DE3213870C2

DE3213870C2 - Automatische Sendersuchlaufvorrichtung für einen FM-Tuner

Info

Publication number: DE3213870C2
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: 1985-11-28
Also published as: GB2100084B; GB2100084A; DE3213870A1; JPS632367B2; JPS57171822A

Abstract

Automatische Senderwählvorrichtung für einen FM-Tuner mit einem Vergleichsfrequenzsignalgenerator (46), der eine Vergleichsfrequenz gleich der Zwischenfrequenz an die Zwischenfrequenzstufe (16) des FM-Tuners während eines kurzen Zeitintervalls auf das Auftreten einer Anzeige für die automatische Senderwahl legt. Die Ausgangsspannung von einem FM-Diskriminator (18), an dem das Vergleichsfrequenzsignal liegt, wird vor Beginn der Senderwahl gespeichert. Wenn während der Senderwahl die Ausgangsspannung vom FM-Diskriminator (18) die gespeicherte Spannung erreicht, wird die Senderwahl beendet, wodurch die richtige Senderwahl unabhängig von einer Verschiebung in der Charakteristik des FM-Diskriminators (18) erfolgt.

Description

40

— eine Abtast- und Halteeinrichtung (40), die den Pegel des Ausgangssignals des FM-Diskriminators (18) bei Vorliegen des Zeitsteuersignals abtastet und hält, und

— eine Vergleichseinrichtung (44), die das Senderermittlungssignal dann erzeugt, wenn der Unterschied zwischen dem Pegel des Ausgangssignals des FM-Diskriminators (18) und dem in der Abtast- und Halteeinrichtung (40) gehaltenen Signalpegel nach Ablauf des Zeitsteuersignals einen vorbestimmten Wert erreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsfrequenzsignal eine Frequenz gleich der Zwischenfrequenz hat und der vorbestimmte Wert der Vergleichseinrichtung (44) gleich Null ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abtast- und Halteeinrichtung (40) und dem FM-Diskriminator (18) ein Tiefpaßfilter liegt, das nur niederfrequente Anteile des Ausgangssignals vom FM-Diskriminator (18) durchläßt, und daß die Abtast- und Halteeinrichtung (40) einen Kondensator (C\), eine Schaltereinrichtung (Ci), die zwischen das Tiefpaßfilter (30) und den Kondensator (Q) geschaltet ist und auf das Zeitsteuersignal ansprechend die niederfrequenten Anteile des Ausgangssignals des FM-Die Erfindung betrifft eine automatische Sendersuchlaufvorrichtung für einen FM-Tuner der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art, wie sie aus der US-PS 40 08 437 bekannt ist

Bei einer derartigen automatischen Sendcrsuchlaufvorrichtung wird die Abstimmfrequenz der Eingangsstufe dadurch geändert, daß die damit verbundene Steuereinrichtung die Überlagerungsfrequenz der Eiingangsstufe auf ein Anzeigesignal für den automatischen Sendersuchlauf ansprechend, das von einer von Hand bedienten Tastatur erzeugt wird, ändert Für den automatischen Sendersuchlauf werden dabei die Amplitude des Zwischenfrequenzsignals und die Amplitude des Ausgangssignals des FM-Diskriminators des Tuners während der Änderung der Abstimmfrequenz, d. h. während des Suchlaufes überwacht und wird der Suchlauf beendet, wenn der Pegel des Zwisciienfrequcn/.signals eincin vorbestimmten Wert überschreitet und der Pegel des Ausgangssignals des FM-Diskriminators in einen vorbestimmten Bereich fällt

Bei der bekannten Sendersuchlaufvorrichtung wird das Vergleichsfrequenzsignal nach Anschalten der Energieversorgung für ein vorbestimmtes Zeitintervall an die Zwischenfrequenzstufe gelegt, um eine automatische Frequenzsteuerung unabhängig von einer möglichen Änderung des Zwischenfrequenzsignals nach dem Abschalten der Energiequelle bis zum erneuten Anschalten der Energiequelle durchzuführen. Dadurch soll der vor dem Abschalten der Energieversorgung bestehende Abstimmzustand nach dem erneuten Anschalten der Energieversorgung wieder hergestellt werden, falls dazwischen Änderungen im Zwischenfrequenzsignal aufgetreten sind.

Aus der DE-OS 26 24 787 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Frequenzvergleich für einen FM-Empfänger bekannt, die dazu dienen soll, die Frequenz des Überlagerungsoszillators fortlaufend zu überwachen, um die Zwischenfrequenz konstant auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Das wird dadurch erreicht, daß eine Regelspannung aus einem Vergleich des Frequenzsignals von einem Bezugsfrequenzoszillator und der jeweiligen Zwischenfrequenz gewonnen wird. Um dabei die Temperatur- und Feuchtigkeitsdrift des Frequenzdiskriminators zu kompensieren, wird der Eingang des Frequenzdiskriminators periodisch mit einem Vergleichsfrequenzsignal beaufschlagt, das der Zwischenfrequenz entspricht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, die bekannte automatische Sendersuchlaufvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so weiterzubilden, daß sie gegenüber großen Änderungen der Umgebungstemperatur oder der Temperatur der darin verwandten elektronischen Bauelemente aufgrund des Temperaturgangs der Charakteristik dieser Bauelemente unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmaie des Kennzeichens des Patentanspruchs I pe-

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen automatischen Sendersuchlaufvorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausffibmngsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in einem Blockschaltbild eine bekannte automatische Sendersuchlauf vorrichtung;

F i g. 2A bis 5 in graphischen Darstellungen die Wellenformen j/srschiedener Signale, die in der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung auftreten;

F i g. 6 in einem Blockschaltbild ein Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgernäßen Vorrichtung und

F i g. 7A bis 7 E die Wellenformen einiger Signale, die in der in F i g. 6 dargestellten Vorrichtung auftreten.

In F i g. 1 ist eine bekannte automatische Sendersuchlaufvorrichtung dargestellt, die in einen FM-Tuner eingebaut ist. Der FM-Tuner umfaßt eine Eingangsstufe 10, die Rundfunksendersignale über eine Antewne 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 Zwischenfrequenzanteil mit einer Zwischenfrequenz 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 Weise verstärkte Zwischenfrequenzanteil wird einem FM-Diskriminator 18 zugeführt, der ein Spannungssignal erzeugt das den Frequenzhub des Zwischenfrequenzanteils von der Zwischenfrequenz wiedergibt. Das Spannungssignal liegt über einer Ausgangsklemme 20 an einem nicht dargestellten Demodulator.

Die automatische Sendersuchlaufvorrichtung 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. I₁ um die Überlagerungsfrequenz auf den gewünschten Wert zu bringen und dadurch den Suchlauf durchzuführen. Der Steuerteil 22 kann während des Suchlaufs ein Sperrsignal 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 Zwischenfreouenzanteils wiedergibt, und aus einem Spannungskomparator 28, der das Signal für die maximale Feldstärke dann erzeugt, wenn das Spannungssignal vom Zwischenfrequcnzpegeldetektor eine vorbestimmte Vergleicnsspannung £Ί überschreitet.

Hs ist ein Tiefpaßfilter 30 vorgesehen, das ein Signal mit einer Gleichspannung erzeugt, die die Amplitude des Ausgangssignals vom FM-Diskriminator 18 wiedergibt. Ein Gleichspannungsdetektor 32 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 maximale Feldstärke als auch das Detektorsignal empfängt "Wenn das Stoppsignal am Steuerteil 22 liegt beendet der Steuerteil 22 den Suchlauf, wodurch ein Rundfunksender gewählt ist Während des Betriebs ändert sich der Ausgangssignalpegel des Tiefpaßfilters 30 in der durch die Kurve A in F i g. 2A dargestellten Weise in Form des Frequenzhubes von der Zwischenfrequenz /o entsprechend einer Änderung in der Frequenz des empfangenen Sendersignals. Die Kurve A wird S-Kurve genannt Andererseits ändert sich das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzpegeidetektors 26 in seiner Spannung in der durch die Kurve B in F i g. 2B dargestellten Weise in Form des Frequenzhubes von der Zwischenfrequenz entspre-

chend einer Änderung in der Frequenz des empfangenen SendersignaJs. Der Spannungskomparator 28 erzeugt daher ein Signal mit dem logischen Wert 1, wenn das Ausgangssignal vom Zwischenfrequenzpegeldetektor 26 die Spannung £Ί überschreitet wie es durch eine Kurve C in F i g. 2C dargestellt ist. Das Signal mit dem logischen Wert 1 vom Spannungskomparator 28 ist das obenerwähnte 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 +dV bis -AV fällt wie es durch eine Kurve D in Fig.2D dargestellt ist. Das Signal mit dem logischen Pegel 1 vom Gleichspannungspegeldetektor 32 ist das obenerwähnte 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 fin F i g. 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 Sendersuchlaufvorrichtung einen Frequenzabstand von 50 kHz unterscheiden. Das Stoppsignal sollte daher in einem Bereich von /ö±50 kHz auftreten. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der FM-Diskriminator 18 einer ihm eigenen Frequenzabweichung f_c seiner tatsächlichen Mittenfrequenz von der Zwischenfrequenz aufgrund eines Fehlers in der Anfangseinstellung unterliegt. Der FM-Diskriminator unterliegt weiterhin einer Frequenzabweichung fd seiner tatsächlichen Mittenfrequenz von der Zwischenfrequenz aufgrund einer Temperaturdrift Wenn somit die Frequenzbreite des Stoppsignals mit f_s bezeichnet wird, ergibt sich die folgende Beziehung:

5OkHz >

fsifd + fc

Die obigen Beziehungen werden im folgenden mehr im einzelnen in Verbindung mit F ι g. 3 beschrieben.

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

fd+f„ S 50-2 = 48 kHz
/;-/"</£ 2 kHz

Wenn die Frequenzbreite f_s gleich 24 kHz angenommen wird, ist die Frequenzabweichung fd gleich oder kleiner als 24 kHz (f_d < 24 kHz) in Hinblick auf die Beziehung (3).

Die Frequenzbreite h des Stoppsignals unterliegt per se einer Abweichung von etwa 5 kHz aufgrund des Temperaturgangs der elektronischen Bauelemente oder ähnlichem, so daß die Frequenzabweichung f_d gleich oder kleiner als 19 kHz sein muß (f_d Ξ 19 kHz).

Der FM-Diskriminator enthält jedoch einen Resonanzkreis aus einer Spule und einem Kondensator, der einer Temperaturdrift von etwa 100 ppm/°C (1,07 kHz/ ⁰C) ausgesetzt ist. Der FM-Diskriminator ist tatsächlich einer Feuchtigkeitsdrift ausgesetzt, so daß es unmöglich ist, die Frequenzabweichung /j im oben beschriebenen Bereich zu halten.

Wenn in der durch die Kurven X, Yund Z in F i g. 4A dargestellten Weise die Charakteristik des FM-Diskriminators 18 aufgrund einer Temperaturänderung abweicht, tritt das Detektorsignal in der durch die Impulse D und D' in Fig.4B dargestellten Weise auf. Aus Fig.4A und Fig.4B ist ersichtlich, daß keine Ausgangsspannung vom Gleichspannungspegeidetektor 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 — AV werden in der Praxis daher relativ groß gehalten, wie es in F i g. 5A dargestellt ist, so daß der Gleichspannungspegeidetektor das Detektorsignal selbst im Falle der Kurven Kerzeugen 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 F i g. 1 dargestellte automatische Sendersuchlaufvorrichtung den benachbarten Sender eines zu wählenden Senders wählt.

Zur Lösung des obenerwähnten Problems wird durch die Erfindung eine automatische Sendersuchlaufvorrichtung geschaffen, deren bevorzugtes Ausführungsbeispiel in F i g. 6 dargestellt ist.

Die in F i g. 6 dargestellte automatische Sendersuchlaufvorrichtung weist eine Abtast- und Halteschaltung 40 mit einem Eingangspufferverstärker OPi, einem Gatter Gi, einem Haltekondensator Q und einem Ausgangspufferverstärker OP2 auf. Die Abtast- und Halteschaltung 40 kann eine vom Tiefpaßfilter 30 kommende Spannung halten, wenn das Gatter G\ von einem Zeitsteuersignal getriggert wird, das von einem Zeitgeber 42 kommt. Der Zeitgeber 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 Abtast- und Halteschaltung 40 mii 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 F i g. 6 dargestellten Vorrichtung sind mit den entsprechenden Teilen und Bauelementen in F i g. 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 Sperrsignal, das so lange andauert, bis das Stoppsignal vom UND-Glied 34 erzeugt wird, wie es in Fig. 7A dargestellt ist. Der Zeitgeber 42 erzeugt das Zeitsteuersignal, das während eines ersten bestimmten Zeitintervalls von beispielsweise 35 ms andauert, auf das Sperrsignal ansprechend. Das Zeitsteuersignal liegt am Gatter G] der Abtast- und Halteschaltung 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 Zwischenfrequenzverstärkers 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 Eingangsfrequenzsignais wiedergibt Wenn der FM-Diskrirninaior 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 Abtast- und Halteschaltung 40 gehalten.

Nach Ablauf eines zweiten bestimmten Zeitintervalls von beispielsweise 50 ms, das länger als das erste bestimmte Zeitintervall ist, beginnt der Steuerteil 22 mit dem Suchlauf, indem die Abstimmfrequenz der Eingangsstufe 10 geändert wird, wie es in Fig.7D dargestellt ist Wenn während des Suchlaufs die Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 30 die gespeicherte Spannung in der Ablast- und Halteschaltung 40 erreicht, erzeugt der Komparator 44 das Detektorsignal, so daß das UND-Glied 34 ein Stoppsignal erzeugt, wie es in Fig. 7Edargestellt ist

Es wird darauf hingewiesen, daß die Vergleichsfrequenz gleich /o± J/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 Abtast- und Halteschaltung 40 und der Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 30 gleich ±Af wird.

Aus dem Obigen ergibt sich, daß die erfindungsgemäße automatische Sendersuchlaufvorrichtung 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 Absiand von beispielsweise nur 25 IcMz sowie 50 kHz liegen.

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

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

gekennzeichnet durch 10 Patentansprüche:

1. Automatische Sendersuchlaufvorrichtung für einen FM-Tuner, der eine Eingangsstufe, die ein empfangenes Sendersignal in ein Signal umwandelt, das einen Zwischenfrequenzsignalanteil enthält, und die ihre Abstimmfrequenz nach Maßgabe eines Abstimmsteuersignals ändert, eine Zwischenfrequenzstufe, an der das Ausgangssignal der Eingangsstufe liegt und die ein verstärktes Zwischenfrequenzsignal erzeugt, und einen FM-Diskriminator aufweist, der das verstärkte Zwischenfrequenzsig;;al diskriminiert, mit

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— einer Steuereinrichtung, die das Abstimmsteuersignal auf ein Startsignal für den automatischen Sendersuchlauf ansprechend bis zum Auftreten eines Stoppsignals erzeugt,

— einer Einrichtung, die mit der Zwischenfrequenzstufe verbunden ist und ein Signal für die maximale Senderfeldstärke erzeugt, wenn die Amplitude des verstärkten Zwischenfrequenzsignals einen vorbestimmten Wert Oberschreitet,

— einer Einrichtung, die das Stoppsignal auf das Signal für die maximale Senderfcldstärke und ein Senderermittlungssignal ansprechend erzeugt, das aus dem Ausgangssignal des FM-Diskriminators gebildet wird,

— einer Einrichtung, die ein Zeitsteuersignal für ein bestimmtes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt erzeugt, an dem das Startsignal gegeben wird, und

— einer Einrichtung, die ein Vergleichsfrequenzsignal an die Zwischenfrequenzstufe legt, während das Zeitsteuersignal anliegt.

Diskriminators (18) durchschaltet, und eine Übertragungseinrichtung (OP2) aufweist, die mit dem Kondensator (C\) verbunden ist und die Spannung über dem Kondensator (Q) auf die Vergleichseinrichtung (44) überträgt