DE1263113B - Empfaenger fuer frequenzmodulierte Signale - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03d

Deutsche Kl.: 21 a4- 24/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

St24827IXd/21a4
31. Dezember 1965
14. März 1968

Bei den bekannten Überlagerungsempfängern wird eine so große Zwischenfrequenz gewählt, daß eine ausreichende Spiegelwellenunterdrückung durch Anwendung von Schwingkreisen vor dem Mischer möglich ist. Mit Rücksicht auf die Nachbarkanalselektion wird dabei eine relativ zur Zwischenfrequenz schmalbandige Verstärkung im Zwischenfrequenzverstärker angewendet. Bei einer derartigen schmalbandigen Verstärkung von z. B. einer Bandbreite von 200 kHz bei einer Zwischenfrequenz von 10,7 kHz ist die Anwendung von Schwingkreisbandfiltern erforderlich. Derartige Schwingkreisbandfilter benötigen einen exakten Abgleich.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, einen Empfänger für frequenzmodulierte Signale zu realisieren, bei dem mindestens nach dem Mischer keine Schwingkreise verwendet werden.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Während bei den bekannten Überlagerungsempf angern — wie bereits erwähnt — die Zwischenfrequenz so groß gewählt werden mußte, daß die Spiegelwellenselektion mittels Schwingkreisen vor dem Mischer durchgeführt werden kann, ist dies bei dem erfindungsgemäßen Empfänger nicht nötig, weil bei ihm die Spiegelwellenunterdrückung vorwiegend durch die Begrenzung im Zwischenfrequenzverstärker erfolgt. Dadurch ist es möglich, die Zwischenfrequenz so niedrig zu wählen, daß die Nachbarkanalselektion allein durch ÄC-Filter im ZF-Verstärker erfolgen kann.

Eine noch bessere Nachbarkanalselektion erreicht man dadurch, daß die Mittenfrequenz des modulierten ZF-Signals kleiner als der doppelte Wert des maximalen Frequenzhubes des zu empfangenden Signals gewählt wird. Bei einer derart niedrigen ZF liegen die beiden Abstimmfrequenzen für den Mischoszillator so dicht nebeneinander, daß dasselbe Signal zweimal nebeneinander empfangen werden kann, wie dies bei Anwendung eines Flankendemodulators bei herkömmlichen Überlagerungsempfängern mit hoher Zwischenfrequenz der Fall ist. Zur Unterdrückung einer dieser beiden Empfangsmöglichkeiten wird es weiterhin als vorteilhaft betrachtet, die Gleichspannungskomponente des demodulierten Signals zur Frequenzverstimmung des Mischoszillators zu verwenden. Diese Frequenzverstimmung wirkt bei der einen Empfangsmöglichkeit als automatische Feinabstimmung, bei der anderen Empfangsmöglichkeit bewirkt sie, daß der Mischoszillator beim Durchstimmen diese Frequenz überspringt. Weiterhin wird es als vorteilhaft angesehen, das Empfänger für frequenzmodulierte Signale

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,
7000 Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:

Gerhard-Günter Gaßmann, 7301 Berkheim

vollständige demodulierte Signal (Gleich- und Wechselspannungskomponente) zur Frequenzmodulation des Mischoszillators heranzuziehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, diese Frequenzmodulation so groß zu wählen, daß bei einer der beiden möglichen Mischoszillatorfrequenzen zur Bildung der gleichen Zwischenfrequenz eine so große Modulationsrückkopplung auftritt, daß bei dieser Mischoszillatorfrequenz kein Empfang möglich ist. Für den Fall, daß das zu empfangende Signal relativ schwach ist und in dessen unmittelbarer· Frequenznachbar' schaft ein starker Sender auftritt, ist es zweckmäßig, die Polarität des zur Frequenzmodulation des Mischoszillators demodulierten Signals bzw. nur dessen Gleichspannungskomponente umschaltbar zu gestalten, so daß bei der anderen der beiden möglichen Mischoszillatorfrequenzen kein Empfang möglich ist.

Bei Anwendung der Frequenzmodulation des Mischoszillators mit dem demodulierten Signal ist es besonders zweckmäßig, die Mittenfrequenz des Zwischenfrequenzsignals kleiner als den doppelten Wert des durch die Frequenzmodulation des Mischoszillators reduzierten maximalen Frequenzhubes des ZF-Signals zu wählen. Wenn der Frequenzhub des Zwischenfrequenzsignals relativ groß ist und auch zur Demodulation Schwingkreise vermieden werden sollen, wird schließlich vorgeschlagen, zur Demodulation des Zwischenfrequenzsignals einen Univibrator oder einen anderen an sich bekannten frequenzlinearen Demodulator unter Ausnutzung der Auf- und Entladung eines Kondensators zu verwenden.

Der erfindungsgemäße Empfänger hat den großen Vorteil, daß man alle Arten von integrierten Schaltungen anwenden kann und somit ein Empfänger mit besonders kleinen Abmessungen realisierbar wird. Wenn die Spiegelwellenunterdrückung allein durch die Begrenzung im ZF-Verstärker erfolgt, werden auch keine Schwingkreise vor dem Mischer be-

809 518/226

3 4

nötigt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist der Fort- - In den Fig. 1 bis 3 sind die SpektrenS₁ bis S₃ so fall von Abgleichelementen, so daß eine weitgehend dargestellt, daß ihre Frequenzbreite dem doppelten vollautomatische Produktion des Empfängers mög- Wert des Frequenzhubes (z. B. 2-75 kHz) entlich wird. Durch die Frequenzmodulation des Misch- spricht. Der Abstand der Frequenz des Mischosziloszillators mit dem demodulierten Signal oder seiner 5 lators 0 zur Mittenfrequenz des jeweils benachbarten Gleichspannungskomponente wird erreicht, daß je- Spektrums bzw. Spektren ist in diesen Figuren gleich weils nur bei einer der beiden Mischoszillatorfrequen- dem doppelten Wert des maximalen Frequenzhubes' zen, die zur Bildung desselben ZF geeignet sind, gewählt. Der Abstand der Mittenfrequenzen der Empfang möglich ist. Spektren entspricht bei diesen Beispielen dem vier-

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im io fachen Wert des maximalen Frequenzhubes, nämlich folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. 300 kHz (in Europa genormter Kanalabstand). Wählt Die F i g. 1 bis 3 dienen zur näheren Erläuterung man den Abstand der Frequenz des Mischoszillader Empfängerschaltung in F i g. 4. In F i g. 5 wird tors 0 zur Mittenfrequenz des zu empfangenden eine Weiterbildung der Schaltung nach F i g. 4 gezeigt. Spektrums kleiner, so fallen in Fig. 3 b die Mitten-In Fig. la sind S₁ und S₂ die Spektren zweier be- 15 frequenzen der ZF-Frequenzen von S₁ und S₂ nicht nachbarter frequenzmodulierter Sender mit nahezu unmittelbar aufeinander. Dies hat den Vorteü, daß gleicher Eingangsamplitude in der Empfangsantenne. auch bei Modulationspausen beider Spektren und Der Abstand der Mittenfrequenz dieser Spektren S₁ bei nicht idealer Begrenzung kerne in den Hörbereich und S₂ entspricht dem genormten Kanalabstand. Die fallenden Schwebungstöne auftreten können. Wählt mit 0 bezeichnete Frequenz ist die Mischoszillator- 20 man dagegen den Abstand der Frequenz des Mischfrequenz. Im erfindungsgemäßen Empfänger ent- Oszillators größer als den doppelten, jedoch kleiner stehen Zwischenfrequenzen entsprechend den Ab- als den fünffachen Wert des maximalen Frequenzständen zwischen S₁ und 0 und S₂ und 0. hubs des zu empfangenden Spektrums, so ist es Wie nachfolgend näher erläutert wird, wird im leichter, Stereosignale mit einer Hilfsfrequenz von Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers zur 25 z. B. 38 kHz zu demodulieren. Darüber hinaus liegen Nachbarkanalselektion ein .RC-Filter angewendet. In die beiden Empfangsmöglichkeiten weiter ausein-F i g. 1 b ist D die Durchlaßkurve dieses ZF-Verstär- ander.

kers. Die Selektion dieser Durchlaßkurve in bezug In Fig. 4 wird das Blockschaltbild eines Empfän-

auf den Sender S₂ muß so groß sein, daß eine aus- gers gemäß der Erfindung wiedergegeben. Darin ist 1 reichende Absenkung erzielt wird. Soll der Sender S₂ 30 die Empfangsantenne, 2 ein HF-Verstärker, der auch empfangen werden, so muß die Mischoszillator- mit Schwingkreisen ausgestattet sein kann, die in frequenz auf einen höheren Wert eingestellt werden, bevorzugter Weise mit Kapazitätsdioden abgestimmt wie dies in F i g. 2 a dargestellt ist. werden können, 3 ist der Mischer und 4 der Misch-

In Fig. 1 und 2 wurde angenommen, daß kein oszillator, der ebenfalls vorzugsweise mit einer Kapa-Spiegelwellenempfang auftritt. In F i g. 3 soll gezeigt 35 zitätsdiode abgestimmt wird. In an sich bekannter werden, daß auch bei vorhandenem Spiegelwellen- Weise kann man den Mischer 3 und den Oszillator 4 empfang der erfindungsgemäße Empfänger einwand- zu einem selbstschwingenden Mischer zusammenfrei arbeitet, wenn der zu empfangende Sender und fassen. Nach dem Mischer 3 folgt der Tiefpaßdie Spiegelwelle eine verschiedene Amplitude haben. verstärker 5, dessen obere Frequenzgrenze so ge-In Fig. 3 a sind S₁, S₂ und S₃ wieder die Spektren 40 wählt ist, daß eine Nachbarkanalselektion gemäß dreier frequenzmodulierter Sender, die jedoch mit Fig. Ib, 2b und 3b möglich ist. Der Durchlaßverschiedener Feldstärke die Empfangsantenne er- bereich darf zu tiefen Frequenzen unter 20 kHz abreichen. Wird der Mischoszillator 0 auf eine Frequenz fallen, weil die Zwischenfrequenz grundsätzlich so zwischen den beiden Spektren S₁ und S₂ eingestellt, gewählt werden muß, daß selbst bei größtem Freso erhält man sowohl für den Sender S₁ als auch für 45 quenzhub der niedrigste Augenblickswert der Zwiden Sender S₂ die gleiche Zwischenfrequenz. Da je- schenfrequenz nicht die höchste Modulationsfrequenz doch der Zwischenfrequenzverstärker als weitgehend erreicht. Im allgemeinen wird der niedrigste Augenidealer Begrenzer ausgebildet ist, wird das schwächere blickswert der Zwischenfrequenz höher als 20 kHz Signal (in diesem Fall S₁) so unterdrückt, daß nur sein. Der Tiefpaßverstärker 5 ist so ausgebildet, daß das Signal S₂ dem Diskriminator zur Demodulation 50 er möglichst weitgehend als idealer Begrenzer arbeiangeboten wird. Wäre im Gegensatz zu Fig. 3a das tet. Das vom Verstärkers abgegebene Signal wird Spektrum S₁ relativ zum Spektrum S₂ mit größerer einem Diskriminator 6 zugeführt, der vorzugsweise Amplitude angeboten worden, so würde bei der in ebenfalls ohne Schwingkreise aufgebaut ist. In vor-Fig. 3a gezeichneten Mischoszillatorfrequenz nur teilhafter Weise kann als Diskriminator ein Univibrader Sender S₁ empfangen werden. Zum Empfang des 55 tor in Verbindung mit einem Integrationskonden-Senders S₂ müßte dann der Mischoszillator auf eine sator Verwendung finden. Es können aber auch Frequenz zwischen S₂ und S₃ eingestellt werden. andere an sich bekannte frequenzlineare Diskrimi-Ohne Anwendung einer Spiegelwellenselektion vor natoren verwendet werden, die nach dem Prinzip dem Mischer treten nur dann Schwierigkeiten auf, der Auf- und Entladung eines Kondensators arbeiten, wenn die Sender S₁ und S₃ mit einer größeren Feld- 60 Vom Ausgang des Diskriminators wird das demodustärke als der Sender S₂ eintreffen. Ein solcher Fall lierte Signal einem Niederfrequenzverstärker 7 zutritt jedoch in der Praxis außerordentlich selten auf. geführt, der das Signal an den jeweiligen Signal-Um auch in einem solchen Fall den Sender S₂ emp- empfänger, z. B. Lautsprecher 8, abgibt. Bei einem fangen zu können, muß man herkömmliche Selek- Empfänger gemäß Fig. 4 wird ein einzelner Sender, tionsmittel vor dem Mischer (z. B. einen abstimm- 65 der keine unmittelbare Nachbarsender hat, bei zwei baren Sperrkreis) anwenden, oder man muß eine verschiedenen Mischoszillatorfrequenzen empfangen. Selektion durch richtungsempfindlichen Empfang mit Um diesen Effekt zu beseitigen, wird in Weitereiner Richtantenne anwenden. bildung der Erfindung vorgeschlagen, das vom Dis-

kriminator 6 abgegebene vollständige demodulierte Signal bzw. dessen Gleichspannungskomponente z. B. mit einer Kapazitätsdiode 10 zur Frequenzmodulation bzw. Frequenzverstimmung des Oszillators 4 heranzuziehen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß nur eine der beiden möglichen Mischoszillatorfrequenzen zum Empfang des betreffenden Senders geeignet ist. Bei der richtigen Mischoszillatorfrequenz wird auf diese Weise eine Modulationsgegenkopplung angewendet und mit Hilfe der Gleichspannungskomponente eine automatische Feinabstimmung realisiert.

Bei der unerwünschten Mischoszillatorfrequenz entsteht im Gegensatz dazu eine Modulationsrückkopplung und infolge der Mitverwendung der Gleich-Spannungskomponente ein Kippvorgang, derart, daß eine Beibehaltung dieser Mischoszillatorfrequenz nicht möglich ist.

In Weiterbildung dieses Merkmals wird darüber hinaus vorgeschlagen, die vom Diskriminator abgegebene Spannung auch in umgepolter Form (180°-Verschiebung) zur Modulation des Mischoszillators 4 heranziehen zu können. F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers gemäß dieser Weiterbildungen. Darin sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 4 verwendet. 10 sei eine Kapazitätsdiode, mit der die Frequenzmodulation des Mischoszillators 4 durchgeführt werden kann. 9 soll symbolisch eine Einrichtung darstellen, mit der das vom Diskriminator abgegebene Signal in seiner Polarität umgekehrt werden kann. Mit dem Schalter 11 kann die jeweilige Polarität gewählt werden. Mit diesem Schalter kann also die jeweils erwünschte Mischoszillatorfrequenz relativ zum gewünschten Empfangssignal gewählt werden.

In beiden Empfängerschaltungen Fig.4 und 5 sind die Mischoszillatoren 4 entweder in herkömmlicher Weise mittels L-Variometer oder Drehkondensatoren variabel. Es kann aber auch besonders vorteilhaft sein, die Wahl der Sender mit Tasten bzw. mit einem Potentiometer durchzuführen, um damit verschiedene Gleichspannungen einzustellen, die wiederum einer Reaktanzstufe (z. B. Kapazitätsdiode) zur Frequenzwahl des Mischoszillators zugeführt werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Empfänger für frequenzmodulierte Signale, die einen vorbestimmten maximalen Frequenzhub (ζ. B. ± 75 kHz) haben und bei dem das zu empfangende frequenzmodulierte Signal mittels eines Mischers und eines Mischoszillators in eine Zwischenfrequenz verwandelt wird, die in einem Zwischenfrequenzverstärker verstärkt und begrenzt und anschließend demoduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenz des modulierten Zwischenfrequenzsignals, dessen Spiegelwellenanteil durch Begrenzung im lediglich J?C-Filter zur Nachbarkanalselektion enthaltenden ZF-Verstärker unterdrückt wird, kleiner als der fünffache Wert des maximalen Frequenzhubes (z. B. 5-75 kHz = 375 kHz) ist.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenz des modulierten Zwischenfrequenzsignals kleiner als der doppelte Wert des vorbestimmten maximalen Frequenzhubes ist.

3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Unterdrückung eines Empfanges von Spiegelwellen die Gleichspannungskomponente des demodulierten Signals zur Frequenzverstimmung des Mischoszillators verwendet wird.

4. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vollständige demodulierte Signal (Gleichspannungs- und Wechselspannungskomponente) zur Frequenzmodulation des Mischoszillators verwendet wird.

5. Empfänger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Frequenzverstimmung z. B. durch Umpolung des vollständigen demodulierten Signals bzw. dessen Gleichspannungskomponente umschaltbar ist.

6. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenz des modulierten ZF-Signals kleiner als der doppelte Wert des durch die Frequenzmodulation des Mischoszillators reduzierten maximalen Frequenzhubes des ZF-Signals ist.

7. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Demodulation des ZF-Signals ein Univibrator in Verbindung mit einem Integrationskondensator dient.

8. .Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks automatischer Herstellung dieses Empfängers alle passiven Bauelemente in Dünn- oder Dickfilmtechnik aufgebaut sind und die aktiven Bauelemente (z. B. Transistoren und Dioden bzw. Halbleiterschaltkreise mit zusammengefaßten Transistorsystemen) in an sich bekannter Weise automatisch eingelötet sind und zur Frequenznachstimmung des Mischoszillators und zur Frequenznachstimmung der Vorkreise Kapazitätsdioden dienen, und die Spule des Mischoszillators und die Spulen der Vorkreise ebenfalls in Dünnbzw. Dickfilmtechnik aufgebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Telefunken-Zeitung, 1965, H. 3/4, S. 360 bis 371.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 518/226 3. 68 © Bundesdruckerei Berlin