DE2902491A1 - Fm-empfaenger - Google Patents

Description

PAl' E N TaN W JILTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL.-I N G. W.EITLE · D R. RER. NAT. K. HO FFMAN N · D I PL.-ING. W. LEHN

DIPl.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (009) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

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Pioneer Electronic Corporation, Tokyo / Japan

. FM-Empfänger

Die Erfindung betrifft einen verbesserten FM-Demodulator und insbesondere einen FM-Empfänger, der e^nen verbesserten Rauschabstand aufweist.

Bisher wurde in modernen FM-Empfängern der Rauschabstand in einem FM-Demodulator des FM-Empfängers beträchtlich verbessert, indem durch die Verwendung von Halbleiterelementen zum Aufbau des FM-Demodulators ein inhärentes Rauschen unterdrückt wurde, δ,h. durch die Verwendung von Halbleiterelementen hoher Qualität, beispielsweise hoher Linearität oder dergleichen»wurde das Rauschen erheblich unterdrückt, jedoch ist die Qualitätssteigerung von Halbleiterelementen im Hinblick auf Qualitätskontrolle und vertretbare Kosten einer Massenfertigung begrenzt.

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Der Rauschabstand wurde ferner durch den Entwurf neuer Arten von FM-Demodulatoren verbessert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines derartigen bekannten FM-Empfängers wurde ein Demodulator verwendet, dessen Demodulationswirkungsgrad mit sinkender Trägerfrequenz abfällt, um den Rauschabstand in der Art einer Impulszählungs-Demodulation zu verbessern. Dies ist auf diesem technischen Gebiet als Doppel-Umwandlungsverfahren bekannt. Das Doppel-Umwandlungsverfahren ist in der US-PS 3 333 198 offenbart. In diesem Falle ist es jedoch nahezu unmöglich, den Rauschabstand erheblich zu verbessern.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen FM-Empfanger zu schaffen, in dem der Rauschabstand erheblich verbessert ist.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen FM-Demodulator zu schaffen, der verbesserte Eigenschaften aufweist, jedoch einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Die genannten Aufgabenstellungen werden durch einen FM-Empfänger gelöst, der einen Signalwandlerkreis aufweist, einen Resonanzkreis, einen uberlagerungsfrequenzwandler und einen Breitbanddemodulatorkreis. Der Signalwandlerkreis gibt ein Zwischenfrequenzsignal ab, das typischerweise 10,7 MHz beträgt, wobei das n-te Oberwellensignal anschließend im Resonanzkreis ausgewählt wird (n ist eine ganze Zahl, die gleich groß wie oder größer als 2 ist).

Anschließend wird das n-te Oberwellensignal im überlagerungsfrequenzwandler in ein Zwischenfrequenzsignal (ZF) umgewandelt. Das Zwischenfrequenzsignal wird anschließend einer FM-Demodulation im folgenden Breitbanddemodulationskreis unterzogen.

Erfindungsgemäß wird in einem FM-Empfänger das einzige n-te

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Oberwellensignal, welches einem Zwischenfrequenzsignal überlagert ist, ausgewählt und in eins ZF-Signalfrequenz . umgesetzt. Somit ist die Frequenzabweichung im η-ten Oberwellensignal η mal so groß wie die Frequenzabweichung (75 kHz) des ZF-Signals (10,7 MHz). Daher ist es möglich, wenn das n-te Oberwellensignal erneut in das ZF-Signal von 10,7 MHz im Überlagerungsfrequenzwandler umgewandelt wird, eine Frequenzabweichung zu erhalten, die η mal so groß wie jene des einleitenden ZF-Signals ist. Anschließend wird das auf diese Weise erhaltene ZF-Signal einem wohlbekannten Breitband-FM-Demodulator zugeführt, um eine FM-Demodulation zu erfahren. Somit weist das Ausgangssignal des FM-Demodulators einen η mal größeren Wert auf, womit sich eine beträchtliche Verbesserung des Rauschabstandes ergibt.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte einzige Figur stellt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen FM-Empfängers dar.

Diese Ausführungsform wird anschließend u.nter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Gemäß der Zeichnung, die ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt, wird ein FM-Radiofrequenzsignal von einer Antenne 1 empfangen und einem eingangsseitigen Empfängerabschnitt 2 zugeführt. Das Signal wird verstärkt und.was wichtiger ist, von den Signalen anderer FM-Stationen und Rauschstörsignalen getrennt. Ferner wird es über eine Trägerwelle von typischerweise 10,7 MHz in ein ZF-Signal umgewandelt. Das erhaltene ZF-Signal wird in einem ZF-Empfänger 3 verstärkt und dann einem Begrenzerkreis zum Unterdrücken eines atmosphärischen Rauschens zugeführt. Der Begrenzer-

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kreis 4 gibt sein Ausgangssignal an einen Resonanzkreis 5 ab. Das ZF-Eingangssignal für den Resonanzkreis 5 enthält das dritte Oberwellensignal von beispielsweise 32,1 MHz, dessen Pegel etwa ein Drittel des Pegels des Bezugswellensignals ist. Das dritte Oberwellensignal wird auf diese Weise im Resonanzkreis 5 ausgewählt.

Die Frequenzabweichung des dritten Oberwellensignals ist das Dreifache wie beim Bezugswellensignal. Wird-angenommen, daß die Frequenzabweichung in dem als Trägerwelle verwendeten Bezugswellensignal von 10,7 MHz den Wert von 75 kHz aufweist, so hat die Frequenzabweichung in der als Trägerwelle verwendeten dritten Harmonischen von 32,1 MHz den Wert von 225 kHz. In einem Frequenzwandler 10 wird das Signal mit der dreifachen Frequenzabweichung erneut in ein ZF-Signal von 10,7 MHz umgewandelt.

Der Frequenzwandler 10, der in der Zeichnung gestrichelt angegeben ist, enthält einen Überlagerungsoszillator 6, einen Mischer 7 und einen Resonanzkreis 8. Wird angenommen, daß ein Frequenzsignal von 10,7 MHz χ 2 oder 10,7 MHz χ 4 als Oszillatorsignal des Überlagerungsoszillators 6 eingestellt wird, so erscheint über die Trägerwellen von 10,7 MHz und 53,5 MHz oder die Trägerwellen von 10,7 MHz und 74,9 MHz ein Ausgangssignal an der Ausgangsklemme des Mischers 7. Daher wählt der zweite Resonanzkreis 8, der ebenfalls Teil des Frequenzwandlers 10 ist, das ZF-Signal nur über die Trägerwelle von 10,7 MHz. Die Frequenzabweichung in dem durch den Resonanzkreis 8 erhaltenen ZF-Signal ist 225 kHz, d.h. die Frequenzabweichung ist das Dreifache der Frequenzabweichung von 75 kHz im Eingangssignal des Resonanzkreises 5. Wird daher das ZF-Signal in einem üblichen Breitbanddemodulator 9 einer FM-Demodulation unterworfen, so ist das Demodulationsausgangssignal das Dreifache gegenüber einem üblicherweise erhaltenen Signal . Infolgedessen kann der Rauschabstand um etwa 10 dB verbessert werden.

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Obgleich das vorausgehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung die dritte Oberwelle verwendet, ist es offensichtlich, daß Abänderungen im Rahmen der Erfindung möglich sind. Insbesondere kann bei Verwendung des η-ten Oberwellensignals der Wert der (n+1)-ten oder (n-1)-ten Oberwellenfrequenz als
Oszillatorfrequenz des Überlagerungsoszillators 6 verwendet werden. In diesem Falle ist ersichtlich, daß selbst wenn ein extrem hohes Oberwellensignal verwendet wird, dies infolge der Verringerung des ZF-Signalpegels nicht zur Verbesserung des Rauschabstandes beiträgt.

Obgleich die Zeichnung die erfindungsgemäßen Bauelemente in einem Blockschaltbild darstellt, ist es offensichtlich, daß die verwendeten Bauteile an sich dem Fachmann bekannt sind.
Abänderungen dieser Bauteile können im Rahmen der Erfindung durchgeführt werden.

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Leerseite

Claims (4)

HOFFMANN · TSTTlMS or PARTNER 2902491 .f Al ii N TAN WALT E DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1970) . Dl PL.-tNG. W.EITIE · D R. RER. NAT. K. H O FFMAN N · D I PL.-! N G. W. LEH N D1PL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MD NCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-290iy (PATHE) 31 681 Pioneer Electronic Corporation, Tokyo / Japan FM-Empfanger Patentansprüche

1.) FM-Empfanger, gekennzeichnet durch eine Signalwandlervorrichtung (2) zur Umwandlung eines FM-Signals in ein erstes Zwischenfrequenzsignal, eine erste Resonanzvorrichtung (5) zur Auswahl des η-ten Oberwellensignals, das dem ersten Zwischenfrequenzsignal überlagert ist, eine Frequenzwandlervorrichtung (10) zur Frequenzumwandlung des η-ten Oberwellensignals in ein zweites Zwischenfrequenzsignal und eine Demodulationsvorrichtunc (9^ zur FM— Demodulation o.es zweiten Zwischenfrequenzsignals.

2. FM-Empfanger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß η -cjanzzahlig und mindestens 2 ist.

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3. FM-Empfanger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz e ichnet, daß die Frequenzwandlervorrichtung (10) einen überlagerungsoszillator (6) aufweist, der ein Ausgangssignal mit einem Frequenzwert entsprechend dem (n+1)-ten Oberwellensignal erzeugt, sowie eine Mischvorrichtung (7) zum Mischen des Ausgangssignals des Überlagerungsoszillators und des η-ten Oberwellensignals, und eine zweite Resonanzvorrichtung (8) zur Auswahl des zweiten Zwischerifrequenzsignals aus dem Ausgangssignal der Mischvorrichtung.

4. FM-Empfanger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzwandlervorrichtung einen überlagerungsozillator (6) aufweist, der ein Ausgangssignal mit einer Frequenz entsprechend dem (n-i)-ten Oberwellensignal aufweist, sowie eine Mischvorrichtung zum Mischen des Ausgangssignals des Überlagerungsoszillators (6) und des η-ten Oberwellensignals,und eine zweite Resonanzvorrichtung (8) zur Auswahl des zweiten Zwischenfrequenzsignals aus dem Ausgangssignal der Mischvorrichtung (7).

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