DE3213870A1

DE3213870A1 - Automatische senderwaehlvorrichtung fuer einen fm-tuner

Info

Publication number: DE3213870A1
Application number: DE19823213870
Authority: DE
Inventors: Yoshirou Kawagoe Saitama Sugai
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1982-11-18
Also published as: GB2100084A; JPS632367B2; DE3213870C2; GB2100084B; JPS57171822A

Description

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Automatische Senderwählvorrichtung für einen FM-Tuner

Die Erfindung befaßt sich mit einem FM-Tuner und betrifft insbesondere eine automatische Senderwählvorrichtung für einen FM-Tuner.

Es sind verschiedene automatische Senderwählvorrichtungen für einen FM-Tuner entwickelt worden, von denen eine in der Japanischen Gebrauchsmusterschrit No.57-34727 (Gebrauchsmusteranmeldung No.55-109930) beschrieben ist. Eine derartige automatische Senderwählvorrichtung enthält eine Steuereinrichtung für die Abstimmfrequenz, die mit der Eingangsstufe eines FM-Tuners verbunden ₍ist, um allmählich die Abstimmfrequenz der Eingangsstufe dadurch zu ändern, daß die Überlagerungsfrequenz der Eingangsstufe auf ein Anzeigesignal für die automatische Senderwahl ansprechend geändert wird, das von einer von Hand bedienten Tastatur erzeugt wird. Die Steuereinrichtung für die Abstimmfrequenz setzt ihren Arbeitsvorgang fort, bis die Amplitude eines Ausgangssignals von der Zwischenfrequenzstufe einen vorbestimmten Pegel überschreitet.

Es ist bereits eine andere Art einer automatischen Senderwählvorrichtung vorgeschlagen worden, die nicht nur die Amplitude des Zwischenfrequenzsignals, sondern auch die Amplitude eines Ausgangssignals des FM-Diskriminators des Tuners während der Änderung der Abstimmfrequenz (Suchlauf oder Abtastung) überwachen und die Änderung der Abstimmfrequenz beenden kann, wenn der Pegel des Zwischenfrequenzsignals einen

vorbestimmten Wert überschreitet und der Pegel des Ausgangssignals des FM-Diskriminators in einen bestimmten Bereich fällt. Diese Art einer automatischen Senderwählvorrichtung ist in ihrer Arbeitsweise vorteilhafter als die Vorrichtung, die in der Japanischen Gebrauchsmusterschrift No. 57-34-727 beschrieben ist, da erstere genauer als letztere arbeiten kann.

Es besteht Jedoch immer noch die Schwierigkeit, daß sogar die zuletzt beschriebene Art einer automatischen Senderwählvorrichtung Fehlfunktionen bei großen Änderungen der Umgebungstemperatur oder der Temperatur der darin verwandten elektronischen Bauelemente aufgrund des Temperaturgangs der Charakteristik der elektronischen Bauelemente ausgesetzt ist.

Durch die Erfindung sollen dieser Mangel und diese Unzweckmäßigkeit der oben beschriebenen bekannten oder bereits vor-· geschlagenen automatischen Senderwählvorrichtungen beseitigt werden.

Ziel der Erfindung ist daher eine automatische Senderwählvorrichtung, die in einen FM-Tuner eingebaut werden kann und die fehlerfrei einen Rundfunksender selbst bei Änderungen oder Verschiebungen ,in der Charakteristik der darin verwandten elektronischen Bauelemente aufgrund von Temperaturänderungen der elektronischen Bauelemente wählen kann. ■

Durch die Erfindung wird dazu eine automatische Senderwählvorrichtung für einen FM-Tuner mit einer Eingangsstufe zum Umwandeln des empfangenen Signals eines Rundfunksenders in ein Signal, das einen Zwischenfrequenzsignalanteil enthält, während sie ihre Abstimmfrequenz nach Maßgabe eines Steuersignals für die Abstimmfrequenz ändert, mit einer Zwischenfrequenzstufe zum Erzeugen eines verstärkten Zwischenfre-

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quenzsignals auf das Signal von der Eingangsstufe ansprechend und mit einem FM-Diskriminator zum Diskriminieren des verstärkten Zwischenfrequenzsignals vorgeschlagen, die eine Steuereinrichtung, die das Steuersignal für die Abstimmfrequenz auf ein Startsignal für die. automatische Senderwahl "bis zu einem Stoppsignal ansprechend erzeugt, und eine mit der Zwischenfrequenz verbundene Einrichtung aufweist, die ein Signal für die maximale Feldstärke erzeugt, wenn die Amplitude des verstärkten Zwischenfrequenzsignals einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei die automatische Senderwählvorrichtung weiterhin eine ein Zeitsteuersignal erzeugende Einrichtung, die ein Zeitsteuersignal erzeugt, das während eines bestimmten Zeitintervalls vom Zeitpunkt der Erzeugung des Startsignals für die automatische Senderwahl andauert, eine ein Vergleichssignal liefernde Einrichtung, die ein Vergleichsfrequenzsignal der Zwischenfrequenzstufe während des Zeitsteuersignals liefert, eine Speichereinrichtung zum Speichern des Signalpegels des Ausgangssignals, das vom FM-Diskriminator während des Zeitsteuersignals erzeugt wird, eine Vergleichseinrichtung, die ein Ermittlungssignal erzeugt, wenn der Unterschied im Pegel zwischen dem Ausgangssignal vom FM-Diskriminator und dem gespeicherten Signalpegel einen vorbestimmten Wert nach dem Verschwinden des Zeitsteuersignals erreicht ,und eine Einrichtung umfaßt, die das Stoppsignal auf das Signal für die maximale Feldstärke und das Ermittlungssignal ansprechend erzeugt.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltbild eine bekann

te automatische Senderwählvorrichtung;

Fig. 2Α bis 5 in graphischen Darstellungen die Wellenformen verschiedener Signale, die in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung auftreten;

Fig. 6 in einem Blockschaltbild ein Aus

führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 7A bis 7E die Wellenformen einiger Signale, die

in der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung auftreten.

In Fig. 1 ist eine bekannte oder vorgeschlagene automatische Senderv/ählvorrichtung dargestellt, die in einen FM-Tuner eingebaut ist. Der FM-Tuner umfaßt eine Eingangsstufe 10, die Rundfunksendersignale über eine Antenne 12 empfängt. Wie es allgemein bekannt ist, enthält die Eingangsstufe einen nicht dargestellten Überlagerungsoszillator, der eine Überlagerungsfrequenz erzeugt,und einen Mischer zum Mischen der Überlagerungsfrequenz mit dem empfangenen Sendersignal, um ein Mischsignal zu erzeugen, das einen Zv/ischenfrequenzanteil mit einer Zwischenfi"equenz von beispielsweise 10,7 MHz enthält. Der Überlagerungsoszillator kann seine Frequenz nach Maßgabe eines Abstimmfrequenzsteuersignals ändern. Der Überlagerungsoszillator kann ein spannungsgesteuerter Oszillator VCO sein. Das Mischsignal liegt an einem Zwischenfrequenzfilter 14, das nur den Zwischenfrequenzanteil durchläßt. Der durch das Zwischenfrequenzfilter 14 gehende Zwischenfrequenzanteil liegt an einem Zwischenfrequenzverstärker 16. Der in dieser V/eise verstärkte Zwischenfrequenzanteil wird einem FM-Diskriminator 18 zugeführt, der ein Spannungssignal erzeugt, das den Frequenzhub des Zwischenfrequenzanteils von der Zwischenfrequenz wie-

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dergibt. Das Spannungssignal liegt über einer Ausgangsklemme 20 an einem nicht dargestellten Demodulator.

Die automatische Senderwählvorrichtung enthält.einen Steuerteil 22, der das Abstimmfrequenzsteuersignal auf ein Anzeigesignal für die automatische Senderwahl ansprechend erzeugt, das von einer Tastatur 24 erzeugt wird. Der Steuerteil 22 ändert die Amplitude des Abstimmfrequenzsteuersignals nach Maßgabe einer Ausgangsfrequenz vom Überlagerungsoszillator VCO OUTPUT in Fig. 1, um die Überlagerungsfrequenz auf den gewünschten Wert zu bringen und dadurch eine Abtastung oder einen Suchlauf durchzuführen. Der Steuerteil 22 kann während der Abtastung oder während des Suchlaufs ein Rauschsperrsignal erzeugen, um zu vermeiden, daß Rauschsignale wiedergegeben werden.

Die Einrichtung, die ein Signal für die maximale Feldstärke erzeugt, besteht aus einem Zwischenfrequenzpegeldetektor 26, der ein Spannungssignal erzeugt, das die Amplitude des verstärkten Zwischenfrequenzanteils wiedergibt,und aus einem Spannungskomparator 28, der das Signal für die maximale Feldstärke dann erzeugt, wenn das Spannungssignal vom Zwischenfrequenzpegeldetektor eine vorbestimmte Vergleichsspannung E₁ überschreitet.

Es ist ein Tiefpaßfilter 30 vorgesehen, das ein Gleichspannungssignal mit einer Gleichspannung erzeugt, die die Amplitude des Ausgangssignals vom FM-Diskriminator wiedergibt. Ein Detektor 32 für den Gleichspannungspegel erzeugt ein Detektorsignal, wenn die Gleichspannung vom Tiefpaßfilter 30 in einen bestimmten Bereich fällt. Der Detektor 32 kann ein Fenster-Komparator sein. Das Signal für die maximale Feldstärke und das Detektorsignal liegen an einem UND-Glied 34, das ein Stoppsignal erzeugt, wenn es sowohl das Signal für die maxi-

male Feldstärke als auch das Detektorsignal empfängt. Wenn das Stoppsignal am Steuerteil 22 liegt, beendet der Steuerteil 22 die Abtastung oder den Suchlauf, wodurch ein Rundfunksender gewählt ist.

Während des Betriebs ändert sich der Ausgangssignalpegel .des Tiefpaßfilters 30 in der durch die Kurve A in Fig. 2A dargestellten Weise in Form des Frequenzhubes von der Zwischenfrequenz f entsprechend einer Änderung in der Frequenz des empfangenen Sendersignals. Die Kurve A wird S-Kurve genannt. Andererseits ändert sich das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzpegeldetektors 26 in seiner Spannung in der durch die Kurve B in Fig. 2B dargestellten Weise in Form des Frequenzhubes von der Zwischenfrequenz entsprechend einer Änderung in der Frequenz des empfangenen Sendersignals. Der Spannungskomparator 28 erzeugt daher ein Signal mit dem logischen Wert 1, wenn das Ausgangssignal vom Zwischenfrequenzpegeldetektor 26 die Spannung E₁ überschreitet, wie es durch eine Kurve C in Fig. 2C dargestellt ist. Das Signal mit dem logischen Wert 1 vom Spannungskomparator 28 ist das oben erwähnte Signal für die maximale Feldstärke. Der Gleichspannungspegeldetektor 32 erzeugt ein Signal mit dem logischen Pegel 1, wenn der Pegel des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 30 in einem Bereich von +AV bis - /S.V fällt, wie es durch eine Kurve D in Fig. 2D dargestellt ist. Das Signal mit dem logischen Pegel 1 vom Gleichspannungspegeldetektor 32 ist das oben erwähnte Detektorsignal. Wenn das UND-Glied 34 sowohl das Signal für die maximale Feldstärke als auch das Detektorsignal empfängt, erzeugt es das Stoppsignal, wie es durch die Kurve E in Fig. 2E dargestellt ist.

Da, wie es allgemein bekannt ist, der Abstand in der Frequenz zwischen zwei benachbarten Senderträgerwellen wenigstens 50 kHz beträgt, muß die automatische Senderwählvorrichtung

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einen Frequenzabstand von 50 kHz unterscheiden. Das Stoppsignal sollte daher in einem Bereich von f +_ 50 kHz auftreten. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der FM-Diskriminator 18 einer ihm eigenen Frequenzabweichung f seiner tatsächlichen Mittenfrequenz von der Zwischenfrequenz aufgrund eines Fehlers in der Anfangseinstellung unterliegt. Der FM-Diskriminator unterliegt weiterhin einer Frequenzabweichung f^ seiner tatsächlichen Mittenfrequenz von der Zwischenfrequenz aufgrund einer Temperaturdrift. Wenn somit die Frequenzbreite des Stoppsignals mit f_ bezeichnet wird, ergibt sich die folgende Beziehung:

= 50KHz ;> f_e + f_d + f

;> f_e + f_d

^fs2^fd^+fe

Die obigen Beziehungen werden im folgenden mehr im einzelnen in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben.

Wenn im vorliegenden Fall die Frequenzabweichung f gleich 2 kHz angenommen wird, dann werden die folgenden Beziehungen erhalten:

f + f < 50 - 2 = 48KHz (3)

ds =

f - f, > 2KHz s α =

(4)

Wenn die Frequenzbreite f„ gleich 24 IcHz angenommen wird, ist die Frequenzabweichung f^ gleich oder kleiner als 24 kHz (f_d ^ 24 kHz) in Hinblick auf die Beziehung (3).

Die Frequenzbreite f_ des Stoppsignals unterliegt per se ei-

ner Abweichung von etwa 5 kHz aufgrund des Temperaturgangs der elektronischen Bauelemente oder ähnlichem, so daß die

Frequenzabweichung f, gleich oder kleiner als 19 kHz sein muß (f_d = 19 kHz).

Der FM-Diskrirainator enthält jedoch einen Resonzkreis aus einer Spule und einem Kondensator, der einer Temperaturdrift von etwa 100 ppm/°C (1,07 kHz/°C) ausgesetzt ist. Der FM-Diskriminator ist tatsächlich einer Feuchtigkeitsdrift ausgesetzt, so daß es unmöglich ist, die Frequenzabweichung f_d im oben beschriebenen Bereich zu halten.

Wenn in der durch die Kurven X,Y und Z in Fig. 4A dargestellten Weise die Charakteristik des FM-Diskriminators 18 aufgrund einer Temperaturänderung abweicht, tritt das Detektorsignal in der durch die Impulse D und D^f in Fig. 4B dargestellten Weise auf. Aus Fig. 4A und Fig. 4B ist ersichtlich, daß keine Ausgangsspannung vom Gleichspannungspegeldetektor 32 erzeugt wird, wenn die Charakteristik des FM-Diskriminators 18 verschoben ist, wie es durch die Kurve Y dargestellt ist. Die Absolutwerte von +AV und - /XY werden in der Praxis daher relativ groß gehalten, wie es in Fig. 5A dargestellt ist, so daß der Gleichspannungspegeldetektor das Detektorsignal selbst im Falle der Kurven Y erzeugen kann, wie es durch die schraffierten Bereiche D" dargestellt ist, so daß selbst im Falle der Kurve Y das Stoppsignal erzeugt werden kann. Es besteht jedoch die Schwierigkeit, daß die in Fig. 1 dargestellte automatische Senderwählvorrichtung den benachbarten Sender eines zu wählenden Senders wählt.

Zur Lösung des oben erwähnten Problems wird durch die Erfindung eine automatische Senderwählvorrichtung geschaffen, deren bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Fig. 6 dargestellt ist..

Die in Fig. 6 dargestellte automatische Senderwählvorrichtung weist eine Tastspeicherschaltung 40 mit einem Eingangs-

pufferverstärker OP^, einem Gatter G₁, einem Haltekondensator CL und einem Ausgangspufferverstärker OPp auf. Die Tastspeicherschaltung 40 kann eine vom Tiefpaßfilter 30 kommende Spannung halten, wenn das Gatter G^ von einem Zeitsteuersignal getriggert wird, das von einem Zeitsignalgenerator 42 kommt. Der Zeitsteuersignalgenerator 42 kann ein monostabiler Multivibrator sein, der an der vorderen Flanke des Rauschsperrsignals vom Steuerteil 22 getriggert wird. Ein Komparator 44 vergleicht die Ausgangsspannung der Tastspeicherschaltung 40 mit einer Spannung vom Tiefpaßfilter 30 und erzeugt ein Detektorsignal, wenn der Unterschied in der Spannung zwischen den anliegenden Spannungen einen bestimmten Wert, wie beispielsweise den Wert Null erreicht. Ein Vergleichsfrequenzsignalgenerator 46 erzeugt ein Vergleichsfrequenzsignal mit einer Vergleichsfrequenz gleich der Zwischenfrequenz während eines Zeitintervalls, in dem das Zeitsteuersignal andauert. Das Vergleichsfrequenzsignal liegt am Eingang des Zwischenfrequenzverstärkers 16. Die anderen Teile oder Bauelemente der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung sind mit den entsprechenden Teilen und Bauelementen in Fig. 1 identisch.

Wenn während des Betriebs das Anzeigesignal für die automatische Senderwahl von der Tastatur 24 am Steuerteil 22 liegt, erzeugt der Steuerteil 22 zunächst das Rauschsperrsignal, das solange andauert, bis das Stoppsignal vom UND-Glied erzeugt wird, wie es in Fig. 7A dargestellt ist. Der Zeitsteuersignalgenerator 42 erzeugt das Zeitsteuersignal, das während eines ersten bestimmten Zeitintervalls von beispielsweise 35 ms andauert, auf das Rauschsperrsignal ansprechend. Das Zeitsteuersignal liegt am Gatter G^ der Tastspeicherschaltung 40, die dann einen Spannungspegel des Ausgangssignals vom Tiefpaßfilter 30 hält. Das Zeitsteuersignal liegt weiterhin am Vergleichsfrequenzsignalgenerator 46, der dann ein

Vergleichsfrequenzsignal, wie es in Fig. 7C dargestellt ist, an den Eingang des Zwischenfrequenzverstärker 16 legt. Das Vergleichsfrequenzsignal wird vom Zwischenfrequenzverstärker 16 verstärkt und danach dem FM-Diskriminator 18 zugeführt, der eine Spannung erzeugt, die den Frequenzhub des anliegenden Eingangsfrequenzsignals wiedergibt. Wenn der FM-Diskriminator 18 keiner Temperaturdrift unterliegt und fehlerfrei arbeitet, ist die Ausgangsspannung des FM-Diskriminators 18 gleich Null. Wenn jedoch der FM-Diskriminator 18 nachteilig durch die Temperaturdrift und ähnliche Erscheinungen beeinflußt wird, erzeugt der FM-Diskriminator 18 eine gewisse Spannung, die die Verschiebung in der Charakteristik des FM-Diskriminators aufgrund der Temperaturdrift und ähnlicher Erscheinungen wiedergibt. Diese gewisse Spannung wird durch die Tastspeicherschaltung 40 gehalten.

Nach Ablauf eines zweiten bestimmten Zeitintervalls von beispielsweise 50 ms, das langer als das erste bestimmte Zeitintervall ist, beginnt der Steuerteil 22 mit dem Suchlauf oder der Abtastung, indem dieAbstimmfrequenz der Eingangs-'stufe 10 geändert wird, wie es in Fig. 7D dargestellt ist. Wenn während des Suchlaufs die Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 30 die gespeicherte Spannung in der, Speicherschaltung 40 erreicht, erzeugt der Komparator 44 das Detektorsignal, so daß das UND-Glied 34 ein Stoppsignal erzeugt, wie es in Fig. 7Ξ dargestellt ist.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Vergleichsfrequenz gleich f +_ £. f sein kann, falls das erwünscht ist. In diesem Fall kann der Komparator 44 das Detektorsignal erzeugen, wenn der Unterschied zwischen der gespeicherten Spannung in der Tastspeicherschaltung 40 und der Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 30 gleich _+ £f wird.

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Aus dem Obigen ergibt sich, daß die erfindungsgemäße automatische Senderwählvorrichtung fehlerfrei selbst bei einer Verschiebung der Charakteristik des FM-Diskriminators aufgrund einer Temperaturdrift, einer Feuchtigkeitsdrift oder ähnlicher Erscheinungen arbeiten kann, so daß sie einen Sender unter einer Vielzahl von Sendern wählen kann, die in einem gleichen Abstand von beispielsweise nur 25 kHz sowie 50 kHz liegen.

Es versteht sich weiterhin, daß die erfindungsgemäße automatische Senderwählvorrichtung nicht nur auf einen Frequenzsynthesizer- FM- Tuner, sondern auch auf einen Spannungssynthesizer-FM-Tuner anwendbar ist.

Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger?
Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

3/Li

FPG01-8202

PIONEER ELECTRONIC CORPORATION, Tokyo / Japan

Automatische Senderwählvorrichtung für einen

FM-Tuner

PATENTANSPRÜCHE

Automatische Senderwählvorrichtung für einen FM-Tuner, der eine Eingangsstufe, die ein empfangenes Sendersignal in ein Signal umwandelt, das einen Zwischenfrequenzsignalanteil enthält, während sie ihre Abstimmfrequenz nach Maßgabe eines Abstimmfrequenzsteuersignals ändert, eine Zwischenfrequenzstufe, die ein verstärktes Zv/ischenfrequenzsignal auf das Signal von der Eingangsstufe ansprechend erzeugt, und einen FM-Diskriv_N minator aufweist, der das verstärkte Zwischenfrequenz- ^ signal demoduliert, mit einer Steuereinrichtung, die

das Abstimmfrequenzsteuersignal auf ein Startsignal für die automatische Senderwahl ansprechend bis zum Auftreten eines Stoppsignals erzeugt, und mit einer Einrichtung, die mit der Zwischenfrequenzstufe verbunden ist

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und ein Signal für die maximale Feldstärke erzeugt, wenn die Amplitude des verstärkten Zwiscl^enfrequenzsignals einen vorbestimmten Wert überschreitet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die ein Zeitsteuersignal erzeugt, das während eines bestimmten Zeitintervalls von dem Zeitpunkt andauert, an dem das Startsignal für die automatische Senderwahl erzeugt wird, eine Einrichtung, die ein Vergleichsfrequenzsignal an die Zwischenfrequenzstufe während des Vorliegens des Zeitsteuersignals legt,

eine Speichereinrichtung, die den Signalpegel des Ausgangssignals speichert, das während des Zeitsteuersignals vom FM-Diskriminator erzeugt wird, eine Vergleichseinrichtung, die ein Ermittlungssignal erzeugt, wenn der Unterschied im Pegel zwischen dem Ausgangssignal vom FM-Diskriminator und dem gespeicherten Signalpegel einen vorbestimmten Wert nach dem Verschwinden des ZeitSteuersignals erreicht, und eine Einrichtung, die das Stoppsignal auf das Signal für die maximale Feldstärke und das Ermittlungssignal ansprechend erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsfrequenzsignal eine Frequenz gleich der Zwischenfrequenz hat, und daß der vorbestimmte Wert

' gleich Null ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen Kondensator, ein Tiefpaßfilter, das mit dem FM-Diskriminator verbunden ist und nur niedrigere Frequenzanteile vom.FM-Diskriminator hindurchläßt, eine Schalteinrichtung, die zwischen das Tiefpaßfilter und den Kondensator geschaltet ist, um

die niederfrequenzten Anteile zum Kondensator auf das Zeitsteuersignal ansprechend durchzuschalten,und eine Übertragungseinrichtung aufweist, die mit dem Kondensator verbunden ist, um darüber die Spannung über dem
Kondensator auf die Vergleichseinrichtung zu übertragen.