DK155263B - Taellekobling til bestemmelse af modtagefrekvensen hhv. modtagekanalen i en superheterodynmodtager - Google Patents

Description

DK 155263 B

; Der findes som bekendt radioapparater, hvor indikeringen af den modtagne frekvens hhv. den modtagne kanal ikke sker på en skala, men ved hjælp af en digital frekvens- hhv. kanalindike- ring. En sådan radiomodtager med en digital frekvens- hhv. ka- nalindikering er eksempelvis beskrevet i tidsskriftet "Funkschau" 1976, hæfte 9, sider 334-337. Princippet med den digitale indikering beror på, at man tæller AM- eller FM-oscillatorens svingninger med elektroniske tællere. Principielt sker tællingen periodisk under bestemte tidsvarigheder, de såkaldte porttider. Da det ved superhetero-dynmodtagere gælder, at modtagefrekvensen adskiller sig fra oscillatorfrekvensen med mellemfrekvensens værdi, skal mellemfrekvensen subtraheres ( hhv.i påkommende tilfælde adderes). I den kendte

2 DK 155263 B

kobling opnås dette ved, at den elektroniske tællers tælletrin før tællebegyndelsen forprogrammeres på en sådan udgangsværdi, at man efter et under porttiden opnået impulsantal, som svarer til mellemfrekvensen, opnår den højeste tællerstilling hhv. tællerstillingen nul. De følgende impulser af oscillatorfrekvensen giver da ved porttidens afslutning netop modtagefrekvensens værdi. På denne måde korrigeres som følge af forprogrammeringen den talte oscillatorfrekvens for den fast forprogrammerede mellemfrekvens' værdi.

Det er imidlertid en ulempe, at den faste værdi af den for- · programmerede mellemfrekvens ikke altid stemmer overens med værdien af den virkelige ved de i mellemfrekvensdelen anvendte filtre bestemte mellemfrekvens. Dette er navnlig tilfældet ved anvendelse af keramiske filtre, hvis anvendelse i og for sig er ønskelig som følge af deres fortrin. Keramiske filtre er nemlig forholdsvis billige i sammenligning med spolefiltre. De indstilles automatisk ved fremstillingsprocessen, således at en senere efter justering ikke længere er mulig. Derfor er der i praksis ved keramikfiltre en vis spredning af værdien af deres mellemfrekvens fra filter til filter.

På den anden side er den faste værdi for forprogrammeringen af tælletrinnene før indbygningen i apparatet ligeledes fast indprogrammeret. Der optræder derfor i mange tilfælde de nævnte forskelle mellem den forprogrammerede faste værdi og de keramiske filtres værdi. Disse afvigelser fører imidlertid til en falsk indikering af modtagefrekvensen. Hvis eksempelvis den ved det keramiske filter forudgivne værdi af mellemfrekvensen er større end den forprogrammerede faste værdi, bliver der af den elektroniske tæller bestemt og indikeret en for høj modtagefrekvens. Man kunne ganske vist forestille sig, at de allerede forprogrammerede tælletrin senere omprogrammeres på en det pågældende filter tilknyttet værdi, men det har vist sig, at dette er meget omstændeligt og forbundet med et forholdsvis stort opbud.

Opfindelsen tager derfor sigte på at muliggøre den i sig selv ønskede anvendelse af de forholdsvis billige forudfremstillede og allerede på en bestemt værdi justerede filtre, uden at tælletrinnenes forprogrammering skal ændres, hvorhos der alligevel sikres en korrekt indikering af modtagefrekvensen.

Dette opnås med en tællekobling som angivet i krav 1.

I den fra den forannævnte udgave af "Funkschau" kendte kobling er den krystaloscillator, fra hvilken frekvensmålerens porttid

3 DK 155263 B

er afledet, udformet justerbar, men denne justeringsmulighed forefindes - som det er almindeligt i frekvensmålere, jf. f.eks. "Funk-Technik" 1972, nr. 17, siderne 619-622,-med henblik på at kunne indstille krystaloscillatoren og dermed porttiden på en forudbestemt nøjagtig værdi. Bestemmende for måleværdiens nøjagtighed er nemlig den eksakte overholdelse af den indbyggede krystaloscillators frekvens.

Til grund for opfindelsen ligger den erkendelse, at en ændring af den forprogrammerede faste værdi i praksis kan opnås ved, at man ændrer den i og for sig fast forudgivne porttid. Tælletiden - og dermed porttiden - omfatter to afsnit. Først tælles der fra den forprogrammerede værdi til tællerstillingen nul, hvormed mellemfrekvensens værdi er subtraheret fra modtagefrekvensen. I tilslutning dertil tælles fra tællerstillingen nul den egentlige modtagefrekvens. Hvis man nu forkorter porttiden noget ved kontinuerlig ændring af dens begyndelse, forbliver der til det andet tælleafsnit -hvis altså efter tælling af den forprogrammerede faste værdi tællingen af modtagefrekvensen begynder ved tællerstillingen nul - kun en ringe tid til rådighed. Der konstateres derfor en lavere værdi af modtagefrekvensen. Dette svarer imidlertid i praksis til en ændring af forprogrammeringen, idet denne lavere værdi for modtagefrekvensen også ville blive talt, hvis der ved uændret porttid blev forprogrammeret en større værdi for mellemfrekvensen. Det er en fordel ved opfindelsen, at en ændring af porttiden lader sig opnå væsentligt lettere end en eventuelt nødvendig ændring af forprogrammeringen. Ved ændringen af porttiden muliggøres således på enkel måde en tilpasning efter de netop anvendte filtres mellemfrekvens.

Fordelagtige videreudviklinger af opfindelsen er genstand for underkravene.

Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et principdiagram over en superheterodynmodtager, i hvilken opfindelsen anvendes, og fig. 2 et uddrag af den i fig. 1 viste kobling med en udførelsesform for den kontinuerlige ændring af porttiden.

4 DK 155263 B

I fig. 1 bliver de fra en antenne 1 modtagne højfrekvenssvingninger forstærket i en højfrekvensdel 2. I et blandingstrin 3 bliver de modtagne højfrekvenssvingninger blandet med en oscillator 7's svingninger, hvorved der opstår en mellemfrekvens ZF, der forstærkes i en i blandingstrinnet 3 indeholdt mellemfrekvensdel. Der følger en demodulator 4 og en lavfrekvensforstærker 5, som føder en højttaler 6 med den demodulerede lavfrekvens.

Til fremstilling af modtagefrekvensen på en indikeringsindret-ning 11 bliver oscillatoren 7's svingninger talt periodisk af en tæller 10 i hvert enkelt tilfælde inden for en porttid T. Til det formål er oscillatoren 7 forbundet med en bredbåndsforstærker 8, der alt efter modtageområdet enten forstærker oscillatorsvingningerne ved AM-drift eller ved FM-drift. Ved hjælp af en portkobling 9 er det antydet, at tællingen sker periodisk i hvert enkelt tilfælde inden for porttiden T. Af en krystaloscillator 12 frembringes der impulser 16, hvis impulsbredde T er lig med porttiden - altså tælletiden. Over en ledning 14 og en i det følgende næmere beskrevet kobling 13 når impulserne 16 frem til portkoblingen 9, der kun overfører under impulsbredden T, således at oscillatorsvingningerne kun kan nå fra bredbåndsforstærkeren 8 til tælleren 10 under porttiden T. Tælleren 10 er på den i det foranstående beskrevne måde forprogrammeret på en til mellemfrekvensen svarende værdi (f.eks. 460 kHz ved AM og 10,7 MHz ved FM), hvorved mellemfrekvensen subtraheres fra oscillatorfrekvensen. Den så vidt beskrevne kobling er - med undtagelse af koblingen 13 - i princippet kendt fra det indledningsvis nævnte tidsskrift.

Som det fremgår af den nederste del af fig. 1, dannes porttiden ved hjælp af negative impulser 16. Under porttiden T andrager spændingsniveauet f.eks. -5 V og under den øvrige tid 0 V. Det antages nu, at tælleren 10 er forprogrammeret på en til en mellemfrekvens på 10,7 MHz svarende værdi. Det i mellemfrekvensdelen 3 som komponentgruppe indsatte og allerede justerede filter, f.eks. et keramikfilter eller et krystalfilter (ikke vist), kunne imidlertid have en noget højere mellemfrekvens, f.eks. 10,8 MHz. Ved en antaget porttid T på 8 millisekunder og en modtagefrekvens på eksempelvis 100 MHz vil modtagefrekvensen uden opfindelsen af tælleren 10 blive bestemt f.eks. 100 kHz for stor. Som følge af den i henseende til mellemfrekvensdelen 3's virkelige mellemfrekvens "falske", for lave forprogrammering bliver der nemlig subtraheret en for lav værdi fra oscillatorfrekvensen, dvs. der indikeres en for stor modtage-

5 DK 155263 B

frekvens.

Til eliminering af denne fejl findes der i den i det følgende under henvisning til fig. 2 nærmere forklarede kobling 13 midler, som tillader en kontinuerlig ændring af impulserne 16's impulsbredde. Som det fremgår af fig. 1, bevirker koblingen 13, at forflanken 16a på de over ledningen 15 til portkoblingen 9 førte impulser 16 forsinkes med tiden Δ T. Portkoblingen 9 er således åbnet en tid Δ T kortere i forhold til den oprindelige tid T, således at den rene tælletid for tælleren 10 er formindsket. Der tælles følgelig færre svingninger end før. Det betyder imidlertid, at der i stedet for den forannævnte for høje værdi for modtagefrekvensen tælles den rigtige lavere værdi, hvis man vælger tidsvarigheden δΤ passende. I det angivne eksempel elimineres fejlen på 100 kHz ved Δτ=8 mikrosekunder. Dermed kan der ved kontinuerlig ændring af porttiden T opnås en tilpasning af den for tællingen bestemmende mellemfrekvensværdi efter mellemfrekvensen for det i mellemfrekvensdelen anvendte filter.

Fig. 2 viser et uddrag af den i fig. 1 viste kobling med et udførelseseksempel på koblingen 13. Til hinanden svarende dele i de to figurer er forsynet med ens henvisningsbetegnelser. Oscillatorens svingninger når over for-delertrin 17 og 18 frem til den egentlige frekvenstæller 19, som får tilført de af krystaloscillatoren 12 frembragte porttidimpulser 16. Frekvenstælleren 19 er eksempelvis opbygget som en MOS-IC, og den indeholder også den til hele tælleforløbet nødvendige styrekobling samt en kodekobling for 7-segmentindikeringen 11, på hvilken modtagefrekvensen skal indikeres. Som frekvenstæller 19 kan man eksempelvis benytte den i det indledningsvis nævnte tidsskrift beskrevne MOS-IC DFU 101. Fordelerne 17 og 18 er opbygget i TTL-teknik. Som for-deler 17 kan man eksempelvis benytte typen SN 7490 og som for-deler 18 typen SN 7474.

Koblingen 13 til forskydning af begyndelsen af porttiden T indeholder et potentiometer 24, en modstand 23, en diode 21 og en kondensator 22. Potentiometeret 24 er over en klemme 25 forbundet med en spænding på 0 V og over en anden klemme 26 forbundet med -5 V. Det variable udtag på potentiometeret 24 fører over modstanden 23 til kondensatoren 22, der således oplades på en indstillelig negativ spænding. Som følge af de på frekvenstælleren 19's udgangsklemme 31 optrædende impulser 16 bliver kondensato- •V» /—k V\ O O β *P 1 5 Λ Λ Ί· ΛΤΤΛ 1· /-] ·» V J f~\ VI O 1 ΤΤΛ 1—\ ΛJ Λ 1 μ λ W mm, J? «« Λ Hjm X. X» X J A Vt I I t

6 DK 155263 B

Som følge deraf optræder den for neden til højre i fig. 1 punkteret tegnede forsinkelse Δ T af flanken 16a og dermed af porttiden Τ's begyndelse. Ved hjælp af dioden 21 opnås det, at kun porttidsbegyndelsen forsinkes, medens porttidens afslutning forbliver upåvirket. Efter afslutningen af porttiden, hvor impulsen springer fra -5 V til 0 V, bliver kondensatoren igen opladet til den oprindelige værdi, således at den ved afladningen betingede forsinkelse af porttidsbegyndelsen med Δ T igen optræder ved den næste porttidsimpuls. Størrelsen af forsinkelsen Δ T er afhængig af størrelsen af foropladningen af kondensatoren 22. Ved variation af potentiometeret 24's udtag kan værdien af kondensatoren 22's foropladning og dermed størrelsen af forsinkelsen ΔΤ indstilles. Dermed kan man på enkel måde ved betjening af potentiometeret 24 indstille mellemfrekvensafvigelsens størrelse, hvorhos der i fig. 2 imidlertid kun er mulighed for en forøgelse på en bestemt forudvalgt værdi. Modstanden 20 tjener som ydermodstand for en i frekvenstælleren værende kobletransistor i punktet 31, der uden for porttiden T kobler igennem mod 0 V.

De på den beskrevne måde med hensyn til deres begyndelse forkortede impulser 16 når over en inverter 28 frem til en indgang E (Enable) på for-deleren 18 og over en yderligere inverter 29 til en indgang R (Reset) på for-deleren 17. Som følge af denne aktivering af for-delerne 17 og 18 opnås det, at de kun er i funktion under porttiden, således at tælleprocessen i hvert enkelt tilfælde kun kan finde sted periodisk inden for porttiden T. In-verteren 28, der eksempelvis er af typen 7404, indeholder en intern diode 30, der er vist punkteret i fig. 2. Denne diode er for så vidt af betydning, som de logiske spændingsniveauer ved MOS-IC 19 og ved TTL-koblingerne 17, 18 er forskellige. Spændingen på -5 V svarer i TTL-teknik til det logiske niveau "0", og spændingen på 0 V svarer til det logiske niveau "1". Som følge af den interne diode 30 opnås det nu* at spændingen aftager under værdien -5 V (TTL-"0"). Hvis nemlig spændingsniveauet på -5 V underskrides, bliver den interne diode 30 ledende og forhindrer derfor en yderligere aftagen af spændingen.

I det i fig. 2 viste udførelseseksempel ændres porttiden kontinuerligt. Det er imidlertid også muligt at forsinke porttidens begyndelse i særskilte skridt og/eller at gøre variationen omkoble-lig med henblik på eksempelvis i forskellige områder at kunne indstille forskellige afvigelser af mellemfrekvensen. Til disse formål kan

Claims (4)

7 DK 155263 B der i stedet for potentiometeret forefindes faste spændingsdelere, der i påkommende tilfælde omkobles, eller der kan findes flere potentiometre, som omkobles med udtagpunktet. Opfindelsen kan navnlig anvendes på fordelagtig måde i FM-området, idet der her ikke forefindes keramiske filtre med tilstrækkelig mellemfrekvensnøjagtighed, og der derfor hyppigt optræder afvigelser af filtermellemfrekvensen fra tællekoblingens forprogrammerede mellemfrekvens.

1. Tællekobling til bestemmelse af modtagefrekvensen eller modtagekanalen i en superheterodynmodtager, hvor en AM- eller FM-oscillators (7) svingninger, der adskiller sig fra antallet af de modtagne svingninger med antallet af mellemfrekvenssvingninger, tælles periodisk inden for en forudbestemt porttid ved hjælp af en elektronisk tæller (10), hvorhos porttidens (T) længde bestemmes af de af en oscillator (12) leverede impulser (16), og hvor et til en forudbestemt fast værdi af mellemfrekvensen svarende antal svingninger i tælleren (10) subtraheres fra eller adderes til AM- hhv. FM-oscillatorens (7) svingninger, således at tællerens (10) tællerstilling angiver modtagefrekvensen hhv. modtagekanalen, kendetegnet ved, at de porttiden (T) definerende impulser (16) er negative, at impulserne (16) ledes over midler til variation af impulsbredden, at midlerne (13) til variation af impulsbredden omfatter en modstand (24) og en kondensator (22), som oplades under de positive impulser (16) og aflades med begyndelsen af de porttiden (T) bestemmende negative impulser (16) på en sådan måde, at den porttidens (T) begyndelse bestemmende flanke (16a) forsinkes.

2. Tællekobling ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de negative impulser (16) tilføres kondensatoren (22) over en således polet diode (21), at den porttidens afslutning bestemmende flanke på impulserne (16) ikke påvirkes.

3. Tællekobling ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der som modstand (24) findes flere faste spændingsdelere, der ved hjælp af omkoblere fortrinsvis kan vælges på udtagpunktet.

4. Tællekobling ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der som modstand (24) findes flere indstillelige modstande, der ved hjælp af omkoblere fortrinsvis kan vælges på udtagpunktet.