DE3146956A1

DE3146956A1 - Automatische abstimmfrequenzsteuerung fuer einen empfaenger

Info

Publication number: DE3146956A1
Application number: DE19813146956
Authority: DE
Inventors: Minoru Kawagoe Saitama Motohashi
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1980-11-27
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1982-07-15
Also published as: US4419767A; GB2089607A; GB2089607B

Description

3U6956 . I

AUTOMATISCHE ABSTIMMFREQUENZSTEUERUNG FÜR EINEN

EMPFÄNGER

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Ab- - i

stimmfrequenzsteuerung eines Empfängers und insbesondere I

auf eine automatische Abstimmfrequenzsteuerung vom |

Spannungs-Synthesizer-Typ eines Empfängers, der in der I

Lage ist, automatisch Sende Stationen auszuwählen. j|.

Bei einem Empfänger vom Typ des "Spannungs-Synthesizers", I wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wird ein Radiofrequenz-, I

Empfangssignal nach Verstärkung in einem Radiofrequenz- |

r verstärker 1 einer Frequenzwandlung in einem Mischer 2 |

unterzogen, um ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen, ^

das wiederum über einen Zwischenfrequenzverstärker 3 |.

an einen FM-Detektor 4 geführt wird. Der FM-Detektor 4 |

weist eine frequenzdiskriminierende Funktion auf und |

er erzeugt ein Ausgangssignal, das bezogen auf die |

Frequenzänderung eine S-Kurvencharakteristik besitzt. f

Das Ausgangssignal mit der S-Kurvencharakteristik wird I

²^ einem Fenstervergleicher 5 zugeführt, um ein Nachweis- I

signal S₁ und S_ zu liefern, wenn das Ausgangsspannungssignal mit der S-Kurvencharakteristik außerhalb eines
bestimmten Bereiches ist. Diese Nachweis signale S.. und
S» werden dazu verwendet um Bedingungen der Fehlab-Stimmung anzuzeigen.

Eine Steuereinheit 6 führt im Ansprechen auf die Nachweissignale S₁ und S„, die eine Fehlabstimmung anzeigen,
sowie im Ansprechen auf ein Vorwärtssteuersignal und
ein Rückwärtssteuersignal eine gewünschte Operation
aus. Die Steuereinheit 6 erzeugt eine Steuerspännung,
die einem spannungsgesteuerten Oszillator 7 zugeführt

-2-

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j ^% ι wird. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszil-

J lators 7 wird als Oszillationssignal verwandt, das dem

4 Mischer 2 zugeführt wird, wodurch automatisch die Ab-

_c; stimmfrequenz gesteuert wird.

\ ⁶

.j Fig. 2 zeigt ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung einer

J Betriebsweise des Empfängers vom Spannungs-Synthesizer-

^<{ Typ, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wie es vom An-

.; meider vorgeschlagen wurde. Wenn das Vorwärtssteuersignal

I iQ von einer äußeren Quelle zur Verfügung gestellt wird,

Ί werden Taktimpulse einer vorgegebenen Frequenz vorwärts

-I gezählt von einem Vorwärts/Rückwärts-Zähler, der in

i der Steuereinheit 6 enthalten ist. Gemäß dem Zählwert in

;j dem Zähler wird eine Gleichspannung durch eine Kombi-

;! 15 nation eines Digital-Analog-Wandlers und eines Tiefpass-

ί filters erzeugt und die auf diese Weise erzeugte Gleichspannung

-;j dient zur· Änderung der Oszillationsfrequenz des spannungs

I gesteuerten Oszillators 7, wodurch die Abstimmfrequenz

I erhöht wird.

j ²⁰

j Wenn der Ausgangspegel mit S-Kurvencharakteristik unter

I einen unteren Schwellwert V_. des Fenstervergleichers 5

-i D

zu einem Zeitpunkt t.. fällt, wird das Fehlabstimmungs

signal S₁-VOn dem Vergleicher 5 erzeugt. Im Ansprechen

I 25 auf dieses Signal S₁ werden die Taktimpulse einer Fre-

I quenzteilung unterzogen, beispielsweise einer Frequenz-

\ unterteilung von 1/8, so daß die Suchgeschwindigkeit ver-

^ ' ringert wird und die in ihrer Frequenz auf diese Weise

: unterteilten Taktimpulse dem Vorwärts/Rückwärts-Zähler

\ 30 zugeführt werden, derart, daß eine Vorwärtszählung be-

ΐ wirkt wird. Der Zweck des Herabsetzens der Suchgeschwin-

I digkeit besteht darin, der Verzögerung Rechnung zu tragen,

j· die durch die Zeitkonstante des Tiefpassfilters verur-

i sacht wird, das das GIeichspannungssignal der Steuer-

I 35 schaltung erzeugt. Wenn die Frequenz in einen Abstimm-

I bereich zum Zeitpunkt t_o eintritt, fällt das Nachweis-

S - Λ

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-X-2

signal auf den Pegel L und der Fenstervergleicher 5 erzeugt das Signal S₁ nicht mehr. Von diesem Zeitpunkt an»
wird die Frequenz weiter erhöht, wobei die Suchgeschwindigkeit unverändert bleibt. Ein weiteres Fehlabstimmungs-

signal S₂ wird zu einer Zeit t₃ erzeugt, wenn das Ausgangssignal mit S-Charakteristik die obere Schwelle V„
des Fenstervergleichers 5 erreicht. Um die Zeitspanne

zwischen t_ bis t^ zu messen, ist ein anderer Vorwärts/ \

/* -J fr

Rückwärts-Zähler eingesetzt, der eine Vorwärtszählung |

J^q der Hälfte der Taktimpulse (4) durchführt, die in dieser |

Zeitspanne erzeugt werden. Im Ansprechen auf das Nach- |

weissignal S„ wird der frequenzsteuernde Vorwärts/Rück- L

wärts-Zähler so betätigt, daß er eine Rückwärts zäh^ng |.

vornimmt, wodurch die Frequenz verringert wird. Die |

-^ 5 Dauer dieser Frequenz verringerung- wird zur Hälfte der |

Dauer der Frequenz erhöhung von t,. bis t_ gesetzt, so |

daß eine exakte Abstimmung durch das Rückschreiten in j!

der Frequenz während dieser RücklaufZeitspanne erreicht |

wird. Der zeitmessende Vorwärts/Rückwärts-Zähler wird |

on so gesteuert, daß er eine Rückwärtszählung der Taktim- |

pulse vornimmt und er wird zum Zeitpunkt t₅ gestoppt, |

wenn der Zählwert des zeitmessenden Vorwärts/Rückwärts- - f

Zählers den Wert Null annimmt. Dann wird ein Subtrak- Jj

tionsüberlauf signal erzeugt und die exakte Abstimmung ■-,

ist erreicht. Ü

Bei der obenbeschriebenen Betriebsweise ist es üblich,
daß versucht wird, daß ein Flatterphänomen vermieden
wird, so daß die Nachweisausgangssignale in stabiler

Weise produziert werden. Dies wird typischerweise dadurch erreicht, daß der Vergleichspegel des Fenstervergleichers 5 mit einer Hysteresis versehen wird. Auf
diese Weise sind die Werte für die Erzeugung der Nachweissignale S₁ und S_ bezüglich der S-Charakteristik

unterschiedlich je nach Richtung der Änderung der
Abstimmfrequenz. Dies führt allerdings auch dazu,
daß die Abstimmgenauigkeit verringert wird.

-4-

»♦ ·

I «β*

, Diese Erscheinung wird im folgenden weiter im Detail unter Bezugnahme auf das in Fig. 3 dargestellte Betriebswellenformdiagramm erläutert. Wenn die Frequenz mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Vorwärts-

,_ richtung erhöht wird, wie dies durch den Pfeil A anb

gedeutet ist, beträgt die Zeitspanne von der abfallenden Flanke des Nachweissignals S₁ bis zur ansteigenden Flanke des nachfolgenden Nachweissignals S« den Wert T. Wenn die Frequenz mit derselben Geschwindigkeit in Rückwärts-

.Q richtung verändert wird, wie dies durch den Pfeil B angedeutet ist, und zwar im Ansprechen auf das Nachweissignal S₂, weist die abfallende Flanke des Nachweissignals S₂ gegenüber der entsprechenden Kante des Signals S₂ in Vorwärtsrichtung eine Zeitverzögerung Ta auf. Deswegen, fällt der Abstimmpunkt nicht mit der Mittenfrequenz (f ) der S-Charakteristik zusammen, selbst dann nicht, wenn die Suchoperation nach einer Zeit T/2 nach dem Nachweis des Nachweissignals S» beendet worden ist, vielmehr ist der Abstimmpunkt zu einer höheren Frequenz a-ls die Mittenfrequenz f_ verschoben. Andererseits wird der Abstimmpunkt zu einer geringeren Frequenz als die Mittenfrequenz f_Q verschoben, wenn nach dem Verändern der Frequenz in Abwärtsrichtung, wie durch den Pfeil B angedeutet, die Frequenz in Vorwärtsrichtung nach dem Nachweis des Nachweissignals S₁ verändert wird. Ein Nachteil besteht somit darin, daß eine exakte Abstimmung nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil der obenbeschriebenen Vorgehensweise besteht darin, daß die Suchzeit vergrößert ist infolge der Tatsache, daß die Suchgeschwindigkeit verringert wird, unmittelbar nachdem die Frequenz in das Frequenzband mit S-Kurvencharakteristik eintritt. Es soll angemerkt werden, daß das Frequenzband mit S-Kurvencharakteristik des FM-Detektors eine beträchtliche Breite aufweist.

-5-

-j£ 40 .

^ Dementsprechend Liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine automatische Abstimmfrequenzsteuerung eines Empfängers zu schaffen, die in der Lage ist, den Suchvorgang schnell mit exakter Abstimmung durchzuführen.

Zur Lösung dieser erfindungsgemäßen Aufgabe ist es notwendig, die Zeitverzögerung Ta zu korrigieren, die beim Zeitpunkt der aufsteigenden und abfallenden Flanken der Nachweissignale S₁ und S₂ in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung jeweils auftritt, welche Zeitverzögerung durch die Hysteresis-Charakteristik verursacht wird, mit der . der Fenstervergleicher versehen ist. Es ist erforderlich, daß dies durchgeführt wird, wobei die hohe Geschwindigkeit des Suchvorgangs erhalten bleibt. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird angemerkt, daß für den Fall, daß die Abstimmung durch Änderung der Frequenz in Aufwärtsrichtung und danach durch Änderung in Abwärtsrichtung erfolgt, müßte die Zeitspanne der Abwärtsänderung auf Ta + (T- Ta)/2 gesetzt werden. Wenn andererseits die Abstimmung durch Änderung der Frequenz in Abwärtsrichtung und danach durch Änderung in Aufwärtsrichtung erfolgt, müßte die Zeitperiode ebenfalls auf Ta + (T-Ta)/2, ähnlich wie im oben beschriebenen Fall, gesetzt werden.

Dementsprechend besteht bei einer automatischen Frequenzabstimmung eines Empfängers gemäß der Erfindung, bei dem ein Pegelvergleichsmittel mit einer Hysteresis-Charakteristik vorgesehen ist, das Nachweissignale erzeugt, die für eine Feinabstimmung repräsentativ sind, wenn ein Ausgangspegel, der von einem Frequenzdiskriminator nachgewiesen wird, außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, und bei dem die Abstimmung durch Änderung der Abstimmfrequenz in Aufwärts- und Abwärtsrichtung im Ansprechen auf die Detektionssignale durchgeführt wird, ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß ein erstes Frequenzänderungsmittel für die Änderung der Frequenz mit vorgegebener Geschwindigkeit in einer

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• β m * *4

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ersten Richtung im Ansprechen auf die Erzeugung eines ersten Nachweissignals des Pegelvergleichsmittels vorgesehen ist; des weiteren sind zweite Frequenzänderungsmittel zur Änderung der Frequenz mit vorgegebener Geschwindigkeit in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung vorgesehen, wobei die Änderung im Ansprechen auf ein zweites Nachweissignal durchgeführt wird,- das nach dem ersten Nachweissignal erzeugt wird,- nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind

IQ Mittel zur Erzeugung eines Stoppsignals vorgesehen, das die Frequenzänderung nach Durchlaufen der Zeitperiode von Ta + (T - la)/2, gerechnet von der Erzeugung des zweiten Nachweissignales stoppt, wobei T die Zeitdauer ist, gemessen von dem Auftreten des ersten Detektionssignals bis zum Auftreten des zweiten Detektionssignals und Ta die Dauer des Auftretens des zweiten Detektionssignals ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ent-halten das erste und zweite Frequenzänderungsmittel einen gewöhnlichen Vorwärts/Rückwärts-Zähler, wobei das erste Frequenzänderungsmittel einen Taktimpuls mit vorgegebener Frequenz an den Vorwärts/Rückwärts-Zähler als ersten Richtungseingang leitet und das zweite Frequenzänderungsmittel den Taktimpuls an dem Vorwärts/Rückwärts-Zähler als zweites Richtungssignal eingibt. Die Abstimmfrequenz wird in Übereinstimmung mit dem Zählwert des gewöhnlichen Vorwärts/Rückwärts-Zählers gesteuert.

Des weiteren enthalten die Mittel zur Erzeugung des Halt- oder Stoppsignals einen zeitmessenden Vorwärts/ Rückwärts-Zähler, welcher als erstes Richtungssignal Taktimpulse erhält, die die Hälfte der vorgegebenen Frequenz der Taktimpulse aufweisen, die während einer

³^ Zeitperiode von dem Auftreten des ersten Nachweissignales erzeugt werden; er erhält die Taktimpulse von halber Frequenz als zweites Zahlrichtungssignal, die wahrend

-/a

der Zeitspanne des Auftretens des zweiten Nachweissignales erzeugt werden; die Taktimpulse der vorgegebenen Frequenz werden zu dem zeitmessenden Vorwärts/Rückwärts-Zähler als zweites Zählrichtungseingangssignal im. Ansprechen auf die Abwesenheit des zweiten Nachweissignals geliefert. Ein Subtraktionsüberlaufausgangssignal des zeitmessenden Vorwärts/Rückwärts-Zählers wird als Haltsignal für die Frequenzänderung verwendet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

ein Blockdiagramm eines Empfängers nach dem Stande der Technik, mit einer automatischen Frequenzabstimmung;

ein Wellenformdiagramni zur Erläuterung eines Beispieles des Steuervorgangs der Schaltung der Fig. 1, wie durch den Anmelder vorgeschlagen;

ein Erläuterungsdiagramm zur Beschreibung der Beziehung des Vergleicherausgangssignals und dem Ausgangssignal einer Detektionsschaltung, wie sie in den Schaltblöcken gemäß Fig. 1 erzeugt werden;

30 Fig. 4 ein Wellenformdiagramm zur Beschrei

bung des Steuervorganges gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 und 6 Wellenformdiagramme zur Beschreibung 35 des Steuervorganges gemäß der zweiten

Ausführungsform der Erfindung und

-8-

	Fig.	1
15
	Fig.	2
20
	Fig.	3
25

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Fig. 7 und 8 Schaltdiagramme der ersten bzw. zweiten

Ausführungsform der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.

Fig. 4 zeigt ein Wellenformdiagramm zur Beschreibung des Steuervorganges bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Wenn ein Steuersignal für "Vorwärtsänderungen" der Abstimmfrequenz von einer äußeren Quelle kommt, werden Taktimpulse mit einer vorgegebenen Frequenz durch einen Vorwärts/Rückwärts-Zähler in Vorwärtsrichtung gezählt. In Übereinstimmung mit dem Zählwert wird die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 7 geändert und die Abstimmfrequenz erhöht, in einer Folge, die ähnlich dem Betrieb ist, wie er in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Wenn der Ausgangspegel mit S-Charakteristik unter die untere Schwelle V eines Fenstervergleichers 5 zu einem Zeitpunkt t.. fällt, wird ein Abstimmungsnachweissignal S₁ von dem Vergleicher 5 erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt findet ein Schnellsuchlauf statt, ohne Änderung der Suchgeschwindigkeit, da die Taktimpulse dem Vorwärts/Rückwärts-Zähler ohne vorherige Frequenzteilung zugeführt werden. Zum Zeitpunkt t₂, wenn die Frequenz in den Abstimmbereich eintritt, fällt das Nachweissignal S₁ auf den Pegel L. Gleichwohl wird die Frequenz mit der hohen Geschwindigkeit erhöht. Wenn der Pegel mit S-Charakteristik den oberen Schwellwert V„ des Vergleichers zum Zeitpunkt t₃ erreicht, wird ein Nachweissignal S_ erzeugt. Im Ansprechen auf das Signal S^ werden die Taktimpulse einer Frequenzteilung, beispielsweise einer Frequenzteilung 1/8 unterzogen, wodurch sich die Suchgeschwindigkeit verringert. Der Vorwärts/Rückwärts-Zähler wird dann so gesteuert, daß er die Rückwärtszählung der auf diese Weise Frequenz unterteilten Impulse vornimmt. Der Langsamsuchlauf in Abwärtsrichtung wird bis zum Zeitpunkt t₅ fortgesetzt, bei dem das Ausgangs-

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/It

signal mit S-Charakteristik unter den unteren Schwellwert V_D des Vergleichers fällt. Im Ansprechen auf das Richtungssignal S₁ ¹ zum Zeitpunkt t,-, wird der Vorwärts/ Rückwärts-Zähler einmal so gesteuert, daß er eine Vorwärtszählung vornimmt. Der Langsamsuchlauf in Aufwärtsrichtung wird für die Zeit von t- bis t_g durchgeführt, die exakt der Hälfte der Dauer des Suchlaufes in Ab- I

wärtsrichtung, d.h. t₅ -' t₄ ist. Danach wird der Such- p

lauf gestoppt. Die Zeitsteuerung des Langsamsuchlaufes j

IQ in Aufwärtsrichtung wird durch einen zeitmessenden Vor-

wärts/Rückwärts-Zähler in der gleichen Weise wie im jj

Falle der Fig. 2 erzielt. " t

Fig. 7 zeigt ein Schaltdiagramm zur Durchführung des . i obenbeschriebenen Steuervorgangs. Flip-Flops 11 und 12 ! speichern die Informationssignale über Aufwärts- oder ί Abwärtszählung und erzeugen jeweils entsprechende Ausgangssignale. Eine Torschaltung, die aus UND-Gliedern j G₂, G₃, G₅ und G, und ODER-Gliedern G₄ und G_ aufgebaut { ist, dient dazu, selektiv entweder das Signal für die j Vorwärtszählung oder für die Rückwärtszählung den nach- ί

folgenden Steuergruppen im Ansprechen auf die Fehlabstimmungssignale S₁ oder S₃ zuzuführen. Ein Frequenzteiler 13 teilt die Frequenz der Taktimpulse durch 8, beispielsweise, und sein Ausgangssignal wird über eine Torschaltung, die UND-Glieder G₁^ und G₁₆ sowie ein ODER-Glied G₁₇ enthält, dem Taktsignaleingang CK eines Vorwärts/Rückwärts-Zählers 14 zugeführt. Sein Ausgangssignal wird auch durch eine weitere. Torschaltung, die UND-Glieder G₁₂, G₁₃ und ein ODER-Glied G₁₄ enthält, an den Taktimpulseingang CK des zeitmessenden Vorwärts/ Rückwärts-Zähleis 15 geleitet. Der Zählausgang des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 14 wird an einen Gleichspannungsgenerator 16 geleitet, der einen Digital/Analog-Wandler und ein Tiefpassfilter enthält. Das Ausgangssignal des Gleichspannungsgenerators 16 wird als Steuerspannung dem spannungsgesteuerten Oszillators 7 (siehe Fig. 1) zugeführt.

, -10-

AS .

Ein Subtraktionsüberlaufsignal des zeitmessenden Vorwärts/Rückwärts-Zählers 15 wird über ein UND-Glied G₃₄ an den Taktimpulseingang CK eines Flip-Flops 20 geleitet, um dessen Zustand zu steuern. Im Ansprechen auf das Q-Aus-

_ gangssignal des Flip-Flops 20 werden die Steuer-Flip-Flops 17, 18 und 19 und die Eingangs-Verriegelungs-Flip-Flops 11 und 12 gelöscht, wodurch der Suchlauf beendet wird.

Insbesondere, wenn das Instruktionssignal für Vorwärts- ^q . zählung empfangen wird, nimmt der Ausgang Q des Flip-Flops 11 den Pegel H ein, welches Signal über ein ODER-Glied G₁ an das UND-Glied G₁₆ geleitet wird. Wenn sich andererseits der Q Ausgang des Flip-Flops 17 auf dem Pegel H befindet, wird das UND-Glied G₁₆ geöffnet, so ^q daß die Taktimpulse über das ODER-Glied G₁₇ passieren können und an den Taktimpulseingang CK des Vorwärts/ Rückwärts-Zählers 4 gelangen. Da zu dieser Zeit ein UND-Glied G₁₉ geöffnet ist und ein H-Pegelsignal über das ODER-Glied G₃₃ zu dem Vorwärts/Rückwärts-Eingang des Zählers 4 geleitet wird, führt der letztere eine Vorwärtszählung aus, wobei ein Schnellsuchlauf mit Frequenzerhöhung durchgeführt wird.

Ein UND-Glied G₁₁ bleibt gesperrt, auch dann, wenn das erste Nachweissignal S₁ zur Zeit t.. erzeugt wird, so daß der Zustand des Flip-Flops 18 nicht geändert wird und das Ausgangssignal eines ODER-Gliedes G₃₃ auf dem H-Pegel bleibt. Da sich des weiteren der Zustand des Flip-Flops 17 nicht ändert, ermöglicht die Torschaltung G₁₇ weiterhin, daß die Taktimpulse an den Taktimpulseingang CK des Zählers 4 gelangen, wodurch der Schnellsuchlauf in frequenzerhöhender Richtung fortgesetzt wird.

Bei Auftreten des zweiten Nachweissignales S„ zum Zeitpunkt t₃ wird der Flip-Flop 17 gesetzt und die Löschbedingungen für den Frequenzteiler 13 und den zeitmessenden

Vorwärts/Rückwärts-Zähler 15 werden aufgelöst. Die Torschaltung G₁₆ wird gesperrt und die Torschaltung G₁₅ geöffnet, so daß die Taktimpulse, die einer Frequenzteilung 1/8 unterworfen werden, nunmehr dem Taktimpulseingang CK des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 14 zugeführt werden. Da zusätzlich auch die Torschaltung G₁Q gesperrt ist, befinden sich beide Eingänge der Torschaltung G₃₃ auf dem L-Pegel, so daß das Vorwärts/Rückwärts-Instruktionssignal für den Zähler 4 vom Η-Pegel in den L-Pegel geändert wird, wodurch die Rückwärtszählung eingeleitet wird.

Wenn das Nachweissignal S₂ in den L-Pegel zum Zeitpunkt t. übergeht, wird ein Tor G₁₀ geöffnet. Das frequenzgeteilte Ausgangssignal des Frequenzteilers 13 wird des weiteren einer 1/2-Frequenzteilung durch einen Flip-Flop 19 unterzogen, und das resultierende Ausgangssignal wird über die Torschaltungen G₁₃ und G.. . an den Taktimpulseingang CK des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 15 geleitet. Da zu diesem Zeitpunkt das Vorwärts/Rückwärts-Instruktionssignal des Zählers 15 sich im Η-Pegel befindet, wird in diesem eine Vorwärtszählung durchgeführt. Wenn die Empfangsfrequenz allmählich absinkt, wird das dritte Nachweissignal S₁' erzeugt. Infolgedessen wird der Flip-Flop 18 gesetzt und das Ausgangssignal der Torschaltung G₁₈ nimmt den Pegel H an» Dementsprechend ändert sich auch das Vorwärts-Rückwärts-Instruktionssignal des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 14 in den Η-Pegel, um diesen zu einer Vorwärtszählung zu veranlassen, wonach entsprechend die Empfangsfrequenz erhöht wird. Andererseits erhält der zeitmessende Zähler 5 die Rückwärtszählinformation, wodurch er zur Rückwärtszählung veranlaßt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Eingangssignal des Taktimpulseingangs des Zählers 15 das Ausgangssignal des Frequenzteilers 13, da das Tor G₁₃ gesperrt und das Tor G₁₇ geöffnet ist. Wenn das Subtraktionsüberlaufsignal des Zählers 5 ausgegeben wird, wird der Flip-Flop

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20 gesetzt und die verbleihenden Flip-Flops 17, 18 und gelöscht, wonach der Suchlauf beendet wird.

Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, daß während der Zeit vom Zeitpunkt t. bis zum Zeitpunkt t₅ der Vorwärts/Rückwärts-Zähler 5 eine Vorwärtszählung der Hälfte der Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 13 durchführt, d.h., daß er die Hälfte der acht in Fig. 4 dargestellten Impulse zählt, während in der Zeitdauer vom Zeitpunkt t_c bis t_c der Vorwärts-Rückwärts-Zähler ^{5 6}

eine Rückwärtszählung sämtlicher Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 13 vornimmt. Aus diesem Grund wird der Subtraktionsüberlaufimpuls nach lediglich vier Taktimpulse ingangs Signalen vom Frequenzteiler 13 erzeugt,

wonach das Ausgangssignal mit S-Charakteristik auf dem 15

Null-Pegel liegt, was die optimale Abstimmung anzeigt.

Wie oben beschrieben, wird die Suchlaufgeschwindigkeit nicht nach dem Auftreten des ersten Fehlabstimmungssignales,sondern nur nach dem Auftreten des zweiten Nachweissignales verringert. Es ist somit ersichtlich, daß die Frequenzsuchgeschwindigkeit wesentlich vergrößert ist im Vergleich mit der Betriebsweise, die anhand von Fig. 2 beschrieben worden ist.

Fig. 5 ist ein Wellenformdiagramm zur Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Wenn der Pegel mit S-Charakteristik unter den Wert V_D2 fällt, bei dem es sich um einen der beiden unteren Schwellwerte zur Zeit t.

Ί 3Q handelt, wird das Nachweissignal für die FehlabStimmung S₁ erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Taktimpulse einer Frequenzteilung unterzogen und das Ergebnisausgangssignal wird dem Vorwärts/Rückwärts-Zähler als Zählrichtungssignal für Vorwärtszählung zugeführt. In diesem Zustand wird die Suchgeschwindigkeit verringert. Wenn das Ausgangssignal mit S-Charakteristik eine weitere untere Schwelle V_Q1 des Vergleichers zum Zeitpunkt t₂

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unterschreitet, verschwindet das Nachweissignal S und die Frequenz wird weiter mit derselben Geschwindigkeit in Aufwärtsrichtung variiert. Zum Zeitpunkt t.,, wenn das Ausgangssignal mit S-Charakteristik den Wert V₀₁ erreicht, der einer der beiden oberen Schwellwerte des Vergleichers ist, wird das Nachweissignal S2 erzeugte Um die Zeitdauer T vom Zeitpunkt t_ bis zum Zeitpunkt t, zu messen, wird ein zeitmessender Vorwärts/Rückwärts-Zähler eingesetzt, dem Taktimpulse zugeführt werden, die die

IQ halbe Erequenz der Frequenz der unterteilten Taktimpulse aufweisen, so daß die halbe Zahl der frequenzgeteilten Taktimpulse während der Periode T, d.h. 5 in Vorwärtsrichtung gewählt werden. Im Ansprechen auf das Auftreten des Nachweissignals S_ wird der frequenzsteuernde Vorwärts/Rückwärts-Zähler so betrieben, daß er eine Rückwärtszählung durchführt und die Frequenz verringert wird. Wenn das Signal mit S-Charakteristik auf eine andere obere Schwelle V_n- fällt, verschwindet das Nachweissignal S„ zur Zeit t., während die Frequenz mit konstanter Geschwindigkeit weiter gesenkt wird.

Während der Zeitperiode Ta vom Zeitpunkt t₃ bis zum Zeitpunkt t., während der das Nachweissignal S₂ erzeugt wird, wird der zeitmessende Vorwärts/Rückwärts-Zähler so betrieben, daß er eine Rückwärtszählung der Halbfrequenz-Taktimpulse durchführt, so daß der verbleibende Wert in dem zeitmessenden Zähler (T - Ta)/2 entspricht.

Nach dem Zeitpunkt t. werden die Taktimpulse, die der Frequenzteilung unterzogen worden sind, wieder direkt verwendet, wodurch die Abwärtszählung fortgesetzt wird.

Zum Zeitpunkt t₅ wird der Zählwert des zeitmessenden Vorwärts/Rückwärts-Zählers Null, worauf ein Subtraktionsüberlaufausgangssignal erzeugt wird. Im Ansprechen auf dieses Überlaufsignal wird der Suchlauf abgebrochen.

Folglich ist der Suchlauf nach der Zeitperiode Ta + (T Ta)/2, gemessen vom Zeitpunkt t₃, beendet. Auf diese Weise wird der Abstimmpunkt auf das Zentrum (f_Q) des S-Kurvensi-

gnals gesetzt und eine exakte Abstimmung erreicht. Fig. 6 zeigt ein Wellenformdiagramm zur Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispieles des Steuervorganges gemäß der Erfindung. Nach diesem Beispiel wird die Suchlaufgeschwindigkeit bei der Frequenzsuche im Vergleich zu dem Verfahren, das anhand von Fig. 5 erläutert wurde, erhöht. Im Ansprechen auf ein Informationssignal für Vorwärtssuchlauf werden Taktimpulse mit einer vorgegebenen Frequenz an den Vorwärts/Rückwärts-Zähler als Vorwärtszählimpulse zugeführt und folglich erhöht sich die Abstimmfrequenz mit hoher Geschwindigkeit. Während der Zeitperiode vom Zeitpunkt t₁, an dem die S-Kurve den unteren Schwellwert V_Q2 des Vergleichers durchschreitet, bis zur Zeit t₃, bei der die S-Kurve den oberen Schwellwert V_yi erreicht, wird der Suchlauf in Richtung auf höhere Frequenzen mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt, ohne daß die Geschwindigkeit verringert wird. Im Ansprechen auf das Auftreten des Nachweissignals S„, wird die Geschwindigkeit des Suchlaufes verringert und der Vorwärts/Rückwärts-Zähler wird so angesteuert, daß er eine Rückwärtszählung vornimmt, wobei die Frequenz mit der geringeren Geschwindigkeit verringert wird. Der Vorgang der Frequenzverringerung wird fortgesetzt bis zum Zeitpunkt t₅, bei dem die S-Kurve wieder auf den unteren Schwellwert V_D1 fällt. Wenn das Nachweissignal S₁ erneut erzeugt wird, wird der Vorwärts/Rückwärts-Zähler wiederum so gesteuert, daß er eine Vorwärtszählung vornimmt und die Frequenz erhöht. Wenn der Pegel der S-Kurve erneut die untere Schwelle V ₂ zum Zeitpunkt t,

®0 erreicht, verschwindet das Nachweissignal S.. Jedoch wird die Frequenz mit niedriger Geschwindigkeit weiter erhöht.

um die Periode der FrequenzSenkung T vom Zeitpunkt t₄ ®° bis zum Zeitpunkt t,- zu messen, wird ein zeitmessender Vorwärts/Rückwärts-Zähler verwendet, dem Taktimpulse

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ZO.

zugeführt werden, die die halbe Frequenz der frequenzgeteilten Taktimpulse aufweisen, welche als Eingangssignal für Vorwärtszählung wirken, was im vorliegenden Fall f vier (4) sind. In der Zeitperiode Ta, in der das Nachweis- |

signal S₁ erzeugt wird, wird der zeitmessende Vorwärts/ f

Rückwärts-Zähler so gesteuert, daß er eine Rückwärts- S

zählung der Halbfrequenztaktimpulse durchführt und der jj-

Zählwert wird auf drei (3) gesetzt, entsprechend der ■ t

Zeitperiode (T - Ta)/2. t

ίο ■ ■ I

Nach dem Zeitpunkt t_fi setzt der zeitmessende Vorwärts/ I

Rückwärts-Zähler die Rückwärtszählung mit den Takt- \

impulsen, die der Frequenzunterteilung unterzogen worden \

sind, fort. Beim Zeitpunkt t_? wird der Zählwert des jj

zeitmessenden Vorwärts/Rückwärts-ZählersNull, worauf j

ein Subtraktionsüberlaufsignal erzeugt wird, wodurch j

der Suchlauf beendet wird. Auf diese Weise wird eine |

exakte AbstimmungsSteuerung mit hoher Geschwindigkeit f

durchgeführt. . \

. I

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung zur \

Durchführung der Steueroperation, wie sie anhand von |

Fig. 6 erläutert ist. . f

Fig. 8 zeigt einen ähnlichen Schaltungsaufbau wie Fig. 7 weswegen eine detaillierte Beschreibung der gemeinsamen Merkmale weggelassen wird.

Da ein UND-Glied G₁₁ gesperrt ist, auch wenn das erste Nachweissignal S₁ zum Zeitpunkt t₁ erzeugt wird, wird der Inhalt des Flip-Flops 18 nicht geändert. Infolgedessen bleibt das Ausgangssignal des ODER-Gliedes G„₂ auf dem i

Η-Pegel. Da des weiteren der Inhalt des Flip-Flops 17 nicht geändert wird, können die Taktimpulse über das |

³^ Tor G₁- passieren und werden dem Taktimpulseingang CK [

des Zählers 14 zugeführt. Infolgedessen wird kontinuier- ^f lieh ein Hochgeschwindigkeitssuchlauf durchgeführt.

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Wenn der Flip-Flop 17 beim Auftreten des zweiten Nachweissignales S₂ gesetzt wird, werden die Löschbedingungen des Frequenzteilers 13 und des zeitmessenden Vorwärts/ Rückwärts-Zählers 15 aufgelöst. Die Torschaltung G., wird gesperrt und die Torschaltung G₁₅ wird geöffnet, so daß die Taktimpulse, die einer Frequenzteilung 1/8 unterzogen wurden, dem Taktimpulseingang CK des Vorwärts/Rückwärts-Zählers 14 zugeführt werden. Zusätzlich, da die Torschaltung G₁Q gesperrt ist, werden beide Eingangssi- IQ gnale der Torschaltung G₂₂ auf den L-Pegel geändert, wodurch das Instruktionssignal für Vorwärts/Rückwärtszählung für den Zähler 14 in den L-Pegel übergeht, wodurch die Rückwärtszählung begonnen wird.

Die Torschaltung G_1n wird geöffnet, wenn das Nachweissignal S₀ in den L-Pegel zum Zeitpunkt t. übergeht, wonach

£. ' fr

das frequenzgeteilte Ausgangssignal vom Frequenzteiler 13 des weiteren einer Frequenzteilung 1/2 durch den Flip-Flop 19 unterzogen wird. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 19 wird über die Torschaltungen G₃₃ und G₁₄ an den Taktimpulseingangsanschluß CK des Vorwärts/Rückwärts-Zählers15 geleitet. Da zu diesem Zeitpunkt das Instruktionssignal für Vorwärts/Rückwärtszählung, das dem Zähler 15 zugeführt wird, sich im Η-Pegel befindet, führt der Zähler 15 eine Vorwärtszählung durch. Wenn die empfangene Frequenz nach und nach absinkt, geht das Nachweissignal S₁ in den Η-Pegel über, worauf der Flip-Flop 18 gesetzt wird. Die Torschaltung G₁O erzeugt ein Ausgangssignal vom Η-Pegel und infolgedessen wird das Instruktionssignal für Vorwärts/Rückwärtszählung des Zählers 14 erneut in den Η-Pegel geändert, wodurch der Zähler 14 zur Durchführung einer Vorwärtszählung veranlaßt wird. Auf diese Weise wird die Empfangsfrequenz erhöht. Da ein Tor G₃₁ gesperrt und ein Tor G₃₂ geöffnet ist, während das Nachweissignal S₁ sich auf dem iH-Pegel befindet (Ta), ist das Eingangssignal des Zählers 15 gleich dem Ausgangssignal des Flip-Flops 19, der das

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Ausgangssignal· des Frequenzteilers 13 erhält und dieses weiter durch zwei dividiert.

Wenn das Nachweissignal S₁ auf den L-Pegel fällt, wird das Tor G^- gesperrt und das Tor G^₁ geöffnet, so daß die Ausgangsfrequenz des Frequenzteilers 13 direkt dem Eingang des Zählers 15 zugeführt wird. Wenn vom Zähler 15 ein Subtraktionsüberlaufsignal erzeugt wird, wird dieses durch ein UND-Glied G₃₄ dem Flip-Flop 20 zuge- ^Q führt, um diesen zu setzen, weswegen die Flip-Flops 17,

18 und 19 und die Flip-Flops 11 und 12 gelöscht werden, j

worauf der Suchlauf abgebrochen wird.

Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, daß I

Ungenauigkeiten des Abstimmpunktes, die auf die Hysteresis \

des Fenstervergleichers zurückzuführen sind, ausgeglichen |

werden und eine optimale Abstimmung bei einer Schaltung " jj

gemäß der Erfindung erreicht wird. Insbesondere kann j

ein Suchlauf mit hoher Geschwindigkeit unter Verwendung 5

des iⁿ Fig. 4 oder 6 gezeigten Systems erreicht werden, |

wobei die in den Fig. 7 oder 8 dargestellten Schaltungs- η

beispiele verwendet werden. ij

Wenngleich diese Erfindung im Zusammenhang mit speziellen I Ausführungsformen beschrieben ist, wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf diese Ausführungsformen nicht beschränkt ist, sondern verschiedene Änderungen im Rahmen der Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, möglich sind» Beispielsweise kann das Steuersystem in der Weise modifiziert werden, daß ein Mikroprozessor verwendet wird.

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Claims

3U6956

GRÜNECKER. KINKELDEY, STOCKMÄiR*& PARYnMr PATENTANWÄLTE

*· EUHOPBAN PATENT ATTORNEYS

A. GRÜNECKER, c»pl,-in&

*" DR. H. KINKELDEY. αΡί-.Να.

DR. W. STOCKMAIR. οιρι_·ιν<ϊ,αε.ε.(0«.τε<»ο

DR. K. SCHUMANN, opu-phys

P. KJAKOB. ofL-iNa

DR. G. BE2OLD. opl-cmem

W. MEISTER. OPLiNa

H. HILGERS. opl.-in&

DR. H. MEYER-PLATH. dipl-ins.

P 16 827

26. November 1981

PIONEER ELECTRONIC CORPORATION
No. 4--1. Meguro 1-chome,
Meguro-ku, Tokyo, Japan

AUTOMATISCHE ABSTIMMPREQUENZSTEUERUNG FÜR EINEN

EMPFÄNGER

PATENTANSPRÜCHE

Schaltung zur automatischen Frequenzabstimmung eines Empfängers mit einem ersten Frequenzänderungsmittel zur Änderung der Abstimmfrequenz des Empfängers in einer ersten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit im Ansprechen auf ein erstes Instruktionssignal, mit einem Nachweismittel zur Ermittlung des Abstimmungszustandes des Empfängers, zur Erzeugung eines ersten Nachweissignales (S₁)/ wenn der Empfänger in einer Richtung hinsichtlich seiner Abstimmung von einer gewünschten Sendestation abliegt, und zur Erzeugung eines zweiten Nachweissignals (S₂) ,. wenn der Empfänger in der anderen Richtung von der gewünschten Sendestation hinsichtlich seiner Abstimmung abliegt, dadurch gekennzeichnet , daß zweite Frequenzänderungsmittel vorgesehen sind, zur Änderung der Abstimmungsfrequenz des Empfängers für mindestens

TELEFON(089)22 2862 TELEX 03-29380 TELEGRAMME: MQNAPAT*

eine erste Zeitspanne in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung und mit einer zweiten Geschwindigkeit, die geringer ist, als die erste Geschwindigkeit, wobei die Änderung im Ansprechen auf ein zweites Nachweissignal erfolgt, das im Nachgang zum ersten Nachweissignal erzeugt wird; daß dritte Frequenzänderungsmittel vorgesehen sind, zur Änderung der Abstimmungsfrequenz in der ersten Richtung mit der zweiten Geschwindigkeit im Ansprechen auf ein erstes Nachweissignal, das im Nachgang zu dem zweiten Nachweissignal erzeugt wird, und Mittel zur Erzeugung eines Haltsignals zum Anhalten der durch das dritte Frequenzänderungsmittel· erzeugten Abstimmungsfrequenzänderung nach einer Zeitspanne, die gleich der Hälfte der ersten Zeitspanne ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte Frequenzänderungsmittel kollektiv einen ersten Vorwärts/Rückwärts-Zähler enthält, daß die Frequenzänderungsmittel des weiteren Mittel zur Weiterleitung eines Taktimpulses einer ersten Frequenz zu dem ersten Vorwärts/Rückwärts-Zähler als Zähleingangssignal für die erste Richtung aufweist, daß das zweite Frequenzänderungsmittel Mittel zur Weiterleitung eines Taktimpulses an den ersten Vorwärts/Rückwärts-Zähler als Zahleingangssignal für die zweite Richtung aufweist, wobei die Taktimpulse .eine zweite Frequenz aufweisen, die kleiner als die erste Frequenz ist, daß das dritte Frequenzänderungsmittel des weiteren Mittel enthält, zur Weiterleitung der Taktimpulse mit der zweiten Frequenz an den ersten Vorwärts/Rückwärts-Zähler als Zähleingangssignal für die erste Richtung, und daß die Abstimmfrequenz entsprechend dem Zählwert

des ersten Vorwärts/Rückwärts-Zählers gesteuert wird. '
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erzeugung eines Haltsignales folgendes enthält: einen zweiten Vorwärts/Rückwärts-Zähler, Mittel zur Weiterleitung von Taktimpulsen an den zweiten Vorpwärts/Rückwärts-Zähler während der ersten Zeitspanne als Zähleingangssignal für die erste Richtung, wobei die Taktimpulse eine Frequenz aufweisen, die gleich der Hälfte der zweiten Frequenz ist, und zur Weiterleitung von Taktimpulsen der zweiten Frequenz als ZähleinjQ gangssignal für die zweite Richtung während der zweiten Zeitspanne, wobei ein Subtraktionsüberlaufsignal, das von dem zweiten Vorwärts/Rückwärts-Zähler erzeugt wird, als Haltsignal für die Frequenzänderung verwendet wird.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Nachweissignal Impulssignale mit ansteigenden und abfallenden Flanken sind, wobei das zweite Frequenzänderungsmittel die Abstimmfrequenz in der zweiten Richtung ändert, beginnend bei d®^r Anstiegsflanke des nachfolgenden ersten Nachweissignals, wobei ferner die erste Zeitspanne von der abfallenden Flanke des zweiten Nachweissignals bis zur Anstiegsflanke des nachfolgenden ersten Nachweissignals gemessen wird.
5. Schaltung zur automatischen Frequenzabstimmung für einen Empfänger mit Pegelvergleichsmitteln, die eine Hysteresis-Charakteristik aufweisen und ein erstes Nachweissignal erzeugen, wenn die Abstimmfrequenz des Empfängers in einer Richtung außerhalb des Frequenzbereiches liegt, und die ein zweites Nachweissignal erzeugen, wenn die Abstimmfrequenz in der anderen Richtung außerhalb des Frequenzbereiches liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Frequenzänderungsmittel zur Änderung der Abstimmfrequenz in einer ersten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit vorgesehen ist;

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daß ein zweites Freguenzänderungsmittel vorgesehen ist, zur Änderung der Abstimmfrequenz mit der ersten Geschwindigkeit in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung im Ansprechen auf ein zweites Nachweissignal, das dem ersten Nachweissignal folgt,

und daß ein Mittel zur Erzeugung eines Haltsignals vorgesehen ist, um die durch "das zweite Frequenzänderungsmittel hervorgerufene Frequenzänderung nach einer Zeitperiode Ta + (T- Ta)/2, gerechnet vom Auftreten des zweiten Nachweissignales, abzubrechen, wobei T die Zeitspanne vom ersten Nachweissignal bis zum zweiten Nachweissignal und Ta die Dauer des zweiten Nachweissignales ist.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Frequenzänderungsmittel kollektiv einen ersten Vorwärts/Rückwärts-Zähler enthalten, daß das erste Frequenzänderungsmittel des weiteren Mittel aufweist, zur Weiterleitung von Taktimpulsen vorgegebener Frequenz an den ersten Vorwärts/-Rückwärts-Zähler als Zähleingangssignal in der ersten Richtung, daß das zweite Frequenzänderungsmittel des weiteren Mittel aufweist zur Weiterleitung der Taktimpulse an den ersten Vorwärts/Rückwärts-Zähler als Zählereingangssignal für die zweite Richtung, und daß die Abstimmfrequenz nach dem Zählwert des ersten Vorwärts/ Rückwärts-Zählers gesteuert wird.
7. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erzeugung des Haltsignales einen zweiten Vorwärts/Rüdkwärts-Zähler enthält, der .als Zähleingangssignal.Impulse der Taktimpulse mit der halben Frequenz der vorgegebenen Frequenz aufnimmt, daß die Impulse mit der halben Frequenz während einer Dauer beginnend vom Auftreten des ersten Nachweissignales bis zum Auftreten des zweiten Nachweissignales erzeugt werden,

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^ daß der zweite Zähler die Taktimpulse mit der halben Frequenz als Zählereingangssignal für die zweite Richtung während des Auftretens des zweiten Nachweissignals aufnimmt, daß die Taktimpulse der vorgegebenen Frequenz

_ dem zweiten Vorwärts/Rückwärts-Zähler als Eingangssignale ο

für die zweite Richtung im Ansprechen auf das Verschwinden des zweiten Nachweissignals zugeführt werden, und daß ein Subtraktionsüberlaufsignal, das von dem zweiten Vorwärts/Rückwärts-Zähler erzeugt wird, als Haltsignal für die Frequenzänderung verwendet wird.
8. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Nachweissignal jeweils ansteigende und abfallende Flanken aufweisen, und daß die Zeitdauer T von der abfallenden Flanke des ersten Nachweissignales bis zur ansteigenden Flanke des zweiten Nachweissignales gemessen wird.
9. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ansteigenden und abfallenden Flanken eines jeden Nachweissignales bei unterschiedlichen Abstimmfrequenzen liegen.