DE2643570B2

DE2643570B2 - Funkempfänger für den UKW-FM-Sprechfunk

Info

Publication number: DE2643570B2
Application number: DE2643570A
Authority: DE
Inventors: Johannes Hilversum Noordanus; Johannes Van Der Poel
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1976-09-28
Publication date: 1981-04-09
Also published as: GB1565673A; DE2643570C3; NL163917B; CA1066363A; SE413451B; JPS5910620B2; SE7610763L; FR2326817A1; BE846813A; US4085370A; NL163917C; DE2643570A1; JPS5244508A; NL7511580A; CH610161A5; FR2326817B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfangsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Ein solcher Funkempfänger ist z. B. aus der US-PS 35 68 068 bekannt. Solche Funkempfänger werden z. B. bei

mobilen automatischen Fernsprechsystemen angewandt. Bei einem FM-Empfänger ist eine solche Rauchsperre vorgesehen, weil der Empfänger selbst Rauschen erzeugt, sobald das Mpdulationssignal wegfällt oder so schwach ist, daß die im Empfänger vorgesehene Begrenzungsanordnung keinen Effekt mehr hat.

Wegen der Ausgedehntheit eines derartrgeri Fernsprechsystems und der Beschränktheit der Anzahl in einem derartigen System verfügbaren Kanaifrequenzen ist es dabei notwendig, daß dieselben Kanalfrequenzen innerhalb ein und desselben Systems mehrere Male angewandt werden, und zwar dann in einem untereinander verhältnismäßig großen Abstand. Trotz einer sehr sorgfältigen Planung, wobei der Abstand, in dem dieselben Kanaifrequenzen angewandt werden, möglichst groß gewählt worden ist, gibt es jedoch nach wie vor die Gefahr, daß eine zum System gehörende Funkempfangsanordnung nicht nur die von einem gewünschten Sender ausgestrahlten Kanaifrequenzen empfängt, sondern, daß sie zugleich infolge beispielsweise gewisser atmosphärischer Umstände einen von einem unerwünschten weit entfernten Sender ausgestrahlten gegebenenfalls modulierten Träger nahezu derselben Kanalfrequenz empfängt.

Diese an sich bekannte Störungsart, die in der Literatur als Gleichkanalstörung bezeichnet wird, kann in einem derartigen mobilen automatischen Fernsprechsystem zu jedem beliebigen Augenblick plötzlich auftreten und eine bestehende Verbindung stören, wobei abhängig vom Störungsausmaß sogar ein für den betreffenden gestörten Funkempfänger nicht gemeintes Gespräch verständlich empfangen wird, lange bevor die im wesentlichen auf die vom Empfänger selbst herbeigeführte Rauschstörung reagierende Überwachungsanordnung die Tonverstärkerstufe unterbricht Eine derartige Funkempfangsanordnung läßt sich daher nicht gut verwenden zum Gebrauch in einem öffentlichen mobilen Fernsprechsystem, da die bei einem derartigen Fernsprechsystem geltenden zwingenden Anforderungen im Bezug auf Geheimhaltung nicht erfüllt werden.

Die Erfindung bezweckt nun, eine Funkempfangsanordnung zu schaffen, die die obengenannten Nachteile weitgehend vermeidet.

Ausgehend von einer Empfangsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mittel gelöst.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird es, durch das in einem frühzeitigen Stadium von Gleichkanalstörung erhaltene Ausgangssignal, möglich, rechtzeitig die geeigneten Maßnahmen zu treffen, damit die erforderliche Geheimhaltung gewährleistet wird. So kann beispielsweise dieses Ausgangssignal als Startsignal einer automatischen Kanalselektionsanordnung zugeführt werden, damit rechtzeitig auf einen freien und ungestörten Kanal ausgewichen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funkempfangsanordnüfig,

Fig.2 zwei Kennlinien zur Erläuterung der Wirkungsweise der Funkempfangsanordnung nach F i g. 1.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Funkempfangsanordnung ist 1 eine Antenne, über die die empfangenen Signale einer HF-Eingangsstufe 2 zugeführt werden, die

for Signale innerhalb eines bestimmten Frequenzbandes selektiv ist und die empfangenen Signale nach Verstärkung einer Frequenzumwandlungsstufe 3 zuführt, die die Frequenz auf eine Zwischenfrequenz bringt. Das Zwischenfrequenzsignal wird verstärkt und ί in einer ZF-Verstärker- und Begrenzungsanordnung 4, die aus mehreren Stufen bestehen kann, in seiner Amplitude begrenzt Dem auf diese Weise verstärkten und begrenzten ZF-Signal wird mit Hilfe eines Diskriminators 5 die Modulation entnommen, wobei der i" Diskriminator dsm Tonsignal über eine Tonverstärkerstufe 6 einer Wiedergabeanordnung 7 zuführt Die genannte Tonverstärkerstufe ist mit (nicht dargestellten) Schaltmitteln versehen. Das am Ausgang des Diskriminators 5 auftretende tonfrequente Signal wird zugleich über ein Rauichselektionsfilter 8 einer Überwachungsanordnung 9 zugeführt, die, wenn der empfangene Rauschwert und/oder die Gleichkanalstörung einen bestimmten Wert überschreitet ein Ausgangssignal liefert, das als Steuersignal den Schaltmit- 2i> teln der Tonverstärkerstufe 6 zur Unterbrechung dieser Stufe zugeführt wird.

Damit eine frühzeitige Warnung beim Auftritt einer Gleichkanalstörung erhalten wird, weist das r_senanme Rauschselektionsfilter 8 ein Durchlaßband auf, das nur einen Teil des außerhalb des normalen Gesprächsfrequenzbandes, jedoch innerhalb des Zwischenfrequenzbandes liegenden Rauschspektrums durchläßt und die Überwachungsanordnung 9 enthält zwei Kreise 10, 11 mit je hintereinander einer Schweifenanordnung 12,12', einem Spannungspegeldetektor 13, 13' und einer Gleichrichtefanordnung 14,14'. Diese beiden Kreise 10 und U sind beide mit dem Ausgang des Rauschselektionsfilters 8 gekoppelt Die Schwellenwerte der genannten Schwellenanordnungen 12 und 12' sind dabei weiter derart eingestellt daß sie untereinander einen derartigen Unterschied aufweisen, daß der eine Kreis 11 mit dem niedrigeren Schwellenwert in einem frühzeitigen Stadium ein Ausgangssignal liefert ausschließlich beim Auftritt einer Gleichkanalstörung, während der -to andere Kreis 10 mit dem höheren Schwellenwert das Ausgangssigml liefert, das als Steuersignal den Schaltmitteln der Tonverstärkerstufe 6 zugeführt wird und welches Ausgangssignal erst bei einem unzulässigen Signal/Rauschverhältnis und/oder einem unzulässigen Ausmaß an Gleichkanalstörung auftritt.

Das Rauschselektionsfilter 8 wird bei einer praktischen Ausführungsform vorzugsweise durch ein LC-Bandfilter mit einer Abstimmfrequenz von 5 kHz und einem Gütefaktor Q= 18,5 gebildet, wobei die w Induktanz L durch einen Gyrator mit einem daran angeschlossenen Kondensator verwirklicht werden kann. Nach Verstärkung in einem Operationsverstärker 15 wird das Ausgangssignal des Rauschselektionsfilters 8 den beiden Schwellenanordnungen 12, 12' zugeführt, die auf bekannte Weise aus Widerständen und Dioden aufgebaut sind und deren Schwellenwert mit Hilfe eines Rotentiometers einstellbar ist. Die an den Ausgang dieser Schwellenanordnungen angeschlossenen Spannungspegeldetektoren 13 und 13' werden vorzugsweise ω durch je eine Schmitt-Trigger-Schaltung gebildet, deren Ausgang an die zugehörende Gleichrichteranordnung 14 bzw. 14' angeschlossen is(.

Der Erfindung liegt der unterschiedliche Charakter des vom Empfänger selbst verursachter. Rauschanteils &* und der von einem Sender herbeigeführten unerwünschten Gleichkanalstörung zugrunde. Das Gesamtrauschsignal hat bekanntlich eine beliebige Verteilung der Rauschwertanteile, so daß in der Zeit eine nahezu gleichmäßige Verteilung der Leistung über das Rauschband auftritt. Die infolge eines gleichzeitig empfangenen unerwünschten Trägers am Ausgang des Diskrimjnators 5 auftretenden Intermodulationsprodukte höherer Ordnung haben dagegen einen diskreteren Charakter und es stellt sich heraus, daß sie im wesentlichen in einem über dem Audio-Band liegenden schmalen Band auftreten.

Infolge dieses unterschiedlichen Charakters ergibt sich, daß die Gleichkanalstörleistung praktisch nicht vom Eingangspegel des Empfängers abhängig ist und nur in geringem Maße vom Modulationstyp auf beiden Frequenzen, während dagegen die Rauschleistung am Ausgang bekanntlich vom Empfängereingangspegel stark abhängig ist

Die Erfindung benutzt nun die obengenannten Unterschiede in Charakter des vom Empfänger selbst herbeigeführten Rauschanteils und der von einem unerwünschten Sender verursachten Gleichkanalstörung. Durch Verwendung des scharfen Rauschselektionsfilters 8, dis auf Frequenzen außerhalb des normalen Gesprächsfrequenzbandes ^'0,3—3 kHz), jedoch innerhalb des Zwischenfrequenzba^tdes reagiert, wird nämlich eine deutliche Anzeige erhalten in bezug auf die Rausch- und Gleichkanalstörungslage am Eingang des Empfängers.

Zur E; läuterung sei in diesem Zusammenhang auf die in F i g. 2 dargestellten Kurven a und b hingewiesen, von denen die Kurve a den Verlauf der Gesamtrauschleistung (N)₀ am Ausgang des Rauschselektionsfilters 8 zeigt, und zwar als Funktion des gewünschten Trägers gegenüber dem zum Eingang transformierten Eigenrauschwert des Empfängers (Cd/N)i, und von denen die Kurve b den Verlauf der Gleichkanalstörleistung (I)₀ am Ausgang des Rauschselektionsfilters 8 als Funktion des Leistungsverhältnisses zwischen dem gewünschten und dem ungewünschten Träger (CJC_u)i am Eingang des Empfängers zeigt. Die Neigung der Kurve fr ist konstant und die dargestellte Lage gilt dabei für eine bestimmte Modulations- und Trägeroffsetart und wird beim Fehlen einer Modulation eines der Träger etwas in Richtung der vertikalen Achse verschoben.

Zur weiteren Erläuterung der Wirkungsweise der Überwachungsanordnung 9 sind in F i g. 2 zugleich der Schwellenwert p, auf den die Schwellenanordnung 12 eingestellt ist sowie der Schwellenwert q dargestellt, auf den die Schwellenanordnung 12' eingestellt ist. Wie diese Figur deutlich zeigt, wird die am Ausgang des Rauschselektionsfilters 8 auftretende Rauschleistung (N)o die niedrigere Schwelle q nicht überschreiten, solange am Eingang der Empfangsanordnung ein Träger/Rauschverhältnis (CyN)₁ »10 dB auftritt Wird nun angenommen, daß bei einem derartigen durchaus guten Träger/Rauschverhältnis zugleich ein geringes Ausmaß an Gleichkanalstörung auftritt, so erreicht die am Ausgang des Rauschselektionsfilters 8 auftretende Gleichkanalstörleistung (I)₀, da diese vom Eingangspegel der Empfangsanordnung unabhängig ist, bereits bald einen Wert, der die niedrigere Schwelle q überschreitet und es wird um Ausgang des Kreises Ii ein Ausgangssignal erhalten. Dieses Ausgangssignal kann beispielsweise zur frühzeitigen Warnung dienen, daß die bestehende noch immer brauchbare Funkverbindung durch Gleichkanalstörung bedroht wird.

Die höhere Schwelle ρ wird bei einem Träger/ Rauschverhältnis (C/N)i <10dB und/oder einem gewünschten/unerwünschten Trägerverhältnis (CJ

Cu), < IO dB überschritten, mit der F<jige. daß der Kreis 10 der Überwachungsanordnung 9 ein Ausgangssignal liefert, das als Steuersignal den Schaltmitteln der Tonverstärkerstiife 6 zur Unterbrechung dieser Stufe zugeführt wird.

In dem Fall, in dem die höhere Schwelle ρ überschritten wird, wird die niedrigere Schwelle η selbstverständlich auch überschritten, so daß die beiden Kanäle 10 und 11 ein Ausgangssignal liefern. Gewünschtenfalls kann die Überwachungsanordnung 9 jedoch auch derart ausgebildet sein, daß der Kreis 10 gesperrt wird, sobald der Kreis 11 ein Ausgangsxignal liefert. Beispielsweise läßt sich dies dadurch verwirklichen, daß die Cileichrichtcranordnurg 14 mit einem normalerweise durchlässigen F.ingangstor versehen wird, über das das Aiisgangssignal des Spannungspegeldetektors 13' der Gleichrichlcranordnung 14' zugeführt wird und welches Tor. wenn der Kreis 10 ein Ausgangssignal liefert, von diesem Aiisgangssignal geschlossen wird, so daß nur der Kreis 10 in diesem Fall eine Ausgangsspannung liefert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Empfangsanordnnng für den UKW-FM-Sprechfunk mit einem Frequenzdiskriminator zum Demodulieren der empfangenen und über eine HF-Eingangsstufe, eine Frequenzwandlerstufe und eine ZF-Verstärker- ujd Begfenzungsnnordnung dem Frequenzdiskriminator zugeführten Signale zur Erzeugung eines NF-Signals, das über eine NF-Verstärkerstufe einer Wiedergabeanordnung zugeführt wird, wobei die NF-Verstärkerstufe mit Schaltmitteln versehen ist, während der Diskriminatorausgang über ein Rauschselektionsfilter mit einer Überwachungsanordnung gekoppelt ist, die einen ersten Kreis mit hintereinander einer ersten Schwellenanordnung, einem ersten Spannungspegeldetektor und einer ersten Gleichrichteranordnung enthält und die, wenn der Rauschwert einen bestimmten unzulässigen Wert überschreitet, ein Ausgangssignal liefert, das den Schaltmitteln zur Unterbrechung der NF-Verstärkerstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rausehselektionsfütcr (8) ein Durchlaßband aufweist, dessen Grenzfrequenzen zwischen der oberen Grenzfrequenz des normalen Gesprächsfrequenzbandes und einer Frequenz liegen, die der halben Frequenz-Differenz zwischen den Grenzfrequenzen des ZF-Verstärkerdurchlaßbandes entspricht, daß die Überwachungsanordnung (9) einen zweiten Kreis (11) enthält mit hintereinander einer zweiten Schwellenanordnung (12'), einem Spannungspegeldetektor (13') und einer zweiten Gleichrichteranordnung (14'), da3 die erste und die zweite Schwellenanordnung (12, 12') beide mit dem Ausgang des Rauschselektionsfilters (8) gedoppelt sind, und daß die Schwellenwerte dieser Schwellenanordnungen untereinander so unterschieden eingestellt sind, daß einerseits der zweite Kreis (11) mit dem niedrigeren Schwellenwert in einem frühzeitigen Stadium ein Ausgangssignal liefert ausschließlich beim Auftreten einer Gleichkanalstörung, während der erste Kreis mit dem höheren Schwellwert erst bei einem unzulässigen Signal/Rauschverhältnis und/oder einem unzulässigen Ausmaß an Gleichkanalstörung das AusgangSMgnal liefert.

2. Empfangsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauschselektionsfilte,- (8) durch ein Bandfilter in Form eines Gyratorfilter gebildet wird.

3. Empfangsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung (14') in dem zweiten Kreis mit einem normalerweise durchlässigen Eingangstor versehen ist, über das das Ausgangssignal des vorhergehenden Spannungspegeldetektors (13') der Gleichrichteranordnung (14') zugeführt wird und das zugleich mit einem Eingang an einen Ausgang des ersten Kreises (10) derart angeschlossen ist, daß das Eingangstor gesperrt wird, wenn der erste Kreis ein Ausgangssignal liefert.