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Die
Erfindung betrifft ein Rundfunkempfangssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend
einen Rundfunkempfänger,
mehrere zum Rundfunkempfang nutzbare Antennen und ein separat von
dem Rundfunkempfänger
ausgeführtes
Diversity-Modul, bei welchem die mehreren Antennen jeweils mit dem Diversity-Modul
verbunden sind und geeignet sind, über die jeweilige Verbindung
ein Hochfrequenzsignal an das Diversity-Modul zu liefern, bei welchem das
Diversity-Modul über
eine Koaxialleitung mit dem Rundfunkempfänger verbunden ist und geeignet
ist, über
die Koaxialleitung ein Hochfrequenzsignal an den Rundfunkempfänger weiterzuleiten,
bei welchem das Diversity-Modul eine Umschaltvorrichtung zum Umschalten
zwischen den von den Antennen gelieferten Hochfrequenzsignalen aufweist,
um ein einziges dieser Hochfrequenzsignale für die Weiterleitung über die
Koaxialleitung an den Rundfunkempfänger auszuwählen, und bei welchem das Diversity-Modul einen
Antennenverstärker
aufweist, durch welchen das ausgewählte Hochfrequenzsignal vor
der Weiterleitung über
die Koaxialleitung an den Rundfunkempfänger verstärkt wird.
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In
modernen Kraftfahrzeugen finden zum Rundfunkempfang häufig so
genannte Antennen-Diversity-Verfahren
Anwendung. Grund hierfür
ist, dass bei der Ausbreitung von Funkwellen Reflexionen der Funkwelle
beispielsweise an Gebäuden
auftreten können,
wodurch die direkte Funkwelle mit einer reflektierten Funkwelle
an bestimmten Stellen in Interferenz tritt. Bei Diversity-Verfahren
werden daher mehrere räumlich
gegeneinander versetzte Empfangsantennen genutzt. So wird die Wahrscheinlichkeit
erhöht,
dass sich mindestens eine der Antennen an einer Stelle befindet,
die nicht von der Interferenz betroffen ist. Entsprechend sind in
den Rundfunk-Systemen moderner Kraftfahrzeuge Vorrichtungen und
Verfahren vorgesehen, durch welche erkennbar ist, welche der Antennen
aktuell das am besten auswertbare Signal empfängt. Es wird dann das Signal
dieser Antenne weiterverarbeitet. Zur Auswahl und Weiterleitung
des Signals dieser Antenne ist in der Regel eine Umschaltvorrichtung
zum Umschalten zwischen den mehreren nutzbaren Antennen vorgesehen.
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Häufig wird
eine solche Umschaltvorrichtung zum Umschalten zwischen den mehreren
bei einem Diversity-Verfahren nutzbaren Antennen separat von einem
Rundfunkempfänger
ausgeführt.
Ein entsprechendes separat von dem Rundfunkempfänger ausgeführtes Gerät kann zudem weitere Komponenten (z.B.
einen Antennenverstärker)
des Rundfunkempfangssystems enthalten. Eine solches separat von dem
Rundfunkempfänger
ausgeführtes
Gerät,
welches zumindest eine Umschaltvorrichtung zum Umschalten der Antennen
umfasst, wird im Folgenden als Diversity-Modul bezeichnet. Das Rundfunkempfangssystems
umfasst dann zumindest den eigentlichen Rundfunkempfänger (z.B.
ein Radiogerät)
und das Diversity-Modul. Das Diversity-Modul kann insbesondere auch
räumlich
getrennt von dem Rundfunkempfänger
an anderer Stelle im Kraftfahrzeug angeordnet werden, im Falle von
in der Heckscheibe des Kraftfahrzeugs angeordneten Antennen beispielsweise
nahe der Heckscheibe im Heckbereich des Kraftfahrzeugs. An das Diversity-Modul
sind dann einerseits die mehreren nutzbaren Antennen angeschlossen.
Andererseits liefert das Diversity-Modul das Signal der aktuell
genutzten Antenne über
eine für
Hochfrequenz-Signale geeignete Leitung an den Rundfunkempfänger. Im
Folgenden wird ohne Beschränkung
der Allgemeinheit davon ausgegangen, dass diese für Hochfrequenz-Signale
geeignete Leitung als Koaxialleitung ausgeführt ist.
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Ein
Diversity-Modul kann zumindest eine Bewertungseinrichtung zur Bewertung
von Antennensignalen umfassen, um basierend auf dem Ergebnis dieser
Bewertung auf eine bestimmte Antenne umzuschalten.
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Ferner
weist ein Diversity-Modul typischerweise einen Antennenverstärker zur
Verstärkung
des Signals der aktuell mittels der Umschaltvorrichtung ausgewählten Antenne
auf. Zur Versorgung des Antennenverstärkers ist in der Regel zusätzlich zu
der Koaxialleitung eine separate Leitung zwischen Rundfunkempfänger und
Diversity-Modul vorgesehen. Das Vorsehen einer solchen separaten
Leitung ist jedoch angesichts der hohen Stückzahlen derart ausgerüsteter Kraftfahrzeuge
mit erheblichen Kosten verbunden. Dies gilt in besonderem Maße, da die
Leitung selbst im Kraftfahrzeug je nach Ausführungsform eine Länge von
mehreren Metern besitzen kann und da zudem am Diversity-Modul und
am Rundfunkempfänger
geeignete Anschlüsse
sowie an der separaten Leitung entsprechende Anschlusskontakte vorgesehen
werden müssen.
Zudem fällt
bedingt durch die Notwendigkeit der separaten Leitung ein erhöhter Entwicklungs-
und Montageaufwand an.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein kostengünstiger realisierbares Rundfunkempfangssystem für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Rundfunkempfangssystem mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist der
bei dem Diversity-Modul vorgesehene Antennenverstärker durch eine
vom Rundfunkempfänger
an den Innenleiter der Koaxialleitung angelegte Gleichspannung versorgbar.
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Durch
die Erfindung kann die separate Leitung zur Versorgung des Antennenverstärkers entfallen.
Dadurch fallen deutlich geringere Kosten im Hinblick auf Material,
Entwicklung, Teilefertigung, Logistik und Montage an.
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Das
Rundfunkempfangssystem kann selbstverständlich auch so ausgeführt werden,
dass zusätzlich
zum Antennenverstärker
noch weitere Komponenten des Diversity-Moduls, die eine Versorgungsspannung
benötigen,
durch die vom Rundfunkempfänger
an den Innenleiter der Koaxialleitung angelegte Gleichspannung versorgbar
sind. Es können sogar
sämtliche
Komponenten des Diversity-Moduls, die eine Versorgungsspannung benötigen, über diese
Spannung versorgbar sein. Auf diese Weise kann erreicht werden,
dass die Koaxialleitung die einzige Leitungsverbindung zwischen
Rundfunkempfänger und
Diversity-Modul darstellt. Die Kosten und der Aufwand für ein gattungsgemäßes Rundfunkempfangssystem
werden durch die Erfindung somit erheblich gesenkt.
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Wenn
die Versorgung sämtlicher
Komponenten des Diversity-Moduls über den Innenleiter der Koaxialleitung
realisiert wird und keine separate Leitung mehr als Versorgungsleitung
benötigt
wird, können auch
alle beim Stand der Technik noch vorgesehenen Verbindungselemente
(z.B. Kontaktstecker) einer solchen separaten Leitung und der mit
dieser Leitung oder den Verbindungselementen in Zusammenhang stehende
Material- und Arbeitsaufwand entfallen.
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Der
erfindungsgemäße Ansatz,
den Antennenverstärker über den
Innenleiter des Koaxialkabels zu versorgen, erscheint bei näherer Analyse
der Funktionsweise bekannter Rundfunkempfangssysteme der eingangs
genannten Gattung aus den nachfolgend angeführten Gründen zunächst als nicht umsetzbar. Gemäß dem Stand
der Technik wird an den Innenleiter der Koaxialleitung bereits für verschiedene Übermittlungs-
und/oder Prüfzwecke
jeweils eine Gleichspannung angelegt, die dem vom Antennenverstärker über die
Koaxialleitung an den Rundfunkempfänger übertragenen Hochfrequenz-Signal überlagert
wird. Beispielsweise wird bei vielen bekannten Systemen nach jedem
Einschalten des Rundfunkempfängers über eine
an dem Innenleiter angelegte Gleichspannung der Verbau der richtigen
Antenne bzw. der richtigen Antennen geprüft. Auch im Fahrzeug-Herstellungsprozess
werden häufig über eine am
Innenleiter angelegte Spannung die Antennen überprüft. Diese Überprüfung erfolgt fallweise auch automatisiert.
Dabei werden beispielsweise über
unterschiedliche Gleichspannungen, die nacheinander an den Innenleiter
angelegt werden, die einzelnen Antennen durchgeschaltet und/oder
es wird die korrekte Steckverbindung der Antennen am Diversity-Modul
geprüft.
In der Regel gibt bei solchen Überprüfungen der
durch das Anlegen der Gleichspannung messbare Widerstand Aufschluss über den
jeweils interessierenden Zustand. Zudem wird der Innenleiter bei
bekannten gattungsgemäßen Rundfunkempfangssystemen
häufig
genutzt, um durch das Anlegen einer Gleichspannung (z.B. 2,5V) einen Betriebsmodus
(insbesondere den Tuner-Modus) des
Rundfunkempfängers
zu übermitteln.
Alternativ oder zusätzlich
wird häufig
ein Diagnosemodus eingeleitet und/oder eine Antennenumschaltung
vorgenommen, indem durch den Rundfunkempfänger eine Gleichspannung an
den Innenleiter angelegt wird.
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Typische
gemäß dem Stand
der Technik verwendete Spannungswerte für die zu solchen Zwecken an
den Innenleiter angelegten Gleichspannungen sind dabei:
2,5
V für eine Übermittlung
des Tuner-Modus „FM" vom Rundfunkempfänger an
das Diversity-Modul sowie für
eine Überprüfung des
Verbaus der richtigen Antenne bzw. deren fehlerfreien Anschluss
nach jedem Einschalten bzw. Aufstarten des Radioempfängers
0,0
V für eine Übermittlung
des Tuner-Modus AM
8,0 V für
eine Übermittlung
der Anweisung „Antennendiagnose
einleiten"
5,0
V für eine Übermittlung
der Anweisung „Antennen weiterschalten"
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Die
separate Leitung zur Spannungsversorgung des Antennenverstärkers wird
bei bekannten Systemen in erster Linie deshalb vorgesehen, weil der
Innenleiter der Koaxialleitung bereits für die oben genannten Zwecke
genutzt wird, somit bereits „belegt" ist und nicht als
Versorgungsleitung des Antennenverstärkers verfügbar ist. Als Ergebnis der
obigen Analyse der Funktionsweise bekannter Rundfunkempfangssysteme
der eingangs genannten Gattung scheint die zusätzlich zur Koaxialleitung vorgesehene
separate Leitung demnach zwingend erforderlich zu sein.
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Zudem
wird die gemäß dem Stand
der Technik vorgesehene separate Leitung bei bekannten Systemen
häufig
zur Übermittlung
weiterer Informationen genutzt. So ist es etwa bekannt, einen Defekt im
Diversity-Modul an den Rundfunkempfänger zu übermitteln, indem das Diversity-Modul den Spannungspegel
auf der separaten Leitung kurzzeitig (z.B. für ca. 10 ms) auf 0,0 V (Masse)
legt. Auch für solche
Funktionen scheint die Bereitstellung der separaten Leitung unentbehrlich
zu sein.
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Die
Erfindung wendet sich nun überraschend von
dem bisher ansonsten bewährten
Konzept ab, den Innenleiter abhängig
vom jeweiligen Zweck mit unterschiedlichen Gleichspannungen – teilweise
verhältnismäßig geringen
Betrags – zu
belegen.
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Als
Folge des Paradigmenwechsels, welcher der Erfindung zugrunde liegt,
muss der Innenleiter der Koaxialleitung in veränderter Art und Weise genutzt
werden, um die aus dem Stand der Technik bekannten Funktionen, die
bisher durch das Anlegen einer Gleichspannung an den Innenleiter
realisiert wurden, auch weiterhin zur Verfügung zu stellen.
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Durch
die nachfolgend genannten Maßnahmen
kann erreicht werden, dass auch ohne eine solche separate Leitung
die wesentlichen oder sogar alle Funktionen verfügbar sind, für welche
bei Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik die
Koaxialleitung und eine zusätzliche
separate Leitung genutzt werden. Die genannten Funktionen werden
hierzu gemäß der nachfolgend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung jedoch in bereits an sich erfinderischer
Art und Weise verändert
implementiert.
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Vorzugsweise
ist der Betrag der vom Rundfunkempfänger an den Innenleiter der
Koaxialleitung angelegten Gleichspannung durch den Rundfunkempfänger variierbar.
Dadurch können
bestimmte Spannungswerte und/oder Spannungsmuster erzeugt werden,
denen einzelne Funktionen oder Nachrichten zuordenbar sind.
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Um
eine ausreichende Versorgung des Antennenverstärkers zu gewährleisten,
wird an den Innenleiter der Koaxialleitung vorzugsweise – gegebenenfalls
abgesehen von wenigen Situationen, in welchen der Antennenverstärker nicht
notwendigerweise ordnungsgemäß funktionieren
muss – eine Gleichspannung
auf situationsabhängig
variierbarem Potenzialniveau angelegt, wobei das Potenzialniveau
des Innenleiters stets zumindest auf dem für eine Versorgung des Antennenverstärkers erforderlichen
Potenzialniveau liegt. Vorzugsweise wird die Gleichspannung derart
an den Innenleiter angelegt, dass das Potenzialniveau des Innenleiters
stets bei mindestens 8,0 V liegt.
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Es
sei angemerkt, dass es trotz des erfindungsgemäß im Zeitverlauf veränderten
Spannungswerts der an den Innenleiter angelegten Spannung zu Gunsten
einer prägnanten
Ausdrucksweise dennoch als angemessen erscheint, von einer an den
Innenleiter angelegten Gleichspannung zu sprechen. Im Rahmen der
vorliegenden Beschreibung wird daher jede an den Innenleiter angelegte
Spannung mit zumindest kurzzeitig (z.B. für 50 ms) im Wesentlichen unverändertem
Spannungswert als Gleichspannung bezeichnet. Ausdrücklich nicht
als Gleichspannungssignal im obigen Sinne ist ein vom Diversity-Modul
an den Rundfunkempfänger übertragenes Hochfrequenzsignal
oder ein vom Rundfunkempfänger
an das Diversity-Modul übertragenes
Zwischenfrequenzsignal anzusehen.
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Besonders
vorteilhaft ist die Verwendung von kurzzeitigen Veränderungen
des Potenzialniveaus auf dem Innenleiter. So können nahezu beliebige Signalmuster
erzeugt werden. In einem sehr einfachen Fall besteht ein solches
Signalmuster aus einer kurzzeitigen Anhebung des Spannungswerts
von einem ersten auf einen zweiten Wert und einer anschließenden Rückkehr zum
ersten Wert. Im Folgenden wird eine solche kurzzeitige Veränderungen
des Potenzialniveaus als Spannungsimpuls bezeichnet.
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Solche
Spannungsimpulse, aber auch andere Spannungsmuster, sind senderseitig
einfach erzeugbar und empfängerseitig
einfach auswertbar und erlauben dennoch die zuverlässige Übermittlung einfacher
Informationen. Im einfachsten Fall können zwei unterscheidbare Spannungspegel,
die aus dem oben genannten Grund vorzugsweise beide oberhalb des
für die
Versorgung des Antennenverstärkers
erforderlichen Spannungspegel liegen, ausreichen, um – codiert
durch beispielsweise Impulslängen und/oder
Impulsabfolgen – eine
Vielzahl unterschiedlicher Informationen zu übermitteln.
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Vorzugsweise
weist das Diversity-Modul zumindest eine Erkennungseinrichtung zum
Erkennen bestimmter Spannungswerte und/oder Spannungsmuster der
durch den Rundfunkempfänger
an den Innenleiter der Koaxialleitung angelegten Gleichspannung
auf. Es können
somit Informationen und/oder Anweisungen vom Rundfunkempfänger an
das Diversity-Modul übermittelt
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist ein Tuner-Modus vom Rundfunkempfänger an das Diversity-Modul übermittelbar,
indem ein dem Tuner-Modus zugeordneter Spannungswert und/oder ein
dem Tuner-Modus zugeordnetes Spannungsmuster durch den Rundfunkempfänger an
den Innenleiter angelegt wird und durch die zumindest eine Erkennungseinrichtung
erkannt wird, wobei der dem Tuner-Modus zugeordnete Spannungswert
und/oder das dem Tuner-Modus zugeordnete Spannungsmuster derart
gewählt
ist, dass ein für
die Versorgung des Antennenverstärkers
erforderlicher Spannungswert nicht in Folge der Übermittlung unterschritten
wird.
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Auf
diese Weise ist ein Tuner-Modus übermittelbar,
ohne die Versorgung des Antennenverstärkers zu beeinträchtigen.
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Gemäß einer
anderen alternativ oder zusätzlich
implementierbaren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
ein Diagnose-Modus des Diversity-Moduls durch den Rundfunkempfänger einleitbar,
indem ein dem Diagnose-Modus zugeordneter Spannungswert und/oder
ein dem Diagnose-Modus zugeordnetes Spannungsmuster durch den Rundfunkempfänger an
den Innenleiter angelegt wird und durch die zumindest eine Erkennungseinrichtung erkannt
wird.
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Somit
ist auch ein Diagnose-Modus ohne Nutzung einer separaten Leitung
einleitbar.
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Die
beiden genannten Erkennungsvorgänge können durch
dieselbe Erkennungseinrichtung bewerkstelligt werden. Dies erlaubt
gegebenenfalls eine besonders kompakte Realisierung Vorzugsweise
sind die beiden Erkennungseinrichtungen aber getrennt ausgeführt, wodurch
eine sehr einfache Realisierung ermöglicht wird.
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In
einem solchen Fall erfolgt die Erkennung des übermittelten Tuner-Modus durch
eine erste Erkennungseinrichtung und die Erkennung der Anweisung
zur Einleitung des Diagnose-Modus durch eine zweite, von der ersten
Erkennungseinrichtung unterschiedliche, Erkennungseinrichtung.
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Es
können
auch die beiden Erkennungseinrichtungen jeweils Bestandteile einer
einzigen elektrischen Schaltung sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist alternativ oder zusätzlich ein durch die Umschaltvorrichtung
auszuführendes
Umschalten durch den Rundfunkempfänger auslösbar, indem der Rundfunkempfänger einen
dem Umschalten zugeordneten Spannungswert und/oder ein dem Umschalten
zugeordnetes Spannungsmuster an den Innenleiter anlegt und die zumindest
eine Erkennungseinrichtung im Diversity-Modul dies erkennt.
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Es
kann auf diese Weise also auch das Umschalten der Antennen des Antennen-Diversity-Systems durch den
Rundfunkempfänger
ausgelöst
werden. Diese Möglichkeit
kann auch in einem zuvor ausgelösten
Diagnose-Modus des Diversity-Moduls bestehen. Gegebenenfalls kann
diese Möglichkeit auch
ausschließlich
im Diagnose-Modus des Diversity-Moduls bestehen.
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Die
Erkennungseinrichtung zum Erkennen des dem Umschalten zugeordneten
Spannungswerts und/oder Spannungsmusters kann dabei gegebenenfalls
auch als Erkennungseinrichtung zum Erkennen des dem oben genannten
Tuner-Modus und/oder Diagnose-Modus zugeordneten Spannungswerts
und/oder Spannungsmusters dienen.
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Ein
Defekt im Diversity-Modul kann bei der Erfindung an den Rundfunkempfänger übermittelt werden,
indem das Diversity-Modul den Spannungspegel auf dem Innenleiter
kurzzeitig (z.B. für
ca. 10 ms) auf 0,0 V (Masse) legt. Somit kann auch diese Funktion
trotz des Entfalls der separaten Leitung zur Verfügung gestellt
werden.
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Vorzugsweise
wird zur Implementierung der vorliegenden Erfindung beim Diversity-Modul
eine Eingangsschaltung vorgesehen, durch welche zumindest die drei
folgenden wesentlichen Aufgaben erfüllt werden. Es wird erstens
zumindest ein hochfrequenter Anteil der an dem Innenleiter anliegenden Spannung
separiert, um einer weiteren Verarbeitung, etwa durch eine Bewertungseinheit
zugänglich
gemacht zu werden. Es wird zweitens der Gleichspannungsanteil der
an dem Innenleiter anliegenden Spannung als Versorgungsspannung
an den Antennenverstärker
weitergeleitet. Zudem wird drittens der Gleichspannungspegel hinsichtlich
seines Informationsgehalts ausgewertet. Vorzugsweise werden durch
die Eingangsschaltung außerdem
eventuelle Spannungsimpulse auf dem Innenleiter detektiert und/oder
klassifiziert. Die Eingangsschaltung dient also als Erkennungseinrichtung
im Sinne der obigen Beschreibungsteile bzw. umfasst eine solche
Erkennungseinrichtung.
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Bei
bekannten Rundfunkempfangssystemen wird die bereits genannte separate
Leitung oder eine mit dieser verbundene Leitung häufig verwendet,
um einen HiFi-Verstärker
ein- und auszuschalten.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein eventuell bei
dem Rundfunkempfangssystem vorgesehener HiFi-Verstärkers ein-
und ausgeschaltet über
ein Signal, welches an einen Weckeingang des HiFi-Verstärkers angelegt
wird und welches gewonnen wird durch eine Eingangsschaltung des
HiFi-Verstärkers,
die mit zwei Niederfrequenz-Ausgängen
einer Endstufe des Rundfunkempfängers
verbunden ist.
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Es
ist somit auch zum Ein- und Ausschalten des HiFi-Verstärkers keine
vom Rundfunkempfänger wegführende separate
Leitung erforderlich.
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Im
Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigen
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1 eine
Eingangsschaltung für
ein Diversity-Modul zur Verwendung bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung und
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2 eine
Ansteuerschaltung für
einen HiFi-Verstärker
zur Verwendung bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
für die Erfindung
sind ein Rundfunkempfänger
(z.B. ein Radiogerät
mit integriertem CD-Player) und ein Antennen-Diversity-Modul mit
integriertem Antennenverstärker
lediglich über
eine Koaxialleitung miteinander verbunden.
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Eine
Unterscheidung der Tuner-Modi „FM" und „AM" erfolgt über Spannungspegel
der Werte 8,0 V (AM) und größer als
(kurz: „>") 9,0 V (FM), die durch den Rundfunkempfänger an
den Innenleiter der Koaxialleitung angelegt werden. Eine belastbare und
somit als Versorgungsspannung verwendbare Spannung von 8,0 V ist
bei dem verwendeten Rundfunkempfänger
ohnehin vorhanden, da diese im Zusammenhang mit Frequenzabstimmdioden
bzw. für den
Betrieb eines integrierten CD-Laufwerks erforderlich ist. Für den Spannungspegel >9,0 V ist beispielsweise
unmittelbar die Versorgungsspannung des Rundfunkempfängers verwendbar,
die üblicherweise
im Bereich zwischen 9,0 und 16,0 V liegt.
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Ein
Test des korrekten Anschlusses des Diversity-Moduls bzw. der Antennen
erfolgt wie beim Stand der Technik über das kurzzeitige Anlegen
einer Spannung von 2,5 V nach dem Einschalten des Rundfunkempfängers. Um
bei korrektem Anschluss den erwarteten Widerstandswert zu gewährleisten, ist
der zwischen den Eingängen
E1 und E2 liegende Widerstand R0 so zu dimensionieren, dass der
Innenwiderstand des gesamten Diversity-Moduls (incl. R0) einen geeigneten Wert
(z.B. 6,8K) aufweist.
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Das
Diversity-Modul ist mit einer Eingangsschaltung gemäß 1 ausgestattet.
Diese Eingangsschaltung dient dazu, die hochfrequenten Anteile der
an dem Innenleiter anliegenden Spannung zu separieren und diese
einer Bewertungseinheit zur Verfügung
zu stellen. Zudem wird durch die Eingangsschaltung der Gleichspannungsanteil
der an dem Innenleiter anliegenden Spannung als Versorgungsspannung
an den Antennenverstärker
weitergeleitet. Außerdem
wird durch die Eingangsschaltung der Gleichspannungspegel auf dem
Innenleiter hinsichtlich seines Informationsgehalts ausgewertet. Schließlich können durch
die Eingangsschaltung Spannungsimpulse auf dem Innenleiter detektiert und
klassifiziert werden.
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Die
Eingangsschaltung besitzt die Eingänge E1 und E2. Am Eingang E1
wird der Innenleiter der vom Rundfunkempfänger ankommenden Koaxialleitung
angeschlossen, am Eingang E2 der Außenleiter dieser Koaxialleitung.
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Die
Eingangsschaltung besitzt die Ausgänge A1, A2, A3 und A4. Deren
Anbindung ergibt sich aus den nachfolgenden Ausführungen.
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Der
Eingang E2 und der Ausgang A4 sind als jeweiliger Bezugspunkt („Masse") durchverbunden.
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Bei
der Eingangsschaltung gemäß 1 wird,
wie aus dem Stand der Technik bekannt, der hochfrequente Anteil
der am Innenleiter (Eingang E1) anliegenden Spannung von der Versorgungsspannung,
welche über
die Induktivität
L1 am Ausgang A2 („zur
weiteren Antennendiversityschaltung") zur Verfügung gestellt wird, abgetrennt
und über
die Kapazität
C3 an eine Bewertungseinheit weitergeleitet (Ausgang A1, „zum HF-Teil").
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Eine
Antennendiagnose kann über
das – vom
Rundfunkempfänger
vorgenommene – vorübergehende
Anlegen einer Gleichspannung des Spannungswerts 5,0 V an den Innenleiter
und durch die darauf folgende Reaktion der Eingangsschaltung des Diversity-Moduls
eingeleitet werden. Im Fall einer anstehenden Antennendiagnose ist
durch den Rundfunkempfänger
an den Innenleiter für
ca. 1 Sekunde eine Gleichspannung von 5,0 V anzulegen. Die über L1 am
Ausgang A2 zur Verfügung
gestellte Spannung ist dann zwar kurzzeitig zu gering, um den Antennenverstärker ausreichend
zu versorgen. Jedoch muss dieser während der Diagnose nicht zwingend ordnungsgemäß funktionieren.
Die Kapazität
C1 dient lediglich der Filterung der am Innenleiter anliegenden
Spannung für
die nachfolgende Auswertung.
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Über den
Spannungsteiler R1/R2 (beide z.B. dimensioniert mit 10K) liegt beim
Anliegen von 5,0 V an E1 eine geringere Spannung am Plus-Eingang des
Komparators K an als über
die Schaltungskombination R3/(ZD/C2/R4) (z.B. dimensioniert als
R3 = 1K; R4 = 20K; C2 = 10nF; ZD = Zenerdiode mit Durchbruchspannung
3,5 V). Dadurch schaltet der Komparator K seinen Ausgang, der gleichzeitig
der Ausgang A3 der Eingangsschaltung ist, auf „Low" und zieht zusätzlich seinen Minus-Eingang über die Diode
D1 auf 0,7 V. Die Kapazität
C2 dient beim Einschalten des Radios zum Klemmen des Minus-Eingangs
des Komparators K auf Spannungen, die kleiner sind als die jeweils
am Plus-Eingang anliegende Spannung.
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Der
Widerstand R4 dient zum Entladen des Kondensators C2.
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Durch
den jeweils am Ausgang A3 des Komparators K anliegenden Signalpegel
kann den übrigen
Bestandteilen des Diversity-Moduls ein binäres Schaltsignal bereitgestellt
werden. Der Signalpegel „high" am Ausgang A3 steht
dabei für
den Normalbetrieb der übrigen
Bestandteile des Diversity-Moduls, der Signalpegel „low" steht für einen
Diagnosebetrieb. Zudem kann im Diagnosebetrieb durch am Ausgang
A3 erzeugte Spannungsimpulse ein Umschalten der Antennen durch die übrigen Bestandteile
des Diversity-Moduls erzwungen werden.
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Nach
einer Sekunde des Anliegens von 5,0 V am Innenleiter (wodurch der
Diagnose-Modus eingeleitet wurde, s.o.) wird durch den Rundfunkempfänger wieder
die volle „FM"-Versorgungsspannung von >9,0 V an den Innenleiter
angelegt. Der Komparator-Ausgang A3 steht dabei zunächst weiterhin
auf „low". Dadurch ist zunächst die
Hauptantenne eingestellt. Ein Umschalten der Antennen wird erzwungen durch
einen Wechsel der an den Innenleiter und somit an der Eingang E1
angelegten Spannung von >9,0
V auf 8,0 V und zurück
(Spannungsimpuls der Dauer 100 ms). Ein Fehler des Diversity-Moduls
kann im Diagnosebetrieb über
eine erhöhte
Stromaufnahme des Diversity-Moduls signalisiert werden. Über einen
Schalttransistor werden dann kurzfristig mehr als 300mA Strom gezogen,
woraufhin der Rundfunkempfänger
die Versorgungsspannung auf dem Innenleiter abschaltet und einen
Fehlereintrag veranlasst („Diversity-Modul
defekt"). Beendet
wird der Diagnosebetrieb über
das kurzfristige (ca. 200 ms) Abschalten der Versorgungsspannung
auf dem Innenleiter. Der Komparator K wird durch diese Abschaltung
wieder in die Normalstellung zurückgesetzt
und am Ausgang A3 liegt wieder der Pegel „high" an.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird den der Eingangsschaltung nachgelagerten Bestandteilen des
Diversity-Moduls stets (außer
kurzzeitig beim Einleiten des Diagnosebetriebs) eine Versorgungsspannung
von zumindest 8,0 V zur Verfügung
gestellt. Dementsprechend wird das Diversity-Modul vorzugsweise
für einen
Eingangsspannungsbereich von 7,5 V bis 16,0 V ausgelegt. Im Gegensatz
zu marktüblichen
Elektronikkomponenten, die typischerweise für einen Eingangsspannungsbereich
von 9,0 bis 16,0 V ausgelegt werden, wird der Eingangsspannungsbereich
zur Ermöglichung
der oben beschriebenen Funktionen also nach unten erweitert. Die
zur Umsetzung dieser den Eingangsspannungsbereich betreffenden Vorgabe
erforderlichen Auslegungsmaßnehmen
sind dem Fachmann geläufig
und werden daher nicht im Detail beschrieben. Die Eingangsschaltung
ist in der beschriebenen Dimensionierung bis 4,5 V funktionsfähig.
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Bei
dem Rundfunkempfangssystem ist zudem ein HiFi-Verstärker H vorgesehen.
Dieser kann ein- und ausgeschaltet werden über ein Wecksignal, welches
an einen Weckeingang des HiFi-Verstärkers angelegt
wird. Das Wecksignal wird gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung gewonnen
durch eine Eingangsschaltung des HiFi-Verstärkers, die mit zwei Niederfrequenz-Ausgängen einer
Endstufe des Rundfunkempfängers
verbunden ist.
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Die
Eingangsschaltung des HiFi-Verstärkers ist
in 2 abgebildet. Sie kann – wie in 2 dargestellt – Bestandteil
des HiFi-Verstärkers
H sein.
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Die
Eingänge
E11 (+) und E12 (–)
sind im vorliegenden Fall mit den Niederfrequenz-Ausgängen der
Endstufe des Rundfunkempfängers
verbunden. Der Weckeingang des HiFi-Verstärkers ist verbunden mit dem
Ausgang A11 der in 2 abgebildeten Schaltung.
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Nach
dem Abschalten des Rundfunkempfängers
wird dessen Endstufe „gemutet" (stumm geschaltet)
und die Niederfrequenz-Ausgänge
der Endstufe werden hochohmig. Über
R6 und R7 (= HiFi-interne Abschlusswiderstände von 600 Ohm) werden beide
Niederfrequenz-Ausgänge einer
Endstufeneinheit, die mit E11 und E12 verbunden sind, auf Masse gezogen.
Das Massesignal liegt über
die Widerstände
R4 und R5 dann auch am Ausgang A11 und somit am Weckpin des HiFi-Verstärkers an.
Dadurch wird dessen Abschaltung eingeleitet.
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Wird
der Rundfunkempfänger
wieder eingeschaltet und die Endstufe ist aktiv, liegen an der Endstufe
an den mit E11 und E12 verbundenen Niederfrequenz-Ausgängen immer
entgegengesetzte Polaritäten
an, die symmetrisch zur halben Betriebsspannung liegen (bei Anliegen
einer Betriebsspannung 12,0 V also z.B.: U_Endstufe_+ = 7 V, U_Endstufe_– = 5 V;
U_Weckpin = 6 V). Damit beträgt
bei Beschaltung gemäß 2 die
Spannung am Mikroprozessor-Weckpin (Ausgang A11) des HiFi-Verstärkers im eingeschalteten
Zustand des Rundfunkempfängers immer
zumindest die halbe Betriebsspannung (und somit zumindest 4,5 V,
selbst wenn die Betriebsspannung nur 9,0 V beträgt). Der HiFi-Verstärker wird
somit im eingeschalteten Zustand des Rundfunkempfängers automatisch
ebenfalls eingeschaltet.
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Es
kann zwischen dem Ausgang A11 (und somit dem Weckpin des HiFi-Verstärkers) und
Masse gegebenenfalls auch eine (in 2 nicht
eigens grafisch dargestellte) Kapazität C_Weckpin vorgesehen werden.
Durch eine solche Kapazität
können
eventuell von der Endstufe durchkommende Wechselspannungsstörungen gesiebt
werden und die Kapazität kann
für ein
weicheres Ein- und Ausschalten des HiFi-Verstärkers sorgen.