DE68906176T2

DE68906176T2 - Umschaltbare selbstabgleichende filterschaltung fuer runkfunksender und/oder rundfunkempfaenger.

Info

Publication number: DE68906176T2
Application number: DE8989400337T
Authority: DE
Inventors: Michel Byzery; Gilles Raineteau; Jean-Michel Trumpff
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1993-08-05
Anticipated expiration: 2009-02-08
Also published as: DE68906176D1; FR2627336B1; EP0329525A1; US5023941A; EP0329525B1; FR2627336A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein selbstanpassendes umschaltbares Filter für einen Funksender und/oder Funkempfänger.
Sie bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von bei Frequenzwanderung umschaltbaren Filtern.
Bei bekannten Techniken zur Herstellung von Hochfrequenzfiltern widersprechen sich die Forderungen nach einem Betrieb mit nur geringem Stromverbrauch, ohne daß die Abstimmfrequenz des Filters durch ein Störsignal verändert wird, und die Forderung nach einem weiten Abstimmbereich in der Frequenz.
Eine erste Gruppe von Filtern betrifft Filter, die über geschaltete Kondensatoren mit Hilfe von PIN-Dioden abgeglichen werden. Um einen weiten Abstimmbereich zu erzielen, erfolgen die Umschaltungen in Höhe der abgestimmten Kreise. Jedoch werden große Stromwerte zur Vorspannung der Dioden verwendet, um die Resonanzkreise des Filters nicht durch deutliche Widerstandseinflüsse zu dämpfen und um eine hohe Immunität gegen Störsignale zu gewährleisten.
Eine zweite Gruppe von Filtern betrifft die mit Kondensatoren abgeglichenen Filter, die durch elektromechanische Relais umgeschaltet werden. Diese Filter verbrauchen viel Energie, wenn ihre Abstimmfrequenz oft verändert werden soll, und führen nicht zu einem großen Frequenz-Abstimmbereich.
Eine dritte Gruppe betrifft die mit PIN-Dioden umgeschalteten Bandfilter. Diese Filter erfordern eine große Zahl von Durchlaßbandzellen, um eine hohe Selektivität zu erzielen. Wie vorher verbrauchen sie viel Strom und besitzen den Nachteil, in den Anlagen sehr viel Raum zu beanspruchen.
Schließlich betrifft die vierte Gruppe die durch Varicap-Dioden abgestimmten Filter, die in einem weiten Frequenzbereich mit geringem Verbrauch abstimmbar sind. Derartige Filter werden beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-3 146 036 A1 beschrieben. Leider wird jedoch durch Störquellen, die sich in naheliegenden Sendestationen befinden, die Vorspannung der Varicap-Dioden gestört, was zu Abgleichfehlern der Filter führt. Ziel der Erfindung ist es, diese oben erwähnten Nachteile zu verringern.
Hierzu ist Gegenstand der Erfindung ein selbstanpassendes umschaltbares Filter für einen Funksender und/oder Funkempfänger mit einem Varicap-Dioden enthaltenden Filterkreis gemäß Anspruch 1. Das Filter enthält insbesondere einen Regelkreis zur Stabilisierung der Abstimmfrequenz fo des Filters, indem auf die Spannung und den Strom der Varicap-Dioden-Vorspannung eingewirkt wird, wenn Störsignale eine Frequenz im Durchlaßbandbereich des Filters besitzen.
Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß sie durch die Korrektur der an die Varicap-Dioden angelegten Spannung das Filter auf der Abstimmfrequenz verriegeln kann, so daß das Filter ein gutes Verhalten gegenüber Störsignalen behält, die von nahen Sendestationen ausgelöst werden. Andererseits erlaubt das verwendete Korrektursystem, die Korrekturspannung nur dann anzuwenden, wenn tatsächlich eine Abweichung der Abstimmung des Filters vorliegt, so daß automatisch die starken Störquellen ausgeschaltet werden, die sehr nahe bei der Abstimmung des Filters liegen. Andererseits ermöglicht die Tatsache, daß die Erfassung des Störpegels hinter der Filtervorrichtung mit Varicap-Dioden und nach der Verstärkung erfolgt, daß nur die starken Störquellen erfaßt werden, die sich in der Nähe der Abstimmung des Filters befinden. Außerdem ist die Erfassung nach der Verstärkung einfacher durchzuführen und dämpft nicht das abgestimmte Filter.
Andere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor.
Figur 1 zeigt ein selbstanpassendes erfindungsgemäßes Filter.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Filterkreises mit Varicap-Dioden in dem selbstanpassenden Filter gemäß Figur 1.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Addierkreises des selbstanpassenden Filters gemäß Figur 1.
Das selbstanpassende Filter gemäß der Erfindung, das in Figur 1 gezeigt ist, enthält einen Filterkreis mit Varicap-Dioden 1, der an einen Verstärker 2 und einen Pegeldetektor 3 gekoppelt ist. Der Verstärker 2 und der Pegeldetektor 3 sind in dieser Reihenfolge in Reihe an den Eingang einer Gruppe von n Schwellwertschaltern 4&sub1; bis 4n angeschlossen. Die Schalter 4&sub1; bis 4n liefern an ihren Ausgängen Steuersignale CD&sub1; und CDn an Steuereingänge eines Rechenkreises 5, der die Aufgabe hat, eine Steuerspannung VD für die Abstimmfrequenz des Filterkreises mit Varicap-Dioden 1 zu liefern.
Der Filterkreis mit Varicap-Dioden 1, der in Figur 2 gezeigt ist, enthält eine Gruppe von zwei parallelen Resonanzkreisen, die von zwei durch je zwei Varicap-Dioden 8, 9 und 10, 11 abgestimmten Spulen 6 und 7 gebildet werden. Die Spulen 6 und 7 sind miteinander durch gegenseitige Induktion gekoppelt. Ihr gegenseitiger Induktionskoeffizient M ist in Figur 2 angedeutet. Die Dioden 8, 9 und 10, 11 sind in Gegenrichtung in Reihe zwischen die Enden der Spulen 6 und 7 eingefügt und ihr gemeinsames Ende ist mit dem Massekreis GR des Filters über je einen Widerstand 12, 13 und einen Kondensator 14, 15 verbunden. Die Enden der Widerstände 12 und 13, die nicht an die Dioden 8, 9 bzw. 10, 11 angeschlossen sind, sind mit dem Ausgang des Addierkreises 5 in Figur 1 verbunden und liefern die Steuerspannung VD zur Abstimmung des Filters. Die Wicklung der Spule 6 enthält einen Mittelabgriff, an dem das zu filternde Signal E angeschlossen wird. Die Spule 7 enthält auch einen Mittelabgriff S, der an den Eingang des Verstärkers 2 in Figur 1 führt.
Der Rechenkreis 5 ist in Figur 3 dargestellt. Er setzt sich aus einem Operationsverstärker 16 zusammen, der mit Hilfe eines Rückkopplungswiderstands R und mit Hilfe von N+1 Addierwiderständen R&sub1; bis RN+1 als Spannungsaddierer geschaltet ist. Die zu addierenden Spannungen werden mit Hilfe der Schalter 4&sub1; bis 4n, die Steuersignale CD&sub1; bis CDn liefern, an Schalter I&sub1; bis In angelegt, die an das nicht gemeinsame Ende der Widerstände R&sub1; bis Rn entweder ein Potential von 0 Volt oder ein Potential VDi anlegen, wobei i ein Wert zwischen 1 und n ist. Schließlich (Figur 3) empfängt das Ende des Widerstands RN+1, das nicht an die Widerstände R&sub1; bis Rn angeschlossen ist, eine Spannung Vc entsprechend der Abstimmfrequenz fo des Filters, sofern kein Störsignal vorliegt.
Bei einer Auswanderung der Frequenz wird die Spannung Vc kontinuierlich in aufeinanderfolgenden Schritten verändert, um die Abstimmung des Filters auf jede neue Frequenz zu ermöglichen.
Liegt kein Störsignal vor, dann liefert der Filterkreis mit Varicap-Diode, der in Figur 2 gezeigt ist, eine Spannung in der Nähe von 0 Volt an den Ausgang S, der den Mittelabgriff der Spule 7 bildet. Liegen dagegen Störsignale in der Nähe der Abstimmfrequenz fo des Filters vor, dann werden Spannungen an den Klemmen der Varicap-Dioden 8 bis 11 entwickelt, die die Abstimmung des Filters aus dem Gleichgewicht bringen. Aufgrund der Selektivität des Filters erzeugen nur die in der Nähe der Frequenz fo liegenden Störsignale signifikative Spannungen am Ausgang S der Spule 7 und damit am Ausgang SA des Empfangsverstärkers 2. Diese Signale werden vom Pegeldetektor 3 erfaßt, der gemäß ihrem Pegel die Schwellwertschalter 4&sub1; bis 4n einstellt und die Steuersignale CD&sub1; bis CDn an die Schalter I&sub1; bis In des Rechenkreises gemäß Figur 3 anlegt. Diese Steuerungen ermöglichen die Bildung der Spannung VD, indem der Steuerspannung Vc entsprechend der Frequenzabstimmung des Filters ohne Störsignale Spannungsstufen VDi hinzugefügt werden, derart, daß gilt
VD = Vc + VDi
Die Spannungsstufen wirken der offenbaren Verringerung der Steuerspannung VC entgegen, die durch die nahen Störsignale hervorgerufen wurde, und die Verwendung der Schwellwertschalter 4&sub1; bis 4n führt zu stabilen Zuständen der Steuerungen CD&sub1; bis CDn.

Claims

1. Selbstanpassendes umschaltbares Filter für einen Funksender und/oder Funkempfänger mit einem Varicap-Dioden (8, 9, 10, 11) enthaltenden Filterkreis (1), dadurch gekennzeichnet, daß es einen Rückkopplungskreis (2, 3, 4&sub1; ...4n, 5) zur Stabilisierung der Abstimmfrequenz fo des Filters aufweist, indem auf die Vorspannung und den Strom der Varicap-Dioden (8, 9, 10, 11) eingewirkt wird, wenn Störsignale eine Frequenz haben, die im Durchlaßband des Filters liegt, und daß der Rückkopplungskreis (2, 3, 4&sub1; ...4n) einen Pegeldetektor (3) aufweist, der an den Ausgang des Filterkreises (1) gekoppelt ist, um den Pegel des Störsignals zu erfassen und einen Rechenkreis mit einem Addierkreis (5) zu steuern, um abhängig vom Pegel des durch den Pegeldetektor (3) erfaßten Störsignals bestimmte Spannungspegel hinzuzufügen und den resultierenden Spannungspegel an die Varicap-Dioden des Filterkreises zur Stabilisierung des selbstanpassenden Filters auf seiner Frequenz fo anzulegen.