DE2823021A1

DE2823021A1 - Mittenfrequenz-abstimmschaltung fuer einen hochfrequenzempfaenger

Info

Publication number: DE2823021A1
Application number: DE19782823021
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Imazeki
Original assignee: General Research of Electronics Inc
Current assignee: General Research of Electronics Inc
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1978-12-21
Also published as: AU3640578A; HK12584A; AU527084B2; US4245348A; SE427229B; SE7806061L; GB1603955A; NL7805667A; JPS53147422A; CA1118840A; DE2823021C2

Description

General Research of Electronics, Inc. 6-2-15, Roppongi, Minato-Ku, Tokyo, Japan

Mittenfrequenz-Abstimmschaltung für einen Hochfrequenzempfänger

In üblichen Hochfrequenzempfängerη ist das Ausgangssignal üblicherweise von besserer Qualität, wenn der Empfänger so gut wie möglich auf die Träger- oder Mittenfrequenz des übertragenen und gewünschten Hochfrequenzsignals abgestimmt ist. Es ist bekannt, daß dann, wenn ein AM- oder FM-Empfänger beispielsweise auf eine Frequenz abgestimmt ist, die von der Mittenfrequenz der gewählten Station oder des gewählten Kanals etwas entfernt ist, ein erhebliches, unerwünschtes Rauschen im Lautsprecher des Empfängers zu hören ist. Wenn der Empfänger auf Frequenzen abgestimmt ist, die näher an der Mittenfrequenz liegen, wird der hörbare Ausgang weniger gestört, (d.h. das Signal: Rauschen-Verhältnis nimmt zu), bis das Optimum an oder nahe bei der Mifc^enfrequenz erreicht wird.

HZ/gs

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Bei manuell abgestimmten Hochfrequenzsignalempfängern kann der Abstimmmechanismus solange verstellt werden, bis ein höher frequentes Signal erzeugt wird, das für den Höher annehmbar ist, und ein Gerät wie etwa ein Signalstärkenmesser kann vorgesehen sein, um die manuelle Abstimmung visuell zu unterstützen. Außerdem kann eine automatische Frequenzsteuerung (AFC) zur automatischen Abstimmung des Empfängers auf die Mittenfrequenz verwendet werden, nachdem der Empfänger manuell auf irgendeine Frequenz abgestimmt worden ist, die innerhalb der Grenzen des Steuerbereichs der AFC-Schaltung liegt. Eine weitere konventionelle Abstimmhilfe ist eine Stummabstimmschaltung, die, wie ihr Name sagt, verhindert, daß der Empfänger ein höher frequentes Signal erzeugt, es sei denn, das empfangene Signal hat eine vorbestimmte Stärke oder einen vorbestimmten Pegel erreicht.

Keine dieser Schaltungen schafft jedoch ein Gatter- oder Steuersignal, wenn der Empfänger abgestimmt ist, oder sehr nahe auf die Mittenfrequenz des empfangenen Hochfrequenzsignals abgestimmt ist, und dieser Nachteil ist besonders unangenehm.in einem Empfänger vom Abtasttyp, speziell wenn die interessierenden gewählten Frequenzen mittels einer Schaltung abgestimmt werden,

deren Frequenz digital synthetesiert

ist. Diese Schaltung hat gelegentlich die Form einer phasengekoppelten Schleife (PLL), die durch einen programmierbaren Dividierer gesteuert wird. In einem signalsuchenden oder Abtastempfänger ist eine Abtastschaltung vorgesehen, die die Frequenz des lokalen Oszillators typischerweise variiert, entweder kontinuierlich oder in vorgegebenen Inkrementen, und eine Detektorschaltung dient zum Stoppen

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der Abtastoperation, wenn ein gewünschtes Signal geeigneter Stärke empfangen wird. Diese Detektorschaltung ist oft ähnlich oder ein Teil der Stummabstiiranschaltung. Konventionelle Detektorschaltungen dieser Art sind durch den Benutzer einstellbar, um Unterschiede in der Stärke der verschiedenen empfangenen Signale ausgleichen zu können. Solche Unterschiede in der Signalstärke können einer Anzahl von Faktoren zugeschrieben werden, zu denen die Unterschiede in den Entfernungen und der Orientierung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne für die verschiedenen interessierenden Frequenzen, wie auch die Unterschiede in der Sendeleistung der verschiedenen Sender gehören. Es ist somit außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich, eine derartige Schaltung so einzustellen, daß sie an einem vorgegebenen Signalpegel oder an einer vorgegebenen Signalstärke triggert, um eine optimale Abstimmung, d.h. eine Abstimmung auf die Mittenfrequenz, für sämtliche interessierende Signale zu erhalten.

Häufig wird daher ein Kompromiß in der Weise geschaffen, daß der Bereich des Detektors oder der Stummabstimmschaltung verbreitert wird, beispielsweise indem der Signalschwellpegel erniedrigt wird. Dies kann dazu führen, daß der Abtastempfänger bei einer anderen als der Mittenfrequenz stoppt, besonders wenn das variable Abstimmen inkrementell ausgeführt wird, wie das bei digitalen Frequenz-Synthetisierschaltungen der Fall ist. Mit anderen Worten, wenn der Abtaster auf ein starkes Signal sich abstimmt, dann wird der Signalschwellwert zum Stoppen der Abtastung erreicht, ehe der Abtaster sich auf die Mittenfrequenz abgestimmt hat, bei der das Signal am stärksten einfällt. Weiter sind in einem Ab-

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taster Einrichtungen zur Anzeige der Frequenz vorgesehen, auf die der Empfänger abgestimmt worden ist, und die angezeigte Frequenz wird daher mit Wahrscheinlichkeit auch nicht die Mittenfrequenz sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Schaltung zur Entwicklung eines Gattersignals zu schaffen, wenn ein Hochfrequenzsignalempfänger auf die Mittenfrequenz eines ausgewählten Hochfrequenzsignals abgestimmt ist. Weiter soll die Schaltung speziell für einen Abtastempfänger insbesondere von der Art geeignet sein, in welchem eine digitale Frequenz-Synthetisierschaltung eine digitale Anzeige der Frequenz, auf die der Empfänger abgestimmt ist, benutzt.

Erfindungsgemäß wird eine neue und verbesserte Schaltung für die Erzeugung eines Gattersignals geschaffen, das auftritt, wenn ein Hochfrequenzsignalempfänger auf die Mittenfrequenz eines gewünschten Hochfrequenzsignals abgestimmt ist, wobei die erfindungsgemäße Schaltung eine Abstimmeinrichtung aufweist, die den Empfänger auf mehrere Frequenzen innerhalb eines das gewählte Signal enthaltenden Frequenzbereichs abstimmt und ein Zwischenfrequenzsignal entsprechend der Frequenz erzeugt, auf die der Empfänger abgestimmt ist. Ein Frequenz-Diskriminator ist mit der Schaltung gekoppelt und ist auf eine vorbestimmte Frequenz abgestimmt, und spricht auf das Zwischenfrequenzsignal an und erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Gleichstromkomponente, die systematisch entsprechend der Abweichung des Zwischenfrequenzsignals von der vorgegebenen Frequenz variiert. Ferner ist eine Detektoreinrichtung an die

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Diskriminatorschaltung gekoppelt und spricht auf die Gleichstromsignalkomponente an und erzeugt ein Gattersignal, das einen ersten Wert annimmt, wenn die Gleichstromkomponente einen Wert zwischen einem vorgewählten oberen und vorgewählten unteren Wert annimmt, und wobei das Gattersignal einen zweiten Wert annimmt, wenn die Gleichstromkomponente einen Wert hat, der nicht zwischen der genannten oberen und unteren Schwelle liegt.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile, die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabenstellung und weitere Merkmale der Erfindung besonders deutlich werden. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Hochfrequenzsignalempfängers, der mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Hochfrequenzsignalempfängers, der demjenigen aus Fig. 1 ähnlich ist, jedoch eine Abtastschaltung enthält, und mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 3 eine teilweise in Blockdarstellung wiedergegegebene Schaltung, die eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung ■ aus dem Empfänger aus Fig. 1 und 2 enthält;

Fig. 4 eine schematische {Schaltung einer Einzelheit aus der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform;

Fig. 5 eine graphische Darstellung einiger Signalformen, die in dem bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gemäß Fig. 3 und 4 vorkommen und deren Betriebsverhalten besser verstehen lassen.

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Fig. 1 zeigt eine Schaltung zur Entwicklung eines Gattersignals, wenn ein HochfrequenzSignalempfänger auf die Mittenfrequenz eines gewünschten Hochfrequenzsignals abgestimmt ist, welche mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattet ist. Die Schaltung weist eine Antenne 12, einen Hochfrequenz-(RF)-Verstärker 14, eine Mischer- und Filterschaltung 16, einen lokalen Oszillator 17 und einen Zwischenfrequenz (IF)-Verstärker 18, mit der der Empfänger auf mehrere Frequenzen innerhalb eines Frequenzbereichs abgestimmt werden kann, der das gewünschte oder gewählte Signal enthält, und die ein zwischenfrequentes Signal entsprechend der Frequenz erzeugt, auf die der Empfänger abgestimmt ist. Dieser Frequenzbereich kann natürlich Frequenzen von verschiedenen bezeichneten Frequenzbändern (z.B. Kurzwelle und Ultrakurzwelle (VHF und UHF)) enthalten, auf welche der Empfänger abgestimmt werden soll. Die Schaltung kann aus konventionellen Komponenten aufgebaut sein, die daher nicht im einzelnen beschrieben werden. Der lokale Oszillator 17 zusammen mit der zugehörigen Schaltung kann den Empfänger kontinuierlich durch seinen Empfangsbereich abstimmen oder kann den Empfänger in vorgewählten diskreten Inkrementen innerhalb seines Empfangsbereichs abstimmen, ohne daß durch diese Unterschiede vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Ein Frequenz-Diskriminator in der Form eines Tonfrequenzdetektors 20 ist an den Zwischenfrequenz-Verstärker 18 in konventioneller Weise angeschlossen und auf eine vorbestimmte Frequenz abgestimmt. In einem FM-Empfänger beispielsweise ist diese vorbestimmte Frequenz 10,7 Megahertz,

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Bei einigen Kurzwellenempfängern andererseits ist der Zwischenfrequenzverstärker 18 gelegentlich als Doppel-Konverter- Superhet bezeichnet, bei dem das empfangene Signal zuerst in 10,7 Megahertz und dann in 455 Kilohertz umgesetzt wird. Natürlich kann die Erfindung auch auf diese Einrichtung angewandt werden, wie auch auf jede beliebige andere Superhet-Abstimmeinrichtung. Der Frequenz-Diskriminator (Tonfrequenz-Detektor 20) spricht auf das Zwischenfrequenz-Signal an und erzeugt ein Ausgangssignal, das eine Gleichstromkomponente hat, die systematisch entsprechend (z.B. direkt proportional ist) der Abweichung der Zwischenfrequenz von der vorgegebenen Frequenz variiert.Tonfrequenz-Detektor 20 erzeugt außerdem ein Gleichstrom-Tonfrequenzsignal, das schließlich durch einen Tonfrequenz-Verstärker 25 verstärkt und von einem elektromechanischen Wandler in Form eines Lautsprechers 26 wiedergegeben wird. In anderen Ausführungsformen der Erfindung wie etwa einem AM-Empfänger beispielsweise, bei dem der Tonfrequenz-Detektor keinen Frequenz-Diskriminator enthält, kann eine vom Tonfrequenzdetektor separate Frequenz-Diskriminatorschaltung an den Zwischenfrequenz-Verstärker angeschlossen sein, und auf das Zwischenfrequenzsignal ansprechen und das Gleichstromausgangssignal gemäß der Erfindung erzeugen.

Wie bekannt, erzeugt ein Frequenz-Diskriminator eine Ausgangsspannung, die proportional der Eingangsfrequenz ist. Der Diskriminator ist gewöhnlich um eine vorgegebene Frequenz (beispielsweise die Zwischenfrequenz) herum abgestimmt,und die Ausgangsspannung ist proportional der Abweichung der Einganggfrequenz von diesem Punkt. Eine graphische Darstellung des Ausgangs der Frequenz-Diskriminator schaltung zeigt Fig. 5b, die weiter·^unten im einzelnen erläutert wird.

In der Anordnung gemäß Pig. 1 wird eine konventionelle Stummabstimmschaltung 21 mit variabler Schwelleneinstellung in der Form eines Potentiometers 22 benutzt, um einen Schalter 23 in üblicher Weise so zu aktivieren, daß er auf das Zwischenfrequenzsignal anspricht und ein Steuersignal mit einem ersten Wert erzeugt, wenn ein vorgegebenes Zwischenfrequenzsignal (z.B. 10,7 Megahertz) eine Amplitude besitzt, die über einem vorgewählten Schwellenwert liegt und einen zweiten Wert hat, wenn das vorgegebene Zwischenfrequenzsignal eine Amplitude hat, die unterhalb des vorgegebenen Wertes ist. Es ist allgemein zweckmäßig, die Stummabstimmschaltung auf das Zwischenfrequenzsignal ansprechen zu lassen (das der Trägerfrequenz des EmpfangssignaIs entspricht), statt auf das auf den Träger aufmodulierte tonfrequente Signal (wie das bei ältereen Empfängern gelegentlich der Fall ist), weil die kontinuierliche Natur des Trägerfrequenzsignals im Gegensatz zu dem oft diskontinuierlichen tonfrequenten Signal günstiger ist. Wenn daher die Stummabstimmschaltung vom tonfrequenten Signal beeinflußt wird, würde daher das Ausgangssignal häufig abgestimmt und nicht abgestimmt sein (z,B. am Anfang und am Ende jedes gesprochenen Wortes oder während einer kurzen Gesprächspause), und im Fall eines Abtastempfängers würde dann eine Abstimmung auf eine andere Frequenz erzeugen, wenn eine kurze Unterbrechung im Tonfrequenzsignal eintritt. Die erfindungsgemäße Schaltung hat solche Nachteile nicht.

Das Steuersignal treibt den Schalter 23, der zwischen Zwischenfrequenzverstärker 18 und Lautsprecher 26 eingeschaltet ist und auf das Steuersignal anspricht, wenn es einen ersten Wert annimmt, und dafür sorgt, daß die tonfrequenten Signale vom Lautsprecher nur dann gehört

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werden können, wenn die Amplitude des Zwischenfrequenzsignals über dem Schwellwert liegt. Obgleich die Stummabstimmschaltung selbst im wesentlichen konventionell ist, ermöglicht ihre Verwendung im Zusammenhang mit der Mittenfrequenz-Detektorschaltung 30 ein wichtiges Merkmal der Erfindung insofern, als sie verhindert, daß die erfindungsgemäße Schaltung falsch triggert, worauf noch eingegangen wird.

Erfindungsgemäß wird ein Detektor in Form eines Mittenfrequenzdetektors 30 in der in Fig. 1 dargestellten Schaltung verwendet. Der Detektor 30 ist mit dem Tonsignaldetektor 20 gekoppelt und spricht auf eine Gleichstromsignalkomponente an, die vom Tonfrequenzdetektor 20 erzeugt wird, und erzeugt ein Gattersignal. Das Gattersignal hat einen ersten Wert, wenn die Gleichstromkomponente zwischen einem vorgewählten oberen und einem vorgewählten unteren Schwellwert liegt und das Gattersignal hat einen zweiten Wert, wenn die Gleichstromkomponente nicht zwischen diesen beiden Schwellwerten liegt. Dies Steuersignal kann daher dazu dienen, den Tonfrequenzverstärker 25 zu schalten oder zu sperren, entweder direkt oder mit Hilfe des Schalters 23. Durch Wahl der oberen und unteren Schwellwerte so, daß sie eng nebeneinander liegen, kann die erfindungsgemäße Schaltung so eingestellt werden, daß sie eine Tonfrequenzsignal-Wiedergäbe nur dann bringt, wenn " der Empfänger auf die Mittenfrequenz des Empfangssignals oder jedenfalls sehr nahe an diesem abgestimmt ist.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die derjenigen aus Fig. 1 sehr ähnlich ist, jedoch mit dem Zusatz, daß die Abtastschaltung 40 es ermöglicht, daß der Empfänger automatisch mehrere vorbestimmte Hochfrequenzen abtasten und auf ein Empfanggsignal sich abstimmen kann, das eine Frequenz hat, die einer der vorbestimmten Fre-

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quenzen entspricht. Derartige Empfänger werden gewähnlich als Abtast- oder Signal-Such-Empfanger bezeichnet. Der in Fig. 2 dargestellte Abtastempfänger spricht erfindungsgemäß auf das vom Mittenfrequenz-Detektor 30 erzeugte Gattersignal an und bewirkt, daß der Empfänger sequentiell sich auf mehrere Hochfrequenzen abstimmt, wenn das Gattersignal einen Wert annimmt, und das Abtasten unterbricht, wenn das Gattersignal einen anderen Wert annimmt. Diese Schaltung stellt somit sicher, daß der Empfänger sein Abtasten fortsetzt, bis er auf die Mittenfrequenz eines Empfangssignals abgestimmt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, weist der erfindungsgemäße Abtastempfänger eine variable Abstimmeinrichtung in der Form einer Antenne 12, eines Hochfrequenz-Verstärkers 14, einer Mischer- und Filterschaltung 16, eines lokalen Oszillators 17 und eines Zwischenfrequenz-Verstärkers 18 auf, die den Empfänger wahlweise und sequentiell auf die vorbestimmten Frequenzen abstimmt und ein entsprechendes Zwischenfrequenzsignal erzeugt. Es gibt mehrere bekannte Verfahren, dies auszuführen einschließlich der Verwendung von Varactor-Dioden, Präzisxonskrxstallen oder programmierbare Frequenz-Synthetisierschaltungen für den lokalen Oszillator, um den Empfänger auf die gewünschten Frequenzen abzustimmen. Im einzelnen sei auf die US-Patentschriften 3 794 925 und 3 801 914 Bezug genommen. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Abtastschaltung 40 zwischen dem Schalter 23 (der auf das vom Mittenfrequenz-Detektor 30 erzeugte Gattersignal anspricht) und den lokalen Oszillator 17 geschaltet, und bewirkt, daß die variable Abstimmeinrichtung den Empfänger automatisch und sequentiell auf jede der gewünschten Frequenzen abstimmt und anhält, wenn er auf den Mittenfrequenz einer Empfangsfrequenz abgestimmt ist. Es versteht sich natürlich, daß die speziellen zum

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Abtasten und Abstimmen des Empfängers verwendeten Verfahren an sich gängige sein können, ohne daß dadurch von der Erfindung abgewichen wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist ähnlich wie bei der in Fig. 1 erläuterten Ausführungsform ein Frequenz-Diskriminator in der Form eines FM-Tonfrequenz-Detektors 20 vorgesehen, der an den Zwischenfrequenzverstärker 18 angeschlossen ist und auf eine vorbestimmte Frequenz wie etwa 10,7 Megahertz abgestimmt ist. Ebenfalls wie in Fig.1 kann auch die Schaltung nach Fig. 2 einen FM-Tonfrequenz-Detektor 20 benutzen, der aufgrund seiner Eigenart die erforderliche Gleichspannung erzeugt, die proportional der Abweichung der Eingangsfrequenz von der abgestimmten Frequenz (z.B.10,7 Megahertz) ist, da er typischerweise entweder ein Frequenzdiskriminator oder ein Verhältnis-Detektor ist. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können andere Arten von Tonfrequenz-Detektorschaltungen verwendet werden, wobei ein separater Frequenz-Diskriminator erfindungsgemäß benutzt werden kann, um das Ausgangssignal zu erzeugen, das proportional zur Abweichung der Eingangsfrequenz von der Mittenfrequenz des Zwischenfrequenz-Verstärkers ist.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Detektoreinrichtung in Form eines Mittenfrequenz-Detektors 30 vorgesehen, der an den FM-Tonfrequenz-Detektor 20 angeschlossen ist und auf die vom Detektor 20 erzeugte Gleichstromsignalkomponente anspricht und ein Steuersignal erzeugt, das einen ersten Wert hat, wenn die Gleichstromkomponente zwischen vorgewählten oberen und unteren Schwellwerten ist, und einen zweiten Wert hat, wenn die Gleichstromkomponente nicht zwischen diesen Werten ist, wie das im einzelnen im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wird.

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An die Abtastschaltung 40 ist ein Schalter 23 angeschlossen, der auf das Gattersignal vom Mittenfrequenz-Detektor 30 anspricht und das Abtasten nur dann anhält, wenn das Steuersignal den ersten Wert annimmt; d.h. nur dann, wenn die Gleichstromkomponente des Ausgangssignals des FM-Tonfrequenz-Detektors 20 zwischen den vorgegebenen oberen und unteren Grenzwerten ist, die dem Fall entsprechen, daß der Empfänger auf die Mittenfrequenz des EmpfangsSignaIs abgestimmt ist. Wenn eine digitale Leseschaltung zur visuellen Anzeige der Frequenz verwendet wird, auf die der Empfänger abgestimmt ist, dann stellt die erfindungsgemäße Schaltung ebenfalls sicher, daß die angezeigte Frequenz die genaue Mittenfrequenz des EmpfangssignaIs und nicht bloß eine Annäherung ist.

Eine Stummabstimmschaltung 21 weist eine variable Steuerung in Form eines Potentiometers 22 auf und dient dazu, eine konventionelle Stummabstimmfunktion zu ermöglichen, die mit dem Mxttenfrequenzdetektor zusammen arbeitet und mögliche Miß-Triggerungen des Mittenfrequenz-Detektors außerhalb des Frequenz-Diskriminatorbereichs verhindert, was im Zusammenhang mit Fig. 3 noch im einzelnen erläutert wird.

Fig. 3 zeigt eine mehr ins einzelne gehende Schaltung als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Der Zwischenfrequenzverstärker 18, der Tonfrequenz-Detektor 20, die Stummabstimmschaltung 2\ und der Schalter 23 sind im wesentlichen identisch mit den Bauteilen aus Fig. 1 und 2, die die gleichen Bezugszeichen tragen. Der Mittenfrequenz-Detektor 30 ist mehr im einzelnen dargestellt und weist ein Spannungskomparatoren 31,32 und ein UND-Gatter 33 auf. Der invertierende Eingang des Komparators 31 und der nicht invertierende Eingang des Komparators 32 sind mit

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einem Filter 34 verbunden, das das zusammengesetzte Wechsel- und Gleichspannungssignal aus dem Detektor 20 in eine Wechselstrom-Tonfrequenzkomponente, die einem in Fig. 3 nicht dargestellten Tonfrequenz-Verstärker zugeführt wird, und eine Gleichstromkomponente auftrennt, die den Komparatoren 31 und 32 zugeführt wird. Der nicht invertierte Eingang des Komparators 31 und der invertierende Eingang des Komparators 32 sind jeweils mit einem Paar Vorspannungsschaltungen 35,36 verbunden, die hier die Form von Potentiometern haben. Komparator

31 wird somit durch Potentiometer 35 so eingestellt, daß er eine vorgewählte Ausgangsspannung (z.B. eine niedrige) erzeugt, wenn das Gleichstromsignal aus dem Filter 34 die vorgewählte positive Größe überschreitet und Komparator

32 ist so eingestellt, daß das Potentiometer 36 eine vorgewählte Ausgangsspannung (z.B. eine niedrige) erzeugt, wenn das Gleichstromsignal aus dem Filter 34 eine vorbestimmte negative Größe unterschreitet. Potentiometer 35, 36 können natürlich so eingestellt werden (z.B. auf + 0,5 und - 0,5 V), daß der Bereich des Gleichstromeingangssignals, der einen hohen Ausgang für beide Komparatoren liefert, sehr schmal ist und, somit der Mittenfrequenz des Empfangssignals entspricht, Bei Anwendungen der Erfindungen, die mit Frequenz-Synthetisierschaltungen arbeiten, bei denen die Abstimmfrequenz in diskreten Zuwächsen eingestellt wird, sollte dieser Bereich nicht schmaler gemacht werden als ein Zuwachs, um ein mögliches überspringen der gewünschten Mittenfrequenz zu vermeiden.

Das UND-Gatter 33 hat drei Eingangsanschlüsse in der in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsform, von denen zwei für die Ausgänge der Komparatoren 31 und 32 und ein dritter Eingangsanschluß für den Ausgang des Schalters 23 vorge-

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sehen sind. Das UND-Gatter 33 erzeugt damit eine vorbestimmte Ausgangsspannung (z.B. eine hohe), nur dann, wenn das Ausgangssignal beider Komparatoren 31,32 und das des Schalters 23 hoch liegen. Der Ausgang des UND-Gatters 33 kann beispielsweise zur Steuerung des in Fig. nicht dargestellten Tonfrequenz-Verstärkers dienen und dadurch ermöglichen, daß ein tonfrequenter Ausgang des Verstärkers nur dann zu hören ist, wenn er auf einer Mittenfrequenz über der Stummabstimmschwelle abgestimmt ist. Außerdem kann der Ausgang des UND-Gatters 33 in ähnlicher Wei^e gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung dazu verwendet werden, eine geeignete, in Fig. 3 nicht dargestellte Abtastschaltung zu steuern, um zu veranlassen, daß die Abtastoperation nur dann anhält, wenn der Empfänger auf einer Mittenfrequenz über der Stummabstimmschwelle abgestimmt ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Schaltung, die in der Ausführungsform zweckmäßig verwendet werden kann, die in Fig. 3 dargestellt ist. Der Mittenfrequenz-Detektor ist allgemein mit Bezugszeichen 30 bezeichnet und arbeitet mit einer relativ einfachen und wirtschaftlichen Schaltung. Die Komparatoren 31,32 der Ausführungsform nach Fig. 3 werden durch ein Paar Feldeffekt-Transistoren 431,432 und einem Invertor 431a verwirklicht, dessen Vorspannung durch die Verwendung einer vorwärts gesteuerten Diode im. Drain-Stromkreis des Transistors 432 erhalten wird. Dies erzeugt typischerweise eine Vorspannung von 0,5 V. Die Ausgänge (der Ausgang de^ Transistors 431 wird durch den Inverter 431a invertiert) werden in einer UND-Gatterschaltung am Eingang des Invertors 433a beschränkt. Invertor 433b stellt die richtige Polarität wieder her und verbessert die Signalstärke und sein Ausgang wird" einem Eingang eines UND-Gatters 433 zugeleitet, das zwei Eingänge hat. Die verschiedenen festen Widerstände, die zwischen

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einer geeigneten Spannungsquelle "V" und den Eingängen und Ausgängen dieser Inverter geschaltet sind, sind gewöhnliche "Hochzieh"-Widerstände. Der andere Eingang des UND-Gatters 433 ist an den Ausgang einer konventionellen Stummabstimmschaltung gekoppelt, die in Fig. 4 nicht dargestellt ist und der Ausgang des UND-Gatters 4 33 wird einem Tonfrequenz-Verstärker und/oder einer Abtastschaltung zugeführt, die in Fig. 4 nicht dargestellt ist, was aber im einzelnen oben bereits erörtert wurde. Somit kann die Erfindung mit relativ wenigen preiswerten Bauteilen verwirklicht werden.

Fig. 5 zeigt graphische Darstellungen verschiedener Signalkurven, die in der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung auftreten. Kurvenzug (a) stellt die Ansprechkurve für einen typischen Zwischenfrequenz-Ausgang dar, wobei die unteren und obere Grenze mit f_ und f dargestellt sind und f_fl Mittenfrequenz bedeutet. Der Kurvenzug (b) stellt die Gleichstromkomponente des Ausgangs des Frequenz-Diskriminators dar, wobei das Ausgangssignal ein solches ist, das eine Amplitude hat, die systematisch entsprechende Abweichung der Zwischenfrequenz von der vorbestimmten Frequenz f_Q variiert. Man bemerkt, daß die Größe von einem negativen Wert bei f_ bis zu einem positiven Wert f₊ reicht und bei einem Wert von f_Q ungefähr 0 ist. Der Kurvenzug (c) steLlt den Ausgang des Komparators 31 mit einem hohen Wert dar, bis die Spannung gemäß Kurvenzug (b) die vorbestimmte positive Größe bei f~ überschreitet, wonach er niedrig wird. Umgekehrt stellt der Kurvenzug (d) den Ausgang des Komparators 32 dar, der einen niedrigen Wert hat, bis die Spannung gemäß Kurvenzug (b) den vorbestimmten negativen Wert bei f., annimmt, wonach·'sie hoch wird. Der Kurvenzug (e) repräsentiert den Bereich der

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Stummabstimmschaltung von einem niederen Schwellwert bei f_ bis zu einem hohen Schwellwert bei f.. Schließlich stellt der Kurvenzug (f) den Ausgang des UND-Gatters 33 dar, der hoch ist (um den Tonfrequenzverstärker und/ oder die Abtastschaltung zu aktivieren) nur zwischen f und f-. Wie vorstehend erörtert wurde, kann die Triggerspannung der Komparatoren 33 und 32 so gesetzt werden, daß f₁ und fj so nahe bei f_Q sind, daß sie für alle praktischen Fälle f_Q gleichen.

Vorstehend wurde eine neue und verbesserte Mittenfrequenzτ Abstimmschaltung für einen Hochfrequenzempfänger beschrieben. Die Schaltung kann in einem manuell abgestimmten Empfänger oder in einem abtastenden oder signalsuchenden Empfänger verwendet werden und ist besonders für Empfänger geeignet, die eine digitale Frequenz-Synthetisierschaltung benutzen, speziell solche mit digitaler Frequenzanzeige; die Schaltung stellt sicher, daß der Empfänger auf die Mittenfrequenz des angezeigten Signals abgestimmt ist und dies anzeigt. Die Schaltung verbessert die Empfangsqualität und kann mit relativ wenigen preiswerten Bauteilen ausgeführt werden. Dem Fachmann ist klar, daß an der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsform der Erfindung mancherlei Änderungen ausgeführt werden können, ohne daß dadurch vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Insgesamt wurde eine Schaltung zur Erzeugung eines Gattersignals beschrieben, wenn ein HochfrequenzSignalempfänger auf die Mittenfrequenz eines gewünschten Hochfrequenzsignals abgestimmt ist. Die Schaltung weist eine Abstimmschaltung für Empfänger auf mehrere Frequenzen innerhalb eines Frequenzenbereich.s auf, zu dem das gewünschte Signal gehört, die ferner ein Zwischenfrequenzsignal entsprechend der Frequenz,auf die der Empfänger abgestimmt

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ist, erzeugt. Ein Frequenz-Diskriminator ist an die Abstimmschaltung angeschlossen und wird auf eine vorbestimmte Frequenz abgestimmt und spricht auf das Zwischenfrequenzsignal an und erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Gleichstromkomponente, die systematisch entsprechend der Abweichung des Zwischenfrequenzsignals von der vorbestimmten Frequenz variiert. Ein Detektor ist an den Frequenzdiskriminator angeschlossen und spricht auf die Gleichstromsignalkomponente an und erzeugt ein Gattersignal, das einen ersten Wert annimmt, wenn die Gleichstromkomponente zwischen einer oberen und einer unteren vorbestimmten Grenze liegt und das einen zweiten Wert annimmt, wenn die Gleichstromkomponente einen Wert hat, der nicht zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt. Eine Gatterschaltung ist zwischen die Abstimmschaltung und einen elektromechanischen Wandler gekoppelt und spricht auf das Gattersignal an und ermöglicht die Wiedergabe von tonfrequenten Signalen durch den Wandler nur dann, wenn das Gattersignal den ersten Wert angenommen hat.

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Claims

Pa Lentansprüche

1. Schaltung zur Erzeugung eines Steuersignals, wenn ein HochfrequenzSignalempfänger auf die Mittenfrequenz eines gewählten Hochfrequenzsignals abgestimmt ist, mit einer Abstimmschaltung (12,14,16,17,18), welche den Empfänger auf mehrere Frequenzen aus einem Frequenzbereich, zu. dem das gewählte Hochfrequenzsignal gehört, abzustimmen gestattet und ein Zwischenfrequenzsignal entsprechend der Frequenz erzeugt, auf die der Empfänger abgestimmt ist; mit einem Frequenzdiskriminator (20), der an die Abstimmschaltung gekoppelt und auf eine vorbestimmte Frequenz abgestimmt ist und auf das Zwischenfrequenzsignal anspricht und ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Gleichstromkomponente systematisch entsprechend der Abweichung des Zwischenfrequenzsignals von der vorbestimmten Frequenz variiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Detektorschaltung (30) an den Frequenzdiskriminator (20) angeschlossen ist und zur Erzeugung des Steuersignals auf die Gleichstromkomponente anspricht, wobei das Steuersignal einen ersten Wert annimmt, wenn die Größe der Gleichstromkomponente zwischen einer vorgewählten oberen Schranke und einer vorgewählten unteren Schranke liegt,und einen zweiten Wert annimmt, wenn die Größe der Gleichstromkomponente nicht zwischen den beiden Schranken liegt.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Frequenzdiskriminator eine an die Abstimmschaltung (16,17) angeschlossenen Demodulator aufweist,
der auf das Zwischenfrequenzsignal anspricht und ein Tonfrequenzsignal erzeugt, daß an den Demodulator ein elektromechanischer Wandler (Lautsprecher 26) gekoppelt ist und auf das Tonfrequenzsignal anspricht und ein entsprechendes hörbares Signal erzeugt; daß ein Gatter (33) zwischen die Abstinunschaltung (16,17) und den elektromechanischen Wandler

(26) geschaltet ist und auf das Steuersignal anspricht und dann eine Wiedergabe der tonfrequenten Signale durch den Wandler ermöglicht, wenn das Steuersignal den ersten Wert annimmt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzdiskriminator eine Stummabstimmschaltung

(20) aufweist, die an die Abstimmschaltung (16,17) angeschlossen ist und auf das Zwischenfrequenzsignal zur Erzeugung eines Steuersignals anspricht, das einen ersten Wert annimmt, wenn die Amplitude des vorbestimmten Zwischenfrequenzsignals oberhalb eines vorgewählten Schwellwertes liegt, und einen zweiten Wert annimmt, wenn die Amplitude des vorbestimmten Zwischenfrequenzsignals unterhalb des Schwellwertes liegt; und daß ein Schalter (23) zwischen der Abstimmschaltung (16,17) und dem Wandler (26) geschaltet ist und auf das Steuersignal anspricht, und dann, wenn das
Steuersignal den ersten Wert angenommen hat, die Wiedergabe von tonfrequenten Signalen durch den Wandler (26)
nur ermöglicht, wenn die Amplitude des Zwischenfrequenzsignals oberhalb des Schwellwertes ist, so daß der Empfänger ein hörbares Signal nur dann erzeugt, wenn sowohl die

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Stummabstimmschaltung (21) und der Mittenfrequenzdetektor (30) die richtige Abstimmung des Empfängers ermitteln.

4. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß die Abstimmschaltung (16,17) eine Abtasteinrichtung (40) aufweist, die auf das Steuersignal anspricht und die Abstimmschaltung veranlaßt, sequentiell den Empfänger auf mehrere Hochfrequenzen abzustimmen, wenn das Steuersignal seinen zweiten Wert annimmt, und das Abtasten anzuhalten, wenn das Steuersignal seinen ersten Wert annimmt.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung eine digitale Frequenzanzeige aufweist, die an die Abstimmschaltung (16,17) angeschlossen ist und auf die Frequenz anspricht, auf die der Empfänger abgestimmt ist und den Wert der Frequenz digital anzeigt, derart, daß die Schaltung verhindert, daß der Empfänger eine andere Frequenz außer der Mittenfrequenz des empfangenen Hochfrequenzsignals anzeigt.

6. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Paar Spannungskomparatoren (31,32) sowie ein UND-Gatter (33) mit wenigstens zwei Eingangsanschlüssen aufweist, wobei einer der Spannungskomparatoren so eingestellt ist, daß er eine vorbestimmte Ausgangsspannung erzeugt, wenn die Größe der Gleichstromkomponente einen vorbestimmten positiven Wert übersteigt, und wobei der andere Komparator so eingestellt ist, daß er eine vorbestimmte Ausgangsspannung erzeugt, wenn die Gleichstromkomponente eine vorbestimmte negative Größe

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unterschreitet, und wobei die beiden Ausgangsspannungen
an jeweils einen eigenen Eingangsanschluß des UND-Gatters geführt sind, so daß das UND-Gatter eine vorbestinunte
Ausgangsspannung nur dann erzeugt, wenn beide Komparatorausgänge die jeweils vorgegebenen Werte angenommen haben.