NL8202355A - Ontvanginrichting. - Google Patents

Description

% ϊ2 VO 3^37

Betr.: Ontvanginrichting.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een ontvanginrich-ting· en meer in bet bijzonder op verbeteringen voor een ontvanginrich-ting, vaarvan deel uitmaakt een voor bet versierken van elastiscbe tapper-vlaktegolven dienende verst erker met de eigenschap van storingsonderdruk— 5 king, alsook met een boge gevoeligheid.

Zoals algemeen bekend is kunnen de voor voor draadloze ontvangst; dienende ontvanginricbtingen vereiste prestatie-eigenschappen vorden ver-• deel in vier catagorieen, t.v. gevoeligbeid, storingsonderdrukking, trouv-heid en stabiliteit. Een ontvanginricbting die aan al deze vier soorten 10 van vereisten voldoet vordt als goed gekwalificeerd; sedert korte tijd is echter de eigenschap betreffende storingsonderdrukking van steeds, gro-ter belang geworden aangezien het aantal omroepstations in sterke mate is uitgebreid*

De maatregelen die erop gericbt zijn om dergelijke storings-T5 onderdrukkingseigenschappen te verbeteren,. komen er in het algemeen op neer, dat gebruik vordt gemaakt van een filter met een smalle doorlaat-band. Fig. 1 geeft een blokschema veer van een bekende nitvoering van een super-heterodyne ontvanginricbting die van dergelijke- filters is voorzien.

20 In deze fig. 1 hebben de verwijzingssymbolen de volgende beteke— nissen: 1 is een antenne; 2, b en 7 zijn filters; 3 is een hoog-frequen-te versterking; 5 is een frequentie-omzetter; 6 is een lokale oscillator; 8 is een tussen-frequente versterker; 9 is een demodulator; 10 is een audio-versterker; en 11 is een luidspreker.

25 Beschouvingen betreffende de storingsonderdrukkingseigenschappen van een ontvanginricbting die op de bovenomschreven vijze is ingericbt, leert het volgende. Wat frequentiediscriminatie betreft behoeft niet veel te vorden vervacht van de antenne 1. Indien hoog-frequentie signalen die door deze antenne vorden ontvangen, in de vorm waarin zij verscbijnen, 30 vorden versterkt door de hoog-frequente versterker 3, zullen door niet-lineaire effecten van de versterker storende verschijnselen, zoals inter-modulatie en kruismodulatie, ontstaan. Het is om deze reden, dat een. filter is opgenamen in de op de antenne 1 volgende trap.

Aangezien de frequentie-omzetter 5 in beginsel een niet-lineaire 35 keten is, en bovendien spiegelbeeldfrequentie-storingen door intermodula-tie en kruismodulatie een rol gaan spelen, vorden de frequentiediscrimi- 8202355 * - 2 - neereigenschappen voor 2over hiertoe een onvoldoende bijdrage wordt ge-leverd door bet filter 2, aangevuld door de bijdragen van het filter U. Door het verwijzingscijfer 6 is een lokale oscillator aangeduid.

Het· filter T heeft een discriminatie ten aanzien van signalen 5 die naar de middenfreqnentband zijn getransponeerd.

Zoals in het voorafgaande is vermeld, worden bij een bekende uitvoering van een ontvanginrichting· filtermiddelen gebruikt, die in drieen. zijn verdeeld.

In de situatie waarin de ontvangen frequentie variabel is, zijn 10' voor de filters 2 en ^ de volgende constructies gebruikt : (a) een uitvoering waarbij de centrale frequentie variabel is; M een uitvoering waarbij filters met verschillende centrale fTequenties kunnen vorden ingeschakeld;. en (c) een uitvoering waarbij gebruik. wordt gemaakt van een filter 15. met een brede doorlaatband via welke signalen met een variabel bandge-bied.worden doorgelaten.

Aangezien de filtermiddelen van een uitvoering als bedoeld onder* (c) in wezen niet van de soort zijn'waarbij gebruik is gemaakt van een smalle doorlaatband, voldoen dergelijke filtermiddelen wat storingseigen— 20 schappen betreft, zo goed als de andere soorten, De onder (b) bedoelde filtermiddelen bezitten een smalle doorlaatband en zijn in enigermate bruikbaar zijn; echter zijn teveel filters nodig, hetgeen wat kosten en ruimte betreft, een bezwaar betekent. Bij de filtermiddelen van een uitvoering, zoals bedoeld onder (c) is het niet mogelijk fTequentie-discri-25 minerende eigenschappen te verkrijgen, waardoor andere dan gewenste signalen op bevredigende wijze worden onderdrukt.

Wanneer gebruik wordt gemaakt van filtermiddelen met de onder (a) bedoelde uitvoering is het voor het verkrijgen van bevredigende dis-crimineereigenschappen vereist, dat het aantal filtertrappen moet worden 30 vergroot. Daardoor nemen echter de verliezen toe. Zulks geldt in het bij-zonder wanneer het in het voorafgaande genoemde filter 2 van een dergelijke uitvoering is, aangezien door dit filter het ruisgetal van een ont-• vanginrichting wordt beinvloed, waarbij tevens aan het filter inherente fouten, wat het volgen van een variabele frequentie betreft, van beteke-35 nis worden, als het niet mogelijk is am het aantal filtertrappen onbe-perkt uit te breiden.

We gens deze redenen is in de trap die volgt op de frequentie- 8202355 - 3 - * * omzetter 5 een ten aanzien van tussen-frequente signalen discriminerend verkend filter 7 aangebraeht teneinde storingen in naburige kanalen te onderdrukken. Aangezien voor dit filter de centrale frequentie een vaste en geringe waarde kan. bebben, valt te verwaehten, dat gebruik wordt ge-5 maakt van een filter,, ‘dat goedkoop is te vervaardigen en dat de frequen-tie-discrimineereigenschappen bezit.

Zoals- in bet voorafgaande is uiteengezet is bet duidelijk, dat . ' de frequentie-discriminerende werking van de filters 2 en k ontoereikend --:¾is met betrekking tot intermodulatie en kruismodulatie, zoals veroor-10’ zaakt door de hoog-frequente versterker 3 en de frequentie-cmzetter 5*

Het mecbanisme waardoor intermodulatie ontstaat, zal in bet onderstaande nader- worden uiteengezet. _

Er van uitgaande,· dat. de ontvangen frequentie is gegeven als fd en dat· storende golven met de frequentie fd + Λ f en fd + 2 A f aanwe— • tj zig, zijn, blijkt, dat in de hoog-frequente versterker als gevolg van een derde-orde niet-lineaire term, de frequentie fd voldoet aan de volgende vergelijking :.

2 (fd +Af) - (fdt2Alf) = fd waardoor storing wordt gexntroduc eerd. Δ f varieert in afhankelijkbeid 20 van de ccmnronieatiesoort, en deze variatie kan een grootte-orde bebben . van 10' kHz.

Teneinde een dergelijke storing weg te werken is bet noodzake-lijk om gebruik te maken van een boog-frequent filter, dat in staat is am. frequentiecamponenten, die zicb in extreem dichte nabijheid bevinden 25 van de te ontvangen frequentie, op bevredigende wijze worden onderdrukt.

Wat dat betreft zijn uitsluitend piezo-elektrische filters bescbikbaar, waarvan de centrale frequentie. een vaste waarde heeft, en gebruik is gemaakt van kwarts enz; dergelijke filters bebben het bezwaar, dat zij uitsluitend in. de bovenbedoelde uitvoering (b) beschikbaar zijn, aange-30 zien de centrale frequentie een vaste waarde beeft.

Teneinde aan dit bezwaar tegemoet te komen is voorgesteld cm ter verkrijging van een ontvauginrichting met buitengewoon goede sto-ringsonderdrukkingseigenscbappen en een boge gevoeligheid, voor bet in deze ontvauginrichting benodigde filter gebruik te maken van een filter, 35 dat bij hoge frequenties een variabele, centrale frequentie bezit, geringe verliezen introduceert en goede discrimineereigenschappen heeft, waarbij zulkr een filter bestaat uit een voor elastiscbe oppervlakte- 8202355 4 -.

- u.- golven geschikte versterker, waarvan de working berust op het effekt van parametrische versterking.

Fig. 2 geeft een uitvoeringsvoorbeeld van een super heterodyne-ontvangihrichting. van het in het voorafgaande amschreven soort veer , 5 waarbij in dit schema voor de aanduiding van ketens die een soortgelijke eenheid in fig. 1 hebben,. van dezelfde verwijzingscijfers zijn voorzien. In fig. 2 is door 12 aangeduid een voor elastisehe. oppervlaktegolven geschikte versterker; 13 is een keten die in staat, is om elektrische vermogen'te pompen; 1U is een keten voor het aanleggen van een hulpge-10 lijkspahning aan een versterker? en 15 on T6 zijn respectievelijke aan-passingsketens die. zijn verhonden met een deshetreffend exemplaar van transdueenten voor de elastisehe oppervlaktegolven die in de versterker en die in het · onderstaande zullen worden heschreven.

Fig. 3 geeft een uitvoeringsvoorheeld van een- voor elastisehe 15- oppervlaktegolven geschikte versterker veer. In deze figuur is S een halfgeleidersubstraat,. gemaakt van silicium (Si) en andere component en; I is een piezo-elektrische film,, gemaakt uit zinkoxyde (ZnO) en andere component en;-, en Ir is een film, van silicium oxyde (SiOg). Het halfgelei-dersuhstraat S,. de silicium oxyde film SiOg en de piezo-elektrische film 20 I vormen een laminaat.

De boven vermelde silicium oxyde film-If fungeert als een film, waardoor het oppervlak van. het halfgeleidersubstraat wordt gestabili-seerd.

• Door 12^ en 12g zijn respectievelijk ingangsorganen en uitgangs— 25 organen voor elektrische signalen aangeduid.. Deze organen bestaan uit voor elastisehe oppervlaktegolven geschikte transdueenten die zijn voorzien van. kamvormige elektroden, die zijn verbonden met een desbetreffend exemplaar van de aanpassingsketens 15’ en 16, die in het voorafgaande zijn genoemd. Voor het ingangsorgaan 12^ worden elektrische signalen omgezet 30 in elastisehe oppervlaktegolven en door het uitgangsorgaan 12g worden de elastisehe oppervlaktegolven omgezet in elektrische signalen.

Door M.j is verder aangeduid een elektrode, via welke een hulp-gelijkspanning en elektrisch pompvermogen aan de versterker worden toege-voerd. Deze elektrode is aangebracht in het pad waarlangs de opper-35 vlaktesignaalgolven zich voortplanten.

Mg is een elektrode door middel waarvan het halfgeleidersubstraat S met aarde kan worden verbonden.

8202355

. ^ V

- 5 -

De bovenbeschreven elektrode M^. is achtereenvolgens via een smoorspoel CH voor het blokkeren van boog-firequente stromen en via een variabele gelijkspanningsbron il· voor bet aanleggen van een hulpgelijk-spahhing aan: de verst erker, met aarde verbonden.

5 Anderzijds is de bovenvermelde elektrode acbtereenvolgens - via een condensator-C voor bet blokkeren van gelijkstroom en via een boog-frequente bron 13 voor bet toevoeren van elektriscb pompvermogen, met aarde verbonden, Elektrisebe iigangssignalen die afkomstig zijn van de aanpassingsketen 15' en die vorden aangelegd aan,het ingangsorgaan 12^,.

10 vorden dmgezet in oppervlaktesignaalgolven die zich· via een oppervlaktegedeelte van de piezeo-elektriscbe film I in de ricbting van bet uit-gangsorgaan 12^. voortplanten, Bij· vijze van voorbeeld- is aangenomen, dat de frequentie van de zich voortplantende oppervlaktesignaalgolven is ge-geven door f.

T5 Wanneer elektriscb. pompvermogen met de frequentie 2f vanaf de hoog-frequente bron 13 samen met de bulpgelijkspanning vanaf de bron 1¾. vorden aangelegd aan de elektrode M^. op de piezeo-elektriscbe film X, vorden oppervlaktesignaalgolven versterkt door een parametrisch inter-. actie-effekt, dat bet gevolg is van niet-lineaire eigenschappen van de 20 capaciteit van de oppervlakfceladingslaag in bet oppervlaktegedeelte van het halfgeleidersubstraat S dat zicb onder de elektrode bevindt, en aldus verst erkt e oppervlakt esignaalgolven vorden door bet uitgangsorgaan 12g omgezet in elektrisebe· signalen die vorden af gevoerd,

Bij de in bet voorafgaande beschreven verst erker bangt de ver-25 sterkingsfactor af van de lengte die de elektrode beeft in de ricbting vaarlangs de oppervlaktegolven zich voortplanten, de mate van niet-line-ariteit X in bet oppervlaktegedeelte van de halfgeleidersubstraat, de frequentie van bet elektriscb pompvermogen, enZ, vaarbij bet mogelijk is om de versterkingsfactor te varieren door deze grootheden te varieren.

30 De bovengenoemde mate van niet-lineariteit ξ is bepaald door de niet-lineariteit van de capaciteit van de oppervlakteladingslaag van bet halfgeleidersubstraat, velke op zijn beurt veer afbangt· van. de grootte van de bulpgelijkspanning en de grootte van bet elektrische pompvermogen.

In de praktijk wordt de versterkingsfactor boofdzakelijk ingesteld door 35 variatie van de tvee bovenvermelde soorten van parameters.

Zoals in het voorafgaande is uiteengezet, is de versterkingsfac-tor van de voor elastisebe oppervlaktegolven bedoelde versterker 12 be- 8202 3 5 5...............................................

* %.

-6- paald door de niet-lineariteit van de capaciteit van de oppervlaktela- dingslaag. in het oppervlaktegedeelte ran het halfgeleidersubstraat, dat $ uit silicinm en andere camponenten is samengesteld, en aangezien bet effekt van deze niet-lineariteit aanzienlijk groter is dan dat wordt . 5' verkregen. door toepassing·'van de niet-lineariteit van. de piezo-elektrische laag zelf, zoals. bet geval is bi j de· in bet voorafgaande bebandelde bekende teehniek, bestaafc bet voordeel., dat het elektrische pcanpv'ermogen kan worden verminderd can een voorafbepaalde verst erkingsf act or te ver-krijgen.

10 Aangezien het effect van de parametrische versterking van de voor elastiscbe oppervlaktegolven geschikte versterker 12’ een soort van. positiefs terugkoppeleffect meebrengt , is bet Voor bet vergroten van de verst erkingsf act or anderzijds. nodig om de elektrische kwaliteits— factor Q te vergroten. Fig. k is illustratief voor een voorbeeld van de 15' wijze waarop bet· verloop van de versterkingsfactor als functie van de frequentie afhankt van variatie van de grootbeid Q. Zoals duidelijk uit deze figuur blijkt,. wordt tevens een versterkingseffeet met. variabele bandbreedte verkregen aangezien de frequentiedoorlaatbandbreedte samen met. varieties van. de versterker A; kan worden gevarieerd als gevolg van 20 een toename van' de grootbeid Q, zoals door de onderbroken lijn is aange-geven..

Zoals in het voorafgaande is beschrevenidsnnnen de bij de bekende teehniek toegepaste filters 2 en If en de hoog-frequente versterker 3 worden vervangen door een voor elastiscbe oppervlaktegolven geschikte 25 versterker 12, aangezien een dergelijke voor elastiscbe oppervlaktegolven geschikte versterker 12 kan worden gebruikt als een hoog-frequente versterker met een boge verst erkingsf act or en een zeer goed fr equent ie-discriminerend vermogen, alsook een variabele afst emmogelijkheid door toevoer van een geschikte hulpvoorspanning en een passend elektrisch 30 pompvermogen (ter verkrijging van een variabele af stemming, is bet slechts nodig, dat de frequentie van bet elektrisch pompvermogen tweemaal zo groot is als de ontvangen frequentie).

Aangezien de verst erking bovendien een goed discriminerend vermogen bezit, is bet mogelijk om die frequentiecomponenten,. die te dicht 35 bij zijn gelegen om te worden gesebeiden met behulp van een bekende uit-voering van een variabele afstemming, te onderdrukken en daarbij te ver-hinderen dat storende verschijnselen, zoals deze bij een bekende hoog-_’r. 7~ontr verst 8202355 - τ - frequente versterker een frequentie-omzetter ontstaan, zoals intermodula-tie en kruismodulatie,

Aangezien verder het mechanisme van de versterking van de voor elastisehe oppervlaktegolven geschikte versterker berust op parametrische $ verst er king,, heeft de verst erker een laag ruisniveau,££erwijl de gevoeligheid is verbeterd.

Behalve deze voordelen is het niet nodig,, dat. het filter T, dat wordt toegepast in de tussen-f requente trap een hoog prestatieniveau be- zit.

10 Zoals in het voorafgaande is uiteengezet heeft een ontvanginrich ting, waarin gebruik wordt gemaakt van een voor elastisehe oppervlaktegolven geschikte versterker, een hoge gevoeligheid en. bijzonder goede storingsonderdrukkingseigenschappen , en wanneer de voor elastisehe oppervlaktegolven geschikte versterker een grote versterkingsfactor heeft, 15-. heeft deze ontvanginrichting een hoge Q-waarde. Zulks betekent, dat zelfs; \ indien de frequentieband, die beschikbaar is voor de te ontvangen signalen,. smal is en de verst erkingsfact or van. de voor elastisehe oppervlaktegolven geschikte versterker groot is, de signalen zonder enig probleem kunnen worden ontvangen, indien het spectrum van de te ontvangen signa-. 20 len zich binnen de doorlaatband. bevxndt.. Wanneer de frequentieband wordt ingenomen Voor de signalen breed is en- groter is dan. de doorlaatband van de voor elastisehe oppervlaktegolven geschikte versterker , wordt de ont-vangstkwalit eitr.slechter. Bijvoorbeeld geldt·,'dat in de FM-omroepband de benodigde frequentiebandbreedte voor stereo-omroep 200 kHz bedraagt.

25 De doorlaatbandbreedte van een voor elastisehe oppervlaktegolven geschikte versterker met een voldoende grote verst erkingsf actor, heeft echter een waarde vanaf enige kHz tot meerdere tientallen kHz. Aldus blijkt, dat een goede ontvangst niet mogelijk is wanneer gebruik wordt gemaakt van een ontvanginrichting van een uitvoering, zoals in het voorafgaande is be- 30 schreven.

Zoals in het voorafgaande is uiteengezet, zijn bekende processen, · zoals FM-technieken met negatieve terugkoppeling en een sporend filters, en dergelijke, toegepast, voor het ontvangen van FM-golven onder gebruik--makingvan elementen en eigenschappen die een smalle filter doorlaatband 35 betekenen (de meeste van deze elementen zijn passieve elementen zonder enige vorm van versterking). Met al deze processen is beoogd een verbete— ring te verkrijgen ten. aanzien van de gevoeligheid en de storingsonder-•Iru likings ig -nsaha 8202355 * ^ - 8 - t drukkingseigenschappen. In de fig.- 5 en 6 zijn uitvoeringsvoorbeelden van dergelijke keteninrichtingen veergegeven.

Fig» 5 is illustratief voor een bekende .uxtvoering van een ont-vamginrichting is is te kwalificeren als een FM-systeem met negatieve 5 terugkoppeling. In.deze figuur- hebben de verwijzingscijfers de volgende betekenissen : 21 is een antenne; 22 is een hoog-frequente verst erker; • 23 is een frequentie-omzetter; 2k is een locale oscillator; 25 is een filter-met een smaUdododnlaatband; 26 is een tussen-frequente verst erker; 27 is een frequentiediscriminator; 28 is een audioversterker; en 29 is 10 een luidspreker.

Anderzijds is fig. 6 illustratief voor een uitvoeringsvoorbeeld • van een volgfiiter. In deze figuur- hebben de verwijzingscijfers de volgende betekenissen t 31 is een fazeverschuiver; 32 is een fazecomparator; en 33 is een laagdoorlatend filter.

T5 Een kenmerkende eigenschap van de in fig. 5 veergegeven keten- inrichting is,, dat de locale oscillator 2k een door een spanning bestuur— bare oscillator is,, vaarbij het· uitgangssignaal van de frequentiediscri— minator 2T wordt gebruikt als een voor deze oscillator verkzame besturings-spanning., De lus met de element en 23 25 —v 26 —y 27 2k —Y 23 20 vormt een frequentie-afhankelijke,. negatieve terugkoppellus en de locale oscillator 2k oscilleert zodanig, dat stantane frequentieveranderingea worden gevolgd. Daardoor vordt aan de uitgaag van de frequentie-omzetter 23 een frequentie-afwdjking ten opzichte van het uitgangssignaal van de hoog-frequente versterker 23 verminderd en zulks betekent, dat het spectrum 25 van de te ontvangen signal en ruim past in de smalle door laat band van het filter 25.

Een kenmerkende eigenschap. van de in fig. 6 veergegeven keten-inrichting is, dat het filter 25 met smalle doorlaatband een filter is, vaarvan de centrale frequentie kan worden bestuurd door een spanning, en 30 dat de door het laagdoorlaatfilter 33 gefilterde signalen van fazefout-signalen, zoals verkregen door een fazevergelijking in de fazecomparator 32 van de uitgangssignalen, afkamstig van het filter 25 via de fazeverschuiver 31 en. uitgangssignalen van het filter 25, kunnen worden gebruikt als besturingssignalen voor dit filter. Het betreft hier een techniek, 35 die analoog is aan PLL (Phase Locked Loop), en het uitgangssignaal van het filter- 33 is in de vorm, waarin dit verschijnt, eenc-gedemoduleerd uitgangssignaal.

8202 3 55 .............- >· * - 9 -

In het voorafgaande zijn twee representatieve voorbeelden be-• schreven van bekende technieken- Daaraan klevendee' bezwaren zijn,. dat intermodulatiestoring plaats vindt in de hoog-frequente versterker en de frequentie-omzetter en dat deze beide componenten werkzaam zijn om der-5 gelijke storingen te onderdrukken.

Met de uitvinding is beoogd. aan dergelijke bezwaren tegemoet te kcmen en moeilijkheden bij de ontvangst, zoals intermodulatiestoringen,. die teweeg worden gebracht door de hoog-frequente versterker en de fire- ; quentie-omzetter, ·ορ te heffen en daarbij eenoEMvontvanginricbting be-T0‘. schikbaar te stellen met een. hoge gevoeligheid en een hoge mate van trouw-:- heid.

Daartoe wordt volgens de uitvinding een ontvanginricbting be-schikbaar gesteld met teaminste twee uitgangsorganen voor het afvoeren van·elektrisebe signalen die corresponderen met geluidsgolven,. die zich . T5. in verschillende richtingen in de hoog-frequente versterktrap voortplan-ten, waarbij bet fazeverschil of bet frequentieverschil tussen de uit-gangssignalen van dit uitgangsorgaan wordt gedetecteerd en de frequentie van elektriscb pompvermogen dat wordt toegevoerd aan genoemde voor elas— tische oppervlaktegolven gescbikbe versterker·, in responsie op bet aldus 20 gedetecteerde uitgangssignaal wordt geregeld.

Ter nadere toelicbting van de uitvinding zullen in het onder-staande enige uitvoeringsvoorbeelden daarvan worden beschreven met ver— wijzing naar de tekening, waarin : fig. T, 5 en 6 blokschema* s weergeven ter illustratie van voor-25 beelden van bekende super heterodyne ontvanginrichtingen; fig. 2 een blokschema weergeeft van een bekende ontvanginrich— ting, waarin gebruik is gemaakt van een voor elastiscbe oppervlaktegolven geschikte versterker; - fig. 3 een schema weergeeft als voorbeeld van een uitvoerings- 30 vorm van een voor elastische oppervlaktegolven geschikte versterker die kan worden gebruikt in de bovengenoemde ontvanginricbting; fig. k enige frequentiekarakteristieken weergeeft; fig. T een blokschema weergeeft van een uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding; en 35 fig· 8 een blokschema weergeeft van een ander uitvoeringsvoor beeld van de uitvinding.

In fig. 7 is een antenne; k2 een banddoorlatend filter; ^3 8202355 ------- — 10 — V w een circulator; 1+1+, 1+1+·' aanpassingsketens; 1+5-1 'een voor elastische op-pervlaktegolven geschikfce versterker; 1+5-2 een keten voor het toevoeren . van een hulpgelijkspanning; 1+5-3 een pompvermogensversterker; 1+5-¾ een door' een spanning bestuurbare oscillator; CH een smoorspoel; C een con-• 5 densator; 1+6, h6* frequentie-omzetters; 1+7 een locale oscillator; 1+8, 1+8’ tussen-frequente-filters; 1+9, 1+9 * tussen-frequente versterkers;. 50 faze-ccmparator; 51 een laagdoorlatend filter; 52 een audioversterker; en 53 .· een.. luidspreker. Verondersteld wordt .thans, dat de frequentie van de te ' ontvangen signalen is gegeven als fs. Signalen'die afkomstig zijn van TO. de antenne 1+1 bevatten talrijke frequentiecomponenten, waarvan slechts die,, welke binnen een benodigde band voorkomen,. kunnen worden afgeschei--den via bet banddoorlatend filter 1+2' (bijvoorbeeld voor japanse FM-omroep· 76 — 90 MHz). Uitgangssignalen van bet filter 1+2 worden geleid door de circulator 1+3 en worden via. de aanpassingsketen 1+1+ aangelegd aan de 15' linker transducent van een voor elastiscbe oppervlaktegolven geschikte versterker 1+5-1-'

Geluidsgolven die zicb vanaf de linker transducent a voortplanten naar de rechter transducent b, worden versterkt en versehijnen in de vorm. van elektriscbe signalen opnieuv bij de recbter transducent b. Yer— 20 ondersteld wordt thans, dat de frequentie van de pompsignalen is gegeven . als fp.. De frequentie van de golven die zicb vanaf de linkerzijde naar de reebterzijde voortplant is gegeven als fs en is onafhankelijk van de frequentie fp. Op dezelfde tijd ontstaan geluidsgolven die zicb vanaf de rechterzijde naar de linker zijde voortplant en en bun frequentie fi is ... 25 gelijk aan fp - fs. Indien fp =· 3fs, geldt, dat fi = 2fs - fs * fs. Aldus geldt, dat de frequenties van de golven die zicb in de beide richtingen ' voortplanten gelijk zijn aan fs. In dit geval bebben geluidsgolven diehzich in de beide riehtingen voortplanten de grootste versterkingsfactor. In bet geval waarin de momentele frequentie een functie van de tijd is, d.i.

30 fs(t), zoals bij FM bet geval is, is de pompfrequentie fp eveneens een functie van de tijd d.i. fp(t), en bierbij bestaat de volgende relatie: fp(t) a 2fs(t) ..... (1)

De werking van de versterker· zal worden uiteengezet voor bet geval waarin de vergelijking (1)' niet geldend is, met andere woorden wanneer 35- geldt, dat : fp(t) Φ' 2fs(t) ..... (2) fs(t) Φ fi(t) ..... (3) 8202355 ---------- -------------- • #- - 11 - fi(t) - fe(t) » Δ f(t) .....(4) (df(t) Φ 0) ------ (5) vaarbij de uitgangsfrequentie fs(t) die bestaat bij de reehtertransducent b "b via de aanpas singsketen 44’ wordt geleid naar de frequentietransducent 5 46r. De uitgangsfrequentie fi(t) die versehijnt bij de linker-transducent a wordt .via. de aanpassingsketen 44 geleid naar de circulator 43- Aange— 2ien de circulator signalen, die afkomstig zijn van de antenne 4l niet doorla&kr-I naar de frequentie-omzetter 46, echter werkzaam is om signalen, afkomstig van de aanpassingsketen 44 over te dragen naar de frequen-10 tie-omzetter 46, kunnen de componenten van fi(t) doeltreffend worden af-gevoerd- Bij de frequentie-omz etters 46 en 46' worden de frequenties door' bet gemeenschappelijke uitgangssignaal van de locale oscillator 1*7 conge— zet en de aldus verkregen frequeniies worden via de tussen-frequente filters 48, 48' en de tussen-frequente versterkers 49 en 49’ doorgelaten.

15* Set is duidelijk, dat het verschil tussen de frequenties aan de uitgangen • daarvan gelijk aan^lf(t} zoals gegeven door de. vergelijking· (4). D.w.z-volgens de onderhavige uitvinding is de keten die als bet z.g. superbet erodynest stelsel is te· kwalificeren en waarvan de frequentie-omzetters 46, 46f en de locale oscillator kj deel uitmaken,. iiiet. essentieel. ..

20 De twee tussen-frequente signalen van het momentane frequentie- verscbil is- gegeven als f(t), worden wat hun faze betreft vergeleken in de fazecomparator 50 aan de uitgang waarvan fazefoutsignalen worden verkregen. Zoals· algemeen bekend is kunnen deze signalen door de werking van de in faze vergrendelde lusketen (PLL) worden bescbouwd als frequentie-25 f out signalen.. Deze frequent ief out signalen worden geleid door bet laagdoor-laatfliter· dat de gewenste transmissiefunctie heeft, naar de door spanning. bestuurbare oscillator 45-4 die het pompvermogen genereert. Indien geldt, dat fp(t) > 2fs(t) (6) 30 ' fi(t) * fp(t) - fs(t) >> fs(t) (7) Δ f(t) * fi(t) - fs{t) ^ o (8) vaarbij de polariteit van de fazecomparator 50 of de door spanning bestuurbare oscillator 45-4 zodanig dient te zijn, dat de uitgangsfrequentie van de oscillator 45-4 wordt verlaagd. Indien geldt dat 35 Δ f(t) < 0 , ..... (9) zou de polariteit vanzelf sprekend zodanig dienen te zijn, dat daardoor de uitgangsfrequentie van de door spanning bestuurbare oscillator 45-4 wordt 820 2 3 55 - --------------- ------ --------- -12.- ο verhoogd en een soort van frequentie-afharikelijke lus met negatieve te-rugkoppeling ontstaat,waarbij geldt dat A f(t) 8 ..... do)

Hierna is de vergelijking (1) geldig. Sinds ongewenste stoorgolfcompo- 5 nenten, die aan de uitgang met fi(t) en fs(t) voorkomen doeltreffend worden verzwakfc door de voor elastische oppervlaktegolven geschikte verst erker ^5-1, wordt intermoduiatiestoring en dergeli jke,. zoals veroor— zaakt door, de frequentie-omzetters k6 en k6*, in sterke mate verminderd, en behalve.het feit dat de versterking van de voor elastische oppervlak- 10. ’ tegolven geschikte versterker hemst op het prineipe van parametrische verst erking, wordt de ontvangdrempel verlaagd, als gevolg van de vermindering van de equivalente ruisbandbreedte als gevolg van het smalle hand volgfliter. Op deze wijze wordt een FM-ontvanginrichting met een. hoge gevoeligheid heschikbaar gesteld.

15. .- Fig. 8 geeft een schema van een ander uitvoeringsvoorheeld van · de uitvinding wear.- Inr^deierrSiguur zijn voor ketencomponenten dieecLSzelf-de functie hehhen als die van de inrichting volgens fig. 7, door dezelfde. vervij zingscijfers aangeduid.

Bij het uitvoeringsvoorheeld volgens fig. 8 worden uitsluitend ' 20 geluidsgolven die zich in het piezo-elektrische· substraat voortplahten van de.reehterzijde naar de linkerzijde, afgenomen door de transducent B, waarbij de multi^strookkoppelaar M werkzaam is, en via de transducent D worden slechts geluidsgolven afgenomen die zich vanaf de linkerzijde naar de reehterzijde voortplanten.' Als gevolg van deze omstandigheid 25 heeft' deze constructie het voordeel dat geen uitvendige, kosthare circulator nodig is. Bovendien zijn de transducent en I, Ξ en D vanzelf sprekend niet beperkt tot transducenten van het normale soort; andersoortige trans-ducenten of transducenten van de een-richting soort kunnen worden toege-past. P is een pompelektrode.

30 De uitvoering van de voor elastische oppervlaktegolven geschikte versterker is niet beperkt tot die velke in het voorafgaande is beschre-ven. De uitvinding is verder niet alleen op FM-ontvangst, maar tevens voor sateUiet-cammunicatie toepasbaar, waarbij het nodig is signalen te ontvangen- door ze te volgen en waarbij frequenties varieren bijvoorbeeld 35 door Doppler-verschuivingen.

Zoals in het voorafgaande is uiteengezet is het volgens de uit-- vinding mogelijk een ontvanginrichting· heschikbaar te stellen met sto- 8202 3 55-------------------;--------------------------------- ---------- - 13 - rings-onderdrukkende eigensehappen en een hoge gevoeligheid, vaarbij tevens de kosten omlaag. kunnen warden gebracht aangezi'en de filters die zicli bevinden in de tussen-frequente trap geen hoog prestatieniveau behoeven te bezitten* * s 8202 3 55 ------------------------ - -------- ----------------

Claims (5)

1. Gntvanginrichting gekenmerkt door een voor elastische oppervlaktegolven geschikte versterker die is aangebracht in de hoog-frequen-te versterktrap van de ontvanginrichting; tenminste twee uitgangsrganen voor bet afnemen van elektrische signalen die corresponderen met geluids- 5 golven die zi'eh in verschillende riehtingen voortplanten en die ontstaan als gevolg- ran ingangs signalen in genoem.de voor elastische oppervlakte-golven geschikte versterker; detecteermiddelen voor het detecteren van fazefouten of frequent iefout en van elektrische uitgangssignalen van ge-noemde uitgangsorganen; middelen voor het toevoeren van elektrisch pomp-10' vermogen aan genoemde voor elastische oppervlaktegolven geschikte verst erker;. en besturingsmiddelen voor het regelen van de frequentie van het. genoemde elektrische pompvermogen in responsie op het uitgangssignaal van genoemde. detecteermiddelen.

2. Ontvanginrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat van 15 genoemde detecteermiddelen deel uitmaken twee stellen van superheterodyne· ketens die elk zijn gekoppeld met elk van genoemde uitgangsorganen, en een fazecomparator, waaraan tussen-frequente signalen van elk van genoemde stellen van. ketens worden toegevoerd.

3. Ontvanginrichting volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat 20 van genoemde middelen voor het toevoeren van elektrisch pompvermogen deel uitmaken een door spanning bestuurbare oscillator die onder het bestuur staat van genoemde besturingsmiddelen. k. Ontvanginrichting volgens een van de voorafgaande conclusies met het kenmerk, dat van een van genoemde uitgangsorganen een circulator deel 25 uitmaakt.

5. Ontvanginrichting volgens een van de voorafgaande conclusies met het kenmerk, dat in de trap, voorafgaande aan genoemde circulator een banddoorlatend filter is aangebracht.

6. Ontvanginrichting volgens een van de voorafgaande conclusies met 30. het kenmerk, dat genoemde, voor elektrische oppervlaktegolven geschikte versterker is voorzien van een multi-strookkoppelaar. 8202355