DE2655947C2 - Zählschaltung zur Ermittlung der Empfangsfrequenz bzw. des Empfangskanals in einem Hochfrequenzüberlagerungsempfänger - Google Patents

Description

Es gibt bekanntlich Rundfunkgeräte, bei denen die Anzeige der empfangenen Frequenz bzw. des empfangenen Kanals nicht auf einer Skala, sondern durch eine digitale Frequenz- bzw. Kanalanzeige erfolgt. Ein solcher Rundfunkempfänger mit einer digitalen Frequenz- bzw. Kanalanzeige ist beispielsweise in der Zeitschrift »Funkschau« 1976, Heft 9, Seiten 334-337, beschrieben. Das Prinzip der digitalen Anzeige beruht darauf, die Schwingungen des AM- oder des FM-Oszillators mit elektronischen Zählern zu zählen. Grundsätzlich erfolgt das Zählen periodisch jeweils während einer bestimmten Zeitdauer, der sogenannten Torzeit. Da sich bei Überlagerungsempfängern die Empfangsfrequenz um den Wert der Zwischenfrequenz von der Oszillatorfrequenz unterscheidet, muß die ZF subtrahiert (bzw. gegebenenfalls addiert) werden. Bei der bekannten Schaltung wird dies dadurch erreicht, daß die Zählerstu-

fen des elektronischen Zählers vor Zählbeginn auf einen solchen Ausgangswert vorprogrammiert werden, daß nach einer während der Torzeit erzielten Impulszahl, die der Zwischenfrequenz entspricht, der höchste Zählerstand bzw. der Zählstand Null erreicht wird. Die folgenden Impulse der Oszaillatorfrequenz ergeben dann bei Ende der Torzeit gerade den Wert der Empfangsfrequenz. Auf diese Weise wird durch die Vorprogrammierung die gezählte Oszillatorfrequenz

ίο um den Wert der fest vorprogrammierten ZF korrigiert Es ist jedoch ein Nachteil, daß der Festwert der vorprogrammierten ZF nicht immer mit dem Wert der tatsächlichen durch die im ZF-Teil verwendeten Filter bestimmten ZF übereinstimmt Dies ist insbesondere bei

is Verwendung von keramischen Filtern der Fall, deren Einsatz an sich wegen ihrer Vorzüge erwünscht ist. Keramische Filter sind nämlich im Vergleich zu Spulenfiltern relativ billig. Sie werden beim Herstellungsprozeß automatisch abgeglichen, so daß im Nachhinein kein Nachabgleich mehr möglich ist Deshalb streut in der Praxis bei Keramikfiltern der Wert ihrer ZF von Filter zu Filter.

Andererseits ist der Festwert für die Vorprogrammierung der Zählerstufen vor dem Einbau in das Gerät ebenfalls fest einprogrammiert Es treten daher in vielen Fällen die erwähnten Unterschiede zwischen dem vorprogrammierten Festwert und dem Wert der keramischen Filter auf. Diese Abweichungen führen aber zu einer falschen Anzeige der Empfangsfrequenz.

Wenn beispielsweise der durch das keramische Filter vorgegebene Wert der ZF größer ist als der vorprogrammierte Festwert, wird eine zu hohe Empfangsfrequenz von dem elektronsichen Zähler ermittelt und angezeigt Man könnte zwar daran denken, nachträglich die schon vorprogrammierten Zählerstufen auf einem dem betreffenden Filter zugeordneten Wert umzuprogrammieren, es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Weg sehr umständlich und mit relativ großem Aufwand verbunden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die an sich erwünschte Verwendung der relativ billigen vorgefertigten und bereits auf einen bestimmten Wert abgeglichenen Filter zu ermöglichen, ohne daß die Vorprogrammierung der Zählerstufen geändert werden muß und trotzdem eine richtige Anzeige der Empfangsfrequenz zu gewährleisten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.
Bei der bekannten Schaltung gemäß »Funkschau« 1976, Heft 9, S. 334-337 ist der Quarzoszillator, von dem die Torzeit des Frequenzmessers abgeleitet ist, abgleichbar ausgebildet, jedoch ist dieser Abgleich, wie bei Frequenzmessern üblich (siehe zum Beispiel »Funk-Technik« 1972, Nr. 17, S. 619-622), vorgesehen, um den Quarzoszillator und damit die Torzeit auf einen vorgegebenen exakten Wert einzustellen. Maßgebend für die Genauigkeit des Meßwertes ist nämlich die exakte Einhaltung der Frequenz des eingebauten Quarzoszillators. Dieser Veröffentlichung können keine Anregungen entnommen werden, wie das eingangs beschriebene Problem, das zum Beispiel bei einer Zählschaltung zur Ermittlung der Empfangsfrequenz in einem Hochfrequenzüberlagerungsempfänger mit vorabgeglichenen Filtern auftreten kann, gelöst werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich praktisch eine Änderung des vorprogrammierten Festwertes dadurch erreichen läßt, daß man die an sich fest vorgegebene Torzeit verändert. Die jeweilige

Zählzeit — und damit die jeweilige Torzeit — umfaßt zwei Abschnitte. Zunächst wird von dem vorprogrammierten Wert aus bis auf den Zählerstand Null gezählt womit der Wert der ZF von der Empfängsfrequenz subtrahiert ist Im Anschluß daran wird vom Zählerstand Null aus die eigentliche Empfangsfrequenz gezählt Wenn man nun die Torzeit durch kontinuierliche Änderung ihres Beginns etwas verkürzt, so bleibt für den zweiten Zählabschnitt — wenn also nach dem Abzählen des vorprogrammierten Festwertes die Zählung der Empfangsfrequenz bei dem Zählerstand Null beginnt — nur noch eine geringe Zeit zur Verfügung. Es wird deshalb ein geringerer Wert für die Empfangsfrequenz ermittelt Dies entspricht aber praktisch einer Änderung der Vorprogrammierung, da dieser geringere Wert für die Empfangsfrequenz auch dann gezählt werden würde, wenn bei unveränderter Torzeit ein größerer Wert für die ZF vorprogrammiert worden wäre. Der Vorteil der Erfindung berieht darin, daß sich eine Änderung der Torzeit wesentlich leichter erreichen läßt als eine etwa erforderliche Änderung der Vorprogrammierung. Durch die Änderung der Torzeit ist somit in einfacher Weise eine Anpassung an die ZF der jeweils verwendeten Filter möglich.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines Hochfrequenzüberlagerungsempfängers, in dem die Erfindung angewendet ist und

F i g. 2 einen Schaltungsauszug aus F i g. 1 mit einer Ausführungsform für die kontinuierliche Änderung der Torzeit.

In F i g. 1 werden die von einer Antenne 1 empfangenen Hochfrequenzschwingungen von einem Hochfrequenzteil 2 verstärkt In einer Mischschaltung 3 werden die empfangenen Hochfrequenzschwingungen mit den Schwingungen eines Oszillators 7 gemischt, wodurch die Zwischenfrequenz ZF entsteht, die in einem in der Mischschaltung 3 enthaltenen Zwischenfrequenzteil verstärkt wird. Es schließen sich ein Demodulator 4 und ein N F-Verstärker 5 an, welcher einen Lautsprecher 6 mit der demodulierten NF speist

Zur Darstellung der Empfangsfrequenz auf einer Anzeigeeinrichtung 11 werden die Schwingungen des Oszillators 7 von einem Zähler 10 periodisch jeweils innerhalb einer Torzeit T gezählt Zu diesem Zweck ist der Oszillator 7 mit einem Breitbandverstärker 8 verbunden, der — je nach Empfangsbereich — entweder die Oszillatorschwingungen bei AM-Betrieb oder bei FM-Betrieb verstärkt. Durch die Torschaltung 9 ist angedeutet, daß die Zählung periodisch jeweils innerhalb der Torzeit Γ erfolgt. Von einem Quarzoszillator 12 werden Impusle 16 erzeugt, deren Impulsbreite Tgleich der Torzeit — also der Zählzeit — ist Über eine Leitung 14 und eine weiter unten näher beschriebene Schaltung 13 gelangen die Impulse 16 zu der Torschaltung 9, welche jeweils nur während der Impulsbreite T durchlässig ist, so daß die Oszillatorschwingungen nur während der Torzeit T von dem Breitbandverstärker 8 zum Zähler 10 gelangen können. Der Zähler 10 ist in der oben beschriebenen Weise auf einen der jeweiligen Zwischenfrequenz entsprechenden Wert (z. B. 460 kHz bei AM und 10,7 MHz bei FM) vorprogrammiert, wodurch die ZF von der Oszillatorfrequenz subtrahiert wird. Die soweit beschriebene Schaltung ist — mit Ausnahme der Schaltung 13 — im Prinzip aus der eingangs genannten Zeitschrift bekannt Wie in F i g. 1 unten zu erkennen ist wird die Torzeit durch negative Impusle 16 gebildet Während der Torzeit Γ beträgt der Spannungspegel z.B. -5 V und während der anderen Zeit 0 V. Es sei nun angenommen, daß der Zähler 10 auf einen der ZF von 10,7 MHz entsprechenden Wert vorprogrammiert ist Das im ZF-Teil 3 als Baugruppe eingesetzte und bereits abgeglichene Filter, z. B. ein Keramikfilter oder ein Quarzfilter (nicht dargestellt), möge jedoch eine etwas größere ZF, z. B. 103 MHz, aufweisen. Bei einer angenommenen Torzeit T von 8 msec und einer Empfangsfrequenz von beispielsweise 100 MHz wird ohne die Erfindung die Empfangsfrequenz von dem Zähler 10 um z. B. 100 kHz zu groß ermittelt Wegen der hinsichtlich der tatsächlichen Zwischenfrequenz des ZF-Teils 3 »falschen«, zu niedrigen Vorprogrammierung wird nämlich ein zu geringer Wert von der Oszillatorfrequenz subtrahiert, d.h., es wird eine zu große Empfangsfrequenz angezeigt

Um diesen Fehler zu beseitigen, sind in der weiter unten an Hand von F i g. 2 näher zu erläuternden Schaltung 13 Mittel vorgesehen, welche eine kontinuierliche Änderung der Impulsbreite der Impulse 16 erlauben. Wie in F i g. 1 zu erkennen ist, bewirkt die Schaltung 13, daß die Vorderflanke 16a der über die Leitung 15 zur Torschaltung 9 geführten Impulse 16 um die Zeit Δ Tverzögert wird. Die Torschaltung 9 ist somit um die Zeit Δ T gegenüber der ursprünglichen Zeit T kürzer geöffnet so daß die reine Zählzeit des Zählers 10 verringert ist Es werden demnach weniger Schwingungen gezählt als vorher. Das bedeutet aber, daß anstelle des obenerwähnten zu hohen Wertes für die Empfangsfrequenz der richtige niedrigere Wert gezählt wird, wenn man die Zeitdauer Δ Τ entsprechend wählt. Im angegebenen Beispiel wird der Fehler von 100 kHz durch Δ T= 8 \isec beseitigt. Somit kann durch kontinuierliche Änderung der Torzeit 7"eine Anpassung des für die Zählung maßgebenden ZF-Wertes an die ZF des in dem ZF-Teil verwendeten Filters erreicht werden.

In F i g. 2 ist ein Schaltungsauszug aus F i g. 1 mit einem Ausführungsbeispiel für die Schaltung 13 dargestellt Einander entsprechende Teile aus F i g. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Schwingungen des Oszillators gelangen über Vorteilerstufen 17 und 18 zu dem eigentlichen Frequenzzähler 19, dem die von dem Quarzoszillator 12 erzeugten Torzeitimpulse 16 zugeführt sind. Der Frequenzzähler 19 ist beispielsweise als ein MOS-IC aufgebaut und enthält auch die für den gesamten Zählablauf erforderliche Steuerschaltung sowie eine Codierschaltung für die 7-Segmentanzeige 11, auf der die Empfangsfrequenz angezeigt werden soll. Als Frequenzzähler 19 kann beispielsweise der in der eingangs genannten Zeitschrift beschriebene MOS-IC DFU 101 verwendet werden. Die Vorteiler 17 und 18 sind in TTL-Technik aufgebaut Für den Vorteiler 17 kommt beispielsweise der Typ SN 7490 und tür den Vorteiler 18 der Typ SN 7474 in Frage.

Die Schaltung 13 zur Verschiebung des Beginns der Torzeit T enthält ein Potentiometer 24, einen Widerstand 23, eine Diode 21 und einen Kondensator 22. Das Potentiometer 24 ist über eine Klemme 25 mit einer Spannung von 0 V und über eine andere Klemme 26 mit — 5 V verbunden. Der veränderbare Abgriff des Potentiometers 24 führt über den Widerstand 23 zum Kondensator 22, welcher somit auf eine einstellbare negative Spannung aufgeladen wird. Infolge der an der Ausgangsklemme 31 des Frequenzzählers 19 auftreten-

den Impulse 16 wird der Kondensator 22 zu Beginn der Torzeit Tuber die Diode 21 entladen. Als Folge davon tritt die unten rechts in F i g. 1 gestrichelt gezeichnete Verzögerung um ΔΤ der Flanke 16a und damit des Beginns der Torzeit T, auf. Durch die Diode 21 wird erreicht, daß nur der Torzeitbeginn verzögert wird, das Ende der Torzeit jedoch unbeeinflußt bleibt. Nach dem Ende der Torzeit, wenn der Impuls von -5 V auf 0 V springt, wird der Kondensator wieder auf den ursprünglichen Wert aufgeladen, so daß beim nächsten Torzeitimpuls wiederum die durch die Entladung bedingte Verzögerung des Torzeitbeginns um Δ Τ auftritt Die Größe der Verzögerung Δ T ist von der Größe der Voraufladung des Kondensators 22 abhängig. Durch Veränderung des Abgriffes des Potentiome- ters 24 kann der Wert der Voraufladung des Kondensators 22 und damit die Größe der Verzögerung ΔΤ eingestellt werden. Somit läßt sich auf einfache Weise durch Betätigung des Potentiometers 24 die Größe der ZF-Abweichung abgleichen, wobei in F i g. 2 jedoch nur eine Vergrößerung von einem bestimmten, vorgewählten Wert möglich ist Der Widerstand 20 dient als Außenwiderstand für einen im Frequenzzähler befindlichen Schalttransistor am Punkt 31, der außerhalb der Torzeit Tgegen 0 V durchschaltet

Die in der beschriebenen Art in ihrem Beginn verkürzten Impulse 16 gelangen über einen Inverter 28 zu einem Eingang £(EnabIe) des Vorteilers 18 und über einen weiteren Inverter 29 zu einem Eingang R (Reset) des Vorteilers 17. Durch diese Ansteuerung der Vorteiler 17 und 18 wird erreicht daß sie nur während der Torzeit in Funktion sind, so daß der Zählvorgang jeweils nur periodisch innerhalb der Torzeit T erfolgen kann. Der Inverter 28, der beispielsweise vom Typ 7404 ist enthält eine interne Diode 30, die in Fig.2 gestrichelt dargestellt ist Diese Diode ist insofern von Bedeutung, als die logischen Spannungspegel bei dem MOS-IC 19 und bei den TTL-Schaltungen 17, 18 unterschiedlich sind. Die Spannung von —5 V entspricht in TTL-Technik dem logischen Pegel »0« und die Spannung von 0 V dem logischen Pegel »1«. Durch die interne Diode 30 wird nun ein Absinken der Spannung unter den Wert -5 V (TTL-»0«) erreicht Wenn nämlich der Spannungspegel von -5 V unterschritten wird, wird die interne Diode 30 leitend und verhindert deshalb ein weiteres Absinken der Spannung.

In dem Ausführungsbeispiel in F i g. 2 wird die Torzeit kontinuierlich geändert Es ist jedoch auch möglich, den Beginn der Torzeit in diskreten Schritten zu verzögern, und/oder die Veränderung umschaltbar zu machen, um z.B. in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Abweichungen der ZF ausgleichen zu können. Zu diesen Zwecken können anstelle des Potentiometers feste Spannungsteiler vorgesehen ggf. umgeschaltet werden oder mehrere Potentiometer vorgesehen und mit dem Abgriffpunkt umgeschaltet werden.

Die Erfindung läßt sich besonders im UKW-Bereich in vorteilhafter Weise anwenden, da hier keine keramischen Filter mit ausreichender ZF-Genauigkeit vorhanden sind, und deshalb häufig Abweichungen der Filter-ZF von der vorprogrammierten ZF der Zählschaltung auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zählschaltung zur Ermittlung der Empfangsfrequenz oder des Empfangskanals in einem Hochfrequenzüberlagerungsempfänger, bei der die Schwingung eines AM- oder FM-Oszillators (7), die sich um die Anzahl der Schwingungen der jeweiligen ZF von der Anzahl der empfangenen Schwingungen unterscheiden, periodisch jeweils innerhalb einer fest vorgegebenen Torzeit mittels eines elektronischen Zählers (10) gezählt werden, wobei die Länge der Torzeit (T) von den von einem Oszillator (12) gelieferten Impulsen (16) bestimmt wird und wobei im Zähler (10) eine einem vorgegebenen Festwert der ZF entsprechende Anzahl von Schwingungen von den Schwingungen des AM- bzw. FM-Oszillators (7) subtrahiert oder addiert wird, so daß der Zählerstand des Zählers (10) die Empfangsfrequenz bzw. den Empfangskanal angibt, dadurch gekennzeichnet, daß die die Torzeit (T) definierenden Impulse (16) negativ sind, daß die Impulse (16) zusätzlich über Mittel zur Veränderung der Impulsbreite geleitet werden, daß die Mittel (13) zur Veränderung der Impulsbreite aus einem Widerstand (24) und einem Kondensator (22) bestehen, die während der positiven Impulse (16) aufgeladen und mit Beginn der die Torzeit (T) bestimmenden negativen Impulse (16) entladen werden, derart, daß die den Beginn der Torzeit (T) bestimmende Flanke (16a) verzögert wird.

2. Zählschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die negativen Impulse (16) dem Kondensator (22) über eine so gepolte Diode (21) zugeführt sind, daß die das Ende der Torzeit bestimmende Flanke der Impulse (16) nicht beeinflußt ist.

3. Zählschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Widersland (24) mehrere feste Spannungsteiler vorgesehen sind, welche durch Umschalter vorzugsweise am Abgreifpunkt anwählbar sind.

4. Zählschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstand (24) mehrere einstellbare Widerstände vorgesehen sind, welche durch Umschalter vorzugsweise am Abgreifpunkt anwählbar sind.