DE2856397C2

DE2856397C2 - Schaltungsanordnung zur Erzielung eines Gleichlaufs zwischen der Oszillatorfrequenz und der Resonanzfrequenz des Eingangskreises eines Überlagerungsempfängers.

Info

Publication number: DE2856397C2
Application number: DE2856397A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr.-Ing. Malinowski; Heinz Ing.(grad.) 7100 Heilbronn Rinderle
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DE2856397A1; US4306310A

Description

so

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzielung eines Gleichlaufs zwischen der Oszillatcrfrequenz und der Resonanzfrequenz des Eingangskreises eines Überlagerungsempfängers mit einem ersten Frequenzregelkreis, dessen Empfänger-Oszillator die ss jeweils erforderliche Überlagerungsfrequenz erzeugt, und «iinem zweiten Frequenzregelkreis, der dasjenige Steuersignal liefert, das zum Abstimmen des Eingangs-Abstimmkreises auf die der jeweiligen Frequenz des Empfänger-Oszillators zugeordnete Empfangsfrequenz erforderlich ist

Eine derartige Schaltungsanordnung ist durch die DE-OS 28 44 938 bekannt Diese Schaltungsanordnung weist ebenfalls zwei Frequenzregelkreise auf, von denen der eine die Überlagerungsfrequenz und der andere dasjenige Steuersignal liefert, das zum Abstimmen des Eingangs-Abstimmkreises auf die Empfangsfrequenz erforderlich ist. Die Frequenzregelkreise werden bei der bekannten Schaltungsanordnung analog gesteuert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art anzugeben, die eine Vorwahl der Abstimmfrequenz zulaßt und dadurch der modernen Empfängertechnik Rechnung trägt Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches I gelöst

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen näher erläutert

Die Gleichlaufschaltung der Fig.) weist zwei Frequenzregelkreise auf, und zwar einen digital gesteuerten ersten Regelkreis und einen analog gesteuerten zweiten Frequenzregelkreis. Der erste Frequenzregelkreis, der der modernen digitalen Steuerungstechnik angepaßt ist erzeugt die Oszillatorfrequenz fo, die zusammen mit dem vom Eingangsabstimmkreis 8 selektierten Empfangssignal der Frequenz f_c der Mischstufe 7 des Oberlagerungsempfängers zugeführt wird. Von besonderer Bedeutung ist die Oszillatorfrequenz /-, die der Oszillator 1 des ersten Frequenzrege!- kreises erzeugt da die Oszillatorfrequenz nach der Beziehung f_c=f_o±f_z die Empfangsfrequenz f_e des Empfängers bestimmt f_z ist die Zwischenfrequenz des Überlagerungsempfängers. Die Aufgabe der Gleichlaufschaltung besteht darin, die Resonanzfrequenz des Schwingkreises desöngangsabstimmkreises 8 über den gesamten Frequenzbereich mit der Empfangsfrequenz in Einklang zu bringen, die sich von der Oszillatorfrequenz um die Zwischenfrequenz unterscheidet Es muß also dafür gesorgt werden, daß über den gesamten Frequenzbereich die genannte Resonanzfrequenz mit der jeweiligen Empfangsfrequenz identisch ist

Der erste Frequenzregelkreis ist im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ein digital gesteuerter PLL-Regelkreis. Der zweite Frequenzregelkreis hat die Aufgabe, das Steuersignal LMür das Reaktanzelement des Schwingkreises des Eingangsabstimmkreises 8 zu erzeugen. Der Resonanzfrequenzbereich der Schwingkreises des Eingangsabstimmkreises 8 muß bekanntlich gleich dem Empfangsfrequenzbereich sein. Nach Festlegung des Arbeitsbereichs für Uv läßt sich diese Bedingung durch Einstellung bzw. Wahl derjenigen Elemente dieses Schwingkreises erreichen, die zwar die Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises mitbestimmen, die aber andererseits durch das Steuersignal Uv nicht variiert werden. Diese Elemente werden so eingestellt daß durch Variation von Uv der Resonanzfrequenzbereich des Schwingkreises des Eingangsabstimmkreises 8 den Empfangsbereich überstreicht.

Der erste Frequenzregelkreis der Fig. 1, der digital gesteuert wird und als PLL-Regelkreis ausgeführt ist liefert das Oszillatorsignal für die Mischstufe 7. Dieses Oszillatorsignal dient gleichzeitig zur Ansteuerung des zweiten Frequenzregelkreises. Der zweite Frequenzregelkreis besteht aus dem Wandler 5, dem Addierer 11, dem Komparator 87, dem Sampling-Oszillator 4 und dem Frequenzteiler 80. Der zweite Frequenzregelkreis wird über die Wandler 88 und 89 angesteuert Der Wandler 88 wird vom Oszillatorsignal des ersten Frequenzregelkreises angesteuert während der Wandler 89 von der Referenzfrequenzquelle 16 angesteuert wird. Der Wandler 88 liefert an seinem Ausgang ein Gleichsignal, welches der Frequenz des Oszillatorsignals des ersten Frequenzregelkreises proportional ist. Der Wandler 89 liefert an seinem Ausgang ein Gleichsignal, welches der Frequenz des Signals der

Referenzsignalquelle 16 proportional ist, Pas Ausgangssignal des Wandlers 89 wird einem Potentiometer 90 zugeführt, an dessen Schleifer die der Zwischenfrequenz entsprechende Spannung Uzf abgenommen wird, Die der Zwischenfrequenz entsprechende Spannung Uzf wird einem Addierer 11 zugeführt, der Teil des zweiten Frequenzrcgelkreises ist Im Addierer 11 wird das Ausgangssignal des Wandlers 5 und das der Zwischenfrequenz entsprechende Signal (Uzf) zu einem Summensignal addiert und dieses Summensignal wird dem einen Eingang des Komparators 87 zugeführt An den anderen Eingang des Komparators 87 wird das Ausgangssignal des Wandlers 88 gelegt Der zweite Frequenzregelkreis stellt sich so ein, daß am Eingang des Wandlers 5 ein Signal anliegt, dessen Frequenz gleich der Empfangsfrequenz ist Der Frequenzteiler 80, der die Frequenz des vom Sampling-OsziHator 4 gelieferten Ausgangssignals herunterteilt, sorgt dafür, daß der Sampling-Oszillator mit der m-fachen Empfangsfrequenz zur Vermeidung von Störungen arbeiten kann. Anstelle des Frequenzteilers 80 kann natürlich auch ein Multiplizierer auf der Analogseite verwendet werden.

Die Fig. 2 zeigt den frequenzbestimr^enden Schwingkreis des Oszillators 4 und den Eingangs-Abstimmkreis 8. Im Ausführungsbeispiel der F ig. 2 werden beide Schwingkreise mittels Varaktordioden (28, 29) abgestimmt Die beiden Varaktordioden müssen die Bedingung erfüllen, daß sie ihre Kapazität mit Änderung der Abstimmspannung im gleichen Verhältnis ändern. Dies bedeutet, daß das Verhältnis der Kapazität der einen Varaktordiode zur Kapazität der anderen

ν Varaktordiode bei Änderung der Abstimmspannung im

V? Arbeitsbereich konstant bleibt Diese Bedingung besagt daß die beiden Varaktordioden nicht gleiche Kapazi-

v tätswerte haben müssen, sondern unterschiedliche Kapazitätswerte haben können.

f Um den relativen Gleichlauf der beiden Schwingkreise zu erzielen, muß das Verhältnis der Parallelkapazität

': 30 zur Kapazität der Varaktordiode 28 gleich dem Verhältnis der Parallelkapazität 31 zur Kapazität der Varaktordiode 39 sein. Zur Erzielung dieser Bedingung ist eine der Parallelkapazitäten — im vorliegenden Fall die Parallelkapazität 30 — justierbar ausgebildet Die Kapazität 32 hat die Aufgabe, beide Schwingkreise zu entkoppeln. Dies wird erreicht, wenn die Kapazität des Kondensators 32 wesentlich größer als die Kapazität, der Varaktordioden 28 und 29 ist Für die Betriebsfrequenz stellt der Kondensator 32 einen Kurzschluß dar. Gleichzeitig kann der Kondensator 32 für die Steuerspannung Uv als Siebkondensator herangezogen werden. Über den Widerstand 34 wird den beiden Varaktordioden 28 und 29 die gemeinsame Steuerspan-

: nung Uv zugeführt. Die Sieuerspannung Uv kann natürlich auch zur Steuerung von weiteren Schwingkreisen dienen. Der Transistor 33 symbolisiert den aktiven Teil des Oszillators 4. Die Einstellung der

; Resonanzfrequenz des Eingangsabstimmkreises auf die

: Empfangsfrequenz erfolgt mittels der Induktivität 35. Die Induktivität 36 bestimmt die Lage des Arbeitsbereiches der Steuerspannung Uv-

Bei der Gleichlaufschaltung der F i g. 3 sind der erste und der zweite Frequenzregelkreis digital gesteuerte Frequenzregelkreise. Die beiden Frequenzregelkreise der Fig.3 sind bekannte PLL-Regelkreise. Der erste Frequenzregelkreis, der die Oszillatorfrequenz liefert, besteht aus einem steuerbaren Oszillator 67, einem programmierbaren Frequenzteiler 68, einem Frequenz/ Phasenkomparator 69, einer Referenzfrequenzquelle 70 und einem Tiefpaß und Verstärker 71. !m zweiten Frequenzregelkreis, der das Steuersignal Uy für das Reaktanzelement des Eingangs-Abstimmkreises 8 liefert hat der Oszillator das Bezugszeichen 72, der programmierbare Frequenzteiler das Bezugszeichen 73, der Phasen/Frequenzkomparator das Bezugszeichen 74, die Referenzfrequenzquelle das Bezugszeichen 76 und der Tiefpaß mit Verstärker das Bezugszeichen 75.

Beide Regelkreise sind durch Veränderung des Teilungsverhältnisses des programmierbaren Teilers 68 bzw. 73 steuerbar. Die Steuerung erfolgt durch eine Steueranordnung 9, die jedoch keine Analogsignale, sondern Digitalsignale liefert Zur Steuerung des ersten Regelkreises wird ein Digitalsignal erzeugt, welches im t. Frequenzregelkreis eine Frequenz einstellt die gleich der Summe oder Differenz aus der Empfangsfrequenz und der Zwischenfrequenz oder proportional zu dieser Summen- oder Differenzfrequenz ist Hierzu werden im Addierer 77 zwei Digitalsignale addie^r? bzw. subtrahiert, von denen eines der Empfanesfreouenz und das andere der Zwischenfrequenz des Überlagerungsempfängers entspricht Mit Hilfe der Multiplizieranordnung 78 wird im 2. Frequenzregelkreis eine Oszillatorfrequenz der /η-fachen Größe der Empfangsfrequenz erzeugt Die Schaltung der Fig.4 unterscheidet sich von der Schaltung der F i g. 3 dadurch, daß anstelle des Multiplizierers 78 (Steueranordnung 9 der F i g. 3) bei der Anordnung der Fig.4 ein Frequenzteiler 80 im zweiten Frequenzregelkreis vorgesehen ist Der Frequenzteiler 80 sorgt ebenso wie der Multiplizierer 78 dafür, daß die im zweiten Frequenzregelkreis erzeugte Oszillatorfrequenz (Oszillator 72) gleich der /n-fachen Empfangsfrequenz ist

Während bei den bisherigen Anordnungen das Steuersignal (Uv) für den Sampling-Oszillator des zweiten Frequenzregelkreises gleich dem Steuersignal für das Reaktanzelement des Eingangsabstimmkreises ist wird bei der Schaltung der F i g. 5 das Steuersignal (Uv) für das Reaktanzelement des Eingangsabstimmkreises von einem Phasenregelkreis erzeugt, der aus dem Phasendetektor 85, einem Sampling-Schwingkreis 86 und aus einem Komparator 87 besteht Das Frequenzsignal für den Phasenregelkreis wird von dem Oszillator 82 geliefert. Im Phasendetektor 85 erfolg; ein Vergleich der Phasen des vom Oszillator 82 gelieferten Frequenzsignals und des im Sampling-Schwingkreis 86 sich ausbildenden Frequenzsignals. Am Ausgang des Phasendetektors 85 entsteht ein Ausgangssignal, welches der Phasendifferenz der beiden soeben erwähnten Frequenzsignale entspricht Dieses Ausgangssignal wird am Eingang des Komparators 87 mit einem Signal verglichen, welches von der Signalquelle 91 stammt und einer bestimmten Phasendifferenz entspricht. Das am Ausgang des Komparators 87 entstehende Steuersignal sorgt dafür, daß seine Resonanzfrequenz jeweils gleich der Oszillatorfrequenz des Oszillators 82 ist. Das Steuersignal (Uv) für den Sampling-Schwingkreis 86 ist zugleich das Steuersignal für den Eingangsabstimmkreis 8. Dabei muß ebenso wie bei den vorhergehenden Äusführungsbeispielen die Bedingung erfüllt sein, daß die gesteuerten Reaktanzelemente des Sampling-Schwingkreises 86 und des Eingangsabstimmkreises 8 dieselbe Steuersignal/Reaktanzcharakteristik aufwei

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U SchaU„ngsanordnung zur Erzielung eines Gleichlaufs zwischen der Oszillatorfrequenz und der Resonanzfrequenz des Eingangskreises eines Oberlagerungsempfängers mit einem ersten Frequenzregelkreis, dessen Empfänger-Oszillator die jeweils erforderliche Oberlagerungsfrequenz erzeugt, und einem zweiten Frequenzregelkreis, der dasjenige Steuersignal liefert, das zum Abstimmen des Eingangs-Abstimmkreises auf die der jeweiligen Frequenz des Empfänger-Oszillators zugeordnete Empfangsfrequenz erforderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Frequenzregelkreise digital steuerbar ist.

Z Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als digital steuerbarer Frequenzregelkreis ein PLL-Regelkreis vorgesehen ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Frequenzre- _M gelkreis (1,2,3) digital steuerbar ist

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein analog steuerbarer Frequenzregelkreis einen Oszillator (4) und einen Wandler (5) aufweist. 2s

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der analog steuerbare Frequenzregelkreis einen Addierer (11) sowie einen Komparator (87) aufweist

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines digital steuerbaren Frequenzregelkreises als ersten Frequenzregelkreis ein Wandler (88) vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal des ersten Frequenzregelkreises zugeführt wird und der den zweiten Frequenzregelkreis ..nsteuert

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandler (89) vorgesehen ist, der von Referenz-Frequenzquelle (16) angesteuert wird und dessen Ausgangssignal den zweiten Frequenzregelkreis ansteuert.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgesehenen Wandler nur von einem Eingangssignal angesteuert werden.