DE2612720C2

DE2612720C2 - Abstimmbarer, selektiver Überlagerungsempfänger

Info

Publication number: DE2612720C2
Application number: DE19762612720
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl-Ing 8033 Krailling Rauchenecker Konrad Dipl -Ing 8012 Ottobrunn Schittko
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1976-03-25
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DE2612720B1; GB1573180A; US4112375A

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einerr

,₅ abstimmbaren, selektiven Überlagerungsempfänger, be

dem ein eingangsseitig empfangenes Signal über einer

ersten Empfangskanal mit zwei oder mehreren Umset

zungsstufen geführt ist und dabei in ein erstes unc

gegebenenfalls weitere Zwischenfrequenzbänder umge

setzt wird. Der Bereich, in dem die Frequenz de;

empfangenen Signals liegen kann, wird dabei al:

Abstimmbereich des Überlagerungsempfängers be

zeichnet.
Zur Vermeidung des Empfangs von unerwünschter

Spiegelfrequenzen, d. h. von Frequenzen, die um der doppelten Betrag der ersten Zwischenfrequenz ober halb des Abstimmbereiches liegen, wählt man die erste Zwischenfrequenz im allgemeinen so hoch, daß sie oberhalb des Abstimmbereiches liegt. Man kann sie ζ. Β um den Faktor 2 gegenüber der oberen Grenze de: Abstimmbereiches anheben und den sich hierau: ergebenden relativ großen Abstand zwischen den Abstimmbereich und dem Spiegelfrequenzband in dei Weise ausnutzen, daß ein der ersten Umsetzungsstuft vorgeschaltetes Tiefpaßfilter, das mit seiner Grenzfre quenz zwischen dem Abstimmbereich und der erster Zwischenfrequenz bzw. dem Spiegelfrequenzband liegt in wenig aufwendiger Weise einerseits wegen dei erforderlichen Spiegelwellensicherheit mit einer großer Sperrdämpfung und andererseits mit einer möglichs ebenen Durchlaßkurve ausgebildet wird.

Die erste Umsetzungsstufe wird zum Zwecke dei Abstimmung des Überlagerungsempfängers auf eir beliebiges Signal mit der einstellbaren Trägerfrequen;

eines ersten Trägeroszillators beaufschlagt. Bei einen vorgegebenen Abstimmbereich muß dieser Trägeroszil lator zwischen folgenden Grenzwerten variierbar sein einem unteren Grenzwert, der um den Betrag de unteren Abstimmbereichsgrenze über der ersten Zwi schenfrequenz liegt und einem oberen Grenzwert, de um den Betrag der oberen Abstimmbereichsgrenze übe der ersten Zwischenfrequenz liegt. Die hohe Frequenz lage des ersten Trägeroszillators bringt es aber mit sich daß sich seine Freqiienzunsicherheit, die bei einen quarzkontrollierten Oszillator z. B. 1 · ΙΟ-⁵ beträgt, be der Umsetzung von Signalen aus dem unteren um untersten Teil des Abstimmbereiches relativ starl bemerkbar macht. Wird die erste Zwischenfrequen;

e zu 24 MHz gewählt und die unlere _{Abstirnmbereic}hes auf 10 kHz gelegt, so ^^renZe-h hei der Umsetzung eines Signals von 10 kHz ergibt «cn ^ _{p enzunsicherneil von 2}4G Hz. Dies eineabsoiu _{f 10} kHz, bereits einen Frequenzfehler ^slilUl To/ dar Würde man den Abstimmbereich nach von 2Λ^/0 · _a j _{kHz erwe}itern, so würde bei der _unten bis a' _eines ,.kHz-Signais ein Frequenz-

Frequenzuni ^^^ _{was pra}k_tisch in den meisten _fehler von * |i d k

Umschalter 51 mil dem Eingang einer ersten Mischstufe 2 verbunden, die mil der Trägerfrequenz /1 eines ersten Trägeroszillators 3 beaufschlagt ist. In einem nachgeschalteten Bandpaßfilter 4 wird das die Differenzfrequnz beider eingangsseitiger Frequenzen aufweisende Mischprodukt ausgesiebt und sodann einer

zweiten Mischstufe 5 zugeführt, in der es mit einer Trägerspannung der Frequenz /2 gewischt wird, die von einem zweiten Trägeroszillator 6 erzeugt ist. uer 5 i üb i Umschalter 52 der mit i ι

Freq ^^^ _{was pra}k_tisch in den meisten von einem zweiten Trägeroszillator g

_fehler von * _{nicht mehr t0}|_eri_{erl wer}den könnte. io Ausgang von 5 ist über einen Umschalter 52, der mit

Anwendung ^ _{dem Abslimmbereich cines svnch}ron arbeitet, an ein zweites Bandfilte

^Naf bild Mihdukt mit

nwendg ^

^Naf nmgsempfängers eine untere Grenze gesetzt, überlagerung emp _z ^B _{ulässi Frequcn}zfehler bei der diesich aus dem _M, _{des ersten Tr}ä_gero_S-

Umsetzung una.^_{hteinzusehenidaßinsbesonde}. zillatorsergim. Überschreiten

_re Empfange· hoher _{nzfeh)ers b/w bejm}

^{deS nO}u_Pi,en des Abstimmbereiches irm.ier wieder Unterscnreu müssen, um ein eingangsseitig

nachgestimmt werten m _B

inliegendes Sign^uberhaup g ρ

ge" » _g ^k _e°_n ⁿ _e ⁿ _n ^en _Signa sin einer dem Oberlagerungsemp-

^emP Seschaheten Auswerteeinrichtung gemes_fänger nachgeana ^l _{f h der me}

se" werden ο 1 (Wgel , ^B

gg ,

_svnchron arbeitet, an ein zweites Bandfilter / geführt, das das in 5 gebildete Mischprodukt mit der Differenzfrequenz der eingangsseitigen Frequenzen selektiert (Hauptselektion). Dieses Mischprodukt wird _{ejnem Zwische}nirequenzverstärker 8 zugeführt, dem /..B. ein Spannungsmesser 9 nachgeschaltet ist. Uer _Schahzweig. _Der Schaltzweig 1,Sl, 2,4.5, i 2,7 und 8

wird im folgenden als der erste Empfangskanal des Überlagerungsempfängers bezeichnet

m der Schallstellung H von Sl und 52 ,st derUmgang _mit ^_{γ Mischslufe 2<
s} _d _{n uber} eine

Leitung 10 mit einer weiteren Mischstufe,U verbund^ die mit einer Trägerfrequenz Λ beauf sch lagl .st. D ese _{wjrd aus dc},. _Trägcrspannung des Oszillatois 3 . lucls hl

_fäng _{f h der me wjrd aus dc}, _Trägcrspanng

se" werden _e ο 1 (Wgel , _Zuord ^B _{nung der 25 cines} Frequenzteilers 12 hergeleitet. Im folg|«^

^FreqUe "η? Amäitüdenwerte zu den entsprechenden der aus der Leitung 10 bestehende · d.e M.sLhs

gemessenen ^P^^a üh f hld Shllzweig als zweiter Empfangska

^Frq η?
gemessenen

^Werteü

äitüdenwerte zu den entspr P^^a _{Eine aulO}maüsche stufen-

des Empfängers auf eine vorgege-

der aus der Leitung 10 bestehende · d.e M.sL enthaltende Schallzweig als zweiter Empfangskanal de, Überlagerungsempfängers bezeichne

iillatoren erzeugten ^Ra"^schsP^annungC"i , kHz Ss 5 MHz wobei sich die untere Grenze dieses

Weiterbildungen der Erf.ndung sind in Ujnse«ung ^ _Miuenfrequenz 100 kHz betragt. bevorzugter, in der Zeichnung dargestellte. Ausfuh- re F «J«ⁿ«J _{bracht Da}bei wird Ue unter

nTg^ieErweiterungderSchaUungnachFig.Uuf ^JÄ^

einen⁸ Überlagerungsempfänger m,t dreifacher Fre- J™^ir^uenzb.ndZra2 mit einer Miuenfrequ^j

quenzumsetzungund dunssn-^ips in von 100 kHz passieren kann, muß die Frequenz « un

Fig.3 eine Weiterbildung des H.findungsp....-psi Teilungsfaktor kleiner sein als At, «e. ae^

Verödung mit einem überlagerungsempfänger mit 6₅ ^J^^enz-Untersetzung in dem durch d

angegebenen Beispiel

10 MHz
T(J(FkHz

- = 100.

so daß der Frequenzteiler 12 mit einem Teilungsfaklor von 100 arbeiten muß. In diesem Betriebsfall des Überlagerungsempfängers ergibt sich für die Frequenz fe ein Abstimmbereich, dessen untere Grenze bei 50 Hz liegt, wenn man einen relativen Frequenzfehler von 2%, d. h. in diesem Fall 1 Hz, noch zuläßt. Dieser Wert ergibt sich aus der Frequenzunsicherheit des Trägeroszillators 3 von 1 ■ 10-⁵, die jedoch durch den Teiler 12 auf 1 Hz reduziert wird. Die obere Grenze des Abstimmbereiches liegt dann wieder bei dem halben Wert der in diesem Betriebsfall erhaltenen ersten Zwischenfrequenz und somit bei 50 kHz.

Die Anzeige der Abstimmfrequenz kann in der Stellung 1 von S1 und S 2 an einer dem Trägeroszillator 3 zugeordneten Einstellskala erfolgen. Die gleiche Skala ist aber auch in der Stellung U verwendbar, sofern die abgelesenen Skalenwerte mit dem Teilungsfaktor des Teilers 12 oder allgemein mit der Zwischenfrequenz-Untersetzung in dem durch den zweiten Empfangskanal ersetzbaren Teil des ersten Empfangskanals multipliziert werden. Verwendet man dabei einen Teilungsfaktor von 10". so muß lediglich der Dezimalpunkt des abgelesenen Skalenwertes verschoben werden. Bei einer digitalen Anzeige der Abstimmfrequenz wird die Frequenz des Trägcroszillators 3 in einem Frequenzzähler 14 gezählt und der konstante Frequenzversalz, der Abstimmfrequenz gegenüber der Frequenz /Ί z. B. in herkömmlicher Weise durch eine Voreinstellung des Zählers berücksichtigt. Bei der Umschaltung in den Betriebsfall Il muß dann wieder eine entsprechende Verschiebung des Dezimaipunktes vorgenommen werden. In analoger Weise kann auch die am Ausgang des dekadischen Teilers 12 auftretende Frequenz ft zum Zwecke einer digitalen Anzeige der Abstimmfrequenz mittels eines voreingestellten Zählers gezählt werden.

Das umgesetzte und selektierte Signal L/c'kann auch z. B. in einem Phasenmesscr bezüglich seiner Phase ausgewertet werden oder für den Fall, daß es als Träger zum Zwecke einer Nachrichtenübertragung benutzt und entsprechend moduliert wird, von dem Ausgang 8a des Zwischcnfrcquenzvcrsiärkers 8 einer im zwischen- oder niederfrequenten Bereich arbeitenden Einrichtung 13, z. B. einem Demodulator, zugeführt werden.

In Abweichung von dem in F i g. I dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Trilgcrspnnnung der Frequenz fl mich von einem eigenen Oszillator erzeugt werden, wobei die Abstimmfrcquenz im Uctriebsfall Il on einer diesem zugeordneten Skala abgelesen oder mich einer Zählung seiner Ausgangsfrequenz digital angezeigt wird.

Die Schallung nach Fig.2 unterscheidet sich im Prinzip lediglich dadurch von Fig. 1, daß im ersten Hnipl'nngsknnal eine dritte Mischsuifc 15 vorgesehen ist, die dein Bandpiißfilter 7 nachgeschaltet ist und mit einer von einem Trllgeroszillator 16 erzeugten Trägcrsptinnung der Frequenz Λ3 beaufschlag! wird. Dies isi erforderlich, da (\ in diesem FnI! zwischen 100 und 150 MIIz variier! wird, die Mittcnfrequen/. von ZFBX 100 Milz betrügt, /'2 zu 99 MIl/. gewählt isl und das zweite Zwischenfreqiienzband ZFBl eine Mitlenfrcquen/. von I MHz aufweist. Diese Anhebung um den Faktor 10 gegenüber den entsprechenden, allerdings nur beispielsweise angegebenen Zahlenwerten von Fig. I führt einerseits im Belriebslull I zu einem AbslimmbercU'h von 50 kHz bis 50 MHz, andererseits muß das zweite Zwischenfrequenzband ZFB 2 mittels einer Trägerfrequenz Π von 0,9 MHz in ein drittes durch ein Bandpaßfilter 17 bestimmtes Zwischenfrequenzband

S ZFB 3 mit einer Mittenfrequenz von 100 kHz umgesetzt werden, um die weitere Auswertung des umgesetzten und selektierten Signals Ue' wieder so vornehmen zu können wie in Fig. 1. Im Betriebsfall H ergibt sich dann ein Abstimmbereich von 500 Hz bis 500 kHz.

ίο Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem insgesamt vier Empfangskanäle vorgesehen sind, von denen der zweite, dritte und vierte jeweils unterschiedliche Teile des ersten Empfangskanals wahlweise ersetzen. Der mit 18 bezeichnete Eingang des

Überlagerungsempfängers ist mit einem Schalter S3 verbunden, der das eingangsseitig empfangene Signal L/ein den Schaltstellungen I bis IV nacheinander auf die entsprechend numerierten Empfangskanäle schaltet. Der erste Empfangskanal enthält vier Mischstufen 19 bis 22, die jeweils mit den Trägerfrequenzen f\ bis /"4 beaufschlagt werden. Zur Erzeugung der letzteren dienen Trägeroszillatoren 23 bis 26. Den Mischstufen 19 bis 22 jeweils nachgeschaltete Bandpaßfilter 27 bis 30 selektieren die in den Mischstufen gebildeten Mischprodukte, die die Differenzfrequenz der eingangsseitigen Signale aufweisen, und definieren dabei die Zwischenfrequenzbänder ZFB1 bis ZFß4. Das in das Zwischenfrequenzband ZFB 4 umgesetzte und selektierte Signal Ue' wird dann entsprechend den F i g. 1 und 2 einem

jo Zwischenfrequenzverstärker 8 und über dessen Ausgang 8;i einem Spannungsmesser 9 oder gegebenenfalls einer anderen Einrichtung 13, z. B. einem Demodulator, zugeführt.
Unter der Annahme, daß Π in einem Frcquenzbcreich von 100 bis 150 MHz variierbar ist und ZFB1 eine Mittenfrequenz von 100 MHz aufweist, ergibt sich ein Abstimmbereich 1 am Eingang 18 von 50 kHz bis 50 MHz. Eine Frequenz (2 von 90 MHz bewirkt eine weitere Umsetzung in das Zwischenfrequenzband

ZFB2 mit einer Mittenfrequenz von 10 MHz, während eine Trägerfrequenz fl von 9 MHz das Siganl Uc in ein Zwischenfrequenzband ZFB 3 mit der Mittenfrequenz von I MHz umsetzt und eine Trägerfrequenz /"4 von 0,9 MHz schließlich eine Umsetzung in das Zwischcnfrequcnzbund ZFB 4 mit einer Mittenfrcqucnz von 100 kHz bewirkt.

In der Schallstcllung Il von S3 wird der die Mischstufen 19 und 20 enthaltende Teil des ersten F.mpfungsknnnls durch den zweiten Empfnngskanal 31

ersetzt, der in der gestrichelt gezeichneten l.iigc eines Umschalters S 4 vor dem Banclpußfilier 28 in den ersten F.mpfangsknnal einmündet. Der zweite Kmpfangsknnal 31 enthalt eine Mischsuifc 32, die mit einer Trägerfrequenz ft 1 beaufschlagt ist. Letztere wird über einen Frequenzteiler 33 aus der Trägerfrequenz f\ des Trllgcros/.illiitors 23 abgeleitet. Im vorstehenden Zahlenbeispiel ist der Tciliingsfiiklor von 33 mit 10 festgelegt.
In der Schaustellung III von .S'3 met/.t ein driller

(«1 Fmpfangsknnal 34 den die Stufen 19 bis 21 einhaltenden Teil des ersten linipfangsknnuls. Dabei nimmt ein Umschalter S5 die gestrichelt dargeslellie Sehalislellung ein. Wird eine Mischstufe 35 mit einer Trägerfrequenz, fl 2 beaufschlagt, die über den Frequenzteiler 33

(.«i und einen weiteren Frequenzteiler 36 mit einem Tcihmgsfiikuir von H) aus f\ abgeleitet isl, so erfolgt eine Umsetzung des Signals Uc direkt in das /wisehenfrcqucMzbnnd /ΙΊ13. Schließlich erfolgt eine

Umsetzung des Signals Uc in der Schaltstellung IV von 53 in der gestrichelten Lage eines Umschalters S 6 mit Hilfe einer in den vierten Empfangskanal 37 eingefügten Mischstufe 38, die mit einer Trägerfrequenz ft 3 beaufschlagt ist, direkt in das Zwischenfrequenzband ZFBA. Bei den in Fig.3 angegebenen Zahlenwertcn muß ft 3 um den Teilungsfaktor 1000 kleiner sein als /Ί. Sieht man hierbei eine aus den Frequenzteilern 33 und 36 und einem weiteren Frequenzteiler 39 bestehende Teilerkette vor, so weist jeder dieser Teiler einen Teilungsfaktor von 10 auf.

In F i g. 3 ergeben sich bei einer Einschaltung der Empfangskanäle 31,34 und 37 in den Schaltstellungen Il bis IV von S3 bei den dargestellten Zahlenwerten jeweils Abstimmbereiche am Eingang 18 von 5 kHz bis 5 MHz (II), 500 Hz bis 500 kHz (III) und 50 Hz bis 50 kHz (IV), ohne daß hierbei der bei der unteren Grenze des in Schaltstellung I festgelegten Abstiminbereiches auftretende Frequenzfehler überschritten wird. Die jeweilige Abstimmfrequenz des Überlagerungsempfängers kann wieder an einer dem Trägeroszillator 23 zugeordneter Einstellskala abgelesen oder mittels eines f\ zählender Zählers 40 ermittelt und digital angezeigt werden. Wenn die Frequenzteiler 33, 36 und 39 Teilungsfaktoren von 10" aufweisen, können anstelle von f\ auch die Trägerfrequenzen ft I, ft 2 oder ft 3 gezählt werden.

Es ist bei einer Vergrößerung der Anzahl det

ίο Umsetzungs- bzw. Mischstufcn im ersten Empfangskanal auch möglich, noch weitere Empfangskanälc vorzusehen, wobei theoretisch jede beliebige Anzahl von Mischslufen des ersten Empfangskanals durch einen dieser Zahl zugeordneten weiteren Empfangskanal wahlweise ersetzbar ist. Die Trägcroszillatoren 25 und 26 können auch durch eine Frequenzteilerkcttc ersetzt werden, die die Trägerfrequenzen /"3 und /"4 au; /"2 herleitet.

Hierzu 2 Blatt Zcichminucn

Claims

Patentansprüche:

1. Abstimmbarer, selektiver Überlagerungsempfänger, bei dem ein eingangsseitig empfangenes Signal über einen ersten Empfangskanal mit zwei oder mehreren Umsetzungsstufen geführt ist und dabei in ein erstes und gegebenenfalls weitere Zwischenfrequenzbänder umgesetzt wird, d a durch gekennzeichnet, daß ein zweiter Empfangskanal (10) vorgesehen ist, der den ersten im Bereich seiner ersten (2) und einer oder mehrerer der nachfolgenden Umsetzungsstufen (5) wahlweise ersetzt und sodann in den ersten Empfangskanal einmündet, daß das Signal (Ue) wahlweise vom ersten auf den zweiten Empfangskanal (10) umschaltbar ist und daß dieser eine weitere Umsetzungsstufe (11) enthält, deren Trägerfrequenz (ftjum einen Teilungsfaktor, der der Zwischenfrequenz-Untersetzung in dem ersetzbaren Teil (2, 5) des ersten Empfangskanals entspricht, niedriger ist als die Trägerfrequenz (Tl) der genannten ersten Umsetzungsstufe(2).

2. Empfänger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die der Umsetzungsstufe (11) in dem zweiten Empfangskanal (10) zugeführte Trägerfrequenz (ft) über einen Frequenzteiler (12) aus der der ersten Umsetzungsstufe (3) des ersten Empfangskanals zugeführten Trägerfrequenz (f\) abgeleitet ist.

3. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem zweiten (31) noch weitere Empfangskanäle (34, 37) vorgesehen sind, die den ersten Empfangskanal jeweils im Bereich der ersten (19) und einer ihnen zugeordneten Anzahl von nachfolgenden Umsetzungsstufen (20 bis 22) wahlweise ersetzen, jeweils nach der letzten von ihnen ersetzten Umsetzungsstufe in den ersien Empfangskanal einmünden, wahlweise mit dem eingangsseitig empfangenen Signal (Ue) belegbar sind und jeweils eine Umsetzungsstufe (32, 35, 38) enthalten, deren Trägerfrequenz (ft 1 bis ft 3) um einen Teilungsfaktor, der der Zwischenfrequenz-Untersetzung in dem von ihnen ersetzbaren Teil des ersten Empfangskanals entspricht, niedriger ist als die Trägerfrequenz (f\) der genannten ersten Umsetzungsstufe (23) (Fig. 3).

4. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Umsetzungsstufen (32, 35, 38) in dem zweiten (31) und sämtlichen weiteren Empfangskanälen (34, 37) zugeführten Trägerfrequenzen (ft 1 bis Λ 3) über eine Teilerkette (33, 36, 39) aus der der ersten Umseizungsstufe (23) des ersten Empfangskanals zugeführten Trägerfrequenz (f\) abgeleitet sind.

5. Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenfrequenz-Untersetzungen im ersten Empfangskanal jeweils Teilungsfaktoren von 10"('/J= 1,2, 3...) entsprechen.

6. Empfänger nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmfrequenz (fe)des Überlagerungsempfängers bei alleiniger Anschaltung des ersten Empfangskanals sowie bei wahlvveiser Anschaltung eines der weiteren Empfangskanäle an einer dem Trägeroszillator (3, 23) der ersten Umsetzungsstufe (2, 19) des ersten Empfangskanals zugeordneten Einstellskala ablesbar ist, gegebenenfalls unter Berücksichtigung des Teilungsfaktors, der der Trägerfrequenz (ft\, ft2 ft 3) in dem betreffenden weiteren Empfangskana zugeordnet ist

7. Empfänger nach einem der Ansprüche 1, 2 unc 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine digitali Anzeige der Abstimmfrequenz (fe) des Überlage rungsempfängers bei alleiniger Anschaltung de: ersten Empfangskanals sowie bei wahlweiser An schaltung eines der weiteren Empfangskanäle durcl Zählung der der ersten Umsetzungsstufe (2, 19) de: ersten Empfangskanals zugeordneten Trägerfre quenz (f\) oder einer durch Teilung aus ihi abgeleiteten Frequenz erfolgt, gegebenenfalls untei Berücksichtigung des Teilungsfaktors, der de Trägerfrequenz (ft 1, ft 2, Λ 3) in dem betreffende weiteren Empfangskanal zugeordnet ist.