DE4242384C2

DE4242384C2 - Empfänger für amplitudengetastete Zeitzeichensignale

Info

Publication number: DE4242384C2
Application number: DE4242384A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Juengling; Sven-Olaf Dipl Ing Frieske
Original assignee: SMI SYST MICROELECT INNOVAT
Current assignee: Alpha Microelectronics GmbH
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1992-12-08
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2012-12-09
Also published as: DE4242384A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Geradeausempfänger für amplitudengetastete Zeitzeichensignale, der sich durch zwei Eingangsverstärker mit schaltbarer Verstärkung und je einer Antenne, einen Nachverstärker, bis zu zwei Filtern, einen weiteren Verstärker, einen Integrator oder Spitzen wertgleichrichter, einen Fensterdiskriminator und einen Komparator auszeichnet.

Eine solche Empfängerschaltung dient dem Empfang von Zeitzeichensendern, die im Langwel lenbereich senden und deren Zeittelegramme ähnlich oder gleich dem des Senders DCF77 der Deutschen Bundespost sind. Dabei unterscheiden sich diese Zeittelegramme vorwiegend in der Dauer der Tastung und der darin binär verschlüsselten Informationen. Der Empfänger hat dabei die Aufgabe, die Amplitudentastung des gesendeten Hochfrequenzsignals in einem weiten Feld stärkebereich in eine Impulsfolge zu dekodieren. Die gewonnene Impulsfolge kann dann mittels einer Signalverarbeitungsanlage in die gewünschten Steuersignale für Uhren, Anzeigen u.ä. um gewandelt werden.

Ein derartiger Empfänger ist unter anderem aus DE 35 16 810 A1 bekannt, der aber durch zusätz liche elektronische Umschalter an den Antenneneingängen und die bei AM-Empfängern übliche Abregelung der Eingangsstufe, die den Störabstand besonders bei kleinen Signalen verschlech tert, Nachteile hat. Eine andere Empfängerschaltung ist aus der DE 31 01 406 A1 bekannt. Dabei wird in regelmäßigen größeren Zeitabständen, z. B. alle 60 Sekunden, der aktuelle Wert des mitt leren effektiven Signal-Störverhältnisses digital gespeichert. Nach Mittelwertbildung und Ver gleich mit der vorherigen Messung wird ein zusätzlicher Vorverstärker zu- bzw. abgeschaltet. Diese Methode ist deshalb nachteilig, weil zum Ermitteln der Regelgrößen viel Zeit erforderlich ist und eine Anpassung an schnelle Feldstärkeänderungen, wie sie bei Empfängern in Armband uhren oder in Kraftfahrzeugen zu erwarten sind, nicht möglich ist. Ein anderer Nachteil sonst üblicher AM-Empfänger besteht in der, im Vergleich zu der Impulsdauer der Zeitzeichensignale, notwendigen großen Regelzeitkonstanten, welche zu langen Einschwingvorgängen oder zu Im pulsverzerrungen führt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Empfängerschaltung anzugeben, die eine schnelle Empfangsbereitschaft und einen sicheren Empfang der amplitudenmodulierten Zeitzei chensignale in einem weiten Feldstärkebereich, mit Antennen nahe dem Empfänger und eine Anpassung an verschiedene Zeitcodierungen unterschiedlicher Zeitzeichensender ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Empfängers werden in den Ansprüchen 2 und 3 aufgeführt.

Der erfindungsgemäße Empfänger zeichnet sich aus durch die erst bei genügend großen Ein gangssignalen und damit großen Störabständen einsetzende stufenweise geschaltete Reduzierung der Verstärkung der Eingangsverstärker, die verzerrungsarme Demodulation der Zeitzeichenim pulse und eine im Vergleich zu üblichen geregelten AM-Empfängern sehr schnelle Anpassung an sich ändernde Eingangssignale durch Auswertung des Begrenzersummensignals in einem weiten Eingangsspannungsbereich, die freie Anzahl und Lage der Schaltpunkte mit dem Fensterdiskri minator bzw. Mikroprozessor und die Möglichkeit der elektronischen Umschaltung der Zeitkon stante des Integrators oder Spitzenwertgleichrichters zur Anpassung an verschiedene Impulslän gen.

Die Einzelheiten der Ausführungsform ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. Die Figur zeigt das Blockschaltbild des beschriebenen Empfängers.

Das in der Figur dargestellte Blockschaltbild stellt einen Geradeausempfänger dar. Die Antennen kreise (1, 2) sind Ferritantennen, die auf den oder die zu empfangenden Sender abgestimmt sind. Die Antennen sind mit den Eingangsverstärkern (3, 4) fest verbunden. Die Verstärkung der bei den Eingangsverstärker wird durch die Schaltspannung (13) stufenweise geschaltet, die von der Feldstärke des Eingangssignals und den Schaltpunkten des Fensterdiskriminators (12) abhängt. Über den Schalteingang (16) wird wahlweise einer der beiden Verstärker eingeschaltet. Das Si gnal wird über den Nachverstärker (5) mit gegenphasigen Ausgängen einer Filterschaltung (6), die vorzugsweise eine Quarzfilterschaltung in Serienresonanz ist, zugeführt. Der nachfolgende Verstärker (7) ist als Begrenzerverstärker ausgeführt, wobei das aus den einzelnen Begrenzerstu fen gewonnene Summensignal (8) das Ausgangssignal ist, das der Eingangsspannung des Ver stärkers (7) logarithmisch folgt und durch die Amplitudentastung der Zeitzeichensignale modu liert ist. Der Gleichspannungsanteil (11) des Summensignals (8) wird in der Stufe (9), die ein Integrator oder Spitzenwertgleichrichter sein kann, gewonnen. Zur Anpassung an die Impulslän gen verschiedener Codierungsarten kann die Zeitkonstante über einen elektronischen Steuerein gang (10) umgeschaltet werden. Die so gewonnene Steuerspannung (11) wird in einem zwei- oder mehrstufigen Fensterdiskriminator (12) bewertet, in die Schaltspannung (13) zur stu fenweisen Umschaltung der Verstärkung der Eingangsstufen (3, 4) umgewandelt und hält damit das Eingangssignal des Verstärkers (7) im sicheren Arbeitsbereich. Der Gleichspannungsanteil (11) und das die Zeitzeichenimpulse enthaltende Summensignal (8) werden einem Komparator (14) zur Impulsgewinnung zugeführt. Das Ausgangssignal (15) des Komparators (14) dient der Ansteuerung nachfolgender Auswerteschaltungen.

Claims

1. Empfänger für amplitudengetastete Zeitzeichensignale, bestehend aus zwei Eingangsverstär kern mit einstellbarer Verstärkung und je einer Antenne, einem Nachverstärker, bis zu zwei Filtern, einem weiteren Verstärker, einem Integrator oder Spitzenwertgleichrichter, einem Fensterdiskriminator und einem Komparator, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Verstärkung der Eingangsverstärker (3, 4) zur Empfindlichkeitssteuerung stu fenweise schaltbar ist,
- daß der auf die Filterschaltung (6) folgende Verstärker (7) ein Begrenzerverstärker ist,
- daß die demodulierten Zeitzeichenimpulse als Summensignal aus den Ausgangsspan nungen der einzelnen Stufen des Begrenzerverstärkers (7) vorliegen,
- daß die durch den Integrator oder Spitzenwertgleichrichter (9) aus den demodulierten Zeitzeichenimpulsen gewonnene Spannung dem zwei- oder mehrstufigen Fensterdis kriminator (12) zugeführt wird und
- daß die Ausgangsspannung (13) des Diskriminators (12) die Verstärkung der Eingangs verstärker (3, 4) über einen Steuereingang umschaltet.

2. Empfänger nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Zeitkonstante des Integrators oder Spitzenwertgleichrichters (9) durch den Steuereingang (10) elektronisch umgeschaltet wird, um den Empfänger an die unterschiedlichen Impulslängen verschiedener Codierungsar ten anzupassen.

3. Empfänger nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Fensterdiskriminator (12) ein Mikroprozessor ist.