NL8500675A - Am-ontvanger. - Google Patents

Description

. , · ·* PHN 11.316 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

,ΑΜ-αη tvanger.

De uitvinding betreft een AM-ontvanger voorzien van in een eerste faseregellus achtereenvolgens geschakeld een afstemoscillator, een eerste fasedetektor en een eerste lusfilter, welke afstemoscillator gesynchroniseerd is met een aan de eerste fasedetektor gekoppelde refer 5 rentie-oscillator en een mengfrequentie levert aan een mengtrap voor een conversie van een ontvangen AM-signaal in een MF-AM-signaal, welke mengtrap gekoppeld is aan een AM-donodulator voor een demodulatie van het basisbandmodulatiesignaal.

Een dergelijke AM-ontvanger is bekend uit het artikel 10 "Frequenzsynthesizer in Grundig Rundfunkgeraten der Spitzenklasse" van R. Lehmann, gepubliceerd in "Grundig Technische Informatianen", nr. 1/2, 1980, pagina's 8-15.

Bij de bekende AM-ontvanger wordt de eerste faseregellus gebruikt voor een zogenaamde frequentie-synthese-afstemming. In deze 15 eerste faseregellus wordt daartoe de mengfrequentie in een programmeerbare deler door een op discrete waarden instelbare deelfaktor gedeeld en vervolgens in de eerste fasedetektor vergeleken met een van de referentie-oscillator afkomstige ref erentie-f requentie. Het faseverschil tussen de aan de eerste fasedetektor toegevoerde signalen wordt na 20 selektie in het eerste lusfilter toegevoerd aan de afstemoscillator, zodat de mengfrequentie een door de genoemde deelfaktor bepaald aantal malen de referentie-frequentie bedraagt. De afstemming wordt gestabiliseerd door gebruik te maken van een kristaloscillator als referentie-oscillator en gevarieerd door de deelfaktor van de genoemde deler 25 te variëren.

Bij gebruik van een synchrone AM-demodulator voor de demodulatie van het MF-AM-signaal - zoals bijvoorbeeld bekend uit het Amerikaans octrooischrift nr. 3 603 890 - wordt in het algemeen een tweede faseregellus toegepast voor de opwekking van een met de MF-draaggolf 30 gesynchroniseerde lokale detektiedraaggolf. Een AM-ontvanger met zowel een frequentie-synthese-afstemming als een synchrone AM-detektie bevat derhalve twee faseregellussen, waarvoor, zoals tot nu bekend is twee spanningsgestuurde oscillatoren en een referentie-oscillator nodig zijn.

8500675 PHN 11.31-6 2 \ ΐ r

Om in een dergelijke M-ontvanger een acceptabel dynamiekbereik te realiseren, zijn betrekkelijke dure middelen nodig: zo dient bijvoorbeeld ter beperking van het meetrekeffekt van sterke nabuurzenders bij zwakke signaalontvangst het MF-filter voorafgaand aan de tweede fase- en 5 regellus sterk selektief te zijn, de bandbreedte van^de versterking in deze lus vrij smalbandig respektievelijk groot en de spanningsgestuurde oscillator daarin vrij stabiel te zijn. Deze maatregelen kunnen echter ongewenste neveneffekten op het afstemgedrag veroorzaken zoals bijvoorbeeld een kritische afstemming. Bovendien zijn de lusversterking, de IQ bandbreedte en de stabiliteit van de tweede faseregellus afhankelijk van de amplitude van het MF-signaal en daarmede van de amplitude van het ontvangsts ignaal. Op zichzelf kan een begrenz ingsschakeling voorafgaand aan de tweede fasedetektor deze afhankelijkheid verminderen. Een dergelijke begrenzingsschakeling dient echter te worden vermeden, 15 omdat deze bij ontvangst van zwakke zenders in de buurt van sterke zenders het sterkere nabuurzendersignaal begrenst ten koste van het zwakkere gewenste signaal en daarmede het dynamiekbereik drastisch reduceert.

De uitvinding beoogt een M-ontvanger met een frequentie-syn-20 these-afstemming en een synchrone M-detektie aan te geven, welke een acceptabel dynamiekbereik toont en realiseerbaar is met goedkope con-ponenten en met minder oscillator dan hiervoor genoemd.

Een M-ontvanger van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat de referentie-oscillator 25 regelbaar is en is opgenomen tussen een tweede lusfilter en een met de mengtrap gekoppelde tweede fasedetektor van een tweede faseregellus voor het leveren van een met de draaggolf van het MF-M-s ignaal gesynchroniseerde lokale detektie-draaggolf aan de M-demodulator, welk tweede lusfilter een regelsignaal aan de referentie-oscillator levert en 3Q tevens via een koppelschakeling aan een regelingang van de afstemoscil-lator is geschakeld voor een negatieve terugkoppeling van het regelsignaal van de referentie-oscillator naar de afstemoscillator.

Cp zichzelf is door aanvraagster in de oudere Duitse octrooiaanvrage nr. 33 35 024 de mogelijkheid beschreven in een FM-ontvanger met 3g een frequentie-synthese-afstemming de referentie-oscillator regelbaar uit te voeren en te gebruiken als spanningsgestuurde oscillator in een door een pilootsignaal in het basisbandmodulatiesignaal gesynchroniseerde faseregellus. Omdat een dergelijk pilootsignaal in de zender af- 8500675 * · PHN 11.316 3 geleid wordt van een stabiele kristalfrequentie is ook de in de ontvanger met dit pilootsignaal gesynchroniseerde referentie-frequentie stabiel en is deze niet rechtstreeks afhankelijk van fase en/of fre-quentieverstaringen van het MF-signaal, welke bijvoorbeeld ontstaan s door verstoringen in de mengfrequentie of door ontvangst van sterke nabuurzenders.

Bij een synchronisatie van de tweede faseregellus met de MF-draaggolf is dit echter wel het geval; via de koppeling tussen de mengtrap en de tweede fasedetektor en de koppeling tussen de referen-10 tie-oscillator en de eerste fasedetektor ontstaat een gesloten lus, waarin verstoringen positief teruggekoppeld kunnen werden en aldus aanleiding geven tot instabiliteiten. Dergelijke instabiliteiten treden vooral op bij ontvangst van zwakke signalen, welke door ruis, inter-modulatie en/of nabuurontvangst aanleiding geven tot een in fase en/of 15 frequentie verstoord middenfrequents ignaal en welke het dynamiekbereik sterk beperken.

De uitvinding berust cp het inzicht dat de koppeling tussen de beide faseregellussen via de referentie-oscillator en de eerste fasedetektor een extra regeling van de afstemoscillator vanuit het 2Q eerste lusfilter mogelijk maakt, welke enkel op de fase van de meng-frequentie inwerkt. Via deze extra faseregeling kan eep dynamische negatieve storings terugkoppeling warden gerealiseerd, welke de hiervoor genoemde gesloten lus stabiliseert en daarmede het dynamiekbereik van de AM-ontvanger belangrijk vergroot.

25 Bij toepassing van de maatregel volgens de uitvinding wordt deze extra faseregeling verkregen door een negatieve terugkoppeling van het regelsignaal van de referentie-oscillator via de kcppelschake-iing naar de afstemoscillator. Als gevolg hiervan warden verstoringen, welke vanuit de referentie-oscillator via de eerste fasedetektor en het 3Q eerste lusfilter positief naar de afstemoscillator teruggekoppeld worden, gecompenseerd door de verstoringen in het regelsignaal van de referentie-oscillator. Daardoor is het negelijk de referentie-oscillator enerzijds te gebruiken als referentie-frequentiebron voor de eerste faseregellus bijvoorbeeld ten behoeve van een frequentie-synthese-afstem-35 ming en anderzijds als frequentie-generatar voor de opwekking van een lokale detektie-draaggolf ten behoeve van een synchrone AM-detektie in de AM-denodulator zonder de stabiliteit en daarmede het dynamiekbereik van de ontvanger te reduceren.

85 0 0 6 7 5 ï ï PHN 11*316 4

De via de koppelschakeling verkregen dynamische negatieve storingsterugkoppeling heeft als verder voordeel dat bij een geschikte keuze van de versterkingsfaktor van de koppelschakeling betrekkelijk grote faseverstoringen van het MF-signaal welke in conventionele AM-5 ontvangers aanleiding geven tot instabiliteiten in een tweede fase-regellus, welke bijvoorbeeld enkel als opwekschakeling voor een lokale detektiedraaggolf dient, de stabiliteit niet of nauwelijks verstorend, waardoor volstaan kan worden met een betrekkelijk zwak selektief en daardoor goedkoop MF-filter.

10 Een verdere vergroting van het dynamiekbereik wordt verkregen door in het polen-nulpunten (root locus) diagram van de overdrachts-funktie van de ingang van de mengtrap naar de uitgang van de referen-tie-oscillator polen in het rechterhalfvlak te voorkanen. Daartoe vertoont een voorkeursuitvoering van de AM-ontvanger volgens de uit-15 vinding het kenmerk, dat de koppelschakeling een frequentie-afhanke-lijke compensatieschakeling bevat, waarvan de overdrachtsfunktie een pool vertoont bij de laagste frequentie, waarbij in de overdrachtsfunktie van het eerste lusfilter eveneens een pool optreedt.

Deze maatregel heeft bovendien het voordeel, dat door een 20 geschikte keuze van de overige parameters van de canpensatieschakeling, de bandbreedte van de totale lusschakeling op een gewenste waarde van enkele Hz (bijvoorbeeld 3 Hz) instelbaar is, waardoor sterke nabuur-zenders de fasekoppeling met de gewenste ontvangdraaggolf en daarmede de afstemming niet of nauwelijks kunnen verstoren.

25 Een eenvoudige realisatie van een dergelijke AM-ontvanger wordt verkregen in een verdere voorkeursuitvoering, welke het kenmerk vertoont dat de frequentie-afhankelijke carpensatieschakeling een dif f er ent iër end- integrerend netwerk bevat.

In een nog verdere voorkeursuitvoering bevat de koppelscha-30 keling een inverteerschakeling voor een signaalinversie van het aan de afstemoscillator toegevoerde signaal.

Een eenvoudige combinatie van de funkties van de inverteer-en de carpensatieschakeling wordt bij voorkeur verkregen door middel van een operationele versterker waarvan een inverterende ingang gekop-35 peld is aan het tweede lusfilter, een niet-inverterende ingang aan massa ligt en een uitgang enerzijds via een door een weerstand overbrugd serie FC-lid aan de inverterende ingang en anderzijds 8590675 . i "v< PHN 11.316 5 gekoppeld is aan de regelingang van de afstemoscillator.

De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand van de in de tekening bij wijze van voorbeeld weergegeven figuren.

Daarin toont: s Figuur 1 een AM-ontvanger met een frequentie-synthese- afsteirrning en een synchrone AM-detektor, waarin de uitvinding is toegepast; figuur 2 het fase-overdrachtsschema van de eerste en tweede faseregellussen van de AM-ontvanger van figuur 1; 10 figuren 3A en B het polen-nulpunten-(root locus)-diagram van de overdrachtsfunktie van het fase-overdrachtsscheina van figuur 2 zonder respektievelijk met gebruik van een koppelschakeling? figuur 4A-D enkele meetdiagranmen waaruit het effekt van de uitvindingsmaatregel pp de stabiliteit blijkt; 15 figuur 5 een praktische uitvoering van een koppelschakeling voor toepassing in de AM-ontvanger van figuur 1.

Figuur 1 toont een AM-ontvanger voorzien van een antenne-ingang I, waaraan achtereenvolgens geschakeld een HF-ingangsdeel FF, een mengtrap M, een middenfrequentdeel IF, een synchrone AM-detektor 20 SD, een audiosignaalverwerkingsdeel A en een luidsprekerinrichting L.

De signaalverwerking in deze schakelingen verloopt in het kort als volgt: het lange en middengolf AM-radiogebied van 150 kHz tot 1,6 MHz wordt breedbandig via het HF-ingangdeel RF aan de mengtrap M toegevoerd en in de mengtrap M geconverteerd naar een hoge middenfrequentie van bij 25 voorkeur tenminste drie keer de hoogste frequentie van de ontvangen frequentieband, bijvoorbeeld 8 MHz. Het AM-MF-signaal aan de uitgang van de mengtrap M wordt geselekteerd in het MF-deel IF en synchroon gedetekteerd met behulp van de synchrone AM-detektor SD. Een verwerking van het aldus verkregen bas isbandmcdulaties ignaal vindt plaats 30 in het audiosignaalverwerkingsdeel A en een weergave daarvan met de luidsprekerinrichting L.

De AM-ontvanger bevat tevens een als frequentie-synthese- j schakeling fungerende eerste faseregellus PLL1 en een als MF-draaggolf opwekschakeling fungerende tweede faseregellus PLL2. De eerste faseregel-35 lus PLL1 is voorzien van een afstemoscillator TO, welke enerzijds gekoppeld is aan de mengtrap M en daaraan een mengfrequentie toevoert voor de hiervoorgenoemde frequentieccnversie en anderzijds via een frequen-tiedeler FDN aan een eerste fasedetektor PD1. In deze eerste fasedetek- 85 0 0 8 7 5 __________d PHN 11.316 6 i l tor PD1 wordt de in de frequentiedeler FDN door een deelfaktor N gedeelde mengfrequentie vergeleken met een hierna te bespreken referentie-frequentie. Het resultaat van deze vergelijking wordt via een eerste lusfilter LP1 als zogenaamde eerste regelsignaal aan een regelingang 5 van de afstemoscillator TO toegevoerd, zodat de mengfrequentie fase synchroon is met de genoemde referentie-frequentie.

De tweede faseregellus PIL2 is voorzien van een als referen-tie-oscillator fungerende spanningsgestuurde kristaloscillator VCXO waarvan de frequentie via een tweede fasedetektor PD2 fasegekoppeld is met 10 de draaggolf van het MF-AM-signaal. Daartoe is een eerste ingang van de tweede fasedetektor PD2 gekoppeld met het MF-deel IF, een tweede ingang met een kwadratuuruitgang (90°/270°) van de kristaloscillator VCXO en een uitgang via een tweede lusfilter LP2 met een regelingang van de kristaloscillator VCXO. Een in-fase-uitgang (0°/180°) van de 15 kristaloscillator VCXO is gekoppeld aan een draaggolf ingang van de synchrone AM-detektor SD en levert daaraan de lokale MF-detektie-draaggolf welke in fase is met de draaggolf van het MF-AM-signaal voor de genoemde detektie van het modulatiesignaal.

Volgens de uitvinding zijn de eerste en tweede faseregellussen 20 PbL1 en PLL2 onderling zowel frequentiematig als regelstrocmmatig gekoppeld: de frequentiematige koppeling ontstaat doordat de kristaloscillator VCXO via een frequentiedeler FDM - waarin de referentie-frequentie door een deelfaktor M gedeeld wordt - geschakeld is aan de eerste fasedetektor PD1, de regelstrocumatige koppeling doordat 25 het tweede lusfilter LP2 via een koppelschakeling C geschakeld is aan de regelingang van de afstemoscillator TO. De koppelschakeling C bevat in de getoonde uitvoering een cascadeschakeling van een inverterende versterkerschakeling AI en een frequentie-afhankelijk ccmpensatieschake-ling CC. Daarbij wordt het uitgangssignaal van de koppelschakeling C aan 3Q de regelingang van de afstemoscillator TO opgeteld bij dat van het eerste lusfilter LP1, terwijl het teken van de afstemhelling van de referentie- en de afstemoscillator - dat wil zeggen de richting waarin de oscillator-frequentie varieert bij een variatie van de regelspanning -onderling gelijk is. Het spreekt vanzelf dat een dergelijke negatieve 35 terugkoppeling van het regelsignaal van de referentie-oscillator naar de afstemoscillator ook zonder signaalinversie dat wil zeggen met een niet-inverterende versterker mogelijk is bijvoorbeeld door het uitgangssignaal van de koppelschakeling C aan de regelingang van de afstemoscil- 8500675 PHN 11,316 7 * I* lator TO af te trekken van dat van het eerste lusfilter LP1 of door gebruik te maken van een referentie- en een afstemoscillator waarvan de afstemhellingen tegengesteld van teken zijn. Verder zij opgemerkt, dat voor een toepassing van de uitvinding in principe ook de frequentie-g afhankelijke canpensatiêschakeling CC achterwege kan warden gelaten, zoals later zal warden uiteengezet.

De frequentiematige koppeling voorkomt enerzijds, dat via de regelstroannatige koppeling een ongewenste variatie van de mengfrequen-tie wordt geïntroduceerd, zodat via de regelstrocranatige koppeling een 10 extra fasecorrectie in afstemming wordt gerealiseerd. Anderzijds geeft de frequentiematige koppeling een besparing van het in conventionele AM-ontvanger normaal aantal benodigde spanningsgestuurde oscillatoren, doordat de spanningsgestuurde oscillator VCXO zowel de in fase lokale MF-detektiedraaggolf voor de synchrone AM-detektor SD als de referen-15 tie-frequentie voor de eerste faseregellus PLL1 levert. Het spreekt vanzelf dat daardoor de middenfrequentie een door de deeltallen M en N bepaald aantal malen de referentie-frequentie bedraagt.

De toepassing van een kristaloscillator als spanningsgestuurde oscillator VCXO in de tweede faseregellus PLL2 verruimt bovendien 20 de eisen ten opzichte van de .MF-selektiviteit en maakt daardoor een . verdere kostenreduktie mogelijk. Een goedkoop, betrekkelijk zwak selektief MF-filter in het MF-deel IF heeft in het bijzonder bij zwakke signaalontvangst een sterke invloed van nabuurzendersignalen op het ingangsnivo van de tweede faseregellus PLL2 tot gevolg. Nabuur-2g signaalnivo's, welke 50 dB hoger liggen dan het gewenste signaalnivo behoren dan niet tot de uitzonderingen. Vanwege de betrekkelijke grote stabiliteit van de spanningsgestuurde kristaloscillator VCXO is onder dergelijke omstandigheden toch een fasesynchronisatie op de betrekkelijk kleine draaggolf van het gewenste MF-signaal mogelijk.

30 De genoemde negatieve terugkoppeling van het regelsignaal van de referentie-oscillator VCXO naar de afstemoscillator TO via de regelstrocnmatige koppeling geeft op zichzelf reeds een verbetering van de stabiliteit, omdat daardoor positieve storingsterugkoppelingen via de frequentiematige koppeling - welke als gevolg van ongewenste fase-3g draaiingen in de lusschakelingen kunnen ontstaan - in zekere mate gecompenseerd worden. De frequentie-afhankelijke ccmpensatieschakeling CC van de kcppelschakeling C in de regelstrocnmatige koppeling bewerkstelligt echter een verdere optimalisering van de stabiliteit, hetgeen 8500675 * * PHN 11.316 8 aan de hand van figuren 2, 3A en 3B zal worden uiteengezet.

Figuur 2 toont voor kleine fase-variaties het fictieve fase-overdrachtsschana van de onderling gekoppelde eerste en tweede fase-regellussen PLL1 en ELL2 van de AM-ontvanger van figuur 1 in afstemming, g De mengtrap M en de tweede fasedetektor PD2 zijn daarin weergegeven in hun funktie als verschilvorraer voor de aan hun ingangen optredende fase-variaties, de fase-overdrachtsfunktie van het tweede lusfilter LP2 met H2, de spannings-fase-overdrachtsfunktie van de spanningsgestuurde oscillator VCXO met êên pool in de oorsprong met 1/p en de fase-over-10 drachtsfunktie van de eerste faseregellus PLL1 van de ingang van de frequentiedeelschakeling FDM naar de uitgang van de afstemoscillator TO met H1. De van de uitgang van het tweede lusfilter LP2 naar de uitgang van de afstemoscillator: TO getransformeerde fase-overdrachtsfunktie van de koppelschakeling C is weergegeven met H welke parallel staat aan 15 . Opgemerkt zij dat in deze overdrachtsfunkties tevens de gelijk- stroomversterking of gevoeligheid van de betreffende en de daaraan voorafgaande en opvolgende schakelingen zijn begrepen: zo omvat de overdrachtsfunktie tevens de versterking van de mengtrap M, de amplitude van het MF-signaal, de versterking van de tweede fasedetektor 20 PD2 alsmede de gevoeligheid van de spanningsgestuurde oscillator VCXO.

Noemen we de fase van de draaggolf van het AM-ontvangsts ignaal en die van de referentie-frequentie fir, dan kan uit het schema worden afgeleid dat in open lustoestand bij afwezigheid van H , geldt: 0r H2 25 <P) H1 H2 - H2 - p (1)

Een optimale realisatie van de eerste faseregellus PLL1 met betrekking tot de spektrale zuiverheid van het mengsignaal is mogelijk, wanneer diens fase-overdrachtsfunktie êên nulpunt en drie onderling samenvallende polen op de negatieve reële as van het complexe p-vlak ver-30 toont. De fase-overdrachtsfunktie voldoet dan aan de volgende uitdrukking: H - - (2)

1 M Ld +P .T12)3J

35 waarin N en M de deelfaktoren van de respektievelijke frequentiedelers FDN en FDM zijn. In een praktische uitvoering van de eerste faseregellus PLL1 bleek het nulpunt bij -55 Hz en de drie polen bij -166 Hz op de genoemde as op te treden.

8500675 PHN 11.316 9

Bij gebruik van een conventioneel filter net twee polen res-pektievelijk cp -517 Hz en 0 Hz en êên nulpunt op -50 Hz als tweede lusfliter LP2, kan cte overdrachtsfunktie warden geschreven als: ^ * P · "^21 5 H_ = K_ TT-——=~r—vv—r -;=—n (3) 2 2 (1 + p . X22) (1 + P .

Bij een substitutie van de uitdrukking (2) en (3) in (1) en uitgaande van een zekere af stemfrequentie (1 MHz), een middenfrequentie van 8 MHz g en met N/M = kan de epen lus overdrachtsfunktie (1) in het complexe p-vlak warden afgebeeld zoals weergegeven in figuur 3A. De liggingen 10 van de polen van de overdrachtsfunktie (1) variëren in pijlrichting met een toenemende gelijkstrocmversterkingsfaktor van de overdrachtsfunktie en daardoor tevens met de amplitude van het AM-antvangst-signaal. Deze polen beschrijven bij een variatie van van nul tot oneindig poolbanen, welke cp de nulpunten eindigen. Daarbij is niet te 15 vermijden dat enkele poolbanen het rechter halfvlak van het carplexe p-vlak passeren of ongewenst dicht benaderen. Volgens de theorie van teruggekoppelde systemen, zoals bijvoorbeeld beschreven in "Synthesis of feedback systems" van Isaac M. Horowitz, Academie Press, New York and London 1963, dienen alle polen voor een stabiele overdracht 20 in het linkerhalfvlak te liggen, hetgeen voor een slechts zeer beperkt variatiegebied van ofwel in een zeer beperkt ingangsdynamiék-fcereik van de AM-ontvanger optreedt.

Cm tenminste voor een dynamiekbereik van 50 dB een stabiele overdracht te verkrijgen, wordt volgens de uitvinding een regelstroan-25 koppeling aangebracht, waarvan zoals hiervoor reeds genoemd de getransformeerde fase-overdrachtsfunktie in figuur 2 is weergegeven met H De overdrachtsfunktie (1) verandert dan onder invloed van H , in:

O

K H2 (4)

30 h ‘P) = H2 (H1 + Hc'> * «2 - P

Volgens een inzicht van de uitvinding is het mogelijk bij een juiste keuze van de getransformeerde overdrachtsfunktie Hc, alle singulariteiten van de overdrachtsfunktie (4) cp voer de stabilisatie gunstige posities in het carplexe p-vlak te leggen. In de praktijk 35 is gebleken dat dit althans voor de meest relevante singulariteiten reeds wordt bereikt door een breedbandige negatieve terugkoppeling van het regelsignaal van de referentie-oscillator VCXQ naar de afstem-oscillator T0.

8500675 ΡΗΝ 11.316* 10 4' *

Een optimalisatie van de stabilisering wordt verkregen wanneer alle nulpunten van de overdrachtsfunktie (4) gelegen zijn in het linkerhalfvlak van het complexe p-vlak, hetgeen in het algemeen bereikt wordt als de overdrachtsfunktie van de koppelschakeling C, i.e.

5 de frequentie-afhankelijke carpensatieschakeling CC, een pool vertoont op of nabij de laagste frequentie, waarop in het eerste lusfilter LP1 eveneens een pool optreedt. Uitgaande van de hiervoorgenoemde keuze van overdrachtsfunkties is dit op eenvoudige wijze realiseerbaar door als carpensatieschakeling een inverterend proportioneel integrerend 10 en differentiërend netwerk met een overdrachtsfunktie H van de vorm: v 1 + Ρ'ζ1 hc=kcT-Tpc| (5> toe te passen waarin Kc<£ 0 en waarin de pool op - samenvalt met de dichtst bij de oorsprong gelegen pool van het eerste lusfilter LP1. Een polen-nulpunten (root locus) diagram van de overdrachtsfunktie (4) met daarin gesubstitueerd de getransformeerde overdrachtsfunktie Hc, van H volgens (5) en met de lusversterking als parameter is weergegeven in figuur 3B. De polen nabij de oorsprong veranderen bij een variatie van de amplitude van het AM-ontvangstsignaal nauwelijks van plaats en blijven evenals de overige polen in het linkerhalfvlak van het complexe p-vlak. Het nulpunt bij 44 Hz in figuur 3A is nu in figuur 3B naar -3,3 Hz verschoven, zodat alle nulpunten in het linkerhalfvlak van het complexe p-vlak liggen en derhalve de stabiliteit in een zeer groot lusversterkingsvariatie-gebied gewaarborgd is.

In een praktische uitvoering van een AM-ontvanger volgens de uitvinding werd gebruik gemaakt van dubbel gebalanceerde ring mixers (Mini Circuits ZAD) voor de mengtrap M en de tweede fasedetektor PD2 en van eèn geïntegreerde frequentiesynthese circuit van het type Philips SAA 1057 voor de eerste faseregellus PLL1. De bandbreedte van de twee-30 de faseregellus bedroeg 3,5 Hz, welke voldoende smal is om nabuursig-nalen cp 9 KHz afstand van en 50 dB in amplitude groter dan het gewenste AM-ontvangstsignaal adequaat te onderdrukken.

Figuur 4A toont de responsie aan de ingang van de spannings- gestuurde oscillator VCXQ. bij een stapvormige frequentie-variatie van 35 van 10 Hz aan de ingang van de mengtrap M bij een meng- of af stemfrequentie J_ 1,6 MHz en maximaal ingangssignaalnivo.

Figuur 4B toont een soortgelijke responsie bij een 50 dB lager 85 0 0 6 7 5·= t PHN 11.316 11 9 ' -v .

ingangssignaalnivo. Daarbij treedt slechts een geringe en acceptabele "overshoot" op. Vergelijkbare verschijnselen treden op bij andere af-stemfrequenties binnen het hiervoorgenoend afstatnbereik van de AM-ontvanger.

5 Figuur 4C toont de responsie aan de ingang van de spannings- gestuurde oscillator VCXO voor een stapvcrmige frequentie-variatie van 63 Hz aan de ingang van de mengtrap M bij een maximaal ingangss ignaal-nivo en figuur 4D voor een 60 dB lager ingangss ignaalnivo. Het is duidelijk dat in het laatste geval, dus bij lagere ingangssignaalnivo's en 10 betrekkelijk grote frequentie-variaties, de acquisitietijd van de gekoppelde lussen enige perioden van de AM-draaggolffrequentie langer kan duren dan in de daaraan voorafgaande gevallen: in de praktijk is dit echter nauwelijks waarneembaar.

Figuur 5 toont een praktische uitvoering van een koppelscha-15 keling welke voldoet aan de hiervoorgenoemde overdrachtsfunktie H en geschikt is voor toepassing in combinatie met een eerste lusfilter LP1 met een pool (¾) - VT^ 601 nulpunt cp -55 Hz.

De koppelschakeling C bevat een operationele versterker OA, waarvan een inverterende ingang (-) via een ingangsweerstand aan de 20 uitgang van het (niet getoonde) tweede lusfilter LP2 is geschakeld, een niet-inverterende ingang (+) aan massa ligt en waarvan een uitgang via een RC-netwerk , R2, enerzijds teruggekoppeld is aan de inverterende ingang en anderzijds aan de regelingang van de afstemoscillator TO is geschakeld (niet getoond). Het RC-netwerk R^, R2, C is opgebouwd 25 uit een serie RC-lid R^ welke is overbrugd door een weerstand R^.

In deze schakeling zijn de funkties van de hiervoorgenoemde inverteer-of inverterende versterker AI

schakeling £ en de frequentie-afhankelijke ccnpensatieschakeling gecombineerd. Is een signaalinversie niet nodig, dan dient de inverterende ingang van de operationele versterker OA via de ingangsweerstand 30 aan massa en de niet-inverterende ingang aan de uitgang van het tweede lusfilter LP2 te worden geschakeld (niet getoond).

De pool van de overdrachtsfunktie Hc van de getoonde schakeling treedt cp op - 1/ en komt in ligging overeen met die van het eerste lusfilter LP1. Deze wordt bepaald door TC2 = (R^ + R^ .

35 Het nulpunt van Hc treedt op cp - 1/Tc-j en wordt bepaald door = C^.

In een praktische uitvoering bedroegen R^ en R2 respektievelijk 10 κΩ. en 1 MÖen bedoreg 0,68 ^uF.

Het spreekt vanzelf, dat de uitvinding niet beperkt is tot 8500675 ΡΒΝ 11.316 12 • » getoonde uitvoering voor de overdrachtsfunktie Hc maar ook alternatieve uitvoering daarvan toepasbaar zijn en dat in principe reeds met een eenvoudige frequentie-onafhankelijke versterker als koppelschakeling een verbetering van de stabiliteit verkregen kan worden. Door het fre-g quentie-afhankelijk verloop van de koppelschakeling C, i.e. de campensatieschakeling CC, wordt de stabiliteit verder verbeterd. Het zal duidelijk zijn dat voor een optimalisatie van de stabiliteit bij een andere dimensionering van de lusschakelingen dan hiervoor genoemd de overdrachtsfunktie Hc daaraan zodanig aangepast dient te worden, 10 dat In het polennulpunten diagram van de totale lus-overdrachtsfunktie geen nulpunten in het rechterhalfvlak van het complexe p-vlak optreden.

15 20 25 30 35 3500675

Claims (6)

1. AM-ontvanger voorzien van in een eerste faseregellus achtereenvolgens geschakeld een afstemoscillatar, een eerste fasedetektar en een eerste lusfilter, welke afstemoscillatar gesynchroniseerd is met een aan de eerste fasedetektar gekoppelde referentie-oscillatar en een s mengfrequentie levert aan een mengtrap voor een conversie van een ontvangen AM-signaal in een MF-AM-signaal, welke mengtrap gekoppeld is aan een AM-demodulatar voor een demodulatie van het basisbandmodulatie-signaal, met het kenmerk, dat de referentie-oscillatar regelbaar is en is opgencmen tussen een tweede lusfilter en een met de mengtrap gekop-10 pelde tweede fasedetektar van een tweede faseregellus voor het leveren van een met de draaggolf van het MF-AM-signaal gesynchroniseerde lokale detektie-draaggolf aan de AM-demodulatar, welk tweede lusfilter een regelsignaal aan de referentie-oscillatar levert en tevens via een koppelschakeling aan een regelingang van de afstemoscillatar is gescha-15 keld voor een negatieve terugkoppeling van het regels ignaal van de referentie-oscillator naar de afstemoscillatar.

2. AM-antvanger volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koppelschakeling een frequentie-afhankelijke ccnpensatieschakeling bevat, waarvan de overdrachtsfunktie een pool vertoont bij de laagste fre- 20 quentie, waarbij in de overdrachtsfunktie van het eerste lusfilter eveneens een pool optreedt.

3. AM-ontvanger volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de frequentie-afhankelijke ccnpensatieschakeling een differentiërend-inte-grerend netwerk bevat.

4. AM-ontvanger volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koppelschakeling tevens een versterkerschakeling bevat.

5. AM-ontvanger volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de versterkerschakeling tevens inverteert.

6. AM-ontvanger volgens conclusies 3, 4 en 5, met het kenmerk, 3q dat de inverteer- en caipensatieschakelingen een operationele versterker gemeenschappelijk bevatten, waarvan een inverterende ingang gekoppeld is aan het tweede lusfilter, een niet-inverterende ingang aan massa ligt en een uitgang enerzijds via een door een weerstand overbrugd serie RC-lid aan de Inverterende ingang en anderzijds aan de 35 regelingang van de afstemoscillatar gekoppeld is. 8 5 0 ö 6 7 5