DE1102834B - Overlay receiver for the optional reception of amplitude-modulated or frequency-modulated vibrations - Google Patents
Overlay receiver for the optional reception of amplitude-modulated or frequency-modulated vibrationsInfo
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Description
Uberlagerungsempfänger zum wahlweisen Empfang amplitudenmodulierter oder frequenzmodulierter Schwingungen Die Erfindung bezieht sich auf Überlagerungsempfänger zum wahlweisen Empfang amplitudenmodulierter oder frequenzmodulierter Schwingungen mit einem für beide Empfangsarten gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker und hat sich die Aufgabe gestellt, den Empfang beider Modulationsarten mit möglichst einfachen Mitteln zu ermöglichen.Overlay receiver for optional reception of amplitude-modulated or frequency-modulated oscillations. The invention relates to heterodyne receivers for the optional reception of amplitude-modulated or frequency-modulated vibrations with an intermediate frequency amplifier common to both types of reception and has set the task of receiving both types of modulation with the simplest possible To enable funds.
Bei bekannten kombinierten AM-FM-Empfängern werden zwei verschiedene Zwischenfrequenzen benutzt, wobei zwischen den einzelnen Verstärkerstufen in Reihe geschaltete Koppelelemente (Bandfilter) vorgesehen sind, von denen jeweils das eine auf die AM-Zwischenfrequenz von beispielsweise 468 kHz und das andere auf die FM-Zwischenfrequenz von beispielsweise 10,7 MHz abgestimmt ist. Dabei ist die Bandbreite des FM-ZF-Kanals entsprechend dem Frequenzhub von beispielsweise ± 75 kHz wesentlich größer als die des AM-ZF-Kanals.In known combined AM-FM receivers, two different Intermediate frequencies used, with between the individual amplifier stages in series switched coupling elements (band filter) are provided, each of which is one to the AM intermediate frequency of, for example, 468 kHz and the other to the FM intermediate frequency of 10.7 MHz, for example. This is the bandwidth of the FM IF channel corresponding to the frequency deviation of, for example, ± 75 kHz, much larger than that of the AM-IF channel.
Es ist auch ein Verfahren zum wahlweisen Überlagerungsempfang frequenz- oder amplitudenmodulierter Schwingungen bekannt, bei dem beide Modulationsarten durch Mischung mit je einer besonderen, gegebenenfalls umschaltbaren Os.zillatorfrequenz in die gleiche Zwischenfrequenz umgesetzt und in dem gleichen Breitband-ZF-Kanal verstärkt werden. Für jede Modulationsart ist an den gemeinsamen ZF-Verstärker je ein Demodulator angeschlossen. Da der RF-Verstärker breitbandig ausgebildet ist, fehlt ihm beim Empfang amplitudenmodulierter Sender die nötige Selektion. Um diesen Nachteil auszugleichen, wird bei dem bekannten Verfahren zur Demodulation amplitudenmodulierter Schwingungen das Synchrodynprinzip angewandt, welches jedoch bekanntlich einen erheblichen Aufwand an Schaltungsmitteln erfordert.It is also a method for selective heterodyne reception frequency- or amplitude-modulated oscillations known in which both types of modulation by mixing each with a special, optionally switchable oscillator frequency converted to the same intermediate frequency and in the same broadband IF channel be reinforced. For each type of modulation there is a common IF amplifier each a demodulator connected. Since the RF amplifier is broadband, it lacks the necessary selection when receiving amplitude-modulated transmitters. To this one To compensate for the disadvantage, the known method for demodulation is amplitude-modulated Vibrations the Synchrodynprinzip applied, which, however, is known to be a considerable Requires expenditure on circuit means.
Bei einem anderen bekannten Empfänger mit gemeinsamem RF-Verstärker für amplituden- und frequenzmodulierte Schwingungen ist bei FM-Empfang dem RF-Verstärker ein Umformernetzwerk vorgeschaltet, welches aus den empfangenen frequenzmodulierten Schwingungen amplitudenmodulierte Schwingungen erzeugt. Da diese amplitudenmodulierten Schwingungen jedoch gleichzeitig auch noch frequenzmoduliert sind, muß auch hier der RF-Verstärker breitbandig ausgebildet sein, so daß bei AM-Empfang keine genügende Selektion vorhanden ist.In another known receiver with a common RF amplifier For amplitude- and frequency-modulated oscillations, the RF amplifier is used for FM reception a converter network is connected upstream, which consists of the received frequency-modulated Vibrations generated amplitude-modulated vibrations. Since these are amplitude-modulated Vibrations, however, are also frequency-modulated at the same time, must also here the RF amplifier can be made broadband, so that there is no sufficient AM reception Selection is available.
Ferner sind Überlagerungsempfänger für frequenztnodulierte Schwingungen bekannt, bei denen durch eine Frequenzgegenkopplung der Frequenzhub der Zwischenfrequenzschwingungen eingeengt und dem verzerrungsfreien Aussteuerungsbereich desFrequenzmodulators angepaßt wird. Zu diesem Zweck wird dem Frequenzmodulator eine der Niederfrequenzamplitude proportionale Regelspannung entnommen, die über eine Reaktanzröhre die Frequenz des örtlichen Oszillators derart steuert, daß .eine Frequenzhubverminderung eintritt. In Weiterbildung einer solchen Schaltung ist es ferner bekannt, die Oszillatorfrequenz über eine besondere Nachsteuereinrichtung so zu regeln, daß eine nahezu konstante Zwischenfrequenz erhalten wird. Da die von der Nachsteuereinrichtung abgegebene, über eine Reaktanzstufe die Oszillatorfrequenz steuernde Regelspannung dem jeweiligen Augenblickswert der Zwischenfrequenz und damit der Amplitude der Modulations.frequenz proportional ist, kann unmittelbar an den Ausgang der Nachsteuereinrichtung ein Lautsprecher oder ein Niederfrequenzverstärker angeschlossen werden. Ebenso wie bei den FM-Empfängern ohne Frequenzgegenkopplung besteht der Zeichenkanal bei den oben geschilderten Empfängern mit Frequenzgegenkopplung aus einer Mischstufe, einem Zwischenfrequenzverstärker, einer Begrenzerstufe und einem nachgeschaltetenFM-Dernodulator.Furthermore, heterodyne receivers are used for frequency-modulated oscillations known, in which the frequency deviation of the intermediate frequency oscillations by a frequency negative feedback narrowed and adapted to the distortion-free modulation range of the frequency modulator will. For this purpose, the frequency modulator is given one of the low frequency amplitudes proportional control voltage is taken, the frequency via a reactance tube the local oscillator controls such that .eine frequency deviation occurs. In a further development of such a circuit, it is also known to use the oscillator frequency To regulate via a special adjustment device so that an almost constant Intermediate frequency is obtained. Since the output from the readjustment device, the control voltage controlling the oscillator frequency via a reactance stage Instantaneous value of the intermediate frequency and thus the amplitude of the modulation frequency is proportional, can be fed directly to the output of the readjustment device Speakers or a low frequency amplifier can be connected. As well as With the FM receivers without frequency negative feedback, the character channel exists with the receivers described above with frequency negative feedback from a mixer, a Intermediate frequency amplifier, a limiter stage and a downstream FM derodulator.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei Anwendung einer solchen Frequenzgegenkopplung möglich ist, die Nachteile der eingangs geschilderten kombinierten AM-FM-Empfänger mit breitbandigem RF-Verstärker zu vermeiden, ohne jedoch getrennte RF-Kanäle vorsehen zu müssen. Die Erfindung bezieht sich demnach auf Überlagerungsernpfänger zum wahlweisen Empfang amplitudenmodulierter oder frequenzmodulierter Schwingungen, wobei die Schwingungen beider Modulationsarten mit je einer besonderen Oszillatorfrequenz in die gleiche Zwischenfrequenz umgesetzt und in einem gemeinsamen. RF-Kanal verstärkt werden. Die Erfindung vereinigt mehrere, zum Teil an sich bekannte Maßnahmen zu einer Empfangsschaltung, die sich sowohl durch eine gute ZF-Selektion als auch durch einen geringen Schaltungsaufwand auszeichnet. Nach einem ersten Merkmal des Überlagerungsempfängers gemäß der Erfindung sind die Frequenzlage und die Bandbreite des gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärkers im wesentlichen den Bedürfnissen bei AH-Empfang angepaßt. Dieser ZF-Verstärker ist somit lediglich für eine bestimmte Zwischenfrequenz von beispielsweise 452 kHz ausgelegt, die sowohl bei AM-Empfang als auch bei FM-Empfang benutzt wird. Dadurch entfallen die bei den bekannten AM-FM-Empfängern mit verschiedenen Zwischenfrequenzen für die beiden Modulationsarten benutzten Kombinationsfilter, für deren Abgleich in der Fertigung stets ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich ist. Trotzdem ist der ZF-Verstärker auch für AM-Sender selektiv.The invention is based on the knowledge that when applied such a frequency negative feedback is possible, the disadvantages of the aforementioned Avoid combined AM-FM receivers with broadband RF amplifiers without however, having to provide separate RF channels. The invention relates accordingly on heterodyne receiver for the optional reception of amplitude-modulated or frequency-modulated Vibrations, the vibrations of both types of modulation each with a special one Oscillator frequency converted into the same intermediate frequency and in a common. RF channel can be amplified. The invention combines several, for Part of the measures known per se for a receiving circuit, which is characterized by both a good IF selection as well as a low circuit complexity. According to a first feature of the heterodyne receiver according to the invention are Frequency position and the bandwidth of the common intermediate frequency amplifier essentially adapted to the needs of AH reception. This IF amplifier is therefore only designed for a certain intermediate frequency of, for example, 452 kHz, both is used for AM reception as well as for FM reception. This eliminates the need for the known AM-FM receivers with different intermediate frequencies for the two types of modulation used combination filters, for their comparison in production always a significant one Expenditure of time is required. Nevertheless, the IF amplifier is also suitable for AM transmitters selectively.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen die FM-Mischstufe und den ZF-Verstärker in an sich bekannter Weise ein als Modulationswandler dienendes Netzwerk mit frequenzabhängigem Übertragungsmaß eingeschaltet ist, welches die Frequenzmodulation der Schwingungen am Ausgang der F'-\I-Mischstufe in eine Amplitudenmodulation umwandelt. Die Zwischenfrequenz ist daher bei FM-Empfang sowohl amplitudenmoduliert als auch frequenzmoduliert. Die Amplitudenmodulation der Zwischenfrequenz wird ebenso wie bei AM-Empfang mit Hilfe .eines AM-Detektors zur Wiedergewinnung der Modulationsspannungen (Niederfrequenz) benutzt. Im ZF-Verstärker darf deshalb keine Amplitudenbegrenzung der ZF-Schwingungen erfolgen, wie dies bei bekannten FM-Schaltungen mit getrenntem FM-Demodulator zwecks Unterdrückung der dort unerwünschten Amplitudenmodulation üblich ist.Another feature of the invention is that between the FM mixer and the IF amplifier in a known manner as a modulation converter serving network with frequency-dependent transmission rate is switched on, which the frequency modulation of the oscillations at the output of the F '- \ I mixer stage into a Converts amplitude modulation. The intermediate frequency is therefore both in FM reception amplitude modulated as well as frequency modulated. The amplitude modulation of the intermediate frequency is used for recovery with the help of an AM detector, as is the case with AM reception the modulation voltages (low frequency) are used. Therefore, in the IF amplifier there is no amplitude limitation of the IF oscillations, as is the case with known ones FM circuits with a separate FM demodulator for the purpose of suppressing the undesired ones there Amplitude modulation is common.
Um den über den Durchlaßbereich des, wie erwähnt, im wesentlichen für AM-Empfang bemessenen ZF-Verstärkers hinausgehenden Frequenzhub der Zwischenfrequenz zu verringern, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dem sich an den ZF-Verstärker anschließenden AM-Detektor oder einer ihm nachfolgenden NF-Verstärkerstufe eine der NF-Amplitude proportionale Regelgröße entnommen, die die Oszillatorfrequenz im Sinne einer Frequenzgegenkopplung zur Verminderung des Frequenzhubes der Zwischenfrequenz bei FM-Empfang nachregelt. Eine solche Verminderung des Frequenzhubes ist erforderlich, um das Auftreten einer zusätzlichen, nicht durch den erwähnten Modulationswandler aus der Frequenzmodulation gewonnenen Amplitudenmodulation zu vermeiden. Eine solche zusätzliche Amplitudenmodulation würde nämlich am Eingang des AM-Detektors auftreten, sobald der Zwischenfrequenzverstärker infolge der Frequenzmodulation der Zwischenfrequenz über seinen Durchlaßbereich hinaus ausgesteuert würde.To the over the pass band of, as mentioned, essentially Frequency deviation of the intermediate frequency exceeding the IF amplifier rated for AM reception to reduce, according to a further feature of the invention, which relates to the IF amplifier subsequent AM detector or a subsequent LF amplifier stage The controlled variable proportional to the AF amplitude is taken, which is the oscillator frequency in the sense of a frequency negative feedback to reduce the frequency deviation of the intermediate frequency readjusts for FM reception. Such a reduction in the frequency deviation is necessary to the occurrence of an additional, not by the mentioned modulation converter to avoid amplitude modulation obtained from the frequency modulation. Such additional amplitude modulation would occur at the input of the AM detector, as soon as the intermediate frequency amplifier as a result of the frequency modulation of the intermediate frequency would be controlled beyond its pass band.
Da für FM-Empfang und AM-Empfang sowohl derselbe ZF-Verstärker als auch derselbe Demodulator, nämlich ein AM-Demodulator, verwendet wird, ist eine Umschaltung des Einganges des Niederfrequenzverstärkers beim Übergang von einer Empfangsart auf die andere nicht erforderlich.Since the same IF amplifier as the also the same demodulator, namely an AM demodulator, is used is one Switching of the input of the low frequency amplifier when changing from one The other type of reception is not required.
Die Erfindung ermöglicht überdies mit einfachen. Mitteln eine Erweiterung eines AM-Empfängers zum Empfang frequenzmodulierter Schwingungen, ohne dabei im AM-Empfänger selbst Änderungen vornehmeia zu müssen. Dieser Vorteil wirkt sich bei der Fertigung solcher Empfänger insofern besonders günstig aus, als man die für einen reinen AM-Empfänger entwickelten und vorgefertigten Bausteine, beispielsweise den ZF-Verstärker, den Demodulator und den NF-Verstärker, vorzugsweise in der Form -gedruckter Schaltungen, auch in einem kombinierten AM-FM-Empfänger gemäß der Erfindung verwenden kann. Für diese Fälle sind zweckmäßig für AM- und FM-Empfang getrennte Eingangs- und/oder Mischstufen vorgesehen. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, zumindest einen Teil dieser Stufen für beide Empfangsarten gemeinsam zu verwenden. Man kann beispielsweise eine bei AM-Empfang als selbstschwingende Mischstufe arbeitende Verstärkerstufe bei FM-Empfang als Oszillator oder als steuerbaren Blindwiderstand für die Nachregelung der Oszillatorfrequenz verwenden. Als steuerbarer Blindwiderstand stehen Röhrenschaltungen, Transistorschaltungen sowie Schaltungen, die den spannungsabhängigen Widerstand bzw. die Sperrschichtkapazität einer Diode als veränderbare freqwenzbestimmende Größe ausnutzen, zur Verfügung. Auch Kondensatoren mit spannungsabhängigem Kapazitätswert, vormagnetisierte Spulen u. dgl. können mit Vorteil für die Zwecke der Erfindung Verwendung finden.The invention also enables simple. Means an extension an AM receiver to receive frequency-modulated vibrations without im AM receivers having to make changes themselves. This benefit works at the production of such receivers is particularly cheap, as one can use the for a pure AM receiver developed and prefabricated modules, for example the IF amplifier, the demodulator and the LF amplifier, preferably in the form -printed circuits, also in a combined AM-FM receiver according to the invention can use. For these cases, it is advisable to have separate AM and FM reception Input and / or mixer stages provided. However, it is also easily possible use at least some of these levels for both types of reception. For example, one can work as a self-oscillating mixer stage with AM reception Amplifier stage for FM reception as an oscillator or as a controllable reactance to readjust the oscillator frequency. As a controllable reactance tube circuits, transistor circuits as well as circuits that depend on the voltage are available Resistance or the junction capacitance of a diode as a variable frequency-determining Take advantage of size, available. Also capacitors with voltage-dependent capacitance value, biased coils and the like can be used to advantage for the purposes of the invention Find use.
Als Modulationswandler zur Umwandlung der Frequenzmodulation der ZF-Schwingungen in eine Amplitudenmodulation kann in einfachster Weise ein Schwingkreis benutzt werden, dessen Abstimmung so gewählt ist, daß die Mittenfrequenz der ZF-Schwingungen etwa in der Mitte einer seiner gegebenenfalls besonders linearisierten Flanken liegt. Auch andere bekannte Modulationswandler, z. B. ein Gegentakt-Modulationswandler, mit gegenüber der Mittenfrequenz verstimmten Kreisen oder ähnliche nach Art der Bandfilter aufgebaute Netzwerke können für diese Zwecke benutzt werden. Auch mit Hilfe eines Tief-oder Bandpasses ist die Modulationsumwandlung möglich.As a modulation converter for converting the frequency modulation of the IF oscillations In an amplitude modulation, an oscillating circuit can be used in the simplest way whose tuning is chosen so that the center frequency of the IF oscillations lies approximately in the middle of one of its possibly particularly linearized flanks. Other known modulation converters, e.g. B. a push-pull modulation converter, with circles that are out of tune with respect to the center frequency or the like of the Networks built up with band filters can be used for these purposes. Also with Modulation conversion is possible with the help of a low pass or band pass.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Der durch die strichpunktierte Linie umrahmte Schaltungsteil entspricht der Schaltung eines normalen Überlagerungsernpfängers für amplitudenmodulierte Schwingungen. Die von der AM-Antenne l aufgenommenen Schwingungen werden über den Vorkreis 2 der Mischstufe 3 zugeführt, in der sie mit den Schwingungen eines örtlichen Oszillators oder mit in dieser Mischstufe selbst (selbstschwingende Mischstufe) erzeugten Schwingungen zur Zwischenfrequenz überlagert werden. An die beiden Zwischenfrequenzstufen4 und 5 schließt sich der AM-Detektor 6 an, dessen Ausgangsspannung in einer Niederfrequenzvorverstärkerstufe? (Treiberstufe) verstärkt und anschließend einer Gegentaktendstufe 8 zugeführt wird, die den Lautsprecher 9 speist. Der Empfänger kann dabei in an sich bekannter Weise mit Transistoren bestückt sein. Zur Erweiterung des Empfängers für den Empfang von frequenzmodulierten Schwingungen dienen die außerhalb der strichpunktierten Umrandungslinie liegenden Schaltungsteile. Für FM-Empfang (UKW) ist zwischen die FM-Antenne 11 und die selbstschwingende Mischstufe 13 eine Vorstufe 12 eingeschaltet. Die Oszillatorfrequenz der selbstschwingenden Mischstufe 13 ist derart gewählt, daß sich beim Empfang eines unmodulierten Trägers eine der Minenfrequenz des ZF-VerstärlLers 4/5 entsprechende Zwischenfrequenz von beispielsweise 452 kHz ergibt. Die von der Mischstufe 13 gelieferten frequenzmodulierten ZF-Schwingungen gelangen anschließend an ein Netzwerk 14 mit frequenzabhängigern Übertragungsmaß, mit dessen Hilfe die Frequenzmodulation der Zwischenfrequenz in eine Amplitudenmodulation umgewandelt wird, so daß die am Eingang 15 des ZF-Verstärkers 4 stehende ZF-Spannung sowohl frequenz- als auch amplitudenmoduliert ist. Zur Verminderung des Frequenzhubes der Zwischenfrequenz und dessen Anpassung an die Durchlaßbreite der ZF-Verstärkerstufen 4 und 5 wird von der Niederfrequenzvorstufe 7 eine Regelspannung oder ein Regelstrom entnommen, mit deren bzw. dessen Hilfe ein in den. Oszillatorkreis der selbstschwingenden Mischstufe 13 eingeschalteter steuerbarer Blindwiderstand 16, z. B. ein Transistor, derart gesteuert wird, daß die Oszillatorfrequenz der jeweiligen, durch die Frequenzmodulation hervorgerufenen Änderung der Zwischenfrequenz entgegengesetzt verändert wird (Frequenzgegenkopplung). Die Frequenzänderungen (Frequenzhub) der ZF-Schwingungen werden so stark vermindert, daß die Zwischenfrequenz auch bei maximalem Frequenzhub der Empfangsschwingungen und im Durchlaßbereich des ZF-Verstärkers liegen. Die selbstschwingende Mischstufe 13, der Modulationswandler 14, die beiden ZF-Verstärkerstufen 4 und 5 sowie der AM-Detektor 6 und die Niederfrequenzstufe 7 bilden somit zusammen mit dem steuerbaren Blindwiderstand 16 einen geschlossenen Frequenzregelkreis.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown. The circuit part framed by the dash-dotted line corresponds the circuit of a normal heterodyne receiver for amplitude-modulated oscillations. The vibrations picked up by the AM antenna 1 are transmitted via the pre-circuit 2 of the Mixing stage 3 is supplied, in which it with the vibrations of a local oscillator or with vibrations generated in this mixer stage itself (self-oscillating mixer stage) are superimposed on the intermediate frequency. To the two intermediate frequency stages 4 and 5 is followed by the AM detector 6, whose output voltage is in a low-frequency preamplifier stage? (Driver stage) is amplified and then fed to a push-pull output stage 8, which feeds the loudspeaker 9. The recipient can do this in a manner known per se be equipped with transistors. To expand the receiver to receive frequency-modulated vibrations are used outside the dash-dotted border line lying circuit parts. For FM reception (VHF) is between the FM antenna 11 and the self-oscillating mixer stage 13 switched on a preliminary stage 12. The oscillator frequency the self-oscillating mixer 13 is chosen so that when receiving a unmodulated carrier one of the mine frequency of the IF amplifier 4/5 corresponding Intermediate frequency of 452 kHz, for example. The ones supplied by the mixer 13 frequency-modulated IF oscillations then reach a network 14 frequency-dependent transmission factor, with the help of which the frequency modulation of the Intermediate frequency is converted into an amplitude modulation, so that the IF voltage at input 15 of the IF amplifier 4 is both frequency and as well as being amplitude modulated. To reduce the frequency deviation of the intermediate frequency and its adaptation to the pass width of the IF amplifier stages 4 and 5 a control voltage or a control current is taken from the low-frequency pre-stage 7, with the help of which one enters the. Oscillator circuit of the self-oscillating mixer stage 13 switched on controllable reactance 16, z. B. a transistor, such is controlled that the oscillator frequency of the respective, by the frequency modulation caused change in the intermediate frequency is changed in the opposite direction (frequency negative feedback). The frequency changes (frequency deviation) of the IF oscillations are reduced so much that that the intermediate frequency even with the maximum frequency deviation of the received oscillations and lie in the pass band of the IF amplifier. The self-oscillating mixer stage 13, the modulation converter 14, the two IF amplifier stages 4 and 5 and the AM detector 6 and the low frequency stage 7 thus form together with the controllable Reaction 16 a closed frequency control loop.
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DES63944A DE1102834B (en) | 1959-07-16 | 1959-07-16 | Overlay receiver for the optional reception of amplitude-modulated or frequency-modulated vibrations |
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