DE2802981A1

DE2802981A1 - Mit phasensynchronisierter schleife arbeitende abstimmeinrichtung

Info

Publication number: DE2802981A1
Application number: DE19782802981
Authority: DE
Inventors: Wayne Wheeler Evans
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1977-01-24
Filing date: 1978-01-24
Publication date: 1978-07-27
Also published as: JPS5393715A; JPS5629416B2; DE2802981C2; US4110693A

Description

ROA 70867 Ks/Ri

U.S. Serial No: 762,107

Filed: January 24, 1977 " Dr. Dieter v. BeroW 2802981

Dip!.-hg. PeViT Schütz _# DIpI.-ing. V/ciifgang Heusler

- Vf " 6 München So, Postfach 860688

ROA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Mit phasensynchronisierter Schleife arbeitende Abstimmeinrichtung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet elektronischer Abstimmsysteme für Fernsehempfänger und bezieht sich speziell auf Maßnahmen, mit denen verhindert wird, daß sich das Abstimmsystem auf ungewollte Signale einstimmt, die unter gewissen Betriebsbedingungen vom System selbst erzeugt werden.

Neuerdings gibt es für Rundfunk- und Fernsehempfänger elektronische Abstimmsysteme, die einen spannungsgesteuerten Oszillator verwenden (typischerweise einen Oszillator mit Varaktordiode), dessen Frequenz abhängig von einem Steuersignal eingestellt wird, um die passende Überlagerungsfrequenz für die Abstimmung auf eine gewählte Station oder einen gewählten Kanal zu liefern. Obwohl solche Systeme typischerweise ausfallsicherer als mechanische Ausführungsformen sind, können Teile des Abstimmsystems unter gewissen Betriebsbedingungen ungewollte Signale erzeugen, die das System in einen eingestimmten Zustand bringen. In der USA-Patentschrift 3 971 ist ein Abstimmsystem beschrieben, in welchem das vmeinem varaktorgesteuerten Oszillator erzeugte lokale Überlagerungssignal durch eine sägezahnförmige Steuerspannung in seiner

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Frequenz gewobbelt wird, bis ein auf das Überlagerungssignal ansprechender Zähler den passenden Zählwert für einen gewählten Kanal angesammelt hat· Unter manchen Betriebsbedingungen des Varaktors kann das Ausgangssignal des varaktorgesteuerten Oszillators schwach werden oder intermittieren, wodurch der aufgelaufene Zählwert fälschlich zu niedrig wird· Um zu verhindern, daß sich das Abstimmsystem auf eine einem falschen Zählwert entsprechende Überlagerungsfrequenz einstimmt, ist ein Vergleicher vorgesehen, um den tatsächlichen Zählwert und den gewünschten Zählwert zu bestimmten. Ein Fehlleistungsdetektor treibt den varaktorgesteuerten Oszillator in eine Richtung, die der vom Vergleicher angezeigten Richtung entgegengesetzt ist·

Zur Vereinfachung einer solchen Struktur wäre es zweckmäßiger, Einstimmungen infolge der Erzeugung von ungewollten Signalen zu verhindern, wenn ihr Auftreten wahrscheinlich ist, anstatt nach erfolgten Einstimmungen Korrekturen durchzuführen. Eine erfindungsgemäße Abstimmanordnung, die diese Aufgabe löst, ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Die Erfindung kann in bevorzugter Ausführungsform realisiert werden an einem Abstimmsystem, das einen gesteuerten Oszillator (Überlagerer) enthält, der ein lokales Schwingungssignal (Überlagerungssignal) mit einer einem Steuersignal entsprechenden Frequenz erzeugt und anfällig für die Erzeugung einer ungewollten Signalkoeponente ist, auf die das System in unerwünschter Weise während mindestens einer Betriebsbedingung ansprechen kann, bei der die Amplitude des Überlagerers relativ schwach ist. Beim Auftreten einer vorbestimmten Betriebsbedingung tritt eine sogenannte Einstimmsperre in Aktion, um das Steuersignal vorübergehend in einer entsprechend vorbestimmten Weise so zu beeinflussen, daß das Überlagerungssignal eine Frequenz bekommt, bei der ihre Amplitude genügend groß ist, so daß das Abstimmsystem eher auf diese Amplitude als auf

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die ungewollte Signalkomponente anspricht·

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert, deren einzige Figur teilweise in Blockform und teilweise im Detail ein Abstimmsystem für einen Pernsehempfanger zeigt, das eine Einrichtung zum Verhindern von Falscheinstimmungen enthalt.

Die von einem HF-Eingangsteil 12 gelieferten Hoehfrequenzträger werden auf einen Tuner 14 des Empfängers gegeben, wo sie mit einem Überlagerungssignal kombiniert werden, das die passende Frequenz zum Empfang des einem ausgewählten Kanal zugeordneten HF-Trägers hat, um ein Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) zu bilden. Das Überlagerungssignal wird von einem gesteuerten Oszillator 16 (Überlagerer) erzeugt, der eine Reihe von Varaktordioden (Kapazitätsdioden) enthält· Abhängig von Bandschaltsignalen werden je nach dem Frequenzband, in dem der ausgewählte Kanal liegt, ausgewählte Exemplare der Varaktordioden aktiviert, um den Frequenzbereich der Überlagererschwingung festzulegen. Die aktivierten Varaktordioden werden mit einer Steuerspannung vorgespannt, die vom ausgewählten Kanal abhängt, um die spezielle Frequenz der Schwingung festzulegen. Das ZF-Signal wird auf eine ZF-Stufe 18 gekoppelt, wo es gefiltert und in sonstiger Weise verarbeitet wird, um Farbart-, Leuchtdichte-, Synchron- und Tonsignalkomponenten zu bilden. Diese Komponenten werden auf Signalverarbeitungsschaltungen des Empfängers gegeben, die insgesamt mit 20 bezeichnet sind und dazu dienen, die Bildinformation und die zugehörige Toninformation mittels einer Bildröhre 22 und eines Lautsprechers 24· wiederzugeben. In den bis hierher beschriebenen Teilen des Eapffingers können Schaltungen verwendet werden, wie sie in den RCA Television Service Data, File 1975 C-10 für den Gerätetyp στσ-74- (veröffentlicht von der RGA Corporation, Indianapolis, Indiana) beschrieben sind, auf de hiermit verwiesen wird·

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Das Steuersignal für den Überlagerungsoszillator 16 wird durch eine phasensynchronisierte Schleife 26 erzeugt, und zwar gemäß binärcodierter Signale, die den ausgewählten Kanal angeben und von einer Kanalwahltastatur 28 kommen. Um eine sichtbare Anzeige des ausgewählten Kanals zu geben, werden die binärcodierten Signale auch einem Sichtgerät 30 zugeführt. Die binärcodierten Signale werden ferner auf eine die Bandumschaltung steuernde Logikschaltung (Bandschal tlogik) 32 gegeben, die folgende Signale liefert: Ein Bandschaltsignal VL, wenn der ausgewählte Kanal im unteren VHF-Bereich liegt (z.B. die Kanäle 2 bis 6 in den USA); ein Bandschaltsignal VH, wenn der ausgewählte Kanal im oberen VHP-Bereich liegt (z.B. die Kanäle 7 bis 13 in den USA) und ein Bandschaltsignal U, wenn der ausgewählte Kanal im UHF-Bereich liegt (z.B. die Kanäle 14 bis 83 in den USA). Die Bandschaltsignale werden jeweils durch einen Verstärker 48 bzw. 50 bzw. 52 verstärkt und dann auf den Oszillator 16 gekoppelt, um den Frequenzbereich der Überlagerungsschwingung einzustellen.

Das vom Oszillator 16 erzeugte Überlagerungssignal wird nacheinander einen im Verhältnis 1:K frequenzteilenden Voruntersetzer 34, einem programmierbaren 1:'N-Frequenzteiler 36 und einem Phasendetektor 38 der phasensynchronisierten Schleife 26 zugeführt. Der Faktor K, durch den der 1:K-Voruntersetzer 34 die Frequenz des Überlagerungssignals teilt, ist so ausgewählt, daß der Betriebsfrequenzbereich der nachgeschalteten Komponenten der phasensynchronisierten Schleife 26 getroffen wird. Der Teilungsfaktor N des programmierbaren Teilers 36 wird entsprechend den die Nummer des ausgewählten Kanals darstellenden binärcocierten Signalen eingestellt, wobei jeder Kanalnummer ein anderer Wert für N zugeordnet ist.

Dem Phasendetektor 38 wird außerdem ein Bezugsfrequenzsignal zugeführt, das von einem Bezugsoszillator 40 und einem 1:R-

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Teiler 4-2 erzeugt wird, der die Frequenz des Ausgangssignals des Bezugsoszillators 4-0 durch einen Faktor R teilt (der gewöhnlich gleich dem Faktor K ist), um den Betriebsfrequenzbereich der phasensynchronisierten Schleife 26 zu treffen. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 38 zeigt die zwischen seinen beiden Eingangssignalen bestehende Phasen- und Frequenzabweichung an und hat im allgemeinen die Form eines Impulssignals bestehend aus einzelnen Impulsen, deren Breite sich mit der Phasen- und Frequenzabweichung zwischen den Eingangssignalen des Phasendetektors 38 ändert· Das Ausgangssignal des Phasendetektors 38 wird im Normalfall über einen Betriebsart-Umschalter 56 (dessen Funktion weiter unten erläutert wird) auf ein aktives Tiefpaßfilter 4-6 gekoppelt, das die relativ hochfrequenten Impulskomponenten aus dem Signal entfernt und eine praktisch gleichgerichtete Steuerspannung für den Überlagerungsoszillator 16 liefert. Für einen ausgewählten Kanal wird der Oszillator 16 abhängig von seinem Steuersignal gesteuert, bis praktisch kein Phasen- und Frequenzfehler mehr zwischen den beiden Eingangssignalen des Phasendetektors 38 besteht. Wenn dies erreicht ist, gilt folgende Beziehung zwischen der Frequenz fjß des Überlagerungsoszillators und der Bezugsfrequenz

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^f LO ⁼ W ^fREF

Unter der Voraussetzung, daß ein HF-Träger die um zugeteilte Normfrequenz hat, synthetisiert das Abstimmsystem 26 das notwendige Überlagerungssignal, um den Empfänger präzise auf den Kanal abzustimmen. Im allgemeinen ist der HF-Eingangsteil 12 mit einer gewöhnlichen Antenne gekoppelt, um über Rundfunk gesendete Normfrequenzträger zu empfangen. Der HF-Eingangsteil kann jedoch auch mit einer Anlage wie etwa einem über eine Hauptantenne gespeisten Versorgungssystem (MATV-Anlage) gekoppelt sein, das die Frequenzen der HF-Träger auf ungenormte Frequenzen umsetzt, die den entsprechenden Normfrequen-

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zen willkürlich naheliegen. Um den Empfänger auch auf Träger abstimmen zu können, die ungenormte Frequenzen haben, ist eine MATV-Abstimmsteuereinheit 5²J- vorgesehen, die ein MATV-Steuersignal erzeugt, um die Frequenz des Überlagerungsoszillators im Sinne einer Verminderung der Abweichung zu steuern, die zwischen der tatsächlichen Frequenz des Bildträgers im ZF-Signal und ihrem Nennwert (z.B. 45,75 MHz in den USA) herrscht und dem Frequenzunterschied zwischen einem Normfrequenzträger und einem Träger ungenormter Frequenz entspricht. Wenn vom HF-Eingangsteil 12 Träger ungenormter Frequenz geliefert werden, dann wird gemäß einem vorbestimmten Abstimmalgorithmus wahlweise das von der MATV-Steuereinheit 5^ erzeugte MATV-Steuersignal anstelle des von der phasensynchronitierten Schleife

26 erzeugten Steuersignals auf den gesteuerten Oszillator 16 gekoppelt.

Verschiedene mit phasensynchronisierter Schleife arbeitende Abstimmsysteme, in denen ähnliche Maßnahmen wie oben zur Abstimmung auf ungenormte Frequenzen getroffen sind, gehen aus den Unterlagen älterer Patentanmeldungen der Anmelderin hervor, die mittlerweile als Offenlegungsschriften 26 51 297,

27 08 232 und 27 22 659 veröffentlicht sind und auf die hiermit verwiesen wird.

Teile des als phasensynchronisierte Schleife arbeitenden Abstimmsystems 26 können unter Umständen ungewollte Schwingungen oder andere unerwünschte Signalkomponenten erzeugen. So sind z.B. sehr schnelle Frequenzteiler, wie sie als 1:K-Voruntersetzer 3^ eingesetzt werden können, anfällig für Eigenschwingungen, weil sie typischerweise Elemente mit hohem Verstärkungsfaktor zur ausreichenden Verstärkung der relativ schwachen Amplitude des Oberlagerungssignals und eine relativ große Anzahl von Binärstuf en •',um die Frequenz des Überlagerungssignals genügend weit herunterzuteilen (z.B. durch 64- in den VHF-Bändern

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und durch 246 im UHF-Band), wobei diese Stufen als Zählschaltung mit mindestens einem Rückkopplungsweg angeordnet sind. Die Frequenzen solcher Eigenschwingungen liegen typischerweise zwischen dem mittleren und oberen Teil eines Frequenzbereichs des Überlagerungsoszillators, und sehr häufig wurden sie im mittleren Teil des dem UHF-Band zugeordneten Frequenzbereichs der Überlagerungsoszillators angetroffen, z.B. bei einer Frequenz, die dem Kanal 40 in den USA zugeordnet ist. Obwohl die Eigenschwingungen des Voruntersetzers 34 ö'ederzeit auftreten können und auch in Wirklichkeit auftreten, beeinträchtigen sie den Betrieb der phasensynchronisierten Schleife 26 so lange nicht, wie die Amplitude des Überlagerersignals ausreichend groß ist, so daß das Überlagerersignal oecLes vom 1:K-Voruntersetzer 34 erzeugte Eigenschwingungssignal überwiegt. Unter diesen Bedingungen spricht die phasensynchronisierte Schleife 26 auf das Überlagerersignal und im wesentlichen nicht auf das Eigenschwingungssignal an und steuert die Frequenz des Überlagerersignals in der oben beschriebenen Weise.

Unter gewissen Betriebsbedingungen jedoch, z.B. wenn der Empfänger eingeschaltet wird oder wenn ein neues Band aisgewab.lt wird und somit der Oszillator zum Schwingen gebracht wird, nachdem er in einem ausgeschalteten oder nicht-schwingenden Zustand gewesen ist, kann sich die phasensynchronisierte Schleife 26 auf ein vom Voruntersetzer 34 erzeugtes Eigenschwingungssignal einstimmen. Wenn z.B. ein neues Band gewählt wird, beginnt die Steuerspannung nicht sofort, auf die Phasen- und Frequenzdifferenz zwischen dem 1:N-Ausgangssignal und dem 1:R-Ausgangssignal anzusprechen; infolge der Zeitkonstanten der verschiedenen Teile der phasensynchronisierten Schleife 26 beginnt die Steuerspannung vielmehr, ausgehend von einem relativ niedrigen Aus-Pegel anzusteigen. Die Schwingfrequenz varaktorgesteuert er Oszillatoren wie des gesteuerten Oszillators 16 steht in direkter Relation zur Amplitude der Steuerspannung. Außerdem steht die Amplitude des vom gesteuerten Oszillator 16 erzeugten Signals in direkter

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Beziehung zur Schwingfrequenz. Wenn also ein neues Frequenzband gewählt wird, erzeugt der gesteuerte Oszillator 16 ein Oberlagerungssignal, das eine relativ niedrige Frequenz nahe der untersten Frequenz des Bandes und eine relativ niedrige Amplitude hat.

Wenn unter diesen Bedingungen ein neues Band gewählt wird und wenn die Frequenz des Eigenschwingungssignals einer Frequenz entspricht, die oberhalb der Frequenz des anfänglich erzeugten Überlagerersignals liegt, und wenn das Uberlagerungssignal eine so niedrige Amplitude hat, daß es von dem Eigenschwingungssignal überdeckt wird, dann stimmt sich die phasensynchronisierte Schleife 26 auf die Frequenz der Eigenschwingung ein, weil der Phasendetektor 38 für den ausgewählten Wert von N auf das Eigenschwingungssignal des Voruntersetzers 34- anspricht anstatt auf das vom gesteuerten Oszillator 16 erzeugte Signal. Folglich liefert der Phasendetektor 38 ein Signal, welches anzeigt, daß das Überlagerersignal eine zu hohe Frequenz hat, obwohl die Frequenz in Wirklichkeit zu niedrig ist. Infolgedessen wird das Steuersignal fälschlich niedriger statt richtigerweise höher gemacht, und die Frequenz des gesteuerten Oszillators 16 wird noch niedriger getrieben. Das nun mit niedrigerer Frequenz schwingende Überlagerersignal hat eine noch niedrigere Amplitude, welche die Eigenschwingung des Voruntersetzers 34- mit noch geringerer Wahrscheinlichkeit überwiegt als es beim anfänglich erzeugten Überlagerersignal der Fall war, als das neue Band gewählt wurde. Die Folge ist, daß sich die phasensynchronisierte Schleife 26 auf die fälschlich hohe Eigenschwingfrequenz des Voruntersetzers 34- synchronisiert.

Um die Entwicklung eines eingestimmten oder Synchronzustandes infolge der Eigenschwingung des Voruntersetzers 34· zu verhindern, wenn der Empfänger eingeschaltet wird und eine Leistungszufuhr zu seinen Schaltungen beginnt oder wenn ein Kanal in

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einem neuen Band ausgewählt wird, veranlaßt eine Sperrschaltung 58 (Einstimm- oder Synchronisierungssperre) anfänglich die Steuerspannung des Tiefpaßfilters 46, vorübergehend auf einen vorbestimmten Wert anzusteigen, der einer Frequenz am oberen Ende des den gewählten Kanal enthaltenden Bandes entspricht. Die anfängliche Frequenz ist so gewählt, daß die Amplitude des Überlagerersignals hoch genug ist, um jedes Eigenschwingungssignal des Vo runt ersetzers 34 zu überwiegen. Nach einem relativ kurzen Zeitintervall, das mit Sicherheit kurzer als die "Erfassungszeit¹¹ der phasensynchronisierten Schleife 26 ist (d.h. kurzer als die Zeit, die zur Erfüllung der obigen Gleichung (1) benötigt wirdj^ wird die Wirkung der Sperrschaltung 38 beendet, und das vom Tiefpaßfilter 46 erzeugte Steuersignal kann ansprechen, um die phasensynchronisierte Schleife 26 in der oben erläuterten normalen Weise zu steuern. Weil der Betrieb der phasensynchronisierten Schleife 26 an einem Punkt beginnt, wo das Überlagerersignal jede Eigenschwingung des Voruntersetzers 34 überwiegt, so daß das wirkliche Überlagerersignal nicht vom Eigenschwingungssignal überdeckt wird, ändert sich die Steuerspannung in der richtigen Richtung, um die Überlagererfrequenz zu korrigieren, bis die obige Gleichung (1) erfüllt ist.

Die Einstimmsperre 58 besteht in der speziell dargestellten Ausführungsform aus einem in Emitterschaltung angeordneten NPN-Transistor, dessen Kollektor über einen Lastwiderstand 64 mit dem invertierenden Eingang (-) eines im aktiven Tiefpaßfilter 46 enthaltenen Operationsverstärkers 60 gekoppelt ist und dessen Emitter mit Masse gekoppelt ist. Zwischen Kollektor und Basis des Transistors 62 ist ein zeitbestimmender Kondensator 66 geschaltet. Die Basis des Transistors 62 ist mit einer Ausgangsklemme 70 einer ODER-Schaltung 100 gekoppelt. Ein erster Eingang der ODER-Schaltung 100 ist mit einer Quelle positiver Betriebsspannung +V2 gekoppelt und drei weitere Eingänge der ODER-Schaltung 100 sind mit den Ausgängen zugeordneter Ver-

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stärker 48, 50, 52 gekoppelt, die ebenfalls an der Betriebsspannung +V2 liegen. Die Eingänge der ODER-Schaltung 100 sind mit der Ausgangskiemme 70 jeweils über ein Netzwerk 94 bzw. 86 bzw. 98 bzw. 86 gekoppelt. Das Netzwerk 86 enthält eine Diode 78 und einen Kondensator 82, die in Reihe zueinander zwischen den Ausgang des Verstärkers 48 und die Ausgangsklemme 70 geschaltet sind, sowie einen Belastungswiderstand 80 für den Kondensator 82, der als Querglied an den Verbindungspunkt zwischen Diode 78 und Kondensator 82 geschaltet ist· Das die Diode 76, den Kondensator 106 und den Widerstand 112 enthaltende Netzwerk 98, ferner das die Diode 74, den Kondensator 104 und den Widerstand 110 enthaltende Netzwerk 96 sowie das die Diode 72, den Kondensator 102 und den Widerstand 108 enthaltende Netzwerk 94 sind in der gleichen Weise wie das Netzwerk 68 angeordnet. Die Kondensatoren 102, 104, 106 und 82 bilden jeweils in Kombination mit dem zwischen Basis und Emitter des Transistors 62 liegenden Widerstand 68 eine gesonderte Differenzierschaltung. Zwischen Basis und Emitter des Transistors 62 ist ferner eine Diode 84 geschaltet, die so gepolt ist, daß sie den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 62 vor übermäßig starken negativen Signalen (z.B. mehr als etwa 0,7 Volt) schützt.

Wenn der Empfänger eingeschaltet wird, steigt die Versorgungsspannung für die Verstärker 48, 50 und 52 auf einen Wert +V2, und ein positiv gerichtetes sprungartiges Signal wird über die leitende Diode 72 auf die aus dem Kondensator 102 und dem Widerstand 68 gebildete Differenzierschaltung gekoppelt, wo es differenziert wird, um einen positiv gerichteten Impuls und einen negativ gerichteten Impuls zu bilden. Der positiv gerichtete Impuls wird auf die Basis des Transistors 62 gekoppelt, aber der negativ gerichtete Impuls wird abgeschnitten, wenn die Diode 84 auf sein Erscheinen hin leitend wird· In ähnlicher Weise wird, wenn ein Kanal in einem neuen Band gewählt wird, ein positiv gerichtetes Sprungsignal am Ausgang des je-

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weiligen Verstärkers 4-8 oder 50 oder 52 erzeugt und ein entsprechend positiv gerichteter Impuls auf die Basis des Transistors 62 gekoppelt.

Wenn die Leistung anfänglich eingeschaltet wird oder ein neues Band gewählt wird und das Steuersignal für den gesteuerten Oszillator 16 infolge eines dominierenden Eigenschwingungssignals des Voruntersetzers 34- aus den oben erläuterten Gründen fälschlich zu niedrig ist, dann ist das entsprechende Signal am invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers 60 hoch. Daher ist der Transistor 62 richtig vorgespannt, um durch einen seiner Basis zugeführten positiv gerichteten Impuls leitend zu werden. Wenn der Transistor 62 leitend ist, wird die am invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers 60 entwickelte Spannung vermindert, und zwar entsprechend der Spannungsteilerwirkung des Netzwerks, das die am Ausgang des Betriebsart- Umschalters 56 gemessene Impedanz, einen verstärkungsbestimmenden Widerstand 88 des Operationsverstärkers 60 und einen Lastwiderstand 64 enthält. Der Wert des Widerstandes 64- ist bezüglich der Werte der am Ausgang des Betriebsart-Umschalters 56 gemessenen Impedanz und des Widerstands 88 so gewählt, daß die auf den invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers 60 gekoppelte Spannung bei der anfänglichen Leitfähigkeit des Transistors 62 ausreichend niedriger ist als die Spannung, die dem nicht-invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers 60 über den Spannungsteiler 90 von der positiven Versorgungsspannung +V1 angelegt wird. Polglich wird die an Ausgang des Operationsverstärkers 60 entwickelte Steuerspannung anfänglich in Richtung auf die Versorgungsspannung +V1 getrieben, wenn der Transistor 62 leitend gemacht ist. Der gesteuerte Oszillator 16 wird daraufhin gezwungen, mit einer Frequenz zu schwingen, bei der die Amplitude des Überlagerersignals über die Amplitude des Eigenschwingungssignals dominiert, so daß die phasensynchronisierte Schleife

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in korrekter Weise wie oben beschrieben anspricht.

Der Transistor 62 bleibt für eine Zeit leitend, die hauptsächlich bestimmt ist von den Verstärkungseigenschaften des Transistors 62 und vom Wert des Kondensators 66 des Widerstands 88 und der am Ausgang des Betriebsart-Umschalters 56 gemessenen Impedanz. Vor dem Anlegen des positiv gerichteten Impulses an die Basis des Transistors 62 ist dieser Transistor nicht-leitend, und der Kondensator 66 wird auf eine positive Spannung aufgeladen, die durch die Ausgangsspannung des Phasendetektors 38 bestimmt ist und deren positives Potential am Kollektor des Transistors 62 liegt· Diese Spannung wird anschließend bis zum Anlegen des positiv gerichteten Impulses an die Basis des Transistors 62 gespeichert. Wenn der Transistor 62 als Antwort auf den seiner Basis zugeführten positiv gerichteten Impuls leitend wird, entlädt sich der Kondensator 66 über den leitenden Transistor 62. Nach dem Ende des positiv gerichteten Impulses an der Basis des Transistors 62 beginnt der Kondensator 66, sich neu aufzuladen. Unter der Voraussetzung, daß der Widerstand 68 einen relativ großen Wert hat, fließt praktisch der gesamte Ladestrom über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 62. Die Geschwindigkeit der Aufladung und die Amplitude des Ladestroms sind bestimmt durch die Werte der Eingangsimpedanz des Transistors 62 zwischaaseiner Basis und seinem Emitter, der Ausgangsimpedanz des Transistors 62 zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter, des Kondensators 66, des Widerstands 64-, des Widerstands 68 und der am Ausgang des Betriebsart-Umschalters 56 gemessenen Ausgangsimpedanz· Weil sich sowohl die Ausgangs- als auch die Eingangsimpedanz des Transistors 62 dynamisch mit dem Ladestrom in einer als "Bootstrap-Wirkung" bezeichneten Rückkopplungsart ändert, steigt die Spannung am invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers 60 mit einer im wesentlichen linearen Geschwindigkeit· Wenn der Ladestrom auf einen Wert absinkt, bei dem der Transistor 62 wieder nicht-

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leitend wird, wird das vom Phasendetektor 38 entwickelte volle Phasen/Frequenz-Fehlersignal auf den invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers 60 gekoppelt, und der normale Steuerbetrieb wird wieder aufgenommen.

Die der Differenzierschaltung 86 zugeordnete Zeitkonstante ist zweckmäßigerweise so gewählt, daß der Kondensator 66 während der Dauer des positiv gerichteten Impulses vollständig entladen wird. Außerdem ist die Ladezeitkonstante des Kondensators 66 zweckmäßigerweise kurzer gewählt als die der phasensynchronisierten Schleife 26 zugeordnete Zeitkonstante, die in erster Linie durch die passiven Filterelemente 92 bestimmt ist, welche zwischen dem invertierenden Eingang (-) und dem Ausgang in der Eückkopplungsstrecke des Tiefpaßfilters 4-6 liegen, so daß die Erfassungszeit der phasensynchronisierten Schleife 26 durch den Betrieb der Einstimmsperre 58 nicht wesentlich verlängert wird.

Bezüglich der Ladezeitkonstante des Kondensators 66 ist zu erwähnen, daß anstelle des Kondensators 66 ein Kondensator zwischen den Kollektor und den Emitter des Transistors 62 geschaltet werden kann. Ein derart angeordneten Kondensator müßte jedoch einen viel höheren Kapazitätswert als der Kondensator 66 haben, denn bei der Anordnung des Kondensators 66 wird die Stromverstärkung des Transistors 62 ausgenutzt. Wenn ein zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 62 liegender Kondensator ungefähr die gleiche Ladezeitkonstante wie der Kondensator 66 haben soll, dann müßte sein Kapazitätswert ungefähr gleich sein dem Wert des Kondensators 66 multipliziert mit der Vorwärtsstromverstärkung ((3 -Verstärkung) des Transistors 62. Außerdem würde ein zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 62 angeordneter Kondensator eine exponentielle statt einer linearen Wellenform bewirken, weil er nicht in Bootstrap-Schaltung angeordnet wäre·

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Die jeweils einen Serienkondensator enthaltenden getrennten Netzwerke 94·, 96, 98 und 86 können verhindern, daß der Betrieb der Einstimmsperre 58 beeinträchtigt wird, wenn eine positive Spannung gleichzeitig an mehr als einem Eingang der ODER-Schaltung 100 vorhanden ist. Dies ist von Nutzen bei Systemen, in denen ein Bandschaltsignal erzeugt werden kann, bevor ein anderes vollständig fortgenommen ist· Wenn in einem solchen Fall die Kathoden der Dioden 74-, 76 und 78 mit einem gemeinsamen Anschluß und dann über einen einzigen Kondensator mit dem Widerstand 68 gekoppelt waren und nicht getrennt über jeweils einen gesonderten Kondensator 104, 106, 82 mit dem Widerstand 68 verbunden wären, und wenn dann der Fall eintritt, daß eine vorher angelegte positive Bandschalt-Steuerspannung am Ausgang eines der Verstärker 52, 50 und 48 noch kurz nach Erzeugung einer neuen positiven Bandschalt-Steuerspannung andauert, dann könnte die vorherige Spannung die Entladung des einzigen differenzierende» Kondensators verhindern, weil kein Intervall vorhanden wäre, während dessen diesem Kondensator keine Spannung angelegt ist· Sollte jedoch die Bandschaltlogik 32 so ausgelegt sein, daß eine zuvor angelegte Bandschaltspannung vor dem Erscheinen einer anderen Bandschaltspannung beseitigt wird, dann kann man die Ausgänge der Verstärker 52, 50 und 48 auf einen gemeinsamen differenzierenden Kondensator arbeiten lassen· Ein gesonderter Kondensator wie der Kondensator 102 ist jedoch auch in diesem Fall notwendig, um die Versorgungsspannung +V2 zu entkoppeln, denn diese Spannung ist immer vorhanden. Ferner sei erwähnt, daß es nicht immer unbedingt notwendig ist, den Betrieb der Einstimmsperre 58 beim anfänglichen Einschalten der Leistungsversorgung des Empfängers zu aktivieren, denn die Eigenschwingungen sind in erster Linie nach der Wahl eines neuen Bandes störend. Unter diesen Umständen kann man das Netzwrk 9**· weglassen. Auch gibt es Empfänger, in denen automatisch ein Kanal gewählt wird, wenn die Leistung eingeschaltet wird. In diesem Fall wird bei Einschaltung der Leistung also auch ein Band gewählt. Daher

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kann in solchen Empfängern das Netzwerk ?A ebenso weggelassen werden, weil hier die Einstimmsperre 58 ^mit der Bandwahl aktiviert wird.

Die Einstimnsperre 58 kann wesentlich vereinfacht werden, wenn die Eigenschwingungen nur dann angeregt werden, wenn der Empfänger anfänglich eingeschaltet wird. In diesem Pail kann die ODER-Schaltung 100 weggelassen werden, so daß nur die den Transistor 62, den Kondensator 66 und den Widerstand 64 enthaltende Anordnung bleibt. Wenn bei dieser vereinfachten Ausführungsform die Leistungsversorgung eingeschaltet wird, dann wird ein positiv gerichteter Spannungssprung von der Versorgungsquelle (nicht dargestellt) des Phasendetektors 38 über den Phasendetektor 38 und den Betriebsart-Umschalter 56 zum Widerstand 88 und von dort über den Widerstand 64- und den Kondensator 66 zur Basis des Transistors 62 gekoppelt· Die positive Versorgungsspannung wird durch die den Widerstand 88, den Widerstand 64 und den Kondensator 66 sowie die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 62 enthaltende Schaltung differenziert, u» einen positiv gerichteten Impuls zu bilden, der den Transistor 62 leitend macht. Anschließend arbeiten der Transistor 62 und die ihm zugeordneten Schaltungsteile in der oben beschriebenen Weise, um den spannungsgesteuerten Oszillator 60 anfanglich auf einer relativ hohen Frequenz schwingen zu lassen und ihn dann nach einem kurzen Zeitintervall normal von der phasensynchronisierten Schleife 26 steuern zu lassen. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform dient der Kondensator 66 zum Koppeln des positiv gerichteten Impulses auf die Basis des Transistors 62, und daher sollte dieser Kondensator nicht zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 62 geschaltet werden, wie es weiter oben in Verbindung mit der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsform beschrieben wurd·.

Vorstehend wurden Wege beschrieben, um den gesteuerten Oszillator 16 auf eine relativ hohe Schwingfrequenz zu bringen,

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so daß das Überlagerungssignal eine genügend hohe Amplitude bekommt, um über irgendwelche Eigenschwingungssignale zu dominieren. Ein weiterer Weg hierzu besteht darin, eine Anordnung vorzusehen, welche den invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers 60 vorübergehend vom Ausgang des Phasendetektors 38 abtrennt, und zwar mVttels eines zwischen dem Phasendetektor 3⁸ und dem Tiefpaßfilter 4-6 eingefügten Schalters, wenn die Leitungszufuhr zum Empfänger anfänglich eingeschaltet wird oder wenn ein neues Band ausgewählt wird. In einem System, das wie die in der Figur gezeigte Anordnung einen Betriebsart-Umschalter 56 zum wahlweisen Koppeln einer MATV-Steuereinheit 54· an den gesteuerten Oszillator 16 enthält, kann dies in bequemer Weise dadurch realisiert werden, daß man den Ausgang der ODER-Schaltung 100 mit dem Betriebsart-Umschalter 56 koppelt und eine geeignete interne Zeitschaltung wie z.B. einen monostabilen Multivibrator vorsieht, um die Zeit festzulegen, während welcher der invertierende Eingang (-) des Operationsverstärkers 60 von dem durch den Phasendetektor 38 erzeugten Phasen/Frequenz-Iehlersignal abgetrennt wird. Während das vom Phasendetektor 38 erzeugte Fehlersignal vom invertierenden Eingang (-) des Operations-Verstärkers 60 abgekoppelt ist, wird die Steuerspannung für den Überlagerungsoszillator auf einen relativ hohen Wert getrieben, der einer relativ hohen Überlagerungsfrequenz entspricht, so daß sich auch hier der oben beschriebene erwünschte Erfolg einstellt.

Zusätzlich zu den bereits angesprochenen Vorteilen ist noch hervorzuheben, daß die beschriebene Einstimmsperre leicht an eine existierende, in integrierter Schaltung vorliegende phasensynchronisierte Schleife angefügt werden kann (z.B. an den integrierten RGA-Baustein GD404-6), ohne deren innere Struktur zu verändern, denn die Einstimmsperre kann an den Eingang des aktiven Tiefpaßfilters angeschlossen werden, das sich wegen seiner Ausführung als Analogschaltung typischerweise außerhalb des die phasensynchronisierte Schleife bildenden integrierten Bausteins befindet.

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e e rs e i t e

Claims

Patentansprüche

Anordnung zum Abstimmen eines Empfängers auf verschiedene Abstimmpositionen, mit folgenden Teilen: einem gesteuerten Überlagerungsoszillator zum Erzeugen eines Überlagerersignals, dessen Frequenz abhängig von einem Steuersignal steuerbar ist und dessen Amplitude ebenfalls vom Steuersignal abhängt; einem ersten Frequenzteiler, der durch Frequenzteilung des Überlagerersignals ein erstes frequenzgeteiltes Überlagerersignal erzeugt und der schwingungsanfällig ist und dadurch ein ungewolltes Signal erzeugen kann; einerphasensynchronisierten Schleife, die einen zweiten Frequenzteiler enthält, um die Frequenz des ersten frequenzgeteilten Überlagerersignals durch einen von der geweiligen Abstimmposition bestimmten Divisor zu teilen und damit ein zweites frequenzgeteiltes Überlagerersignal zu erzeugen, und die das zweite Steuersignal abhängig von der Phasen- und Frequenzrelation zwischen dem zweiten frequenzgeteilten Überlagerersignal und einem Bezugsfrequenzsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet , daß die phasensynchronisierte Schleife (26) anfällig dafür ist, in unerwünschter Weise auf das besagte ungewollte Signal anstatt auf das erste frequenzgeteilte Überlagerersignal anzusprechen, wenn die Amplitude des Überlagerungssignals unter einen vorbestimmten Wert fällt, und daß eine Einstimmsperre (58) vorgesehen ist, welche beim Auftreten mindestens einer vorbestimmten Betriebsbedingung der Abstimmanordnung, während welcher die Amplitude des Überlagerungssignals unter den besagten vorbestimmten Wert abfallen könnte, das Steuersignal auf einen vorbestimmten Pegel voreinstellt, um die Amplitude des Überlagerungssignals

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den besagten vorbestimmten Amplitudenwert überschreiten zu lassen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstimmsperre (58) das Steuersignal vorübergehend für eine Zeitspanne steuert, die kurzer als die Erfassungszeit der phasensynchronisierten Schleife (26) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 miteiner Einrichtung zum Einschalten ihrer Leistungszufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstimmsperre (58) auf die Einschaltung dieser Leistungszufuhr hin anspricht.

4·. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Bandwähleinrichtung zur Einstellung des Frequenzbandes des Überlagerungssignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstimmsperre (58) auf die Wahl eines neuen Bandes hin anspricht.

5· Anordnung nach Anspruch 1, worin die Frequenz und die Amplitude des Überlagerungssignals in direkter Beziehung zur Amplitude des Steuersignals stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstimmsperre (58) beim Auftreten der besagten vorbestimmten Betriebsbedingung die Amplitude des Steuersignals vorübergehend auf einen vorbestimmten hohen Pegel bringt.

6. Anordnung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Überlagerungsoszillator (16) mindestens eine auf das Steuersignal ansprechende Varaktordiode enthält.

7. Anordnung nach Anspruch 5» worin die phasensynchronisierte Schleife einen Phasendetektor enthält, der ein Fehlersignal erzeugt, welches charakteristisch für die Relation zwischen den Frequenzen des zweiten frequenzgeteilten

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Überlagerersignals und des Bezugsfrequenzsignals ist, sowie ein aktives Tiefpaßfilter , um aus dem Fehlersignal ein praktisch gleichgerichtetes Steuersignal für den spannungsgesteuerten Überlagerungsoszillator abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstimmsperre (58) derart mit dem aktiven Tiefpaßfilter (4-6) gekoppelt ist, daß das gleichgerichtete Steuersignal beim Auftreten der besagten vorbestimmten Betriebsbedingung vorübergehend auf den besagten vorbestimmten Pegel gebracht wird·

8. Anordnung nach Anspruch 7» worin das aktive Tiefpaßfilter einen Operationsverstärker mit einer ersten und einer zweiten Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme enthält und worin das Fehlersignal auf die eine dieser Eingangsklemmen gekoppelt wird und das gleichgerichtete Steuersignal an der genannten Ausgangskiemme erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstimmsperre (58) mit einer der genannten Eingangsklemmen des Operationsverstärkers (60) gekoppelt ist, um das gleichgerichtete Steuersignal vorübergehend auf den vorbestimmten Pegel zu bringen.

9· Anordnung nach Anspruch 8, worin das Fehlersignal auf die erste Eingangsklemme des Operationsverstärkers gekoppelt wird und ein festes Potential auf die zweite Eingangsklemme des Operationsverstärkers gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstimmsperre (5⁸) beim Auftreten der vorbestimmten Betriebsbedingung das Potential an der ersten Eingangsklemme vorübergehend so ändert, daß das gleichgerichtete Ausgangssignal den vorbestimmten Pegel bekommt.

10. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Einötimmsperre (58) eine Schalteinrichtung (62) ent-

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hält, um die erste Eingangsklemme des Operationsverstärkers (60) vorübergehend nebenzuschließen.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennaichnet, daß die Einstimasperre (58) ein Halbleiterbauelement mit einer die Enden eines Leitungsweges definierenden ersten und zweiten Elektrode und einer zur Steuerung der Leitfähigkeit dieses Leitungsweges dienenden zweiten Elektrode enthält, und daß der besagte Leitungsweg als Nebenschluß an die erste Eingangsklemme des Operationsverstärkers (60) gekoppelt ist und beim Auftreten der besagten vorbestimmten Betriebsbedingung leitend wird, und daß mit dem Halbleiterbauelement eine zeitbestimmende Einrichtung (66) gekoppelt ist, welche die Dauer der Leitfähigkeit dieses Elements nach dem Auftreten der vorbestimmten Bedingung festlegt.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitbestimmende Einrichtung einen Kondensator (66) enthalt, der in Bootstrap-Schaltung zwischen die Steuerelektrode und eine der beiden anderen Elektroden geschaltet ist.

13- Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (⁰A) zum Anlegen einer Versorgungsleistung enthält, die derart mit der Steuerelektrode des Halbleiterbauelements (62) gekoppelt ist, daß dieses Element beim Anlegen der Versorgungslei efcung an die zeitbestimmende Einrichtung (66) leitend wird.

1*. Anordnung nach Anspruch 11 mit einer Bandwähleinrichtung zum Einstellen des Frequenzbandes des Überlagerungssignals, gekennzeichnet durch eine derartige Kopp-

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lung der Bandwähleinrichtung (28) mit der Steuerelektrode des Halbleiterbauelements (62), daß dieses Element auf die Auswahl eines neuen Bandes hin leitend wird.

15. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (26) enthält, die das Fehlersignal beim Auftreten der vorbestimmten Bedingung vorübergehend von der ersten Eingangsklemme des Operationsverstärkers (60) abkoppelt.

16. Anordnung nach Anspruch 15, worin eine Einrichtung vorgesehen ist, um wahlweise das Fehlersignal vom aktiven Tiefpaßfilter abzukoppeln und um eine den Überlagerungsoszillator für die Abstimmung auf eine ungenormte Frequenz steuernde Steuereinheit an das aktive Tiefpaßfilter anzukoppeln, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fehlersignal vom aktiven Tiefpaßfilter selektiv abkoppelnde Einrichtung (56) auch beim Auftreten der vorbestimmten Bedingung anspricht, um das Fehlersignal vorübergehend vom aktiven Tiefpaßfilter abzukoppeln.

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