DE60022271T2

DE60022271T2 - DAB-Empfänger

Info

Publication number: DE60022271T2
Application number: DE2000622271
Authority: DE
Inventors: Sei Kawagoe-shi Kato; Yutaka Kawagoe-shi Miyahara; Masahiro Kawagoe-shi Kusunoki
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: DE60022271D1; JP3591704B2; JP2001016122A; EP1065814A2; EP1065814A3; EP1065814B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen DAB (Digital Audio Broadcasting)-Empfänger.
Eine DAB-Rundfunkübertragung wird jetzt in Ländern Europas und Kanada und Singapur, usw. eingesetzt. Die Frequenz wird in den Bändern BANDIII (174240 MHz) und L-BAND (1452–1492 MHz) verwendet.
Ein Empfangsapparat, der in der Lage ist, digitalen Rundfunk in zwei Frequenzbändern zu empfangen wird in EP-A-0 896 425 beschrieben. In einer ersten Ausführungsform wird das empfangene VHF-Signal mit dem Signal eines lokalen Oszillators abwärts in eine erste Zwischenfrequenz umgesetzt. Ein empfangenes L-BAND Signal wird in einer zweistufigen Abwärtswandlung mit der Hilfe zweier lokaler Oszillatoren zur selben ersten Zwischenfrequenz abwärts umgesetzt. In einer zweiten Ausführungsform werden die empfangenen Signale des unteren Frequenzbandes (VHF) aufwärts umgesetzt, und die Frequenzen des empfangenen oberen Frequenzbandes (L-BAND) werden abwärts zu einer ersten Zwischenfrequenz umgesetzt, wobei die halbe und die volle Frequenz eines einzigen lokalen Oszillators benutzt wird. In beiden Ausführungsformen wird die erste Zwischenfrequenz unter Benutzung eines anderen lokalen Oszillators weiter abwärts umgesetzt, zu einer zweiten Zwischenfrequenz zur Weiterverarbeitung, einschließlich orthogonaler Demodulation, FFT und Viterbi-Decodierung.
Die allgemeine Struktur eines DAB-Empfängers zum Empfangen eines DAB-Rundfunksignals ist in 4 gezeigt.
In 4 wird das durch eine Antenne 1 zugeführte Signal im Frequenzband von BANDIII durch einen Antennenabstimmungskreis 2 selektiv empfangen. Das empfangene Signal wird verstärkt und einer Mischerschaltung zugeführt. Der Mischerschaltkreis 4 setzt das Signal im Frequenzband von BANDIII in das Signal bei einer Zwischenfrequenz von 39 MHz um, wenn ihm das Signal bei der Schwingfrequenz von 136–200 MHz von einem VCO (voltage-controlled oscillator = spannungsgesteuerter Oszillator) zugeführt wird.
Andererseits wird das durch die Antenne 1 zugeführte Signal im Frequenzband von L-BAND einem Abwärtsumsetzer 7 durch ein BPF 6 zugeführt. Wenn dem Abwärtsumsetzer 7 das Signal auf einer festen Schwingungsfrequenz von 1262 MHz von einem lokalen Oszillator 8 zugeführt wird, setzt er das Signal im Frequenzband von L-BAND in das Signal im Frequenzband (191–229 MHz) von BANDIII um und führt das umgesetzte Signal dem Mischerschaltkreis 4 zu. Der Mischerschaltkreis 4 setzt das Signal im Frequenzband von BANDIII in das Signal bei einer Zwischenfrequenz von 39 MHz um, wenn er mit dem Signal bei der Schwingungsfrequenz von 152–190 MHz vom VCO (voltage-controlled oscillator = spannungsgesteuerter Oszillator) 5 versorgt wird.
Der DAB-Empfänger 9 ist so angepasst, dass während das Signal in dem einen Frequenzband empfangen wird, die Leistung für den Hauptkreis für das Signal in dem anderen Frequenzband „aus" geschaltet ist. Folglich beeinflusst, z.B., das Signal im Frequenzband von L-BAND, wenn es empfangen und in das Signal im Frequenzband von BANDIII umgesetzt wird, nicht das inhärente Signal im Frequenzband von BANDIII. Aus diesem Grund zeigt der so konfigurierte DAB-Empfänger 9 kein Problem, wenn er in Haushalten verwendet wird. Jedoch tritt in folgendem Umfeld ein Problem auf, wenn er in einem Fahrzeug verwendet wird.
5 zeigt eine Situation, in der ein Fahrzeug 10 einen Bereich erreicht hat, indem sowohl die BANDIII-Station als auch die L-BAND-Station während der Fahrt empfangen werden können. Üblicherweise liegen Rundfunksendestationen so, dass die Gebiete, in denen ihre Signale empfangen werden können, einander nicht überlappen, wenn sie die Signale in benachbarten Frequenzbändern verwenden sollen. Da jedoch die BANDIII-Station und die L-BAND-Station vollkommen unterschiedliche Frequenzbänder verwenden, wie in 5 gezeigt, gibt es ein Gebiet (der kreuzweise schraffierte Bereich), in dem die Empfangsgebiete der BANDIII-Station und der L-BAND-Station einander überlappen.
Der DAB-Empfänger 9 verstärkt das Signal im Frequenzband von BANDIII wie es ist, und setzt das Signal im Frequenzband von L-BAND in das Signal im selben Frequenzband wie jenes in BANDIII um. In diesem Fall ist, wie oben beschrieben, die Leistung für den Hauptkreis wie zum Beispiel den Abwärtsumsetzer 7 AUS geschaltet, wenn das Signal im Frequenzband von BANDIII empfangen wird, und wenn das Signal im Frequenzband von L-BAND empfangen wird, so ist die Leistung für den Hauptkreis wie zum Beispiel den Verstärker 3 AUS geschaltet. Deshalb treten keine Probleme auf. Während jedoch, z.B, die L-BAND-Station vom DAB-Empfänger 9 in einem Fahrzeug 10 empfangen wird, wenn das Fahrzeug in der Nähe der BANDIII-Station fährt, tritt das folgende Problem auf. Speziell wenn die Übertragungsleistung der BANDIII-Station relativ hoch ist, so dringt das durch die Antenne 1 aufgenommene Signal von der BANDIII-Station in den Mischerschaltkreis 4 ein, obwohl die Leistung für den Hauptkreis wie etwa den Verstärker 3 AUS ist. Dies erzeugt eine Interferenzstörung zwischen jenem Signal und dem Signal bei der durch den Abwärtsumsetzer 7 umgesetzten Frequenz.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen DAB-Empfänger bereitzustellen, der in der Lage ist, Funkinterferenzstörungen in einer einfachen Struktur zu unterdrücken.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein DAB-Empfänger bereitgestellt, der umfasst:
einen ersten Empfangsabschnitt zum Empfangen eines ersten Signals in einem ersten Frequenzband, zugeführt durch eine erste Antenne;
ein erstes Dämpfungsmittel zum Dämpfen des ersten Signals, empfangen durch den ersten Empfangsabschnitt, wobei sich das erste Dämpfungsmittel unmittelbar vor dem ersten Empfangsabschnitt befindet;
einen zweiten Empfangsabschnitt zum Empfangen eines zweiten Signals in einem zweiten Frequenzband höher als das erste Frequenzband, zugeführt durch eine zweite Antenne, wobei der zweite Empfangsabschnitt über Mittel zum Konvertieren des zweiten Frequenzbandes in das erste Frequenzband verfügt;
ein zweites Dämpfungsmittel zum Dämpfen des zweiten Signals, empfangen durch den zweiten Empfangsabschnitt, wobei sich das zweite Dämpfungsmittel unmittelbar vor dem zweiten Empfangsabschnitt befindet, und direkt mit dem ersten Dämpfungsmittel gekoppelt ist; und
eine Spannungsversorgung zum Ansteuern des ersten und zweiten Dämpfungsmittels gemäß des Wertes des ersten Signals oder des zweiten Signals über die erste Antenne oder zweite Antenne.
In dieser Konfiguration sind das erste und das zweite Dämpfungsmittel direkt miteinander gekoppelt. Zusätzlich befinden sich das erste Dämpfungsmittel und zweite Dämpfungsmittel jeweils unmittelbar vor dem ersten Empfangsabschnitt und dem zweiten Empfangsabschnitt. Wenn das Signal mit einem großen Signal im L-BAND über die zweite Antenne empfangen wird, so wird deshalb das zweite Dämpfungsmittel durch die Spannungsversorgung angesteuert und das erste Dämpfungsmittel wird durch das Kopplungsmittel ebenfalls angesteuert. Demzufolge wird das durch die erste Antenne zugeführte Signal durch die Impedanz des ersten Dämpfungsmittels gedämpft, so dass Interferenzstörung verhindert werden kann. Auf diese Weise kann die Interferenzstörung in einer einfachen Konfiguration des DAB-Empfängers verhindert werden.
Die obige und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die vorliegende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
1 ist ein Blockschema der Hauptkonfiguration eines DAB-Empfängers entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;
2A und 2B sind Referenztabellen des DAB-Rundfunks, der in europäischen Ländern und Singapur betrieben wird;
3 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einer Antenneneingangsspannung des DAB-Empfängers, und einem Ausgangspegel und einer AGC- Spannung (AGC – automatic gain control = automatische Verstärkungsregelung) darstellt; und
4 ist ein Blockschema der Hauptkonfiguration eines konventionellen DAB-Empfängers; und
5 ist eine Ansicht von Signalempfangsgebieten von BANDIII und L-BAND.
1 ist ein Blockschema der Hauptkonfiguration eines DAB-Empfängers entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.
Im Folgenden wird, mit Bezug auf die Zeichnung, eine Erläuterung der Struktur und Arbeitsweise der einzelnen Schaltungsblöcke des DAB-Empfängers gegeben.
Ein DAB-Empfänger 50 gemäß der vorliegenden Erfindung schließt ein: eine erste Antenne 20 zum Empfangen eines Signals im ersten Frequenzband von BANDIII, einen ersten Empfangsabschnitt 21 zum Verstärken des von der ersten Antenne zugeführten Signals, ein erstes Dämpfungsmittel 22 zum Dämpfen des ersten Signals, empfangen durch den ersten Empfangsabschnitt 21, eine zweite Antenne 23 zum Empfangen des Signals im zweiten Frequenzband von L-BAND, einen zweiten Empfangsabschnitt 24 mit einem Mittel zum Umsetzen des durch die zweite Antenne 23 zugeführten Signals in L-BAND in das Signal im Frequenzband von BANDIII (im Folgenden bezeichnet als „konvertiertes L-BAND"), ein zweites Dämpfungsmittel 25 zum Dämpfen des durch den zweiten Empfangsabschnitt 24 empfangenen zweiten Signals, ein Kopplungsmittel 26 zum Koppeln des ersten Dämpfungsmittels 22 und zweiten Dämpfungsmittel 25 miteinander, eine Spannungsversorgung 27 zum Ansteuern des ersten und des zweiten Dämpfungsmittels 22, 25 gemäß den Werten der von der ersten und zweiten Antenne 20, 23 zugeführten Signale, einen Mischerschaltkreis (MIX) 29 zum Umsetzen der Signale im BANDIII und im konvertierten L-BAND in jene bei einer Zwischenfrequenz und eine PLL-Schaltung 28.
Das erste Dämpfungsmittel 22 befindet sich zwischen der ersten Antenne 20 und der Erde, und ist zusammengesetzt aus einem Gleichstromsperrkondensator C1 und einer PIN-Diode D2. Die PIN-Diode D2 ist eine Hochfrequenzdiode, deren Impedanz mit steigendem Wert eines Durchlassstroms sinkt. Wenn der PIN-Diode D2 eine Spannung von einer später beschriebenen Spannungsversorgung 27 zugeführt wird, so wird sie in Durchlassrichtung vorgespannt und somit wird ihre Impedanz geschwächt. Kurz gesagt, dient das erste Dämpfungsmittel 22 als Schaltung zum Dämpfen (oder Kurzschließen) der Eingangsimpedanz des erstes Empfangsabschnitts 21 durch die Impedanz der PIN-Diode D2.
Der erste Empfangsabschnitt 21 schließt einen Antennenabstimmkreis 21a ein, der mit der Zwischenfrequenz einer gewünschten Rundfunkstation im durch die erste Antenne zugeführten Signal ASIII im Frequenzband von BANDIII abgestimmt ist, einen AGC-Verstärker (AGC amplifier) 21b mit einem Dual-Gate MOSFET, dessen Verstärkung sich gemäß des Wertes der von der Spannungsversorgung 27 zugeführten Spannung verändert und ein Hochfrequenzabstimmkreis 21c, der mit einem verstärkten Hochfrequenzsignal RFS abgestimmt wird.
Der Antennenabstimmkreis 21a und der Hochfrequenzabstimmkreis 21c bilden einen parallelen Resonanzkreis. Dieser ist aus Dioden mit variabler Kapazität, deren jeweilige Kapazität gemäß einer angelegten Spannung geändert wird, Spulen und anderen Elementen zusammengesetzt. Die Resonanzfrequenz des Antennenabstimmkreises 21a und des Hochfrequenzabstimmkreises 21c wird in einem Bereich des Frequenzbandes BANDIII gemäß einer Steuer-Gleichspannung CV (control voltage) geändert, die von einem später beschriebenen PLL-Schaltkreis 28 zugeführt wird. Die Antennenfrequenzschaltung 21a und die Hochfrequenz-Abstimmungsschaltung 21c dienen nämlich zum selektiven Empfangen nur des Signals bei der Frequenz der gewünschten Station von dem Signal ASIII innerhalb von BANDIII.
Die PLL-Schaltung 28 ist zusammengesetzt aus einem VCO 28a und weiteren nicht gezeigten Komponenten. Diese schließen einen Frequenzteiler, einen Phasenkomparator, einen Referenzoszillator und ein LPF ein. Die PLL-Schaltung 28 dient zum Steuern der Schwingungsfrequenz des VCO 28a mit der Genauigkeit des Referenzoszillators derart, dass die Phase bei der Frequenz, wenn die Schwingungsfrequenz des VCO 28a durch den Frequenzteiler geteilt wird, mit der Phase im Referenzoszillator, der mit hoher Genauigkeit oszilliert, durch den Phasenkomparator verglichen wird, und die Schwingungsfrequenz des VCO 28a durch die vom Phasenkomparator gemäß der Phasendifferenz erzeugte Steuerspannung gesteuert wird.
Demzufolge wird der VCO 28a bei jeder Oszillatorfrequenz (zum Beispiel 1,712 MHz), die ein ganzzahliges Vielfaches der Schwingungsfrequenz des Referenzoszillators ist gesteuert.
Der Mischerschaltkreis 29 dient zum Extrahieren entweder der Summe von oder der Differenz zwischen zwei Frequenzen, die erzeugt werden, wenn die zwei verschiedenen Frequenzen gemischt werden. Speziell mischt der Mischungsschaltkreis 29 das Signal mit der Schwingungsfrequenz, zugeführt vom VCO 28a und das vom Hochfrequenzabstimmungsschaltkreis 21c erzeugte Hochfrequenzsignal RFS, um zum Beispiel die der Differenz entsprechende Frequenz zu extrahieren. Dies ergibt die Zwischenfrequenz IF (intermediate frequency) nach folgender Gleichung: Das Frequenzband von BANDIII (174,928~239,200 MHz) – die Schwingungsfrequenz des VCO 28a (136,016~200,288 MHz) = Zwischenfrequenz (38,912 MHz). (1)
Wo die Station bei z.B. 174,928 MHz im Frequenzband von BANDIII empfangen werden soll, führt deshalb der PLL-Schaltkreis 28 die Steuerspannung CV so zu, dass der Antennenabstimmkreis 21a und der Hochfrequenzabschnittkreis 21c mit der Frequenz von 174,928 MHz abgestimmt werden. Eine solche Spannung veranlasst den VCO 28a, mit einer Frequenz von 136,016 MHz zu schwingen. Der Mischerschaltkreis 29 erzeugt eine erste Zwischenfrequenz IF (38,912 MHz), die eine Differenz zwischen den beiden Frequenzen 174,928 MHz und 136,016 MHz ist.
Andererseits ist das zweite Dämpfungsmittel 25, das sich zwischen der zweiten Antenne 23 und der Erde befindet, wie das erste Dämpfungsmittel 22 aus einer PIN-Diode D3 konstruiert. Das zweite Dämpfungsmittel 25 ist mit der PIN-Diode D2 des ersten Dämpfungsmittels 22 durch eine Hochfrequenzspule L1, die als Kopp lungsmittel 26 dient, gekoppelt. Folglich ist, wenn die PIN-Diode D2 des ersten Dämpfungsmittels 22 in Durchlassrichtung vorgespannt ist, die PIN-Diode D3 des zweiten Dämpfungsmittels 25 gleichzeitig auch in Durchlassrichtung vorgespannt.
Das Kopplungsmittel 26 besteht aus einer Hochfrequenzspule L1 mit einer hohen Hochfrequenzimpedanz und einem kleinen Gleichstromwiderstand, um die Isolierung zwischen der ersten Antenne 20 und der zweiten Antenne 23 zu erhöhen und den von der Spannungsversorgung 27 zugeführten Spannungsabfall zu unterdrücken.
Der zweite Signalempfangsabschnitt 24 schließt ein: ein BPF 24a, das das von der zweiten Antenne 23 zugeführte Signal ASL im Frequenzband von L-BAND (1452,960~1490,624 MHz) durchläuft; einen Abwärtsumsetzer 24b, welcher ein Mittel zum Umsetzen ist, das einen PLL-Schaltkreis, einen AGC-Verstärker, eine Mischerschaltung usw.; einen VCO 24c, der bei einer festen Frequenz oszilliert; und eine Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung (AGC circuit) 24d einschließt.
Der PLL-Schaltkreis ist wie der obige PLL-Schaltkreis 28 konfiguriert. Dementsprechend dient der PLL-Schaltkreis dazu, die Schwingungsfrequenz des VCO derart zu steuern, dass die Phase bei der Frequenz, wenn die Schwingungsfrequenz des VCO 24c durch den Frequenzteiler geteilt wird, mit der Phase bei der Frequenz, wenn der mit hoher Genauigkeit oszillierende Referenzoszillator geteilt wird, durch den Phasenkomparator verglichen wird, und die Schwingungsfrequenz des VCO 24c durch die vom Phasenkomparator gemäß der Phasendifferenz erzeugten Steuerspannung gesteuert wird. Deshalb ist der VCO 24c ein Oszillator bei einer festen Frequenz und wird mit der Genauigkeit der Frequenz, wenn die Frequenz des Referenzoszillators geteilt wird, gesteuert.
Das Signal ASL im L-BAND, zugeführt durch die zweite Antenne 23, wird durch das BPF 24a dem Abwärtskonverter 24b zugeführt, und durch den enthaltenen Mischer mit der Schwingungsfrequenz (1261,568 MHz) vom VCO 24c gemischt, so dass es in das Signal DCS des konvertierten L-BAND (191,392~229,056 MHz) im Frequenzband von BANDIII umgesetzt wird, welches dem Mischerschaltkreis 29 zugeführt wird. Wenn das Signal DCS im L-BAND vom Mischer 29 empfangen wird, ändert der PLL-Schaltkreis 28 die Schwingungsfrequenz des VCO 28a in eine andere Schwingungsfrequenz (152,480~190,144 MHz), als wenn das Signal in BANDIII empfangen wird. Dementsprechend wird die erste Zwischenfrequenz wie in dem Fall erzeugt, wenn das Signal BANDIII empfangen wird.
Die Spannungsversorgung 27 schließt ein: eine Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung (AGC circuit) 27a zum Erkennen des Signals IFS bei der Zwischenfrequenz IF, das vom Mischer 29 erzeugt wird, und zum Erzeugen einer AGC-Gleichspannung entsprechend dem Ausgangspegel IFV des Zwischenfrequenzsignals IFS; einen Pegelkomparator 27b zum Zuführen einer Schaltspannung SV zu dem ersten und zweiten Dämpfungsmittel 22, 25 über den Widerstand R1 und die Diode D1, wenn eine AGC-Spannung vom Schaltkreis zur automatischen Verstärkungsregelung 27a nicht höher ist, als ein vorgeschriebener Schwellwert; und einen Schwellenspannungsauswahlschaltkreis 27c zum Auswählen der vorgeschriebenen Schwellenspannung für den Pegelkomparator 27b.
Spezieller ausgeführt, erkennt der Schaltkreis zur automatischen Verstärkungsregelung 27a den Ausgangspegel IFV des Zwischenfrequenzsignals IFS, führt die somit erhaltene Gleichspannung der Basis eines nicht gezeigten Transistors zu, und erzeugt die Kollektorspannung des Transistors als die AGC-Spannung. Deshalb arbeitet die automatische Verstärkungsregelungsschaltung 27a derart, dass, wenn das durch die Antenne zugeführte Signal klein ist, d.h. der Ausgangspegel IFV des Zwischenfrequenzsignals IFS klein ist, eine bestimmte AGC-Spannung (z.B. 5 V) erzeugt wird, aber wenn das durch die Antenne zugeführte Signal groß wird, d.h. der Ausgangspegel IFV des Zwischenfrequenzsignals IFS wird groß, dann verringert sich die AGC-Spannung entsprechend graduell. Die Beziehung zwischen der Antenneneingangsspannung und der AGC-Spannung wird später erklärt.
Dem AGC-Verstärker 21b wird an einem Gate-Anschluss des Dual-Gate-MOSFET die AGC-Spannung zugeführt. Deshalb wird, wenn das durch die Antenne zugeführte Signal klein ist, dem AGC-Verstärker 21b eine hohe AGC-Spannung zugeführt, und dieser arbeitet somit mit maximaler Verstärkung. Wenn das durch die Antenne zugeführte Signal groß wird, sinkt die AGC-Spannung. Dementsprechend sinkt die Spannung am Gate-Anschluss und somit sinkt die Verstärkung des AGC-Verstärkers 21b graduell, wenn das durch die Antenne zugeführte Signal groß wird.
Wenn die Verstärkung des AGC-Verstärkers 21b ungefähr Null wird, werden das erste und das zweite Dämpfungsmittel 22 und 25 durch einen Pegelkomparator 27b betrieben. In diesem Falle kann der Pegel des durch die Antenne zugeführten Signals durch die AGC-Spannung bekannt sein, und der Signalpegel, der die Nullverstärkung des AGC-Verstärkers 21b festsetzt, kann auch bekannt sein. Deshalb dient der Pegelkomparator 27b der Zuführung einer Ansteuerspannung SV zum ersten und zum zweiten Dämpfungsmittel 22, 25, wenn die AGC-Spannung ein vorgeschriebener Schwellenwert oder kleiner ist, und der Schwellenwert ist als ein Wert bestimmt, bei dem die Verstärkung des AGC-Verstärkers 21b ungefähr Null wird, wenn das durch die Antenne zugeführte Signal ansteigt.
Der Schwellenspannungsauswahlschaltkreis 27c ist vorgesehen, um den im Pegelkomparator 27b vorgeschriebenen Schwellenwert zu ändern, wenn das Signal in BANDIII empfangen wird, und wenn das Signal in L-BAND empfangen wird.
Mit Bezug auf 1 bis 3 wird nun die Arbeitsweise des gesamten DAB-Empfängers 50 erklärt.
2A und 2B sind Frequenztabellen von DAB-Rundfunkstationen, die in europäischen Ländern und Singapur verwendet werden. Speziell zeigt 2A die Frequenzbänder in BANDIII und L-BAND und 2B zeigt die Frequenzbänder im konvertierten L-BAND. Beim DAB-Rundfunk schließen die BANDIII-Stationen 38 Kanäle ein, die alle 1,712 MHz über das Frequenzband von 174,928 bis 239,200 MHz der Mittenfrequenz verteilt sind. Frequenzkennzeichnungen (5A–13F) sind für die jeweiligen Mittenfrequenzen vergeben. Die L-BAND-Stationen schließen 23 Kanäle ein, die wie die BANDIII-Stationen alle 1,712 MHz verteilt sind, und zwar über das Frequenzband von 1452,960 bis 1490,624 MHz der Mittenfrequenz. Frequenzkennzeichnungen (L1–L23) werden den jeweiligen Mittenfrequenzen zugeordnet.
Dann, wenn die Frequenzkennzeichnung durch eine Bedieneinheit (nicht dargestellt) von einem Benutzer eingegeben wird, führt der DAB-Empfänger 50 ein Stationsauswahlverfahren durch. Es wird nun der Fall erklärt, wenn der Benutzer das Frequenzkennzeichen von „7B" in BANDIII durch die Bedieneinheit des DAB-Empfängers eingibt.
Wenn „7B" von der Bedieneinheit eingegeben wird, schaltet eine CPU 30 die Leistungsquelle für den ersten Signalempfangsabschnitt 21 in BANDIII AN und schaltet die Leistungsquelle für den zweiten Signalempfangsabschnitt 24 AUS. Als nächstes steuert die CPU 30 den PLL-Schaltkreis 28 an, um die Frequenz von „7B" zu empfangen. Auf der Basis eines Steuersignals von CPU 30, führt der PLL-Schaltkreis 28 die Steuerspannung CV dem Antennenabstimmungskreis 21a, dem Hochfrequenzschaltkreis 21c und dem VCO 28 zu. Da die Antennenabstimmungsschaltung 21A, die Hochfrequenzabstimmungsschaltung 21A und der VCO 29a vorher auf der Basis der Steuerspannung in die durch Gleichung (1) dargestellte Beziehung gesetzt wurden, werden der Antennenabstimmungsschaltkreis 21a und der Hochfrequenzabstimmungsschaltkreis 21c mit der Mittenfrequenz (190,640 MHz) abgestimmt und der VCO 28a schwingt mit der Schwingungsfrequenz (151,728 MHz), die zur Umsetzung in die Zwischenfrequenz (38,912 MHz) notwendig ist.
Das Signal ASIII in BANDIII, zugeführt durch die erste Antenne 20, wird nur bei der Mittenfrequenz von „7B" vom Antennenabstimmungsschaltkreis 21b ausgewählt und dem AGC-Verstärker 21b zugeführt. Das vom AGC-Verstärker 21b verstärkte Hochfrequenzsignal RFS-Signal wird weiterhin vom Hochfrequenzabstimmschaltkreis 21c ausgewählt und dem Mischerschaltkreis 29 zugeführt. Der Mischerschaltkreis 29 dient zum Extrahieren der Frequenz der Summe von oder der Differenz zwischen den zugeführten zwei Frequenzen, und erzeugt, z.B., die Frequenz (38,912 MHz) der Differenz zwischen der Frequenz (190,640 MHz) von „7B", die vom Hochfrequenzabstimmungsschaltkreis 21c zugeführt wird, und der Schwingungsfrequenz (151,728 MHz), die vom VCO 28a zugeführt wird.
3 zeigt die Beziehung zwischen dem Wert des Signals ASIII, das durch die Antenne zugeführt wird, wenn die gewünschte Station vom DAB-Empfänger empfangen wird, d.h. Antenneneingangsspannung, über dem Ausgangspegel IFV und der AGC-Spannung. Die Abszisse stellt die Antenneneingangsspannung dar und die Ordinate stellt den Ausgangspegel IFV und die AGC-Spannung dar. Im Folgenden wird die Kennlinie, die die Beziehung der Antenneneingangsspannung zum Ausgangspegel IFV darstellt, als Eingangs-/Ausgangskennlinie (A) bezeichnet, und die Kennlinie, die die Beziehung zwischen der Antenneneingangsspannung und der AGC-Spannung darstellt, wird als AGC-Kennlinie (B) bezeichnet.
Wie aus der Eingangs-/Ausgangskennlinie (A) in 3 hervorgeht, wächst der Ausgangspegel IFV in der Region (a), in der die Antenneneingangsspannung klein ist, im Wesentlichen linear mit steigender Antenneneingangsspannung.
Andererseits bleibt die AGC-Spannung im Wesentlichen über der Antenneneingangsspannung unverändert. Wenn jedoch die Antenneneingangsspannung über die Region (a) der Eingangs-/Ausgangskennlinie hinausgeht, dann sinkt die AGC-Spannung graduell, um die Verstärkung des AGC-Verstärkers 21b graduell zu verringern.
Kurz gesagt, steigt der Ausgangspegel IFV in der Region, in der die Antenneneingangsspannung klein ist, linear mit steigender Antenneneingangsspannung. Wenn jedoch die Antenneneingangsspannung groß wird, so wird die Verstärkung des AGC-Verstärkers 21b im Wesentlichen linear kleiner, so dass der Ausgangspegel IFV in einer Region im Wesentlichen konstant ist, die Punkt (b) der Eingangs-/Ausgangskennlinie einschließt, wobei der Antennen-Output relativ groß ist. Wenn die Antenneneingangsspannung weiter ansteigt, so dass die Eingangs-/Ausgangskennlinie eine Region jenseits von Punkt (c) der Eingangs-/Ausgangskennlinie erreicht, dann sinkt die Verstärkung des AGC-Verstärkers 21c selbst dann nicht, wenn die AGC-Spannung sinkt. Dann beginnt der Ausgangspegel IFV wiederum zu steigen, wie die gepunktete Linie in 3 zeigt.
Die Region jenseits von Punkt (c) der Eingangs-/Ausgangskennlinie entspricht dem Fall, wobei das der Antenne zugeführte Signal sich in einem relativ starken elektri schen Feld befindet (zum Beispiel 40 dBμV–7050 dBμV) und ist eine Region, in der das Hochfrequenzsignal RFS, welches nicht vom AGC-Verstärker 21b abgeschwächt werden konnte, über den dynamischen Bereich der Mischerschaltung 29 hinausgeht. Dieser Bereich ist anfällig für Signalstörungen. Um solche Unannehmlichkeiten zu überwinden, veranlasst der DAB-Empfänger 50 gemäß der Erfindung das Einschalten des Pegelkomparators 27b mittels der AGC-Spannung (Spannung am Punkt (d)), die erzeugt wird, wenn die Antenneneingangsspannung über Punkt (c) hinaus geht, so dass die Schaltspannung SV dem ersten und dem zweiten Dämpfungsmittel 22 und 25 zugeführt wird.
Speziell führt der Pegelkomparator 27b dem ersten Dämpfungsmittel eine Schaltspannung SV zu, wenn ihm der Spannungswert bei einem vorgeschriebenen Punkt (d) der AGC-Spannung zugeführt wird. Die durch den Widerstand R1 und die Diode D1 zugeführte Schaltspannung schaltet die PIN-Diode D2 des ersten Dämpfungsmittels 22 AN und schaltet die PIN-Diode D3 des zweiten Dämpfungsmittels 25 durch die Hochfrequenzspule L1, das Kopplungsmittel 26, AN. Somit sind die beiden PIN-Dioden D2 und D3 in Durchlassrichtung gepolt und ihrer Impedanz reduziert, wenn ihnen die Schaltspannung SV vom Pegelkomparator 27b zugeführt wird. Damit sind die Eingangsimpedanzen des ersten und zweiten Empfangsabschnitts 21 und 24 herabgesetzt. Als Folge wird das durch die erste Antenne zugeführte Signal ASIII in BANDIII mit einer Reduktion der Impedanz der PIN-Diode D2 gedämpft und dem Antennenabstimmkreis 21a zugeführt. Somit kann der Ausgangspegel IFV für Antenneneingangsspannungen in der Region jenseits des Punktes (c) konstant gehalten werden.
Es wird nun der Fall erklärt, wenn der Benutzer das Frequenzkennzeichen von „L1" im L-BAND durch die Bedienungseinheit des DAB-Empfängers eingibt.
Wenn "L1" von der Bedieneinheit eingegeben wird, schaltet die CPU 30 die Leistungsquelle für den ersten Signalempfangsabschnitt 21 in BANDIII AUS und die Leistungsquelle für den zweiten Signalempfangsabschnitt 24 AN. Als nächstes steuert die CPU 30 den PLL-Schaltkreis 28 an, so dass das Signal DCS im konvertierten L-BAND in die Oszillationsfrequenz (152,480–190,144 MHz) des VCO 28 umgesetzt wird, die für die Umsetzung in die Zwischenfrequenz IF (siehe unten) notwendig ist.
Das Signal ASL im L-BAND, das durch die zweite Antenne 23 zugeführt wird, wird dem Abwärtskonverter 24b durch das BPF 24a zugeführt. Das Signal ASL in L-BAND wird in das DCS im konvertierten L-BAND auf der Basis der folgenden Gleichung umgesetzt. L-BAND (1452,960–1490,62 MHz) – feste Oszillationsfrequenz (126,568 MHz) = konvertiertes L-BAND (191,392 – 229,056 MHz) (2)
Das Signal DCS im konvertierten L-BAND (191,392–299,056 MHz) wird mit der Schwingungsfrequenz (152,480–190,144 MHz) des VCO 28a durch den Mischerschaltkreis 29 gemischt, und in die Zwischenfrequenz umgesetzt. In diesem Falle regt der PLL-Schaltkreis 28 den VCO 28a, gesteuert von der CPU 30, an, um die Schwingungsfrequenz (152,480 MHz) zu erzeugen, die benötigt wird, um die Frequenz (191,392 MHz), die „L1" entspricht, in die Zwischenfrequenz umzusetzen, weil das „L1" von der Bedieneinheit zugeführt wurde. Deshalb kann der DAB-Empfänger 50 selektiv nur die Station mit dem Kennzeichen von „L1" im Frequenzband in L-BAND empfangen.
Wie oben beschrieben, tritt, wenn das Signal in L-BAND empfangen wird, der im Abwärtsumsetzer 24b enthaltene Schaltkreis der automatischen Verstärkungsregelung 24d in Funktion, so dass, wie in 3 gezeigt, die Eingangs-/Ausgangskennlinie und die AGC-Kennlinie, wie in dem Fall, wenn das Signal in BANDIII empfangen wird, erhalten werden können. Während das Signal in L-BAND empfangen wird, ist die Leistung für den ersten Empfangsabschnitt 21 in BANDIII AUS, aber die Spannungsversorgung 27 arbeitet. Deshalb wird bei Antenneneingangsspannungen jenseits des Punktes (c), der Pegelkomparator 27b durch die AGC-Spannung vom automatischen Verstärkungsregelschaltkreis 27a in Funktion gesetzt, wie im Falle, wenn das Signal in BANDIII empfangen wird, womit das erste und das zweite Dämpfungsmittel 22 und 25 in Funktion gesetzt werden. Der DAB-Empfänger 50 weist jedoch den Signalen in BANDIII und L-BAND unterschiedliche Empfangsabschnitte zu, die möglicherweise nicht die gleiche Eingangs- /Ausgangskennlinie zeigen. In diesem Falle sind die Arbeitsbereiche, in denen der Mischerschaltkreis 29 anfällig für die Erzeugung von Interferenzstörungen ist, für BANDIII und L-BAND unterschiedlich.
Um dieses Problem zu lösen, ändert der DAB-Empfänger 50 den Schwellenwert des Pegelkomparators 27b zum Ansteuern des ersten und des zweiten Dämpfungsmittels 22 und 25 mit Hilfe der Schwellenspannungswechselschaltung 27c. Z.B. werden die Schwellenwerte so ausgewählt, dass, wenn das Signal L-BAND empfangen wird, das erste und das zweite Dämpfungsmittel 22 und 25 am Punkt (e) angesteuert werden, und wenn das Signal in BANDIII empfangen wird, werden sie am Punkt (d) angesteuert.
In einer solchen Konfiguration kann, in beiden Fällen, wenn die Signale in BANDIII und L-BAND empfangen werden, im Wesentlichen die selbe Empfangsqualität erreicht werden.
Wenn der DAB-Empfänger 50 in einem Fahrzeug eingebaut ist, wie in 5 gezeigt, können in dem Bereich, in dem die Empfangsgebiete der BANDIII-Station und der L-BAND-Station einander überlappen, sowohl die Frequenz (190,640 MHz) von „7B" und die Frequenz von (192,352 MHz) von „7C", die im Frequenzband von BANDIII durch die erste Antenne 20 zugeführt werden, möglicherweise zu Interferenzstörungen bei der Frequenz (191,392 MHz) des konvertierten L-BAND von „L1" führen.
Der DAB-Rundfunk benutzt das Signal in einem Band von ±750 kHz als Mittenfrequenz. In diesem Fall ist, z.B., die Differenz zwischen der Frequenz (190,640 MHz) von „7B" in BANDIII und der Frequenz (191,392) von „L1" im konvertierten L-Band 752 kHz. Deshalb mischen die Frequenzbänder und erzeugen jeweils füreinander Interferenzstörungen.
In ähnlicher Weise ist die Differenz zwischen der Frequenz (220,352 MHz) von „11C" in BANDIII und der Frequenz (220,496 MHz) von „L18" im konvertierten L-BAND 144 kHz. Eine solche Frequenzdifferenz führt zu vollständiger gegenseitiger Interferenzstörung. Wie man aus der Beziehung zwischen der Frequenz in BANDIII in 2A und in dem konvertierten L-BAND in 2B zu sehen ist, gibt es viele Stationen, bei denen die Frequenzen in BANDIII in dieser Weise die Frequenzen im konvertierten L-BAND stören.
Wenn jedoch bei einem DAB-Empfänger gemäß der Erfindung eine Antenneneingangsspannung jenseits Punkt (c), die Interferenzstörungen erzeugt, zugeführt wird, so wird das zweite Dämpfungsmittel 25 angesteuert und die PIN-Diode D2 des ersten Dämpfungsmittels 22 wird über das Kopplungsmittel AN geschaltet. Deshalb wird die erste Antenne 20 mit der kleinen Impedanz in der PIN-Diode D2 gedämpft. Zusätzlich wird das durch die erste Antenne 20 zugeführte Signal in BANDIII durch das erste Dämpfungsmittel 22, welches unmittelbar vor dem ersten Empfangsabschnitt 21 vorgesehen ist, auf das Potential der Erde kurzgeschlossen. Deshalb dringt das Signal in BANDIII nicht in den Mischerschaltkreis ein und erzeugt folglich keine Interferenzstörung.
Obwohl in dem DAB-Empfänger 50 gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zwei Antennen, die erste Antenne 20 und die zweite Antenne 23, vorgesehen sind, kann eine einzige gemeinsame Antenne sowohl für BANDIII und L-BAND vorgesehen sein, um den gleichen Effekt zu erzielen. Obwohl das erste und das zweite Dämpfungsmittel 22, 25 aus den PIN-Dioden D2 und D3 bestehen, können Sie auch aus Hochfrequenzschaltelementen bestehen.

Claims

DAB-Empfänger, umfassend: einen ersten Empfang abschnitt (21) zum Empfangen eines ersten Signals in einem ersten Frequenzband, zugeführt durch eine erste Antenne (20); einen zweiten Empfangsabschnitt (24) zum Empfangen eines zweiten Signals in einem zweiten Frequenzband, höher als das erste Frequenzband, zugeführt durch eine zweite Antenne (23), wobei der zweite Empfangsabschnitt (24) über Mittel (24b) zum Konvertieren des zweiten Frequenzbandes in das erste Frequenzband verfügt; gekennzeichnet durch ein erstes Dämpfungsmittel (22) zum Dämpfen des ersten Signals, empfangen durch den ersten Empfangsabschnitt (21); ein zweites Dämpfung mittel (25) zum Dämpfen des zweiten Signals, empfangen durch den zweiten Empfangsabschnitt (24); und eine Spannungsversorgung (27) zum Ansteuern des ersten und des zweiten Dämpfungsmittels (22, 25) gemäß dem Wert des ersten Signals oder des zweiten Signals über die erste Antenne (20) oder die zweite Antenne (23); und wobei das erste Dämpfungsmittel (22) und das zweite Dämpfungsmittel (25) über ein Kopplungsmittel (26) direkt miteinander gekoppelt sind; und sich das erste Dämpfungsmittel (22) und das zweite Dämpfungsmittel (25) jeweils unmittelbar vor dem ersten Empfangsabschnitt (21) und dem zweiten Empfangsabschnitt (24) befinden.
DAB-Empfänger nach Anspruch 1, wobei das erste Signal im ersten Frequenzband ein Signal in BANDIII ist, und das zweite Signal im zweiten Frequenzband ein Signal im L-BAND ist
DAB-Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste und das zweite Dämpfungsmittel (22, 25) PIN-Dioden (D2, D3) sind, deren Impedanz mit dem Ansteigen eines Stromwertes sinkt.
DAB-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spannungsversorgung (27) in Übereinstimmung mit Werten des ersten Signals und zweiten Signals geschaltet wird.
DAB-Empfänger nach Anspruch 1, wobei das Kopplungsmittel (26) eine Hochfrequenzspule (L1) ist.