DE69423539T3

DE69423539T3 - Abstimmeinrichtung für einen Radiowellenempfänger mit in Drucktechnik ausgeführten Wicklungen

Info

Publication number: DE69423539T3
Application number: DE69423539T
Authority: DE
Inventors: Pietro Belisomi; Salvatore Cavallo; Dante Carcone
Original assignee: Edico SRL
Current assignee: Edico SRL
Priority date: 1993-06-07
Filing date: 1994-06-04
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2014-06-05
Also published as: EP0629045B1; PT629045E; ES2146626T3; ITTO930405A0; IT1270425B; ITTO930405A1; EP0629045A1; ES2146626T5; DE69423539T2; EP0629045B2; DE69423539D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Abstimmeinrichtung eines Empfängers von radioelektrischen Signalen, insbesondere eines Fernsehempfängers mit einer Vielzahl von Abstimmschaltungen, wobei jede eine Kapazitivdiode und Spulen einschließt, die mittels einer Drucktechnikvorgangs erhalten werden, sowie einen Fernsehsignalempfänger, der dieses Kalibrierverfahren verwendet.
Bekannte Abstimmeinrichtungen für radioelektrische Signale, insbesondere die für Empfänger von Fernsehsignalen, die neben Fernsehern auch Videorekorder o. dergl. darstellen können, weisen herkömmlicherweise gemäß dem klassischen Superheterodynsystem eine Verstärkerstufe und eine Konverterstufe auf, die wiederum durch einen lokalen Oszillator und einen Mischer aufgebaut ist, der die empfangenen Signale mit den lokal erzeugten Signalen mischt.
Die Abstimmeinrichtungen sind üblicherweise mit vier Abstimmschaltungen vorgesehen, wobei drei davon für das empfangene Signal und eine davon für das lokal erzeugte Signal vorgesehen sind.
Derartige Schaltungen weisen jeweils ein kapazitives Element, eine sogenannte Kapazitivdiode auf, um die Abstimmung elektrisch zu ermöglichen, wobei die Kapazität der Kapazitivdiode entsprechend der angelegten Spannung variiert wird.
Die Abstimminduktivitäten werden andererseits herkömmlicherweise mittels Spulen erhalten, die durch Kupferdrahtwindungen in Form einer Spiralfeder realisiert sind, um ihre Kalibrierung zu ermöglichen, indem sie auf geeignete Weise von Hand verformt werden.
Die Kalibrierung ist zum Ermöglichen der Abstimmung jeder Schaltung mit einer ausreichenden Präzision über den gesamten Bereich jedes der abzustimmenden Signalbändern nötig. Üblicherweise wird die Kalibrierung jedes der Schaltungen tatsächlich an zwei Punkten für jedes Band durchgeführt.
Die Frequenzsynthese-Abstimmeinrichtungen benötigen ebenfalls eine Kalibrierung der Schaltung des lokalen Oszillators, da, selbst wenn das Frequenzsynthesesystem eine Erzeugung der exakten Signalfrequenz vorsieht, es nötig ist, dass die entsprechende, für die jeweilige Kapazitivdiode benötigte Spannung innerhalb der vorgesehenen Spannungsbereiche liegt, d.h., es ist notwendig, dass die Toleranz der Induktivität sich innerhalb enger Werte befindet. Die Kalibrierung muss dann für die anderen drei Schaltungen durchgeführt werden, um sie an der des lokalen Oszillators anzupassen.
Aus der britischen Patentanmeldung 2 187 906 ist eine elektronische Abstimmeinrichtung für Fernsehempfänger bekannt, die mit einem Speicher vorgesehen ist, in dem Informationen hinsichtlich Spannungen zum Auswählen jedes Kanals gespeichert sind.
Das Dokument betont, dass weder die Auswahl von angepassten Kapazitivdioden noch ein Nachlaufen nötig ist, da jeder Kanal gespeichert wird.
Dieses Verfahren weist jedoch außer den hohen Kosten den Nachteil auf, dass die Spulen nach dem Speichern verformt werden können, was zu einem schlechten Betriebsverhalten führen würde.
Aus EP-B1-0147518 sind ein Verfahren und Fernsehempfänger bekannt, die die Merkmale entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 11 aufweisen.
Aus der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 492 653 ist ebenfalls ein gedruckter Filter zur Verwendung in Fernsehabstimmeinrichtungen bekannt. Der Filter ist mit einer Spiralenspule ausgestaltet, in der zumindest ein Satz von benachbarten Windungen elektrisch durch eine Kurzschlussleitung gekoppelt ist, um ggf. zum Kalibrieren der Spule abgetrennt zu werden.
Dieses Dokument verwendet gedruckte Spulen, aber mit der Absicht, sie zum Kalibrieren des Filters einzustellen.
Aus EP-A-540 908 ist ebenfalls ein Verfahren und Gerät zur automatischen Abstimmkalibrierung von elektronisch abgestimmten Filtern mit einem programmierbaren Frequenzgenerator, einem Filter, einem Detektor, einem Prozessor zum Programmieren des Frequenzgenerators und zum Produzieren einer abgestuften Filterabstimmspannung sowie zum Speichern der Detektorspannung bekannt. Das Kalibrierfrequenzsignal wird gegen dem Ansprechverhalten der Abstimmspannung für eine Anzahl von Kalibrieriterationen gespeichert und die resultierende Tabelle kann zum Bestimmen der korrekten Abstimmspannung für das Filter verwendet werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Kalibrierverfahren für einen Filter der beschriebenen Bauart anzuzeigen, das weder eine manuelle Kalibrierung noch Iterationen benötigt und das verbesserte Kalibrierungseigenschaften und eine größere Stabilität als bei den bekannten Kalibrierungsverfahren erreicht.
Zum Erreichen dieses Zieles ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Kalibrierverfahren für eine Abstimmeinrichtung von radioelektrischen Signalen mit in Anspruch 1 beschriebenen Eigenschaften und ein Fernsehsignalempfänger mit in Anspruch 11 beschriebenen Eigenschaften.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung verdeutlicht, die lediglich als ein erläuterndes und nicht begrenzendes Beispiel angeführt sind, wobei:
1 schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Abstimmeinrichtung; und
2 die gedruckte Leiterplatte der Vorrichtung von 1 darstellt.
In 1 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Abstimmeinrichtung dargestellt, die an einen Empfänger von Fernsehsignalen angeschlossen ist. In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine integrierte Schaltung, die im folgenden detaillierter beschrieben wird. Bezugszeichen 2 bezeichnet die tatsächliche Ab stimmeinrichtung einer im wesentlichen herkömmlichen Bauart mit vier abstimmbaren Schaltungen, drei davon für das Eingangssignal und eine davon für den lokalen Oszillator. Jede der vier Schaltungen weist zumindest eine Induktivität, die durch Drucken auf einer Leiterplatte (s. 2a) realisiert wird, eine Kapazitivdiode und andere übliche Komponenten auf. Die Schaltung 2 weist ebenfalls die notwendigen aktiven Halbleiterelemente wie beispielsweise Feldeffekt-Transistoren und integrierte Schaltungen auf.
Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Schaltung, die im wesentlichen einen Verstärker der Steuerspannungen für die Kapazitivdioden darstellt. Diese Spannungen werden von der integrierten Schaltung (Drähte 18, 19, 20 und 21) angelegt und der Schaltung 2 verstärkt zugeführt (Drähte 22, 23, 24 und 25). Genauer gesagt wird die Spannung durch den Draht 22 an die Kapazitivdiode des lokalen Oszillators angelegt, während die Abstimmspannungen durch die anderen drei Drähte an den drei Kapazitivdioden der Signaleingangsschaltungen angelegt werden.
Bezugszeichen 14 bezeichnet den Ausgang des lokalen Oszillators, der von der Schaltung 2 zu der Schaltung 3 führt. Bezugszeichen 15, 16 und 17 bezeichnen die Bandinformationen für die Schaltung 2 und werden von der integrierten Schaltung 1 zugeführt. Bezugszeichen 11 bezeichnet den Quarz, der das Taktsignal für die Schaltung 1 erzeugt.
Bezugszeichen 10 bezeichnet den Anweisungsbus für die Schaltung 1. Dieser Bus kann beispielsweise von einer bekannten IIC-Bauart sein. Schließlich werden zwei Versorgungsspannungen durch die Symbole +5 und +33 angezeigt, wobei die Spannung jeweils auf 5 und 33 Volt liegen.
Die integrierte Schaltung 1 weist im wesentlichen die Elemente einer herkömmlichen Frequenzsynthese-Abstimmschaltung auf: Einen programmierbaren Dividierer und einen PLL-Phasenkomparator (Phasenregelkreis). Der Komparator wird durch eine Mikroprozessorsteuereinheit (Bezugszeichen 4) mittels eines Busses 10 gesteuert.
Ferner führt die Schaltung 1 ebenfalls die drei Abstimmspannungen für die Kapazitivdioden den Eingabeschaltungen mittels der Drähte 19, 20 und 21 zu. Die Steuereinheit 4 ist wiederum mittels eines Busses an einen nicht-flüchtigen Speicher (Bezugszeichen M) angeschlossen.
Die drei Abstimmspannungen der Kapazitivdioden der Eingabeschaltungen werden aus in dem Speicher M gespeicherten digitalen Informationen erzeugt. Derartige digitale Informationen entsprechen den Differenzkorrekturen, um die Spannungen der Kapazitivdioden des lokalen Oszillators auszustatten und werden als Spannungswerte mittels dreier D/A-Wandler umgewandelt.
In 2 sind die beiden Seiten der gedruckten Schaltung einer erfindungsgemäßen Abstimmeinrichtung dargestellt. In 2a sind die durch den Drucktechnikvorgang erhaltenen Induktivitäten deutlich sichtbar. In 2b ist die andere Seite mit den Verbindungen der Komponenten dargestellt, wobei fast alle der Komponenten SMD-Komponenten sind (Surface Mounted Devices bzw. Flachbauelemente).
Wie ersichtlich, werden die Induktivitäten als runde Spiralform realisiert. Es wird davon ausgegangen, dass diese Form beispielsweise gegenüber der einer quadratischen Spirale aufgrund ihrer Restkapazität oder aufgrund ihres Q-Wertes bevorzugt wird.
Aufgrund der engen Toleranz, mit der die Induktivitäten durch den Drucktechnikvorgang erhalten werden können, ist es möglich, die spezifische Kalibrierung des lokalen Oszillators zu vermeiden und sie ist somit auf die der drei Eingangsabstimmschaltungen beschränkt.
Die Funktion der in 1 dargestellten Abstimmeinrichtung ist nachfolgend beschrieben.
Die Abstimmeinrichtung 2 wird während der Produktion derart dimensioniert, dass der lokale Oszillator (beispielsweise in dem UHF-Band) bei Anlegen der gleichen Spannung an die vier Kapazitivdioden (beispielsweise 1,5 Volt) die korrigierte Oszillatorspannung zum Empfangen des ersten Kanals des Bandes (Kanal 21) erzeugt, und dass die drei Eingangsschaltungen so gut wie möglich auf die zentrale Frequenz des gleichen Kanals abgestimmt werden. Dies wird auf bekannte Weise durch eine geeignete Dimensionierung der Induktivitäten und der Reihenkondensatoren erhalten. Ferner sieht das Design vor, dass die Frequenz des lokalen Oszillators bei Anlegen einer Spannung von 25 Volt an die vier Kapazitivdioden für den letzten Kanal des Bandes (Kanal 69) korrekt ist, und dass die drei Eingangsschaltungen so gut wie möglich auf die zentrale Frequenz des gleichen Kanals abgestimmt werden, was immer bei geeigneter Dimensionierung der Induktivitäten und der Restkapazität erfolgt.
Zu diesem Zeitpunkt wird jede Abstimmeinrichtung individuell an einer geeigneten Anzahl von Punkten für jedes Band kalibriert. Es sei angenommen, dass dies beispielsweise bei 10 Kanälen (in dem UHF-Band) und genau bei den Kanälen 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62 und 67 vorgenommen wird. Die Kalibrierung wird durch Anlegen der mittels der PLL-Schaltung korrigierten Oszillatorspannung und durch Variieren jedes der drei Kapazitivdioden-Spannungswerten der Eingabeschaltungen um ein bestimmtes Maß (beispielsweise 3 Volt) höher oder niedriger als die Spannung für den Oszillator durchgeführt. Die maximale Antwort wird beispielsweise in dem Zentrum des Bandes gesucht und die notwendige Korrektur wird in dem Speicher M gespeichert. Die Kalibrierung kann automatisch durch ein Gerät ausgeführt werden, das die eingerichteten Kanäle abstimmt, die Spannungsvariationen durchführt und die drei individuellen Korrekturen für den Kanal speichert.
Der Vorgang wird für jedes Band wiederholt und die Abstimmeinrichtung ist bereit. Beim Empfang wird der Mikroprozessor 4 natürlich das Lesen der Korrekturwerte der Spannungen aus dem Speicher M, Kanal für Kanal, vorsehen und die relativen Anweisungen an die Schaltung 1 übermitteln. Für die Zwischenkanäle der kalibrierten Kanäle kann der Korrekturwert des nächsten Kanals einfach übernommen werden. Ein Alternieren einer Interpolation von Werten beginnend von den für die beiden nächsten Kanäle gespeicherten Korrekturen kann ausgeführt werden.
Es ist jedoch offensichtlich, dass die Kalibrierung genauer als die üblicherweise auf lediglich zwei Kanäle pro Band durchgeführte Kalibrierung ist.
In der angeführten Beschreibung sind die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ebenfalls deren Vorteile veranschaulicht.
Insbesondere erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren:

– die Kalibrierung mit einer entsprechenden Reduktion der Kosten zu automatisieren;
– einen weitaus größeren Pegel der Präzision, sei es bei der ausführbaren Anzahl der Kalibrierungspunkte oder für die Beseitigung der Fehler aufgrund einer manuellen Ausführung zu erhalten.

Es ist offensichtlich, dass die auf der gedruckten Schaltung realisierten Induktivitäten zum erfindungsgemäßen Abstimmen sehr vorteilhaft sind, während sie bei herkömmlichen Kalibrierungssystemen nicht verwendet werden können, da es nicht einfach ist, ihre Werte fein zu variieren. Sie sind ideal für eine automatische Kalibrierung, die auf Differenzwerte der Kapazitivdioden-Spannungen reagiert. Dies gilt ebenso für die Produktionstoleranz von gedruckten Schaltungen wie beispielsweise die, die zu einem dünneren oder dickeren Leiter führen, weisen einen kleinen Effekt auf die Differenzwerte auf (die Induktivitäten werden alle in die gleiche Richtung verschoben). Es ist ebenso offensichtlich, dass die Verwendung bei Abstimmeinrichtungen mit herkömmlichen Spulen sinnlos und kontraproduktiv ist.
Schließlich ist es offensichtlich, dass verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt werden können, ohne dabei die Prinzipien der der innovativen Idee inhärenten Neuheit zu verlassen, da es offensichtlich ist, dass bei der praktischen Realisierung der Erfindung die Materialien oder die verwendeten Komponenten und die Form der veranschaulichten Details verschieden sein und durch technisch äquivalente Elemente ersetzt werden können.
Beispielsweise ist es möglich, wenn erwünscht, die Kalibrierung bei einer geringeren oder höheren Anzahl von Kanälen als bei dem beschriebenen Beispiel durchzuführen.
Es ist zur Kalibrierung möglich, zwei Punkte pro Kanal (beispielsweise entsprechend der Frequenz des Videoträgers und des Audioträgers) im Gegensatz zu lediglich dem zentralen Punkt zu berücksichtigen.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Abstimmeinrichtung eines Empfängers von radioelektrischen Signalen, insbesondere für einen Fernsehempfänger mit einer Vielzahl von Abstimmschaltungen, von denen eine Teil eines lokalen Oszillators ist und wobei jede Abstimmschaltung eine Kapazitätsdiode und Spulen einschließt, demgemäß – die Durchführung der Kalibrierung lediglich für einen Kanal für alle N-Kanäle durchgeführt wird, indem die Abstimmspannungen, die an die Kapazitätsdioden angelegt werden, variiert werden, und ohne Justierung der Spulen, aber lediglich durch Suchen des besten Wertes für Kalibrierspannungen der variierten Abstimmspannungen; – geeignete Informationen hinsichtlich der Werte der Kalibrierspannungen in einer Speichervorrichtung gespeichert werden, die der Abstimmvorrichtung zugeordnet ist; – die Kalibrierung nicht vorgesehen ist für die Abstimmspannung, die an die Kapazitätsdiode der lokalen Oszillatorschaltung der Abstimmvorrichtung angelegt wird; – die gespeicherten Informationen Differenzwerte der variierten Abstimmspannungen der Abstimmschaltungen hinsichtlich der Werte der Abstimmspannung der lokalen Oszillatorschaltung der Abstimmvorrichtung aufweisen; dadurch gekennzeichnet, dass N eine Zahl größer als drei, insbesondere fünf ist, wobei das Verfahren auf eine Abstimmeinrichtung angewendet wird, in der die Spulen mittels eines Drucktechnikvorgangs erhalten werden und sämtliche der gedruckten Spulen in derselben gedruckten Schaltung enthalten sind.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung durchgeführt wird, indem die an die Kapazitätsdioden angelegten Spannungen beginnend von den gespeicherten Informationen korrigiert werden, die mittels eines D/A-Wandlers umgewandelte digitale Informationen darstellen.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung durchgeführt wird, indem die an die Kapazitätsdioden angelegten Spannungen korrigiert werden, um eine maximale Signalantwort zu erhalten.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung ausgeführt wird, um eine maximale Signalantwort an der Zentralfrequenz des Kanals zu erhalten.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung ausgeführt wird, um eine maximale Signalantwort der Videoträgerfrequenz des Kanals zu erhalten.
Kalibrierverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung ausgeführt wird, um einen Kompromiss zwischen der Signalantwort der Videoträgerfrequenz und der Audioträgerfrequenz des Kanals zu erhalten.
Kalibrierverfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abstimmung eines zu empfangenen radioelektrischen Signals die gespeicherten Informationen in einem digitalen Speicher (M) wiedergelesen und zum Korrigieren der an die Kapazitätsdioden angelegte Spannung verwendet werden.
Kalibrierverfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Informationen in einem digitalen Speicher (M) während der Abstimmung eines zu empfangenen radioelektrischen Signals wiedergelesen und zum Korrigieren der an die Kapazitätsdioden angelegte Spannung verwendet werden und dass für die Kanäle, für die die Kalibrierung noch nicht durchgeführt wurde, die Informationen von dem nächsten kalibrierten Kanal verwendet wird.
Kalibrierverfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Informationen in einem digitalen Speicher (M) während der Abstimmung eines zu empfangenen radioelektrischen Signals wiedergelesen und zum Korrigieren der an die Kapazitätsdioden angelegte Spannung verwendet werden und dass für die Kanäle, für die die Kalibrierung noch nicht ausgeführt wurde, die gespeicherten Informationen der beiden nächsten kalibrierten Kanäle interpoliert werden.
Kalibrierverfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichern von Kalibrierinformationen in einem digitalen Speicher (M) automatisch durchgeführt wird.
Fernsehsignalempfänger mit einer elektronischen Abstimmvorrichtung mit einer Vielzahl von Abstimmschaltungen, von denen eine Teil eines lokalen Oszillators ist und wobei jede Abstimmspannung eine Kapazitätsdiode und Spulen aufweist, wobei – die Durchführung der Kalibrierung lediglich für einen Kanal für alle N-Kanäle durchgeführt wird, indem die Abstimmspannungen, die an die Kapazitätsdioden angelegt werden, variiert werden, und ohne Justierung der Spulen, aber lediglich durch Suchen des besten Wertes für Kalibrierspannungen der variierten Abstimmspannungen; – geeignete Informationen hinsichtlich der Werte der Kalibrierspannungen in einer Speichervorrichtung gespeichert werden, die der Abstimmvorrichtung zugeordnet ist; – die Kalibrierung nicht vorgesehen ist für die Abstimmspannung, die an die Kapazitätsdiode der lokalen Oszillatorschaltung der Abstimmvorrichtung angelegt wird; – die gespeicherten Informationen Differenzwerte der variierten Abstimmspannungen der Abstimmschaltungen hinsichtlich der Werte der Abstimmspannung der lokalen Oszillatorschaltung der Abstimmvorrichtung aufweisen; dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen mittels eines Drucktechnikvorgangs erhalten werden, sämtliche der gedruckten Spulen in derselben gedruckten Schaltung enthalten sind und N eine Zahl größer als drei, insbesondere fünf ist.
Fernsehsignalempfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckten Spulen in Form von konzentrischen runden Spiralen realisiert werden.