DE2442985C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/10—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
- H03D1/22—Homodyne or synchrodyne circuits
- H03D1/2281—Homodyne or synchrodyne circuits using a phase locked loop
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- Power Engineering (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Rundfunkempfänger
entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches.
Bei einem Rundfunkempfänger, dessen Demodulator
eine phasenstarre Schleife enthält, muß dafür gesorgt
werden, daß die Phasenverriegelung der phasenstarren
Schleife auch bei Schwankungen der Umgebungstemperatur
und der Betriebsspannung aufrechterhalten
bleibt. Der Haltebereich, d. h. der
Frequenzbereich, in dem die Phasenverriegelung
aufrechterhalten wird, muß daher eine ausreichende
Breite besitzen.
Nun besteht jedoch eine proportionale Beziehung
zwischen dem Haltebereich und dem Fangbereich,
d. h. dem Frequenzbereich, bei der spannungsgesteuerte
Oszillator durch die Frequenz des Eingangssignales
eingefangen wird. Wenn nun ein unerwünschtes
Hochfrequenzsignal mit hoher elektrischer
Feldstärke nahe an der Frequenz des gewünschten
Signales liegt, so ist es schwierig, das gewünschte
Signal zu demodulieren.
Weiterhin ist von Bedeutung, daß bei einem Rundfunkempfänger,
dessen Demodulator eine phasenstarre
Schleife enthält, Schwebungskomponenten
zwischen dem gewünschten Signal und Störsignalen
auftreten, was den Rauschabstand des Ausgangstonsignales
nachteilig beeinflußt. Besitzt beispielsweise
das gewünschte Signal eine Kreisfrequenz
ω c am ZF-Verstärker und das Störsignal eine Kreisfrequenz
ω x , so ergeben sich am Ausgang des Phasenkomparators
Schwebungskomponenten mit den Kreisfrequenzen
ω c + l x und ω c - ω x . Während die
Schwebungskomponente mit der Kreisfrequenz
l c + ω x durch das Tiefpaßfilter unterdrückt wird,
gelangt die Schwebungskomponente mit der Kreisfrequenz
ω c - ω x als Steuersignal zum spannungsgesteuerten
Oszillator, der damit zusätzlich zu
dem gewünschten Schwingungssignal mit der Kreisfrequenz
l c auch Signalkomponenten mit Kreisfrequenzen
ω c + ( ω c - l x ), ω c - ( ω c - ω x ) usw.
erzeugt.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann man die
Durchlaßbandbreite des ZF-Verstärkers verringern.
Dies führt jedoch dazu, daß auch die Hochfrequenzkomponente
des demodulierten Nutzsignals abgeschwächt
wird, wodurch die Wiedergabequalität leidet.
Ein Rundfunkempfänger entsprechend dem Oberbegriff
des Patentanspruches ist durch die DD-PS 95 036
bekannt. Bei diesem Empfänger wird eine Einschränkung
des Haltebereiches dadurch erreicht, daß der
Steueranschluß eines dem Phasenkomparator vorgeschalteten
Dämpfungsgliedes mit dem Ausgang
eines Diskriminators verbunden ist, der bei Überschreiten
eines vorgegebenen Nachsteuerbereiches
anspricht und dadurch eine starke Dämpfung des
Eingangssignales bewirkt. Durch die starke Dämpfung
des Eingangssignales beim Überschreiten eines bestimmten
Nachsteuerbereiches kann dann der Phasenkomparator
nicht mehr die zur Nachsteuerung
des Oszillators erforderliche Spannung zur Verfügung
stellen. Die phasenstarre Schleife wird dadurch
vom Eingangssignal entkettet. Nach der Entkettung
wird die starke Dämpfung des Eingangssignales
wieder aufgehoben, da der Diskriminator keine
Steuerspannung mehr liefert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den
Fangbereich und den Haltebereich der phasenstarren
Schleife so zu steuern, daß der Empfänger auch
beim Vorhandensein eines Störsignales mit hoher
Feldstärke auf ein ausgewähltes Signal mit geringem
Pegel abstimmbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
kennzeichnende Merkmal des Patentanspruches gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Rundfunkempfänger wird
damit der Fangbereich und der Haltebereich der
phasenstarren Schleife während des Abstimmvorganges
kleingehalten, nach Beendigung des Nachstimmvorganges
dagegen wieder vergrößert.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung,
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.
Bevor die Erfindung im einzelnen beschrieben wird, wird
der grundlegende Aufbau eines AM-Demodulators als Beispiel
für eine phasenstarre Schleife
beschrieben, die in einem erfindungsgemäßen Rundfunkempfänger
als Demodulatorschaltung verwendet werden kann.
Wenn angenommen wird, daß ein Trägersignal mathematisch
dargestellt wird durch Ac cos ( ω c t + R c ), und ein Demodulationsträgersignal
S(t) gegeben ist, so läßt sich ein amplitudenmoduliertes Trägersignal
Em(t) folgendermaßen ausdrücken:
Em(t) = Ac [1 + S(t) ] cos (ω c t + R c ) (1)
Wenn ein bestimmtes Signal Eo(t) dargestellt wird durch:
Eo(t) = Ao cos (ω c t + R o ) (2)
so läßt sich das Produkt Ep(t) der Signale Eo(t) und Em(t)
folgendermaßen ausdrücken:
Ep(t) = Eo(t) · Em(t)
= 1/2 AcAo [1 + S(t) ][cos {( l c + ω o )t + R c + R o ) }
+ cos {( ω c - ω o )t + R c - R o } (3)
= 1/2 AcAo [1 + S(t) ][cos {( l c + ω o )t + R c + R o ) }
+ cos {( ω c - ω o )t + R c - R o } (3)
Wenn angenommen wird, daß ω o = ω c , so erhält man die folgende
Gleichung (4):
Ep(t) = 1/2 AcAo [1 + S(t) ] cos (2ω c t + R c + R o )
+ 1/2 AcAo cos ( R c - R o )
+ 1/2 AcAo S(t) cos ( R c - R o ) (4)
+ 1/2 AcAo cos ( R c - R o )
+ 1/2 AcAo S(t) cos ( R c - R o ) (4)
In der Gleichung (4) ist der erste Term eine amplitudenmodulierte
Signalkomponente mit einer
Kreisfrequenz von 2ω c , der zweite Term ist eine Gleichspannungssignalkomponente,
und der dritte Term ist eine Komponente
des ursprünglichen modulierten Signals S(t).
Wenn das Signal Ep(t) einem Tiefpaßfilter zugeführt wird,
um seine ersten und zweiten Signalkomponenten zu eliminieren,
läßt sich das Ausgangssignal Ep(t) des Tiefpaßfilters
durch die folgende Gleichung (5) ausdrücken:
Ep(t) = 1/2 AcAo S(t) cos ( R c - R o ) = k · S(t) (5)
wobei k = 1/2 AcAo cos ( R c - R o ) bedeutet. Dies bedeutet, daß das
ursprüngliche modulierte Signal S(t) von dem Tiefpaßfilter
abgeleitet werden kann, wenn der Faktor k konstant ist.
Wenn also ein Amplitudenmodulationssignal Em(t) mit dem
Signal Eo(t) multipliziert wird, welches eine Kreisfrequenz
gleich ω c des früheren Signals und dieselbe Phase aufweist,
und wenn das Produktsignal Ep(t) dem Tiefpaßfilter zugeführt
wird, so kann das ursprüngliche modulierte Signal S(t) demoduliert
werden.
Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Rundfunkempfängers,
welcher gemäß der Erfindung die oben erwähnte Demodulation
ermöglicht. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird ein
ZF-Signal von der Empfängereingangsschaltung 1 abgeleitet,
die einen HF-Verstärker und einen Mischer aufweist, und
wird dann über einen verhältnismäßig breitbandigen ZF-Verstärker
2 einer Multiplizierstufe 3 und einem Phasenkomparator 5
über einen Phasenschieber 4 zur Phaseneinstellung zugeführt.
Das Signal Em(t) ist das Ausgangssignal des
ZF-Verstärkers 2.
Der Phasenkomparator 5 bildet zusammen mit einem Tiefpaßfilter 6
und einem spannungsgesteuerten Oszillator 7 eine phasenstarre
Schleife.
Der Phasenkomparator 5 vergleicht
die Phase der angelegten Signale und führt
über das Tiefpaßfilter 6 dem Oszillator 7
ein Steuersignal zu. Auf diese Weise
erzeugt der spannungsgesteuerte Oszillator 7 ein Schwingungssignal,
welches dieselbe Frequenz aufweist wie das Signal Em(t)
vor dem Phasenschieber 4, d. h. das Signal Eo(t). Das Signal
Eo(t) wird der Multiplizierstufe 3 zugeführt, welche dann
das Signal Ep(t) erzeugt, welches das Produkt aus den Signalen
Em(t) und Eo(t) darstellt. Dieses Signal Ep(t) wird
einem Tiefpaßfilter 8 zugeführt, welches das ursprüngliche
Signal E(t) einer Ausgangsklemme 9 zuführt.
In den Weg des Signals Em(t) zwischen den ZF-Verstärker 2 und
den Phasenschieber 4 ist eine einstellbare Dämpfungseinrichtung 10 eingeschaltet.
Sie enthält einen
Widerstand 11, der in Reihe zwischen der Ausgangsklemme
des ZF-Verstärkers 2 und der Eingangsklemme des Phasenschiebers
4 liegt. Die Dämpfungseinrichtung weist weiterhin einen Widerstand
12 auf, der zwischen der Eingangsklemme des Phasenschiebers
4 und Erde liegt, und einen Schaltert 13, der parallel
zu dem Widerstand 11 geschaltet ist.
Wenn bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Abstimmung
durchgeführt wird, ist der Schalter 13 gemäß der Darstellung
geöffnet. Somit wird der Pegel des Signals Em(t), welches
von dem ZF-Verstärker 2 dem Phasenschieber 4 und dem
Phasenkomparator 5 zugeführt wird, durch die Widerstände
11 und 12 verringert (vgl. Pegel Ea gemäß Fig. 2). Demgemäß werden sowohl
der Fangbereich als auch der Haltebereich eingeengt.
Der Fangbereich stellt einen Frequenzbereich
dar, in welchem die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten
Oszillators 7 in einen synchronen Betrieb gebracht wird;
der Haltebereich stellt einen Frequenzbereich
dar, in welchem die phasenstarre Schleife
phasenstarr gehalten wird, während außerhalb dieses Frequenzbereiches die
phasenstarre Beziehung aufgehoben ist. Durch die Verengung
der Bereiche mittels der Dämpfungseinrichtung 10 ist es somit
möglich (und zwar selbst dann, wenn zwei
Rundfunksignale auf eng benachbarten Frequenzen vorhanden
sind), daß ein Rundfunksignal mit niedrigem Übertragungspegel
empfangen wird, ohne daß der spannungsgesteuerte
Oszillator 7 durch ein Rundfunksignal
mit hohem Pegel eingefangen wird.
Wenn die Abstimmung ausgeführt ist, wird der Schalter 13
geschlossen. Dann wird das Signal Em(t) nicht mehr durch
die Widerstände 11 und 12 im Pegel abgeschwächt, sondern
wird dem Phasenschieber 4 mit seiner ursprünglichen Amplitude
zugeführt. Ein solcher Pegel ist durch Eb in der Fig. 2 dargestellt.
Dies führt zu dem Ergebnis, daß der
Haltebereich wieder breit ist, und somit kann dieses Rundfunksignal
sogar dann stabil
empfangen werden, wenn die Frequenz des Überlagerungsoszillators
schwankt.
Der Empfang nach der
Abstimmung ist somit stabil. Die Schaltung ist
im Aufbau einfach.
Claims (2)
- Rundfunkempfänger, enthaltend
- a) eine Eingangsschaltung (1) zum Empfang von amplitudenmodulierten Trägersignalen und zur Abstimmung auf ein vorgegebenes amplitudenmoduliertes Trägersignal,
- b) einen ZF-Verstärker (2),
- c) einen Demodulator mit einer phasenstarren Schleife, die einen Phasenkomparator (5), ein Tiefpaßfilter (6) und einen spannungsgesteuerten Oszillator (7) aufweist,
- d) ein dem Phasenkomparator (5) vorgeschaltetes, veränderbares Dämpfungsglied (11),
- dadurch gekennzeichnet, daß
- e) zur Steuerung der Amplitude der amplitudenmodulierten Trägersignale in Abhängigkeit vom Funktionszustand der Empfangs- und Abstimmschaltung (1) eine einstellbare Dämpfungseinrichtung (10) vorgesehen ist, die ein Dämpfungsglied (11) sowie eine Steuereinrichtung (13) enthält, wobei das Dämpfungsglied (11) während der Abstimmung auf ein Trägersignal durch die Steuereinrichtung (13) aktiviert und dadurch die Amplitude des im Phasenkomparator (5) zugeführten Signales verringert wird.
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