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Dokumentenidentifikation DE3050830C2 03.09.1987
Titel Rundfunkempfänger mit einem Frequenzregelkreis
Anmelder N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven, NL
Erfinder Kasperkovitz, Wolfdietrich Georg, Eindhoven, NL
Vertreter Hartmann, H., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 2000 Hamburg
DE-Anmeldedatum 30.08.1980
DE-Aktenzeichen 3050830
File number of basic patent 30327016
Offenlegungstag 19.03.1981
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.09.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.09.1987
IPC-Hauptklasse H03J 7/04
IPC-Nebenklasse H04B 1/10   

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einem Rundfunkempfänger nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartiger Rundfunkempfänger ist bekannt aus "Radio und Fernsehen", 1964, Heft 15, Seite 467. Der darin vorgesehene Frequenz-Spannungswandler liefert dem spannungsgesteuerten Abstimmoszillator zwecks automatischer Frequenzregelung (AFC) ein Frequenzregelsignal, das ein Maß für die Frequenzabweichung zwischen der Ist- und der Soll-Abstimmfrequenz ist. Da der Frequenz-Spannungswandler tonfrequent mit dem spannungsgesteuerten Oszillator gekoppelt ist, wird bei diesem FM-Empfänger darüber hinaus der Frequenzhub komprimiert, so daß es möglich ist, sehr niedrige Zwischenfrequenzen zu benutzen.

Die Schleifenverstärkung des Frequenzregelkreises beeinflußt jedoch sowohl das Frequenzregelsignal und damit den Wirkungsbereich der automatischen Frequenzregelung als auch die Hubkompression. Hierbei stehen die Hubkompression und der Wirkungsbereich der automatischen Frequenzregelung untereinander in einem festen Zusammenhang.

Aus dem Artikel "Eigenschaften und Messung der Fest - AFC mit Diodenbegrenzung" von Dipl.-Ing. K. Rathmann, publiziert in "Radio Fernsehen Elektronik", 1977, Heft 19/20, Seiten 658-661 ist an sich ein UKW-Empfänger mit einer diodenbegrenzten AFC bekannt. Da der Frequenz-Spannungs-Wandler gleichstrommäßig mit dem Abstimmoszillator verbunden ist, geht daraus eine Hubkompression nicht hervor.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Größe des Wirkungsbereiches der automatischen Frequenzregelung von der Größe der Hubkompression unabhängig zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen gelöst.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme wird der erste Begrenzer bei einer bestimmten Amplitude des Ausgangssignals des Frequenz-Spannungs-Wandlers begrenzt, zumindest nimmt die Verstärkung bei einer weiteren Zunahme dieses Ausgangssignals ab. Obschon die Verstärkung des ersten Begrenzers und damit auch die Schleifenverstärkung und die Hubkompression bis zu dieser Amplitude sehr groß sein kann, ist der Einfluß auf den Wirkungsbereich der automatischen Frequenzregelung - und damit auf das Frequenzgebiet einwandfreier Abstimmung - auf das Gebiet beschränkt, in dem der erste Begrenzer außerhalb der Begrenzung ist. Die Größe dieser Hubkompression ist dadurch von der Größe des Wirkungsbereiches der automatischen Frequenzregelung unabhängig.

Dies ermöglicht einerseits die Einstellung der Hubkompression auf einen geeigneten Wert, ohne die Abstimmung auf und Wiedergabe von schwächeren, in der Frequenz benachbarten Sendersignalen zu verhindern. Andererseits wird durch eine geeignete Wahl des Wirkungsbereiches der automatischen Frequenzregelung gegenüber dem Soll-Abstimmbereich erreicht, daß bei Abstimmung auf den Rand dieses einwandfreien Abstimmbereiches die wenigstens teilweise begrenzende Wirkung des ersten Begrenzers in einer Verzerrung des wiedergegebenen Tonsignals hörbar ist, wodurch der Benutzer eine Anzeige hat, daß eine bessere Abstimmung möglich ist.

Bei der in Anspruch 2 beschriebenen Weiterbildung der Erfindung wird einerseits eine quadratische Verstärkung des AM-Rauschens von FM-Signalen, wie dies beispielsweise bei herkömmlichen FM-Quadraturdemodulatoren auftritt, vermieden. Dadurch, daß der mittlere Rauschpegel außerhalb der Abstimmung bei diesem Empfänger dem mittleren Signalpegel bei einwandfreier Abstimmung entspricht, werden andererseits Rauschspitzen, die bei dem eingangs genannten bekannten Empfänger bei Schwankungen des Rauschpegels um den Signalpegel herum auftreten, vermieden.

Außerdem werden durch eine richtige Wahl der Begrenzungsamplitude des zweiten Begrenzers schwache Signale linear verstärkt, wodurch die Bandbreite der Schleife für schwache Rauschsignale kleiner ist als für die stärkeren, gewünschten Signale, wobei Begrenzung auftritt, so daß hochfrequente Rauschstörungen weniger hörbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen FM-Empfänger nach der Erfindung,

Fig. 1a einen AM-Empfänger nach Erfindung,

Fig. 2 bis 5 den idealisierten Verlauf der Ausgangsspannung des Frequenz-Spannungs-Wandlers, des ersten Verstärkerbegrenzers, des ersten Phasendetektors bzw. des mit dem ersten Phasendetektor gekoppelten ersten Begrenzers des erfindungsgemäßen Empfängers als Funktion einer genormten nicht modulierten Abstimmfrequenz bei einem bestimmten Pegel des Antennensignals,

Fig. 6 das Abstimmverhalten des Empfängers nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen FM-Empfänger 1 nach der Erfindung, der einerseits an eine Antennenanordnung 100 und andererseits an einen Lautsprecher 32 angeschlossen ist. Der FM-Empfänger 1 ist mit einer frequenzgetasteten Schleife 6 bis 18 mit einem Signaleingang 3 versehen, der über einen Eingangsverstärker 2 mit der Antennenanordnung 100 gekoppelt ist, sowie mit einer Regelschaltung 19 bis 27, die einerseits auf die nachstehend zu beschreibende Art und Weise mit der frequenzgetasteten Schleife 6 bis 18 gekoppelt ist und andererseits mit einem Regeleingang 28 einer Stummschaltung 29. Die Stummschaltung 29 ist mit ersten und zweiten Eingängen 33 und 34 versehen. Der erste Eingang 33 ist mit einem Signalausgang 5 der frequenzgetasteten Schleife 6 bis 18 gekoppelt. Der zweite Eingang 34 ist mit einer Rauschquelle 30 verbunden. Ein Ausgang der Stummschaltung 29 ist über einen Tonsignalverarbeitungsteil 31 mit dem Lautsprecher 32 gekoppelt. Im Ruhezustand ist der erste Eingang 33 mit dem Ausgang der Stummschaltung 29 verbunden, bei Erregung ist der zweite Eingang 34 mit dem Ausgang verbunden. Die frequenzgetastete Schleife 6 bis 18 enthält hintereinander eine mit dem Signaleingang 3 verbundene Mischstufe 6, ein Tiefpaßfilter 7, einen Frequenz-Spannungswandler 18, einen ersten Verstärkerbegrenzer 15, eine Addierschaltung 16 und einen mit der Mischstufe 6 gekoppelten spannungsgesteuerten Oszillator 17. Die Verbindung zwischen dem ersten Verstärkerbegrenzer 15 und der Addierschaltung 16 ist mit dem Signalausgang 5 der frequenzgetasteten Schleife 6 bis 18 verbunden. Die Addierschaltung 16 ist zugleich mit einem Abstimmspannungseingang 4 versehen und addiert die ihr zugeführte Abstimmspannung zu der Ausgangsspannung des ersten Verstärkerbegrenzers 15. Der Frequenz-Spannungswandler 18 enthält einen zweiten, mit dem Tiefpaßfilter 7 gekoppelten Verstärkerbegrenzer 8, dessen Ausgang einerseits mit einem ersten Eingang 12 eines zweiten Phasendetektors 39 und andererseits über eine Kaskadenschaltung aus einem zweiten Begrenzer 9 und einem ersten frequenzabhängigen 90°-Phasendreher 10 mit einem zweiten Eingang 13 des zweiten Phasendetektors 39 gekoppelt ist. Dieser zweite Phasendetektor 39 enthält eine Kaskadenschaltung aus einer mit den Eingängen 12 und 13 verbundene Mischstufe 11 und einem mit dem ersten Verstärkerbegrenzer 15 verbundenen Tiefpaßfilter 14.

Die Regelschaltung 19 bis 27 enthält ein frequenzabhängiges 180°-Allpaß-Phasendrehungsnetzwerk (bzw. Laufzeitfilter) 19, das über einen dritten Begrenzer 21 mit einem zweiten Eingang 24 eines ersten Phasendetektors 27 gekoppelt ist. Ein erster Eingang 23 des Phasendetektors 27 ist mit einem Ausgang des zweiten Begrenzers 9 des Frequenz-Spannungswandlers 18 gekoppelt. Ein Ausgang des ersten Phasendetektors 27 ist über einen ersten Begrenzer 26 mit dem Regeleingang 28 der Stummschaltung 29 verbunden.

Das frequenzabhängige 180°-Allpaß-Phasendrehungsnetzwerk 19 enthält einen zweiten frequenzabhängigen 90°-Phasendreher 20, der zwischen dem ersten frequenzabhängigen 90°-Phasendreher 10 des Frequenz- Spannungswandlers 18 und dem dritten Begrenzer 21 liegt. Die beiden kaskadengeschalteten frequenzabhängigen 90°-Phasendreher 10 und 20 funktionieren zusammen als frequenzabhängiges 180°-Allpaß-Phasendrehungsnetzwerk. Der erste Phasendetektor 27 enthält eine Kaskadenschaltung aus einer mit den beiden Eingängen 23 und 24 verbundenen Mischstufe 22 und einem mit dem ersten Begrenzer 26 verbundenen Tiefpaßfilter 25.

Der Eingangsverstärker 2 verstärkt das Antennensignal mit der Trägerfrequenz fz und bietet dieses der Mischstufe 6 an. In der Mischstufe 6 wird dieses Antennensignal mit dem Signal des spannungsgesteuerten Oszillators 17 mit der Frequenz fvco multipliziert, wonach mit Hilfe des Tiefpaßfilters 7 das gewünschte Mischprodukt mit der Frequenz fz-fvco selektiert wird. Unerwünschte Mischprodukte beispielsweise infolge von Nachbarsendern werden durch das Tiefpaßfilter 7 unterdrückt. In einer praktischen Ausbildung betrug die 3 dB-Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 7 100 kHz.

Der zweite Verstärkerbegrenzer 8 verstärkt schwache Eingangssignale (beispielsweise Rauschsignale oder an der Seitenflanke des Tiefpaßfilters 7 nicht völlig unterdrückte Signale) linear und funktioniert für starke Eingangssignale, die ungedämpft durch das Tiefpaßfilter hindurchgehen, als Begrenzer. Das Ausgangssignal des zweiten Verstärkerbegrenzers 8 wird einerseits dem ersten Eingang 12 der Mischstufe 11 zugeführt und andererseits dem zweiten Begrenzer 9, wo dieses Ausgangssignal in der Amplitude begrenzt wird. In dem nachfolgenden ersten frequenzabhängigen 90°-Phasendreher 10 findet eine frequenzabhängige Phasendrehung statt, wobei Signale mit der Frequenz fL eine frequenzabhängige Phasendrehung von 90° erfahren. Für die Frequenz fL, d. h. die charakteristische Frequenz des frequenzabhängigen 90°-Phasendrehers 10, wurde in einer praktischen Ausführung 60 kHz gewählt.

In der Mischstufe 11 werden die Ausgangssignale des frequenzabhängigen 90°-Phasendrehers 10 mit den Ausgangssignalen des zweiten Verstärkerbegrenzers 8 multipliziert. Die Mischprodukte, die dadurch erhalten werden, weisen eine Amplitude auf, die von dem Phasenunterschied zwischen den den beiden Eingängen 12 und 13 der Mischstufe 11 zugeführten Signalen abhängt und deren Amplitude proportional ist. Das Rauschverhalten des Frequenz-Spannungswandlers 18 ist dadurch günstiger als bei herkömmlichen FM-Quadraturdemodulatoren, bei denen die beiden zu multiplizierenden Signale begrenzt werden. Derartige herkömmliche FM-Quadraturdemodulatoren funktionieren auch für kleine Rauschsignale quadratisch und verstärken dadurch die im Durchlaßband des Tiefpaßfilters 7 liegenden Rauschanteile in störendem Maße.

Aus den an dem Ausgang der Mischstufe 11 erhaltenen Mischprodukten wird mit dem Tiefpaßfilter 14 das tonfrequente Mischprodukt selektiert. Die Tiefpaßkennlinie dieses Tiefpaßfilters 14 bestimmt die Neigung und den Scheitelpunkt der Schleifenverstärkungskennlinie und damit den Frequenzbereich, in dem eine Rückkopplung in der Schleife stattfinden kann. Die Bandbreite dieses Tiefpaßfilters 14, auch als Schleifenfilter bezeichnet, betrug in einer praktischen Ausführungsform 15 kHz.

Um die Wirkungsweise des Frequenz-Spannungswandlers 18 näher zu erläutern, wird auf Fig. 2 verwiesen, in der durch die Kurve 100 der idealisierte Verlauf der Ausgangsspannung VDEM dieses Frequenz- Spannungswandlers 18 als Funktion der als genormte Abstimmfrequenz benutzten Differenzfrequenz fz-fvco bei einem bestimmten Pegel eines nicht modulierten Antennensignals mit der Senderfrequenz fz dargestellt ist.

Die Kurve 100 liegt infolge der in der Mischstufe 6 durchgeführten Umwandlung auf ein niedriges Zwischenfrequenzband symmetrisch zum Punkt fz=fvco. Weiterhin wird bei Frequenzen fL und -fL der genormten Abstimmfrequenz fz-fvco eine Phasenverschiebung zwischen den Signalen an den beiden Eingängen 12 und 13 des zweiten Phasendetektors 39 um 90° erhalten. VDEM ist dabei gleich Null. Wenn vorausgesetzt wird, daß die Frequenz, bei der ein Signal mit dem Pegel des genannten Antennensignals in dem Tiefpaßfilter 7 fast völlig unterdrückt ist, fg ist, wird bei einer genormten Abstimmfrequenz fz-fvco, die größer ist als fg oder kleiner als -fg, VDEM auch in diesen Frequenzbereichen gleich Null.

Bei genormten Abstimmfrequenzen fz-fvco, bei denen eine teilweise Unterdrückung des Antennensignals auf der Flanke des Tiefpaßfilters 7 auftritt, kann das auf diese Weise gedämpfte Antennensignal kleiner sein als das von der Mischstufe 6 erzeugte, in dem Durchlaßband des Tiefpaßfilters 7 vorhandene Rauschsignal. Die Spannung VDEM ist bei derartigen kleinen Signalamplituden durch die lineare Verstärkung in dem Verstärkerbegrenzer 8 unabhängig von der Frequenz, bei der diese auftreten. Der mittlere Rauschpegel nach Demodulation in dem Frequenz-Spannungswandler 18 fällt dadurch mit dem mittleren Pegel der einwandfreien Abstimmung bei fL zusammen. Damit wird erreicht, daß schwache, ab und zu durch Rauschen überstimmte Antennensignale nicht zu impulsförmigen Störungen führen, weil Spannungssprünge zwischen dem Rauschpegel und dem Signalpegel nicht auftreten.

Das Ausgangssignal VDEM des Frequenz-Spannungswandlers 18 wird dem ersten Verstärkerbegrenzer 15 zugeführt, in dem eine lineare Verstärkung des Ausgangssignals VDEM auf einen bestimmten maximalen Signalpegel erfolgt. Dieser maximale Signalpegel wird in der Zeichnung, u. a. bei einer genormten Abstimmfrequenz fz-fvco von 0,5 fL und 1,5 fL erreicht. Die Signale oberhalb dieses maximalen Signalpegels werden begrenzt.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Begrenzers 15 sei auf Fig. 3 verwiesen. In dieser Fig. 3 ist durch Kurven 110 bis 116 der idealisierte Verlauf der Ausgangsspannung VVCO des Verstärkerbegrenzers 15 als Funktion der als genormte Abstimmfrequenz benutzten Differenzfrequenz fz-fvco, bei einem bestimmten Pegel eines nicht modulierten Antennensignals mit der Sendefrequenz fz, angegeben.

Der Verstärkerbegrenzer 15 ist in Begrenzung in den durch die Kurven 111 bis 113 angegebenen Bereichen der genormten Abstimmfrequenz fz-fvco. In diesen Bereichen, nachstehend als Haltebereiche bezeichnet, ist die Schleife zwar getastet, bleibt aber vVCO und damit die Oszillatorfrequenz fvco konstant. In den durch die Kurven 110 und 114 bis 116 bezeichneten Bereichen erfolgt eine lineare Verstärkung von VDEM. Eine positive Rückkopplung in der frequenzgetasteten Schleife 6 bis 18 erfolgt jedoch in den durch die Kurven 115 und 116 bezeichneten Bereichen. Die Oszillatorfrequenz wird in diesen Frequenzbereichen sprungweise variieren.

Eine negative Rückkopplung findet in den durch die Kurven 114 und 110 bezeichneten Bereichen statt. In diesen Bereichen findet eine stabile Abstimmung statt, d. h. eine Verriegelung der frequenzgetasteten Schleife. Auf der Kurve 114 findet eine unerwünschte Nebenabstimmung statt, die nach der Erfindung auf die nachstehend beschriebene Art und Weise unterdrückt wird. Die Kurve 115 zeigt den Bereich einwandfreier Abstimmung bzw. den Folgebereich des spannungsgesteuerten Oszillators 17 an.

Eine Regelspannung für die Stummschaltung wird mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Regelschaltung 19 bis 27 mit den frequenzabhängigen 180°-Allpaß-Phasendrehungsnetzwerk 19, dem dritten Begrenzer 21, dem Phasendetektor 27 und dem ersten Begrenzer 26 erhalten.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Regelschaltung 19-27 sei auf die Fig. 4 und 5 verwiesen, in denen die Ausgangsspannung VCOR des Phasendetektors 27 bzw. die Regelspannung VMUTE an dem Ausgang des Begrenzers 26 als Funktion der als genormte Abstimmfrequenz benutzten Differenzfrequenz fz-fvco bei einem bestimmten Pegel eines nicht modulierten Antennensignals mit der Sendefrequenz fz idealisiert dargestellt ist.

Der in Fig. 4 durch die Kurve 120 bezeichnete Verlauf von VCOR wird dadurch erhalten, daß die den Eingängen 23 und 24 der Mischstufe 22 zugeführten Signale beide begrenzt sind und untereinander einen in dem frequenzabhängigen 180°-Allpaß-Phasendrehungsnetzwerk 19 realisierten Phasenunterschied aufweisen. Die charakteristische Frequenz des zweiten frequenzabhängigen 90°-Phasendrehers 20 ist der des ersten frequenzabhängigen 90°-Phasendrehers 10(fL = 60 kHz) entsprechend gewählt worden, wodurch bei einer genormten Abstimmfrequenz fz-fvco von 0; 0,5 fL; fL; 1,5 fL; -0,5 fL; -fL und -1,5fL eine Phasendrehung von 0, 90°; 180°; 270°; -90°; -180° bzw. -270° erhalten wird. Die Bandbreite des Tiefpaßfilters 25 soll einerseits nicht zu groß gewählt werden, um zu vermeiden, daß die Stummschaltung bei Abstimmung in der Nähe von 0,5 fL und 1,5 fL ständig in einem tonfrequenten Rhythmus ein- und ausgeschaltet wird und soll andererseits nicht zu klein gewählt werden, um zu vermeiden, daß beim Abstimmen die Stummschaltung zu langsam ausgeschaltet wird, so daß Sender überschlagen werden. Ein praktischer Wert für diese Grenzfrequenz beträgt 1 Hz.

Der in Fig. 5 durch die Kurve 130 dargestellte idealisierte Verlauf von VMUTE wird durch eine unendliche Verstärkung von VCOR in dem ersten Begrenzer 26 erhalten. Die Ausgangsspannung VMUTE des Begrenzers 26, mit anderen Worten die Regelspannung für die Stummschaltung 29, variiert sprungartig zwischen zwei diskreten Werten. Umschaltungen finden bei Werten -1,5 fL; 0,5 fL; 0,5 fL und 1,5 fL der genormten Abstimmfrequenz fz-fvco statt.

Dadurch, daß die Abstimmschaltung 29 bei einem positiven Wert von VMUTE erregt wird und bei einem negativen Wert von VMUTE in den Ruhestand geschaltet wird, ist bei einer genormten Abstimmfrequenz fz-fvco kleiner als -1,5 fL oder größer als 1,5 fL, oder zwischen -0,5 fL und 0,5 fL der Signalausgang 5 der frequenzgetasteten Schleife von dem Signalverarbeitungsteil 31 entkoppelt und die Rauschquelle 30 mit diesem Signalverarbeitungsteil 31 gekoppelt. Mit dem Lautsprecher 32 hat der Benutzer dadurch außerhalb der Abstimmung eine akustische Anzeige dafür, daß der FM-Empfänger im Betrieb ist, während eine etwaige Nebenabstimmung auf den in Fig. 3 durch die Kurve 114 bezeichneten Bereich unterdrückt wird. Aus Rauschquelle kann das in einem Verstärker verstärkte thermische Rauschen eines Widerstandes benutzt werden.

Bei einer genormten Abstimmfrequenz fz-fvco zwischen -1,5 fL und -0,5 fL oder zwischen 0,5 fL und 1,5 fL ist der Signalausgang 5 der frequenzgetasteten Schleife mit dem Signalverarbeitungsteil 31 verbunden und findet Wiedergabe tonfrequenter Signale mit dem Lautsprecher 32 statt. Wie obenstehend erwähnt, ist in dem Frequenzbereich zwischen -0,5 fL und -1,5 fL die Schleife positiv rückgekoppelt, so daß dieser Bereich sprungweise passiert wird und nur in dem einwandfreien Abstimmbereich zwischen 0,5 fL und 1,5 fL eine stabile Abstimmung möglich ist bei einer im Ruhezustand befindlichen Stummschaltung 29.

Fig. 6 zeigt das Abstimmverhalten des FM-Empfängers nach der Erfindung. Zur Vereinfachung ist die Frequenz fvco des spannungsgesteuerten Oszillators 17 als Funktion eines nicht modulierten Antennensignals mit einer kontinuierlich variierenden Senderfrequenz fz und einer konstanten Amplitude dargestellt.

Durch die Linien p, q, r und s sind die Punkte angegeben, bei denen die genormte Abstimmfrequenz fz-fvco die Werte -1,5 fL, -0,5 fL, 0,5 fL bzw. 1,5 fL annimmt. Die Stummschaltung 29 befindet sich im Ruhezustand bei der genormten Abstimmfrequenz fz-fvco zwischen den Linien p und q und zwischen den Linien r und s, außerhalb derselben ist die Stummschaltung 29 erregt.

In dem Bereich, wo fz-fvco kleiner ist als -1,5 fL wird bei zunehmender fz zunächst die Strecke G durchlaufen. Die frequenzgetastete Schleife ist hier entriegelt und der spannungsgesteuerte Oszillator 17ist freilaufend. Danach wird, wenn fz-fvco = -1,5 fL ist, die Strecke E erreicht, wo eine Verriegelung der frequenzgetasteten Schleife stattfindet und die Frequenz fvco des spannungsgesteuerten Oszillators 17 mit der Senderfrequenz fz mitgezogen wird. Die Strecke E zeigt den Bereich der stabilen Nebenabstimmung, der in Fig. 3 durch die Kurve 114 dargestellt ist.

Bei einer weiteren Zunahme von fz wird die Strecke J durchlaufen. In diesem Bereich ist der Begrenzer 15 in Begrenzung und die Frequenz fvco bleibt trotz einer zunehmenden fz auf einem konstanten Wert stehen. Die Strecke J entspricht dem durch die Kurve 112 in Fig. 3 bezeichneten Haltebereich. Weil beim Durchlaufen der Strecke G, E und J die Stummschaltung erregt ist, findet eine Abstimmung durch diesen Frequenzbereich stumm statt, oder nur unter Wiedergabe des als akustische Anzeige für den Abstimmvorgang dienenden Rauschens der Rauschquelle 30.

Der Strecke J folgt bei einer zunehmenden fz die Strecke A, wo eine positive Rückkopplung in der frequenzgetasteten Schleife stattfindet. Die Frequenz fvco nimmt dadurch plötzlich ab, bis die frequenzgetastete Schleife verriegelt wird. Bei dieser plötzlichen Abnahme von fvco wird die Teilstrecke zwischen den Linien p und q durchlaufen. Dadurch, daß die Stummschaltung 29 mit einer gewissen Trägheit infolge der kleinen Bandbreite des Tiefpaßfilters 25 ausgeschaltet wird, bleibt die Stummschaltung auch während dieses Frequenzsprunges durch die genannte Teilstrecke zwischen p und q nach wie vor erregt, so daß der Frequenzsprung nicht hörbar wird.

Die Verriegelung der frequenzgetasteten Schleife findet in dem einwandfreien Abstimmbereich bzw. Folgebereich F statt. Dieser Bereich ist in Fig. 3 durch die Kurve 110 bezeichnet. Die Oszillatorfrequenz fvco folgt hier der Senderfrequenz fz über einen ziemlich großen Bereich. Auf diese Weise wird die Demodulationsfunktion mit einer automatischen Frequenzregelfunktion kombiniert.

Der Rand des Folgebereiches wird durch die Linie s gebildet, wo der Begrenzer 15 in Begrenzung gelangt und die Oszillatorfrequenz fvco bei zunehmender Senderfrequenz fz konstant bleibt. Die Stummschaltung 29 wird hier erregt. Die Strecke K wird dabei durchlaufen. Diese Strecke K entspricht dem Bereich, der in Fig. 3 durch die Kurve 113 bezeichnet ist.

Bei weiter zunehmender Senderfrequenz fz gelangt der Begrenzer 15 aus der Begrenzung, und es findet eine positive Rückkopplung in der frequenzgetasteten Schleife statt (siehe Kurve 116 aus Fig. 3). Die Oszillatorfrequenz fvco nimmt dadurch plötzlich ab, bis die Schleife völlig entriegelt ist und der Oszillator völlig freiläuft. Die Strecke D wird dabei durchlaufen.

Bei einer noch weiter zunehmenden Senderfrequenz fz bleibt die frequenzgetastete Schleife entriegelt und wird die Strecke H durchlaufen. Bei Abstimmung über die Strecken K, D und H ist die Stummschaltung erregt und ist nur das als akustische Abstimmanzeige benutzte Rauschen der Rauschquelle 30 hörbar. In einer praktischen Ausbildung stellte es sich heraus, daß der Folgebereich F etwa 350 kHz betrug.

Ausgehend von dem nun erreichten Frequenzbereich wird bei einer abnehmenden Senderfrequenz fz nach der Strecke H die Strecke M durchlaufen, wo die Entriegelung der frequenz-getasteten Schleife bestehen bleibt. Bei weiter abnehmender Senderfrequenz fz nimmt die genormte Abstimmfrequenz fz-fvco ab, bis der Wert fg erreicht wird und in der Schleife eine positive Rückkopplung auftritt (Kurve 116 in Fig. 3). In diesem Augenblick nimmt die Oszillatorfrequenz fosc plötzlich zu, bis die frequenzgetastete Schleife in Verriegelung gelangt. Dieser Frequenzsprung, dargestellt durch die Kurve B, ist wegen der erregten Stummschaltung 29 in diesem Frequenzbereich nicht hörbar.

Die Verriegelung der frequenzgetasteten Schleife findet in dem einwandfreien Abstimm- oder Folgebereich F statt, wo eine Demodulation und eine automatische Frequenzregelung stattfinden kann. Die Stummschaltung 29 befindet sich dabei im Ruhezustand. Der Rand des Folgebereiches F wird bei einer abnehmenden Senderfrequenz fz bei der Linie r erreicht. Die genormte Abstimmfrequenz fz-fvco beträgt hier 0,5 fL. Der Begrenzer 15 gelangt in Begrenzung, und die Strecke L entsprechend dem in Fig. 3 durch die Kurve 111 bezeichneten Bereich wird durchlaufen. Die Stummschaltung 29 ist nun erregt.

Bei einer weiteren Abnahme der Senderfrequenz fz tritt bei der Linie q eine positive Rückkopplung in der frequenzgetasteten Schleife auf, wodurch die Oszillatorfrequenz fosc plötzlich zunimmt, bis die Schleife entriegelt ist und der spannungsgesteuerte Oszillator 27 völlig freiläuft. Dabei wird die Strecke C durchlaufen. Ebenso wie bei der Strecke A passiert dieser Frequenzsprung über die Strecke C den Bereich zwischen den Linien p und q. Durch die geringe Bandbreite des Tiefpaßfilters 25 wird die Stummschaltung 29 mit einer gewissen Verzögerung ausgeschaltet, so daß diese auch beim Passieren des letztgenannten Bereiches zwischen p und q nach wie vor erregt ist. Der Frequenzsprung wird dadurch unterdrückt. Bei einer noch weiteren Abnahme der genormten Abstimmfrequenz fz-fvco bleibt die frequenzgetastete Schleife entriegelt und der spannungsgesteuerte Oszillator 17 ist völlig freilaufend.

Es sei bemerkt, daß es nun auch möglich ist, den Verstärkerbegrenzer 15 und/oder die Regelschaltung 19 bis 27 derart zu bemessen, daß eine Begrenzung von VVCO bereits auftritt, bevor die Stummschaltung 29 erregt wird. Durch die hörbare Tonverzerrung, mit der diese Begrenzung einhergeht, hat der Benutzer eine Anzeige bei Abstimmung auf einen Rand des einwandfreien Abstimmbereiches.

Fig. 1a zeigt einen AM-Empfänger 1&min; nach der Erfindung, in dem die Schaltungsanordnungen, die eine entsprechende Funktion wie die Schaltungsanordnungen des FM-Empfängers 1 aus Fig. 1 erfüllen, auf entsprechende Weise bezeichnet sind. Der AM-Empfänger 1&min; unterscheidet sich von dem FM-Empfänger 1 dadurch, daß die Demodulatorfunktion nicht in dem Frequenz-Spannungswandler 18 stattfindet, sondern in einem über einen AVR-Verstärker 8&min; mit dem Tiefpaßfilter 7 verbundenen Amplitudendetektor 51. Ein Ausgang des Amplitudendetektors 52 ist einerseits über ein AVR-Filter 50 mit einem Regeleingang des AVR-Verstärkers 8&min; und andererseits mit dem Eingang 33 der Stummschaltung 29 verbunden. Die Zeitkonstante des AVR-Filters 50 beträgt etwa 0,1 sec.

Der Frequenz-Spannungswandler 18 ist nur als Regelerzeugungsschaltung für eine automatische Frequenzregelung wirksam, was dadurch verwirklicht worden ist, daß das tonfrequente Tiefpaßfilter 14 des FM-Empfängers 1 durch ein automatisches Frequenzregelfilter 14&min; mit einer Zeitkonstante von etwa 1 sec ersetzt worden ist.

Der idealisierte Verlauf der Ausgangsspannung des Frequenz- Spannungswandlers 18, des ersten Verstärkerbegrenzers 15, des ersten Phasendetektors 27 des ersten Begrenzers 26 dieses AM-Empfängers 1&min; nach der Erfindung als Funktion der genormten nicht modulierten Abstimmfrequenz bei einem bestimmten Pegel des Antennensignals sowie das Abstimmverhalten für nicht modulierte Signale weicht selbstverständlich nicht von dem des FM-Empfängers 1 ab und ist in den Fig. 2 bis 6 dargestellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Rundfunkempfänger mit einer in einem bestimmten Frequenzbereich als Frequenzregelkreis wirksamen Schleife mit nacheinander einem spannungsgesteuerten Abstimmoszillator (17), einer mit einem Antenneneingang (100) gekoppelten Mischstufe (6), einem Filterelement (7) und einem Frequenz-Spannungs-Wandler (18), der gleich- und tonfrequent mit dem spannungsgesteuerten Abstimmoszillator (17) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Frequenz-Spannungs- Wandler (18) und den spannungsgesteuerten Abstimmoszillator (17) ein Begrenzerverstärker (15) geschaltet ist.
  2. 2. Rundfunkempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenz-Spannungs-Wandler (18) eine Multiplizierstufe (11) enthält, deren Ausgangssignal über ein Tiefpaßfilter dem spannungsgesteuerten Abstimmoszillator zugeführt wird, sowie einen weiteren Begrenzerverstärker (8), über den das Filterelement (7) einerseits mit einem ersten Eingang (12) der Multiplizierstufe (11) und andererseits mit einem weiteren Begrenzer (9) gekoppelt ist, über den ein frequenzabhängiger 90°-Phasendreher (10) mit einem zweiten Eingang der Multiplizierstufe gekoppelt ist.






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