DE2852129A1

DE2852129A1 - Automatische verstaerkungssteuerschaltung

Info

Publication number: DE2852129A1
Application number: DE19782852129
Authority: DE
Inventors: Minoru Kondo
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1977-12-01
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1979-06-21
Also published as: JPS5477052A; JPS6013565B2; US4218774A

Description

Automatische Verstärkungssteuerschaltung

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf eine automatische Verstärkung<?steuerschaltung, die in einem AM-Empfanger verwendet werden kann, in welchem eine variable Kapazitätsdiode (im folgenden als Varaktor bezeichnet) verwendet wird.

Im allgemeinen weist ein AM-Empf anger eine Ferrit-Stabantenne zum Speisen auf, wenn die Radiowellen ohne externe Antenne empfangen werden. Bei schwachen elektrischen Feldern wird eine Wicklung für die externe Antenne verwendet. Die Stabantenne besitzt eine Primärwicklung für die externe Antenne mit geringer Impedanz, eine Sekundär-Abstimmwicklung und eine Tertiärwicklung zum Einspeisen in ein IC oder in. einen Verstärker. Die Windungszahl der Primär-und Tertiärwicklung ist etwa gleich. Die Windungszahl der Sekundär-Abstimmwicklung entspricht etwa dem Zehnfachen der Windungs-

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TELEKOPIBRER

zahl der Primär- oder Tertiärwicklung. Dementsprechend wird die von der externen Antenne eingespeiste Radiowelle in der 'ISeTmhdär-Abstiminwicklung als ein hochfrequentes Signal eingespeist, welches etwa zehnfach hoch~ transformiert ist-

den Fall, daß eine variable Kapazitätsdiode in der Abstimmschaltung des AM-Empfängers als kapazitives Element verwendet wird und die Schaltung durch die Kapazitätsdiode, die Sekundär-Abstimmwicklung, usw. abgestimmt wird, ergeben eich Schwierigkeiten. Da das von der externen Antenne eingespeiste Signal zehnfach umgesetzt wird und dann in die Abstimmschaltung eingegeben wird, wird die umgekehrt vorgespannte Kapazitätsdiode, die als Kapazitätselement arbeitet, in Vorwärtsrichtung vorgespannt, wodurch sie die !Fähigkeit verliert, als Kapazitätselement zu'fungieren, wenn ein großes Eingangssignal von der externen Antenne zugeführt wird. Als Folgeerscheinungen ergeben sich Verstimmungen und Schwingungen, so daß der Abstimmvorgang erheblich verschlechtert wird.

Bisher wurde zum Vermeiden dieser Schwierigkeiten ein Umschalter in dem externen Antennenkreis vorgesehen, der zwischen Nah-"und Fernempfang umschaltbar war. Alternativ wurde ein mit einem FET versehener Verstärker in dem externen Antennenkreis vorgesehen, um automatisch die Verstärkung der externen Antenne zu steuern. Es ist jedoch schwierig, den Umgchaltvorgang des Umschalters zu automatisieren, und es ist notwendig, den Umschaltvorgang Jedesmal dann auszuführen, wenn ein starkes oder schwaches elektrisches Feld empfangen werden. Weiterhin kann in einer elektronischen Dämpfungpeinrichtung mit eignem FET-Verstärker keine große Dämpfung erzielt werden, und e<3 ist schwierig, die durch ein großes Eingangssignal verursachten typischen Störungen zu vermeiden.

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Im Hinblick auf die oben erläuterten Umstände ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte automatische Verstärkungssteuerschaltung zu schaffen, die auf automatischem Wege eine Verstärkungssteuerung durchführt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine automatische Verstärkungssteuerschaltung zu schaffen, die das Eingangssignal der Abstimmschaltung ausreichend dämpft.

Um diese und weitere Ziele der Erfindung zu erreichen, wird 'ein Signal mit der gleichen Wellenlänge und entgegengesetzter Phase wie das Signal eines Antennenkreises dem Antennenkreis zugeführt, woraufhin die Verstärkungssteuerung dadurch ausgeführt wird, daß der Eingangspegel der Abstimmschaltung gedämpft wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm zum Veranschaulichen des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Signalwellendiagramm zum Veranschaulichen der Dämpfung, und

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm einer automatischen Verstärkungssteuerschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Zuerst soll anhand der Figuren 1 und 2 das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erläutert vier den. Ein Antennenkreis 3 enthält eine Primärwicklung 2 einer Stabantenne 1, und

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einen Mittelanzapfpunkt der Primärwicklung 2 wird von einer externen Antenne ein Eingangssignal f„ zugeführt. Lediglich, in der Schleife auf einer Seite des Antennenkreises 3 ist ein veränderbarer Widerstand 4- vorgesehen. Eine Abstimmschaltung 6 enthält eine Sekundärwicklung 5 der Stabantenne 1 und einen Abstimmkondensator 7. Ist der Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes 4· Null, so wird das Eingangssignal f„ den beiden Hälften 2a und 2b der Primärwicklung 2 mit der gleichen Amplitude, jedoch phasenverdreht zugeführt, so daß das zugeführte Eingangssignal gelöscht wird.

Als Folge davon wird kein Signal, zu der Sekundärwicklung 5 übertragen. Wird der veränderbare V/i der stand Λ so eingestellt, daß er einen gewissen Widerstand besitzt, so wird das Eingangssignal f„ der Hälfte 2a der Primärwicklung 2 zugeführt, wohingegen der Hälfte 2b der Primärwicklung 2 ein Signal zugeführt wird, dessen Amplitude aufgrund des veränderbaren Widerstandes 4- vermindert ist. Wie aus S¹Xg.2 hervorgeht, besitzt das Signal f die gleiche Wellenlänge wie das Eingangssignal f„, ist jedoch zu diesem gegenphasig, und der Pegel des Signals f_o ist klein im Vergleich

3 ■ .

zu dem Pegel des Signals f_g. Folglich wird ein Signal f, , welches dem Differenzsignal fg-f_a entspricht, am Ausgang der Primärwicklung 2 erzeugt, und dieses Signal wird zu der Sekundärwicklung 5 übertragen. Auf diese Weise wird der Eingangssignalpegel der Abstimmschaltung 6 nach Maßgabe des Werts des veränderbaren Widerstandes 4 gedämpft. Der Grad der Dämpfung ist theoretisch unendlich.

Die vorliegende Erfindung führt die Verstärkungssteuerung entsprechend dem oben erläuterten Grundprinzip durch. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen automatischen Verstärkungssteuerschaltung soll nun anhand von Fig. 3 erläutert werden.

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An eine Primärwicklung 2 eines Antennenkreises 3 ist eine externe Antenne 8 gekoppelt, und der Mittelanzapfpunkt der Primärwicklung 2 ist geerdet. Auf der Seite 2b der Primärwicklung 2 sind die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode eines N-Kanal-Feldeffekttransistors (FET)_.1O über einen Koppelkondensator 9 und durch Vorspannviiderstände 11 und 11' an eine Battarie-Stromquelle gekoppelt. In einer Abstimm-Rchaltung 6 auf der Seite einer Sekundärwicklung 2 der Stabantenne 1 sind ein Kondensator 7 und eine Kapazitätsdiode parallel zu der Sekundärwicklung 5 geschaltet. Die Kapazitätsdiode (Varaktor) 12 ist umgekehrt vorgespannt und dient als Kapazitätselement ähnlich dem Kondensator 7 aufgrund der Verbindung seiner Kathode mit der Batterie. Eine Tertiärwicklung 13 der Stabantenne 1 ist an eine AM-Verstärkerschaltung 14· geschaltet, von welcher ein eine? AGC-Spannung (AGC=automatische VerStärkungssteuerung) entspre- . chendes Steuersignal an die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors (FET) 10 über einen Schutzwiderstand 15 und einen Ableitkondensator 16 gelegt wird.

Ist das von der externen Antenne 8 eingespeiste Signal klein, wird die automatische Verstärkungssteuerung der AM-Verstärkerschaltung nicht beeinflußt, und eine konstante Vorspannung, die größer ist als die Batteriespannung zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode des FET 10, wird an die Gate-Elektrode des FET 10 gelegt. Als Folge hiervon wird der FET umgekehrt vorgespannt, um einen hohen Widerstandwert darzustellen. Somit wird das Eingangssignal der externen Antenne 8 von der Primärwicklung 2 auf die Secundärwicklung 5 und die Tertiärwicklung 13 tnit geringer Dämpf- und des Eingangssignals übertragen.

Wenn das Eingangssignal der externen Antenne 8 groß ist, wird die Spannung an der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors 10 so gesteuert, daß sie aufgrund der automatischen

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Verstärkungspteuerung in der AM-Verstärkerschaltung 14-kleiner wird. Die Gate-Spannung de? FEG? 10 wird gleich oder größer als die Spannung zwischen der Source- und Drain-Elektrode des J¹ET 10. Dann wird der J¹E¹I 10 leitend, so daß er einen geringen Widerstand aufweist, und der Signalpegel im Teil 2b der Primärwicklung 2 wächst an und verursacht , daß der Signalpegel in dem Antennenkreis gedämpft wird. Demzufolge wird der Eingangssignalpegel der Abstimmschaltung ,· f-, , so unterdrückt, daß er nicht zu groß wird, und auf diese V/eise wird die Verstärkungssteuerung durchs geführt. Der FET 10 wird als ein Widerstanddämpf ungsglied verwendet, in welchem der Widerstandgwert nach Maßgabe der Gate-Elektrode des S¹ET 10 zugeführten Spannung geändert wird. !Folglich wird eine Vers tärkungssteuerung durchgeführt, indem in analoger Weise bezüglich des Eingangssignals der externen Antenne gedämpft wird. Wie aus der Beschreibung hervorgeht, wird erfindungsgemäß die Steuerung derart durchgeführt, daß ein Signal mit großer Amplitude nicht als Eingangsgröße zu der Abstimmschaltung 6 gelangt. Daher wird das grundsätzliche Problem, daß die Kapazitätsdiode 12 ihre Rolle als Kapazitätselement aufgrund der Vorwärts-Vor spannung verliert, ausgeräumt. Da Elemente des automatischen Verstärkungssteuerungssystems nicht in der Schaltung nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, werden Einflüsse wie Klirrfaktoren aufgrund von Fichtlinearitäten, eine Behinderung aufgrund von MLsch-Demodulation und dergl. nicht verursacht.

Es ist auch möglich, ein Dämpfungselement wie beispielsweise eine EIF-Diode anstelle des Feldeffekttransistors 10 zu verwenden. In diesem Fall ist es möglich, einen Steuerbereich zu erhalten, der den Dämpfungsbetrag der PIIT-Diode übersteigt. Weiterhin kann die automatische Verstärkungssteuerung (AGG) bei den Teilen ausgeführt werden, bei denen die Mchtlinearität der Halbleiterbauelemente schwankt und die Behinderungen der Misch-Demodulation oder gegenseitigen Demodulation ver-

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.=chi echt er t pind, wenn die automatische "Verstärkungspteuerung in herkömmlicher Technik durchgeführt wird.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER QPL-INQ. H. KlNKELDEY DR-ING. • W. STOCKMAIR 0 Q Uj 0 "1 OQ DR-IN&AeEICALTECl·»! K. SCHUMANN , OR BERtWT. -DCPL-PHYS P. H. JAKOB DIPLMNG. e. BEZOLD OR RER. MAT.' OPU-OEM 8 MÜNCHEN 22 «3 30. Nov. 1978 P 13 358 - 57/hn Patentansr>riiche

1. Automatische Verstärkungssteuerschaltung für einen Empfanger, gekennzeichnet durch eine externe Antenne (8), eine Stabantenne (1) mit einer Primär - und einer Sekundärwicklung (2,5), wobei die Primärwicklung (2) von der externen Antenne (8) ein Eingangssignal empfängt, und eine Einrichtung (14,10), mit der der Primärwicklung ein Dämpfungssignal zuführbsr ist, welches die gleiche Wellenlänge hat wie da« Eingangssignal und zu diesem gegenphasig ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1 ,dadur.ch gekennzeichnet , daß an die Sekundärwicklung (1) eine Abstimmschaltung (6,7,12) gekoppelt ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stabantennen-2ertiärwicklung (13) vorgesehen ist, daß eine Verstärkung?schaltung vorgesehen ist, die das Ausgangssignal der Tertiärantenne

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empfängt, und daß die Einrichtung zum Zuführen eines Dämpfungssignals eine Feldeffekttransistor.schaltung (10) aufweist, die an die Primärwicklung (2) gekoppelt ist, wobei die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors durch den .Ausgang der Yer stärker schaltung (14·) vorgespannt ist.

4-, Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein liittelanzapfpunkt der Primärwicklung (2) geerdet ist, daß das Eingangssignal von dem externen Kreis einer Seite der Primärwicklung (2) zugeführt wird, und daß das Dämpfungssignal von dem FeIdeffekttransistorschaltkreis der anderen Seite der Primärwicklung (2) zugeführt wird.

5- Schaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß ein Abstimmkonden'sator (7) und eine Kapazitätediode (12) jeweils parallel zu der Sekundärwicklung (5) geschaltet wird.

6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Empfänger weiterhin eine Tertiärwicklung (13) für die Stabantenne (1) aufweist, daß eine Verstärkerschaltung (14-) vorgesehen ist, die das Ausgangssignal der Tertiärwicklung empfängt, und daß die Einrichtung zum Zuführen eines Dämpfungssignals einen veränderbaren Widerstand aufweist, der durch das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung (14) vorgespannt wird.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der veränderbare Widerstand eineFeldeffekttransistorschaltung mit vorgespannter Gate-Elektrode aufweist.

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8. Schaltung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der veränderbare Widerstand eine an die Primärwicklung gekoppeltePIN-Diode aufweist.

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