NL8403648A

NL8403648A - Fasegesleutelde lus in het bijzonder voor toepassing in een direktmengende am-synchroonontvanger.

Info

Publication number: NL8403648A
Application number: NL8403648A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1986-06-16
Also published as: KR860004515A; JPS61133729A; EP0184873A1; SG86090G; CN1003834B; CN85109405A; KR930008432B1; DE3574212D1; JPH0628338B2; EP0184873B1; BR8505936A; US4631499A; HK88291A

Description

,/ . .

" / « PHN 11.220 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Fasegesleutelde lus in het bijzonder voor toepassing in een direkt-mengende AM-synchroonontvanger.

De uitvinding betreft een fasegesleutelde lus bevattende een regelbare oscillator, welke via een fasedetektie-inrichting en een laag-doorlaatfilter fasegekoppeld is met een aan een signaalingang van de fasedetektie-inrichting toegevoerde ingangsdraaggolf, alsmede een 5 diréktmengende M-synchroonontvanger voorzien van een HF-ingang, welke gekoppeld is met een synchrone AM-detektor, waaraan via een synchrone in-fase draaggolfingang een synchrone HF-draaggolf is toegevoerd voor een direkte conversie van een HF-AM ontvangstsignaal naar de basisband, bevattende een dergelijke fasegesleutelde lus voor een opwekking van IQ de synchrone HF-draaggolf.

Een fasegesleutelde lus van de genoemde soort toegepast in een direktmengende AM-synchroonontvanger - ook wel Costas ontvanger genoemd - is getoond in bijvoorbeeld de tervisiegelegde Duitse octrooiaanvrage nr. 32 40 565.

15 De genoemde fasegesleutelde lus wordt in het algemeen gebruikt voor de regeneratie van een draaggolf, welke fasesynchroon met een aan de signaalingang toegevoerde ingangsdraaggolf dient te zijn en wordt in velerlei schakelingen toegepast. Een belangrijk toepassingsgebied buiten de reeds genoemde direktmengende AM-synchroonontvangers wordt ge-20 vormd door sterecdecoders, zoals bijvoorbeeld de geïntegreerde FM-stereodecoder TEA 5580, waarin de fasegesleutelde lus wordt gebruikt voor de opwekking van één of meer met de 19 KHz-stereopiloot van een sterecmultiplexsignaal fasesynchrone draaggolven.

De nauwkeurigheid, waarmee de geregenereerde draaggolf 25 een ingangsdraaggolf in fase volgt wordt bij de bekende fasegesleutelde lus beperkt door een ongewenste, parasitaire gelijkstroomverschuiving van het oscillator-regelsignaal. Deze parasitaire gelijkstrocmver-schuiving wordt in hoofdzaak veroorzaakt door schakelings- en/of instel-spanningsasymrretrieën, die qp zichzelf in de praktijk niet geheel te 30 vermijden zijn. De geregenereerde draaggolf toont daardoor ten opzichte van de ingangsdraaggolf een fundamentele fasefout, welke de met de geregenereerde draaggolf uitgevoerde signaalverwerking verstoort. Zo geeft een dergelijke fasefout bij toepassing van de bekende fasege- 3 4 C 3 c Λ 3 ΡΗΝ 11.220 2 , ί- "i sleutelde lus in een stereodecoder aanleiding tot een ongewenste over-spraak tussen de linker- en/of rechter-stereogeluidskanalen.

Bij toepassing in een direktmengende AM-synchroonontvanger -zoals de genoemde Costast ontvanger - veroorzaakt de genoemde fasefout 5 een faseverschil tussen de aan de synchrone detektor toegevoerde gemoduleerde HF-ingangsdraaggolf en de geregenereerde draaggolf en daarmede een vervorming van het beeld- en/of geluidsignaal aan de uitgang van de synchrone detektor. Afhankelijk van het toepassingsgebied van de ontvanger zijn fasefouten beperkt toelaatbaar: zo bleek bijvoorbeeld in een 10 beproefde uitvoering als dubbelzijband AM-radio-ontvanger de signaal-vervorming bij een fasefout tot ongeveer ^/6 radiaal nog acceptabel te zijn en bij een verdere vergroting van de fasefout bijzonder sterk in hoorbaarheid toe te nemen. In een uitvoering als TV-ontvanger is de toelaatbare fasefout veel geringer.

15 De grootte van de fasefout neemt bij een afname van de S/N- (signaalruis) verhouding van de HF-ingangsdraaggolf, in het bijzonder door een af name van de veldsterkte, sterk toe. Daardoor is het dynamisch ingangsbereik, ofwel het dynamiekbereik, van de bekende direktmengende AM-synchroonontvanger betrekkelijk klein. In het gegeven voorbeeld bleek 20 de verhouding tussen de veldsterkte, waarbij nog net geen over sturing optreedt en de veldsterkte, waarbij de genoemde toelaatbare fasefout van *^/6 radiaal optreedt, ongeveer 30 dB te bedragen. Het aantal toepassingsmogelijkheden van de bekende direktmengende AM-synchroonontvanger is derhalve zeer beperkt en veel kleiner dan bijvoorbeeld die 25 van bestaande, geïntegreerde AM-synchroonontvangers gebaseerd op het superheterodyne principe, welke een dynamiekbereik van 60 tot 70 dB kunnen vertonen.

De uitvinding heeft als eerste oogmerk een fasegesleutelde lus aan te geven, waarvan het oscillatorsignaal een aan de signaalingang 30 toegevoerde ingangsdraaggolf nauwkeuriger in fase volgt dan dat van de bekende fasegesleutelde lus.

De uitvinding heeft als tweede oogmerk een direktmengende AM-synchroonontvanger aan te geven met een dynamiekbereik, welke vergelijkbaar is met dat van de meeste bestaande conventionele superheterodyne 35 AM-ontvangers en althans groter dan dat van de bekende direktmengende AM-synchroonontvangers.

Ter realisatie van het eerste oogmerk vertoont de fasegesleutelde lus van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding 8 4 0 3 3 4 8 * « PHN 11.220 3 het kenmerk, dat de fasedetektie-inrichting onderling achtereenvolgens gekoppelde eerste, tweede en derde mengtrappen bevat, aan welke eerste en derde mengtrappen vanuit een signaalgenerator een hulpmengsignaal is toegevoerd, waarbij een ingang van één der eerste en tweede meng-5 trappen ligt aan de signaalingang van de fasedetektie-inrichting en een ingang van de andere van de beide laatstgenoemde mengtrappen gekoppeld is aan een uitgang van de regelbare oscillator, welk laagdoor-laatfilter een afsnijfrequentie heeft welke lager is dan de grondgolf-frequentie van het genoemd hulpmengsignaal, welke grondgolf frequentie ΙΟ lager is dan de frequentie van de ingangsdraaggolf.

De uitvinding maakt gebruik van het gegeven dat de totale parasitaire gelijkstroomverschuiving in de lus in hoofdzaak wordt bepaald door de gelijkstroomverschuiving in de fasedetektie-inrichting.

Zij berust qp het inzicht, dat een reduktie van de stoorcarponent, als 15 gevolg van de laatstgenoemde gelijkstroomverschuiving in het oscillator-regelsignaal, verkregen kan worden door de fase-informatie - dat wil zeggen het faseverschil tussen de geregenereerde en de ingangsdraaggolf -vast te leggen in de amplitude van een wisselstroomsignaal, deze door middel van selectie en/of versterking te vergroten ten opzichte van 2Q door ongewenste parasitaire gelijkstroomverschuivingen veroorzaakte stoorcomponenten en vervolgens cm te zetten in een gelijkstroomsignaal.

Bij toepassing van de maatregel volgens de uitvinding worden daartoe de ongewenste gelijkstrocmverschuivingsccmponenten van de eerste en tweede mengtrappen naar frequentiewaarden getransponeerd, welke ge-25 legen zijn buiten het doorlaatgebied van het laagdoorlaatfilter, zodat deze het aan de regelbare oscillator toegevoerde gelijkstroomfasever-schilsignaal niet beïnvloeden. Bovendien vindt in de praktijk althans in de mengtrap, welke aan de signaalingang van de fasedetektie-inrichting ligt, een mengversterking plaats, zodat het faseverschilsignaal wordt 30 versterkt ten opzichte van de gelijkstroonverschuiving van de derde mengtrap. De invloed van de gelijkstroomverschuivingen van de schakelingen van de fasedetektie-inrichting op het nivo van het oscillatorregelsignaal is daardoor vrijwel geëlimineerd, hetgeen resulteert in een fasesynchro-niteit tussen de geregenereerde en de ingangsdraaggolf, wélke beter is 35 dan bij de bekende fasegesleutelde lus.

Een voorkeursuitvoering van een fasegesleutelde lus volgens de uitvinding, vertoont het kenmerk, dat de signaalingang gekoppeld is aan de ingang van de tweede mengtrap en de regelbare oscillator aan de O /, Λ a ~ % q

V · .* te ' IJ

4 * PHN 11.220 4 ingang van de eerste mengtrap.

Bij toepassing van deze maatregel wordt voorkomen, dat de in de eerste mengtrap ontstane ruis het oscillatorregelsignaal verstoort. Bovendien worden in de eerste mengtrap enkel lokaal opgewekte 5 signalen gemengd, welke onafhankelijk van de amplitude van de ingangs-draaggolf voldoende groot kunnen zijn om deze eerste mengtrap volledig in begrenzing uit te sturen. De verhouding tussen de grootte van de ongewenste gelijkstroomverschuiving en de amplitude van het met het hulpmengsignaal gemoduleerde oscillatorsignaal aan de uitgang van de 10 eerste mengtrap kan daardoor minimaal klein zijn en daarmede tevens diens bijdrage aan de totale gelijkstroomverschuiving van de fasedetek-tie-inrichting als geheel.

Een verdere voorkeursuitvoering van een dergelijke fasege-sleutelde lus vertoont het kenmerk, dat tussen de tweede en de derde 15 mengtrap een filterinrichting is geschakeld voor een selectie van de frequentiecomponent in het uitgangssignaal van de tweede mengtrap, welke gelegen is op de grondgolffrequentie van het hulpmengsignaal en tussen de signaalgenerator en de derde mengtrap een vertragingsschakeling is geschakeld, 20 Bij toepassing van deze maatregel wordt de amplitude van het aan de derde mengtrap toegevoerd signaal bepaald door het faseverschil tussen de geregenereerde en de ingangsdraaggolf en wordt deze niet verstoord door parasitaire gelijkstroomverschuivingen in de schakelingen voorafgaand aan deze mengtrap of door stoorcomponenten, welke door een 25 menging in de derde mengtrap met hogere orde harmonischen van het hulpmengsignaal resulteren in ongewenste gelij kstroom-storingscomponenten. Met behulp van de vertragingsschakeling kan het aan de derde mengtrap toegevoerd hulpmengsignaal over eenzelfde tijdsduur worden vertraagd als het fase-informatiesignaal in de filterinrichting, zodat beide sig-30 nalen in onderling de juiste faserelatie bij de derde mengtrap aankomen.

Een nog verdere voorkeursuitvoering vertoont het kenmerk, dat een versterker/begrenzer is geschakeld tussen de filterinrichting en de derde mengtrap.

35 Bij toepassing van deze maatregel is in principe een on eindige lusversterking in de fasegesleutelde lus mogelijk en daarmede een verwaarloosbare fasefout in het gehele houd-gebied (locking range) van de lus. Bovendien wordt door een juiste keuze van het begrenzings- n /. * 1 ή h Q — 'i ^ %J W ; ** «F *

PfiN 11.220 5 nivo van de begrenzer en van de signaalversterking onder dit begrenzings-nivo een adequate aanpassing verkregen van het amplitude-variatiegebied van het aan de derde mengtrap toegevoerde wisselstroom faseverschilsig-naal met het ingangsdynamiékbereik van de derde mengtrap. g De signaalversterking onder het begrenzingsnivo heeft boven dien voor zwakke7 sterk vermiste ingangssignalen tot gevolg dat in het oscillatorregelsignaal aan de uitgang van de fasedetektie-inrichting de faseverschilccmponent verder wordt vergroot ten opzichte van de ongewenste gelijkstrocmverschuiving van de derde mengtrap.

10 De plaatsing van de versterker/begrenzer tussen de filterin- richting en de derde mengtrap maakt het bij toepassing van een blokvormig hulpmengsignaal mogelijk een eventueel verlies aan flanksteilheid als gevolg van de selectieve werking van de filter inrichting te herstellen.

15 Cm een gelijkstrocmverschuiving in het uitgangssignaal van de versterkerbegrenzer te voorkomen is deze bij voorkeur voorzien van een gelijkstroomtegenkoppeling.

Ter realisatie van het genoemde tweede oogmerk van de uitvinding is een direktmengende M-synchroonontvanger van de in de aanhef 2{J vermelde soort volgens de uitvinding gekenmerkt door een f asegesleutelde lus volgens één der hiervoorgenoemde maatregelen waarvan de signaalingang aan de ingang van de tweede mengtrap alsmede aan de genoemde HF-ingang van de ontvanger ligt, de regelbare oscillator tevens als afstemoscil-lator fungeert en gekoppeld is aan enerzijds de genoemde draaggolfin-2j gang van de synchrone AM-detektor en anderzijds de ingang van de eerste mengtrap, waarbij de grondgolf frequentie van het hulpmengsignaal lager is dan de hoogste modulatiefrequentie in het HF-AM-ontvangstsignaal.

Deze maatregel berust op het inzicht dat het dynamiekbereik van de bekende direktmengende AM-synchroonontvanger belangrijk kan worden vergroot door de gelijkstroanverschuiving (DC-offset) van de vil fasedetektie-inrichting te verkleinen.

Bij toepassing van de maatregel volgens de uitvinding is de misbijdrage van de fasedetektie-inrichting minimaal en is de fase-synchroniteit tussen de geregenereerde en de HF-ingangsdraaggolf ook 35 bij een betrékkelijk geringe veldsterkte en/of bij aanwezigheid van sterke buurzenders voldoende nauwkeurig cm een onvervormde signaalde-mcdulatie te handhaven.

Een voorkeursuitvoering van een dergelijke direktmengende 8403648 PHN 11,220 6 f * AM-synchroonontvanger is gekenmerkt door een fasegesleutelde lus, welke volgens één der hiervoor genoemde maatregelen tussen de tweede en de derde mengtrap een filterinrichting bevat voor een selectie van een frequentie-component in het uitgangssignaal van de tweede mengtrap, 5 welke gelegen is op de grondgolf frequentie van het hulpmengsignaal en een tussen de signaalgenerator en de derde mengtrap geschakelde ver-tragingsschakeling, waarbij de grondgolf van het hulpmengsignaal fre-quentie-gemoduleerd is met een pseudo-random signaal en geen gelijk-strocminformatie bevat.

10 Bij toepassing van deze maatregel kan worden voorkomen, dat zenders welke ten opzichte van de gewenste zender gelegen zijn op een frequentie-afstand ter grootte van een hogere harmonische van de grondgolf van het hulpmengsignaal naar de doorlaatband van de genoemde filterinrichting worden geconverteerd en aldus een ongewenste fase-15 ingang (phase-lock) van de fasegesleutelde lus bewerkstelligen. Door het pseudo-randcm karakter van het modulatiesignaal wordt de signaal-energie van dergelijke zenders in frequentie over een groot gebied rondom de frequentie van de gewenste zender uitgesmeerd, welk gebied grotendeels valt buiten de doorlaatheid van de filterinrichting. Door 20 het ontbreken van een gelijkstrocmccmponent in het hulpmengsignaal wordt voorkomen dat het hulpmengsignaal een gelijkstrocmverschuiving van het wisselstroom faseverschilsignaal aan de uitgang van de tweede mengtrap tot gevolg heeft.

De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand van de 2g in de tekening weergegeven figuren.

Daarin toont:

Figuur 1 een direktmengende AM-synchroonontvanger bevattende een fasegesleutelde lus volgens de uitvinding; a-i

Figuur 2 een aantal grafieken/aangevende het verloop van het 30 oscillatorregelsignaal bij een ontvanger van figuur 1 als funktie van de ingangsdr aaggolf frequent ie bij een blokvormig hulpmengsignaal met een constante grondgolf frequentie bij verschillende veldsterkten;

Figuur 3 een aantal grafieken aangevende een soorgelijk verloop als weergegeven met de grafieken d-i van de voorgaande figuur waar-35 bij de grondgolf frequent ie van het hulpmengsignaal frequentie-gemodu-leerd is met een pseudo-randcm modulatiesignaal;

Figuur 4 een andere uitvoering van een fasegesleutelde lus volgens de uitvinding.

3403648 i 0 PHN 11.220 7

Figuur 1 toont een direktrrengende AM-synchroonontvanger volgens de uitvinding voorzien van een HF-ingang I waaraan enerzijds gekoppeld een signaaltak SD, SEL, SP en anderzijds een fasegesleutelde lus PD, LP, TO. De signaaltak bevat een synchrone AM-detektor SD, waaraan 5 vanuit de HF-ingang I een ontvangen HF-AM ingangssignaal en vanuit een als afstemoscillator fungerende regelbare oscillator TO via een synchrone in-fase draaggolfuitgang Cl een lokaal geregenereerde synchrone in-fase HF-draaggolf wordt toegevoerd. In de synchrone AM-detektor SD vindt een direkte anzetting plaats van het ontvangen HF-AM ingangssignaal naar 10 de basisband. Het aldus verkregen basisband modulatiesignaal wordt vervolgens via een selectie-inrichting SEL toegevoerd aan een signaalver-werkingseenheid SP, waarin op opzichzelf bekende wijze het geselecteerde mcdulatiesignaal verder verwerkt en omgezet wordt in zichtbare en/of hoorbare signalen.

15 De fasegesleutelde lus wordt gevormd door achtereenvolgens gekoppeld: een fasedetektie-inrichting PD, een laagdoorlaatfilter LP en de reeds genoemde afstemoscillator TO. Als signaalingang van de fasegesleutelde lus PD, LP, TO fungeert de HF-ingang I. Vanuit de HF-ingang I wordt een ontvangen AM-gemoduleerde HF-ingangsdraaggolf en 2Q vanuit de afstemoscillator TO via een synchrone kwadratuur draaggolfuitgang CQ een synchrone lokale kwadratuur HF-draaggolf aan de fasedetektie-inrichting PD toegevoerd. Deze lokale kwadratuur HF-draaggolf verschilt 90° in fase met de genoemde, aan de synchrone AM-detektor SD toegevoerde, lokale in-fase HF-draaggolf en in de gesleutelde (locked) 25 toestand van de fasegesleutelde lus tevens met de ontvangen HF-ingangs-draaggolf. Daartoe levert de fasedetektie-inrichting PD een gelijk-stroanfaseverschilsignaal, welke in amplitude en richting varieert met de van 90° afwijkende faseverschillen tussen de aan deze fasedetektie-inrichting PD toegevoerde draaggolven. Dit gelijkstroomfaseverschil-30 signaal wordt na selectie in het laagdoorlaatfilter LP als oscillator-regelsignaal toegevoerd aan de afstemoscillator TO, via welke een tegen-kqppeling van de genoemde faseverschillen ontstaat. Bij een voldoend grote lusversterking en bij het ontbreken of nagenoeg ontbreken van parasitaire gelijkstroanverschuivingen van het oscillatorregelsignaal zijn 35 de faseverschillen verwaarloosbaar klein en zijn de beide lokale in-fase en kwadratuur draaggolf fasesynchroon gekoppeld met de HF-ingangsdraaggolf. De tot dusver beschreven werking van de direktmengende AM-syn-chroonontvanger en de fasegesleutelde lus daarin is op zichzelf bekend 8 4 $ 3 β *': 8 r * PHN 11.220 8 bijvoorbeeld uit de hiervoorgenoemde Duitse octrooiaanvrage.

De fasedetektie-inrichting van de fasegesleutelde lus volgens de uitvinding bevat onderling achtereenvolgens gekoppelde eerste, tweede en derde mengtrappen , m2 en , een signaalgenerator SG welke 5 enerzijds gekoppeld is aan de eerste mengtrap en anderzijds via een vertragingsschakeling T. aan de derde mengtrap , alsmede achtereenvolgens tussen de tweede en de derde mengtrap M2 en IVL geschakeld als filter-inrichting functionerend banddoorlaatfilter BP en een versterker/be-grenzer LA. In de in figuur 1 getoonde uitvoering is de afstemoscil-10 lator TO via de synchrone kwadratuurdraaggolfuitgang CQ gekoppeld aan de eerste mengtrap , de als signaalingang fungerende HF-ingang I aan de tweede mengtrap M2 en is de derde mengtrap gekoppeld met het laagdoorlaatfilter LP van de lus.

De signaalgenerator SG levert een hulpmengsignaal waarin enkel 15 wisselstroominformatie en bij voorkeur geen gelijkstrocminformatie voorkomt. Er is een grote klasse van signaalvormen, die hieraan voldoet.

In de praktijk is het hulpmengsignaal blokvormig met een grondgolf, waarvan de frequentie constant of eventueel gemoduleerd is met een binair pseudo-random signaal. Een signaalgenerator voor de opwekking van een 20 dergelijk hulpmengsignaal is voor de vakman gemakkelijk te realiseren. Cmdat kennis omtrent de precieze constructie van de signaalgenerator SG voor het begrijpen van de uitvinding niet nodig is wordt een beschrijving daarvan achterwege gelaten.

In de eerste mengtrap M1 wordt het hulpmengsignaal van de 25 signaalgenerator SG gemoduleerd op de lokale HF-kwadratuurdraaggolf van de afstemoscillator TO. Bij voorkeur wordt zowel de amplitude van het hulpmengsignaal als die van de lokale HF-kwadratuurdraaggolf voldoende groot gekozen om de eerste mengtrap in begrenzing te sturen, dat wil zeggen als schakelende mengtrap te bedrijven. De in deze eerste 30 mengtrap ontstane parasitaire gelijkstrocmverschuivlng en ruis zijn dan minimaal ten opzichte van de uitgangssignaalamplitude.

Het aldus verkregen, met het hulpmengsignaal gemoduleerde oscillators ignaal wordt als mengsignaal toegevoerd aan de tweede mengtrap M2 en daarin gemengd met de ontvangen HF-ingangsdraaggolf, welke 35 vanuit de HF-ingang I wordt aangevoerd. Bij deze menging ontstaat, behalve ongewenste hogere orde mengproducten, een frequentie-conversie van de parasitaire gelijkstroomverschuiving van de eerste mengtrap en een eigen parasitaire gelijkstroomverschuiving, tevens een modulatie van n 4 u c u -¾ 8 Μ « ΡΗΝ 11.220 9 het hulpmengsignaal niet het van 90° afwijkende faseverschil tussen de HF-ingangs- en de lokale HF-kwadratuurdraaggolf, ofwel met het faseverschil tussen de HF-ingangs- en de lokale HF in-fase draaggolf.

Is het mengsignaal bovendien groot, bijvoorbeeld voldoende 5 groot cm de tweede mengtrap in begrenzing te sturen zoals in het genoemd voorkeursgeval, dan treedt in de tweede mengtrap M2 een mengver-sterking qp, waarbij het gemoduleerde hulptnengsignaal wordt vergroot ten opzichte van de genoemde eigen parasitaire gelijkstroanverschuiving van deze tweede mengtrap M2· Omdat het oorspronkelijke hulpmengsignaal jg enkel wisselstroeminformatie bevat is de faseverschil-informatie aan de uitgang van de tweede mengtrap M2 vastgelegd (stored) in de wissel-strocmcatponenten van het gemoduleerde hulpmengsignaal, derhalve in het vervolg wisselstroom faseverschilsignaal genoemd. Dit gewenste wisselstroom faseverschilsignaal is in frequentie gescheiden van de genoemde 15 hogere orde mengrprodukten en de parasitaire gelijkstrocmverschuivings-ccmponenten van de eerste en tweede mengtrap en M2 en wordt door een selectie in het banddoorlaatfilter BP verder ten opzichte van deze strocmccnponenten vergroot.

Het aldus geselecteerde wisselstroom faseverschilsignaal 2Q wordt vervolgens toegevoerd aan de versterker/begrenzer IA, welke in hoofdzaak de lusversterking bepaalt. De versterker/begrenzer IA toont een maximale versterking voor ingangssignaalamplituden beneden een zékere drempelwaarde en een zodanige afname van de versterking voor in-gangssignaalamplituden boven deze drempelwaarde, dat de uitgangssignaal-25 amplitude vrijwel qp het bij de genoemde drempelwaarde optredende uit-gangsnivo gehandhaafd blijft. De versterker/begrenzer IA is tevens via een gelijkstrocmrtegenkoppelweg FP en een aftrektrap SS, zoals weergegeven in figuur 1, voor gelijkstroom tegengekoppeld. Déze gelijkstroomr tegenkoppeling resulteert in een verdere reduktie van de ongewenste 30 gelijkstroomccmponent in het aan de versterker/begrenzer IA toegevoerde signaal.

Een dergelijke versterker/begrenzer is op zichzelf eenvoudig realiseerbaar, bijvoorbeeld door middel van een cascadeschakeling van een versterker- en een begrenzerschakeling. Door een juiste keuze van 35 het uitgangsbegrenzingsnivo, de genoemde drempelwaarde en de maximale versterkingsfaktor van de versterker/begrenzer IA compenseert deze in zekere mate de ingangsamplitude afhankelijke mengversterking in de tweede mengtrap M2, waardoor voor een groot ingangsnivo-variatiegebied - / Λ *7 ? /. Λ :3 ^ ^ w v - η * Cl PHN 11.220 10 ofwel ingangsdynamiekbereik een vrijwel constante lusversterking wordt verkregen. Bij een voldoend grote versterking van de versterker/begrenzer IA kan deze lusversterking in principe oneindig zijn, resulterend in een verwaarloosbare fasefout in het gehele houdgebied (locking 5 range) van de lus. Bovendien wordt daardoor de gevoeligheid van het faseverschilsignaal voor later optredende verstoringen, zoals bijvoorbeeld de in de derde mengtrap optredende gelijkstroomverschuiving, met name bij kleine amplitudes-waarden sterk gereduceerd. Verder maakt de versterker/begrenzer IA een acceptabele aanpassing van het ingangs-10 dynamiekbereik van de derde mengtrap aan het ampl itude-variatiege-bied van het wisselstroomfaseverschilsignaal mogelijk. Bij verlies van flanksteilheid in het banddoorlaatfilter BP in geval van een blokvormig faseverschilsignaal, bewerkstelligt de versterker/begrenzer IA een zeker herstel van de flanksteilheid.

15 In de derde itengtrap M3 vindt een demodulatie van het als wisselstroom faseverschilsignaal fungerende gemoduleerde hulpmengsig-naal plaats. Daartoe wordt het oorspronkelijke hulpmengsignaal in fase of in tegenfase aan de derde mengtrap toegevoerd, na in de vertragings-schakeling T vertraagd te zijn over een tijdsduur overeenkomend net 20 de groepslooptijd van het banddoorlaatfilter BP. Het aldus verkregen gelijkstroom-faseverschilsignaal is als gevolg van de in het traject voorafgaand aan de derde mengtrap optredende versterking en-selectie sterk vergroot ten opzichte van de ongewenste gelijkstroanverschuiving van de derde mengtrap M^. Ongewenste hogere orde mengprcdukten worden 25 in het laagdoorlaatfilter LP onderdrukt zodat de oscillator TO bijzonder nauwkeurig fasesynchroon gekoppeld is aan de HF-ingangsdraaggolf. Daarbij dient de grondgolffrequentie van het hulpmengs ignaal lager te zijn dan de hoogste modulatiefrequentie in het HF—AM ontvangsts ignaal om te voorkomen dat nabuurkanalen de werking van de fasegesleutelde lus ver-30 storen.

Het zal duidelijk zijn dat een zekere reduktie van de ongewenste gelijkstrocmverschuiving bij een voldoende mengversterking in de tweede mengtrap M2 in principe ook zonder het banddoorlaatfilter BP, de vertragingsschakeling T, de versterker/begrenzer LA, de gelijkstroom-35 tegenkoppeling van deze versterker/begrenzer IA of een volledige onderdrukking van de gel ij ks troomcomponent in het hulpmengs ignaal verkregen wordt. Deze schakelingen BP, T, IA en de onderdrukking van de laatstgenoemde gelijkstrooncomponent vergroten deze reduktie echter In belang- $ k 0 3 6 L ft

ij i v V ·: IJ

PHN 11.220 11

. I

rijke mate.

Is het hulpmengsignaal blokvormig met een vaste grondgolf-frequentie f , dan ontstaan additionele ongewenste nevenfrequenties op +/“ 2n.f (n = 1, 2 jr ...)r afstand van de gewenste frequentie waarop 5 de fasegesleutelde lus kan invangen (capture). Ter verduidelijking hiervan zij verwezen naar figuur 2. Figuur 2 toont in grafieken a-i het verloop van het aan de afsteitoscillator TO toegevoerde gelijkstroomregel-signaal in open lustoestand bij de ontvanger van figuur 1 als funktie van de ingangsdraaggolffrequentie bij toepassing van een blokvormig 10 hulpmengsignaal net een constante grondgolffrequentie van 2 KHz en een lusbreedte van 8 Hz voor respektievelijke veldsterktewaarden van 300 mV, 30 mV, 3 mV, 300 ^uV, 30 yUV, 3 ^uV, 1 ^uV, 0,3 jüV en 0,1 ^uV.

De invangsverschijnselen op de genoemde additionele nevenfrequenties kunnen worden onderdrukt door het hulpmengsignaal In frequentie 15 te moduleren met een pseudo-random signaal. Daardoor wordt de signaal-energie van deze nevenfrequenties over een breed frequentiegebied, welke in hoofdzaak buiten de doorlaatband van de lus valt, verspreid terwijl die van de gewenste frequentie gehandhaafd blijft. Ter verduidelijking hiervan zij verwezen naar figuur 3. Deze figuur 3 toont in grafieken d-i 20 het effekt van een vrij eenvoudig binair pseudo-random signaal, frequentie gemoduleerd met een modulatiefrequentie van 300 Hz op eenzelfde hulpmengsignaal en bij dezelfde lusbreedte als genoemd bij de beschrijving van figuur 2, op het verloop van het oscillatorregelsignaal bij respektievelijke veldsterktewaarden van 300 ^uV, 30 ^uV, 3 ^uV, 1 yuV, 25 0,3 yUV en 0,1 ^uV. Het verloop van het oscillatorregelsignaal. bij de veldsterktewaarden boven 300 ^uV wijkt nauwelijks af van dat bij 300 uV. Het banddoorlaatfilter BP is daarbij mede in afhankelijkheid van de ligging en grootte van het frequentiespektrum van het frequent iegemoduleer-de hulpmengs ignaal gekozen. Het banddoorlaatfilter BP dient enerzijds 30 voldoende breed te zijn om de signaalenergie van het wisselstroomfase-verschilsignaal in zijn geheel vrijwel onaangetast door te laten en anderzijds voldoende smal om de genoemde ongewenste additionele nevenfrequentie en de parasitaire gelijkstrooncomponent in het uitgangssignaal van de tweede mengtrap te onderdukken. In de praktijk blijkt bij de 35 genoeitde modulatiefrequentie van het hulpmengsignaal een 3 dB-doorlaatband van 2 KHz rond een centrale waarde van 2 KHz voor het banddoorlaatfilter BP bevredigende resultaten te geven. Daarbij dient de vertraging van de vertragingsschakeling T de grootte-orde van 120 ^usec te bedragen. λ /, n i λ f. c PEN 11.220 12

Metingen tonen aan dat daarmede het dynamiek bereik van de in figuur 1 getoonde direktmengende AM-synchroonontvanger in de grootte-orde van 100 dB ligt.

Het spreekt vanzelf dat de in de ontvanger van figuur 1 toe-5 gepaste fasegesleutelde lus (PD, LP, TO) ook gebruikt kan worden in een (niet getoonde) stereodecoder voor de opwekking van een met de 19 KHz stereopiloot fasesynchrone 38 KHz stereohulpdraaggolf, ten behoeve van een dematricering van de linker- en rechter stereos ignalen. Daartoe dient aan de signaalingang I van de fasegesleutelde lus 10 (PD, LP, TO) het ontvangen 19 KHz stereopilootsignaal te worden toegevoerd. Het effekt van de maatregel volgens de uitvinding uit zich hier in een reduktie van de ongewenste overspraak tussen de linker- en rechterstereos ignalen aan de uitgang van de stereodecoder.

Figuur 4 toont een andere uitvoering van een fasegesleutelde 15 lus volgens de uitvinding, waarin schakelingen, welke overeenkomen met de schakelingen van figuur 1 van dezelfde r ef er ent ie-aandu idingen zijn voorzien. In tegenstelling tot de fasegesleutelde lus van figuur 1 wordt hier in de eerste mengtrappen de ingangsdraaggolf gemengd met het hulpmengsignaal van de signaalgenerator SG. Door menging met het 20 lokale oscillator signaal in de tweede mengtrap Ml, wordt vervolgens het wisselstroom faseverschilsignaal gevormd, dat daarna op de hiervoor beschreven wijze geselecteerd wordt in het banddoorlaatfilter BP, versterkt en begrensd wordt in de versterker/begrenzer LA en omgezet wordt in een gelijkstroom f asever schilsignaal in de derde mengtrap M^. Dit 25 gelijkstroom f asever schilsignaal wordt via het laagdoorlaatfilter LP als oscillatorregelsignaal toegevoerd aan de afstemoscillator TO.

30 a n * $ k ü g S v u V i ύ 35

Claims

1. Fasegesleutelde lus bevattende een regelbare oscillator, welke via een fasedetektie-inrichting en een laagdoorlaatfilter fase-gekoppeld is net een aan een signaalingang van de fasedetektie-inrichting toegevoerde ingangsdraaggolf, met het kenmerk dat de fasedetektie-5 inrichting onderling achtereenvolgens gekoppelde eerste, twsede en dorde mengtrappen bevat, aan welke eerste en dorde mengtrappen vanuit een signaalgenerator een hulpmengsignaal is toegevoerd, waarbij een ingang van éên der eerste en tweede mengtrappen ligt aan de signaalingang van de fasedetektie-inrichting en een ingang van de andere van de beide 10 laatstgenoemde mengtrappen gekoppeld is aan een uitgang van de regelbare oscillator, welk laagdoorlaatfilter een afsnijfrequentie heeft welke lager is dan de grondgolf frequentie van het genoemd hulpnengsignaal, welke grondgolffrequentie lager is dan de frequentie van de ingangsdraaggolf.

2. Fasegesleutelde lus volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de signaalingang gekoppeld is aan de ingang van de tweede mengtrap en de regelbare oscillator aan de ingang van de eerste mengtrap.

3. Fasegesleutelde lus volgens conclusie 2, met het kenmerk dat tussen de tweede en de derde mengtrap een filterinrichting is geschakeld 20 voor een selectie van de frequentiecomponent in het uitgangssignaal van de tweede mengtrap, welke gelegen is op de grondgolffrequentie van het hulpnengsignaal en tussen de signaalgenerator en de derde irengtrap een vertragingsschakeling is geschakeld.

4. Fasegesleutelde lus volgens conclusie 3, met het kenmerk dat 25 een versterker/begrenzer is geschakeld tussen de filterinrichting en de derde mengtrap.

5. Fasegesleutelde lus volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de versterker/begrenzer voorzien is van een gel ij ks troomtegenkoppel ing.

6. Direktmengende AM-synchroonontvanger voorzien van een HF-30 ingang, welke gekoppeld is met een synchrone AM-detektor, waaraan via een synchrone in-fase draaggolf ingang een synchrone HF-draaggolf is toegevoerd voor een direkte conversie van een HF-M ontvangstsignaal naar de basisband, gekenmerkt door een fasegesleutelde lus volgens één der voorgaande conclusies 2 tot en met 5, waarvan de signaalingang aan 35 de genoemde HF-ingang ligt, de regelbare oscillator tevens als afstem-oscillator fungeert en gekoppeld is aan de genoemde draaggolf ingang van de synchrone AM-detektor, waarbij de grondgolffrequentie van het hulpmengsignaal lager is dan de hoogste modulatie-frequentie in het HF-AM 8 a 0 o 2 s 8 ΡΗΝ 11.220 14 W Μ > ί· ontvangsts ignaal.

7. Direktmengende AM-synchroonontvanger volgens conclusie 6, gekenmerkt door een fasegesleutelde lus volgens conclusie 3, waarbij de grondgolf van het hulpmengs ignaal frequentie-gemoduleerd is met een 5 pseudo-random signaal en althans nagenoeg geen gelijkstroominformatie bevat.

8. Direktmengende AM-synchroonontvanger volgens conclusie 7, bevattende een fasegesleutelde lus volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de filter inrichting een banddoorlaatfilter met een resonantie- 10 frequentie ter plaatse van de centrale frequentie van de grondgolf van het hulpmengsignaal en een door laatband, welke enerzijds voldoende smal is voor een onderdrukking Van de gelijkstrooircomponent in het uitgangssignaal van de tweede mengtrap en anderzijds voldoende breed is om het frequentie-spektrum van het gemoduleerde hulpmengsignaal althans 15 in hoofdzaak te omvatten.

9. Direktmengende AM-synchroonontvanger volgens conclusie 8, met het kenmerk dat het hulpmengs ignaal blokvormig is net een grondgolf-frequentie welke in een variatiegebied van de grootte-orde van 300 Hz rond een centrale waarde van de grootte-orde van 2 kHz varieert, welk 20 banddoorlaatfilter een 3 dB-bandbreedte van ten hoogste 2 kHz rond de genoemde centrale waarde toont, waarbij de vertraging in de ver-tragingsschakeling de grootte-orde van 120 yUsec bedraagt. 25 30 35 84 0 3 6 48