NL8402169A - Afsteminrichting (tuner). - Google Patents

Description

V * P & c E 2011-215 -fed ^ *

Korte aanduiding : Afsteminrichting (tuner).

De uitvinding heeft betrekking op een afsteminrichting (tuner) zoals deze wordt toegepast in bijvoorbeeld radio, televisie of directe uitzending door satellietsystemen (DBS).

De uitvinding is het resultaat van een beschouwing 5 van het probleem dat zich voordoet bij de ontvangst van signalen uitgezonden door satellieten. Een frequentiaband van 11,7 - 12,7 GHz is toegewezen voor dergelijke transmissies en normaal wordt een dubbele superheterodyne ontvanger toegepast, die een eerste middenfrequentis bezit van 10 950 - 1350 MHz en een afsteminrichting, die een tweede middenfrequentie verschaft van 600 of 134 of 20 MHz. Een dergelijke opstelling vereist een locale oscillatorfrequan-tie voor de tweede menger, die variabel is tussen 1550 -1950 MHz of tussen 350 - 750 MHz. Een oscillator van 1550 - 1950 15 MHz is moeilijk met de vereiste stabiliteit te produceren en in het geval van fasevergrendelingstecnnieken, is dit het gevolg van de behoefte aan verdelers, die werken bij deze frequentie. Deze frequentie kan verschaft worden door schaalinstelling, maar ingewikkelde filtertachnieken zijn 20 vereist om een geschikt schoon signaal te verschaffen. Indien een oscillatorfrequentie van 350 - 750 MHz gebruikt wordt, resulteert daaruit een beeldfrequentie van 1300 - 2100 MHz, waarvan de onderste frequentie bij benadering êên octaaf weg is van van de M.P. frequentie en de 25 noodzaak introduceert tot een gekunsteldsM.F. filtrering ter verschaffing van een geschikte beeldverwerping. De onderhavige uitvinding beoogt het verschaffen van een afstemin-richtingconfiguratie geschikt voor toepassing bij satellietverbindingen waarbij ten minste sommige van de hiervoor ge-30 noemde moeilijkheden worden opgeruimd of verminderd en die toepasbaar is op een verscheidenheid van afstemtoepassingen.

Dienovereenkomstig verschaft de uitvinding een afstem-'inrichting (tuner) bevattende een invoer voor een ontvangend signaal, een paar in serie geschakelde mengers, opgenomen 8402169 ♦ z·** 1 i - 2 - in een signaalbaan tussen, de invoer en uitvoer van de afsteminrichting, een filter in de signaalbaan tussen de uitvoer van de tweede menginrichting en de uitvoer van de afsteminrichting, alsmede een gemeenschappelijke locale 5 oscillator met een uitvoer, die gekoppeld is met de invoer van elk der menginrichtingen. Door het toepassen van twee mengtrappen, gedreven door dezelfde oscillator, kan de oscillatorfraquentia in hoofdzaak gereduceerd worden.

Een extra filter kan aanwezig zijn, die opgenomen is 10 in de signaalbaan tussen de twee menginrichtingen.

De afsteminrichting kan een versterker omvatten, die opgenomen is in de signaalbaan tussen de twee menginrichtingen.

In een verfijning van de uitvinding wordt ten minste 15 een extra menginrichting verschaft, die opgenomen is in de signaalbaan en een invoer bezit, die gekoppeld is met de uitvoer van de gemeenschappelijke locale oscillator. Een versterker kan aanwezig zijn in de signaalbaan tussen elke menginrichting en de volgende menginrichting.

20 Een versterker kan aanwezig zijn gevolgddoor de laatste menginrichting in de signaalbaan.

In een bijzonder voordelige vorm van de uitvinding wordt de frequentie van de locale oscillator afgeleid uit een referentiefrequentie door middel van een fasevergrende-25 lingsluscircuit bevattende een variabele frequentieoscilla-tor, voor het verschaffen van de locale oscillatorfrequentie, een frequentiadeler en een fase- of frequentiecomparator, die de referentiefrequentie vergelijkt met de gedeelde frequentie van de variabele frequentieoscillator. Bij een 30 dergelijke opstelling kah de frequentiadeler een variabele verdelingsverhouding bezitten om selectie moqelijk te maken van een vereiste locale oscillatorfrequentie, die zich mengt met het ontvangen signaal ter verschaffing van een signaal, dat valt binnen de doorlaatband van de filter(s). De verde-35 lingsverhouding van de verdeler kan worden geregeld door een microprocessor als reactie op de selectie van een vooraf bepaald kanaal. De afsteminrichting kan worden ingebouwd in een 8402169 r % -3- ontvanger, welke wordt voorafgegaan door een antenne en gevolgd wordt door een detector. In een dergelijke ontvanger kan in de signaalbaan tussen de antenne en de afsteminrichting een menginrichting opgenomen zijn gevolgd door een filter, 5 waarbij de menger wordt gevoed uit een verdere locale oscillator, die een vooraf ingestelde frequentie bezit.

De uitvinding zal hieronder aan de hand van de figuren der bijgaande tekeningen nader worden toegelicht.

Fig. 1 toont een blokschema van een ontvanger van 10 satellietverbindingen van conventioneel type?

Fig. 2 toont een blokschema van een basis satelliet communicatieontvanger, waarin een afsteminrichting is opgenomen geconstrueerd in overeenstemming net de uitvinding;

Fig. 3 geeft een blokschema waarin een verfijning wordt 15 weergegeven van de afsteminrichting van fig.2;

Fig. 4 is een diagram van de benaderde filtereigenschap-pen van het filter 13 in fig.2 en 3?

Fig. 5 is een diagram van de benaderde filterkarakteris-tiek voor het filter 31 van fig.3; en 20 Fig. 6 is een blokschema van een locale oscillator met fasevergrendelingslus geschikt voor gebruik in de uitvoeringsvormen van fig.2 en 3.

In de tekeningen illustreert fig.1 een conventionele satellietcommunicatieontvanger, bevattende een schotelantenne 25 10 gekoppeld met de invoer van een menger 11, die voorzien is van een locale oscillator 12 met vaste frequentie. De uitgang van de menger II is gekoppeld met een banddoorlaat-filter 13 naar een afsteminrichting 14. De afsteminrichting bevat een menger 15, dia de uitvoer van het filter 13 ont-30 vangt, waarbij een tweede locale oscillator 16 de menger 15 voedt, terwijl een banddoorlaatfilter 17 geschakeld is tussen de uitgang van de menger 15 en de uitgang van de afsteminrichting 14. De uitgang van de afsteminrichting 14 is gekoppeld met een detector 18. Tenzij de ontvanger bestemd is 35 voor de ontvangst van een enkelvoudige transmissiefrequentie, is de locale oscillator 16 variabel in frequentie teneinde de ontvanger af te stemmen op een vooraf bepaald bereik van 8402169 4 f* » - 4 - inkomende signalen ter verschaffing van een mengsel met de signaalinvoer naar de afsteminrichting en een signaal verschaft, dat valt binnen de doorlaatband van het filter 17.

Bij een dergelijke opstelling geldt = / F - fqsc / 5 waarin F^p de middenfrequentie is van het filter 17,

Fin = si5naalfre<luentie aan de ingang naar de afsteminrichting 14; en FOSC = fre<5uent^e van de locale oscillator 16.

Zoals eerder aangegeven is het moeilijk een geschikte 10 oscillator 16 te verkrijgen.

Fig. 2 illustreert het principeschema van een afsteminrichting volgens de uitvinding ingebouwd in een ontvanger-configuratie soortgelijk aan fig.1. Dezelfde verwijzings-cijfers zijn gegeven aan identieke circuitblokken. In dit 15 geval is de afsteminrichting 20 met haar ingang gekoppeld met de uitgang van het filter 13 en verschaft een signaal-baan, die loopt via twee mengers 21 en 22 en een banddoor-laatfilter 17 naar de uitgang van de afsteminrichting, die verbonden is met de detector 18. De twee mengers zijn voor-20 zien van een gemeenschappelijke locale oscillator 23, die, met het oog op de dubbele mengwerking, slechts de helft behoeft te zijn van de frequentie van de oscillator 16 toegepast in fig.1. Een dergelijke oscillator wordt gemakkelijker verkregèn. In een dergelijke opstelling geldt ”

25 2 FOSC

De opstelling van fig.2 is vatbaar voor verfijning, zoals weergegeven in fig.3. Om een betere gevoeligheid en/of selectiviteit te verkrijgen is/zijn een versterker 30 en/of een banddoorlaatfilter 31 aangebracht in de signaalbaan 30 tussen de twee mengers 21 en 22.

In da in fig.3 beschreven opstelling, die een filter 31 omvat, zijn relatief eenvoudige filtertechnieken vereist.

Een aanwijzing van de vereisten voor de filters 13 en 31 is weergegeven in de fig.4 rasp. 5. Zoals men kan zien in fig.4 35 vereist het filter 13 een doorlaatband van 950 - 1350 MHz, vereist een verzwakking van 50dB bij de naaste deelfrequentie van 2150 MHz en vergt een 30 dB verzwakkingstrap bij 600 MHz, 8402169 - 5 - v % de frequentie van de uiteindelijke middenfrequentie. Zoals men kan zien in fig.5 vereist het filter 31 een doorlaat-hand van 175 - 375 MHz en 50 dB verzwakking door de naastbij zijnde beeldfrequentie van 1375 MHz, hetgeen een ver-5 houding is van 3,6 ten opzichte van de bovendoorlaatband-frequentie en vereist een verzwakking van slechts 14 dB per octaaf.

In de beschreven uitvoeringsvormen kan de oscillator 23 een vaste frequentie zijn, indien de ontvanger slechts 10 één uitgezonden frequentie dient te ontvangen of variabel kan zijn teneinde verschillende uitgezonden frequenties te selecteren. De oscillator is bij voorkeur gevormd als een oscillator met fasevergrendelde lus, die vergrendeld is op een stabiele referentiefrequentie. Een schema van een 15 geschikte oscillator is weergegeven in fig.6.

In fig.6 is een oscillator 40 met variabele frequentie in fase vergrendeld aan een referentieoscillator 41 door middel van een fasevergrendelingslus omvattende een verdeler 42 en een fase- of frequentiecomparator 43. Door een ge-20 schikte verdelingsverhouding n te selecteren, kan de locale oscillatorfrequentie zo gemaakt worden, dat hij oscilleert bij fref x n' waarin f , = de frecuentie van de referentieoscillator rei 41, die in fase vergrendeld is met de frequentie van de 25 referentieoscillator. De verdelingsverhouding is bij voorkeur selecteerbaar door middel van een microprocessor 44, die werkt met een vooraf bepaalds algorithms als reactie op selectie van een speciaal kanaal door de kanaalselector 45.

Omdat in de praktijk het vereiste regelbereik van de locale 30 oscillator klein is, wordt de verdeelverhouding normaal gevormd door een constante factor plus een variabele, geregeld door de microprocessor. De uitvoer van de oscillator 40 verschaft de invoeren naar de mengers van de afsteminrichtingen. Ofschoon de beschreven uitvoeringsvormen twee mengers 35 toepassen, zal het duidelijk zijn, dat drie of meer mengers gevoed uit een gemeenschappelijke locale oscillator kunnen worden toegepast zonder buiten da beschermingsomvang van de 8402169 W Λ- > ί - 6 - uitvinding te geraken. In dergelijke opstellingen kan een versterker en/of filter aangebracht zijn tussen elke menger en de volgende menger in de signaalbaan.

Ofschoon de uitvinding beschreven is in samenhang 5 met satelliet-transmissiesystemen, is hij eveneens toepasbaar op andere afstemtoepassingen, bijvoorbeeld conventionele radio- en televisieontvangers.

Voordelen, die kunnen worden verkregen door het systeem volgens de uitvinding zijn : 10 1) Qe frequentie van de locale oscillator kan worden verminderd met een factor 2 of meer.

2) Het afstembereik van de locale oscillator kan worden verminderd met een factor 2 of meer.

3) Een verbeterde beeld- en bandfiltering.

15 4) Een verbeterde conversie versterking resulteert uit een lagere frequentiemenging, terwijl lagere drijfniveaus naar de mengers vereist is.

5) Verbetering van de totale versterkingsfactor door versterking tussen mengers in de afsteminrichting verbetert 20 eveneens het ruisgedrag.

6) Geschikt voor bewerktuiging in geïntegreerde circuit-of hybridevorm.

8402169

Claims (12)

1. Afsteminrichting (tuner) bevattende een invoer voor een ontvangersignaal, een paar in serie geschakelde mengers opgenomen in een signaalbaan tussen de invoer en uitvoer van de afstemihrienting; een filter in de signaalbaan tussen 5 de uitvoer van de tweede menginrichting en de uitvoer van de afsteminrichting, alsmede een gemeenschappelijke locale oscillator, waarvan de uitvoer gekoppeld is met de invoer van elk der menginrichtingen.

2. Afsteminrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door 10 een aanvullend filter opgenomen in de signaalbaan tussen de beide mengers.

3. Afsteminrichting volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door een versterker opgenomen in de signaalbaan tussen de beide mengers.

4. Afsteminrichting volgens één der voorafgaande conclusies, gekenmerkt door ten minste een aanvullende menger opgenomen in de signaalbaan en voorzien van een invoer gekoppeld met de uitvoer van de gemeenschappelijke locale oscillator.

5. Afsteminrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat in de signaalbaan tussen elke menger en de volgende menger een versterker aangebracht is.

6. Afsteminrichting volgens ëên der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat een versterker aangebracht is na de 25 laatste menger.

7. Afsteminrichting volgens één der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de frequentie van de locale oscillator afgeleid wordt uit een referentiefrequentie door middel van een circuit met fasevargrendelde lus, bevattende een 30 oscillator met variabele frequentie voor het verschaffen van de locale oscillatorfrequentie, een verdeler en een fase- of frequentiecomparator, die de referentiefrequentie vergelijkt met de verdeelde frequentie van de variabele frequentieoscillator.

8. Afsteminrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de verdeler een variabele verdelingsverhouding heeft 8402169 V -o*- ·> * t :¾ - 8 - om selectie mogelijk te makenvan een vereiste locale oscillatorfrequentie, die zich mengt met het ontvangen signaal ter verschaffing van een signaal dat valt binnen de doorlaatband van de filter(s).

9. Afsteminrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de verdelingsverhouding van de verdeler wordt geregeld door een microprocessor als reaktie op selectie van een vooraf bepaald kanaal,

10. Afsteminrichting zoals in hoofdzaak beschreven met 10 verwijzing naar fig.2-6 van de tekeningen.

11. Ontvanger bevattende een afsteminrichting volgens één der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afsteminrichting wordt voorafgegaan door een antenne en gevolgd wordt door een detector.

12. Ontvanger volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat in de signaalbaan tussen de antenne en de afsteminrichting een menger is opgenomen, gevolgd door een filter, en waarbij de menger gevoed wordt uit een verdere locale oscillator met een vooraf ingestelde frequentie. 25 13.. Ontvanger in hoofdzaak zoals hierin beschreven onder verwijzing naar de fig.2-6 van de tekeningen. 8402169