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Filter- und Demodulationsschaltung
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Stand der Technik Die Erfindung geht von einer Filter- und Demodulationsschaltung
nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
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Es ist eine Filter- und Demodulationsschaltung für FM-Empfänger vorgeschlagen
worden, bei der von der Ausgangsspannung des Demodulators eine Nachsteuerspannung
abgeleitet wird, die die Resonanzfrequenz eines dem Demodulator vorgeschalteten
schmalbandigen ZF-Filters derart verschiebt, daß der Momentanwert der Zwischenfrequenz
stets innerhalb des Durchlaßbereiches des Filters liegt. Eine derartige Filter-
und Demodulationsschaltun hat den Nachteil, daß sie aufgrund der Gruppenlaufzeit
ihres Filters eine Nachsteuerungsverzögerung aufweist.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Filter- und Demodulationsschaltung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Nachsteuerungsverzögerung
durch eine entsprechende Korrektur der Nachsteuerspannung weitgehend unwirksam wird.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Filter- und Igemodulationsschaltung
möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Filter- und Demodulationsschaltung, bei
der das Netzwerk die Ausgangsspannung des
Demodulators taktweise
abtastet und speichert, die durch die Abtastung und Speicherung erhaltene Spannung
von der Ausgangsspannung des Demodulators subtrahiert und aus der durch die Subtraktion
erhaltenen Spannung eine als Korrekturspannung dienende Hüllkurvenspannung bildet.
Durch eine Schaltung mit den vorgenannten Merkmalen erhält man auf einfache Weise
eine Korrekturspannung, die der Nachsteuerspannung zugefügt wird.
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Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 den zeitlichen Verlauf einer unkorrigierten,
einer idealen und einer korrigierten Nachsteuerspannung, Fig. 2 ein Schaltbild einer
erfindungsgemäßen Filter- und Demodulationsschaltung in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 3 AbisE je einen Spannungsverlauf in Abhängigkeit von der Zeit an Schaltungspunkten
A bis E in Fig. 2, Fig. 4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Filter-und
Demodulationsschaltung in einer zweiten Ausführungsform und Fig. 5 eine Kennlinie
einer Kapazitätsdiode und einer vorverzerrten Steuerspánnung.
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Beschreibung der Erfindung Eine Filter und Dernoduiationsschaltung
umfaßt (;£~mä.ß. Fig. 2 ein schmalbandiges und in seiner Resonanz frequenz nachsteuerbares
Filter 10 mit einem Eingang 11, einem Steuereingang 12
und einem
Ausgang 13 sowie einen dem Filter nachgeschalteten Demodulator 14, dessen Ausgang
15 erstens mit einem Ausgang 16 der Filter- und Demodulationsschaltung und zweitens
mit einem Eingang 17 eines Netzwerkes 18 verbunden ist, dessen Ausgang 1 mit dem
Steuereingang 12 verbunden ist.
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Dient das Netzwerk 18 wie bei einem früheren Vorschlag lediglich zur
Anpassung der Ausgangsspannung des Demodulators 15 an den Steuereingang 12 des Filters
10, so erhält man eine Nachsteuerspannung X (vgl. strichpunktierter Kurvenverlauf
in Fig. 1), die infolge der Nachsteuerungsverzögerung bzw. der Gruppenlaufzeit des
Filters gegenüber einer idealen Nachsteuer spannung Y (vgl. gestrichelter Kurvenverlauf
in Fig. 1) zeitlich um At verschoben ist.
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Um eine der idealen Nachsteuerspannung weitgehend angepaßte Nachsteuerspannung
Z zu erhalten, wird ein Netzwerk 18 angewendet, das zum Beispiel den in Fig. 2 gezeigten
Schaltungsaufbau hat. Das Netzwerk 18 enthält einen ersten Transistor 20 dessen
Basis mit dem Eingang 17 und dessen Kollektor mit einer Potential U verbunden ist.
Von dem Emitter des ersten Transistors führt eine erste Verbindung über einen Widerstand
21 an Masse, eine zweite Verbindung an einen ersten Eingang 23 einer Subtraktionsschaltung
24 und eine dritte Verbindung über die Kollektor-Emitterstrecke eines zweiten Transistors
25, dessen Basis mit einem Taktgenerator 26 und dessen Emitter übE einen Speicherkondensator
27 mit Masse verbunden ist, an einer zweiten Eingang 28 der Subtraktionsschaltung
24. Eine vierte Verbindung führt von dem Emitter über einen Widerstand 30 an einen
ersten Eingang 31 einer Additionsschaltung 32. Ein Ausgang 33 der Subtraktionsschaltung
24 ist mit einem Hüllkurvendetektor 34 verbunden, der einen dritten Transistor 35
und einen Vierpol 36 aus Widerständen und Kondensatoren umfaßt unt dessen Ausgang
mit einem zweiten Eingang 37 der Additionsschaltung 32 verbunden ist. An einen Ausgang
der Additionsschaltung,
der dem Ausgang 19 des Netzwerkes 18 entspricht,
schließt sich der Steuereingang 12 des Filters 10 an.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltung ist folgende:
Am Eingang 11 der Filter- und Demodulationsschaltung nach Fig. 2 liegt eine Zwischenfrequenzspannung
UzF, die mittels des nachsteuerbaren Filters~10 ausgefiltert und mittels des Demodulators
15 demoduliert wird. Die durch die Demodulation erhaltene niederfrequente Ausgangsspannung
UNF steuert den ersten Transistor 20 an, zwischen dessen Emitter und Masse die der
Ausgangsspannung UNF annähernd gleiche Spannung UA (vgl. Fig. 3 A) liegt.
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Der Taktgenerator 26 liefert eine periodische Pulsspannung UB mit
einem Tastverhältnis von zum Beisßiel 1 : 2, die den zweiten Transistor 25 ansteuert.
Der Transistor 25 leitet jeweils nur für die Zeit AtB der Impulse i (vgl. Fig. 3
B) die Spannung UA an den Speicherkondensator 27 weiter. Während der Sperrzeit Ats
des Transistors-25 wird der Momentanwert vor der Sperrung für die Dauer der Sperrung
in dem Kondensator 27 gespeichert. An dem Speicherkondensator 27 liegt somit eine
Spannung Uc (vgl. Fig. 3 C).
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In der Subtraktionsschaltung 24 wird die Spannung Uc von der Spannung
UA subtrahiert, so daß eine pulsförmige Spannung UD entsteht (Fig. 3 D).
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Der Hüllkurvendetektor 34 bildet aus der Spannung UD eine Spannung
UE, die als Korrekturspannung dient (vgl. Fig. 3 E).
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Die Korrekturspannung und die Spannung UA liegen somit an den Eingängen
31 und 37 der Additionsschaltung 32. Die Addition ergibt eine durch die Korrekturspannung
korrigierte Nachsteuerspannung Z (vgl. Fig. 1), die annähernd denselben Verlauf
wie die ideale Nachsteuerspannung Y hat.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 4) einer erfindungsgemäßen
Filter- und Demodulationsschaltung wird für das zwischen einem Ausgang 150 eines
Demodulators 140 und einem Steuereingang 120 eines ZF-Filters 100 liegende Netzwerk
180 eine digitale Schaltung vorgesehen, die an ihrem Ausgang eine korrigierte Nachsteuerspannung
Z (vgl.
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Fig. 1) abgibt.
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Ein Eingang 170 des Netzwerkes 180 ist mit einem Analog/ Digital-Wandler
181 verbunden, dessen digitaler Ausgang 182 erstens mit einem ersten Eingang 183
eines Mikroprozessors 184 und zweitens mit einem Eingang 185 eines Zwischenspeichers
186 verbunden ist, dessen Ausgang 187 mit einem zweiten Eingang 188 deis Mikroprozessors
verbunden ist. Der ij Mikroprozessor weist inen Ausgang 189 auf, an den sich ein
Digital/Analog-Wandler 190 anschließt, dessen Ausgang 191 den mit dem Steuereingang
120 verbundenen Ausgang des Netzwerkes 180 bildet. Dem Mikroprozessor ist gegebenenfalls
ein weiterer Speicher 192 zugeordnet, der mit einem Ein-und Ausgang 193 des Mikroprozessors
in Verbindung steht. Zu dem Mikroprozessor gehört noch ein'Takteingang 194.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen#Schaltung ist folgende:
Die am Ausgang 150 des Demodulators 140 vorhandene Spannung UNF, die der Spannung
UA in Fig. 3 A entspricht, wird mit dem Analog/Digita-Wandler 181 in digitale Spannungsworte
umgewandelt, die dem Mikroprozessor 184 und deX Zwischenspeicher 186 zugeführt werden.
In dem durch ein am Takteingang 194 liegendes Taktsignal 195 gesteuerten Mikroprozessor
wird die Differenz zwischen dem momentanen Spannungswort und dem im Zwischenspeicher
186 für eine Taktperiode gespeicherten Spannungswort des vorangegangenen Taktes
gebildet. Das Differenzspannungswort wird in dem Mikroprozessor mit einem
konstanten
Faktor k multipliziert, der von der Verzögerung At (vgl. Fig. 1) abhängt. Das multiplizierte
Differenzspannungswort bildet das Korrekturspannungswort, zu welchem das momentane
Spannungswort addiert wird. Korrekturspannungswort und momentanes Spannungswort
bilden das Nachsteuerspannungswort, das in dem Digital/Analog-Wandler 190 in eine
analoge Nachsteuerspannung umgewandelt wird. Diese Nachsteuerspannung (vgl. Kurvenverlauf
Y in Fig. 1) wird dem Eingang 120 des Filters 100 zugeführt.
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Neben der vorstehend beschriebenen Laufzeitkorrektur kann das Netzwerk
180 auch mit Vorteil für eine Ansteuerungsentzerrung ausgenutzt werden. Zwischen
der Nachsteuerspannung und der Resonanzfrequenz des nachsteuerbaren Filters 100
besteht nämlich ein nichtlinearer Zusammenhang, der insbesonders auf die gekrümmte
Kennline K der in der Regel verwendeten Kapazitätsdiode zurückzuführen ist. Um diese
Nichtlinearität zu kompensieren, wird die Nachsteuerspannung Z (Fig. 1) in der in
Fig. 5 gezeigten Weise vorverzerrt, so daß eine neue Nachsteu#erspannung Z' (in
Fig. 5 gestrichelt eingezeichneter Kurvenverlauf) entsteht.
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Der Mikroprozessor kann entweder mittels eines Algorithmus die Vorverzerrungsspannungsworte
aus den unverzerrten Spannungsworten der Nachsteuerspannung errechnen. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, die Vorverzerrungsworte in dem Speicher 192 abzulegen
und den unverzerrten Spannungsworten durch taktweises Abfragen hinzuzufügen.