DE2814429B2 - Empfängerschaltung mit einem Frequenzsynthetisator in nachrichtentech> irischen Empfangsgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfängerschaltung in einem nachrichtentechnischen Empfangsgerät mit digitalem Frequenzsynthetisator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der modernen Unterhaltungselektronik werden in zunehmendem Maße zur Abstimmung der Empfangsgeräte auf einzelne Sender Frequenzsynthetäsatorschaltungen eingesetzt, bei denen zum Zwecke der Abstimmung die Oszillatorfrequenz über einen programmierbaren Frequenzteiler geteilt und in einer Phasenvergleichsstufe mit einer konstanten Referenzfrequenz verglichen wird, wobei proportional der Phasenabweichung eine Spannung erzielt wird, die als Regelspannung an die Kapazitätsdiode des spannungsgesteuerten Oszillators gelegt wird. Die so geregelte Oszillatorfrequenz wird nach dem Überlagerungsprinzip in einer Mischstufe additiv bzw. multiplikativ mit der

Eingangsfrequenz gemischt und die resultierende Zwischenfrequenz dem Zwischenverstärker des Empfangsgerätes zugefünrt und in weiteren Empfängerschaltungen verarbeitet. Bei Schallungsanordnungen ohne Frequenzsynthetisator ist es darüber hinaus bekannt, die Oszillatorfrequenz mittels eil es automatischen Frequenzkorrekturregelkreises nachzuregeln. Zu diesem Zweck wird über eine Koppelspule ein Teil der Zwischenfrequenz ausgekoppelt und einem Frequenzdiskriminator zugeführt. Die am Ausgang des Frequenz- j υ diskriminators anstehende Spannung wird zur direkten Regelung an das frequenzbestimmende Bauteil des Oszillators gelegt Die in der Regel verwendeten Kapazitätsdioden verändern ihre Kapazitäten in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung und ermöglichen dadurch ein Verstimmen des Oszillatorschwingkreises. Wird ein Sender empfangen, so beträgt die Diskriminatorspannung 0 V, so daß die Oszillatorspannung ausschließlich von dem voreingestellten Wert bestimmt wird Bei Abweichungen, z. B. bei Driften des Senders oder bei Driften durch Änderung der t. Empfangsbausteine, erfolgt eine Nachregelung so lange, bis wiederum die am Ausgang des Frequenzdiskriminators anliegende Spannung 0 V erreicht.

Aus der Firmenschrift: »Grundig Technische Informationen 2/77, Seiten 93 und ff.« ist es bekannt, die Abstimmspannung für einen spannungsgesieuerten Oszillator direkt 'On einem Spannungsspeicher anzuschalten, der stufenweise aufgeladen wird, und diesem eine weitere Regelspannung von einem AFC-Kreis zu überlagern. Durch Verschiebung der Diskriminatorkennlinie des AFC-Kreises kann zudem die Spannung willkürlich derart verändert werden, daß eine subjekiive Abstimmung eines Senders erfolgt, wodurch z. B. ein bei optimaler Abstimmung gegebenes Fernsehbild schärfer bzw. unschärfter einstellbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Empfängerschaltung mit Frequenzsynthetisator zusätzlich eine Regelschaltung mit einem Frequenzdiskriminator zur automatischen Nachstimmung der Oszillatorfretjuenz vorzusehen, der zur subjektiven Verstimmung fder Empfangsfrequenz durch Inkrementieren bzw. ^Dekrementieren des Frequenzteilers sowohl eine Verstimmung als auch eine Regelung auf den neu eingestellten optimalen Frequenzwert ermöglicht. Des weiteren soll bei einer Empfangsschaltung mit soge- ;■ hannter Kanalfortschaltung, bei der im vorgegebenen ,Kanalraster das Frequenzband durchlaufen wird, mit izwei Feinabstimmtasten, mit denen Sender außerhalb des vorgegebenen Kanalrasters durch !nkrementieren bzw. Dekrementieren des Frequenzteilers einstellbar sind, sichergestellt werden, daß über die beiden Feinabstimmtasten sowohl der Frequenzteiler als auch die Regelschaltung einstellbar sind, derart, daß bei subjektiver Verstimmung eines Senders der Regelkreis optimal auf diese verstimmte Zwischenfrequen- hin regelt.

Gelöst wird die Aufgebe durch die im Anspruch 3 wiedergegebene erfinderische Lehre.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Eine z. B. in einem Fernsehempfangsgerät vorgesehene Schaltungsanordnung nach der Erfindung weist bei driftenden Sendern die charakteristische Eigenschaft auf, daß neben exakt auf Bildträgermitie (38,9 MHz) abgestimmten Sendern auch subjektiv verstimmten Sendern durch eine digitale Regelschaltung (AFC) nachgelaufen wird. Dies wird erreicht durch eine Verknüpfung der AFC mit der Frequenzsynthetisatorabstimmung derart, daß zum einen das Teilerverhältnis des Frequenzteilers des Synthetisators direkt einstellbar ist und zum anderen auch von der AFC nach entsprechender Anschaltung derselben, so daß bei geänderter Dirskriminatorkennlinie durch Verstimmen des Resonanzkreises auf jeden subjektiv eingestellten Sender abgestimmt werden kann, wobei gleichzeitig eine Regelung der AFC auf diesen subjektiv eingestehen Sender erfolgt, zu welchem Zweck parallel zur Verstimmung über den Frequenzteiler der Regelkreis (AFC) durch Anlegen einer Spannung an eine Kapazitätsdiode des Diskriminatorschwingkreises verstimmt wird.

Durch die Erfindung ist erstmals aufgezeigt, daß durch einfache Ergänzung eines Synthetisators, der in bestimmten Frequenzschritten einstellbar ist, durch einfache Verstimmung desselben mittels einer AFC auf jeden x-beliebigen, zwischen den festen Empfangskanälen liegenden Sender abgestimmt werden kann, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß die AFC im Hinblick auf den neu eingestellten, von der optimalen Empfangsfrequenz abweichenden Sender hinarbeitet und auf diesen subjektiv eingestellten Sensor zuregelt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes näher erläu-. tert.

Am Eingang E der Schaltungsanordnung liegt das Antenneneingangssignal, das in einem Verstärker 1 verstärkt wird. Die Empfangsfrequenz wird in einer nachgeschalteten Mischerstufe 2 additiv mit der Oszillatorfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 3 gemischt Die so erhaltene Zwischenfreqaenz wird einem Zwischenfrequenzverstärker 4 zur Verstärkung zugeführt. Ober eine Koppelspule oder kapazitive Ankopplung wird ein Teil der verstärkten Zwischenfrequenz ausgekoppelt und einer Regelschaltung 5 zur automatischen Nachstimmung der Oszillatorfrequenz zugeführt, in der ein Frequenzdiskriminator mit einem Schwingkreis mit einer Kapazitätsdiode entha'ten ist. Der Zwischenfrequenzverstärker 4 ist im übrij" .1 an die Signalauswertschaltungen angekoppelt Der Signalweg ist durch einen Pfeil gekennzeichnet, die Folgeschaltungen sind nicht näher bezeichnet Entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführung ist vorgesehen, daß der Oszillator 3 über einen Frequenzsynthetisator angesteuert wird, der aus einem konstanten Vorteiler 6 besteht, der die Oszillatorfrequenz in einem konstanten Verhältnis teilt und einem programmierbaren Frequenzteiler 7, der von Bedienenden wahlweise einstellbar ist. Das Frequenzteüerverhältnis dieses Frequenzteilers kann zum einen z, B. durch Abrufen bestimmter digitaler gespeicherter Einstellinformationen aus einem Speicher erfolgen, z. B. bei Kanalwahl, oder aber auch direkt eingegeben werden. Im letzteren Fall werden die ei Inen Teiler durch dekadische Ansteuerung direkt gesetzt. Dir durch den programmierbaren Frequenzteiler 7 geteilte Osziliatorfrequenz wird in einer PhasenvergJeichssiufe S mit einer konstanten Referenzfrequenz verglichen, die in einem Quarzoszillator 9 erzeugt und in einem konstanten Teiler 10 geteilt ist Die sich aus der Phasenverschiebung ergebende Spannung wird als Regelspannung dem Oszillator 3 zugeführt und durch Anlegen an die Kapazitätsdiode des Oszillators der Schwingkreis entsprechend dem Einstellwert verändert Dieser Teil der Schaltung kann als bekannt vorausgesetzt werden mit der Einschränkung, daß die Regelschaltung 5, auch AFC genannt, noch nicht in Verbindung mit einem Frequenzsynthetisator bekannt

ist. Erfindungswesentlich ist, daß das Frequenzteilerverhältnis des Frequenzteilers des Frequenzsynthetisators nicht nur durch nicht dargestellte numerische Eingaben oder durch in einem Speicher eingespeicherte abrufbare Einstellinformationen fest einstellbar ist, sondern auch von der Regelschaltung 5 verändert werden kann, so daß die digital arbeitende Abstimmschaltung stets voll wirksam bleibt, auch dann, wenn infolge von Frequenzdriften oder subjektiven Verstimmungen eine Nachstimmung über die AFC erfolgen muß. Hierzu ist der Ausgang des Freqiienzdiskriminators 5 an einen Analogdigitalwandler 11 angeschlossen, dessen Ausgang proportional der Abweichung digitale Einstellinformationen abgibt, die über einen elektronischen Umschalter 12 in der Schaltstellung B direkt an den Frequenzteiler 7 geleitet werden. Der Diskriminator der Regelschaltung 5 ist dabei quantisiert, d. h. die allbekannte S-Kurve ist unterteilt in einen Sollwertbereich, einen Bereich Sollwertüberschreitung (positiv) und einen Bereich Sollwertunterschreitung, wobei im Idealfall Sollwert und Nullinie eins sind. Überschreitet die Spannung am Diskriminator den Sollwert, so bewirkt der Analogdigitalwandler, daß eine entsprechende Anzahl von Schritten bei entsprechender Überschreitung von einzelnen Schwellwerten ausgewertet und eine digitale Einstellinformation, sei es eine Reihe von Einzelimpulsen oder ein Ditialwort, abgegeben wird, das durch entsprechende Beschaltung des Frequenzteilers direkt das Teilerverhältnis umschaltet oder schrittweise ändert.

Bei der Betrachtungsweise wurde davon ausgegangen, daß die Regelung stets auf einen fest eingestellten Sender hin erfolgt, der durch Eingabe des Frequenzteilerverhältnisses vorgegeben ist. Nun hat sich in der Praxis gezeigt, daß eine optimale Einstellung auf einen Sender nur dann möglich ist, wenn eine subjektive Nachstimmung des Oszillators 3 erfolgt. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß die Frequenzdiskriminatorlinie der Regelschaltung 5 verschoben wird. Dies erfolgt, indem die Steuertasten 13, i4 betätigt werden, wobei eine Änderung in positiver Richtung durch Betätigung der Taste 13 und eine Änderung in negativer Richtung durch die Taste 14 erfolgt. Die beiden Tasten 13,14 geben zeitproportionale Informationsgrößen ab, die in einem nachgeschalteten Coder 15 codiert werden, und zwar in einen Code, der sowohl zur direkten Teilereinstellung des Frequenzteilers 7 als auch zur Umwandlung in eine analoge Spannung zur Ansteuerung der Kapazitätsdiode des Schwingkreises im Frequenzdiskriminator der Regelschaltung 5 verwendet wenden kann. Damit dies erfolgen kann, ist in Schaltstellung Bder zweite Schaltkontakt des elektronischen Umschalters 12 geschlossen, so daß proportional der Betätigungszeit Digitalinformationen an den Digitalanalogwandler 16 geleitet werden, der eine entsprechend große Einstellspannung für das frequenzbestimmende Element (Kapazitätsdiode) des Schwingkreises erzeugt Hierdurch ist es möglich, daß sowohE der elektronische; Suchlauf als auch die automatische Nachstimmung aber ein und denselben Kreis durch Betätigung ein und derselben Tasten 13 und 14 erfolgt.

Der F/nstellvorgang für den elektronischen Suchlauf ist folgender:

Es wird davon ausgegangen, daß noch kein Sender empfangen wird. Mit Betätigung der Tasten 13 oder 14 m positiver oder negativer Richtung, was dem oberen und unteren Teil der Diskriminatorkennlinie entspricht, wird in geschalteter Stellung B das codierte Signal an den Digitalanalogwandler (12) durchgeschaltet. Proportional der Einstellgröße wird die Kapazität der Kapazitätsdiode des Schwingkreises verändert, so daß die Diskriminatorkennlinie verschoben wird. Der AFC-Kreis wird folglich in nichtlineare Stufen verstimmt, wodurch über den Analogdigitalwandler 11 eine lineare Einstel/größe bei Überschreiten des Sollwertes

ίο bzw, bei Unterschreiten des Sollwertes der Diskriminatorkennlinie an den Frequenzteiler abgegeben wird, die — ausgehend von einer definierten Einstellung — bei Unterschreitung der Nullinie des Diskriminators inkrementiert und bei Überschreitung dekrementiert wird.

(5 Im konkreten Ausführungsbeispiel ist nun vorgesehen, daß nach einer bestimmten Anzahl von Zählschritten eine Steuerlogik 17 anspricht, die noch vor Erreichen der Maxima der Frequsnzdiskriminatorkennlinie bzw. bei Erreichen derselben den elektronischen Umschalter umschaltet, und zwar in die Schaltstellung A, so daß beide Kontakte umgeschaltet werden. Bei anhaltender Betätigung der Tasten 13 und 14 wird nunmehr der Frequenzteiler 7 über die im Coder 15 codierten Einstellinformationen direkt gesetzt Dies erfolgt so lange, bis ein neuer Sender empfangen wird, wodurch die Frequenzdiskriminatorkennlinie die Nullinie durchschreitet Der Analogdigitalwandler 11 gibt dabei die entsprechende Information ab, die die Steuerlogik 17 wiederum veranlaßt, den elektronischen Umschalter 12 so zu beschälten, daß die Kontakte in Stellung B den AFC-Kreis angeschaltet lassen. Damit die AFC auf diesen neu eingestellten Sender hinregelt ist es notwendig, daß im Moment des Umschaltens von der Schaltstellung B auf die Schaltstellung A beim Suchlauf eine Spannung an die Kapazitätsdiode des Schwingkreises des Frequenzdiskriminators geschaltet wird, die den Diskriminator auf seine Nominallage zurückstellt. Nunmehr setzt mit dem Betätigen der Tasten 13 und 14 eine automatische Regelung ein, wobei sichergestellt ist.

daß diese digital erfolgt Eine Überlagerung von Spannungen ist nicht gegeben. Die AFC wirkt auf den Frequenzsynthetisator, wodurch die markanten Eigenschaften und Vorteile des Frequenzsynthetisators gegenüber Spannungsspeichern voll erhalten bleiben.

Ein Einsatz der beschriebenen Schaltungsanordnung empfiehlt sich in Fernsehempfangsgeräten, da nach der CCIR-Norm Frequenzen in einem Kanalraster zugelassen sind, jedoch in Ländern, in denen außerhalb dieses Frequenzrasters zugelassene Sendefrequenzen gegeben sind, ebenfalls ein elektronischer Suchlauf mit automatischer Frequenzkorrektur gewährleistet ist Dasselbe trifft zu, wenn infolge von Frequenzdriften in den verschiedenen Empfangsgebieten eine subjektive Verstimmung auf ein optimales Bild notwendig wird. Die Anordnung ist aber auch in Verbindung mit anderen nachrichtentechnischen Empfangsgeräten einsetzbar.

Bei Abruf eines subjektiv verstimmten Senders ist es erforderlich, daß neben den Einstellinformationen für den Frequenzteiler auch die Daten für die Verstimmung des Diskriminatorschwingkreises gespeichert und abgerufen werden. Letzterer Speicher kann ein Analogspeicher oder aber ein Digitalspeicher sein, dessen abgerufene Einstellinformation über den D/A-Wandler 16 der Kapazitätsdiode des Schwingkreises in der Regelschaltung 5 zugeführt wird. Die Speicher sind nicht dargestellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Empfängerschaltung in einem nachrichtentechnisehen Empfangsgerät mit digitalem Frequenzsynthetisator mit einstellbarem Frequenzteiler, der die Oszillatorfrequenz cmes spannungsgesteuerten Oszillators im eingestellten Teilerverhältnis teilt, welche geteilte Frequenz in einer Phasenvergleichsschaltung mit einer konstanten Referenzfrequenz verglichen wird, wobei die der Phasenabweichung proportionale Spannung als Regelspai.nung dem frequenzbestimmenden Bauteil des Oszillators zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelschaltung (5) mit einem Frequenzdiskriminator mit einer spannungsgesteuerten Kapazitätsdiode zur automatischen Nachstimmung der Oszillatorfrequenz vorgesehen ist, die sowohl in Abhängigkeit von der Abweichung der Empfangsfrequenz von der mittels Frequenzsynthetisator eingestellten Oszillatorfrequenz als auch durch Anlegen einer Spannung an die Kapazitätsdiode eine Regelspannung erzeugt, die in einem Analogdigitalwandler (11) in eine digitale Einstellinformation umgewandelt wird, die den eingestellten Teiler des Frequenzteilers (7) proportional der Verstimmung dekrementiert bzw. inkrementiert.

2. Empfängerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzdiskriminatorkennlinie der Regelschaltung (5) zur Erzeugung der Regelspannung in die Bereiche Sollwert, Sollwert-Überschreitung und Sollwert-Unterschreitung unterteilt ist, uind daß ein nachgeschalteter Analogdigitalwandler (11) in Abhängigkeit von der Sollwertabweichung bei Über- bzw. Unterschreitung von bestimmten Schwellwerten Digitalinformationen zur geänderten Einstellung des Teilerverhältnisses abgibt.

3. Empfängerschaltung nach Anspruch 1 oder 2 mit Eingabetasten zum Einstellen des Frequenzteilers bzw. zum Abrufen gespeicherter fester Teilerverhältnisse bzw. zum Auslösen eines elektronischen Suchlaufes, dadurch gekennzeichnet, daß mit Betätigung einer Einstelltaste (13, 14) eine bestimmte Spannung an die Kapazitätsdiode des Frequenzdiskriminators (5) geschaltet wird, die so groß ist, daß der Schwingkreis auf eine Resonanzfrequenz eingestellt ist, die die Diskriminatorkurve in die Nominallage stellt, und daß ein manuell betätigbarer Analogwertgeber vorgesehen ist, über den der Schwingkreis des Frequenzdiskriminators durch Anlegen einer zeit- oder einstellproportionalen Spannung nach dem Einstellen des Frequenzteilers verstimmbar ist, und daß über einen Schaltkontakt der dem Frequenzdiskriminator nachgeschaltete Analogdigitalwandler (11) an den Frequenzteiler (7) anschaltbar ist, dessen digitale Einstellinformation den eingestellten Frequenzteiler dekrementiert bzw. inkrementiert.

4. Empfängerschaltung nach Anspruch 3 mit zwei Feinabstimmtasten zum Inkrementieren und Dekrementieren des Frequenzteilers, die mit nachgeschalteten Digitalschaltungen verbunden sind, die der Bedienungszeit proportional digitale Einstellinformationen abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Umschalter (12) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Frequenzdiskriminatorkurve über eine Steuerschaltung während der Einstellung des Frequenzteilers die Regelschaltung mit nachge-

schalteten! Analogdigitalwandler mit dem Frequenzteiler bzw. die Feinabstimmtasten (13, 14) direkt mit dem Frequenzteiler (7) verbindet.

5. Empfängerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Feinabstimmtasten (13,14) der Schwingkreis des Frequenzdiskriminators (5) in nichtlineare Stufen aus einer Nominallage verstimmt wird, und daß proportional der Verstimmung über den A/D-Wandler (16) nach Überschreitung oder Unterschreitung des Sollwertes des Frequenzteilers dieser in linearen Stufen der elektronische Schalter (12) den Regelkreis abschaltet und eine proportional der Betätigungszeit der Bedientasten digitale Einstellinformation erzeugende Steuereinheit anschaltet, über die bei Betätigung der Feinabstimmtasten der Frequenzteiler (7) direkt gesetzt wird, wobei gleichzeitig der Schwingkreis des Diskriminators (5) durch Anlegen einer bestimmten Spannung an die Kapazitätsdiode in die Nominallage zurückgesetzt wird, up'^{1 j} "" der Frequenzteiler (7) des Frequenzsynthetisators so lange verändert wird, bis ein weiterer Sollwert auf der Diskriminatorlinie erreicht ist, und daß von der ansprechenden Steuerschaltung der elektronische Umschalter (12) umschaltet und den direkten Eingriff der Feinabstimmtasten (13, 14) wieder aufhebt und über den Regelkreis eine Feinabstimmung erfolgt.

6. Empfängerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Frequenzteilers und der digitale Einstellwert des Regelkreises in einem nichtflüchtigen Speicher abrufbar abgespeichert sind und beim Umschalten auf einen anderen Festsender (Kanal) als Stellinformation direkt an den Frequenzteiler (7) und die Kapazitätsdiode des Diskriminatorschwingkreises gelegt wird.

7. Empfängerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da0 die Feinabstimmtasten (13,14) einen digitalen Informationsgeber (15) steuern, dessen digitale Einstellinformationen, Serienimpulse oder Digitalwörter zur direkten Ansteuerung des Frequenzteilers (7) geeignet sind, und daß bei angeschaltetem Regelkreis diese Information über einen D/A-Wandler (16) zur Verschiebung der Sidkriminatorlinie durch Anlegen der proportionalen Spannung an die Kapazitätsdiode ausgewertet wird.