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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Satellitenempfänger
und ein entsprechendes Betriebsverfahren und insbesondere einen
Satellitenempfänger,
der eine Energieversorgungsspannnung an eine externe Zwischenfrequenzsignal-Erzeugungsvorrichtung
bereitstellen kann und der das empfangene Zwischenfrequenzsignal
empfängt
und verstärkt.
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Satellitenempfänger nach dem Stand der Technik
sind hinreichend bekannt. 1a zeigt schematisch
ein Satellitenempfangssystem, das einen Satellitenempfänger 10 umfasst,
der an eine Satellitenantenne angeschlossen ist. Die Antenne umfasst
einen als „Low
Noise Block" (LNB) 20 bezeichneten
Satellitenumwandlerblock und eine Parabolspiegelantenne 30,
die die empfangenen Signale auf den LNB 20 konzentriert.
Der LNB wandelt das Signal in ein Zwischenfrequenzsignal um, das über ein Kabel,
das die Antenne und den Empfänger 10 miteinander
verbindet, übertragen
wird. Der Empfänger 10 wählt einen
Kanal aus und demoduliert das empfangene Signal, um ein Video- und/oder Audiosignal zu
erzeugen.
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Wie in 1b gezeigt
wird, gibt es auch die Satellitenempfänger 40 bis 60,
die in einem Kaskadenmodus betrieben werden können. Für diesen Zweck müssen die
Empfänger
das empfangene Zwischenfrequenzsignal durchschleifen, so dass das
Signal von einem anderen Empfänger
in der Kaskade empfangen werden kann.
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Die in 1a und 1b gezeigten Satellitenempfänger werden
unter Bezugnahme auf 2a bzw. 2b ausführlicher beschrieben werden.
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Unter Bezugnahme auf 2a, die einen Satellitenempfänger 10 beschreibt,
der das genannte Merkmal des Zwischenfrequenz-Durchschleifens nicht
aufweist, wird das Zwischenfrequenzsignal an einem Antennenanschluss 70 empfangen,
an den der LNB über
ein Antennenkabel angeschlossen ist. Das empfangene Zwischenfrequenzsignal
wird an einen Zwischenfrequenzverstärker 90 gespeist,
der über
einen Kondensator 80 mit dem Antennenanschluss 70 verbunden
ist. Der Zwischenfrequenz-Verstärker 90 verstärkt das
empfangene Zwischenfrequenzsignal und stellt das verstärkte Signal zwecks
Signalverarbeitung an den Demodulator 100 bereit.
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Der Empfänger 10 umfasst weiterhin
eine Energieversorgungseinheit 110, die über die
Speiseleitung 120 eine Versorgungsspannung an den Zwischenfrequenz-Verstärker 90 bereitstellt.
Die Energieversorgungseinheit 110 erzeugt weiterhin eine Versorgungsspannung
an den LNB, der an den Empfänger
angeschlossen ist. Für
diesen Zweck ist die Energieversorgungseinheit 110 über eine
separate Speiseleitung an den Antennenanschluss 70 angeschlossen.
Diese Leitung kann einen Tonburstgenerator 130 zum Addieren
eines Niederspannungs-Tonburst, zum Beispiel zum Senden von DiSEgC-Befehlen an den LNB,
umfassen. Tonburts sind Niederspannungs-Steuerwörter für LNB-Steuerung und enthalten modulierte Signalwörter einer
Frequenz von 22 kHz und einer Spitze-Spitze-Spannung von 650 mV,
die zu der LNB-Versorgungsspannung addiert werden. Weiterhin werden
eine Induktivität 140 zum Entkoppeln
des empfangenen Zwischenfrequenzsignals von der Energieversorgungseinheit 110 und
der optionale Tonburstgenerator 130 bereitgestellt.
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Nunmehr unter Bezugnahme auf 2b unterscheidet sich ein
Satellitenempfänger 40, 50, 60 mit
einem Durchschleifmerkmal von dem in 2a beschriebenen
Empfänger
dahingehend, dass ein zusätzlicher
Pfad bereitgestellt wird, so dass das Zwischenfrequenzsignal durch
die nachfolgenden Empfänger
hindurchgehen kann. Dieser Pfad beinhaltet einen zweiten Antennenanschluss 150,
an den der nächste
Satellitenempfänger
angeschlossen ist. Das von dem LNB kommende Zwischenfrequenzsignal tritt über den
Anschluss 70 in den Empfänger ein und wird von dem Zwischenfrequenz-Verstärker 90 verstärkt. Das
verstärkte
Zwischenfrequenzsignal wird danach über den Kondensator 160 an
den Antennenanschluss 150 gekoppelt.
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Weiterhin kann eine Schaltung bereitgestellt werden,
so dass die nachfolgenden Empfänger
eine Spannung an den LNB liefern können. Diese Schaltung beinhaltet
einen Schalter 170 und eine Induktivität 180, die das Zwischenfrequenzsignal
von dem Schalter entkoppelt. Wenn sich der Schalter 170 in der
in 2b gezeigten Stellung
befindet, wird die von einem beliebigen der nachfolgenden Satellitenempfänger bereitgestellte
Energieversorgungsspannung über
den Anschluss 150 weitergeleitet und an dem Anschluss 70 ausgegeben.
Im anderen Falle, d.h. wenn sich der Schalter 170 in der
Stellung befindet, in der er den Tonburstgenerator 130 und
die Induktivität 140 miteinander
verbindet, wird die Energieversorgungseinheit 110 des Satellitenempfängers 40, 50, 60 zur
Bereitstellung einer LNB-Energieversorgungsspannung auf gleiche
Weise wie bei dem in 2a gezeigten
Empfänger 10 genutzt.
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Bekannte Satellitenempfänger des
Standes der Technik mit und ohne Durchschleifmerkmal haben einen
signifikanten Energieverbrauch, wenn der Satellitenempfänger nicht
aktiv ist, was zu einer besonderen Form des Betriebes des Zwischenfrequenz-Verstärkers 90 führt. Daher
besteht bei dem Stand der Technik die Notwendigkeit, den Energieverbrauch
zu senken.
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US
5,999,794 stellt einen Satellitenempfänger vor, der den Energieverbrauch
senken kann, wenn er in der Durchschleifkonfiguration betrieben wird.
Der Empfänger
umfasst eine Schaltung zum Erfassen des Anliegens und des Ursprungs
einer Energieversorgungsspannung und überträgt eine Energieversorgungsspannung
entweder von der internen Energieversorgungseinheit oder von dem
Anschluss, an den der nächstfolgende
Satellitenempfänger
angeschlossen ist, an den Zwischenfrequenz-Verstärker. Wenn der Satellitenempfänger somit
nicht arbeitet und keine Spannung von der internen Energieversorgungseinheit
bereitgestellt wird, wird die Energieversorgungsspannung an dem
Anschluss genutzt, um den Zwischenfrequenz-Verstärker zu speisen. Damit kann
der Energieverbrauch in dem jeweiligen Satellitenempfänger gesenkt
werden.
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Wie der Durchschnittsfachmann jedoch
erkennen wird, senkt dieses Verfahren nach dem Stand der Technik
nicht real den Energieverbrauch des gesamten Systems. Obwohl der
in einem Augenblick nicht arbeitende Satellitenempfänger in
der Tat keine Spannung mehr an den Zwischenfrequenz-Verstärker liefern
muss, muss diese Spannung dennoch in den nachfolgenden Satellitenempfängern erzeugt werden.
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Weiterhin ist das genannte bekannte
Verfahren auf Satellitenempfänger
beschränkt,
die die Durchschleiffähigkeit
haben, d.h. sie kann nicht in Empfängern verwendet werden, die
nicht im Kaskadenbetrieb arbeiten können.
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Um eine wirksame Senkung des Energieverbrauchs
zu ermöglichen,
wäre es
daher wünschenswert,
den Zwischenfrequenz-Verstärker 90 immer dann
abzuschalten, wenn keine Zwischenfrequenz-Verstärkung benötigt wird. Wenn der Satellitenverstärker ohne
Durchschleifen des Zwischenfrequenzsignals genutzt wird, kann die
Verstärkung
des Zwischenfrequenzsignals als nicht erforderlich betrachtet werden,
wenn der Satellitenempfänger
nicht arbeitet. Wenn der Satellitenempfänger jedoch mit dem Durchschleifmerkmal
versehen ist und in einer Kaskadenkonfiguration betrieben wird,
ist Zwischenfrequenz-Verstärkung
erforderlich, solange ein beliebiger der nachfolgenden Satellitenempfänger in
der Kaskade arbeitet. Um somit den Zwischenfrequenz-Verstärker abzuschalten,
ist es erforderlich, zu bestimmen, ob der aktuelle oder ein beliebiger
der nachfolgenden Satellitenempfänger
arbeitet.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung,
einen Satellitenempfänger
und ein entsprechendes Betriebsverfahren bereitzustellen, so dass
eine wirksame Senkung des Energieverbrauches ermöglicht wird und die Eignung
sowohl für
im Kaskadenbetrieb als auch für
einzeln betriebene Satellitenempfänger gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung
gemäß den Nebenansprüchen gelöst.
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Die Erfindung nutzt die Beziehung
zwischen der Energieversorgungsspannung für die Zwischenfrequenz-Erzeugungsvorrichtung
und dem Bedarf an Zwischenfrequenz-Verstärkung in dem Satellitenempfänger. Das
heißt,
die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, dass das Anliegen
einer Versorgungsspannung für
die Erzeugungsvorrichtung anzeigt, dass die Erzeugungsvorrichtung
von dem Satellitenempfänger
oder einem beliebigen wahlweise angeschlossenen Satellitenempfänger aufgefordert wird,
ein Zwischenfrequenzsignal für
Demodulation bereitzustellen. Das Nichtanliegen einer solchen Versorgungsspannung
zeigt an, dass ein Zwischenfrequenzsignal gegenwärtig nicht benötigt wird,
zum Beispiel weil alle Satellitenempfänger in der Kaskade gegenwärtig im
Bereitschaftsbetrieb sind. Somit wird die Erzeugungsvorrichtungs-Versorgungsspannung gemäß der vorliegenden
Erfindung genutzt, um die Versorgungsspannung des Zwischenfrequenz-Verstärkers zu
schalten.
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Da die vorliegende Erfindung also
die starke Beziehung zwischen der Versorgungsspannung für die Erzeugungsvorrichtung
und dem Bedarf an dem Zwischenfrequenzsignal nutzt, besteht ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass eine Bereitschaftsschaltung
bereitgestellt wird, die faktisch den Energieverbrauch senkt und
die durch Verwendung einer einfachen Schaltungsausführung umgesetzt werden
kann. Da erfindungsgemäß die Energieversorgungsspannung
erfasst wird, besteht keine Notwendigkeit für das Erfassen von Signalen
in dem Zwischenfrequenzbereich.
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Aufgrund der einfachen Schaltungsausführung stellt
die Erfindung einen Satellitenempfänger bereit, der eine Bereitschaftsschaltung
hat, die kostengünstig
umgesetzt werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass der Satellitenempfänger unabhängig von der in dem Satellitenempfänger laufenden
Software betrieben werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden in den Unteransprüchen geltend gemacht.
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Wenn der Satellitenempfänger der
vorliegenden Erfindung mit dem Durchschleifmerkmal versehen ist
und die Umschalteinrichtung so angeordnet ist, dass eine Energieversorgungsspannung
nur von der internen Energieversorgungseinheit zu dem Zwischenfrequenz-Verstärker bereitgestellt
wird, so hat dies den Vorteil, dass der Empfänger stabil arbeiten kann.
Im Gegensatz zu dem in
US 5,999,794 beschriebenen
Verfahren ist der Satellitenempfänger bei
diesem Ausführungsbeispiel
nicht mit einer Energieversorgungsspannung für den Zwischenfrequenz-Verstärker von
einem externen Satellitenempfänger
versehen. Somit kann Rauschen in der Spannung von den externen Empfängern den
Betrieb des Zwischenfrequenz-Verstärkers nicht beeinflussen. Weiterhin
besteht keine Notwendigkeit für
eine Spannungs-Anpassungsschaltung, wenn die externe Versorgungsspannung
(z. B. 13-18V) nicht mit der Versorgungsspannung des Zwischenfrequenz-Verstärkers (z.
B. 5V ± 5%) übereinstimmt.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf
die Abbildungszeichnungen ausführlich
beschrieben.
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Beschreibung der Zeichnungen:
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1a veranschaulicht
ein Satellitenempfangssystem, das einen Satellitenempfänger umfasst.
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1b veranschaulicht
ein Satellitenempfangssystem, das eine Kaskade von Satellitenempfängern mit
dem Durchschleifmerkmal umfasst.
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2a veranschaulicht
einen Satellitenempfänger
nach dem Stand der Technik ohne das Durchschleifmerkmal.
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2b veranschaulicht
einen Satellitenempfänger
nach dem Stand der Technik mit dem Durchschleifmerkmal.
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3a veranschaulicht
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Satellitenempfängers ohne
das Durchschleifmerkmal.
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3b veranschaulicht
ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Satellitenempfängers mit
dem Durchschleifmerkmal.
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Die veranschaulichenden Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben, wobei gleiche Elemente jeweils mit gleichen Verweisnummern bezeichnet
werden.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
und insbesondere auf 3a wird
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Satellitenempfängers 190 beschrieben.
Der Satellitenempfänger 190 umfasst
einen Schalter 200 zum Unterbrechen der Leitung 120. Der
Schalter wird durch die Energieversorgungsspannung angesteuert,
die von der Energieversorgungseinheit 110 zur Bereitstellung
an den an den Anschluss 70 angeschlossenen LNB erzeugt
wird. Aus diesem Grund umfasst der Satellitenempfänger 190 eine
Steuerleitung 210, die den Schalter 200 mit der
Energieversorgungsspannung versorgt.
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3b zeigt
ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der dargestellte Satellitenempfänger 220 ist mit dem
Durchschleifmerkmal versehen, so dass er im Kaskadenbetrieb mit
anderen externen Empfängern
betrieben werden kann. Weiterhin wird ein Schalter 200 wie
oben in Verbindung mit 3a beschrieben
bereitgestellt.
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Die Steuerspannung zum Betreiben
des Schalters wird von einer Stelle zwischen der Induktivität 140 und
dem Schalter 170 über
die Steuerleitung 230 abgenommen. Somit wird der Schalter 200 unabhängig davon
gesteuert, ob die LNB-Versorgungsspannung von der internen Energieversorgungseinheit 110 oder
von einem externen an dem Anschluss 150 angeschlossenen
Satellitenempfänger
bereitgestellt wird.
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Somit dient die Versorgungsspannung
für den
LNB in beiden Ausführungsbeispielen
als Steuerspannung für
den Steuereingang des Schalters 200. Da der LNB eine Versorgungsspannung
benötigt,
um wie oben beschrieben ein Zwischenfrequenzsignal an den Zwischenfrequenz-Verstärker 90 zu
liefern, bedeutet das, dass die Versorgungsspannung für den LNB
der Indikator ist, anhand dessen entschieden wird, ob die Versorgungsspannung
auf den Zwischenfrequenz-Verstärker 90 aufgeschaltet
wird oder nicht.
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Beispielhaft und in der Annahme,
dass ein externer Satellitenempfänge
an einen Antennenanschluss 150 des Satellitenempfängers 220 angeschlossen
ist, wählt
der Schalter 170 die Quelle aus, die den LNB versorgt.
Die in 3b gezeigte Stellung
des Schalters 170 wird verwendet, wenn der Satellitenempfänger 220 nicht
arbeitet. In dieser Stellung speist der externe Satellitenempfänger den
LNB über
den Antennenanschluss 150, die Induktivität 180,
den Schalter 170, die Induktivität 140 und den Antennenanschluss 70.
Kurz nachdem der LNB seine Versorgungsspannung erhält, liefert
er ein Zwischenfrequenzsignal durch das gleiche Antennenkabel in
den externen Satellitenempfänger über den
Antennenanschluss 70, den Kondensator 80, den
Zwischenfrequenz-Verstärker 90,
den Kondensator 160 und den Antennenanschluss 150.
Die an der Steuerleitung 230 anliegende LNB-Versorgungsspannung steuert
den Schalter 200 an, die Energieversorgungsspannung von
der Einheit 110 zu dem Zwischenfrequenz-Verstärker 90 zu liefern.
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Wenn sich alle Empfänger – der Satellitenempfänger 220 wie
auch alle externen Satellitenempfänger – im Bereitschaftsmodus befinden,
liegt unabhängig
von der Stellung des Schalters 170 keine LNB-Versorgungsspannung
an der Steuerleitung 230 an. In diesem Fall wird die Versorgungsspannung
für den
Zwischenfrequenz-Verstärker 90 abgeschaltet, da
keine Zwischenfrequenz-Verstärkung
erforderlich ist.
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Da die Steuerleitung 230 die
Spannung von einem Punkt zwischen der Induktivität 140 und 170 erhält, arbeitet
der Bereitschaftsmodus gemäß der vorliegenden
Erfindung auch, wenn der Satellitenempfänger 220 die Steuerung
des LNB übernimmt, und
zwar ach dann, wenn externe Empfänger
mit dem Anschluss 150 verbunden sind. Wenn der Satellitenempfänger 220 die
Steuerung des LNB übernehmen
soll, wird der Schalter 170 in die andere Stellung geschaltet,
und die Steuerung des Schalters 200 arbeitet so wie in
dem Fall, in dem der Satellitenempfänger 190 kein Durchschleifmerkmal
hat.
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Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass
der Satellitenempfänger 220 einem
externen Satellitenempfänger
nicht erlaubt, eine Spannung an den Zwischenfrequenz-Verstärker 90 zu
liefern. Somit wird kein externer Satellitenempfänger übermäßig belastet.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
der Schalter 200 als N-Kanal-Anreicherungs-MOS-Feldeffekttransistor
ausgeführt.
Dieses Ausführungsbeispiel
wird insbesondere dann bevorzugt, wenn die Versorgungsspannung für den Zwischenfrequenz-Verstärker 90 (z.
B. 5V) mehrere Volt kleiner ist als die Versorgungsspannung für den LNB (z.
B. 13 bis 18V). Weiterhin hat der MOS-Transistor vorzugsweise einen
kleinen Betriebswiderstand. Wenn der Schalter 200 als N-Kanal-Anreicherungs-MOS-Feldeffekttransistor
ausgeführt
ist, wird die LNB-Versorgungsspannung über die Steuerleitung 230 direkt
zu dem Toranschluss gespeist, und der Zwischenfrequenz-Verstärker-Versorgungsstrom
fließt
durch den Kanal des MOS-Feldeffekktransistors von dem Drainanschluss
zu dem Source-Elektroden-Anschluss des Transistors.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Schalter 200 ein Bipolar-Flächentransistor,
der an seinem Basisanschluss mit der Steuerleitung 210, 230 verbunden
ist, und der Versorgungsstrom fließt durch die Emitterelektrode
des Transistors.
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In einem alternativen bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist der Schalter 200 ein Relais. In diesem Fall ist die
LNB-Versorgungsspannung direkt oder mittels eines widerstandsbehafteten
Spannungsteilernetzes mit der Relaisspule verbunden.
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Wie zu erkennen sein wird, stellt
die Erfindung einen wirksamen Bereitschaftsmodus bereit. Bei dem Übergang
von dem Betriebsmodus zu dem Bereitschaftsmodus wird die Versorgung
zu dem LNB durch die Energieversorgungseinheit 110 abgeschaltet,
und der optionale Tonburst von dem Tonburstgenerator 130 wird
deaktiviert. Wegen der fehlenden Steuerspannung an der Steuerleitung 210, 230 wird
der Schalter 200 öffnen,
und der Zwischenfrequenz-Verstärker 90 wird
nicht mehr mit Versorgungsspannung versorgt. Wenn der Satellitenempfänger 190, 220 von
dem Bereitschaftsmodus in den Betriebsmodus übergeht, liefert die Energieversorgungseinheit 110 Energie,
und der Tonburstgenerator 130 kann Tonbursts an den LNB
liefern, und somit wird der Zwischenfrequenz-Verstärker 90 durch
den Schalter 200, der die Verbindung zwischen der Energieversorgungseinheit 110 und
dem Verstärker schließt, erneut
aktiviert. Somit erfolgen alle empfindlichen Schaltungen der Versorgungsspannung
zu dem Zwischenfrequenz-Verstärker automatisch.
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Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass
die erfindungsgemäßen Satellitenempfänger 190, 220 analoge
oder digitale Empfänger
sein können.
Weiterhin wurde die Erfindung in Kombination mit einem LNB beschrieben.
Es wird weiterhin erkennbar sein, dass eine beliebige Satellitenschüssel-Steuervorrichtung,
ein beliebiger Verteilungsverstärker
oder ähnliche
Vorrichtungen an den Antennenanschluss 70 angeschlossen
werden können, ohne
dass dadurch von der Erfindung abgewichen wird.