DE3407198A1

DE3407198A1 - Abstimmsystem

Info

Publication number: DE3407198A1
Application number: DE19843407198
Authority: DE
Inventors: Max Ward Indianapolis Ind. Muterspaugh
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1984-08-30
Also published as: KR920009487B1; DE3407198C2; US4476583A; JPH0238020B2; JPS59165515A; IT8419811A0; FR2541840B1; GB2136230B; IT1173517B; GB8405004D0; FR2541840A1; KR840008095A; GB2136230A

Description

RGA 78 626 Ks/Ei - 4 -

U.S. Serial No. 470,574
Piled: February 28, 1983

ROA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Abstimmsystem

Die Erfindung bezieht sich auf Abstimmsysterne, die eine Hochfrequenzstufe und einen Überlagerungsoszillator mit Jeweils zugehörigen Abstimmkreisen enthalten, welche sich zweckmäßigerweise über einen gegebenen Abstimmbereich in gegenseitigem Gleichlauf dürchstimmen lassen.

Abstimmsysteme für IFernsehzwecke überlagern ein hochfrequentes Signal (HF-Signal), das einem gewünschten, über Fernsehrundfunk oder Fernsehkabel empfangenen Kanal entspricht, mit einem von einem lokalen Oszillator erzeugten Überlagerersignal, dessen Frequenz in Beziehung zum gewünschten Kanal eingestellt ist, um ein Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) zu erzeugen, von welchem Bild- und Toninformationen abgeleitet werden. Die Frequenz eines Überlagerersignals wird gewöhnlich durch eine Abstimmspannung gesteuert. Diese Abstimmspannung wird abhängig von der durch den Benutzer getroffenen Wahl eines Kanals ^ erzeugt, wozu es mehrere bekannte Wege gibt, die allgemein entweder als Spannungssynthese oder als Frequenzsynthese charakterisiert werden können. Bei der Spannungssynthese werden die Abstimmspannungen für alle Kanäle entweder in

Analogform mit Hilfe jeweils eines Potentiometers oder in Di git al form in einem adressierbaren Speicher gespeichert. Bei der Frequenzsynthese wird die Frequenz des Überlagerersignals oder des ZF-Signals mit einer Referenzfrequenz verglichen, und die Abstimmspannung wird so lange geändert, bis die beiden Frequenzen gleich sind. Die Frequenzsynthese wird typischerweise mit Hilfe einer phasensynchronisierten Schleife (Phasenregelkreis) realisiert.

Die Abstimmspannung für den Überlagerungsoszillator kann zusätzlich dazu verwendet werden, die Frequenzselektivität abstimmbarer, dem Mischer vorgeschalteter HF-Filterschaltungen zu verstellen, um nur das HF-Signal des ausgewählten Kanals durchzulassen. Wenn das Durchlaßband der HF-FiIterschaltungen nicht richtig im Gleichlauf mit der Frequenz des Überlagerersignals eingestellt ist (so daß die Frequenzdifferenz genau die Zwischenfrequenz ist), dann könnte das gewünschte HF-Signal gedämpft werden, und die Wahrscheinlichkeit von Störungen aus benachbarten Fernsehkanälen wird größer. Eine Erhöhung der Bandbreite der HF-Filterschaltungen könnte zwar dazu beitragen, die Dämpfung des gewünschten HF-Signals im Falle mangelnden Gleichlaufs der Abstimmung zu vermindern, andererseits könnte eine solche Maßnahme aber das Störungsproblem verschlimmern.

Da die spannungsgesteuerten Kapazitätdioden (Varactoren) den Schaltungen des HF-Filters und des Überlagerungsoszillators eine gemeinsame Abstimmspannung empfangen, andererseits aber nicht genau die gleichen Abstimmkennlinien über den Abstimmbereich ihrer geweiligen Frequenzbereiche haben, hat man in der Vergangenheit mechanisch veränderbare Induktivitäten und Kapazitäten als Trimmelemente in den Schaltungen des HF-Filters und des überlagerungsoszillators verwendet, um zu bewirken, daß sich die Frequenzcharakteristika dieser Schaltungen :im Gl e"i cblauf miteinander abhängig von der Abstimmspannunp; ändern.

Die Justierung dieser Trimmelemente ist aber schwierig und zeitraubend und erfordert häufig ein iteratives Vorgehen. Außerdem nutzen sich die mechanischen Teile der Justierbaren Elemente allmählich ab, wodurch die Gefahr

<-i des Ausfalls von Bauteilen größer wird. Schließlich können Trimm- und Padding-Elemente auch den Gesamtbereich der Frequenzänderung des Überlagerungsoszillators soweit vermindern, daß jeweils ein gesonderter Überlagerungsoszillator für jedes Fernsehband erforderlich wird, das heißt für das untere VHF-Band, das mittlere Kabelband, das obere VHF-Band, das Super-Kabelband und das UHF-Band.

Der Abstimmgleichlauf zwischen HF-Filter und Überlagerungsoszillator ist noch schwieriger zu erreichen bei Abstimmsystemen, wo mit Doppelüberlagerung gearbeitet wird, das heißt,wo zwei Frequenzumsetzungen stattfinden, um das empfangene HF-Signal zunächst in ein erstes ZF-Signal und dann in ein zweites und endgültiges ZF-Signal umzusetzen. Bei solchen Systemen ist der zur Erzeugung des ersten ZF-Signals erforderliche Frequenzbereich des Überlagerungsoszillators im allgemeinen viel größer als der Frequenzbereich der empfangenen HF-Signale, die durch die HF-Filterschaltungen selektiert werden müssen. In einem spannungsgesteuerten Tuner macht es diese Verschiedenheit der Frequenzbereiche schwierig, den Überlagerungsoszillator und die HF-Schaltungen im Gleichlauf zueinander zu verstellen. Wenn mechanische Gleichlauf-VerStelleinrichtungen verwendet werden, wird bei den hohen Frequenzen, in doppeltumsetzenden Abstimmsystemen auftreten, die Nähe eines Ju-

"•'0 stierwerkzeuges oder die Nähe der Hand einer die Justierung vornehmenden Person die Gefahr mit sich bringen, .daß der EinsteilVorgang empfindlich gestört wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Abstimmsystern, in welchem die anfängliche oder im Werk vorgenommene Justierung des Gleichlaufs der HF-Schaltungen und der Überlagererschaltungen relativ einfach ist. Das erfin-

dungsgemäße System gestattet außerdem den elektronischen Gleichlauf der Abstimmspannungen für die Abstimmkreise der HF- und der Überlagererscbaltungen, auch, wenn ein einziger Überlagerungsoszillator für die Abstimmung sowohl im unteren als auch im oberen VHF-Fernsehband verwendet wird.

Ein erfindungsgemäßes Abstirar.isystem für einen Erapfönr-oi zur Erzeugung eines ZF-Signals aus einem ausgewählten Exemplar von HF-Signalen, die in einem Sign al freemen sband liegen, enthält eine Filtereinricbtung, eine Mischeinrichtung und einen Überlagerungsoszillator. Die Filtereinrichtung läßt unter Steuerung durch ein Filter-Abstimmsignal HF-Signale eines ausgewählten Kanals durch. Die Mischeinrichtung empfängt die ausgewählten HF-Signale und ein Überlagerungssignal zur Frequenzumsetzung der ausgewählten HF-Signale in ein vorbestimmtes ZF-Signal. Der überlagerungsoszillator erzeugt das erwähnte Überlagerungssignal unter Steuerung durch ein Oszillator-Abstimmsignal. Ferner ist eine Gleichstromsignal-i^!bertragunn;seinrichtung vorgesehen, die einen Verstärker enthält, der einen auf das Oszillator-Abstimmsignal ansprechenden Eingang hat und eine erste und zweite vorbestimmte Verstärkungscharakteristik aufweist, um das Oszillator-Abstimmsignal zu modifizieren und an einem Ausgang das Filter-Abstimmsignal zu liefern. Ein Schalter, der auf eines der Abstimmsignale anspricht, ändert die Verstärkungscharakteristik des Verstärkers von der ersten zur zweiten Charakteristik, um dadurch aus dem Oszillator-Abstimmsignal eine stückweise-lineare Approximation des Filter-Abstimmsignals abzuleiten.

Me E_rfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Blockform einen Fernsehempfänger, der ein erfindungsgemäß ausgebildetes Abstimmsystem enthält; - f-

Fig. 2a und 2b veranschaulichen in graphischer Darstellung die gewünschten Gleichlaufcharakteristiken zwischen den Abstimmspannungen der HP- und

Überlagererschaltungen;

Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer nicht-linearen Signalverarbeitungsschaltung, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist, um den Abstimmgleichlauf zwischen den HF- und Überlagererschaltungen des Abstimmsystems nach Fig. 1. herbeizuführen.

In dem mit Doppelumsetzung arbeitenden Abstimmsystem nach Fig. 1 werden HF-Fernsehsignale für Rundfunk- und Kabelkanäle an einem UHF-Antennen eingang 10, an einem VHF-An tenn en eingang 30 und an einem Kabel eingang 31 empfangen. In den USA beispielsweise nimmt jeder Kanal etwa 6 MHz-Bandbreite im Fr equ en ζ Spektrum ein und hat einen Bildträger, dessen Frequenz um 1,25 MHz höher liegt als die Frequenz am unteren' Ende der Bandbreite dieses Kanals. Die Kanalbezeichnungen und Frequenzbänder der empfangenen HF-Signale sind in der nachstehenden Tabelle I aufgeführt:

TABELLE I

Fernsehband Frequenz- Kanalbereich (MHz) bezeichnung

Abstimmband

Unteres VHF-Rundfunkband 54 bis 88 (U-VTTF)

UHF-Rundfunkband 470 bis 890

2 bis 6

Mittleres Kabelband (MK)	90	bis	174	A-5 bis I I
Oberes VHF- Rundfunkband (O-VTTF)	174	bis	216	7 bis 13
Sup er- Kabelband (SK)	216	bis	402	J bis W + 17

14 bis 83

"Tiefband"

7 "Hochband" UHF

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Wie aus der Tabelle ersichtlich, umfassen die HF-Signale in den VHF- und den Kabel bändern insgesamt einen Frequenzbereich von 54 bis 402 MHz, das heißt einen Bereich von mehr als 7:1. Da eine Abstimmung über einen größeren Bereich als 3:1 wegen des begrenzten Aussteuerungsbereichs von spannungsgesteuerten Kapazitätsdioden kaum realisierbar ist, wird der Betrieb der Abstimmeinrichtung nach Fig. 1 für die VHF- und Kabelbänder auf ein "· tiefes " und ein "hohes" Abstimmband aufgeteilt, wobei die Grenze

ΛΟ zwischen diesen Bändern bei einer Frequenz innerhalb des mittleren Kabelbandes (MK-Band) liegt, das heißt bei etwa 150 MHz. Infolgedessen enthält jedes der beiden Abstimmbänder Signale über jeweils einen Frequenzbereich von weniger als 3:1. Da das UHF-Abstimmband HF-Signale von 470 bis 890 MHz enthält, also einen Abstimmbereich von weniger als 3^:1 bedeutet, ist hier eine Aufteilung nicht erforderlich.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist, wenn der ausgewählte Fernsehkanal innerhalb des UHF-Bandes (4-70-890 MHz) liegt, eine Bandschaltspannung VB3 vorhanden, die ein abstimmbares frequenzselektives Filter 14· für das UHF-Band veranlaßt, HF-Signale von der UHF-Antenne 10 an eine HF-Vereinigungsschaltung (Diplexer) 18 durchzulassen. Dem abstimmbaren Filter 14 ist eine auf eine feste Frequenz eingestellte ZF-FaIle (Sperrfilter) 12 vorgeschaltet, um HF-Signale der ersten ZF-Frequenz von etwa 416 MHz zu dämpfen und dadurch die Erzeugung unerwünschter Schwebungssignale zu verhindern. Ein UHF-Verstärker 16 wird ebenfalls durch die Bandschaltspannung VB3 aktiviert, um die vom abstimmbaren Filter 14 selektierten HF-Signale zu verstärken und an den Diplexer 18 zu legen.

Wenn der ausgewählte Kanal im unteren VHF-Band (U-VHF) oder im unteren Teil des mittleren Kabelbandes MK l:i errfc ( das heißt in einem als"Tiefband" bezeichneten Frenuenzbereich von 54 bis 150 MHz), dann ist eine Bandschalt-

-ιοί spannung VB1 vorhanden, die ein ab stimmt» ar es Filter 20 zur Frequenzselektion im Tiefband veranlaßt, HF-Signale von der VHF-Antenne 30 oder vom Kabel eingang 31 an einen VHF-Verstärker 22 durchzulassen. Wenn der ausgewählte Ka-ηal im oberen Teil des mittleren Kabelbandes oder im oberen VHF-Band oder im Super-Kabelband liegt (also in einem als "Hochband" bezeichneten Frequenzbereich von 150 bis 402 MHz), dann ist eine Bandsehaltspannung VB2 vorhanden, die ein abstimmbares Filter 24 für die Frequenzselektion im Hochband veranlaßt, HF-Signale von der VHF-Antenne 30 oder vom Kabeleingang 31 durchzulassen. Den abstimmbaren Filtern 20 und 24 ist ein hinsichtlich der Frequenz fest eingestelltes Hochpaßfilter 26 vorgeschaltet, um niedrigfrequente unerwünschte Signale zu dämpfen, die nicht in den Fernsehbändern liegen und zu Störungen führen könnten. Der VHF-Verstärker 22 wird durch eine Bandschaltspannung VB12 aktiviert, die immer dann vorhanden ist, wenn die abstimmbaren Filter 20 oder 24 aktiviert sind, so daß der Verstärker 22 in diesem Fall die ausgewählten HF-Signale verstärkt und auf einen zweiten Eingang des Diplexers 18 gibt. Die abstimmbaren Filter 20, 24 und 14 sprechen ferner auf zugeordnete Abstimmspannungen VT1 bzw. VT2 bzw. VT3- an, um im wesentlichen nur dasjenige HF-Signal durchzulassen, das dem ausgewählten Kanal entspricht.

Ein erster Mischer 40 empfängt die von irgendeinem der abstimmbaren Filter 14, 20 und 24 gerade ausgewählten HF-Signale über den Diplexer 18 und setzt diese Signale frequenzmäßig so um, daß der Bildträger des ausgewählten Ka-η al s auf eine erste Z-F-Fr equ en ζ von 415,75 MHz zu liegen kommt, die zwischen dem Super-Kabelband und dem UHF-Band liegt. Ein abstimmbar er spannungsgesteuerter 'Überlagerungsoszillator (t'berlagerer) 42 wird durch die Bandschaltspannung VB12 aktiviert und spricht auf eine Abstimmspannung VT an, um Überlagerungssignale innerhalb eines Frequenzbereichs zu erzeugen, der ausreicht, damit der Mischer 40 alle HF-Signale, die im erwähnten Tiefband oder

im erwähnten Hochband empfangen werden, durch Überlagerung auf die erste ZF-Frequenz umsetzen kann. Ein weiterer abstimmbarer spannungsgesteuerter Oszillator 44 wird durch das "Vorhandensein der Ban ds ehalt spannung VB 3 aktiviert und spricht auf die Abstimmspannung VT an, um ein Überlagerungssignal innerhalb eines so großen Frequenzbereichs zu erzeugen, daß der Mischer 40 die im UHF-Band empfangenen HF-Signale durch Überlagerung auf die erste ZF-Frequenz umsetzen kann.
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Ein Verstärker 46 verstärkt die von den Oszillatoren 42 und 44 kommenden Überlagerungssignale, so daß sie genügend stark sind, den Mischer 40 mit einem noch akzeptierbaren Maß an Verzerrung zu betreiben.

Das erste ZF-Signal vom Mischer 40 wird dann durch einen· abgestimmten ZF-Verstärker 50 verstärkt und einem zweiten Mischer 60 zugeführt, um eine Frequenzumsetzung des ersten ZF-Signals in ein zweites ZF-Signal zu bewirken, in welchem die Bildträgerfrequenz bei 45,75 MHz liegt, was z.B. der in den US gebräuchlichen Norm entspricht. Ein Festfrequenz-Überlagerungsoszillator 62 liefert ein Überlagerungssignal der Frequenz 370 MHz an den Mischer 60. Es kann ein Regelkreis zur automatischen Feinabstimmung (AFA) verwendet werden, um die zweite ZF-Frequenz genauer zu regeln.

Eine ZF-FiIterstufe 64, wie sie herkömmlicherweise zur Verarbeitung von ZF-Signalen mit einem bei 45,75 MHz liegenden Bildträger verwendet wird, filtert das ZF-Signal und gibt das Ergebnis auf eine Fern seh signal-Ver arbeitun<?sschaltung 66 zur Demodulation der Video- und der Toninformation des ZF-Signals. Eine Bildröhre 68 gibt ein Bild entsprechend der Videoinformation wieder, und ein Lautspreeher 70 bewirkt eine Tonwiedergabe entsprechend der ^rnoninformation.

Die Kanalwahl und die Bestimmung der Frequenz des von den spannungsgesteuerten Oszillatoren 42 und 44 entwickelten Überlagerungssignals geschieht auf folgende Weise. . Eine Abstimm-Steuereinheit 72 reagiert auf die Wahl eines Kanals, um abhängig von der getroffenen Wahl die Abstimmspannung VT und die Bandschaltsignale VB1, VB2 und VB3 zu erzeugen. Ein ODER-Glied 73 spricht auf die Bandschaltsignale VB1 und VB2 an, um das Bandschaltsignal VB12 zu erzeugen. Der Bereich der Abstimmspannung VT für die verschieden en Bänder ist in den Figuren 2a und 2b dargestellt und ist umso größer, je höher die Kanalnummer ist.

Die Bandschaltsignale VB1, VB2 und VBJ sind auf einem hohen Pegel von etwa 18 Volt, wenn in dem ihnen jeweils zugeordneten Band ein Kanal gewählt worden ist. Die erwähnten Bandsehaltsignale haben niedrigen Pegel von 0 Volt, wenn der gewählte Kanal außerhalb des betreffenden Bandes liegt. Zur ausführlicheren Beschreibung des doppelt-umsetzenden Abstimmsystems nach Fig. 1 und zur näheren Erlauterung einer mit phasensynchronisierter Schleife (PLL) arbeitenden Abstimm-Steuereinheit, die sich zur Erzeugung von Abstimm- und Bandschaltsignalen eignet, sei auf die

'JOS 32 21 267)

US-Patentanmeldungen Nr. 363, 567 und Nr. 271,742-"verwiesen, deren erste am 30. März 1982 unter dem Titel "Tuning System For A Multi-Band Television Receiver" auf den Namen M.W. Muterspaugh eingereicht wurde und deren zweite am 5. Juni 1981 unter dem Titel "A Phase-Locked

Loop Tuning System Including A Prescaler Conditioned To Oscillate At An Out Of Band Frequency" auf den Namen -Ό D.J. Carlson hinterlegt wurde.

Die Abstimmspannungen VT1, VT2 und VT3 für die abstimmbaren Filter 20, 24 und 14 werden von der Abstimmspannung VT für die Überlagerungsoszillatoren 42 und 44 mittels p5 einer nicht-linearen Signalverarbeitungsschaltung 80 abgeleitet, so daß für einen ausgewählten Kanal, für den die richtige iiberlagerungsfrequenz mit Hilfe der Abstimm-

Λ Steuereinheit 72 erzeugt worden ist, auch das richtige HF-Signal ausgewählt wird, damit das durch den Überlagerungsvorgang gebildete ZF-Signal die gewünschte ZF-Frequenz bekommt. Das heißt mit anderen V/orten, die nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung 80 bewirkt, daß die Irequenzselektivitäten der abstimmbaren Filter zur richtigen Überlagerung im Gleichlauf der Frequenz, des ,jeweiligen Überlagerungssignals folgen.

Beim Stand der Technik, wo die gleiche Abstimmspannung VO? sowohl an einen Überlagerungsoszillator als auch an eine zugehörige HF-Stufe gelegt wird, werden Trimm- und Padding-Kondensatoren und -induktivitäten in den■Abstimmkreisen des Überlagerungsoszillators und der HF-Stufe justiert, um die Frequenzgänge dieser Abstimmkreise in die für den gewünschten Frequenzgleichlauf erforderliche Relation zu bringen. Wie oben erwähnt, ist die Verwendung solcher justierbarer Reaktanzen unerwünscht, weil sie schwierige und zeitraubende Ausrichtmaßnahmen im Werk erfordern, Probleme hinsichtlich der strukturellen Integrität aufwerfen und, wegen der zusätzlichen Reaktanzen dazu neigen, den erreichbaren Frequenzänderungsbereich der Abstimmkreise zu vermindern. Zum letztgenannten Punkt sei erwähnt, daß bekannte Abstimmsysteme zum Abstimmen auf HF Signale in den fünf Bändern gemäß obiger Tabelle I typischerweise getrennte spannungsgesteuerte Oszillatoren für die Abstimmung im Tiefband und im Hochband erforderten, und zwar wegen der zusätzlichen reaktiven Komponenten, die zur Erzielung des zufriedenstellenden Gleichlaufs zwischen HF-Stufe und Überlagerungsoszillator benötigt wurden. Die nicht-lineare Signalverarbeitungsschaltung 80 ermöglicht es, zur Erzielung des Gleichlaufs zwischen den abstimmbaren Filtern und den Überlagerungsoszillatoren ohne zusätzliche justierbare reaktive Komponenten und somit ohne deren Nachteile auszukommen. Wegen des Wegfalls solcher reaktiven Trimmelemente, die wie oben erwähnt den Frequenzbereich des jeweils zugehörigen Abstimmkreises

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begrenzen können, läßt sich ein einziger Überlagerungsoszillator verwenden, um das Überlagerungssignal sowohl für das Tiefband als auch für das Hochband (insgesamt von 471 bis 813 MHz) zu erzeugen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Verarbeitungsschaltung 80 wird nachstehend anhand der Figuren 2a, 2b und 3 beschrieben.

Die Figuren 2a und 2b zeigen in graphischen Darstellungen die Gleichlaufbeziehung, die erforderlich ist, damit die dem ausgewählten Kanal entsprechenden HF-Signale richtig auf die erste ZF-Frequenz umgesetzt werden. Die für das abstimmbare Tiefband-Filter 20 benötigte Abstimmspannung VTi enthält den Bereich von Spannungen zwischen den Kurven 202 und 204. Da das Durchlaßband des abstimmbaren Filters größer ist als die Bandbreite der HF-Signale für die verschiedenen Kanäle, kann die Abstimmspannung VT1 innerhalb des zwischen den Kurven 202 und 204 gezeigten Spannungsbereichs liegen und noch den Durchlaß des gewählten Kanals bewirken. Wenn die Frequenz zum höheren Ende des mittleren Kabelbandes hin ansteigt, wird die Toleranz für den Gleichlauf der Ab stimm spannung en für die HF-Filterschaltung und die Überlagererschaltung weniger streng, weil das Filter zum oberen Ende des Abstimmbereichs hin größere Bandbreite bekommt. Eine Kurve, die in der Mitte zwischen den Kurven 202 und 204 verläuft (durch X-Kreuzchen angedeutet) bringt den idealen Frequenzgleichlauf von HF-Filter und Überlagerer. Wegen der oben erwähnten Lockerung der Toleranz sind nur zwei sich schneidende gerade Linien 206 und 208 erforderlich, um

f>0 eine stückweise-lineare Approximation an die ideale Gleichlaufkurve zu erreichen.

Me Kurven 210 und 212 in Fig. 2a zeigen den zulässigen Spannungsbereich für den richtigen Gleichlauf der HF- und der t'berlagerer-Abstimmspannungen im Hochband. Auch hier sind nur zwei sich schneidende gerade Linienstücke 214 und 216 erforderlich, um die stückweise-lineare An-

näherung an die ideale Gleichlaufkurve in der Mitte zwischen den Kurven 214 und 216 zu erreichen. Die Fig. 2b zeigt graphisch eine stückweise-lineare Approximation unter Verwendung gerader Linien 218 und 220 zur Erzielung einer akzeptierbaren stückweise-linear en Annäherung an die zwischen Kurven 222 und 224 liegende ideale Gleichlaufkurve zur Erzielung des Gleichlaufs der Abstimmspannungen der HF- und Überlagererschaltungen für das UHF-Band.

Wenn individuelle Abstimmspannungen für die Oszillatoren und die abstimmbaren Filter erzeugt werden, kommt man wie oben bereits erwähnt im wesentlichen ohne justierbare reaktive Komponenten zur Erzielung des Gleichlaufs der Resonanzkurven aus, und der Frequenzbereich des Oszillators wird größer. Wie schematisch in der Fig. 1 angedeutet und graphisch, in Fig. 2a gezeigt, kann der spannungsgesteuerte Oszillator 42 unter Verwendung einer einzigen Abstimmspannung VT von etwa 2 Volt bis etwa 22 Volt Überlagerungssignale für die Abstimmung im Tiefband und im Hochband liefern. Somit benötigt der Oszillator 42 keine schaltbaren reaktiven Komponenten (z.B. keine zweite Induktivität im Schwingkreis des Oszillators, die abhängig von Bandschaltsignalen an- oder abgekoppelt werden muß), um die Resonanzkurve zur Erzielung des richtigen Gleichlaufs mit dem zögehörigen abstimmbaren HF-Filter zu ändern. Wenn es gedoch gewünscht ist, die Abstimmspannungen für die Filter von den Abstimmspannungen für den Überlagerungsoszillator abzuleiten, muß, wie aus Fig. 2a entnehmbar ist, die Verarbeitungsschaltung 80 für die Abstimmung im Tiefband eine Spannungserhöhung bewirken, damit ein Filter-Abstimmspannungsbereich (VTi) von 2 bis etwa 23 Volt durch den entsprechenden Oszillator-Abstimmspannungsbereich (VT) von etwa 2 bis 7 Volt erhalten wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Verarbeitungsschaltung 80 ist in Fig. 3 dargestellt und enthält drei Opera-

tionsverstärker 310, 340 und 360. Jeder Operationsverstärker spricht auf die Abstimmspannung VT an, um eine Ab stimm spannung VT1 bzw. VT2 bzw. VT3 für die abstimmbaren Filter 20 bzw. 24 bzw. 14 zu erzeugen. Jeder Operationsverstärker enthält eine Spannungsgeberschaltung, um dem betreffenden Operationsverstärker eine Offsetgleichspannung anzulegen, die der Differenz zwischen der Oszillator-Abstimmspannung und der HF-Abstimmspannung am Beginn Jedes Bandes entspricht, und eine Knickpunktspannung, die dem Schnittpunkt der geraden Linienstucke in den Figuren 2a und 2b entspricht. Außerdem enthält die Rückkopplungsverbindung jedes der Operationsverstärker ein spannungsempfindliches Schwellenelement wie z.B. eine Diode, die auf die Knickpunktspannung anspricht, um das Maß der Rückkopplung in der Operationsverstärkerschaltung selektiv zu steuern. Das Maß der Rückkopplung wird durch den Leitzustand dieses Elementes geändert, um der Operationsverstärkerschaltung wahlweise eine erste oder eine zweite Signalübertragungskennlinie zu geben, wobei die erste Kennlinie eine Steigung entsprechend dem jeweils unteren geraden Linienstück in Fig. 2a bzw. 2b hat, während die zweite Kennlinie eine Steigung entsprechend dem jeweils oberen geraden Linienstück hat.

In der Schaltung des Operationsverstärkers 310 koppelt ein Widerstand 312 die Oszillator-Abstimmspannung VT auf den nicbt-invertierenden Eingang (+) dieses Verstärkers. Ein zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 310 und seinem invertierenden Eingang (-) angeordnetes Rückkopplungsnetzwerk enthält Widerstände 314, 316, 318, eine Diode 320 und eine Spannungsgeberschaltung 322, die ihrerseits Widerstände 326, 330 und Potentiometer 324, 328 ent^- hält. Für die in Fig. 3 angegebenen Widerstandswerte kann das Potentiometer 328, das Betriebsspannung über den Widerstand 330 empfängt, so eingestellt werden, daß es an seinem Schleifer eine solche Knickpunktspannung liefert, daß bei Werten der Oszillator-Abstimmspannung kleiner als

5»9 Volt die Diode 320 in Sperrichtung gespannt wird und die Steigung der Übertragungskennlinie des Operationsverstärkers 3"1O im wesentlichen durch die Widerstände 31^ und 316 bestimmt wird. Das Potentiometer 324 empfängt Betriebsspannung über den Widerstand 326 und kann so eingestellt werden, daß es an seinem Schleifer eine Offset-Gleichspannung an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 310 liefert, die der Offsetspannung entspricht, welche zwischen der Oszillator-Abstimmspannung VQ? und der Filter-Abstimmspannung VQ?1 am unteren Ende des Tiefbandes erforderlich ist. Hierdurch wird für den Operationsverstärker 310 eine erste Signalübertragungskennlinie eingestellt, die der geraden Linie 206 in Fig. 2a entspricht.

Für Oszillator-Abstimmspannungen, die höher als 5,9 Volt sind, wird die Diode 320 in Durchlaßrichtung gespannt. Wenn die Diode 320 in Durchlaßrichtung gespannt ist, liegt der Widerstand 318 im wesentlichen parallel zum Widerstand 316. Hierdurch wird das Maß der Rückkopplung für den Operationsverstärker 310 vermindert, so daß sich eine zweite Signalübertragungskennlinie ergibt, die eine größere Steigung hat und im wesentlichen dem geraden Linienstück 208 in Pig. 2a entspricht. Da die Anode der Diode 320 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 310 gekoppelt ist (der bei einem idealen Operationsverstärker die gleiche Spannung hat, wie sie dem nicht-invertierenden Eingang angelegt wird), wird diese Diode 320 in Durchlaßrichtung gespannt, wenn die Oszillator-Abstimmspannung um ein Maß, das gleich der Sperrschichtspannung der Diode 320 ist, größer wird als die Spannung am Schleifer des Potentiometers 328. Da der Widerstandswert des Potentiometers 328 relativ klein im Vergleich zum Wert des Widerstandes 318 ist, wird außerdem eine Verstellung des Potentiometers 328 die Impedanz des Kückkopplungswerres für den Operationsverstärker 318 nicht wesentlich beeinflussen, wenn die Diode 320 in Durchlaßrichtung gespannt ist. Fer-

ner ist eine Nachgustierung des Potentiometers 324 oder des Potentiometers 328 in iterativer Weise nicht notwendig, weil der Schleifer des Potentiometers 328 gegenüber dem Best der Schaltung entkoppelt ist, wenn die Diode in Sperrichtung gespannt ist.

Die Erzeugung der Abstimmspannung VT2 für das Hochband durch den Operationsverstärker 340 ist im Prinzip ähnlich wie die vorstehend beschriebene Erzeugung der Abstimmspannung für das Tiefband. Wie man in Pig. 2a erkennen kann, ist jedoch die Steigung der Linie 216, die für den oberen Teil der stückweise linearen Approximation erforderlich ist, um einen zufriedenstellenden Betrieb zu erreichen, etwas kleiner als 1. Somit ist zur Lieferung einer Ver-Stärkung von weniger als 1 ein Spannungsteiler aus Widerständen 3^-2 und 34-4- vorgesehen, um eine reduzierte Version der Oszillator-Abstimmspannung an den ηicht-invertier enden Eingang des Operationsverstärkers 340 zu legen. Außerdem muß die Steigung der Übertragungskennlinie nach dem Erreichen einer vorbestimmten Oszillator-Abstimmspannung abnehmen. Somit ist am Operationsverstärker 34-0 ein Widerstand 346 vorgesehen, der Betriebsspannung zum Schleifer des Potentiometers 350 koppelt, um über einen Widerstand 348 eine Offset-Gleichspannung an den invertierenden

pe, Eingang zu legen und damit den richtigen Anfangspunkt des geraden Linienstückes 216 für das Hochband einzustellen. Die Steigung der Übertragungskennlinie wird durch einen Widerstand 358 bestimmt. Ein Potentiometer 352 wird so eingestellt, daß es an seinem Schleifer eine Knickpunkt-

T₁Q spannung liefert, die dem Schnittpunkt der Linien 214 und ?16 entspricht. Wenn die IiF-Abstimmspannung VT2 auf den Punkt ste-iprt, bei dem die Diode 354 in Durchlaßrichtung gespannt wird, legt s:i ch ein Widerstand 356 dem Widerstand ^v'^r'<"- parallel, wodurch die Verstärkung des Operations-

■■:i\ Verstärkers 340 reduziert wird, um die Steigung des geraden LinienStückes 214 zu erreichen. Damit ist die stückweise lineare Approximation für einen zufriedenstellenden Gleich-

lauf zwischen HF- und Oszillator-Abstimmung im Hochband komplett. Es sei noch erwähnt, daß die Rückkopplungsschr»!- tung für den Operationsverstärker 3^-0 auch die gleiche sein könnte wie für den Verstärker 310, nur daß die Diode 320 in entgegengesetzter Richtung zu polen wäre. Eine solche Ausführungsform wäre jedocL schwierig einzujustri eren, weil beide Potentiometerverstellungen das n:i odrigfrermen In Ende des Hochbandes beeinflussen würden und verschiedene EinJustiervorgänge für das Tiefband und das Hochband erforderlich wären.

Pur das IJHF-Abstimmband wird der Operationsverstärker 360 in ähnlicher Weise vorgespannt wie es vorstehend für den Operationsverstärker 3^0 beschrieben wurde. Statt einer Übertragungskennlinie, die nach einem speziellen Punkt abnehmen muß, ist für den Operationsverstärker 360 jedoch. eine Übertragungskennlinie erforderlich, die nach dem Schnittpunkt der geraden Linienstücke 21S und 220 zunehmen muß, um die stückweise-lineare Approximation eines zufriedenstellenden Gleichlaufs im UHF-Band zu erreichen. Dementsprechend ist die Diode 36?. in einer Polung angeordnet, die derjenigen der Diode 354- entgegengesetzt ist, und das Potentiometer 368 wird so justiert, daß die V/iderstände 370 und 372 parallelgeschaltet werden, um die St eigung des geraden Linienstückes 218 zu bekommen. Das Potentiometer 364- empfängt Betriebspotential vom Widerstand und liefert an seinem Schleifer eine Offset-Gleicbspannung, die über den V/iderstand 267 auf den invertierten Einganr des Operationsverstärkers 360 gekoppelt wird, um den Anfangspunkt des geraden Linienstückes 218 einzustellen. Das Potentiometer 368 wird so eingestellt, daß wenn die UHF-Filter-Abstimmspannung VT3 ungefähr gleich 7,5 Volt ist, die Diode 362 in Sperrichtung gespannt wird, wodurch der Widerstand 370 aus dem Rückkopplungsweg des Operetions-Verstärkers 360 ausgekoppelt wird und sich die Steigung der tibertragungskennlinie vom geraden Linienstück 7"Xo zum geraden Linienstück 220 ändert. Damit sind die Maßnahmen

komplett, die zur Erzielung des erforderlichen Gleichlaufs zwischen der HF-Abstimmung, und der Oszillator-Abstimmung für einen zufriedenstellenden Betrieb des Abstimmsystems nach Fig. 1 führen.
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Die vorstehend beschriebenen Anordnungen sind lediglich als Ausführungsbeispiel anzusehen, d.h. es sind auch Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich. So können beispielsweise einige Widerstände in den Rückkopplungenetzwerken der Operationsverstärker nach Fig. 3 variabel gemacht werden, damit die Steigung jedes geraden Linienstückes der stückweise-linearen Approximationen eingestellt werden kann. So können am Operationsverstärker 310 die festen Widerstände 316 und 318 durch Potentiometer ersetzt werden. Außerdem können an den invertierenden Eingang der Operationsverstärker zusätzliche Dioden gekoppelt werden, um mehrere Knickpunkte in den stückweiselinearen Approximationen zu bekommen, wodurch der Gleichlauf noch genauer wird.

Claims

P at en t an sp r ϋ cb e

■' 1J Mehrband-Abstimmsystem zur Bildung eines ZI¹--Signals aus HF-Signalen, die in einem Signalband liegen, mit einer FiItereinrichtung, die abhängig von einem FiI-ter-Abstimmsignal, das einen ersten Änderungsbereich hat, HF-Signale entsprechend einem ausgewählten Kanal selektiert, gekennzeichnet durch:

eine Mischeinrichtung (40), die auf die selektierten HF-Signale und auf ein Überlagerungssignal anspricht, um durch Frequenzumsetzung der selektierten HF-Signale das ZF-Signal zu entwickeln;

eine Oszillatoreinrichtung (42; 44; 46) zur Erzeugung des Überlagerungssignals abhängig von einem Oszillator-Abstimmsignal (VO?), das einen zweiten Änderungsbereich für das Signalband hat, der wesentlich kleiner ist als der erste Änderungsbereich;

eine Gleichstromsignal-Umwandlungseinrichtung (80)

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.mit einem Verstärker (310; 340; 360), der einen auf eines der Abstimmsignale (Oszillator-Abstimmsignal VT oder Filter-Abstimmsignal VT3; VT2; VT1) ansprechenden Eingang und mindestens eine erste und eine zweite vorbestimmte Verstärkungskennlinie (208; 210, 220) hat, um das erwähnte Abstimmsignal zu modifizieren und dadurch an einem Ausgang das andere der Abstimmsignale zu erzeugen, und mit einer Schalteinrichtung (320, 322; 354-* 346, 7,48, 350, 352, 356, 358; 362, 364, 366, 367, 368, 370, 372) zur Änderung der Verstärkungskennlinie des Verstärkers von der ersten zur zweiten Verstärkungskennlinie abhängig von einem vorbestimmten der Abstimmsignale, um eine stückweise-lineare Approximation des anderen Abstimmsignals zu erhalten.
2. Abstimmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung eine Spannungsgeberschaltung (322; 346, 348, 350, 352, 356, 358; 364, 366, 367, 368, 370, 372) zur Entwicklung einer ersten Vorspannung enthält und ein Schwellen element (320; 354; 362) aufweist, das auf eines der Abstimmsignale und auf die erste Vorspannung anspricht, um die Verstärkung des Verstärkers (310, 340, 360) bei einem vorbestimmten Wert des besagten vorbestimmten Abstimmsignals zu ändern, so daß ein erster Knickpunkt zwischen der ersten und der zweiten Verstärkungskennlinie erhalten wird.
3. Abstimmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsgeberschaltung eine zweite Vorspannung entwickelt und diese Vorspannung an den Verstärker (310; 340; 360) legt, um einen vorbestimmten Gleichspannungsoffset zwischen dem Oszillator-Abstimmsignal (VO?) und dem Filter-Abstimmsignal (VT3, VT2, VTi) einzustellen.

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4. Abstimmsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (310; 340; 360) einen Operationsverstärker aufweist, dessen nicht-invertierendem Eingang

(+) das Oszillator-Abstimmsignal angelegt wird und mit dessen invertierendem Eingang (-) das Schwelleneiernent (320; 35^5 362) gekoppelt ist, und daß die Spannungsgeberschaltung die zweite Vorspannung an den invertierenden Eingang (-) legt, um den vorbestimmten Gleichspannungsoffset zwischen dem Oszillator-Abstimmsignal und dem Filter-Abstimmsignal herzustellen.
5· Abstimmsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsgeberschaltung die erste Vorspannung an das Schwellenel ement (320; 35^; 362) legt, um den Schwellenpunkt für dessen Leitfähigkeit einzustellen.
6. Abstimmsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers (5'IO; VO;

360) mit dem Schwellen element (320; 354; 36?) gekoppelt ist, um dessen Leitfäbigkeits-Schwellenpunkt zu steuern.
7. Abstimmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalband ein erstes Rundfunkband, ein erstes Kabelband, ein zweites Rundfunkband und ein zweites Kabelband umfaßt.
8. Abstimmsystem nach Anspruch 1 für den Fall, daß das ZF-Signal aus HP-Signalen erzeugt wird, die einzelnen auswählbaren Kanälen entsprechen, welche in der genannten Reihenfolge in einem ersten Rundfunkband, einem ersten Kabelband, einem zweiten Rundfunkband und einem zweiten Kabelband liegen, dadurch gekennzeichnet, daß ä-ie Oszillator einrichtung (42; 44; 46) ohne die Verwendung geschalteter reaktiver Komponenten das tiberlagerungssignal erzeugt und die Freauenz dieses Signals abhängig vom Oszillator-Abstimmsignal innerhalb eines genügend großen Frequenzbereichs steuert, um das ZF-Signal aus einem beliebigen ausgewählten Kanal in jedem beliebigen der oben erwähnten Bänder zu entwickeln, und daß eine Steuereinrichtung (72) vorgesehen ist, um das Oszillator-Abstimmsignal entsprechend dem ausgewählten Kanal zu erzeugen. - 4 -