DE2617873C2

DE2617873C2 - FM-Diskriminator

Info

Publication number: DE2617873C2
Application number: DE2617873A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Fujisawa Kanagawa Ohsawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1987-03-12
Also published as: NL188825B; NL188825C; NL7604439A; FR2333381A1; CA1065410A; JPS5928084B2; US4024461A; JPS5828930B2; FR2333381B1; JPS51131205A; DE2617873A1; JPS51126028A; AU1301776A; GB1528824A

Description

Die Erfindung geht aus von einem FM-Diskriminator entsprechend dem des Oberbegriffs des Anspruches 1.

FM-Diskriminatoren entsprechend dem des Oberbegriffs des Anspruches 1 sind durch die US-PS 36 67 060 und durch "VALVO Technische Informationen für die Industrie, Nr. 740325, 1974, S. 1-28" bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen FM-Diskriminator der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, dass die beiden gegenphasigen Ausgangssignale denselben Gleichspannungspegel aufweisen.

Diese Aufgabe wird bei einem FM-Diskriminator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen FM-Diskriminator besitzen die von den beiden Stromspiegelschaltungen gelieferten gegenphasigen Wechselstromsignale denselben Gleichspannungspegel und stellen die Ausgangssignale der Ausgangsschaltung dar. Es genügt infolgedessen bei der automatischen Frequenznachstimmung, wenn lediglich eines der beiden Ausgangssignale einer veränderlichen Kapazitätsdiode zugeführt wird. Es ist dagegen nicht erforderlich, zur Vorspannungsumkehr eine Konstantspannungsdiode vorzusehen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 9 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Phasenschiebers, der als ein Teil des FM-Diskriminators gemäß der Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Kennlinien des Phasenschiebers in Fig. 1 hervorgehen,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Stromspiegelschaltung, die als ein Teil des FM-Diskriminators der Erfindung verwendet wird,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Beispiels des FM-Diskriminators der Erfindung,

Fig. 5A bis 5K den Verlauf von Signalen zur Erläuterung der Arbeitsweise des FM-Diskriminators gemäß Fig. 4,

Fig. 6 ein Ersatzschaltbild des FM-Diskriminators in Fig. 4,

Fig. 7 ein Diagramm, aus dem ein Ausgangssignal hervorgeht, das von dem FM-Diskriminator in Fig. 4 abgenommen wird, und

Fig. 8 und 9 Schaltbilder weiterer Beispiele von FM-Diskriminatoren gemäß der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst ein Teil des FM-Diskriminators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 1, 2 und 3 beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Schaltung, die als Teil des FM-Diskriminators der Erfindung verwendet wird und aus Widerständen R[tief]1, R[tief]2, R[tief]3 einer Spule L[tief]1, Kondensatoren C[tief]1, C[tief]2 und einem Transformator M[tief]1 besteht, die in der in Fig. 1 gezeigten Weise geschaltet sind. Die Frequenzkennlinien der Verstärkung |G| einer Ausgangsspannung E[tief]O für eine Eingangsspannung E[tief]i, die Phasenverschiebung großes Phi und die Gruppenlaufzeit kleines Tau dieser Schaltung sind in Fig. 2 gezeigt. Wird der Widerstandswert der Widerstände R[tief]1 und R[tief]2 klein gewählt, so ist die Verstärkung |G| in einem Band von plus/minus 1 MHz um die Frequenz 10,7 MHz im wesentlichen konstant. Die Phasenverschiebung großes Phi bei der Frequenz 10,7 MHz beträgt -90° und ändert sich im wesentlichen proportional zu der Frequenz, während die Gruppenlaufzeit kleines Tau im wesentlichen konstant bleibt. Somit arbeitet die Schaltung in Fig. 1 als Phasenschieber.

Fig. 3 zeigt eine Stromspiegelschaltung, die aus Transistoren Q[tief]1, Q[tief]2 und Q[tief]3 besteht. Wenn in dieser Schaltung die Kennlinien der Transistoren Q[tief]1 und Q[tief]2 gleich sind, wird, da die Transistoren die gleiche Basisvorspannung besitzen, der Kollektorstrom des Transistors Q[tief]2 gleich dem Kollektorstrom des Transistors Q[tief]1. Wenn außerdem die Kennlinien des Transistors Q[tief]3 ebenfalls gleich denjenigen des Transistors Q[tief]1 sind, wird der Kollektorstrom des Transistors Q[tief]3 gleich dem des Transistors Q[tief]1. Dies bedeutet, dass der Kollektorstrom des Transistors Q[tief]1 gleich demjenigen der Transistoren Q[tief]2 und Q[tief]3 wird, wenn ersterer an einem Spiegel reflektiert wird. Wenn die Kennlinien der Transistoren Q[tief]1 bis Q[tief]3 unterschiedlich gemacht werden bzw. ein Widerstand R[tief]O eingeschaltet wird, wie in gestrichelten Linien in Fig. 3 gezeigt ist, können die Kollektorströme der Transistoren Q[tief]1 bis Q[tief]3 verschieden gemacht werden. Außerdem ist es möglich, dass ein Emitterwiderstand mit den Transistoren Q[tief]1 bis Q[tief]3 verbunden oder der Kollektor des Transistors Q[tief]1 mit seiner Basis über einen Transistor einer Emitterfolgerschaltung verbunden wird. In Fig. 3 bezeichnet + V[tief]CC eine auf die Stromspiegelschaltung gegebene Spannung.

Ein Beispiel des FM-Diskriminators der Erfindung wird nun anhand der Fig. 4 beschrieben.

In dem Beispiel der Fig. 4 ist ein Transistor Q[tief]11 als Konstantstromquelle für einen ersten Differenzverstärker 11 verwendet, der aus zwei Transistoren Q[tief]12 und Q[tief]13 besteht. Die Emitter der Transistoren Q[tief]12 und Q[tief]13 sind miteinander mit dem Kollektor des Transistors Q[tief]11 ver- bunden, dessen Emitter geerdet ist und dessen Basis über eine Gleichspannungsquelle geerdet ist. Die Basen der Transistoren Q[tief]12 und Q[tief]13 erhalten ZF-Signale mit der Frequenz von 10,7 MHz gegenphasig von einem Ausgangstransformator M[tief]2 einer Eingangsschaltung 10 und eine Vorspannung von einer Vorspannungsquelle V[tief]1. Der Transistor Q[tief]12 wird als Konstantstromquelle für einen zweiten Differenzverstärker 12 verwendet, der aus Transistoren Q[tief]14 und Q[tief]15 besteht. In gleicher Weise ist ein Differenzverstärker 13 aus Transistoren Q[tief]16 und Q[tief]17 gebildet, deren Konstantstromquelle der Transistor Q[tief]13 ist. Diese Differenzverstärker 12 und 13 sind in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise parallelgeschaltet.

Ein Transistor Q[tief]18 ist zur Pufferwirkung ähnlich dem Transistor Q[tief]19 vorgesehen. So wird das ZF-Signal, das auf ein ZF-Signal des Transformators M[tief]2 abgestimmt ist, über den Transistor Q[tief]18 einem Phasenschieber 30 zugeführt (der in der bereits anhand der Fig. 1 beschriebenen Weise aufgebaut ist) und wird dann in das ZF-Signal umgewandelt, dessen Kennlinien in Fig. 2 gezeigt sind. Dieses umgewandelte ZF-Signal des Phasenschiebers 30 wird den Basen der Transistoren Q[tief]14 und Q[tief]16 des zweiten und dritten Differenzverstärkers 12 und 13 zugeführt. Die Transistoren 14 bis 17 der Differenzverstärker 12 und 13 erhalten Vorspannungen von einer Vorspannungsquelle V[tief]2 direkt oder über einen Widerstand R[tief]4 und den Phasenschieber 30. Hierbei entspricht die Ausgangsimpedanz des Transistors Q[tief]18 dem Widerstand R[tief]1 des Phasenschiebers in Fig. 1 und ein Transistor Q[tief]19 ist zur Symmetriebildung mit dem Transistor Q[tief]18 vorgesehen.

Eine erste Stromspiegelschaltung 21 ist aus Transistoren Q[tief]21 bis Q[tief]24 gebildet. Der Kollektor des Transistors Q[tief]21 ist mit den Kollektoren der Transistoren Q[tief]15 und Q[tief]16 verbunden, und der Kollektor des Transistors Q[tief]22 ist mit einem ersten Ausgangsanschluß T[tief]1 verbunden. Eine zweite Stromspiegelschaltung 22 ist aus Transistoren Q[tief]25 bis Q[tief]28 gebildet. Der Kollektor des Transistors Q[tief]25 ist mit den Kollektoren der Transistoren Q[tief]14 und Q[tief]17 verbunden, und der Kollektor des Transistors Q[tief]26 ist mit einem zweiten Ausgangsanschluß T[tief]2 verbunden. Eine dritte Stromspiegelschaltung 23 ist aus Transistoren Q[tief]31 und Q[tief]32 gebildet. Der Kollektor des Transistors Q[tief]31 ist mit dem Kollektor des Transistors Q[tief]27 und der Kollektor des Transistors Q[tief]32 ist mit einem ersten Ausgangsanschluß T[tief]1 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q[tief]31 und Q[tief]32 sind geerdet. Eine vierte Stromspiegelschaltung 24 ist aus Transistoren Q[tief]33 und Q[tief]34 gebildet. Der Kollektor des Transistors Q[tief]33 ist mit dem Kollektor des Transistors Q[tief]23 verbunden und der Kollektor des Transistors Q[tief]34 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluß T[tief]2 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q[tief]33 und Q[tief]34 sind geerdet. Widerstände R[tief]7 und R[tief]8, deren Widerstandswert gleich gewählt ist, sind zwischen den Anschluß T[tief]1 und die Vorspannungsquelle V[tief]2 bzw. zwischen den Anschluß T[tief]2 und die Vorspannungsquelle V[tief]2 geschaltet.

Eine sechste Stromspiegelschaltung 25 ist aus Transistoren Q[tief]35, Q[tief]36 und einem Widerstand R[tief]5 gebildet. Der Kollektor des Transistors Q[tief]35 ist mit dem Kollektor des Transistors Q[tief]24 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q[tief]35 und Q[tief]36 sind geerdet. Eine fünfte Stromspiegelschaltung 26 ist aus Transistoren Q[tief]37, Q[tief]38 und einem Widerstand R[tief]6 gebildet. Der Kollektor des Transistors Q[tief]37 ist mit dem Kollektor des Transistors Q[tief]28 und der Kollektor des Transistors Q[tief]38 ist mit einem dritten Ausgangsanschluß T[tief]3 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q[tief]37 und Q[tief]38 sind geerdet. Transistoren Q[tief]41 und Q[tief]42 bilden eine siebente Stromspiegelschaltung 27. Der Kollektor des Transistors Q[tief]41 ist mit dem Kollektor des Transistors Q[tief]36 verbunden, während der Kollektor des anderen Transistors Q[tief]42 mit dem Ausgangsanschluß T[tief]3 verbunden ist. Ein Widerstand R[tief]9 ist zwischen den Anschluß T[tief]3 und die Vorspannungsquelle V[tief]2 geschaltet. Die Emitter der Transistoren Q[tief]21 bis Q[tief]28 und Q[tief]41, Q[tief]42 werden mit einer Spannung + V[tief]CC versorgt.

Es ist ferner ein Transistor Q[tief]43 vorgesehen, dessen Kollektor eine Spannung + V[tief]CC erhält, dessen Basis mit einem Eingangsanschluß T[tief]4 verbunden ist, dem ein Abstimmsignal zugeführt wird, und dessen erster und zweiter Emitter mit den Basen der Transistoren Q[tief]35 und Q[tief]37 verbunden sind.

Bei der in der obigen Weise aufgebauten Schaltung werden die ZF-Signale des Transformators M[tief]2 den Basen der Transistoren Q[tief]12 und Q[tief]13 gegenphasig zugeführt, so dass die Transistoren Q[tief]12 und Q[tief]13 gegenphasig ein- und ausgeschaltet werden, wie die Fig. 5A und 5B zeigen. Dabei wird der Transistor Q[tief]18 in Phase mit dem Transistor Q[tief]13 ein- und ausgeschaltet. Das Ausgangssignal des Transistors Q[tief]18 wird von dem Phasenschieber 30 mit den Phasenkennlinien großes Phi in Fig. 2 verzögert und dann den Transistoren Q[tief]14 und Q[tief]16 der Differenzverstärker 12 und 13 zugeführt. Daher werden die Ein- und Ausschaltvorgänge der Transistoren Q[tief]14, Q[tief]16 und Q[tief]15, Q[tief]17 gegenüber denjenigen der Transistoren Q[tief]12, Q[tief]13 um 90° verschoben, wie die Fig. 5C und 5D zeigen, wenn die ZF-Frequenz f[tief]i gleich der Mittenfrequenz von 10,7 MHz ist. Ist jedoch die Frequenz f[tief]i niedriger als die Mittenfrequenz von 10,7 MHz, so ist die Phasenverschiebung kleiner als 90°. Ist die Frequenz f[tief]i höher als die Mittenfrequenz von 10,7 MHz, so ist die Phasenverschiebung größer als 90°.

Da der Kollektorstrom I[tief]C15 des Transistors Q[tief]15 fließt, wenn die Transistoren Q[tief]12 und Q[tief]15 eingeschaltet sind, hat der Kollektorstrom I[tief]C15 den in Fig. 5E gezeigten Verlauf, während der Kollektorstrom I[tief]C16 des Transistors Q[tief]16 fließt, wenn die Transistoren Q[tief]13 und Q[tief]16 eingeschaltet sind, so dass der Kollektorstrom I[tief]C16 den in Fig. 5F gezeigten Verlauf hat. Der Summenstrom der Kollektorströme I[tief]C15 und I[tief]C16 (bzw. des Kollektorstroms I[tief]C21 des Transistors Q[tief]21) wird ein Wechselstromsignal, dessen Frequenz zweimal so groß wie die ZF-Frequenz f[tief]i und dessen Tastverhältnis 50% ist, wenn die Frequenz f[tief]i gleich der Mittenfrequenz von 10,7 MHz ist; dieses Signal wird jedoch proportional geändert, wenn die Frequenz f[tief]i von der Mittenfrequenz von 10,7 MHz abweicht.

In gleicher Weise haben die Kollektorströme I[tief]C14, I[tief]C17 der Transistoren Q[tief]14, Q[tief]17 und ihr Summenstrom (der Kollektorstrom I[tief]C25 des Transistors Q[tief]25) den in den Fig. 5H, 5I und 5J gezeigten Verlauf. Dies bedeutet, dass der Summenstrom der Kollektorströme I[tief]C15 und I[tief]C16 gegenphasig zu dem der Kollektorströme I[tief]C14 und I[tief]C17 ist.

Da der Summenstrom der Kollektorströme I[tief]C15 und I[tief]C16 der Kollektorstrom I[tief]C21 des Transistors Q[tief]21 ist und dieser Transistor Q[tief]21 zusammen mit dem Transistor Q[tief]22 die Stromspiegelschaltung 21 bildet, hat der Kollektorstrom I[tief]C22 des Transistors Q[tief]22 den in Fig. 5G gezeigten Verlauf. Wenn die Kollektorströme der Transistoren Q[tief]25, Q[tief]27, Q[tief]31 und Q[tief]32 mit I[tief]C25, I[tief]C27, I[tief]C31 und I[tief]C32 bezeichnet werden, können die folgenden Beziehungen aufgestellt werden:

I[tief]C14 + I[tief]C17 = I[tief]C25

= I[tief]C27 }Stromspiegelschaltung 22

= I[tief]C31

= I[tief]C32} Stromspiegelschaltung 23

Der Kollektorstrom I[tief]C32 des Transistors Q[tief]32 hat somit den in Fig. 5J gezeigten Verlauf.

Wenn dabei der Kollektorstrom I[tief]C22 (Fig. 5G) zunimmt, nimmt der Kollektorstrom I[tief]C32 (Fig. 5J) ab; nimmt dagegen der Kollektorstrom I[tief]C22 ab, so nimmt der Kollektorstrom I[tief]C32 zu. Der Differenzstrom des Kollektorstroms I[tief]C22 und I[tief]C32 fließt somit durch den Widerstand R[tief]7 von der Spannungsquelle V[tief]2 aus. Daher wird aus Widerstand R[tief]7 durch diesen Differenzstrom eine Wechselspannung E[tief]1 erzeugt (vgl. Fig. 5K), deren Frequenz zweimal so groß wie die der ZF-Frequenz f[tief]i, und deren Tastverhältnis 50% ist, wenn die ZF-Frequenz f[tief]i gleich der Mittenfrequenz von 10,7 MHz ist, die sich dagegen proportional einer Abweichung der ZF-Frequenz f[tief]i von der Mittenfrequenz (10,7 MHz) ändert.

Die Gleichspannungskomponenten der Kollektorströme I[tief]C22 und I[tief]C32 sind einander gleich. Sie fließen daher nicht über den Widerstand R[tief]7. Damit entspricht das Gleichspannungspotential an dem Ausgangsanschluß T[tief]1 der Spannung V[tief]2 der Spannungsquelle V[tief]2. Am Ausgangsanschluß T[tief]1 erhält man somit die Wechselspannung E[tief]1, deren Gleichspannungspegel V[tief]2 ist.

In gleicher Weise wird an dem Ausgangsanschluß T[tief]2 eine Wechselspannung E[tief]2 erhalten, deren Gleichspannungspegel V[tief]2 ist. Hierbei hat jedoch die Wechselspannung E[tief]2 eine Frequenz, die zweimal so groß wie die ZF-Frequenz f[tief]i ist, und ihr Tastverhältnis wird 50%, wenn die ZF-Frequenz f[tief]i gleich der Mittenfrequenz von 10,7 MHz ist; das Tastverhältnis wird umgekehrt zu dem der Wechselspannung E[tief]1 geändert, wenn die ZF-Frequenz F[tief]i von der Mittenfrequenz abweicht. Wie Fig. 6 zeigt, arbeiten die Transistoren Q[tief]22 und Q[tief]32 als Konstantstromquelle X[tief]1 und die Transistoren Q[tief]26 und Q[tief]34 als Konstantstromquelle X[tief]2. Dabei wird der Ausgangsstrom der Konstantstromquelle X[tief]1 gleich I[tief]C22 - I[tief]C32 und der der Konstantstromquelle X[tief]2 gleich I[tief]C26 - I[tief]C34, wobei I[tief]C26 und I[tief]C34 die Kollektorströme der Transistoren Q[tief]26 und Q[tief]34 darstellen. Die Widerstände R[tief]7 und R[tief]8 werden mit den Konstantstromquellen X[tief]1 und X[tief]2 verbunden und die Wechselspannungen E[tief]1 und E[tief]2 werden an den Ausgangsanschlüssen T[tief]1 und T[tief]2 erhalten.

Wird die Wechselspannung E[tief]1 am Ausgangsanschluß T[tief]1 einem Tiefpaßfilter L[tief]1 zugeführt, um die zweifachen ZF-Komponenten und Wechselspannungskomponenten (mit Ausnahme sehr niedriger Frequenzkomponenten) zu unterdrücken, so erhält man ein Signal S[tief]1, dessen Gleichspannungspegel V[tief]2 ist, der sich bei einer Zunahme der ZF-Frequenz f[tief]i vergrößert, wie in dem Diagramm der Fig. 7 durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist. Wird die Wechselspannung E[tief]2 am Anschluß T[tief]2 einem Tiefpaßfilter L[tief]2 zugeführt, so erhält man ein Signal S[tief]2, dessen Gleichspannungspegel V[tief]2 sich umgekehrt zu dem des Signals S[tief]1 ändert, wie im Diagramm der Fig. 7 durch eine voll ausgezogene Linie gezeigt ist.

Die Geräuschsperre (Stillabstimmung) wird bei dem Beispiel in Fig. 4 wie folgt durchgeführt: Der Summenstrom der Kollektorströme I[tief]C15 und I[tief]C16 der Transistoren Q[tief]15 und Q[tief]16 ist gleich dem Kollektorstrom I[tief]C42 des Transistors Q[tief]42; der Summenstrom der Kollektorströme I[tief]C42 und I[tief]C17 der Transistoren Q[tief]14 und Q[tief]17 ist gleich dem Kollektorstrom I[tief]C38 des Transistors Q[tief]38. Da die Zunahme und Abnahme des Kollektorstroms I[tief]C42 gegenphasig zum Kollektorstrom I[tief]C38 ist, wird durch den Differenzstrom der Kollektorströme I[tief]C38 und I[tief]C42 am Widerstand R[tief]9 eine Wechselspannung E[tief]3 (vgl. Fig. 5k) erzeugt. Diese Wechselspannung E[tief]3 wird an dem Anschluß T[tief]3 abgegeben. Wenn diese Wechselspannung E[tief]3 einem Tiefpaßfilter L[tief]3 zugeführt wird, um die doppelten ZF-Komponenten zu unterdrücken, kann ein gefiltertes Signal S[tief]3 erhalten werden, das in dem Diagramm der Fig. 7 durch die gestrichelte Linie gezeigt ist.

Wird ein Geräuschsperrsignal dem Anschluß T[tief]4 zugeführt, so wird der Transistor Q[tief]43 eingeschaltet und damit werden die Transistoren Q[tief]36 und Q[tief]38 ausgeschaltet. Daher wird kein gefiltertes Signal S[tief]3 von dem Tiefpaßfilter L[tief]3 erhalten, d.h., es erfolgt eine Geräuschsperre (Stillabstimmung).

Die doppelten ZF-Komponenten, die in den Wechselspannungen E[tief]1 und E[tief]2 enthalten sind, die an den Anschlüssen T[tief]1 und T[tief]2 erhalten werden, können durch die in Fig. 8 gezeigte Schaltung unterdrückt werden. Die gleichen Bezugsziffern und -zeichen wie in Fig. 4 bezeichnen die gleichen Elemente. 40 bezeichnet allgemein die in Fig. 4 gezeigte Transistorschaltung. Wie Fig. 8 zeigt, ist zwischen die Anschlüsse T[tief]1 und T[tief]2 ein Kondensator C[tief]11 geschaltet, über den die doppelten ZF-Komponenten in den Wechselspannungen E[tief]1 und E[tief]2 unterdrückt werden. An dem einen Anschluß des Kondensators C[tief]11 wird daher ein Signal erhalten, dessen Gleichspannungspegel V[tief]2 ist und das zunimmt, wenn die ZF-Frequenz F[tief]i zunimmt (gefiltertes Signal E[tief]11, entsprechend der gestrichelten Linie in dem Diagramm der Fig. 7). An dem anderen Anschluß des Kondensators C[tief]11 wird ein gefiltertes Signal E[tief]12 erhalten, dessen Gleichspannungspegel V[tief]2 ist und das gegenphasig zu dem Signal E[tief]11 ist (entsprechend im Diagramm der Fig. 7 der voll ausgezogenen Linie).

Die gefilterten, gegenphasigen Signale E[tief]11 und E[tief]12 werden über Widerstände R[tief]11 und R[tief]12 einem Kondensator C[tief]12 zugeführt, der zwischen diese Widerstände geschaltet ist. Die Widerstände R[tief]11, R[tief]12 und der Kondensator C[tief]12 bilden ein Tiefpaßfilter, so dass Wechselspannungskomponenten (mit Ausnahme sehr niedriger Frequenzkomponenten) in den Signalen E[tief]11 und E[tief]12 aufgehoben werden. An den beiden Anschlüssen des Kondensators C[tief]12 werden die beiden Signale S[tief]1 und S[tief]2 erhalten, deren Gleichspannungspegel V[tief]2 ist und die sich umgekehrt zueinander ändern, wenn die ZF-Frequenz f[tief]i geändert wird, wie das Diagramm der Fig. 7 zeigt. Diese Signale S[tief]1 und S[tief]2 werden an die Anschlüsse T[tief]11 und T[tief]12 abgegeben, die von den beiden Anschlüssen des Kondensators C[tief]12 herausgeführt sind. Das Signal S[tief]1, das am Anschluß T[tief]11 abgegeben wird, wird einer Kapazitätsdiode Da eines Überlagerungsoszillators 5 zur automatischen Frequenznachstimmung zugeführt. In dem Block 5 bezeichnen Ca und La einen Einstellungskondensator und eine Spule, die zusammen mit der Diode Da den Überlagerungsoszillator bilden.

In der in Fig. 8 gezeigten Schaltung ist zwischen den Anschlüssen T[tief]11 und T[tief]12 ein Schalter S[tief]11 vorgesehen. Wenn der Schalter S[tief]11 geschlossen wird, heben sich die Signale S[tief]1 und S[tief]2 gegenseitig auf bzw. werden zu Gleichspannungen, deren Pegel V[tief]2 unabhängig von der ZF-Frequenz f[tief]i ist.

Die Ausgangssignale S[tief]1 und S[tief]2 des erfindungsgemäßen FM-Diskriminators haben somit denselben Gleichspannungspegel V[tief]2, so dass es zur Durchführung einer Frequenzabstimmung ausreicht, nur eines der Signale S[tief]1 oder S[tief]2 der Kapazitätsdiode Da zuzuführen, wie in Fig. 8 gezeigt ist; es ist daher nicht notwendig, eine Konstantspannungsdiode zur Vorspannungsumkehr vorzusehen.

Da zwei Signale S[tief]1 und S[tief]2 mit gegensinniger Änderung erzeugt werden, genügt es, die Verbindung der

Anschlüsse T[tief]11 und T[tief]12 zu dem Überlagerungsoszillator 5 zu ändern, wie in Fig. 8 durch durchgehende und gestrichelte Linien gezeigt ist. Da dabei die Eingangsseite, wo der Überlagerungsoszillator 5 vorgesehen ist, und der Diskriminator im allgemeinen auf getrennten gedruckten Schaltungsplatten angeordnet sind, ist es einfach, die Verbindung zwischen diesen zu ändern, da die Verbindungsänderung zwischen der gedruckten Schaltungsplatte der Eingangsseite und der des Diskriminators durchgeführt wird. Es ist nicht notwendig, gesonderte gedruckte Schaltungsplatten des Diskriminators für den unteren und den oberen Bereich der Überlagerung vorzusehen, was besonders für die Massenproduktion von Vorteil ist.

Da der Gleichspannungspegel der Signale S[tief]1 und S[tief]2 konstant gleich V[tief]2 ist, unabhängig davon, ob der Schalter S[tief]11 ein- oder ausgeschaltet ist, wird bei Abstimmvorgang die Erscheinung vermieden, dass die Abstimmung abrupt auftritt oder die Verstimmung plötzlich erscheint. Der Abstimmvorgang wird vielmehr gleichmäßig durchgeführt.

Wie Fig. 8 zeigt, kann der Schaltkreis 40 leicht als integrierter Kreis mit Ausnahme des Phasenschiebers 30 hergestellt werden.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein FET Q[tief]44 anstelle des Schalters S[tief]11 in dem Beispiel der Fig. 8 verwendet ist. Bei dem Beispiel der Fig. 9 ist ein MOS-FET Q[tief]44 des Verarmungstyps verwendet, dessen Drain-Source-Strecke parallel zu dem Kondensator C[tief]12 geschaltet ist und dessen Steuerelektrode über einen Widerstand R[tief]13 mit der Spannungsquelle + V[tief]CC verbunden ist und über einen Schalter S[tief]12 geerdet werden kann.

Wenn bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel der Schalter S[tief]12 eingeschaltet wird, wird der FET Q[tief]44 durch den Gleichspannungspegel V[tief]2 der Signale S[tief]1 und S[tief]2 gesperrt, um die Frequenzabstimmung durchzuführen; wird der AFN-Schalter S[tief]12 ausgeschaltet, so wird der FET Q[tief]44 durch die Spannung der Spannungsquelle + V[tief]CC eingeschaltet und verhindert eine Frequenzabstimmung.

Wenn der FET Q[tief]44 verwendet wird, ist der Schalter S[tief]12 nicht erdfrei, sondern kann geerdet werden. Die Verbindung des Schalters S[tief]12 führt zu keinem Problem. Außerdem ist es möglich, die Einschnürspannung des FET Q[tief]44 zu 2 bis 3 Volt und die Spannung V[tief]2 z.B. zu 5 bis 6 Volt zu wählen, so dass der FET Q[tief]44 durch den in der Figur gezeigten Schaltungsaufbau zuverlässig ein- und ausgeschaltet werden kann.

Bei den obigen Beispielen ist es möglich, anstelle des Kondensators C[tief]11 einen Serienresonanzkreis zur Unterdrückung doppelter ZF-Komponenten zu verwenden.

Bei den Beispielen der Fig. 8 und 9 bezeichnet 3 einen Stereo-Diskriminator, der über einen Kondensator mit dem Anschluß T[tief]2 verbunden werden kann, wie durch die gestrichelten Linien in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist. Dabei ist das gefilterte Ausgangssignal das gleiche wie das Signal S[tief]2 das in Fig. 7 in durchgehender Linie gezeigt ist.

Bei dem Beispiel der Fig. 9 ist die Reihenschaltung eines Kondensators C[tief]22 und eines FET Q[tief]51 parallel zu dem Kondensator geschaltet. Die Steuerelektrode des FET Q[tief]51 ist mit einem Kreis 50 zur Erzeugung eines Geräuschsperrsignals verbunden. Wenn somit der FET Q[tief]51 durch das Signal des Kreises 50 eingeschaltet wird, heben sich die Signale E[tief]11 und E[tief]12 gegenseitig auf, da sie gegenphasig sind. Daher wird dem Stereo-Diskriminator 3 kein Signal zugeführt und es wird eine Stillabstimmung durchgeführt. Dabei ist ein Widerstand R[tief]51 eingeschaltet, um das Potential der Drain- und Source-Elektrode des FET Q[tief]51 gleich zu machen.

Claims

1. FM-Diskriminator, enthaltend

a) einen ersten Differenzverstärker (11) mit einer Eingangsschaltung (10, M[tief]2), der ein frequenzmoduliertes Signal zugeführt wird,

b) einen zweiten Differenzverstärker (12), der mit einem ersten Ausgang des ersten Differenzverstärkers (11) verbunden ist,

c) einen dritten Differenzverstärker (13), der mit einem zweiten Ausgang des ersten Differenzverstärkers (11) verbunden ist,

d) einen mit der Eingangsschaltung (10, M[tief]2) und mit Eingangsanschlüssen des zweiten und dritten Differenzverstärkers (12, 13) verbundenen Phasenschieber (30) zur Erzeugung eines gegenüber dem frequenzmodulierten Signals (Fig. 5A, 5B) phasenverschobenen Signals (Fig. 5C, 5D),

e) eine mit den Ausgängen des zweiten und dritten Differenzverstärkers (12, 13) verbundene Ausgangsschaltung (21, 22, R[tief]7, R[tief]8) zur Erzeugung von gegenphasigen ersten und zweiten Ausgangssignalen in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen dem frequenzmodulierten Signal und dem phasenverschobenen Signal,

dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsschaltung folgende Bauelemente enthält:

f) eine erste Stromspiegelschaltung (21) zur Erzeugung eines ersten Wechselstromsignals (E[tief]1, Fig. 5K), dessen Tastverhältnis von der Phase der Ausgangssignale des zweiten und dritten Differenzverstärkers (12, 13) abhängt,

g) eine zweite Stromspiegelschaltung (22) zur Erzeugung eines zweiten Wechselstromsignals (E[tief]2), das gegenphasig zum ersten Wechselstromsignal (E[tief]1) ist,

h) einen ersten Widerstand (R[tief]7), der zwischen einer Gleichspannungsquelle (V[tief]2) und der ersten Stromspiegelschaltung (21) angeordnet ist und der ersten Stromspiegelschaltung (21) eine Vorspannung zuführt, und

i) einen zweiten Widerstand (R[tief]8, der zwischen der Gleichspannungsquelle (V[tief]2) und der zweiten Stromspiegelschaltung (22) angeordnet ist und der zweiten Stromspiegelschaltung (22) eine Vorspannung zuführt,

k) so dass die von beiden Stromspiegelschaltungen (21, 22) gelieferten gegenphasigen Wechselstromsignale (E[tief]1, E[tief]2) denselben Gleichspannungspegel aufweisen und die Ausgangssignale der Ausgangsschaltung darstellen.

2. FM-Diskriminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Stromspiegelschaltung (21) über eine dritte Stromspiegelschaltung (23) das zweite Ausgangssignal zugeführt wird, wobei das erste Wechselstromsignal durch Subtraktion des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal erzeugt wird, und dass der zweiten Stromspiegelschaltung (22) über eine vierte Stromspiegelschaltung (24) das erste Ausgangssignal zugeführt wird, wobei das zweite Wechselstromsignal durch Subtraktion des ersten Ausgangssignals vom zweiten Ausgangssignal erzeugt wird.

3. FM-Diskriminator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromspiegelschaltung (21) einen ersten Transistor (Q[tief]21) aufweist, dessen Basis und Kollektor verbunden sind, einen zweiten Transistor (Q[tief]22), dessen Basis mit der Basis des ersten Transistors (Q[tief]21) und dessen Emitter mit einem dem Emitter des ersten Transistors (Q[tief]21) gemeinsamen Potentialpunkt (+ V[tief]CC) verbunden ist, dass die dritte Stromspiegelschaltung (23) einen dritten Transistor (Q[tief]32) aufweist, der mit dem zweiten Transistor (Q[tief]22) verbunden ist, dass dem ersten Transistor (Q[tief]21) das erste Ausgangssignal zugeführt wird, dass dem dritten Transistor (Q[tief]31) das zweite Ausgangssignal zugeführt wird, dass der Verbindungspunkt zwischen dem zweiten und dritten Transistor (Q[tief]22, Q[tief]23) mit der Gleichspannungsquelle (V[tief]2) über den ersten Widerstand (R[tief]7) verbunden ist, dass die zweite Stromspiegelschaltung (22) einen vierten Transistor (Q[tief]25) aufweist, dessen Basis und Kollektor verbunden sind, einen fünften Transistor (Q[tief]26), dessen Basis mit der Basis des vierten Transistors (Q[tief]25) und dessen Emitter mit einem dem Emitter des vierten Transistors gemeinsamen Potentialpunkt (+ V[tief]CC) verbunden ist, dass die vierte Stromspiegelschaltung (24) einen sechsten Transistor (Q[tief]34) aufweist, der mit dem fünften Transistor (Q[tief]26) verbunden ist, dass dem vierten Transistor (Q[tief]25) das zweite Ausgangssignal zugeführt wird, dass dem sechsten Transistor (Q[tief]34) das erste Ausgangssignal zugeführt wird und dass der Verbindungspunkt zwischen dem vierten und fünften Transistor (Q[tief]25, Q[tief]34) mit der Gleichspannungsquelle (V[tief]2) über den zweiten Widerstand (R[tief]3) verbunden ist.

4. FM-Diskriminator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transistor (Q[tief]32) an seiner Basis mit der Basis eines siebten Transistors (Q[tief]31) verbunden ist, dessen Kollektor und Basis miteinander verbunden sind, dass der Emitter des dritten und siebten Transistors (Q[tief]32, Q[tief]31) mit einem gemeinsamen Potentialpunkt verbunden sind, dass dem siebten Transistor (Q[tief]31) das zweite Ausgangssignal über die zweite Stromspiegelschaltung (22) zugeführt wird, dass die Basis des sechsten Transistors (Q[tief]34) mit der Basis eines achten Transistors (Q[tief]33) verbunden ist, dessen Kollektor und Emitter miteinander verbunden sind, dass die Emitter des sechsten und achten Transistors (Q[tief]34, Q[tief]33) mit einem gemeinsamen Potentialpunkt verbunden sind und dass dem achten Transistor (Q[tief]33) das erste Ausgangssignal über die erste Stromspiegelschaltung (21) zugeführt wird.

5. FM-Diskriminator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine fünfte Stromspiegelschaltung (26), die ein drittes Wechselstromsignal erzeugt, das mit dem ersten oder zweiten Wechselstromsignal in Phase ist, ferner durch einen dritten Widerstand (R[tief]9) zur Einstellung des Gleichspannungspegels des dritten Wechselstromsignals und durch eine Schalteinrichtung (Q[tief]43) zur Ein- und Ausschaltung der fünften Stromspiegelschaltung (26).

6. FM-Diskriminator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fünfte Stromspiegelschaltung (26) einen ersten Transistor (Q[tief]37) aufweist, dessen Basis und Kollektor miteinander verbunden sind, einen zweiten Transistor (Q[tief]38), dessen Basis mit der Basis des ersten Transistors (Q[tief]37) und dessen Emitter mit dem dem Emitter des ersten Transistors (Q[tief]37) gemeinsamen Potentialpunkt verbunden ist, dass mit dem ersten Transistor (Q[tief]37) ein Transistor (Q[tief]28) der zweiten Stromspiegelschaltung (22) verbunden ist, dem das dritte Wechselstromsignal zugeführt wird, und dass der zweite Transistor (Q[tief]38) mit Schaltungselementen zum Erzeugen eines Audiosignals verbunden ist.

7. FM-Diskriminator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Reihenschaltung eines vierten Widerstandes (R[tief]11), eines ersten Kondensators (C[tief]11) und eines fünften Widerstandes (R[tief]12), die zwischen die erste und zweite Stromspiegelschaltung (21, 22) geschaltet ist, eine Schalteinrichtung (Q[tief]51), die parallel zum ersten Kondensator (C[tief]11) geschaltet ist, wobei das erste und zweite Wechselstromsignal den beiden Enden der Reihenschaltung zugeführt wird, und durch Schaltungselemente zum Erzeugen eines Signals zur automatischen Frequenznachführung an wenigstens einem Anschlußpunkt der Schalteinrichtung (Q[tief]51).

8. FM-Diskriminator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (Q[tief]15) aus einem Feldeffekttransistor besteht, dessen Drain-Source-Strecke zwischen den vierten und fünften Widerstand (R[tief]11, R[tief]12) geschaltet ist und dessen Steuerelektrode eine Steuerspannung zugeführt wird.

9. FM-Diskriminator nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen zweiten Kondensator (C[tief]12) parallel zu der Reihenschaltung (R[tief]11, C[tief]11, R[tief]12), wobei ein Audiosignal von einem Anschluß des zweiten Kondensators (C[tief]12) abgegeben wird.