EP1913750A1 - Rundfunkempfangsgerät - Google Patents

Rundfunkempfangsgerät

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Publication number
EP1913750A1
EP1913750A1 EP06792541A EP06792541A EP1913750A1 EP 1913750 A1 EP1913750 A1 EP 1913750A1 EP 06792541 A EP06792541 A EP 06792541A EP 06792541 A EP06792541 A EP 06792541A EP 1913750 A1 EP1913750 A1 EP 1913750A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frequency
signal
delta
frequency deviation
oscillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06792541A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Schaefer
Gerhard Kottschlag
Jens Passoke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1913750A1 publication Critical patent/EP1913750A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
    • H04L2027/0026—Correction of carrier offset
    • H04L2027/0028—Correction of carrier offset at passband only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0044—Control loops for carrier regulation
    • H04L2027/0053—Closed loops

Definitions

  • the invention relates to a radio receiver with a receiving part, which has a mixing oscillator whose oscillation frequency is coupled to the frequency or phase of a reference oscillator and which is used to convert a radio reception signal to an intermediate frequency and a subsequent signal processing part for further processing of the intermediate frequency signal.
  • radio-receiving devices are well known, for example, as car radios.
  • the receiving part of such radio receiving equipment has a mixer for
  • the mixer Converting received and possibly pre-amplified radio-frequency radio reception signals with an antenna to the intermediate frequency.
  • the mixer is supplied with an oscillator signal (hereinafter also referred to as mixer drive signal), from whose oscillation frequency the reception frequency results.
  • the oscillator does not oscillate at the mixer drive frequency, but rather at a t.c. significantly higher frequency.
  • the output of the oscillator is divided by a divider (hereinafter referred to as divider V) down to the frequency of the mixer drive signal.
  • divider V divider
  • an intermediate frequency filter set to at least one defined intermediate frequency can be provided. The possibly filtered intermediate frequency signal is then amplified and further processed.
  • the oscillator signal is typically generated with a voltage controlled oscillator (VCO) integrated into a phase locked loop (PLL - phase-locked loop).
  • VCO voltage controlled oscillator
  • PLL phase locked loop
  • the PLL includes a programmable divider (hereafter referred to as divider N) which divides the VCO signal down to the PLL comparison frequency.
  • divider N programmable divider
  • This signal is fed to an input of a phase comparator to compare the divided oscillator signal with a reference frequency signal of the reference oscillator with respect to the phase position.
  • the comparison result is used to track the VCO.
  • divider R another divider is implemented (hereinafter referred to as divider R) to divide the high frequency reference signal to the PLL comparison frequency.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved radio receiver, with the frequency deviations of the intermediate frequency signal can be reduced inexpensively and reliably.
  • the signal processing part has means for determining a frequency deviation of the reference frequency of the reference oscillator from a defined reference frequency of the intermediate frequency signal or derived signals, and in the receiving part an adaptation of parameters for direct or indirect Setting the oscillation frequency as a function of the detected frequency deviation takes place.
  • the determination of the frequency deviation of the reference oscillator relies i.d.R. to the evaluation of the intermediate frequency signal or signals derived therefrom, e.g. its frequency offset.
  • the determination of the frequency deviation in the signal processing part and the implementation of the correction at least predominantly in the upstream receiving part has the advantage that thereby the filter effect can be optimally used and the filter present at the output of the mixer of the receiving part can be designed more selective. This means that interference signals from the adjacent channels can be suppressed more strongly and a better filtering effect and thus a better reception comes about.
  • the compensation of the frequency deviation already in the receiving part has the further advantage that larger tolerated and thus more cost-effective quartz crystals can be used for the reference oscillators of the receiving part.
  • the means for determining the frequency deviation in the signal processing part are preferably designed to determine an offset divider value for the PLL divider N. With the help of the offset divider values determined in the signal processing part, the PLL is corrected by one or more tuning steps.
  • the VCO and derived therefrom Mischeran Kunststofffrequenzen so that the IF signal is as close as possible to the desired IF frequency.
  • the desired IF frequency may deviate from the nominal value due to tolerances of the IF filters.
  • a receive channel memory is provided for storing information about the frequency deviation detected in a broadcast channel in conjunction with the broadcast channel.
  • the receive channel memory may be, for example, an extension station memory, a favorite list memory area or a frequency table memory area extended by an entry for information about the frequency deviation, in particular the entry of the offset divider value, for a respective reception frequency.
  • the determination of the deviation of the reference frequency also allows a prediction of the optimum offset divider value before a frequency jump.
  • the radio receiver is set up to provide the stored information about the respectively determined frequency deviation for retrieval and for compensation of the reference frequency error when setting the receiver to a broadcast channel.
  • the synchronization time of the signal processing in particular a digital signal processing can be shortened as a whole, so that z. B. after switching on a radio receiver, the audio signal is available faster. Due to the precompensation, the frequency offset is reduced and the received signal does not have to be pushed optimally into the filter bandwidth in several cycles. Rather, from the beginning the received signal can be decoded with a minimized bit error rate.
  • the means for determining the frequency deviation are preferably designed to estimate a frequency deviation for a different reception frequency than the set reception frequency from at least one frequency deviation determined for a respective set reception frequency. This way a can
  • the receiving part has a controllable in dependence on the detected frequency deviation and connected to the reference oscillator electronic switching network for the adjustment of the reference oscillator.
  • the switchable network for example, a quartz can be pulled capacitively to correct the frequency inaccuracy.
  • the signal processing part has an analog /
  • the signal processing part is then designed to determine the frequency deviation from the digital intermediate frequency signal, for example by numerical signal processing with the aid of a microprocessor which is present anyway in any case in the signal processing part. No additional hardware is required to determine the frequency deviation. It only needs the signal processor of the signal processing part to be suitably programmed.
  • the means for determining the frequency deviation may also, in particular in the case of analog modulation methods, be designed in such a way that they are e.g. determine the frequency deviation from the carrier or pilot tone of the intermediate frequency signal.
  • a temperature sensor is provided in the radio receiver.
  • the radio receiver is then designed to compensate for the reference frequency as a function of a measured from the temperature sensor with the temperature and a stored temperature characteristic of the reference oscillator, in particular the temperature characteristic of an oscillator quartz.
  • the temperature drift of the quartz can thus also be calculated and compensated for via its temperature characteristic.
  • the compensation can in turn via the divider setting of the PLL divider and / or the electronic influence of the quartz, for example be made with a switchable network for the capacitive pulling of the quartz.
  • the digital broadcasting systems DAB, DVB-T and DRM transmit in their signals time and frequency reference pilots, which calculate the exact
  • FIG. 1 shows a block diagram of a radio receiver with a synchronization unit designed to determine the frequency deviation and a correction of the frequency deviation in the receiver;
  • FIG. 2 shows a block diagram of an oscillator circuit for the radio receiver of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a radio receiver 1 with a
  • the receiving part 2 has in a conventional manner an antenna 4 for receiving high-frequency radio reception signals HF, which are pre-amplified and filtered in a selective preliminary stage 5.
  • a mixer 6 is arranged to the high-frequency broadcast reception signal HF by means of a
  • the mixer drive signal MF for an adjustable reception frequency to an intermediate frequency signal ZF with a defined intermediate frequency to implement.
  • the mixer drive signal MF is generated in a manner known per se with an oscillator circuit 7 which has a voltage-controlled oscillator VCO (Voltage Controlled Oscillator) which is controlled by a phase-locked loop PLL.
  • VCO Voltage Controlled Oscillator
  • the frequency of a free-running voltage-controlled oscillator VCO is divided down by a programmable divider to a fixed comparison frequency.
  • the phase difference between the frequency derived from the voltage-controlled oscillator VCO and one generated by means of a reference oscillator (usually quartz-controlled) reference frequency is determined in a phase comparator.
  • the phase difference of the two signals is converted into a control voltage and supplied to the voltage-controlled oscillator VCO.
  • the frequency of the voltage-controlled oscillator VCO is regulated exactly to the multiple of the PLL reference frequency set in the divider.
  • an intermediate frequency filter 8 is connected at the output of the mixer 6 with an automatic gain control AGC (Automatic Gain Control).
  • AGC Automatic Gain Control
  • the output of insects 8 is connected to an analog-to-digital converter 9.
  • the digitally converted intermediate frequency signal ZF is then filtered with a digital filter 10 and subjected to a frequency transformation 11 in a signal processing unit.
  • a fast Fourier transform FFT is performed.
  • the frequency-transformed digital signal is split back into the basic signal components in a demodulator 12a.
  • the channel decoder 13 is connected to an audio decoder 14, for example, to decode an MPEG standard coded audio signal.
  • the output of the audio decoder 14 is connected to an audio signal reproducing unit 15 having an amplifier speaker system.
  • Frequency deviation .DELTA.f is, for example, fed back into the oscillator circuit 7 as an offset divider value for correcting the frequency deviation .DELTA.f.
  • the structure of the oscillator circuit 7 is shown again in detail in FIG. From the voltage-controlled oscillator VCO, a signal is generated with the aid of a divider N 17, the phase position of which is compared in the phase comparator 18 with the reference signal of a reference oscillator 20 which is divided by a divider R 19.
  • the output signal of the phase comparator 18 is connected to a low-pass filter 21, which is also commonly referred to as a loop filter. Its output signal is used as a control voltage to the voltage controlled oscillator
  • the output signal of the VCO is also supplied to a second divider V 22 and divided down there to the required mixer drive frequency.
  • the chosen division ratio of the divider V 22 must be taken into account in the conversion rule for calculating the offset divider value for the divider N 17 from the determined frequency deviation ⁇ f.
  • the divider N 17 is set to a divider value which is corrected with the offset divider value of the signal processing part 3.
  • DRM Digital Radio Mondial
  • DVB-T Digital Video Broadcasting-Terrestrial
  • the error measure for the frequency deviation can be in one integer part of tuning steps in the oscillator circuit 7 and a fraction less than or equal to half a tuning step are decomposed.
  • the divider N 17 can not be adjusted only to integer division ratios, but is adjustable in finer steps, e.g. in steps of 0.25. This feature can be used to further reduce the remaining residual frequency error of the IF signal.
  • the result of the determination of the frequency error in particular the offset divider value, can be stored as an attribute with the reception frequency on a station button, in a favorites list or in a frequency table in order to provide a faster one for further calls of the same frequency or previously not called frequencies
  • a temperature compensation can additionally take place on the basis of a temperature detected with a temperature sensor integrated in the radio receiver 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

Bei einem Rundfunkempfangsgerät (1) mit einem Empfangsteil (2), das über einen Mischoszillator (VCO) verfügt, dessen Schwingfrequenz an die Frequenz und/oder Phase eines Referenzoszillators (20) angekoppelt ist und der zur Umsetzung eines Rundfunkempfangssignals (HF) auf eine Zwischenfrequenz dient, und mit einem nachfolgenden Signalverarbeitungsteil (3) zur Weiterverarbeitung des Zwischenfrequenzsignals (ZF) hat der Signalverarbeitungsteil (3) Mittel (16, 16a, 16b) zur Bestimmung einer Frequenzabweichung der Referenzfrequenz (RF) des Referenzoszillators (20) von einer definierten Referenzfrequenz aus dem Zwischenfrequenzsignal (ZF) oder daraus abgeleiteten Signalen. Im Empfangsteil (2) erfolgt eine Anpassung von Parametern zur direkten oder indirekten Einstellung der Schwingfrequenz in Abhängigkeit von der festgestellten Frequenzabweichung (Δf).

Description

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart
Rundfunkempfangsgerät
Die Erfindung betrifft ein Rundfunkempfangsgerät mit einem Empfangsteil, das über einen Mischoszillator verfügt, dessen Schwingfrequenz an die Frequenz bzw. Phase eines Referenzoszillators angekoppelt ist und der zur Umsetzung eines Rundfunkempfangssignals auf eine Zwischenfrequenz dient und mit einem nachfolgenden Signalverarbeitungsteil zur Weiterverarbeitung des Zwischenfrequenzsignals.
Derartige Rundfunkempfangsgeräte sind beispielsweise als Autoradios hinreichend bekannt. Das Empfangsteil solcher Rundfunkempfangsgeräte hat einen Mischer zum
Umsetzen von mit einer Antenne empfangenen und ggf. vorverstärkten hochfrequenten Rundfunkempfangssignalen auf die Zwischenfrequenz. Hierzu wird der Mischer mit einem Oszillatorsignal beaufschlagt (nachfolgend auch als Mischeransteuersignal bezeichnet), aus dessen Schwingfrequenz sich die Empfangsfrequenz ergibt. In manchen Empfangsteilen schwingt der Oszillator nicht auf der Mischeransteuerfrequenz, sondern auf einer z.T. erheblich höheren Frequenz. In diesen Fällen wird das Ausgangssignal des Oszillators mit einem Teiler (nachfolgend als Teiler V bezeichnet) auf die Frequenz des Mischeransteuersignals herabgeteilt. Am Ausgang des Mischers kann ein auf mindestens eine definierte Zwischenfrequenz eingestelltes Zwischenfrequenzfϊlter vorgesehen sein. Das ggf. gefilterte Zwischenfrequenzsignal wird anschließend verstärkt und weiterverarbeitet.
Das Oszillatorsignal wird in der Regel mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO - Voltage-Controlled-Oscillator) erzeugt, der in eine Phasenregelschleife eingebunden ist (PLL - Phase-Locked-Loop). Die PLL beinhaltet einen programmierbaren Teiler (nachfolgend als Teiler N bezeichnet), der das VCO-Signal auf die PLL- Vergleichsfrequenz herunterteilt. Dies Signal wird an einen Eingang eines Phasenvergleichers geführt, um das herabgeteilte Oszillatorsignal mit einem Referenzfrequenzsignal des Referenzoszillators hinsichtlich der Phasenlage zu vergleichen. Das Vergleichsergebnis wird zur Nachführung des VCOs genutzt. Zwischen Referenzoszillator und Phasenvergleicher ist i.d.R. ein weiterer Teiler implementiert (nachfolgend als Teiler R bezeichnet), um das hochfrequente Referenzsignal auf die PLL- Vergleichsfrequenz zu teilen.
Zur Verarbeitung des empfangenen Zwischenfrequenzsignals ist, insbesondere wenn eine digitale Signalverarbeitung des Zwischenfrequenzsignals erfolgt, eine hochgenaue Referenzfrequenz erforderlich, aus der das Mischsignal abgeleitet wird. Auch die optimale Nutzung des Zwischenfrequenzfϊlters erfordert eine möglichst genaue Zwischenfrequenz und damit eine stabile Frequenz des Referenzoszillators. Bei digitalen
Rundfunksystemen, wie z.B. DRM (Digital Radio Mondial) und DAB (Digital Audio Broadcast) ist die Genauigkeit der Zwischenfrequenz für die Synchronisationszeit der nachfolgenden digitalen Signalverarbeitung von großer Bedeutung. Der Vorteil geringerer Synchronisationszeiten ergibt sich unter anderem bei Frequenzsprüngen, durch dem verringerten erforderlichen Rechenaufwand und geringere Einschaltzeiten.
Herkömmlicherweise werden daher hochgenaue und damit teure Quarze für die Oszillatoren eingesetzt. Es ist auch bekannt, die Frequenzdifferenzen im Signalverarbeitungsteil mit Hilfe einer externen Referenz zu messen und in dem Signalverarbeitungsteil digital, d. h. numerisch zu kompensieren. Bei dieser
Vorgehensweise bleibt der Frequenzversatz bis in die ZF-Stufen weiter bestehen, so dass das ZF-Signal nicht mittig im Durchlassfrequenzbereich der Hardware- Zwischenfrequenzfϊlter liegt. Somit können diese Filter nicht optimal genutzt werden. Zuweilen werden nur deshalb breitere (weniger selektive) Filter eingesetzt, damit auch solche ZF-Signale, die einen entsprechenden Frequenzversatz aufweisen, immer noch im
Durchlassbereich des Filters liegen. Aufgabe der Erfindung ist es daher ein verbessertes Rundfunkempfangsgerät zu schaffen, mit dem Frequenzabweichungen des Zwischenfrequenzsignals kostengünstig und zuverlässig reduziert werden können.
Die Aufgabe wird mit dem Rundfunkempfangsgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Signalverarbeitungsteil Mittel zur Bestimmung einer Frequenzabweichung der Referenzfrequenz des Referenzoszillators von einer definierten Referenzfrequenz aus dem Zwischenfrequenzsignal oder daraus abgeleiteten Signalen hat, und im Empfangsteil eine Anpassung von Parametern zur direkten oder indirekten Einstellung der Schwingfrequenz in Abhängigkeit von der festgestellten Frequenzabweichung erfolgt. Die Ermittlung der Frequenzabweichung des Referenzoszillators stützt sich dabei i.d.R. auf die Auswertung des Zwischenfrequenzsignals oder daraus abgeleiteten Signalen, z.B. seines Frequenzversatzes.
Die Bestimmung der Frequenzabweichung im Signalverarbeitungsteil und die Durchführung der Korrektur zumindest überwiegend im vorgeschalteten Empfangsteil hat den Vorteil, dass hierdurch die Filterwirkung optimal genutzt werden kann und die am Ausgang des Mischers des Empfangsteils vorhandenen Filter selektiver ausgelegt werden können. Dies führt dazu, dass Störsignale aus den Nachbarkanälen stärker unterdrückt werden können und eine bessere Filterwirkung und damit ein besserer Empfang zu Stande kommt. Die Kompensation der Frequenzabweichung bereits im Empfangsteil hat weiterhin den Vorteil, dass größer tolerierte und damit kostengünstigere Quarze für die Referenzoszillatoren des Empfangsteils eingesetzt werden können.
Die Mittel zur Bestimmung der Frequenzabweichung im Signalverarbeitungsteil sind vorzugsweise zur Ermittlung eines Offset-Teilerwertes für den PLL-Teiler N ausgebildet. Mit Hilfe der im Signalverarbeitungsteil ermittelten Offset-Teilerwerte wird die PLL um einen oder mehrere Abstimmschritte korrigiert. Damit verschieben sich die VCO- und daraus abgeleitete Mischeransteuerfrequenzen, so dass das ZF-Signal möglichst nahe an der gewünschten ZF-Frequenz liegt. Dabei kann die gewünschte ZF-Frequenz auf Grund von Toleranzen der ZF-Filter vom Nominalwert abweichen. - A -
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Empfangskanalspeicher zur Abspeicherung von Informationen über die bei einem Rundfunkkanal festgestellte Frequenzabweichung in Verbindung mit dem Rundfunkkanal vorgesehen ist. Damit steht die Frequenzabweichung für eine jeweilige Empfangsfrequenz z. B. bei erneuter Inbetriebnahme eines Rundfunkempfangsgerätes sofort zur Verfügung und es kann eine
Vorkompensation vorgenommen werden, was zu einer reduzierten Synchronisationszeit der folgenden Signalverarbeitung führt. Der Empfangskanalspeicher kann beispielsweise ein um einen Eintrag für eine Information über die Frequenzabweichung, insbesondere den Eintrag des Offset-Teilerwertes, für eine jeweilige Empfangsfrequenz erweiterter Stationstastenspeicher, Favoritenlistenspeicher- oder Frequenztabellenspeicherbereich sein.
Die Ermittlung der Abweichung der Referenzfrequenz lässt aber auch eine Vorausberechnung des optimalen Offsetteilerwertes vor einem Frequenzsprung zu.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Rundfunkempfangsgerät zur Bereitstellung der abgespeicherten Information über die jeweils festgestellte Frequenzabweichung zum Abruf und zur Kompensation des Referenzfrequenzfehlers bei Einstellung des Empfangsteils auf einen Rundfunkkanal eingerichtet ist. Die Synchronisationszeit der Signalverarbeitung, insbesondere einer digitalen Signalverarbeitung kann so insgesamt verkürzt werden, so dass z. B. nach Einschalten eines Rundfunkempfangsgerätes das Audiosignal schneller zur Verfügung steht. Durch die Vorkompensation ist die Frequenzablage reduziert und das Empfangssignal muss nicht erst in mehrerer Zyklen optimal in die Filterbandbreite geschoben werden. Vielmehr kann von Anfang an das Empfangssignal mit einer minimierten Bitfehlerrate decodiert werden.
Die Mittel zur Bestimmung der Frequenzabweichung sind vorzugsweise zur Schätzung einer Frequenzabweichung für eine andere Empfangsfrequenz als die eingestellte Empfangsfrequenz aus mindestens einer für eine jeweils eingestellte Empfangsfrequenz festgestellten Frequenzabweichung ausgebildet. Auf diese Weise kann eine
Kompensation einer möglichen Frequenzabweichung für eine bislang noch nicht untersuchte Empfangsfrequenz aus den für andere Empfangsfrequenzen festgestellten Frequenzabweichungen erfolgen. Etwaige Ungenauigkeiten bei der Schätzung der Frequenzabweichung müssen dann lediglich im geringeren Maße nachgeregelt werden, als dies ohne Schätzung der Frequenzabweichung der Fall wäre.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Empfangsteil eine in Abhängigkeit von der festgestellten Frequenzabweichung steuerbares und mit dem Referenzoszillator verbundenes elektronisches Schaltnetzwerk zum Abgleich des Referenzoszillators hat. Mit dem schaltbaren Netzwerk kann beispielsweise ein Quarz kapazitiv gezogen werden, um die Frequenzungenauigkeit zu korrigieren.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Signalverarbeitungsteil einen Analog- /
Digitalwandler zur Umwandlung des analogen
Zwischenfrequenzrundfunkempfangsignals in ein digitales Signal und zur Weiterverarbeitung des Zwischenfrequenzsignals hat. Das Signalverarbeitungsteil ist dann zur Bestimmung der Frequenzabweichung aus dem digitalen Zwischenfrequenzsignal beispielsweise durch numerische Signalverarbeitung mit Hilfe eines im Signalverarbeitungsteil ohnehin üblicherweise vorhandenen Mikroprozessors ausgebildet. Für die Bestimmung der Frequenzabweichung ist damit keine zusätzliche Hardware erforderlich. Es muss lediglich der Signalprozessor des Signalverarbeitungsteils geeignet programmiert werden.
Die Mittel zur Bestimmung der Frequenzabweichung können auch, insbesondere bei analogen Modulationsverfahren so ausgebildet sein, dass sie z.B. aus dem Träger oder Pilotton des Zwischenfrequenzsignals die Frequenzabweichung bestimmen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Temperatursensor in dem Rundfunkempfangsgerät vorgesehen ist. Das Rundfunkempfangsgerät ist dann zur Kompensation der Referenzfrequenz in Abhängigkeit von einer aus der mit dem Temperatursensor gemessenen Temperatur und einer abgespeicherten Temperaturkennlinie des Referenzoszillators, insbesondere der Temperaturkennlinie eines Oszillatorquarzes, ausgebildet. Durch die Nutzung und ggf. Abspeicherung der Temperaturinformation kann somit auch die Temperaturdrift des Quarzes über seine Temperaturkennlinie berechnet und kompensiert werden. Die Kompensation kann wiederum über die Teilereinstellung der PLL-Teiler und / oder die elektronische Beeinflussung des Quarzes beispielsweise mit einem schaltbaren Netzwerk zum kapazitiven Ziehen des Quarzes vorgenommen werden.
Die digitalen Rundfunksysteme DAB, DVB-T und DRM übertragen in ihren Signalen Zeit- und Frequenzreferenzpiloten mit, die die Berechnung einer genauen
Frequenzabweichung bis in den Bereich 1/10 Hz erlauben. Die Berechnung der jeweiligen Frequenzablage der verschiedenen Verfahren dazu sind Stand der Technik, da diese zur Synchronisation elementar notwendig sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - Blockschaltbild eines Rundfunkempfängers mit zur Ermittlung der Frequenzabweichung ausgebildeter Synchronisationseinheit und Korrektur der Frequenzabweichung im Empfangsteil;
Figur 2 - Blockdiagramm einer Oszillatorschaltung für das Rundfunkempfangsgerät aus der Figur 1.
Die Figur 1 lässt ein Blockschaltbild eines Rundfunkempfängers 1 mit einem
Empfangsteil 2 und einem nachfolgenden Signalverarbeitungsteil 3 erkennen. Das Empfangsteil 2 hat in an sich bekannter Weise eine Antenne 4 zum Empfang von hochfrequenten Rundfunkempfangssignalen HF, die in einer selektiven Vorstufe 5 vorverstärkt und gefiltert werden. Am Ausgang der selektiven Vorstufe 5 ist ein Mischer 6 angeordnet, um das hochfrequente Rundfunkempfangssignal HF mit Hilfe eines
Mischeransteuersignals MF für eine einstellbare Empfangsfrequenz auf ein Zwischenfrequenzsignal ZF mit einer definierten Zwischenfrequenz umzusetzen. Das Mischeransteuersignal MF wird in an sich bekannter Weise mit einer Oszillatorschaltung 7 erzeugt, die einen spannungsgesteuerten Oszillator VCO (Voltage Controlled Oscillator) hat, der mit einem phasengekoppelten Regelkreis PLL (Phase Locked Loop) geregelt wird. Hierzu wird die Frequenz eines freilaufenden spannungsgeregelten Oszillators VCO durch einen programmierbaren Teiler auf eine feste Vergleichsfrequenz heruntergeteilt. Der Phasenunterschied zwischen der vom spannungsgeregelten Oszillator VCO abgeleiteten Frequenz und einer mit Hilfe eines Referenzoszillators erzeugten (i.d.R. quarzgesteuerten) Referenzfrequenz wird in einem Phasenvergleicher ermittelt. Die Phasendifferenz der beiden Signale wird in eine Regelspannung umgesetzt und dem spannungsgeregelten Oszillator VCO zugeführt. Dadurch wird die Frequenz des spannungsgeregelten Oszillators VCO exakt auf das im Teiler eingestellte Vielfache der PLL-Referenzfrequenz geregelt.
Am Ausgang des Mischers 6 ist ein Zwischenfrequenzfϊlter 8 ggf. mit einer automatischen Verstärkungssteuerung AGC (Automatic Gain Controll) geschaltet.
Der Ausgang des Zwischenfrequenzfϊlters 8 ist mit einem Analog-Digital- Wandler 9 verbunden. Das digital gewandelte Zwischenfrequenzsignal ZF wird anschließend mit einem digitalen Filter 10 gefiltert und in einer Signalverarbeitungseinheit einer Frequenztransformation 11 unterzogen. Vorzugsweise wird eine Fast-Fourier- Transformation FFT durchgeführt. Das frequenztransformierte digitale Signal wird in einem Demodulator 12a wieder in die Basissignalanteile aufgesplittet. Ein Demultiplexer
12 dient in bekannter Weise dazu, die Inhalte der verschiedenen miteinander verwürfelten Kanäle bzw. Datenströme des frequenztransformierten und demodulierten Signals zu selektieren und in Blöcken zusammenzufassen, und diese Blöcke im Zeitmultiplex an den Eingang eines Kanaldecoders 13 zu führen. Der Ausgang des Kanaldecoders 13 ist mit einem Audiodecoder 14 verbunden, um beispielsweise ein nach dem MPEG-Standard codiertes Audiosignal zu decodieren. Der Ausgang des Audiodecoders 14 ist an eine Audiosignalwiedergabeeinheit 15 geschaltet, die ein Verstärker-Lautsprechersystem aufweist.
Am Ein- und Ausgang des Signalprozessors zur Frequenztransformation 11 sind Mittel
16, 16a und 16b zur Bestimmung einer Frequenzabweichung der Referenz- und / oder Mischeransteuerfrequenz MF der Oszillatorschaltung 7 von einer definierten Frequenz vorgesehen, um eine Synchronisation der Oszillatorschaltung 7 des Empfangsteils 2 durchzuführen. Da die Frequenzkorrektur in zwei Schritten (I Ia und 1 Ib) durchgeführt werden kann, sind entsprechende Signalkorrekturblöcke I Ia, 1 Ib am Eingang und Ausgang der FFT vorgesehen, welche einen im Block 16a berechneten ersten Anteil der Frequenzablage bzw. im Block 16b berechneten zweiten Anteil der Frequenzablage möglichst umgehend im Signal korrigieren. Die in den Blöcken 16a und 16b berechneten Korrektursignale werden außerdem in einer Addiereinheit 16 zu einem Gesamtfrequenzfehler addiert und gemäß der gerade eingestellten PLL Schrittfrequenz in ganzzahlige PLL Korrekturschritte für die Oszillationsschaltung umgerechnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit eine Frequenzabweichung Δf in der Oszillatorschaltung 7 im Signalverarbeitungsteil 3 detektiert. Eine Information über die detektierte
Frequenzabweichung Δf wird beispielsweise als Offset-Teilerwert zur Korrektur der Frequenzabweichung Δf in die Oszillatorschaltung 7 zurückgeführt.
Der Aufbau der Oszillatorschaltung 7 ist nochmals im Detail in der Figur 2 dargestellt. Vom spannungsgesteuerten Oszillator VCO wird mit Hilfe eines Teilers N 17 ein Signal erzeugt, dessen Phasenlage im Phasenvergleicher 18 mit dem von einem Teiler R 19 heruntergeteilten Referenzsignal des mit einem Quarz Q betriebenen Referenzoszillators 20 verglichen wird. Das Ausgangssignal des Phasenvergleichers 18 ist mit einem Tiefpassfilter 21 verbunden, das üblicherweise auch als Schleifenfilter bezeichnet wird. Dessen Ausgangssignal wird als Regelspannung dem spannungsgesteuerten Oszillator
VCO zugeführt. Das Ausgangssignal des VCOs wird auch einem zweiten Teiler V 22 zugeführt und dort auf die benötigte Mischeransteuerfrequenz heruntergeteilt. Das gewählte Teilungsverhältnis des Teilers V 22 muss in der Umrechnungsvorschrift zur Berechnung des Offset-Teilerwerts für den Teiler N 17 aus der ermittelten Frequenzabweichung Δf mit berücksichtigt werden.
Der Teiler N 17 wird auf einen Teilerwert eingestellt, der mit dem Offset-Teilerwert des Signalverarbeitungsteils 3 korrigiert wird. Durch die Mittel zur Bestimmung einer Frequenzabweichung 16 im Signalverarbeitungsteil 3 werden somit Daten zur Frequenzabweichung Δf des eingestellten Rundfunkprogramms mit einer
Umrechnungsvorschrift in eine Anzahl ganzzahliger Abstimmungsschritte der phasengeregelten Oszillatorschaltung 7 umgerechnet und das Ergebnis als Offset- Teilerwert zur Oszillatorschaltung 7 geschickt. Ein eventuell verbleibender, nicht ganzzahliger Anteil wird in dem digitalen Signalverarbeitungsteil 3 korrigiert. Vorteilhaft kann hierbei ausgenutzt werden, dass digitale Radiosysteme nach dem DAB- (Digital
Audio Broadcast), DRM- (Digital Radio Mondial) oder DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) in der Regel die Frequenzabweichung im Bereich von lOtel Hz feststellen können. Das Fehlermaß für die Frequenzabweichung kann so in einen ganzzahligen Anteil von Abstimmschritten in der Oszillatorschaltung 7 sowie einen Bruchteil kleiner oder gleich einem halben Abstimmschritt zerlegt werden.
Bei Verwendung einer Fractional-PLL kann der Teiler N 17 nicht nur auf ganzzahlige Teilungsverhältnisse eingestellt werden, sondern ist in feineren Schritten verstellbar, z.B. in Schritten von 0,25. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um den verbleibenden Rest-Frequenzfehler des ZF-Signals weiter zu reduzieren.
Aber auch die Ableitung der Referenz z.B. aus dem Piloten eines analogen, frequenzmodulierten Stereosignals ist denkbar.
Das Ergebnis der Bestimmung des Frequenzfehlers, insbesondere der Offset-Teilerwert kann als Attribut mit der Empfangsfrequenz auf einer Stationstaste, in einer Favoritenliste oder in einer Frequenztabelle abgespeichert werden, um bei weiteren Aufrufen der gleichen Frequenz oder bisher nicht aufgerufenen Frequenzen jeweils eine schnellere
Synchronisation des Empfangssignals zu ermöglichen.
Anhand der im allgemeinen bekannten Quarzkennlinie der Oszillatorquarze kann zudem eine Temperaturkompensation anhand einer mit einem in das Rundfunkempfangsgerät 1 integrierten Temperatursensor erfassten Temperatur erfolgen.

Claims

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartPatentansprüche
1. Rundfunkempfangsgerät (1) mit einem Empfangsteil (2), das über einen Mischoszillator (VCO) verfügt, dessen Schwingfrequenz an die Frequenz und/oder Phase eines Referenzoszillators (20) angekoppelt ist und der zur Umsetzung eines Rundfunkempfangssignals (HF) auf eine Zwischenfrequenz dient, und mit einem nachfolgenden Signalverarbeitungsteil (3) zur Weiterverarbeitung des Zwischenfrequenzsignals (ZF), dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverarbeitungsteil (3) Mittel (16, 16a, 16b) zur Bestimmung einer Frequenzabweichung der Referenzfrequenz (RF) des Referenzoszillators (20) von einer definierten Referenzfrequenz aus dem Zwischenfrequenzsignal (ZF) oder daraus abgeleiteten Signalen hat und im Empfangsteil (2) eine Anpassung von Parametern in Abhängigkeit von der festgestellten Frequenzabweichung (Δf) erfolgt.
2. Rundfunkempfangsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (16, 16a, 16b) zur Bestimmung der Frequenzabweichung (Δf) oder eine zusätzliche Baugruppe zur Ermittlung eines Offset-Teilerwertes aus der Frequenzabweichung (Δf) für einen mit dem Ausgang des Mischoszillators (VCO) gekoppelten Frequenzteiler des Empfangsteils (2) zur Reduzierung der Frequenzabweichung des Zwischenfrequenzsignals ausgebildet ist.
3. Rundfunkempfangsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Empfangskanalspeicher zur Abspeicherung von Informationen über die bei einem Rundfunkkanal festgestellte Frequenzabweichung (Δf) oder Offset-Teilerwertes in Verbindung mit dem Rundfunkkanal.
4. Rundfunkempfangsgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangskanalspeicher Stationstastenspeicher, Favoritenlistenspeicher- oder Frequenztabellenspeicherbereiche sind.
5. Rundfunkempfangsgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundfunkempfangsgerät (1) zur Bereitstellung der abgespeicherten Informationen zum Abruf und zur Offset-Teilerwert- Voranpassung bei Einstellung des Empfangsteils (2) auf einen Rundfunkkanal eingerichtet ist.
6. Rundfunkempfangsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (16, 16a, 16b) zur Bestimmung einer Frequenzabweichung (Δf) oder eine zusätzliche Baugruppe zur Schätzung einer Frequenzabweichung (Δfi) für eine andere Empfangsfrequenz als die eingestellte Empfangsfrequenz aus mindestens einer für eine jeweils eingestellte Empfangsfrequenz festgestellten Frequenzabweichung (Δf2) ausgebildet sind.
7. Rundfunkempfangsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangsteil (2) ein in Abhängigkeit von der festgestellten Frequenzabweichung (Δf) steuerbares und mit dem Referenzoszillator (20) verbundenes elektronisches Schaltnetzwerk zum Abgleichen des Referenzoszillators (20) hat.
8. Rundfunkempfangsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverarbeitungsteil (3) einen Analog-
Digitalwandler (9) zur Umwandlung des analogen Zwischenfrequenz- Rundfunkempfangssignals (ZF, HF) in ein digitales Signal hat und zur Bestimmung der Frequenzabweichung (Δf) aus dem digitalen Zwischenfrequenzsignal (ZF) oder daraus abgeleiteten Signalen ausgebildet ist.
9. Rundfunkempfangsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bestimmung der Frequenzabweichung (Δf) aus dem Pilotton des Zwischenfrequenzsignals (ZF) ausgebildet sind.
10. Rundfunkempfangsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperatursensor, wobei das Rundfunkempfangsgerät (1) zur Kompensation der Referenzfrequenz (RF) in Abhängigkeit von einer mit dem Temperatursensor gemessenen Temperatur und einer abgespeicherten Temperaturkennlinie des Referenzoszillators (20), insbesondere der Temperaturkennlinie eines Oszillatorquarzes, ausgebildet ist.
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