NO147498B - Koplingsanordning til dannelse og lagring i digital form av styrespenninger for mating til en radiomottakers elektroniske avstemningskretser - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en koplingsanordning til dannelse og lagring i digital form av styrespenninger for mating til en radiomottakers elektroniske avstemningskretser.

Når det gjelder radiomottakere, særlig for innbygging

i biler, anvendes det vanligvis elektromekaniske anordninger for lagring av innstillingstilstand med hensyn til visse rund-radiostasjoner, som bedømmes til å være av størst interesse for brukeren. Normalt kan disse anordninger inndeles i to kate-gorier avhengig av det i avstemningsanordningen inngående element for utførelse av avstemning på mottakerens fremside, nemlig mekaniske og elektriske anordninger. Tre prinsipper benyttes vanligvis for endring av avstemningsfrekvensen hos en svinge-krets, nemlig endring av kapasitansen, endring av induktansen eller endring av en styrestrøm eller styrespenning, som bestemmer endringen i den ene av svingekretsens to parametre (induktans eller kapasitans).

Lagringsanordningen er utformet i overensstemmelse med elementene for å utføre disse avstemningsforløp. Dersom man for øyeblikket ser bort fra anordninger med mekanisk variable kondensatorer, som for tiden stort sett ikke lenger anvendes i bilradioer, vil anordninger med variabel induktans eller styring av variable elektriske parametre bli studert nedenfor. Ved mekanisk lagring av visse frekvenser forhåndsinnstilles mekaniske elementer, slik at det til en bestemt styrevirkning svarer en bestemt posisjon av minneverkselementet (panel med forhåndsinnstilte tangenter), som i sin tur svarer til bevegel-sen av et variabelt element som bestemmer den ønskete avstemning. For tiden anvendes det stadig mer variable reaktanser av kapa-sitiv type, som styres ved hjelp av en variabel likespenning. Idet bevegelige mekaniske elementer ikke er nødvendige for disse anordninger, blir det mulig å anvende styresystemer av rent elektrisk type, hvorved en elektrisk parameter vil bli lagret istedenfor en mekanisk posisjon. I det foreliggende tilfelle anvendes det potensiometre som befinner seg på et egnet trykk-knappanel, slik at brukeren valgfritt kan trykke inn ønsket trykknapp. Lagringen utføres på følgende måte: Ved nedtrykking av tilhørende trykknapp velges det potensiometer som skal anvendes som lagerelement og som innstilles inntil avstemning av den ønskete stasjon er oppnådd, hvorved det hver gang den ønskete stasjon skal mottas er tilstrekkelig å trykke ned en trykknapp som er samordnet den for igjen å avlytte stasjonen.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse benyttes det et helt annet prinsipp, som innebærer lagring i digital form av den spenningstilstand som kreves for avstemning til en ønsket stasjon, sammen med halvlederelementer (dioder) med spenningsøm-fintlig kapasitans som avstemningselement.

Koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved en manuelt innstillbar styreanordning til dannelse av en variabel, første styrespenning, en klokkepulsgenerator samt et regneverk for regning av fra denne generator avgitte klokkepulser, en med regneverket forbundet digital-til-analogomformer for mating til avstemningskretsene av en andre styrespenning som er kjennetegnende for antallet klokkepulser som regnes av regneverket, en spenningskomparator med en første og en andre inngang og en utgang, hvor den første inngang er forbundet med omformerens utgang og den andre inngang er forbundet med den innstillbare styreanordning og hvor utgangen er forbundet med en inngang til en portkrets som er innkoplet mellom generatoren og regneverket og som er innrettet til å avbryte tilførsel av klokkepulser til regneverket når den andre styrespenning er stort sett lik den første styrespenning, samt en digital lagerenhet for mottaking av utsignaler fra regneverket og mating av innsignaler til omformeren idet lagerenheten er innrettet til i digital form å lagre regnetilstander som tilsvarer hver sin første styrespenning og derved hver sin valgte rundradio-stasj on.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et generelt blokkdiagram av anordningen til styring, lagring og gjenopprettelse ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i forenklet form og meget skjematisk en typisk avstemningsanordning med elektrisk styrbare, kapasitive reaktanser. Fig. 3 viser en praktisk utførelse av særlig egnet type for oppnåelse av styrespenningen for de kapasitive reaktanser ved hjelp av spenningsstyring.

Fig. 4 viser et detaljert diagram,tilsvarende til fig.

3, forbundet med en digital lagerenhet.

Diagrammet i fig. 1 omfatter en styredel 1 for mating

av en styrelikespenning, som kan reguleres manuelt. I mer avan-serte utførelsesformer er det mulig å bygge inn i blokken 1

en rampegenerator med automatisk stopp for søking etter stasjoner .

Utgangsstyrespenningen fra styredelen 1 tilføres til en analog-til-digitalomformer 2. Signalet, som består av et binært ord passerer gjennom en av lagerenhetene Ml, M2....Mn til en digital-til-analogomformer 3 for gjenopprettelse av en spenning som stort sett svarer til det opprinnelige styresignal, for aktivering av en blokk 4.

I blokkdiagrammet i fig. 1 utføres følgende funksjoner: 1) Omforming av den analoge styreparameter til en digital-parameter,

2) lagring av denne parameter, samt

3) gjenopprettelse av den digitale parameter og omforming av denne til en analog parameter for å oppnå styringen.

Disse funksjoner vil bli gjennomgått i detalj nedenfor.

Med hensyn til omforming av den analoge styreparameter til en digital parameter utføres avstemning ifølge fig. 2 på kjent måte som vanligvis benyttes på området når det anvendes dioder med variabel kapasitans, og dette foregår ved at et potensiometer 10 tilføres stabilisert likespenning fra en kilde 11. Til hver spenningsverdi på potensiometeret svarer det en kapasitansverdi hos diodene Vel og Vc2, og følgelig en eneste frekvens i oscillerende kretser LC1 og LC2 hvor disse dioder inngår.

For å oppnå omformingen av ovennevnte analoge spenning til et digitalt tall kan det benyttes forskjellige metoder, f.eks. anvendelse av en analog-til-digitalomformer som er et apparat som frembringer en entydig korrespondanse mellom den variable inngangsspenning og det avgitte digitale tall, eller telling av cscillasjonene i den oscillerende krets som styres av diodene, i et bestemt tidsrom, hvorved det oppnås et c-ntall pulser som er bundet til oscillatorens aktuelle frekvens.

For dette formål anvendes den anordning som er vist i fig. 3, hvor en styrespenning 30 som er frembrakt av sn referan-sekilde, sammenliknes i en nivåkomparator 31 med utgangsspenningen fra en digital-til-analogomformer 32 som vil bii nærmere beskrevet i det etterfølgende.

Når det ikke foreligger nivålikhet mellom de to spenninger, vil utgangssignalet fra nivåkomparatoren 31 være en styrespenning som muliggjør passasje av pulser som dannes i en klokke-generator 34, gjennom en portkrets 33. Disse pulser telles i et digitalt telleverk 35 og kommer via digital-til-analogomformeren 32 fra en trinnformet spenningsrampe, som på den ene side styrer aktiveringen av styredelen, f.eks. halvlederdiodene med variabel kapasitans (ved punktet 37), og som på den annen side vil enten åpne eller lukke portkretsen 33 via nivåkomparatoren 31. Ved å anvende en av disse to anordninger, eller andre som har samme funksjon, vil det til slutt fra utgangen 36 komme et binært tall som svarer entydig til styrespenningen som skal lagres.

For å lagre den digitale parameter som svarer til avstem-ningsspenningen er det mulig å benytte en av de mange kjente anordninger på området. F.eks. kan et digitalt tall overføres til et serieregister eller skifteregister, hvorfra det deretter vil være mulig å foreta overføringen til et digitalt telleverk, som muliggjør praktisk anvendelse av det lagrete tall, som kan gjeninnmates i skifteregisteret.

En annen metode kan innebære anvendelse av direkte lager (RAM). Ved hjelp av integrering av et stort antall logiske funksjoner på en eneste skive vil det være mulig å oppnå minneverk som er i stand til å lagre en stor mengde binær informasjon. Som eksempel muliggjør, ved betraktning av de frekvensbånd som anvendes mest i bilradioer, nemlig mellombølge- og FM-båndene, et digitalt tall kjennetegnet ved 10 bits, oppnåelse av en fre-kvensfeil på 1,7 kHz i mellombølgebåndet og på 49 kHz i FM-bån-det, en presisjon hos anordningen som er sammenliknbar med eller bedre enn den presisjon som oppnås med et mekanisk tangentbord. Det er åpenbart at ved å anvende lagerenheter, som er i stand til å lagre et større antall bits, vil presisjonen øke betydelig inntil det er oppnådd meget nøyaktige verider. Løsningen ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor det anvendes et av de ovennevnte prinsipper nødvendiggjør permanent opprettholdelse av krafttilførselen til lagerenheten, idet data må være lagret også når mottakeren er avslått. På grunn av dens lave energi-forbruk er ikke dette noe problem. Alternativt er det mulig å anvende elektrisk variable lagerenheter, som funksjonelt har den egenskap å lagre data også uten kraftforsyning, men som ellers ikke er forskjellig fra de enklere og billigere, konven-sjonelle direktelagre. Ved anvendelse av en av disse anordninger er det mulig å oppnå permanent lagring av avstemningsinforma-sjonene, og på grunn av anordningenes spesielle egenskaper også

å oppnå gjenopprettelse av den lagrete tilstand ved behov.

Også omformingen av et digitalt tall til en analog parameter foregår på kjent måte. Egnete integrerte kretser for ut-førelse av disse operasjoner er kjente, men det er enklere ved hjelp av et "veie"-system med kalibrerte motstander av "R-2R"-type å frembringe den digitale parameter som er oppnådd direkte av lagerenheten. Ved å anvende en av disse metoder er det således mulig å gå over fra et digitalt tall til en likespenning som muliggjør utførelse av styringen, og derfor innstillingen av avstemningsdiodene.

Det vil ikke bli detaljert beskrevet de midler som mulig-gjør styringen av anordningen ifølge oppfinnelsen, idet flere løsninger er mulige for en fagmann på området. Valget er en følge av en vurdering av de økonomiske og funksjonelle parametre, som er spesifikke for den enkelte løsning.

Som eksempel anvendes det berøringsfrie knapper for inn-føring i lagerenheten og gjenopprettelse av den digitale parameter og de følgende logiske operasjoner som er forbundet med dette. Når det derimot gjelder synlig gjengivelse av de avstemte eller lagrete frekvenser, er det også i dette tilfelle mulig å anvende atskillige systemer, f.eks. en digital gjengivelses-anordning med elektro-optiske apparater, enten gassutladnings-apparater eller halvlederapparater med sju segmenter. Det kan også gjøres bruk av enten et frekvenskalibrert nålgalvanometer eller sprangvise skalaer med elektroluminescerende dioder. Også

i dette tilfelle vil valget være bestemt av de økonomiske og funksjonelle parametre som er typiske for hver utførelsesform.

Et skjematisk eksempel på en utførelsesform som er særlig hensiktsmessig er vist i fig. 4. Denne figur viser at de funksjoner som er beskrevet ovenfor og vist i fig. 3 er bibeholdt med tillegg av en lagerenhet som er samordnet med telleverket og med digital-til-analogomformeren, og med et sett styredeler i form av et antall brytere som er .innrettet til å frembringe adgangskoden, til lagerenheten.

I hviletilstand er lagerenheten "transparent", dvs. at signaler fra telleverket til omformeren kan passere gjennom den, mens ved bruk av styredelene i tangentbordet vil det bli utført "skriving" i lagerenheten eller "lesing" av de lagrete data....

I fig. 4 er avstemningsstyringen samordnet med et potensiometer Pl som påtrykker en spenning til den ene av en kompara-tors CPl innganger."Ved betjening av en trykknapp Tl vil en flip-flop FF1 settes i tilbakestillings-stilling, og via sin utgang Q gjøre .det mulig for en port NAND Al å slippe gjennom klokkepulser fra en klokkepulsgenerator 50 som kan bestå av to omformere RC koplet på kjent måte..Klokkepulsene fra porten Al føres, til telleverket som består av en flip-flop FF2 og et telleverk CN1, som er kaskadekoplet på kjent måte. I utførelses-formen ifølge fig. 4 har telleverket åtte bits.

Et ord som består av åtte bits som følge av telleverkets tilstand overføres via direktelageret MA til et R-2R-nettverk 51. Nettverkets 51 utgangssignaT 52 representerer tilbakeføring til analogform av spenningen som påtrykkes fra potensiometerets glidekontakt. Dersom det foreligger overensstemmelse mellom spenningen i denne glidekontakt og utgangsspenningen fra nett-verket 51, vil komparatoren CPl innstille flip-flopen FF1 slik at portens Al deaktiveres og tellingen opphører. Samtidig styrer spenningen i utgangen 52 diodene med variabel kapasitans for innstilling av radiomottakeren.. Det binære' "ord", som representerer denne spesielle spenning som svarer til en viss radiosta-sjon, lagres i lagerenheten MA ved hjelp av et styreorgan i et tangentbord TT. Tangentbordet TT muliggjør valg av adressen I direktelageret MA på en måte som er velkjent for en fagmann, hvor de spesielle binære ord med åtte bits må lagres. Dette ord kan tilkalles etter ønske og tilbakeføres til nettverkets 51 innganger for igjen å innstille en viss stasjon. Det er klart at antallet stasjoner som kan lagres er avhengig av lagerenhetens MA kapasitet, og dette kan være stort dersom det er prismessig akseptabelt. Lagerenheten MA kan bringes i virksom tilstand ved hjelp av en permanent energikilde, slik som forklart ovenfor.

Startstyringen, som oppnås ved tilbakestillingen av flip-flopen FF1, kan være samordnet med potensiometeret Pl for å gjøre avstemningen automatisk, f.eks. ved hjelp av ovennevnte berøringsfrie knapper.

Som et alternativ til de ovenfor beskrevne utførelsesfor-mer vil det istedenfor styringen med et potensiometer og en spenningskomparator være mulig å anvende en pulsgenerator som blir regulert av innstillingsknappens dreiebevegelse og.som eventuelt er forbundet med et omstillbart telleverk med opp-

og nedtelling, avhengig av retningen for dreiningen av innstil-lingsknappen.

Claims (4)

1. Koplingsanordning til dannelse og lagring i digital form av styrespenninger for mating til en radiomottakers elektroniske avstemningskretser,karakterisert veden manuelt innstillbar styreanordning (30) til dannelse av en variabel, første styrespenning, en klokkepulsgenerator (34) samt et regneverk (35) for regning av fra denne generator avgitte klokkepulser, en med regneverket (35) forbundet digital-til-analogomf ormer (32) for mating til avstemningskretsene (LC1,LC2) av en andre styrespenning som er kjennetegnende for antallet klokkepulser som blir regnet av regneverket (35), en spenningskomparator (31) med en første og en andre inngang og en utgang, hvor den første inngang er forbundet med omformerens (32) utgang og den andre inngang er forbundet med den innstillbare styreanordning (30) og hvor utgangen er forbundet med en inngang til en portkrets (33) som er innkoplet mellom generatoren (34) og regneverket (35) og som er innrettet til å avbryte tilførsel av klokkepulser til regneverket (35) når den andre styrespenning er stort sett lik den første styrespenning, samt en digital lagerenhet (MA) for mottaking av utsignaler fra regneverket (35) og mating av innsignaler til omformeren (32) idet lagerenheten er innrettet til i digital form å lagre regnetilstander som tilsvarer hver sin første styrespenning og derved hver sin valgte rundradiostasjon.

2. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat lagerenheten er et direktelager (MA) hvis lagringskapasitet i det minste tilsvarer antallet regnetrinn i regneverket (35).

3. Anordning i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat lagerenheten (MA) er samordnet med et tangentpanel (TT) for valg av lagringsadresser som tilsvarer stasjonsfrekvenser.

4. Anordning i samsvar med krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat avstemningskretsene (LC1,LC2) inne-holder halvlederelementer (VC1,VC2) med spenningsømfintlig kapasitans.