DE2802981C2 - Abstimmeinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einer Abstimmvorrichtung für einen Empfänger mit einem steuerbaren Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Abstimmvorrichtung ist aus der US-PS 39 71 991 bekannt: bei ihr wird das von einem varaktorgesteuerten Oszillator erzeugte lokale Oberlagerungssignal durch eine sägezahnförmige Steuerspannung in seiner Frequenz gewobbe't, 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. Bei einer solchen Schaltung sind die Verluste in der Varaktordiode relativ hoch und hängen außerdem von der Größe der an sie gelegten Vorspannung ab. Dadurch wird der Oszillaiorausgang belastet Wenn man die Kapazität der Varaktordiode durch Zuführung einer entsprechenden Vorspannung erhöht dann vergrößert sich demgemäß auch die Belastung am Oszillatorausgang. Die durch diese Kapazitätsveränderung erhöhte Belastung führt aber zu einem Absinken der Schwingungsamplitude des Oszillators, die also mit sinkender Frequenz ebenfalls kleiner wird. Um nun 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 bestimmen. Ein Fehlfunktionen anzeigender Detektor treibt den varaktorgesteuerten Oszillator in eine Richtung, die der vom Vergleicher angezeigten Richtung entgegengesetzt is;. Auf diese Weise wird verhindert, daß die phasensynchronisierte Schleife auf im Abstimmsystem selbst erzeugte Nebenwellen synchronisiert wird. Ferner ist aus der US-PS 36 26 301 ein Empfänger mit einer Phasenregelschleife bekannt, der zur Stabilisierung des Einrastverhaltens des PLL's ein Differenzierglied verwendet. Dieses Differenzierglied ist dabei mit dem Ausgang des Phascnver^leichers über mehrere Bandfilter verbunden. Es erzeugt somit bei jeder Frequenzänderung einen Impuls vorbestirnmter Dauer, der dem spannungsgesteuerten Oszillator zusammen mit dem Ausgangssignal des Tiefpaßfilters zur Stabilisierung zugeführt wird.

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, eine Schaltung anzugeben, welche eir.i Fehlsynchronisierung der Phasenregelschleife aufgrund von in der Schaltung fälschlich auftretenden Signalen von vornherein verhindert, wenn ein Auftreten solcher Signale wahrscheinlich ist, anstatt eiti nach erfolgter Fehlersynchronisierung Korrekturen durchzuführen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung kann in bevorzugter Ausführungsform realisiert werden an einem Abstimmsystem, dessen Regelschleife den steuerbaren Oszillator bei noch kleiner Anächwingamplitude auf eine falsche Frequenz synchronisiert. Beim Auftreten einer vorbestimmten Betriebsbedingung, die zu einer solchen Fehleinstellung führen kann, tritt eine Sperrschaltung in Aktion, um das Steuersignal für den Oszillator vorübergehend auf einen Wert zu bringen, bei dem der Oszillator mit einer Frequenz schwingt bei der seine Schwingung genügend groß ist, so daß das Abstimmsystem eher auf diese Amplitude als auf die ungewollte Signalkomponente anspricht. Anschließend setzt die normale Regelung des

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60 Oszillators mittels seiner Regelschleife ein.

Die Erfindung wird nachstehend an einem AusführungsbeLpiel anhand einer Zeichnung erläutert, de; en einzige Figur teilweise in Blockform und teilweise im Detail ein Abstimmsystem für einen Fernsehempfänger zeigt, das die erfindungsgemäße Sperrschaltung zum Verhindern von Falscheinstimmungen enthält

Die von einem HF-Eingangsteil 12 gelieferten Hochfrequenzträger werden auf einen Tuner 14 des Empfängers gegeben, wo sie mit einem von einem Oszillator 16 gelieferten Überlagerungssignal zu einem Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) kombiniert werden. Der Oszillator 16 enthält eine Reihe von Varaktordioden (Kapazitätsdioden), die in Abhängigkeit von Bandeinschaltsignalen eingeschaltet werden, um den Frequenzbereich des Überlagerungssignals festzulegen. Die aktivierten Varaktordioden werden mit einer vom ausgewählten Kanal abhängigen Steuerspannung vorgespannt, um die spezielle Frequenz der Schwingung festzulegen. Das ZF-Signai wird auf eine ZF-Stufe 18 gekoppelt, wo es gefiltert und zur Ableitung der Fa.cart-, Leuchtdichte-, Synchron- und Tonsignalkomponen.en verarbeitet wird, die ihrerseits in Signalverarbeitungsschaltungen 20 des Empfängers zur Wiedergabe der Bild- und Toninformation mittels einer Bildröhre 22 und eines Lautsprechers £4 aufbereitet werden. Das Steuersignal für den Überlagerungsoszillator 16 wird durch eine Regelschleife in Form einer phasensynchronisierten Schleife (PLL-Schleife) 26 erzeugt, und zwar gemäß binärcodierten Signalen, die den ausgewählten Kanal angeben und von einer Kanalwahltastatur 28 kommen. Um eine sichtbare Anzeige des ausgewählten Kanals zu geben, werden die biiiärcodierten Signale auch einer Anzeigeeinheit 30 zugeführt. Die binarcorfjerten Signale werden ferner auf eine die BandürnsAaltung steuernde Logikschaltung (Bandschaltlogik) 32 gegeben, die folgende Signale liefert: Ein Bandschaltsignal VL für den VHh-Bereich (Kanäle 2 bis 6 in den USA); ein Bandschaltsignal VH für den oberen VHF-Bereich (Kanäle Γ bis 13 in den USA) und ein Bandschaltsignal U für den UHF-Brreich (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 dei Überlagerungsschwingung einzustellen.

Das vom Oszillator 16 erzeugte Überlagerungssignal wird nacheinander einen im Verhältnis 1 : K frequenzteilenden Vorteiler 34, einem programmierbaren 1 : N-Frequenzteiler 36 und einem Phasendetektor 38 der PLL-Schleife 26 zugeführt. Der Faktor K wird im Hinblick auf den Betriebsfrequenzbereich der nachgeschalteten Komponenten der PLL-Schleife 26 gewählt. Der Faktor N wird jeweils entsprechend den die Nummer des ausgewählten Kanals darstellenden binärcodierten Signalen eingestellt.

Dem Phasendetektor 38 wird außerdem ein Bezugsfrequenzsignal zugeführt, daß von einem Bezugsoszillator 40 mit nachgeschaltetem 1 : ft-Teiler 42 erzeugt wird. Das Ausga .gssignal des Phasendetektors 38 zeigt die Phasen- und Frequenzabweichung zwischen seinen beiden §ingangssignälen in Form impulsbreitenmoduiierter Impuls'ejän und wird im Norrnajialf über einen Betriebsart-Umschalter 56 auf ein aktives Tiefpaßfilter 46 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 Steuer»

signal 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 fto des Überlagerungsoszillators und der Bezugsfrequenz (

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Hirt ein HF-Träger die ihm zugeteilte Normfrequenz wie bei Empfang über eine gewöhnliche Antenne, so synthetisiert das Abstimmsystem 26 das notwendige Überlagerungssignal, um den Empfänger präzise auf den Kanal abzustimmen. Der HF-Eingangsteil kann jedoch auch aus einer Kabelanlage (MATV-Anlage) versorgt werden, welche die Frequenzen der HF-Träger auf ungenormte Frequenzen umsetzt, die den entsprechenden Normfrequenzen willkürlich naheliegen. Um den Empfänger auch auf Träger mit ungenormten Frequenzen abstimmen zu können, ist eine MATV-Abstimmsteuereinheit 54 vorgesehen, die ein MATV-Steuersignal erzeugt, um die Frequenz des Oszillators 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 54 erzeugte MATV-Steuersignal anstelle des von der phasensynchronisierten Schleife 26 erzeugten Steuersignals auf den gesteuerten Oszillator 16 gekoppelt.

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 34 eingesetzt werden können, anfällig für Eigenschwingungen, weil sie typischerweise Elemente mit hohem Verstärkungsfaktor zur ausreichenden Verstärkung der relativ schwachen Amplitude des Überlagerungssignals und eine relativ große Anzahl von Binärstufen haben, um die Frequenz des Überlagerungssignals genügend weit herunterzuteilen (2. B. durch 64 in den VHF-Bändern 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 Oszillators, und sehr häufig wurden sie im mittleren Teil des dem UHF-Band zugeordneten Frequenzbereichs des Oszillators angetroffen, z. B. bei einer Frequenz, die dem Kanal 40 in den USA zugeordnet ist. Obwohl die Eigenschwingungen des Vorteilers 34 jederzeit auftreten können und tatsächlich auch auftreten, beeinträchtigen sie den Betrieb der phasensynchronisierten Schleife 26 so lange nicht, wie die Amplitude des Überlagerersignals ausreichend groß ist, so daß dieses jedes vorn 1 : K-Vorteiler 34 erzeugte Eigenschwingungssignal überwiegt Dann spricht die PLL-Schleife 26 auf das Überlagerersignal und praktisch 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 ausgewählt wird und somit der Oszillator neu anschwingt nachdem er ausgeschaltet war, kann sich die PLL-Schleife 26 auf ein vom Voruntersctzer 34 erzeugtes Eigenschwingungssignal einstimmen. Wenn z. B. ein neues Band gewählt wird, beginnt die Stcuerspannung nicht sofort, auf die Phasen- und Frequenzdifferenz zwischen dem 1 : /V-Ausgangssignal und dem 1 : Λ-Ausgangssignal anzusprechen; infolge der Zeitkonstanten der verschiedenen Teile der PLL-Schleife 26 beginnt die Steuerspannung vielmehr, ausgehend von einem relativ niedrigen Aus-Pegel anzusteigen. Die Schwingfrequenz varaktorgesteuerter 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 Beziehung zur Schwingfrequenz. Wenn also ein neues Frequenzband gewählt wird, erzeugt der gesteuerte Oszillator 16 ein Übcrlagerungssignaf, 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 Überlagerungssignal eine so niedrige Amplitude hat, daß es von dem Eigenschwingungssignal überdeckt wird, dann stimmt sich die PLL-Schleife 26 auf die Frequenz der Eigenschwingung ein, weil der Phasendetektor 38 für den gusgewählten Wert von A/auf das Eigenschwingungssignal des Vorteilers 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 Vorteilers 34 mit hoch geringerer Wahrscheinlichkeit überwiegt als es beim anfänglich erzeugten Überlagerersignal der Fall war, als das neue Band gewählt wurde. Die Folge ist, daß sich die PLL-Schleife 26 auf die fälschlich hohe Eigenschwingfrequenz des Vorteilers 34 synchronisiert.

Um die Entwicklung eines eingestimmten oder Synchronzustandes infolge der Eigenschwingung des Vorteilers 34 zu verhindern, wenn der Empfänger eingeschaltet wird und eine Stromzufuhr zu seinen Schaltungen beginnt oder wenn ein Kanal in 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 Vorteilers 34 zu überwiegen. Nach einem relativ kurzen Zeitintervall, das mit Sicherheit kürzer als die »Erfassungszeit« der PLL-Schleife 26 ist (d. h. kürzer als die Zeit, die zur Erfüllung der obigen Gleichung (1) benötigt wird), wird die Wirkung der Sperrsch2ltung 58 beendet, und das vom Tiefpaßfilter 46 erzeugte Steuersignal kann ansprechen, um die PLL-Schleife 26 in der

oben erläuterten normalen Weise zu steuern. Weil der Betrieb der PLL-Schleife 26 an einem Punkt beginnt, wo das Übcrlagerersignal jede Eigenschwingung des Vortcilcrs 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,ijleichung(1) erfüllt ist.

Die Sperrschaltung 58 besteht in der speziell dargestellten Ausführüngsform 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 iöö gekoppelt. Ein erj>ier 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 Verstärker 48, 50, 52 gekoppelt, die ebenfalls an der Betriebsspannung + V2 liegen. Die Eingänge der ODER-Schaltung 100 sind mit der Ausgangsklcmmc 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 Belastungswiderstanu-80 für den Kondensator 82, der als Querglied an den Verbindungspunkt zwischen 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 % sowie das die Diode 72, der. Kondensator 1Q2 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 jeweiligen Verstärkers 48 oder 50 oder 52 erzeugt und ein entsprechend positiv gerichteter Impuls auf die Basis des Transistors 62 gekoppelt.

Wenn die Stromversorgung anfänglich eingeschaltet wird oder ein neues Band gewählt wird und das Steuersignal für den gesteuerten Oszillator 16 infolge eines dominierenden Eigenschwingungssignals des Vorteilers 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 s 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 f V] angelegt wird. Folglich wird die am Ausgang des Operationsverstärkers 60 entwickelte Steuerspannung anfänglich in Richtung auf die Versorgungsspannung + V\ 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 in korrekter Weise wie oben beschrieben anspricht.

Der Transistor 62 bleibt für eine Zeit leitend, die hauptsächlich bestimmt ist von den Verstärkungseigenschäften 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 zuni Anlegen des positiv gerichteten Impulses an die Basis des Transitors 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 zwischen seiner 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

es 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 nichtleitend 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 PLL-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 Rückkopplungsstrecke des Tiefpaßfilters 46 liegen, so daß die Erfassungszeit der PLL-Schleife 26 durch den Betrieb der Einstimmsperre 58 nicht wesent-

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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 (ß-Verstärkung) des Transistors 62. Außerdem würde ein zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 62 angeordneter Kondensator eine exponentiell statt einer linearen Wellenform bewirken, weil er nicht in Bootstrap-Schaltung angeordnet wäre.

Die jeweils einen Serienkondensator enthaltenden getrennten Netzwerke 94,96,98 und 86 können verhindern, daß der Betrieb der Sperrschaltung 58 beeinträchtigt wird, wenn eine: positive Spannung gleichzeitig an mehr als einem Eingang da' 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 wären 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 differenzierenden 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 is diesem Fall notwendig, um die Versorgungsspannung + V 2 zu entkoppeln, denn diese Spannung ist immer vorhanden.

Ferner sei erwähnt, daß es nicht immer unbedingt notwendig ist, den Betrieb der Sperrschaltung 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 Netzwerk 94 weglassen. Auch gibt es Empfänger, in denen automatisch ein Kanal gewählt wird, wenn die Leistung eingeschaltet wird. In diesem Fall wird bei Einschaltung der Stromversorgung also auch ein Band gewählt. Daher kann in solchen Empfängern das Netzwerk 94 ebenso weggelassen werden, weil hier die Sperrschaltung 58 mit der Bandwahl aktiviert wird.
Die Sperrschaltung 58 kann wesentlich vereinfacht werden, wenn die Eigenschwingungen nur dann angeregt werden, wenn der Empfänger anfänglich eingeschaltet wird. In diesem Fall 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 Stromversorgung 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, um 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 anfänglich auf einer relativ hohen Frequenz schwingen zu lassen und ihn dann nach einem kurzen Zeitintervall normal von der PLL-Schleife 26 steuern zu lassen. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform dient der Kondensator 66 zum Koppeln des positiv gerichteten Impulses auf die Basis d ¹S 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 Ausführungsform beschrieben wurde.

Vorstehend wurden Wege beschrieben, um den gesteuerten Oszillator 16 auf eine relativ hohe Schwingfrequenz zu bringen, 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 mittels eines zwischen dem Phasendetektor 38 und dem Tiefpaßfilter 46 eingefügten Schalters, wenn die Stromzufuhr 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 i00 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 (—)

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des Operationsverstärkers 60 vor» dem durch den Phasendetektor 38 erzeugten Phasen/frequenz-Fehlersignal abgetrennt wird. Während das vom Phasendetekior 38 erzeugte Fehlersignal vom invertierenden F.ingang (—) des Operationsverstärkers 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 Sperrschaltung leicht an eine existierende, in integrierter Schaltung vorliegende phasensynchronisierte Schleife angefügt werden kann, ohne deren innere Struktur zu verändern, denn die Sperrschaitung kann an den Eingang des aktiven Tiefpaßfilters angeschlossen werden, das sich wegen seiner Ausführung als Analogschältung typischerweise außerhalb des die PLL-Schleife bildenden integrierten Bausteins befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (12)

Patentansprüche:

1. Abstimmvorrichtung für einen Empfänger mit einem steuerbaren Oszillator, dessen von seinem Steuersignal abhängige Ausgangsschwindung an einem Ende seines Frequenzbereichs nur eine kleine Amplitude hat, mit einem ersten Frequenzteiler, dem die Oszillatorausgangsschwingung zugeführt wird, mit einer Regelschleife, welche einen zweiten Frequenzteiler zur nochmaligen Teilung der Oszillatorfrequenz enthält und weiche das Steuersignal entsprechend der Phasen- und/oder Frequenzbeziehung zwischen dem nochmals geteilten Oszillatorsignal und einem Bezugsfrequenzsignal erzeugt, mit einer steuerbaren Sperrschaltung für den Betrieb der Regelschleife und mit einer Bandumschaltlogik, weiche bei Wahl eines neuen Frequenzbandes ein Bandumschaltsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung einer FehlersynchronisatioE «des Oszillators beim Einschalten des Empfängers oder beim Bandumschalten die Sperrschaltung eine auf diese eine Störung des Oszillatorbetriebs erwartenlassenden Schaltvorgänge ansprechende und daraufhin ein Ausgangssignal liefernde Fühlschaltung (100) und eine das Ausgangssignal der Fühlschaltung (100) auf die Regelschleife (26) zur Veränderung des Steuersignals koppelnde Koppelschaltung (62) und eine mit der Koppelschaltung (62) verbundene Zeitsteuerschaltung (66) enthält, die aufgrund des Ausgangssignals der Fühlschaltung das Steuersignal vorübergehend für ein vorbestimmtes Zeitintervall einen vorgewählte". Wert, bei dem der Oszillator definiert anschwingen kann, annehmen läßt, während es danach in der Rc- dschleife die Frequenzregelung des Oszillators (16) übernimmt.

2. AoMimmvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerschaltung (66) eine Schaltung zur vorübergehenden Änderung des Steuersignals für eine Zeitspannne, die kürzer als die Einschwingzeit der Regelschleife (26) ist, enthält.

3. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Regelschleife eine Phasensynchronisierschleife (PLL-Schleife) ist und einen Phasendetektor (38) zur Erzeugung eines für die Relation zwischen den Frequenzen des zweiten frequenzgeteilten Überlagerungssignals und des Bezugsfrequenzsignals charakteristischen Fehlersignals, sowie ein aktives Tiefpaßfilter (46) zur Ableitung eines praktisch gleichgerichteten Steuersignals für den steuerbaren Oszillator aus dem Fehlersignal enthält dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung (58) derart mit dem aktiven Tiefpaßfilter (46) gekoppelt ist, daß das gleichgerichtete Steuersignal beim Auftreten des vorbestimmten Betriebszustandes vorübergehend auf den vorgewählten Wert gebracht wird.

4. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das aktive Tiefpaßfilter (46) einen Operationsverstärker (60) mit einem ersten und einem zweiten Anschluß und einem Ausgangsanschluß enthält und das Fehlersignal auf die einen dieser Eingangsanschlüsse gekoppelt wird und das gleichgerichtete Steuersignal an dem Ausgangsanschluß erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung (58) mit einem der Eingangsanschlüsse des Operationsverstärkers (60) gekoppelt ist, um das gleichgerichtete Steuersignal vorübergehend auf den vorgewählten Wert zu bringen.

5. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Fehlersignal auf den ersten Eingangsanschluß und ein festes Potential auf den zweiten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers (60) gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung (58) beim Auftreten des vorbestimmten Betriebszustandes das Potential am ersten Eingangsanschluß vorübergehend so ändert, daß das gleichgerichtete Ausgangssignal den vorgewählten W°rt annimmt

6. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung (58) einen Schalter (62) zum vorübergehenden Kurzschließen des ersten Eingangsanschlusses des Operationsverstärkers (60) enthält.

7. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung (58) ein Halbleiterbauelement (62) mit einer die Enden eines Leitungsweges definierenden ersten und zweiten Elektrode und einer zur Steuerung der Leitfähigkeit dieses Leitungsweges dienenden Steuerelektrode enthält, und daß der Leitungsweg als Nebenschluß an den ersten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers (60) gekoppelt ist und beim Auftreten des vorbestimmten Betriebszustandes leitend wird, und daß mit dem Halbleiterbauelement eine Zeitsteuerschaltung (66) gekoppelt ist, welche die Dauer der Leitfähigkeit dieses Elementes nach dem Auftreten des vorbestimmten Betriebszustandes festlegt.

8. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerschaltung einen Kondensator (66) enthält, der in Bootstrap-Sehaltung zwischen die Steuerelektrode und eine der beiden anderen Elektroden geschaltet ist.

9. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 8, mit einer Einrichtung zum Anlegen einer Versorgungsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung (94) derart mit der Steuerelektrode des Halbleiterbauelementes (62) gekoppelt is», daß es beim Anlegen der Versorgungsspannung an die Zeitsteuerschaltung (66) leitend wird.

10. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 9, mit einer das Oszillatorfrequenzband bestimmenden Bandwähleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandwähleinrichtung (28) derart mit der Steuerelektrode des Halbleiterbauelementes (62) gekoppelt ist, daß dieses Element beim Wählen eines neuen Frequenzbandes leitend wird.

U. Abstirnmvcmchtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine das Fehlersignal beim Auftreten des vorbestimmten Betriebszustandes vorübergehend von dem ersten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers (60) abkoppelnde Einrichtung (Schalter 56).

12. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (Schalter 56) zur wahlweisen Abkopplung des Fehlersignals vom aktiven Tiefpaßfilter (46) und Ankopplung einer den Oszillator (16) auf eine ungenormte Frequenz abstimmende Abstimmsteuereinheit (54) an das aktive Tiefpaßfilter vorgesehen ist, welche auch beim Auftreten des vorbestimmten Betriebszustandes das Fehlersignal vorübergehend vom aktiven Tiefpaßfilter abkoppelt.