DE3720254A1 - Receiver circuit for a radio-frequency remote control operating with a fixed carrier frequency - Google Patents
Receiver circuit for a radio-frequency remote control operating with a fixed carrier frequencyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Empfängerschaltung für eine mit einer festen Trägerfrequenz arbeitende Hochfrequenz-Fernsteuerung mit einer Ein gangsschaltung, einem der Eingangsschaltung nachgeschalteten Trägerfrequenz empfänger und einer dem Trägerfrequenzempfänger nachgeschalteten Nieder frequenz-Verstärkerschaltung, wobei der Trägerfrequenzempfänger als Demo dulator mit Niederfrequenzfilter ausgeführt ist und einen sich selbst taktenden Osillator aufweist, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a receiver circuit for one with a fixed carrier frequency working radio frequency remote control with an on gear circuit, a carrier frequency downstream of the input circuit receiver and a low downstream of the carrier frequency receiver frequency amplifier circuit, the carrier frequency receiver as a demo Dulator is designed with a low frequency filter and one itself clocking Osillator, according to the preamble of claim 1.
Mit einer festen Trägerfrequenz arbeitende, zumeist drahtlose Hochfrequenz- Fernsteuerungen sind seit langem bekannt und finden einen vielfältigen Ein satz in der Konsumelektronik, beispielsweise für Antriebe von Garagentoren, Schiebetoren, Drehtoren und Antennen, aber auch für Personenrufanlagen und für den Modellbau. Aufgrund wachsender fernmeldetechnischer Anforderungen werden bei Empfängerschaltungen für zuvor erläuterte Anwendungsfälle, also auch bei Empfängerschaltungen für die Konsumelektronik schaltungstechnisch aufwendige Trägerfrequenzempfänger eingesetzt, insbesondere Überlagerungs empfänger (Superhet- bzw. Doppelsuperhetempfänger), die besonders schmal bandig sind (Zeitschrift "Funk-Technik" 1979, Seiten T 392 bis 398, sowie 1977 Seiten F + E 133 bis 142). Wegen der ausgezeichneten Schmalbandigkeit der Überlagerungstechnik ist die Eingangsschaltung in diesen Fällen ledig lich ein normales, nicht besonders schmalbandiges Frequenzfilter. Die Über lagerungstechnik ist aber ziemlich kostenaufwendig.Mostly wireless high-frequency Remote controls have been known for a long time and find a variety of uses set in consumer electronics, for example for drives for garage doors, Sliding gates, swing gates and antennas, but also for paging systems and for model making. Due to growing telecommunications requirements are used in receiver circuits for previously explained applications, ie also in terms of circuitry for receiver circuits for consumer electronics elaborate carrier frequency receiver used, especially superimposition receivers (superhet or double superhet receivers) that are particularly narrow are bandy (magazine "Funk-Technik" 1979, pages T 392 to 398, as well 1977 pages F + E 133 to 142). Because of the excellent narrow band the input circuit is single in these cases Lich a normal, not particularly narrow-band frequency filter. The About storage technology is quite expensive.
Gerade in der Konsumelektronik spielen die Herstellungskosten eine enorme Rolle, so daß man auch bei Empfängerschaltungen der in Rede stehenden Art, wie im übrigen auch bei entsprechenden Senderschaltungen, besonders auf eine kostengünstige Herstellung achtet. Folglich wird auch dort, wo das heutzutage eigentlich fernmeldetechnisch nicht mehr vertretbar ist, noch viel mit breitbandigen Trägerfrequenzempfängern gearbeitet. Wegen seines besonders einfachen Aufbaus, einer sehr geringen Störanfälligkeit und wegen der geringen Herstellungskosten hat sich dabei insbesondere der Pendelaudion empfänger sehr bewährt. Dieser ist allerdings sehr breitbandig, was dazu führt, daß ein solcher Trägerfrequenzempfänger auch von Trägerfrequenzen blockiert werden kann, die weitab von der Trägerfrequenz des zugeordneten Senders liegen. Durch eine entsprechende Kodierung der Modulationsfrequenz läßt sich zwar verhindern, daß die Empfängerschaltung mit einem breitbandigen Trägerfrequenzempfänger tatsächlich aktiviert wird, doch ist eine Blockierung durch fremde Trägerfrequenzen schon störend genug, da dann die Empfänger schaltung nicht mehr vom zugeordneten Sender beeinflußbar ist. Dieser Nach teil wird zunehmend störend, da Hochfrequenz-Fernsteuerungen eine zunehmende Verbreitung finden und dafür nur ganz bestimmte, vom fernmeldetechnischen Zentralamt genau festgelegte Trägerfrequenzen benutzt werden können. Eine solche Trägerfrequenz ist beispielsweise die Trägerfrequenz 433,92 MHz. Zugelassen sind auch beispielsweise die Frequenzen 40,68 MHz und 2450 MHz. Für den hier vorliegenden Anwendungsfall ist aber gerade die zugelassene Trägerfrequenz 433,92 MHz besonders interessant.Manufacturing costs play an enormous role, especially in consumer electronics Role, so that even with receiver circuits of the type in question, as in the rest of the corresponding transmitter circuits, especially on a cost-effective production. Consequently, even where that telecommunications is no longer justifiable today worked a lot with broadband carrier frequency receivers. Because of his particularly simple construction, a very low susceptibility to failure and because The low manufacturing cost is particularly the Pendelaudion Receiver very proven. However, this is very broadband, what about that leads to such a carrier frequency receiver also of carrier frequencies can be blocked, far from the carrier frequency of the assigned Transmitter. By coding the modulation frequency accordingly can be prevented that the receiver circuit with a broadband Carrier frequency receiver is actually activated, but is blocking Already disturbing enough due to external carrier frequencies, because then the receivers circuit can no longer be influenced by the assigned transmitter. This after part is becoming increasingly disruptive as radio frequency remote controls become an increasing Find diffusion and only very specific ones, from telecommunications Central frequencies precisely defined carrier frequencies can be used. A such a carrier frequency is, for example, the carrier frequency 433.92 MHz. The frequencies 40.68 MHz and 2450 MHz are also permitted, for example. For the application at hand here, however, is the approved one Carrier frequency 433.92 MHz particularly interesting.
Insgesamt und ergänzend ist für Empfängerschaltungen der in Rede stehenden Art, insbesondere den Überlagerungsempfänger und den Pendelaudioempfänger, auf die Fachliteratur, beispielsweise auf Lueger "Lexikon der Technik", Band 2, "Grundlagen der Elektrotechnik und Kerntechnik", DVA, Stuttgart 1960, Sei ten 504, 391 zu verweisen. Für den Pendelaudioempfänger gilt, ähnlich wie für einen Sperrschwinger (Lueger aaO, Seite 481), daß mit einer sehr starken Rückkopplung gearbeitet wird, die zum Einsatz von Eigenschwingungen führt, wobei durch einen großen Kondensator dafür gesorgt wird, daß ein setzende Schwingungen sofort wieder abreißen. Die Pendelfrequenz eines Pendelaudioempfängers ist durch Bauteile festgelegt.Overall and supplementary for receiver circuits is the one in question Type, in particular the overlay receiver and the pendulum audio receiver, on the specialist literature, for example on Lueger "Lexikon der Technik", Volume 2, "Fundamentals of electrical engineering and nuclear technology", DVA, Stuttgart 1960, Sei ten 504, 391. The same applies to the pendulum audio receiver as for a blocking oscillator (Lueger loc. cit., page 481) that with a very strong Feedback is working on the use of natural vibrations leads, whereby a large capacitor ensures that a break off vibrations immediately. The pendulum frequency of one Pendulum audio receiver is determined by components.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine modernen fernmeldetechnischen Anforderungen entsprechende Empfängerschaltung anzugeben, die ohne großen technischen und wirtschaftlichen Aufwand herstellbar ist. The invention has for its object a modern telecommunications Requirements corresponding receiver circuit to specify that without large technical and economic effort can be produced.
Die erfindungsgemäße Empfängerschaltung löst die zuvor aufgezeigte Auf gabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.The receiver circuit according to the invention solves the previously shown gave by the features of the characterizing part of claim 1.
Erfindungsgemäß wird also mit einem sich selbst taktenden Osillator gear beitet, insoweit also auf die vom Pendelaudioempfänger bzw. vom Sperr schwinger her bekannte Technik zurückgegriffen. Der Schwingungsabriß des Oszillators wird aber nun entgegen der bisher bekannten Technik nicht über einen Kondensator realisiert, sondern dadurch, daß entgegen der bisherigen Technik nicht die Versorgungsgleichspannung am Oszillator vorgegeben wird, sondern lediglich der Versorgungsstrom. Der ansteigende Stromfluß bei an schwingendem Oszillator läßt die Versorgungsgleichspannung absinken. Durch entsprechende Abstimmung der verschiedenen Bauteile eines Oszillators läßt sich ohne weiteres erreichen, daß dieser zunächst bei der maximalen Ver sorgungsgleichspannung noch nicht auf der Trägerfrequenz schwingt, sondern diese erst bei einer deutlich geringeren Resonanz-Versorgungsgleichspan nung erreicht. An dieser Stelle ist nun durch entsprechende Abstimmung der Güte des frequenzbestimmenden Elements, des Konstantstroms der Konstant stromquelle und der Resonanz-Versorgungsgleichspannung dafür gesorgt, daß das frequenzbestimmende Element gerade noch angeregt wird.According to the invention, a self-clocking oscillator gear is used works, so far to that of the pendulum audio receiver or from the lock technology used here. The vibration breakdown of the However, contrary to the previously known technology, oscillators are not now over realized a capacitor, but in that contrary to the previous Technology does not specify the DC supply voltage at the oscillator, but only the supply current. The increasing current flow at oscillating oscillator causes the DC supply voltage to drop. By appropriate coordination of the various components of an oscillator can can easily achieve that this first at the maximum Ver DC voltage does not yet oscillate on the carrier frequency, but this only with a significantly lower resonance supply DC chip achieved. At this point is now through appropriate voting the quality of the frequency-determining element, the constant current the constant current source and the resonance supply DC voltage ensured that the frequency-determining element is just excited.
Liegt an der Eingangsschaltung kein Eingangssignal mit Trägerfrequenz an, so wiederholt sich ein Hochfrequenz-Schwingungsvorgang des Oszillators relativ konstant im Rhythmus der Selbsttaktfrequenz. Liegt aber ein Eingangssignal mit Trägerfrequenz an, so wird durch den erhöhten Eingangs pegel der Schwingungsvorgang des Oszillators früher bzw. schneller ein setzen. Da das Trägerfrequenz-Eingangssignal aber auch an der die Selbst taktfrequenz bestimmenden Schaltung ansteht, verändert sich gezielt auch die Selbsttaktfrequenz des Oszillators, d. h. mit ansteigendem Eingangs pegel wird die Selbsttaktfrequenz höher. Im Ergebnis macht sich auch eine Niederfrequenz-Modulation der Trägerfrequenz am Ausgang des Oszil lators in einer Modulation der Selbsttaktfrequenz und damit in einer Modulation des Ausgangssignals bemerkbar.If there is no input signal with carrier frequency at the input circuit, a high-frequency oscillation process of the oscillator is repeated relatively constant in the rhythm of the self-clock frequency. But lies in Input signal with carrier frequency, so is due to the increased input level the oscillation process of the oscillator earlier or faster put. Since the carrier frequency input signal is also at the self clock frequency determining circuit is present, also changes selectively the oscillator's self-clock frequency, d. H. with increasing entrance level, the self-clock frequency becomes higher. The result also makes itself felt a low frequency modulation of the carrier frequency at the output of the Oszil lators in a modulation of the self-clock frequency and thus in one Noticeable modulation of the output signal.
Die hohe Selektivität bzw. Schmalbandigkeit des Oszillators der erfin dungsgemäßen Empfängerschaltung ergibt sich dadurch, daß wegen der er findungsgemäß verwirklichten Abhängigkeit der Frequenz des Oszillators von der tatsächlich anstehenden Versorgungsgleichspannung eine Träger frequenz, die mit der Resonanzfrequenz des frequenzbestimmenden Elements zusammenfällt, dieses nur noch gedämpft anregen kann.The high selectivity or narrow band of the oscillator invented Invention receiver circuit results from the fact that because of it Dependence of the frequency of the oscillator realized according to the invention a carrier of the actual DC supply voltage frequency with the resonance frequency of the frequency determining element coincides, this can only stimulate damped.
Im Ergebnis reicht ein relativ einfach aufgebauter, sich selbst taktender Oszillator in Verbindung mit einer Konstantstromquelle aus, eine den fernmeldetechnischen Anforderungen entsprechende Schmalbandigkeit zu er reichen. Damit aber ist ein Weg gefunden, wie mit gegenüber Überlage rungsempfängern erheblich einfacheren und kostengünstigeren Mitteln eine vergleichbare Schmalbandigkeit bei Empfängerschaltungen der in Rede ste henden Art verwirklicht werden kann.The result is a relatively simple, self-clocking Oscillator in connection with a constant current source, the one telecommunication requirements corresponding to narrowband pass. But with that a way is found, as with overlay beneficiaries considerably simpler and cheaper means comparable narrowband in receiver circuits in question can be realized.
Von besonderer Bedeutung ist im übrigen noch die Kombination des bei der erfindungsgemäßen Empfängerschaltung verwirklichten Trägerfrequenzempfängers mit einer Eingangsschaltung, die als spannungsgesteuerte Torschaltung aus geführt ist und mit der Selbsttaktfrequenz geschlossen und geöffnet wird, so daß nur während der Öffnungsperioden ein Hochfrequenzsignal mit der Trägerfrequenz die Eingangsschaltung passiert und den Oszillator erreicht. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der Schmalbandigkeit erreicht, indem dafür gesorgt wird, daß ein Eingangssignal mit der Trägerfrequenz den Oszillator nur zu den genau gewünschten Zeitpunkten überhaupt erreichen kann. Neben der Erhöhung der Selektivität hat das den weiteren Vorteil, daß in Gegenrichtung auch die vom Oszillator abgestrahlte Störstrahlung am Eingang drastisch verringert wird.Of special importance is the combination of the Receiver circuit according to the invention implemented carrier frequency receiver with an input circuit that consists of a voltage controlled gate circuit is guided and is closed and opened with the self-clock frequency, so that a high frequency signal with the only during the opening periods Carrier frequency passes the input circuit and reaches the oscillator. A further improvement in the narrow band is achieved by it is ensured that an input signal with the carrier frequency Can only reach the oscillator at the precisely desired times. In addition to increasing the selectivity, this has the further advantage that in In the opposite direction also the interference radiation emitted by the oscillator at the input is drastically reduced.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der Erfin dung werden in den Unteransprüchen sowie in der nachfolgenden Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtFurther preferred refinements and developments of the teaching of the Erfin are in the subclaims and in the following explanation a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing described in more detail. In the drawing shows
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Empfänger schaltung, Fig. 1 is a schematic block diagram of a receiver circuit according to the invention,
Fig. 2 ein detaillierteres Schaltbild eines weiter bevorzugten Ausführungs beispiels einer erfindungsgemäßen Empfängerschaltung, Fig. 2 is a more detailed diagram of a further preferred execution of an inventive receiver circuit,
Fig. 3 den Verlauf der Versorgungsgleichspannung am Ausgang des Oszillators der erfindungsgemäßen Empfängerschaltung ohne Trägerfrequenz-Eingangs signal, Fig. 3 shows the profile of the DC supply voltage at the output of the oscillator of the receiver circuit according to the invention without a carrier frequency input signal,
Fig. 4 den Verlauf der Versorgungsgleichspannung am Ausgang des Oszillators der erfindungsgemäßen Empfängerschaltung mit amplitudenmoduliertem Trägerfrequenz-Eingangssignal und Fig. 4 shows the course of the DC supply voltage at the output of the oscillator of the receiver circuit according to the invention with amplitude-modulated carrier frequency input signal and
Fig. 5 ein Diagramm zum Vergleich verschiedener Empfängerschaltungen. Fig. 5 is a diagram for comparing different receiver circuits.
Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild schematisch ein bevorzugtes Ausführungs beispiel einer erfindungsgemäßen Empfängerschaltung für eine mit einer festen Trägerfrequenz arbeitende Hochfrequenze-Fernsteuerung. Diese Empfängerschal tung ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel für eine drahtlose Über tragungstechnik dargestellt, ohne daß dies einschränkend zu verstehen ist. Fig. 1 shows a block diagram of a preferred embodiment example of a receiver circuit according to the invention for a radio frequency remote control operating at a fixed carrier frequency. This Receiver scarf device is shown in the embodiment shown here for a wireless transmission technology, without this being understood as limiting.
Im übrigen wird die Empfängerschaltung im folgenden stets für eine amplituden modulierte Trägerfrequenz erläutert, was auch der bevorzugte Anwendungsfall ist, ohne daß damit die Anwendung bei einer frequenzmodulierten Trägerfre quenz ausgeschlossen wäre.Otherwise, the receiver circuit is always for an amplitude modulated carrier frequency explains what is also the preferred application is without the application in a frequency-modulated carrier fre quenz would be excluded.
Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt zunächst eine Empfangsan tenne 1, die im hier dargestellten Ausführungsbeispiel kapazitiv mit einer Eingangsschaltung 2 verbunden ist. Der Eingangsschaltung 2 nachgeschaltet ist ein Trägerfrequenzempfänger 3, diesem wiederum ist eine Niederfrequenz-Ver stärkerschaltung 4 nachgeschaltet. Der Trägerfrequenzempfänger 3 ist als Demodulator mit einem Niederfrequenzfilter 6 ausgeführt, so daß ein an der Empfangsantenne einkommendes Eingangssignal in Form eine amplitudenmodu lierten Trägerfrequenz, insbesondere einer Trägerfrequenz von 433,92 MHz, in der Empfängerschaltung demoduliert wird und schließlich am Ausgang 5 der Niederfrequenz-Verstärkerschaltung 4 das Modulationssignal, also das nieder frequenzte Nutzsignal abgegriffen werden kann.The block diagram shown in Fig. 1 first shows a receiving antenna 1 , which is capacitively connected to an input circuit 2 in the embodiment shown here. The input circuit 2 is connected downstream of a carrier frequency receiver 3 , this in turn is a low-frequency amplifier circuit 4 connected downstream. The carrier frequency receiver 3 is designed as a demodulator with a low-frequency filter 6 , so that an incoming signal at the receiving antenna in the form of an amplitude-modulated carrier frequency, in particular a carrier frequency of 433.92 MHz, is demodulated in the receiver circuit and finally at output 5 of the low-frequency amplifier circuit 4 the modulation signal, that is to say the low-frequency useful signal, can be tapped.
Der Trägerfrequenzempfänger 3 weist zunächst einen sich selbst taktenden Oszillator 7 auf. Ein solcher Oszillator 7 hat üblicherweise einen Oszilla tortransistor 8 (Fig. 2) oder eine entsprechende, aufwendigere Transistor schaltung, eine die Selbsttaktfrequenz f s bestimmende Schaltung und ein auf die Trägerfrequenz abgestimmtes frequenzbestimmendes Element 9. Im vorlie gend dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen LC-Schwing kreis hoher Güte, es können aber auch andere frequenzbestimmende Elemente vorhanden sein. Dargestellt ist ferner noch, daß der Oszillator 7 mit der Eingangsschaltung 2 kapazitiv gekoppelt ist, so daß nur hochfrequente Ein gangssignale überhaupt zum Oszillator 7 durchdringen können.The carrier frequency receiver 3 initially has a self-clocking oscillator 7 . Such an oscillator 7 usually has an oscillator gate transistor 8 ( FIG. 2) or a corresponding, more complex transistor circuit, a circuit which determines the self-clock frequency f s and a frequency-determining element 9 which is tuned to the carrier frequency. In the exemplary embodiment shown, it is a high-quality LC oscillation circuit, but other frequency-determining elements can also be present. It is also shown that the oscillator 7 is capacitively coupled to the input circuit 2 , so that only high-frequency input signals can penetrate to the oscillator 7 at all.
Wesentlich für die Erfindung ist nun zunächst, daß der Trägerfrequenzempfän ger 3 eine Konstantstromquelle 10 aufweist und der Oszillator 7 versorgungs mäßig an die Konstantstromquelle 10 angeschlossen ist. Das ist für einen solchen Oszillator 7 in einem Trägerfrequenzempfänger 3 der hier erläuterten Art bislang nicht bekannt, normalerweise wird dort mit einer vorgegebenen Versorgungsspannung, nicht aber einem vorgegebenen Versorgungsstrom gearbei tet. Durch interne schaltungstechnische Maßnahmen im Trägerfrequenzempfän ger 3 ist dafür gesorgt, daß die am Oszillator 7 anstehende Versorgungs gleichspannung U V auf einen Maximalwert begrenzt ist. Bei maximaler Versor gungsgleichspannung U V, max schwingt der Oszillator 7 auf einer Frequenz unterhalb der festen Trägerfrequenz f T an. Die feste Trägerfrequenz f T selbst erreicht der Oszillator 7 erst bei einer deutlich geringeren Resonanz- Versorungsgleichspannung U V, res , wie das später noch im einzelnen erläu tert werden wird. Hier wird also ein für Oszillatoren durchaus an sich be kannter Effekt ausgenutzt, daß sich nämlich die Oszillatorfrequenz mit der Veränderung des Arbeitspunktes des Oszillators durch Veränderung der Versor gungsgleichspannung ändert. Diese Ausnutzung erfolgt gezielt zum Zwecke der Erhöhung der Selektivität bzw. Verbesserung der Schmalbandigkeit, wie das im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert worden ist. Dazu ist weiter vorgesehen, daß die Güte des frequenzbestimmenden Elements 9, der Konstant strom der Konstantstromquelle 10 und die Resonanz-Versorgungsgleichspan nung U V, res so gewählt sind, daß die Schwingung des Oszillators 7 kurz unterhalb der Resonanz-Versorgungsgleichspannung U V, res abreißt. Schließ lich ist vorgesehen, daß ein Trägerfrequenz-Eingangssignal sowohl am Oszil latortransistor 8 als auch an der die Selbsttaktfrequenz f s bestimmenden Schaltung ansteht und so die Selbsttaktfrequenz f s sich in Abhängigkeit von der Größe des Eingangssignals erhöht.It is essential for the invention that the carrier frequency receiver 3 has a constant current source 10 and the oscillator 7 is connected in terms of supply to the constant current source 10 . This is not previously known for such an oscillator 7 in a carrier frequency receiver 3 of the type explained here, normally work is carried out there with a predetermined supply voltage, but not with a predetermined supply current. Internal circuitry measures in the carrier frequency receiver 3 ensure that the supply voltage U V present at the oscillator 7 is limited to a maximum value. At maximum supply DC voltage U V, max, the oscillator 7 oscillates at a frequency below the fixed carrier frequency f T. The fixed carrier frequency f T itself reaches the oscillator 7 only at a significantly lower resonance supply DC voltage U V, res , as will be explained in more detail later. Here, therefore, a well-known effect for oscillators is exploited, namely that the oscillator frequency changes with the change in the operating point of the oscillator by changing the supply voltage DC. This exploitation takes place specifically for the purpose of increasing the selectivity or improving the narrow band, as has been explained in the general part of the description. For this purpose, it is further provided that the quality of the frequency-determining element 9 , the constant current of the constant current source 10 and the resonance supply direct voltage U V, res are selected such that the oscillation of the oscillator 7 breaks off just below the resonant supply direct voltage U V, res . Finally, it is provided that a carrier frequency input signal is present both at the oscillator transistor 8 and at the circuit determining the self-clock frequency f s , and thus the self-clock frequency f s increases as a function of the size of the input signal.
Fig. 2 zeigt nun einige Einzelheiten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Empfängerschaltung. Soweit dies zur näheren Erläuterung des Trägerfrequenzempfängers 3 zweckmäßig ist, soll dieses Schaltbild schon jetzt erläutert werden. , FIG. 2 shows some details of a preferred embodiment of the receiver circuit according to the invention. Insofar as this is useful for a more detailed explanation of the carrier frequency receiver 3 , this circuit diagram is to be explained now.
Erkennbar ist hier, daß das frequenzbestimmende Element 9 des Oszillators 7, auch hier ein LC-Schwingkreis mit hoher Güte, an den Kollektor des Oszilla tortransistors 8 angeschlossen ist, daß die Basis des Oszillatortransistors 8 an einen Abgriff eines an die Konstantstromquelle 10 angeschlossenen Gleich spannungsteilers 11 angeschlossen ist und daß zur Bestimmung der Selbsttakt frequenz f s die Basis des Oszillatortransistors 8 zusätzlich an einen Abgriff eines an die Konstantstromquelle 10 angeschlossenen kapazitiven Spannungs teilers 12 angeschlossen ist. Dadurch wird einerseits die Arbeitspunktein stellung des Oszillatortransistors 8 in der Weise erreicht, daß sie von der Versorgungsgleichspannung abhängig ist, wird andererseits die Selbsttakt frequenz f s in solcher Art vorgegeben, daß sie von der Versorgungsgleich spannung und vom an der Basis des Oszillatortransistors 8 anstehenden Ein gangssignal abhängig ist. Das ist der im allgemeinen Teil der Beschreibung erläuterte, hier zielgerichtet genutzte Effekt.It can be seen here that the frequency-determining element 9 of the oscillator 7 , also here an LC oscillation circuit with high quality, is connected to the collector of the oscillator gate transistor 8 , that the base of the oscillator transistor 8 to a tap of a DC voltage divider connected to the constant current source 10 11 is connected and that for determining the self-clock frequency f s, the base of the oscillator transistor 8 is additionally connected to a tap of a capacitive voltage divider 12 connected to the constant current source 10 . As a result, the operating point setting of the oscillator transistor 8 is achieved in such a way that it is dependent on the DC supply voltage, on the other hand, the self-clock frequency f s is specified in such a way that it from the DC supply voltage and from the pending at the base of the oscillator transistor 8 A is dependent on the output signal. This is the effect explained in the general part of the description, used here specifically.
Es gibt natürlich eine Vielzahl anderer schaltungstechnischer Möglichkeiten, die grundsätzliche Lehre der Erfindung zu verwirklichen, so daß das Schal tungsbeispiel nach Fig. 2 lediglich als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anzusehen ist.There are of course a variety of other circuitry options to implement the basic teaching of the invention, so that the scarf example of FIG. 2 is only to be regarded as a preferred embodiment.
Die Fig. 1 und 2 machen deutlich, daß zur weiteren Verbesserung der Selekti vität der dargestellten Empfängerschaltung im hier vorliegenden Ausführungs beispiel die Eingangsschaltung 2 als spannungsgesteuerte Torschaltung ausge führt ist und mit der Selbsttaktfrequenz f s geschlossen und geöffnet wird. Dadurch ist erreichbar, daß ein Hochfrequenzsignal mit der Trägerfrequenz f T die Eingangsschaltung 2 nur während der Öffnungsperioden passiert und den Oszillator 7 also nur während der Öffnungsperioden erreicht. Schaltungstech nisch ist es ohne weiteres möglich, die Eingangsschaltung 2 synchron mit der jeweiligen Selbsttaktfrequenz f s des Oszillators 7 so zu steuern, daß ein Trägerfrequenz-Eingangssignal den Oszillator 7 nur dann erreicht, wenn dies gewünscht ist. Figs. 1 and 2 make it clear that to further improve the Selekti the receiver circuit shown in the present here execution tivity for example, the input circuit 2 out as voltage-controlled gate circuit leads and with the self-clock frequency f s is closed and opened. It can thereby be achieved that a high-frequency signal with the carrier frequency f T only passes the input circuit 2 during the opening periods and thus only reaches the oscillator 7 during the opening periods. In terms of circuit technology, it is readily possible to control the input circuit 2 synchronously with the respective self-clock frequency f s of the oscillator 7 so that a carrier frequency input signal only reaches the oscillator 7 if this is desired.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß jede Öffnungsperiode der Eingangsschal tung 2 jeweils kurz nach Erreichen bzw. Unterschreiten der Resonanz-Versor gungsgleichspannung U V, res endet. Damit wird ein sehr schneller, abrupter Schwingungsabriß des Oszillators 7 sichergestellt, so daß die Selektivität bzw. Schmalbandigkeit der Empfängerschaltung insgesamt optimiert ist. According to the invention it is provided that each opening period of the input sound device 2 in each case shortly after reaching or falling below the resonance versor supply voltage U V, res ends. This ensures a very rapid, abrupt vibration breakdown of the oscillator 7 , so that the selectivity or narrowband nature of the receiver circuit is optimized overall.
Zuvor ist nur generell erläutert worden, daß eine Spannungssteuerung der Tor schaltung als Eingangsschaltung 2 grundsätzlich ohne weiteres möglich ist. Hierzu gibt es natürlich eine Vielzahl von Schaltungsmöglichkeiten. Eine besonders bevorzugte Schaltungsmöglichkeit zeigen die Fig. 1 und 2 dergestalt, daß der Trägerfrequenzempfänger 2 einen Rückkopplungs-Schaltverstärker 13 aufweist, daß der Rückkopplungs-Schaltverstärker 13 eingangsseitig an einen Steuerausgang 14 des Oszillators 7 und ausgangsseitig an die als Torschaltung ausgeführte Eingangsschaltung 2 angeschlossen ist und daß am Ausgang des Rückkopplungs-Schaltverstärkers 13 im wesentlichen dann ein die Eingangs schaltung 2 durchsteuerndes Signal, vorzugsweise in Form einer positiven Spannung, ansteht, wenn die Versorgungsgleichspannung U V größer ist als die Resonanz-Versorgungsgleichspannung U V, res .Previously, it was only generally explained that voltage control of the gate circuit as an input circuit 2 is in principle readily possible. There are of course a variety of circuit options for this. A particularly preferred circuit way, Figs. 1 and 2 such that the carrier frequency receiver 2 comprises a feedback amplifier 13 so that the feedback amplifier 13 to a control output 14 of the oscillator 7 and the output side connected to the configured as a gate input circuit 2 on the input side and that at the output of the feedback switching amplifier 13 then essentially a control of the input circuit 2 signal, preferably in the form of a positive voltage, when the DC supply voltage U V is greater than the resonance supply DC voltage U V, res .
Fig. 2 zeigt, daß der Rückkopplungs-Schaltverstärker 13 im hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen in gegengekoppelter Ermitterschaltung geschalteten Verstärkertransistor 15 aufweist, der mit seiner Basis an den im Emitterzweig des Oszillatortransistors 8 liegenden Steuerausgang 14 angeschlossen ist und dessen Kollektor einerseits über einen Widerstand 16 an eine fest vorge gebene Versorgungsspannung, andererseits über einen Spannungsteiler 17 mit Widerständen und einem Kondensator an die Eingangsschaltung 2 angeschlossen ist. Fig. 2 shows that the feedback switching amplifier 13 in the embodiment shown here has an amplifier transistor 15 connected in negative feedback, the base of which is connected to the control output 14 located in the emitter branch of the oscillator transistor 8 and the collector of which is connected via a resistor 16 to a resistor 16 pre-specified supply voltage, on the other hand is connected to the input circuit 2 via a voltage divider 17 with resistors and a capacitor.
Wesentlich ist, daß auf diese Weise bei gesperrtem Verstärkertransistor 15 des Rückkopplungs-Schaltverstärkers 13 der Eingangsschaltung 2 eine positive Spannung zugeführt wird, die die Eingangsschaltung 2 in geöffneten Zustand bringt.It is essential that in this way, when the amplifier transistor 15 of the feedback switching amplifier 13 is blocked, the input circuit 2 is supplied with a positive voltage which brings the input circuit 2 into the open state.
Fig. 1 und 2 zeigen weiter im Zusammenhang, daß die Eingangsschaltung 2 hier als Dioden-Pi-Schaltung mit zwei einander entgegengesetzt geschalteten, vorzugsweise mit den Anoden verbundenen Durchgangsdioden 18 ausgeführt ist, Weiter gilt, daß im hier dargestellten Ausführungsbeispiel die als Dioden- Pi-Schaltung ausgeführte Eingangsschaltung 2 mindestens eine, vorzugsweise mit der Kathode an Masse geschaltete Massediode 19 aufweist. Schließlich gilt, daß im hier bevorzugten Ausführungsbeispiel die beiden Durchgangs dioden 18 mit ihren Kathoden über je einen Ableitwiderstand 20 nach Masse geschaltet sind. Fig. 1 and 2 further show in connection that the input circuit 2 is designed here as a diode-Pi circuit with two oppositely connected, preferably connected to the anodes through diodes 18 , further applies that in the embodiment shown here as the diode-Pi -Circuit input circuit 2 has at least one, preferably with the cathode connected to ground diode 19 . Finally, it applies that in the preferred embodiment, the two passage diodes 18 are connected with their cathodes via a bleeder 20 to ground.
Durch die zuvor in einem Ausführungsbeispiel erläuterte Schaltungstechnik der Eingangsschaltung 2 ist gewährleistet, daß diese sich in geöffneter Phase befindet, wenn der gemeinsame Punkt der beiden Durchgangsdioden 18 auf ausreichend positiven Potential liegt. Dann sind beide Durchgangsdioden 18 durchgeschaltet und es ist ein direkter, niederohmiger Weg für ein Träger frequenz-Eingangssignal von der Empfangsantenne 1 zu Oszillator 7 gegeben.The circuit technology of the input circuit 2 explained above in one exemplary embodiment ensures that it is in the open phase when the common point of the two pass diodes 18 is at a sufficiently positive potential. Then both pass diodes 18 are switched through and there is a direct, low-resistance path for a carrier frequency input signal from the receiving antenna 1 to the oscillator 7 .
Diese Schaltungsanordnung der Eingangsschaltung 2 ist zwar ganz besonders zweckmäßig, nämlich ganz besonders einfach in ihrem Aufbau und damit ganz besonders kostengünstig und gleichzeitig sehr wirksam, es lassen sich aber durchaus noch andere Schaltungsanordnungen für die Eingangsschaltung 2 finden. Beispielweise wäre es auch möglich, hier einen von dem Rückkopplungs-Schalt verstärker 13 her angesteuerten Längstransistor zu verwenden.Although this circuit arrangement of the input circuit 2 is particularly expedient, namely very simple in its construction and thus very particularly cost-effective and at the same time very effective, other circuit arrangements for the input circuit 2 can still be found. For example, it would also be possible to use a series transistor driven by the feedback switching amplifier 13 here.
Die Lehre der Erfindung macht sich grundsätzlich für den vorliegenden An wendungsfall die als solche bekannte Erkenntnis zunutze, daß ein Schwing kreis dann besonders selektiv ist, wenn er besonders tief angesteuert wird. Dies wird im Rahmen der Lehre der Erfindung systematisch ausgenutzt, indem der Arbeitspunkt für den Oszillator 7 bei Erreichen der festen Trägerfre quenz f T schon so verschoben worden ist, daß die Hochfrequenzsignale das frequenzbestimmende Element 9 des Oszillators 7 nur noch gedämpft an regen können. Für eine knapp daneben liegende Trägerfrequenz ist das schon nicht mehr möglich. Zusätzlich wird noch durch die taktsynchrone Steuerung der Eingangsschaltung 2 dafür gesorgt, daß eine weitere Selektivitätsver besserung eintritt. The teaching of the invention basically makes use of the knowledge known as such for the present application that a resonant circuit is particularly selective when it is driven particularly deeply. This is used systematically in the context of the teaching of the invention by the operating point for the oscillator 7 upon reaching the fixed carrier frequency f T has already been shifted such that the high-frequency signals can only dampen the frequency-determining element 9 of the oscillator 7 to rain. This is no longer possible for a carrier frequency that is just next to it. In addition, the isochronous control of the input circuit 2 ensures that a further improvement in selectivity occurs.
Fig. 3 zeigt, basierend auf einem Oszillografenbild, den Verlauf der Versor gungsgleichspannung U V am Oszillator 7, gleichzeitig Verlauf der dann dem Niederfrequenz-Filter 6 zugeleiteten Ausgangsspannung. Dieses Bild zeigt den Zustand ohne anstehendes Trägerfrequenz-Eingangssignal mit einer Ablenkung von einer Mikrosekunde je Zentimeter. Das dargestellte Bild ist nicht maßstabs gerecht, der Abstand der beiden Impulsspitzen beträgt tatsächlich im hier dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 7 Mikrosekunden, entsprechend einer grundlegenden Selbsttaktfrequenz f s von ca. 140 kHz. Als maximale Versorgungs gleichspannung U V, max ist ein Wert von ca. 3 V vorgesehen, der wegen schal tungstechnischer Besonderheiten der konkreten Schaltungsführung während der Pausensphasen nicht ganz genau eingehalten wird. Fig. 3 shows, based on an oscillograph image, the course of the DC supply voltage U V at the oscillator 7 , at the same time the course of the output voltage then supplied to the low-frequency filter 6 . This picture shows the state without a pending carrier frequency input signal with a deflection of one microsecond per centimeter. The image shown is not to scale, the distance between the two pulse peaks is actually about 7 microseconds in the exemplary embodiment shown here, corresponding to a basic self-clock frequency f s of approximately 140 kHz. A value of approx. 3 V is provided as the maximum DC supply voltage U V, max, which is not exactly adhered to due to the circuit-specific features of the specific circuitry during the pause phases.
Fig. 4 zeigt nun die Situation bei einem anstehenden, amplitudenmodulierten Trägerfrequenz-Eingangssignal. Zu beachten ist, daß hier der Zeitmaßstab, maßstabsgerecht zu Fig. 3, auf eine Millisekunde je Zentimeter verändert worden ist. Die Veränderung der Selbsttaktfrequenz f s durch das einlaufende Eingangssignal der Trägerfrequenz f T als solches kann hier nicht mehr iden tifiziert werden, die in diesem Zeitmeßstab eng aneinanderliegenden Impuls spitzen sind zu einem breiten Band verschmolzen. Dafür aber läßt sich gut die Amplitudenschwankung der Versorgungsgleichspannung U V mit dem Nieder frequenzsignal, also der Modulationsfrequenz, erkennen. Die Modulationsfre quenz beträgt hier etwas mehr als 1 kHz. Diese Modulationsfrequenz läßt sich mit dem Niederfrequenz-Filter 6 äußerst einfach von der Trägerfrequenz trennen und über die NF-Verstärkerschaltung 4 zum Ausgang 5 hin auskoppeln. Fig. 4 shows the situation with an upcoming, amplitude-modulated carrier frequency input signal. It should be noted that the time scale here has been changed to the scale of FIG. 3 to one millisecond per centimeter. The change in the self-clock frequency f s due to the incoming input signal of the carrier frequency f T as such can no longer be identified here, the peaks which are close together in this time measuring rod are fused into a broad band. However, the amplitude fluctuation of the DC supply voltage U V with the low frequency signal, that is to say the modulation frequency, can be recognized. The modulation frequency here is slightly more than 1 kHz. This modulation frequency can be extremely easily separated from the carrier frequency with the low-frequency filter 6 and coupled out to the output 5 via the LF amplifier circuit 4 .
Fig. 5 zeigt schließlich für das hier im einzelnen erläuterte, konkrete und bevorzugte Ausführungsbeipiel den Vergleich der Ansprechkurven. Die An sprechkurve a, durchgezogene Linie, ist die eines normalen Pendelaudionemp fängers für 433,92 MHz. Man erkennt, daß hier bei einer Dämpfung von ca. 28 dB schon eine Bandbreite von ca. 10 MHz vorliegt. , FIG. 5 shows the comparison of the response curves for in detail here explained, specific and preferred embodiments Example. The response curve a , solid line, is that of a normal pendulum audio receiver for 433.92 MHz. It can be seen that with an attenuation of approx. 28 dB there is already a bandwidth of approx.
Die Meßkurve b ist die einer erfindungsgemäßen Empfängerschaltung mit einer Bandbreite von weniger als 2 MHz bis hinunter zu einer Dämpfung von über 60 dB.The measurement curve b is that of an inventive receiver circuit with a bandwidth of less than 2 MHz down to an attenuation of over 60 dB.
Fig. 2 macht nochmals sehr deutlich, daß mit der erfindungsgemäßen Empfänge schaltung in kostengünstiger Weise eine Empfangscharakteristik - Ansprech kurve - verwirklicht worden ist, die in für die Praxis ausreichendem Maße den fernmeldetechnischen Anforderungen genügt. Fig. 2 again makes it very clear that with the receiver circuit according to the invention a reception characteristic - response curve - has been realized in a cost-effective manner, which satisfies the telecommunications requirements to a sufficient extent in practice.
Mit der erfindungsgemäßen Empfängerschaltung sind eine Vielzahl von technischen Vorteilen verbunden, beispielsweise ein geringer Stromverbrauch bei niedriger Betriebsspannung, typisch 0,2 mA bei 3 V, ein sehr geringer Platzbedarf, eine hohe Gleichkanalunterdrückung, noch besser als bei einem Überlagerungsempfän ger, ein großer Dynamikbereich, bei Einsatz einer temperaturkompensierten Konstantstromquelle ein großer Temperaturbereich, beispielsweise von -35 C bis +70 C, eine hohe Empfindlichkeit von typisch 2,2 µV, mit Vorstufe gar unter 1 µV, eine geringe Störstrahlung kleiner als -70 dBm. All diese Vor züge werden mit einer sehr kostengünstigen Herstellung erreicht.With the receiver circuit according to the invention a variety of technical Advantages connected, for example a low power consumption with low Operating voltage, typically 0.2 mA at 3 V, a very small space requirement, a high co-channel suppression, even better than with an overlay receiver ger, a large dynamic range, when using a temperature compensated Constant current source a wide temperature range, for example of -35 C up to +70 C, a high sensitivity of typically 2.2 µV, with pre-stage even less than 1 µV, low interference radiation less than -70 dBm. All this before trains are achieved with a very inexpensive production.
Der nach bevorzugter Lehre vorhandene Rückkopplungs-Schaltverstärker gibt die Möglichkeit, die Feldstärke in digitalisierter Form anzeigemäßig auszu koppeln. Nach bevorzugter Lehre gilt insoweit, daß eine Feldstärkeanzeige an den Ausgang des Rückkopplungs-Schaltverstärkers angeschlossen ist und daß die Feldstärkeanzeige vorzugsweise als LED-Anzeige ausgeführt ist.The existing feedback switching amplifier according to preferred teaching the possibility of displaying the field strength in digital form couple. According to preferred teaching, a field strength display applies is connected to the output of the feedback switching amplifier and that the field strength display is preferably designed as an LED display.
Claims (9)
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DE19873720254 DE3720254A1 (en) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Receiver circuit for a radio-frequency remote control operating with a fixed carrier frequency |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3720254A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5564101A (en) * | 1993-07-09 | 1996-10-08 | Universal Devices | Method and apparatus for transmitter for universal garage door opener |
DE19644394A1 (en) * | 1996-10-25 | 1998-01-22 | Bosch Gmbh Robert | Receiver with amplifier especially for vehicle locking system |
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1987
- 1987-06-19 DE DE19873720254 patent/DE3720254A1/en active Granted
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Title |
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Lueger: "Lexikon der Technik" 1960, Bd.2, S.391,481,504 * |
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US5790948A (en) * | 1993-07-09 | 1998-08-04 | Universal Devices | Method and apparatus for transmitter for universal garage door opener |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3720254C2 (en) | 1989-04-06 |
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