannung auf der Speisespannung, Mittel zum Zuführen der Speisespannung mit der ihr überlagerten Steuerspannung vom Empfänger zum Zweileiterkabel, Mittel an der Signalverarbeitungeanordnung zum Trennen der Steuerspannung von der Speisespannung, Mittel zum Zuführen der abgetrennten Speisespannung zu der Signalverarbeitungsanordnung zur Speisung dieser Anordnung und Mittel zum Zuführen der abgetrennten Steuerspannung zur Signalverarbeitungsanordnung zur Steuerung einer Funktion der Signalverarbeitungsanordnung.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Signalverarbeitungsanordnung eine Misch-Oszillatoranordnung ist, deren Ausgangssignal ein Zwischenfrequenzsignal ist, wobei die durch die abgetrennte Steuerspannung gesteuerte Funktion die Frequenz des Oszillators ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich-

309847/0745

-10- PHB. 32249·

net, dass die Steuerspannung in einer Addierschaltung der Speisespannung überlagert wird, wobei der Ausgang dieser Addierschaltung mit dem genannten Zweileiterkabel verbunden ist und zwar über eine Drosselspule, während ein Leiter des genannten Kabels über einen Kondensator mit der Schaltung des genannten elektrischen Empfängers verbunden ist.

4· Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zum Abtrennen der Steuerspannung von der Speisespannung eine Emitterfolgerschaltung enthalten, Mittel zum Zuführen der Speisespannung und der überlagerten Steuerepannung zum Kollektor der genannten Schaltung, Mittel zum Zuführen einer im wesentlichen der. Speisespannung entsprechenden Spannung zur Basis der genannten Schaltung und Mittel um dem Emitter der genannten Schaltung die abgetrennte Speisespannung zu entnehmen. 3* Anordnung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet,

dass die genannte Speisespannung und die überlagerte Steuerspannung einer Spannungsbezugsanordnung zugeführt werden, von der die erforderliche Steuerspannung für die genannte Signalverarbeitungsanordnung hergeleitet wird, wobei die Spannung der genannten Spannungsbezugsanordnung etwa der genannte Speisespannung entspricht.

309847/07Ab