DE2722504C3 - Überlagerungsempfänger mit einer digitalen Frequenzanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überlagerungsempfänger mit einem einstellbaren Überlagerungsoszillator, der auf einer um die Zwischenfrequenz des Gerätes höheren Oszillatorfrequenz schwingt als die im Gerät eingestellte Empfangsfrequenz, und mit einer für die Anzeige der eingestellten Empfangsfrequenz vorgesehenen digitalen Anzeigevorrichtung, in deren Signaizweig der Reihe nach eine Wandleranordnung zur Umwandlung der Oszillatorschwingung in eine dieser entsprechenden Impulsschwingung, eine Torschaltung, ein parallel auslesbarer Impulszähler und eine speichernde dekadische Ziffernanzeigevorrichtung angeordnet sind, die ferner eine Torzeitanordnung mit einem Festfrequenzgenerator zur Bildung der Torzeit für die Torschaltung und eine Anordnung zur Subtraktion der Zwischenfrequenz enthält und in der außerdem eine Steuereinrichtung den Ablauf eines Zähl- und Anzeigezyklus steuert Ein derartiger Überlagerungsempfänger ist beispielsweise aus der Zeitschrift Funkschau 1975, Heft 25, Seite 907 bis 909, bekannt

Bei Rundfunkempfangsgeräten war es bisher allgemein üblich, die im Gerät eingestellte Empfangsfrequenz auf einer Abstimmskala anzuzeigen, auf der entweder Empfangsstationen oder Empfangskanäle oder Frequenzmarken angebracht sind. Die eingestelle Empfangsf-equenz wird darauf durch die Stellung eines Zeigers angezeigt, der mit den Abstimmitteln gekuppelt ist und dessen Stellung gleichzeitig ein Abbild der Stellung dieser Abstimmittel ist. Durch die zunehmende Dichte des Sendernetzes und der Empfangskanäle wird eine genaue Abstimmung des Empfangsgerätes auf einen gewünschten Sender mit Hilfe eines sich über eine Abstimmskala bewegenden Zeigers immer schwieriger. Deshalb wurden digitale Frequenzanzeigevorrichtungen entwickelt, die die Empfangsfrequenz, auf die das Empfangsgerät eingestellt ist, in der Gestalt einer dekadischen Zahl direkt anzeigen. Beim Abstimmen eines Empfangsgerätes mit einer derartigen digitalen Frequenzanzeigevorrichtung verändert sich die dekadisch angezeigte Zahl laufend und mit den Gang der Abstimmung.
Bei dem aus der Zeitschrift Funkschau 1975, Heft 25, Seite 907 bis 909, bekannten Gerät wird die Oszillatorschwingung in einer Wandleranordnung aufbereitet und gelangt so an den Eingang der Torschaltung, die vom Ausgangssignal eines Flipflop durchlässig gesteuert ist. Ein rückstellbarer Zähler in der Torzeitanordnung zählt die Schwingungen eines quarzstabiliierten Festfrequenzgenerators und stoppt mit einem Ausgangssignal bei einem bestimmten eingestellten Zählerstand über das Flipflop und gibt über ein zweites Flipflop ein Schieberegister frei. Letzteres speichert mit einem ersten Schritt den Zählerstand in den Speicher der Ziffernanzeigevorrichtung ein, lädt im folgenden Schritt den Impulszähler mit einer in einem Festspeicher enthaltenen Zahl als Vorabzug der Zwischenfrequenz und setzt den frequenzteilenden Zähler in der Torzeitanordnung in den Nullzustand und schaltet in einem letzten Schritt die Torschaltung wieder durchlässig.

Die aus einem Schieberegister und zwei Flipflopschaltungen bestehende Steuereinrichtung sowie die Verwendung von voreinstellbaren Impulszählern und die notwendigen Festwertspeicher stellen bei der bekannten Anordnung einen verhältnismäßig hohen Aufwand dar. Außerdem sind voreinstellbare Impulszähler mit einer ausreichend hohen Zählfrequenz bei

^h1 einer verhältnismäßig kleinen Betriebsspannung, z. B. unter 5 Volt, nicht mehr genügend betriebsicher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die digitale Anzeigevorrichtung in einen Überlagerungsempfänger

der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß sie gegenüber den bekannten Schaltungsinordnungen einfacher und damit preiswerter ist und in tragbaren batteriebetriebenen Geräten verwendet werden kann. Die neue Schaltungsanordnung soll insbesondere auch bei kleinen Betriebsspannungen, die beispielsweise wesentlich unter 6 Volt liegen können, und gleichzeitiger hoher Zghlfrequenz, die beispielsweise über 1 MHz liegen kann, sicher arbeiten und einen geringen Leistungsverbrauch aufweisen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung eine setzbare bistabile Kippschaltung ist, deren Ausgang an den Nullstelleingang des parallel auslesbaren Impulszählers angeschlossen ist und im gesetzten Zustand ein Nullstellsignal liefert und dessen Setzeingang über ein Differenzierglied an den Ausgang der Torzeitanord;jung angeschlossen ist, daß die Anordnung zur Subtraktion der Zwischenfrequenz ein zweiter, nullstellbarer Impulszähler ist, dessen Zähleingang an den Ausgang der Torschaltung angeschlossen ist und dessen Ausgang an den Rückstelleingang der setzbaren bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist, und daß der Nullstelleingang dieses zweiten Impuslzählers und der Ladeeingang der speichernden dekadischen Ziffernanzeigevorrichtung über einen Inverter mit dem Ausgang der Torzeitanordnung verbunden sind.

Der mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Schaltungsanordnung für die digitale Frequenzanzeigevorrichtung keine voreinstellbare Impulszähler benötigt sondern mit einfachen nullstellbaren Impulszählern auskommt, die auch bei niederer Betriebsspannung — beispielsweise unter 6 V — hohe Impulsfrequenzen sicher zählen.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung kann dadurch erzielt v/erden, daß die Torschaltung ein die Frequenz teilender Impulszähler ist, dessen Nullstelleingang der Steuereingang der Torschaltung ist. Dadurch können die Impulszähler zusätzlich entlastet werden und Verzögerungen der Nullstellsignale die Betriebsgüte der Anordnung nicht beeinträchtigen.

Die Verwendung eines frequenzteilenden Impulszählers als Torschaltung ist an sich bei einer digitalen Frequenzanzeigevorrichtung mit einem setzbaren Impulszähler in Rundfunkempfängern bekannt (Zeitschrift »Funk-Technik« ·971, Heft 5, Seite 157 bis 159).

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist am Ausgang der Torzeitanordnung eine taktgesteuerte bistabile Kippschaltung zwischengeschaltet, deren einer Ausgang an den Steuereingang der Torschaltung und außerdem über ein Differenzierglied an den Setzeingang der setzbaren bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist und deren zweiter Ausgang mit dem Nullstelleingang des zweiten Impulszählers und außerdem mit dem Ladeeingang der speichernden dekadisehen Ziffernanzeigevorrichtung verbunden ist.

Zur Anpassung insbesondere an unterschiedliche Zwischenfrequenzwerte ist es vorteilhaft, den zweiten Impulszähler so auszubilden, daß der Zählstand für die Erzeugung eines Ausgangssignals einstellbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in einer schematischen Darstellung

F i g. 1 eine Blockschaltung eines Überlagerungsempfängers mit einer digitalen Frequenzanzeigevorrich- ^b5 tung,

F i g. 2 ein zugehöriges Impulsdiagramm,

Fi g. 3 eine Blockschaltung eines weiteren Überlagerungsempfängers mit einer digitalen Frequenzanzeigevorrichtung.

In Γ i g. 1 ist in einem Blockschema ein Rundfunkempfangsgerät dargestellt. Der Block 1 umfaßt den Hochfrequenz-, den Zwischenfrequenz- und den Niederfrequenzteil und die Stromversorgungseinrichtung 2 des Gerätes, der Block 3 eine digitale Frequenzanzeigevorrichtung zur Anzeige der im Empfangsgerät eingestellten Empfangsfrequenz. Bei einer Abstimmung des Empfangsgerätes wird gleichlaufend mit der mechanischen oder elektronischen Einstellung der Abstimmkreise im HF-Teil des Blockes 1 auf eine der an der Antenne 5 des Gerätes liegenden Empfangsfrequenzen fedie Oszillatorfrequenz /Oszeines im HF-Teil enthaltenen Überlagerungsoszillators 4 verändert Die Oszillatorschwingungen, deren Frequenz um die im Empfangsgerät fest eingestellte Zwischenfrequenz höher ist als die mit der Abstimmung gewählte Empfangsfrequenz, gelangen über eine Wandleranordnung 6 an den Signaleingang 7 einer als Undschaltung ausgebildeten Torschaltung 8. Die Wandleranordnung 6 paßt die vom Ausgang 9 des Überlagerungsoszillators abgenommene Oszillatorschwingungen an den Signal-■ eingang 7 der Torschaltung an und bildet daraus durch eine Impulsformung und eine Frequenzteilung eine der Oszillatorschwingung entsprechende Impulsschwingung 10 mit einer um den Teilungsfaktor m 1 der Wandleranordnung 4 kleineren Impulsfrequenz f, als die Oszillatorfrequenz.

Aus der Schwingung eines quarzstabilisierten Festfrequenzgenerators 11 wird in einer Torzeitschaltung 12 eine Steuerschwingung 13 gebildet, deren Impulse 14 die Torzeit ti (siehe Fig.2) für die Torschaltung 8 darstellen. Der Steuereingang 15 der Torschaltung 8 ist deshalb mit dem Ausgang der Torzeitschaltung 12 verbunden. An den Ausgang 16 der Torschaltung ist der Zähleingang 17 eines parallel auslesbaren elektronischen Zählers 18 und der Zähleingang 19 eines zweiten elektronischen Zählers 20 angeschlossen. Beide Zähler sind rückstellbar, aber nicht voreinstellbar. Mit dem Ausgang 21 des ersten Zählers 18 ist eine speichernde dekadische Ziffernanzeigevorrichtung 22 verbunden, die bei einem Signal an ihrem Ladeeingang 23 die in den ersten Zähler eingezählte Zahl parallel ausliest, bis zum nächsten Signal am Ladeeingang speichert und gleichzeitig in dekadischen Ziffern anzeigt. Der Nullstelleingang 24 des zweiten Zählers 20 und der Ladeeingang 23 der dekadischen Ziffernanzeigevorrichtung ist über einen Inverter 25 mit dem Ausgang der Torzeitschaltung 12 verbunden, während der Nullstelleingang 26 des ersten Zählers 18 am Ausgang Q einer setzbaren bistabilen Kippschaltung 27 liegt. Der Setzeingang S dieser setzbaren bistabilen Kippschaltung 27 ist über ein Differenzierglied 28 mit dem Ausgang der Torzeitschaltung 12 verbunden, während der Rückstelleingang Λ der setzbaren bistabilen Kippschaltung an den Ausgang 29 des zweiten Zählers 20 angeschlossen ist.

Der Betriebsablauf für die Frequenzanzeige des in F i g. 1 dargestellten Empfangsgerätes wird anhand der in Fig.2 dargestellten Diagramme a) bis h) näher erläu'ert, deren Abszisse jeweils die gleichen Zeitabschnitte darstellt. Das Diagramm a) zeigt die der Oszillatorschwingung proportionale Impulsschwingung 10 mit der Frequenz /) am Ausgang der Wandleranordnung 6, das Diagramm b) die Steuerschwingung 13 am Ausgang der Torschaltung 12 mit den Torzeitimpulsen 14 und das Diagramm c) die invertierte Steuerschwingung 30 am Ausgang des Inverters 25. Während einer

Impulspause 31 der Steuerschwingung 13 liegt ein Signal 32 am Nullstelleingang 24 des zweiten Zählers 20. Die Impulszeit ti der Impulse 14 der Steuerschwingung, die die Torschaltung für die Impulsschwingung 10 durchlässig steuert, ist so bemessen, daß die Zahl Z₀ der Impulse des währ end eines Torzeitimpulses 14 durch die Torschaltung 8 hindurchgelassenen Impulszuges 33 in der dekadischen Ziffernfolge gleich der Ziffernfolge der Frequenz fosz der gemessenen Schwingung des Oberlagerungsoszillators 4 ist. Die durch die Torschaltung 8 aus der Impulsschwingung 10 herausgeschnittenen Impulszüge 33 mit jeweils der Impulszahl Zo sind im Diagramm d) dargestellt.

Die Vorderflanke 34 der Torzeitimpulse 14 erzeugen in der Differenzierschaltung 28 einen Setzimpuls 35 (Diagramm e)), der an den Setzeingang S der setzbaren bistabilen Kippschaltung 27 gelangt und letztere in den Zustand setzt, in dem an deren Ausgang Q ein Signal 36 entsteht. Dieses in Diagramm g) dargestellte Signal gelangt als Nullstellsignal 36 an den Nullstelleingang 26 des parallel auslesbaren Zählers 18 und löscht den Zähler und verhindert die Zählung an den Zähleingang des Zählers gelangender Impulse.

Da während des Torzeitimpulses 14 am Nullstelleingang des zweiten Zählers 20 kein Signal liegt, zählt er die Impulse des Impulszuges 33 am Augang der Torschaltung 8 und erzeugt bei einer Zählerstellung, d. h. einer eingezählten Impulszahl Zzf, die Ziffernmäßig der Zwischenfrequenz fzF des Empfangsgerätes entspricht, an seinem Ausgang 29 einen Rückstellimpuls 37, der die setzbare bistabile Kippschaltung in die zweite stabile Lage setzt und damit das Nullstellsignal 36 für den ersten Zähler 18 löscht. Der Rückstellimpuls 37 für die Kippschaltung 27 ist im Diagramm f) dargestellt. Die nun folgenden Impulse des Impulszuges 33 werden in den parallel auslesbaren ersten Zähler eingezählt, wie in Diagramm h) angedeutet ist. Die Zahl dieser Impulse ist Ze=Z₀-ZzF, d.h. ziffernmäßig entsprechend der Eingangsfrequenz /s auf die das Empfangsgerät abgestimmt ist.

Während des Einzählens der Impulse des Impulszuges 33 in den parallel auslesbaren Zähler 18 kann der zweite Zähler 20, der weiterzählt, mehrmals umlaufen und jedesmal bei der Zählerstellung Zzf einen Rückstellimpuls 37' erzeugen, der aber wirkungslos bleibt

Der Impuls 32 am Ausgang des Inverters 25, der jeweils in der Pause 31 zwischen zwei benachbarten Torzeitimpulsen 14 besteht, gelangt als Ladesignal an den Ladeeingang 23 der speichernden dekadischen Ziffernanzeigevorrichtung 22 und veranlaßt diese, die in A„„ „.,—,Hol »ι.,ΙοΛ,™η 7öhlor IB amnnähllp Imnillc-

zahl Ze auszulesen, zu speichern und anzuzeigen.

Die Stromversorgungseinrichtung 2 des Empfangsgerätes, die beispielsweise eine Batterie ist und unter 6 Volt Betriebsspannung absinken kann, versorgt über die angedeutete Leitung 38 die Frequenzanzeigevorrichtung 3 des Empfangsgerätes.

In Fig.3 ist in einem Blockschaltbild ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rundfunkempfangsgerätes mit einer digitalen Frequenzanzeigevorrichtung 39 zur Anzeige der am Empfangsgerät eingestellten Emp-

1. An den Ausgang der Torzeitschaltung 12' ist eine taktgesteuerte bistabile Kippschaltung 40 angeschlos sen, die zwei zueinander invertierte Ausgänge Q1 unc Q1 aufweist und die an ihren Ausgängen da; Ausgangssignal 41 der Torzeitschaltung in zwe zueinander invertierte Torzeitsignale 42 und 4: umwandelt. Diese beiden Torzeitsignale 42 und 43 sine Impulsschwingungen mit einem 1 : !-Verhältnis ir Impuls- und Pausenzeit, in der die Impuls- unc

ίο Pausenzeit jeweils gleich der Periodendauer T de: Eingangssignals 41 der Torzeitschaltung 12' ist. Infolgt der invertierten Ausgänge Q1 und Q1 ist in de Schaltungsanordnung des Blockes 39 kein Invertei notwendig.

2. Die Torschaltung ist ein digitaler elektronische! Zähler 44, der frequenzteilend ausgebildet ist und be jedem Umlauf einen Impuls für den Impulszug 33 ar seinem Ausgang 46 erzeugt und dessen Nullstellenein gang 47 als Steuereingang mit dem einen Ausgang Q1 der taktgesteuerten bistabilen Kippschaltung 40 ver bunden ist.

3. Der zweite Zähler 20', der zuerst zur Zählung freigegeben ist, besteht aus einem parallel auslesbarer Zähler 48 und einer Undschaltung 49. Mittels dei Undschaltung wird die eingezählte Impulszahl Zz eingestellt, bei der am Ausgang 29 des Zählers 20' eir Ausgangs^ignal als Rückstellimpuls 37 für die setzban bistabile Kippschaltung 27 erzeugt wird.

Mit den in diesem Ausführungsbeispiel dargestellter

jo Maßnahmen ist es ohne weiteres möglich, eine digitale Frequenzanzeigevorrichtung in weitem Be^reich ar unterschiedliche Werte insbesondere des Festfrequenz generators, der Zwischenfrequenz und/oder des Über lagerungsoszillators eines Empfangsgerätes anzupas

J5 sen.

In F i g. 3 ist in dem Block 28' ein Ausführungsbeispie eines Differenziergliedes angegeben. Der Betriebs ablauf des in Fig.2 dargestellten Empfangsgeräte: entspricht den in F i g. 2 dargestellten Diagrammen b_A bis h), wobei in diesem Fall das Diagramm b) das Ausgangssignal 42 und das Diagramm cjaas Ausgangssignal 43 der taktgesteuerten bistabilen Kippschaltung 40 darstellt. Die in F i g. 2 angegebenen Zeiten U und i; sind im Fall eines Empfangsgerätes nach F i g. 3 gleich groß und gleich der Zeit T einer Schwingungsperiode des Ausgangssignals 41 der Torzeitschaltung 12'. Die Impulszüge 33 am Ausgang der Torschaltung 44 sine Ausschnitte aus der am Ausgang der Wandleranordnung 6' auftretenden Impulsschwingungen 10', jedoch

so mit einer um das Teilungsverhältnis m 3 der Torschaltung 44 niedereren Frequenz fj als die Frequenz f'j de: Impulsschwingung 10' am Ausgang der Wandleranordnung 6'.
fangsfrequenz dargestellt Die mit den Blöcken des ir F i g. 1 dargestellten Empfangsgerätes übereinstimmenden Blöcke weisen in F i g. 3 die gleichen Bezugszeicher auf wie in Fi g. 1. Das in Fi g. 3 dargestellte Empfangs gerät unterscheidet sich gegenüber dem in F i g. 1 dargestellten Empfangsgerät insbesondere in folgender Teilen:

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Überlagerungsempfänger mit einem einsteilbaren Oberlagerungsoszillator, der auf einer um die Zwischenfrequenz des Gerätes höheren Oszillatorfrequenz schwingt als die im Gerät eingestellte Empfangsfrequenz, und mit einer für die Anzeige der eingestellten Empfangsfrequenz vorgesehenen digitalen Anzeigevorrichtung, in deren Signaizweig der Reihe nach eine Wandleranordnung zur Umwandlung der Oszillatorschwingung in eine dieser entsprechenden Impulsschwingung, eine Torschaltung, ein parallel auslesbarer Impulszähler und eine speichernde dekadische Ziffernanzeigevorrichtung angeordnet sind, die ferner eine Torzeitanordnung mit einem Festfrequenzgenerator zur Bildung der Torzeit für die Torschaltung und eine Anordnung zur Subtraktion der Zwischenfrequenz enthält und in der außerdem eine Steuereinrichtung den Ablauf eines Zähl- und Anzeigezyklus steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine setzbare bistabile Kippschaltung (27) ist, deren Ausgang (Q) an den Nullstelleingang (26) des parallel auslesbaren Impulszählers (21) angeschlossen ist und im gesetzten Zustand ein Nullstellsignal (36) liefert und dessen Setzeingang (S) über ein Differenzierglied (28) an den Ausgang der Torzeitanordnung (12) angeschlossen ist, daß die Anordnung zur Subtraktion der Zwischenfrequenz ein zweiter, nullstellbarer Impulszähler (20) ist, dessen Zähleingang (19) an den Ausgang (16) der Torschaltung (8) angeschlossen ist und dessen Ausgang (29) an den Rückstelleingang (R) der setzbaren bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist, und daß der Nullstelleingang (24) dieses zweiten Impulszählers und der Ladeeingang (23) der speichernden dekadischer. Ziffernanzeigevorrichtung (22) über einen Inverter (25) mit dem Ausgang der Torzeitanordnung verbunden sind.

2. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (8) ein die Frequenz teilender Impulszähler (44) ist, dessen Nullstelleingang (47) der Steuereingang der Torschaltung ist.

3. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Torzeitanordnung (12') eine taktgesteuerte bistabile Kippschaltung (40) zwischengeschaltet ist, deren einer Ausgang (Q 1) an den Steuereingang (47) der Torschaltung und außerdem über ein Differenzierglied (28) an den Setzeingang (S) der setzbaren bistabilen Kippschaltung J27) angeschlossen ist und deren zweiter Ausgang (Q 1) mit dem Nullstelleingang (24) des zweiten Impulszählers (20) und außerdem mit dem Ladeeingang (23) der speichernden dekadischen Ziffernanzeigevorrichtung (22) verbunden ist.

4. Überlagerungsempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerstellung für das Ausgangssignal (37) des zweiten Impulszählers (20') einstellbar ist.