CN86103137A - 电子调谐式fm接收机 - Google Patents
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Abstract
在具有调谐电路的高频放大电路、频率变化电路、中频信号放大电路、检波电路及控制上述频率变化电路的局部振荡器的振荡频率的第1调谐控制电压产生电路的电子调谐式FM接收机里，设有一能控制使来自上述第1调谐控制电压产生电路的调谐控制电压能根据上述检波电路的低频信号作相应变化、再供给上述高频放大电路的调谐电路，和一使该调谐频率基本上能够跟踪高频接收频率的第2调谐控制电压产生电路，从而使高频调谐电路的通(频)带中心频率能与接收频率基本一致。
Description
本发明涉及电子调谐式FM接收机。它通过设有一能控制变频电路局部振荡器振荡频率的第1调谐控制电压产生电路，以及一根据频率检测电路的检测输出，将来自该第1调谐控制电压产生电路的调谐控制电压相应地改变并供给于高频放大电路的调谐电路，并控制其调谐频率跟随高频接收频率的第2调谐控制电压产生电路，从而减少出现在高频接收信号的高频放大电路上的失真。
参照图7对先有的电子调谐式FM无线电接收机进行说明。来自天线（1）的接收信号被输至高频放大电路RA。该高频放大电路RA是由高频放大器（3）及其前后的高频调谐电路（2）、（4）构成的。高频调谐电路（2）、（4）分别构成双调谐电路，并各由一对电磁耦合的线圈L1，L2和分别与此相并列连接的电容器C及一对电压控制式变量元件（变容二极管）VC的串联电路构成的。来自高频放大电路RA的高频信号输至构成频率变化电路（5）的混合电路（6）。由混合电路（6）得到的中频信号是通过中频放大电路（8）输至频率检波电路（9）。（10）是获得频率检波输出的输出端。（7）是构成频率变化电路（5）的局部振荡器，具有由线圈L和分别与此并列连接的电容器C及一对电压控制式变量元件（变容二极管）VC的串联电路而构成的谐振电路（7A）。
（11）是作为调谐控制电压产生电路的PLL，具有标准振荡器（12）、比相器（13）、可编程序分频器（14）及低通滤波器（15）。而且由局部振荡器（7）发出的振荡信号是被供给到可编程序分频器（14），这个分频过的信号和由标准振荡器（12）发出的标准进行1/N分频，信号则被送到比相器（13）进行相位比较，其比较输出则供给低通滤波器（15）。
而由这个低通滤波器（15）获得的调谐控制电压是供给局部振荡器（7）的调谐电路（7A）的各个电压控制式变量元件VC的负极，进而，这个调谐控制电压还被供给高频放大电路RA的各高频调谐电路（2）、（4）的各电压控制式变量元件VC的各负极。
在这个电子调谐式FM无线电接收机里，是通过选择PLL（11）的可编程序分频器（14）的分频比来决定选台频率。也就是通过变换可编程序分频器（14）的分频比来使局部振荡器（7）的振荡频率得以变换，并使高频放大电路RA的高频调谐电路（2）、（4）的通（频）带中心频率也得到变换，使之与选台频率基本一致。
在上述的原来的电子调谐式FM无线电接收机里，高频放大电路RA的高频调谐电路（2）、（4）的通（频）带中心频率是变化成与选台频率，即高频接收信号的载波频率基本一致。也就是说，如图8所示的那样，对于用曲线表示的高频放大电路（2）、（4）的频率特性，载波频率fo和通（频）带中心频率是一致的。而且由于这个载波信号是根据调谐信号（声频信号）来进行频率调制的，所以供给高频放大电路RA的高频接收信号是以fo为中心不时地起着变化。例如，瞬时频率fo-△f的情形，其高频放大电路RA中的灵敏度便如图示那样低于频率为fo的情形，同时受△f值左右的高频接收信号，由于其相位会起各种变化，也就会造成失真。
因而，本发明的目的是提供一种在高频放大电路里高频接收信号不易失真的电子调谐式FM接收机。
本发明的电子调谐式FM接收机所具有的特征是：在拥有具备调谐电路（2）、（4）的高频放大电路RA、高频变化电路（5）、中频放大电路（8）、频率检波电路（9）及控制频率变化电路（5）的局部振荡器（7）的振荡频率的第1调谐控制电压产生电路（11）而构成的电子调谐式FM接收机里，设有一第2调谐控制电压产生电路（25），其功用是控制使第1调谐控制电压产生电路（11）所产生的调谐控制电压能根据频率检波电路（9）的检波输出作相应的变化，然后供给高频放大电路RA的调谐电路（2）、（4），并使其调谐频率基本上能够跟踪高频接收频率。
采用本发明的方法，由于采用第2调谐控制电压产生电路（25），使高频放大电路RA的调谐电路（2）、（4）的通（频）带中心频率基本上能跟踪高频接收信号的频率，所以高频放大电路RA输出的振幅特性基本上是平坦的，同时相位特性也基本平坦，减少了在高频接收信号的高频放大电路RA里产生的失真。
图1是表示本发明一实施例的电路图，图2是表示高频调谐电路的频率特性和高频接收信号的频率函数的特性曲线图，图3是表示高频调谐电路中的振幅频率特性及相位特性的特性曲线图，图4是表示运算放大器（21）的输出电压的频率特性的特性线图，图5是表示供给高频调谐电路各电压控制式变量元件的调谐控制电压的频率特性的特性曲线图，图6是表示本发明的另一实施例中的一部份的电路图，图7是先有技术实例的电路图，图8是表示先有技术实例的高频调谐电路的高频特性及高频接收频率关系的特性曲线图。
RA高频放大电路，（2）、（4）是高频调谐电路，（3）是高频放大器，（5）是频率变化电路，（6）是频率混合器，（7）是局部振荡器，（8）是中频放大电路，（9）是频率检波电路，（11）是作为第1调谐控制电压产生电路的PLL，（25）是第2调谐控制电压产生电路。
以下参照图1就本发明的一实施例进行说明。图1是表示电子调谐式FM无线电接收机，来自天线（1）的高频接收信号被送到高频放大电路RA。该高频放大电路RA是由高频放大器（3）和设置在其前级和后级的高频调谐电路（2）、（4）所构成的。高频调谐电路（2）、（4）分别为双调谐电路构成，由电磁耦合的线圈L1、L2和分别与此并列接续的电容器C及一对电压控制式变量元件（变容二极管）VC的串联电路构成，高频放大电路RA的输出是供给构成频率变化电路（5）的混合电路（6），由此所得的中频信号是通过中频放大电路（8）供给频率检波电路（9）、由输出端（10）获得检波输出。（7）是构成频率变化电路（5）的局部振荡器，具有由线圈L和与此并列连接的电容器C及一对电压控制式变量元件（变容二极管）VC的串联电路形成的谐振电路（7A）。
（11）是作为第1调谐控制电压产生电路的PLL，它具有标准振荡器（12）、比相器（13），可编程序分频器（14）、低通滤波器（15）。来自局部振荡器（7）的局部振荡信号是送到分频器（14）以1/N进行分频。这个分频输出和来自标准振荡器（12）的标准振荡信号是被送到比相器（13）进行相位比较，其比较输出再供给低通滤波器（15）。低通滤波器（15）所获得的调谐控制电压被输至局部振荡器（7）的谐振电路（7A）的各电压控制式变量元件VC的负极。
（25）是调谐控制电压产生电路，以下对其进行说明。来自PLL（11）的第1调谐控制电压通过缓冲放大器（17）附加到电阻器（18）及（19）的串联电路两端。从电阻器（18）、（19）的连接点中点得到的电压被送给运算放大器（16）的非反相输入端。在运算放大器（16）的输出端及反相输入端之间还连有电阻器（20）。
频率检波电路（9）的检波输出即声频信号是被送给运算放大器（21）的非反相输入端。在运算放大器（21）的输出端及反相输入端之间连接着电阻器（22）。而且运算放大器（21）的输出端是通过电阻器（23）与运算放大器（16）的反相输入端相连接。缓冲放大器（17）的输出是送到双限比较器（24）和例如5个标准电压进行比较。根据是进入的5个标准电压间的那一个的领域，来产生出4个种类的比较输出。运算放大器（21）的反相输入端分别通过各个的离合开关S1～S4。电阻器R1～R4及直流电源E1～E4的串联电路而接地的。
而来自运算放大器（16）的调制控制电压则被送到高频放大电路RA的各高频调谐电路（2）、（4）的各个电压控制或变量元件VC的负极。
以下对该电子调谐式FM无线电接收机的工作进行说明。通过改变PLL（11）的可编程序分频器（14）的分频比的办法，便可以进行选台。也就是说通过可编程序分频器（14）的分频比的变化来使局部振荡器（7）的局部振荡频率产生变化，同时，可以取得跟踪。使高频放大电路RA的各高频调谐电路（2）、（4）的通（频）带中心频率与选台频率即高频接收信号的载波频率基本一致。
然而，电压控制式变量元件（变容二极管）的容量及控制电压的关系是非线性的，而采用此调谐电路时，随着调谐频率的变高，要获得同一频率偏位的控制电压偏位就会变大。也就是说控制电压是调谐频率的2～3倍。考虑到这一点，运算放大器（21）的放大就能以近似于折线的方式作如下变化，也就是将来自缓冲放大器（17）的调谐控制电压供给双限比较器（20），和例如5个标准电压Va、Vb、Vc、Vd、Ve（但是Va＜Vb＜Vc＜Vd＜Ve）进行比较。并且调谐控制电压是根据处在这些标准电压Va～Ve之间4个领域的那一个领域里来对开关S1～S4作选择开启，运算放大器（21）的放大是根据电阻器R1～R4的电阻值的情况来作变化的，并据此来对检波电路（9）的检波输出电压进行补正，使调谐电路（2）、（4）的调谐频率和控制电压的关系能和上述的特性相吻合。
进而，在接收频带（如76MH2～90MH2）里，将来自缓冲放大器（17）的调谐控制电压以相应电压来转换直流电源E1～E4，并通过变化运算放大器（21）的偏压来进行补正。使高频调谐电路（2）、（4）的通（频）带中心频率（调谐频率）能和选台频率（高频接收载波频率）基本一致。
还有，将供给运算放大器（21）的非反相输入端的频率检波输出电压作为Va，把运算放大器（21）的输出电压作为V3，把缓冲放大器（17）的输出电压作为V1，把运算放大器（16）的输出电压作为V2，并且通过控制运算放大器（16）的放大来使在V3＝0时能形成V2＝V1。
而在把来自PLL（11）的调谐控制电压直接供给各高频调谐电路（2）、（4）的各个电压控制式变量元件VC时，跟踪误差的频率特性就如同图4的虚线。如果在下方具有凸的特性的话，供给各调谐电路（2）、（4）的各个电压控制式变量元件VC的控制电压也可是该反特性的电压。因而把高频接收频率范围设在频率fa～fe之间，并把其间分成四个等分，设为包括两端的标准频率fa、fb、fc、fd、fe，以上述的直流电源E1～E4来获得在该各个领域里的大致平均的控制电压Vα、Vβ、Vr、Voe，也就是说图4用实线表示的具有频率特性的电压则变为运算放大器（21）的输出侧的电压V3。
此外，通过电阻器R1～R4，使运算放大器（21）的放大在上述各频率fa～fe之间的各个领域里都各有不同，并使供给调谐电路（2）、（4）的各个电压控制式变量元件VC的控制电压的梯度都不尽相同。在运算放大器（16）的输出端得到如图5所示的频率特性的调谐控制电压V2，再供给调谐电路（2）、（4）的各个电压控制式变量元件VC的各个负极。
还有各个开关均予省略，而取代各个电阻器的是采用FET等的1个可变电阻元件，同时代替各直流电源的是采用一个可变直流电源，使运算放大器（21）的放大及偏位都能可变地进行接续。
这样如图2所示，调谐电路（2）、（4）的通（频）带中心频率（调谐频率）就会根据供给高频放大电路RA的高频接收信号的接收频率fo～△f作相应的变化，使之与这个频率fo～△f能基本一致。为此如图3A所示，与高频接收频率相对的振幅特性是以最大频率偏位来作为±△f的时候，在fo-△f及fo+△f之间的范围大致为平坦。另外如图3B所示，高频接收信号的相位特性也是在fo-△f及fo+△f之间的范围基本上是平坦，这样一来在高频接收信号的高频放大电路RA里所产生的失真就会大幅度地减少。
还有如上所述，运算放大器（21）的偏置电压是根据来自PLL（11）的调谐控制电压的值起相应地变化，所以高频放大电路RA的高频调谐电路（2）、（4）完全能够取得跟踪。
在上述说明里，在运算放大器（21）的反相输入端及接地之间，并列连接着4个由离合开关、电阻器及直流电源构成的串联电路。运算放大器（21）的偏置电压和放大两者虽然都是同时进行转换的，但是如图6所示也可作如下之构成，即设2级的运算放大器（21A）、（21B）在各自的输出端及反相输入端之间连接上电阻器（22A）、（22B），于一边的运算放大器（21A）的反相输入端及接地之间并列连接离合开关S11～S14及电阻器R1～R4的各个串联电路，而在另一边的运算放大器（21B）的反相输入端及接地之间，则通过电阻器R。并列连接离合开关S21～S24及直流电源E1～E4的各个串联电路，这种情形也能作和图1同样的工作。
采用上述本发明的方法，由于高频放大电路的高频调谐电路的调谐频率基本上可以跟踪高频接收频率，所以能够减少在高频接收信号的高频放大电路所出现的失真。
Claims (7)
1、一电子调谐式FM接收机，其特征是：在具有调谐电路的高频放大电路、频率变化电路、中频信号放大电路、检波电路及控制上述频率变化电路的局部振荡器的振荡频率的第1调谐控制电压产生电路的电子调谐式FM接收机里，设置一能控制使来自上述第1调谐控制电压产生电路的调谐控制电压根据上述检波电路的低波信号作相应的变化然后供给上述高频放大电路的调谐电路，使该调谐频率基本上能跟踪高频接收频率的第2调谐控制电压产生电路。
2、权利要求1所述的电子调谐式FM接收机的进一步特征为：上述第1调谐控制电压产生电路是由标准振荡器，比相器，和由可编程序分频器及低通滤波器构成的PLL电路（相位锁定环路）构成，同时通过能够变化上述可编程序分频器的分频比的方法，由上述低通滤波器输出上述第1调谐控制电压，同时设有一加法器，用来相加上述第2调谐控制电压产生电路的输出和上述PLL电路的低通滤波器的输出。
3、权利要求2所述的电子调谐式FM接收机，其进一步特征为：上述加法器的输出是附加在上述高频放大电路的调谐电路里。
4、权利要求3所述的电子调谐式FM接收机，其进一步特征为：作为上述高频放大电路的调谐电路的调谐元件是电压控制式变量元件，同时设有一非线性补正机构，以用来对该电压控制式变量元件的调谐控制电压进行容量特性的非线性的补正。
5、权利要求4所述的电子调谐式FM接收机，其进一步特征为：上述非线性补正机构为根据连接上述PLL电路的低通滤波器的输出的双限比较器和这个双限比较器的输出来相应地产生补正电压，并把该补正电压附加到上述加法机构里的补正电压产生电路。
6、权利要求5所述的电子调谐式FM接收机，其进一步特征为：上述第2调谐控制电压产生电路的输出电压电平可根据上述电压控制式变量元件的电压容量特性作相应的变化。
7、权利要求6所述的电子调谐式FM接收机，其进一步特征是：另外设一放大上述检波器的低频信号再供给上述加法机构的放大器，该放大器的放大可以根据上述电压控制式变量元件的电压容量特性作相应的变化。
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| EP0221189B1 (en) | 1991-06-12 |
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| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |