DE2427304A1

DE2427304A1 - Abstimmsystem fuer radioempfaenger

Info

Publication number: DE2427304A1
Application number: DE19742427304
Authority: DE
Inventors: Peter Saint Clair Manson
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1974-06-06
Publication date: 1975-01-02
Also published as: NL179962C; GB1427443A; FR2212987A5; JPS57694B2; NL179962B; JPS509361A; NL7317084A; CA1051567A; US3878467A; JPS5023515A; US3968447A; DE2364517C2; DE2364517A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. HANS LEYH

DIPL.-ING. ERNST RATHMANN

München 7i, 6. Juni 1974

Melchloretr. 42

Unser Zeichen: M0134P-1136

Motorola, Inc.
5725 East River Road
Chicago, Illinois
V.St .A.

Abstimmsystem für Radioempfänger

Die Erfindung betrifft ein Abstimmsystem für einen mit Kapazitätsdioden abstimmbaren Radioempfänger mit zumindest zwei Empfangsbereichen und einem abstimmbaren Empfängeroszillator, der ein durch einen Frequenzbereich durchstimmbares Wechselstromsignal liefert.

In den vergangenen Jahren wurden sowohl Verfahren als auch Einrichtungen für die elektrische Abstimmung der Eingangsschaltung von Radioempfängern geschaffen, die spannungsabhängig veränderliche Kapazitäten in Form von Kapazitätsdioden enthalten. Es
ist jedoch immer noch wünschenswert, für die Abstimmung Druckknöpfe oder andere automatische Abstimmvorrichtungen zu haben, wobei sich jedoch Schwierigkeiten ergeben, wenn diese zusammen mit Kapazitätsdioden Verwendung finden sollen. Es ist bereits
bekannt (US-PS 3 727 139),spezielle veränderliche induktive
Spannungsteiler vorzusehen, die mit dem Wechselstromsignal eines

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Empfängeroszillators beaufschlagt werden und als Spannungsversorgung für die Abstimmung der Kapazitätsdioden Verwendung finden. Eine veränderliche Induktivität in der eingangsseitigen AM-Schaltung ist von Hand abstimmbar und liefert ein Ausgangssignal, dessen Amplitude proportional der Grosse der Induktivität ist. Dieses Ausgangssignal wird gleichgerichtet, und gefiltert, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die für die Abstimmung der Kapazitätsdioden in der eingangsseitigen FM-Schaltung Verwendung findet. Diese Massnahmen erfordern spezielle Spulen für die festliegenden und verändex\Lichen Induktivitäten des Spannungsteilers, die sehr teuer und schwierig herzustellen sind und auch in Radioempfängern der bekannten Art nur schwer zu verwerten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abstimmsystem für mit Kapazitätsdioden abstimmbare Radioempfänger zu schaffen, das in einfacher Weise die für die Abstimmung der Kapazitätsdioden erforderliche Spannung zinr Verfugung stellt, die .von der veränderbaren Frequenz des Empfängeroszillators ableitbar ist. Dabei soll dafür Sorge getragen werden, dass die an sich nicht lineare Charakteristik der Kapazitätsdioden für die Abstimmung linearisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Frequenzdetektor mit dem Empfänger oszillator verbunden ist und die angelegten Vechselstromsignale in Gleichstromsignale umwandelt, deren Amplitude sich in Abhängigkeit von den Änderungen der Frequenz des Wechselstromsignals ändert, und dass die Kapazitätsdioden in der eingangsseitigen Schaltung des Radioempfängers angeordnet und in ihrem Kapazitätswert in Abhängigkeit vom angelegten Gleichstromsignal veränderbar sind, welches vom Frequenzdetektor anlegbar ist.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

- 2 - Die

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Die Erfindung wird besonders vorteilhaft in einem Radioempfänger verwirklicht, der einen von Hand .abstimmbaren Empfängeroszillator umfasst, dem ein Frequenzdetektor nachgeschaltet ist, um das vom Empfängeroszillator gelieferte und frequenzabhängig veränderliche Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umzuwandeln, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselstromsignales ändert. Dieses Gleichstromsignal wird den Kapazitätsdioden in der Eingangsschaltung des Empfängers zugeführt, um diese entsprechend der von Hand bedienten Abstimmung des Empfängeroszillators auf die gewünschte Empfangsfrequenz abzustimmen.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines AM/FM-Empfängers mit dem . - Abstimmsystem gemäss der Erfindung;

Fig. 2 das Schaltbild eines Teils der Blockschaltung gemäss Fig. 1.

Der AM/FM-Empfänger gemäss Fig. 1 umfasst eine eingangsseitige AM-Schaltung 10 und eine eingangsseitige FM-Schaltung 11. Die AM-Schaltung 10 enthält einen parallel abgestimmten Antennenschwingkreis 12, der zwischen der Antenne 13 und Masse 14 in herkömmlicher Weise geschaltet ist. Der .Antennenscnwingkreis 12 besteht aus einem Kondensator 15 und einer veränderlichen Induktivität 16, die mit Hilfe eines verstellbaren Kernes 17 abstimmbar ist. Wie allgemein bekannt, kann auch die Induktivität 16 mit einem bestimmten Wert und der Kondensator 15 veränderlich vorgesehen sein. Der Antennenschwingkreis 12 kann ein Teil eines HF-Verstärkers 18 sein bzw. kann der HF-Verstärker 18 durch einen bestimmten Bereich durchstimmbar sein, indem ein entsprechender Schwingkreis Verwendung findet.

- 3 - Ein

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Ein weiterer Schwingkreis 20 stellt einen Teil eines Mischers

25 dar und umfasst eine veränderliche Induktivität 21 sowie einen festliegenden Kondensator 22. Ein Empfängeroszillator

26 ist mit einem Schwingkreis 27 versehen, der aus einer veränderlichen Induktivität 28 und einem festliegenden Kondensator 29 besteht. Dieser Empfängeroszillator steuert ebenfalls den Mischer 25 an, in welchem das Oszillatorsignal mit dem Signal vom Schwingkreis 20 in herkömmlicher Weise überlagert wird, um ein ZF-Signal zu schaffen. Das ZF-Signal wird in einem Verstärker 30 verstärkt und einer Detektor- und Tonfrequenzverstärkerschaltung 31 zugeführt. Diese Stufe liefert die Tonfrequenzsignale für einen Lautsprecher 32. Die veränderlichen Induktivitäten werden bei der dargestellten Ausführungsform zur Abstimmung der Schwingkreise 12, 20 und 27 verwendet, indem die Kerne der Induktivitätsspulen mechanisch verstellt werden, wobei dies von Hand unter Zuhilfenahme von Druckknopfen oder auch automatisch erfolgen kann.

Die eingangsseitige FM-Schaltung 11 umfasst einen Antennenschwingkreis 35, der aus einer festliegenden Induktivität 36 und einer spannungsabhängig veränderlichen Kapazität 37 in Form einer Kapazitätsdiode aufgebaut sein kann. Dieser Parallelschwingkreis liegt zwischen einer Antenne 38 und Masse 14. Der Antennenschwingkreis 35 kann ein Teil eines HF-Verstärkers 4-0 sein, jedoch kann dieser HF-Verstärker 4-0 auch zusätzliche, für die Abstimmung vorgesehene Schwingkreise umfassen. Ausgangsseitig ist der HF-Verstärker 4-0 mit einem Schwingkreis 4-1 verbunden, der eine festliegende Induktivität 4-2 und einen zweiten spannungsabhängig veränderlichen Kondensator in Form einer Kapazitätsdiode 4-3 umfasst. Dieser Schwingkreis kann ein Teil eines Mischers 4-5 sein. Der Mischer 4-5 wird ferner von einem Empfängeroszillator 4-6 aus angesteuert, der aus einem ebenfalls aus einer Kapazitätsdiode 4-8 und einer festliegenden Induktivität aufgebauten Parallelschwingkreis bestehen kann. Das Signal vom Mischer 4-5 wird über einen ZF-Verstärker 4-9 an

- 4· - eine

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eine Detektor- und Tonfrequenzverstärkerschaltung 50 angelegt, die ihrerseits ausgangsseitig einen Lautsprecher 51 ansteuert.

Mit dem Empfängeroszillator 26 in . der AM-Schaltung 10 ist ein Frequenzdetektor 55 verbunden, der mit einem frequenzveränderlichen Wechselstromsignal beaufschlagt wird. Als Frequenzdetektor kann jede beliebige geeignete Schaltung Verwendung finden, die in der Lage ist, aus Wechselstromsignalen Gleichstromsignale herzustellen, wobei die Amplitude des Gleichstromsignals von der Frequenz des Wechselstromsignals abhängt. Damit stellt der Frequenzdetektor einen frequenzabhängigen Wechselstrom-Gleichstromwandler dar. Dieser Frequenzdetektor 55 wandelt die Wechselstromsignale in Gleichstromsiignale um ^ und legt diese zumindest an die eine Seite der spannungsveränderlichen Kapazitäten, d.h. der Kapazitätsdioden 37, 4-3 und 4-8 an. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger Schwingkreise als dargestellt mit Hilfe des vom Fx-equenzdetektor gelieferten Gleichstromsignals abgestimmt werden, wobei dies auch für die AM-Schaltung 10 gilt, wenn anstelle der veränderlichen Induktivitäten zur Abstimmung der Parellelschwingkreise Kapazitätsdioden Verwendung finden.

In Fig. 2 ist der Empfängeroszillator 26 und der IT'requenzdetektor 55 im Schaltbild dargestellt. Der Kollektor des Transistors 60 im Empfängeroszillator 26 liegt direkt an einer Klemme 61 für eine geeignete Spannungsversorgung. Der Emitter ist über einen Widerstand 62 mit Masse 14 verbunden. Ein Kondensator 63 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors 60 und Masse 14-. Die Basis des Transistors 60 ist über einen Kondensator 64- an einen Abgriff einer veränderlichen Induktivität 28 angeschlossen, die über einen zweiten Abgriff und einen Kondensator 66 an den Emitter des Transistors 60 angeschlossen ist. Die Basis liegt ferner über einen Widerstand 67 an Masse 14-. Die Induktivität 28 ist durch eine Verstellung eines Kernes.68 abstimmbar. Parallel zur Induktivität 28 liegt

~ 5 ~ eine

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eine Kapazität 29, die aus einem oder mehreren Kondensatoren bestehen kann. Die Parallelschaltung der Induktivität 28 und der Kapazität 29 liegt mit der einen Seite der Kapazität an Masse 14 und mit der anderen Seite an einem zum Mischer 25 führenden Anschluss sowie am Frequenzdetektor 55· Es ist selbstverständlich, dass jeder beliebige. Empfängeroszillator Verwendung finden kann, und dass die dargestellte Schaltung lediglich der Erläuterung dient.

Das Wechselstromsignal vom Empfängeroszillator 26 wird über einen Kondensator 70 se. die Basis eines Transistors 71 angelegt. Der Emitter dieses Transistors liegt an Masse, wogegen der Kollektor über einen Widerstand 72 an einer Gleichstromversorgungsleitung 73 liegt. Diese Gleichstromversorgungsleitung führt über einen Widerstand ^¹P zu einer Anschlussklemme 74-, an welche die Spannungsversorgung anschliessbar ist. Die Basis des Transistors 71 ist mit dieser Gleichstromversorgungsleitung 73 über einen Widerstand 76 verbunden. Der Transistor 71 und die zugeordnete Schaltung stellen einen Pufferverstärker für das Signal vom Oszillator dar, um das korrekte Signalniveau sicherzustellen, ohne den Oszillator selbst zu stark zu belasten.

Das Wechselstromsignal vom Transistor 7I wird über einen Kondensator 80 an die Basis eines Transistors 81 angelegt, der in Verbindung mit einem zweiten Transistor 82 und zugeordneten Schaltungsteilen eine monostabile Schaltung darstellt. Der Emitter des Transistors 81 ist an Masse angeschlossen, wogegen der Kollektor über einen Widerstand 83 mit der Gleichstromversorgungsleitung 73 verbunden ist. Diese Gleichstromversorgungsleitung liegt auch über einen Kondensator 84 an Masse 14. Mit Hilfe dieses Kondensators 84- wird eine zusätzliche Ausfilterung von StörSignalen bewirkt. Der Kollektor des Transistors 81 ist mit der Kathode einer Zenerdiode 85 verbunden, deren Anode an Masse liegt. Ferner liegt der

- .6 - Kollektor

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Kollektor des Transistors 81 über einen Kondensator 86 an der Basis des Transistors 82 und über einen Widerstand 87 am Kollektor des Transistors 82. Der Emitter des Transistors 82 ist direkt mit Masse verbunden, wogegen der Kollektor an der Kathode einer Diode 88 liegt, deren Anode über einen Widerstand 89 mit der Gleichstromversorgungsleitung^73 verbunden ist. Die monostabile Schaltung dient dem Zweck, für jeden Zyklus des angelegten Wechselstromsignals einen im wesentlichen rechteckigen Gleichstromimpuls zu liefern. Die Amplitude dieses Impulses ist fixiert, da der Kollektor des Transistors 81 über die Zenerdiode 85 an Masse angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 82 ist mit der Gleichstromversorgungsleitung 73 über einen Widerstand 90 und die' Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 91 verbunden.

Die Anode der Diode 88 liegt über einen Widerstand 95 an der einen Seite eines Kondensators 96. Der Widerstand 95 und der Kondensator 96 stellen eine Integrationsschaltung dar, um die Gleichstromimpulse an der Anode der Diode 88 in ein Gleichstromsignal umzuwandeln. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 95 mit dem Kondensator 96 liegt·über einen Widerstand 97 an der Basis eines Transistors 98, der zusammen mit einem zweiten Transistor 99 und den zugeordneten Schaltungsteilen einen Differenzverstärker bildet. Die Emitter der Transistoren 98 und 99 sind zusammengeschaltet und liegen über einen Widerstand 100 an Masse. Der Kollektor des Transistors 98 liegt über die Parallelschaltung eines Widerstandes 101 und eines Kondensators 102 einerseits an seiner Basis und ist andererseits über die Serienschaltung der Widerstände 103 und 104 an die Gleichstromversorgungsleitung 73 angeschlossen. Der Verbindungspunkt der Widerstände 103 und 104 liegt an der Basis des Transistors 91, um einen geringen Anteil der Ausgangs spannung zurückzukoppeln und die Impulsbreite am oberen Ende des Bandes zu vergrössern. Der Kollektor des Transistors 99 ist über einen Kondensator 105 mit seiner Basis verbunden und liegt über einen

- 7 - Widerstand

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Widerstand 106 an der Gleichstromversorgungsleitung 73. Die Basis des Transistors 99 ist mit dem Arm eines Potentiometers 107 verbunden, das mit seiner einen Seite an Masse und mit seiner anderen Seite über einen Widerstand 108 an die Gleichstromversorgungsleitung 73 angeschlossen ist. Diese Gleichstromversorgungsleitung 73 liegt ferner über eine Zenerdiode 109 an Masse, um auf der Xeitung eine im wesentlichen fixierte maximale Amplitude aufrechtzuerhalten. Das Potentiometer 107 dient dazu, die Amplitude am unteren Ende des Frequenzbandes festzuhalten und eine Bezugsspannung für den Differenzverstärker festzulegen. Eine erste Klemme 110 ist mit dem Kollektor des Transistors 98 verbunden, wogegen eine zweite Klemme 111 am Kollektor des Transistors 99 liegt. Diese Klemmen 110 und

111 stellen die Ausgangsklemmen für die Abstimmspannung dar, die zwischen bestimmten vorgegebenen Werten schwanken kann, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa zwischen 1,5 V und 8 V liegen. Es ist selbstverständlich, dass auch eine einzige Ausgangsklemme verwendet werden kann, wie dies in der Blockschaltung gemäss Fig. 1 dargestellt ist.

Im Betrieb der Schaltung wird ein Wechselstromsignal über den Pufferverstärker an die monostabile Schaltung angeregt, wobei jeder Wechselstromzyklus in einen rechteckigen Gleichstromimpuls umgewandelt wird. Dieser Gleichstromimpuls von der monostabilen Schaltung wird in der Integrationsschaltung integriert, um ein Gleichstromsignal zu erhalten, das anschliessend verstärkt wird und dann mit einer festliegenden Bezugsspannung im Differenzverstärker verglichen wird. Ein Teil des Ausgangssignals des Differenzverstärkers wird über einen Kathodenfolger an die monostabile Schaltung zurückgeführt, um die Breite des Gleichstromimpulses am oberen Ende des Frequenzbandes zu vergrössern. Das Gleichstromsignal vom Differenzverstärker wird an die Kapazitätsdioden 37» 4-3 und 48 der FM-Schaltung gemäss Fig. 1 übertragen. Da diese Kapazitätsdioden eine nicht lineare Abstimmspannung benötigen, um eine lineare Anzeige zu

- 8 - ermöglichen

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ermöglichen, wird die vergrösserte Impulsbreite am oberen Ende des Frequenzbandes dazu benutzt, um das Abstimmverhalten der Dioden derart zu linearisieren, dass die gewünschte Linearität der Anzeige erhalten wird.

Das vorausstehend beschriebene Abstimmsystem, wobei die Frequenz des Signals des Empfängeroszillators die Amplitude eines Gleichstromsignals festlegt, ist besonders vorteilhaft. Das Gleichstromsignal wird zur Einstellung der Kapazi"ätsdioden auf einen bestimmten Kapazitätswert verwendet, die zur Verstellung der ResonanzSchwingkreise im Empfänger auf eine gewünschte Frequenz vorgesehen sind. Grundsätzlich wird der Empfängeroszillator der AM-Schaltung dazu benutzt, den Wechselstrom für die Abstimmung der in der FM-Schaltung vorgesehenen Kapazitätsdioden zu liefern, da der FM-Empfänger eine ausreichend hohe Frequenz hat, um eine Abstimmung mit Kapazitätsdioden in vorteilhafter Weise zu praktizieren. Der Empfängeroszillator kann mit Hilfe beliebiger bekannter Einrichtungen verstimmt werden,. z.B. durch handbetriebene Abstirc.meinrich.tungen wie Druckknöpfe, jedoch auch durch ein automatisches Such- und Abstimmsystem.

- 9 - Patentansprüche

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Claims

MOl3^B-I136 Patentansprüche

1.⁵ Abstimmsystem für einen mit Kapazitätsdioden abstimmbaren Radioempfänger mit zumindest zwei Empfangsbereichen und einem abstimmbaren Empfängeroszillator, der ein durch einen Frequenzbereich durchstimmbares Wechselstromsignal liefert, dadurch gekennzeichnet, dass ein· Frequenzdetektor (55) nri.t dem Empfängeroszillator (26) verbunden ist und die angelegten Wechselstromsignale in Gleichstromsignale umwandelt, deren Amplitude sich in Abhängigkeit von den Änderungen der Frequenz des Wechselstromsignals ändert, und dass die Kapazitätsdioden in der eingangsseitigen Schaltung des Radiοempfängers angeordnet und in ihrem Kapazitätswert in Abhängigkeit vom angelegten Gleichstromsignal veränderbar sind, welches vom Frequenzdetektor anlegbar ist.

2. Abstimmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radioempfänger einen AM-Bereich und einen FM-Bereich hat, und dass der Empfängeroszillator dem AM-Bereich zugeordnet ist.

3« Abstimmsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitätsdioden in der eingangsseitigen Schaltung des Radioempfäagers je einem Schwingkreis im HF-Verstärker (40), im Mischer (45) und im Empfangeroszillator (46) des FM-Teiles zugeordnet sind.

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4. Abstimmsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche "bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzdetektor (55) eine monostabile Schaltung (81, 82) für die Umwandlung des Wechselstromsignals in einen Gleichstromimpuls umfasst, und dass der monostabilen Schaltung eine Integrationsschaltung (95i 96) nachgeschaltet ist, um aus den Gleichstromimpulsen das Gleichstromsignal zu "bilden.

5- Abstimmsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzdetektor ferner einen Differenzverstärker (98, 99) umfasst, der an seinem einen Steuereingang mit einer Bezugsspannung beaufschlagt ist und an seinem anderen Steuereingang mit dem Gleichstromsignal von der Integrationsschaltung beaufschlagt ist, um ausgangsseitig (110, 111) das Gleichstromsignal zur Änderung der Kapazitätr der Kapazitätsdioden zu liefern.

6. Abstimmsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzdetektor (55) eine' Euckkopplungsschaltung (103, 104, 91) aufweist, um einen Teil des Gleichstromsignals vom Differenzverstärker als Vorspannung der monostabilen Schaltung zuzuführen, und um eine im wesentlichen lineare Abstimmung für die nicht lineare Veränderung der Kapazitätsdioden zu schaffen.

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