DE4335091C2 - Programmierbarer elektronischer Tuner für Fernseh-Hausantennen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen programmierbaren elektro­ nischen Tuner für Fernseh-Hausantennen und betrifft die elektro­ nische Abstimmung der Kanalfilter für den Empfang der drei Fern­ sehbereiche VHF low, VHF high und UHF. Die im Tuner vorgese­ henen Kanalfilter enthalten Varicap-Dioden, deren Kapazität durch Anwendung einer bestimmten, im Speicher programmierten und von der Mikrosteuerung gesteuerten Spannung bzw. durch Anwendung eines "Abstimmsignals" auf den für die Resonanz erforderlichen Wert eingestellt wird.

Aus der GB-2 187 906-A ist ein System zur Abstimmung von Resonanzkreisen mit Varicap-Dioden durch Einleitung einzelner Polarisationsspannungen bekannt, die in Form von Binärcoden im Speicher aufbewahrt und von einer Mikrosteuerung abgerufen und gesteuert sowie vom entsprechenden D/A-Konverter umgeformt werden. Auch die parallele Resonanzkreisstruktur mit Induktanz und Varicap mit Erdungsklemme ist üblich, wobei die Signal­ spannung über einen Widerstand angelegt wird.

Die Zuführung eines besonderen Abstimmsignals zu jedem Resonanz­ kreis bzw. abstimmbaren Kreis ermöglicht es, die Filter mit nicht gepaarten Varicaps und Komponenten höherer Toleranz herzustellen.

Aus der ES-515 591 ist eine Mikrosteuerungssequenz oder ein logi­ scher Kreis bekannt, um die Abstimmeinstellung für jeden Kanal wie folgt vorzunehmen: Empfang und Dekodierung der Angabe des über die Tastatur gewählten Kanals; Abruf der zuvor für jedes Ge­ rät des Werks aufgenommenen programmierten Daten aus einem nicht flüchtigen Speicher; Adressierung der entsprechenden Speicherpo­ sition an den abzustimmenden Bereich und Kanal; Erzeugung der Ab­ stimmsignale mit einem D/A-Konverter und Zuführung derselben, nach ihrer Verstärkung, zum ausgewählten Filter. Bei dem Tuner des genannten Patentes wird derselbe Konverter und Verstärker für die verschiedenen abstimmbaren Kreise ein und desselben Filters eingesetzt. Die Umschaltung für die individuelle Einstellung er­ folgt über Schalter, die das Kontrollsignal vom logischen Kreis erhalten.

Die DE 33 03 711 C2 beschreibt einen Tuner für ein TV- Empfangsgerät und versteht darunter einen elektronischen Tuner, der über folgendes verfügt: eine Vielzahl von Kanalfiltern, je­ weils mit Induktanz und Kapazitätsdiode, ein mit einem lokalen Oszillator versehenes automatisches Frequenzsteuerungssystem mit geschlossener Phasenschleife (PLL), einen Mikroprozessor, der da­ zu dient, schrittweise eine Abstimmspannung zu erhöhen, die dann mit einem vom lokalen Oszillator erzeugten Referenzwert vergli­ chen wird, bis ein optimaler Wert im Eingang einer Mischstufe er­ reicht wird, einen RAM-Speicher, in dem Teilungsfaktoren für die Erzeugung der fortlaufenden Zunahmen der Vergleichsspannung abge­ speichert sind, einen D/A-Konverter und einen Umschalter, der über einen periodisch aktualisierten Zwischenspeicher die optima­ le Spannung für jeden Filter steuert.

Bei den bekannten Digitalabstimmsystemen für Kanalfilter wurden die Signaldaten, d. h. die Polarisationsspannungen der einzelnen Kapazitätsdioden (Varicaps) in Form von Binärcoden im Speicher aufgenommen, vorweg im Werk für die eventuelle Abstimmung einer einzigen, festgelegten Kanalnummer bestimmt. Die Änderung der ge­ speicherten Signaldaten erfordert besondere Mittel zum Löschen und Neuprogrammieren, weshalb das Gerät ins Werk zurückgeschickt werden muß. Da sich die Zahl der abstimmbaren Kanäle für den Emp­ fang der einzelnen Sender von einer geographischen Gegend zur an­ deren ändert, müssen die Lieferanten von Verstärkern für Hausan­ tennen verschiedenartig eingestellte Geräte lagern, die jeweils nur für eine bestimmte Gegend geeignet sind, weil die in dem Speicher aufgenommenen, für die Abstimmung der einzelnen Filter geeigneten Polarisationsspannungen unveränderliche Werte sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen programmierbaren elektroni­ schen Tuner für Fernseh-Hausantennen anzugeben, der über eine Ta­ statur an Ort und Stelle der Benutzer alle Filternummern des Tu­ ners mit jeder durch die Fernseh-Hausantenne im Tuner empfangenen Kanalnummer abgestimmt und programmiert werden kann, wodurch nur ein einziges Tunermodell für alle geographischen Gegenden notwen­ dig ist. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende programmierbare elek­ tronische Tuner für Fernseh-Hausantennen umfaßt eine aus zwei oder mehreren verbundenen abstimmbaren Kreisen bestehende Struk­ tur, in der jeder Kreis über einen Steuerungseingang verfügt, über den die Spannung bzw. das geeignete Abstimmsignal einzeln zugeführt wird.

Die geeigneten Polarisationsspannungen für die einzelnen Abstimm­ kreise und Kanalfrequenzen werden ab Werk in einem EEPROM- Speicher in Form von binären Signaldaten programmiert, was auch für die Angaben bezüglich der Kanal- und Filternummer gilt. Der "Filterzustand" wird durch die Zuweisung einer festgesetzten Filternummer und der entsprechenden Polarisationsspannungen zu einer bestimmten Kanalnummer, jeweils einer für jeden abstimm­ baren Kreis eines jeden Kanals, bestimmt. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik genannten Speichern erlaubt der EEPROM-Speicher ein Löschen und Neuprogrammieren der Daten durch elektrische Impulse, wodurch diese Maßnahmen am Standort des Geräts durchge­ führt werden können. Dieses unterschiedliche Merkmal des im beschriebenen digitalen Abstimmsystem eingesetzten Speichers bietet den Vorteil, dass die vom Installateur nach dem durchge­ führten Abstimmprozess erhaltenen Daten nach einer festgesetzten Zeit oder an Hand von über die Tastatur eingegebenen Anweisungen in den Speicher eingehen und die im Werk gespeicherten ursprüng­ lichen Daten ersetzen. Auf diese Weise ist es nicht mehr nötig, Geräte verschiedener Einstellungen zu liefern. Ein einziges Modell dient für alle geographischen Gegenden, unabhängig davon, wieviele Kanäle abzustimmen sind. Der Installateur weist jedem Kanal an Ort und Stelle eine Filterzahl zu und kann den Abstimm­ prozess unter anderen Installationsvoraussetzungen wiederholen, ohne das Gerät, wie es bisher der Fall war, ins Werk schicken zu müssen, um z. B. einen Filter des Verstärkers zu ersetzen oder die Kanalbelegung neu vorzunehmen.

Über die Tastatur gibt der Benutzer die Kanalnummer, die Filter­ nummer sowie die Anweisungen bezüglich des Filterzustands und des Abschlusses des Abstimmprozesses in die Mikrosteuerung ein. Während des Abstimmprozesses werden in einem Display die gewählte Kanalnummer und die Filternummer angezeigt.

Die programmierten Signale für die Abstimmung der Resonanzkreise einer Filternummer und des für diesen Filter gewählten Kanals werden von der Mikrosteuerung einem zur Bildung eines dynamischen Speichers vorgesehenen Kreis mit zahlreichen Ausgängen zugeführt, die jeweils einem abstimmbaren Filterkreis entsprechen, der dieselben vor der Anwendung als analoge und bis zu der DC-Spannung, die bei der Polarisation einer Varicap-Diode erforderlich ist, verstärkten Signale erhält.

Die erforderliche Ausgangszahl des dynamischen Speichers ent­ spricht mindestens dem Ergebnis der abstimmbaren Kreise eines Filters und der Kanalfilter des Verstärkers, wobei überschüssige Ausgänge unbelegt bleiben können. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es nicht vertretbar, für jedes Terminal eine D/A- Konverter-/­ Verstärker-Einheit einzusetzen. Die Zahl der Konverter wurde in dem Maße reduziert, in dem es die Zeit der Umschaltsequenz und der Speicherung des Kreises des dynamischen Speichers zulässt, zu welchem Zweck ein Wahlschalter zur Verfügung steht, der die jedem Ausgang entsprechenden Signale dem dynamischen Speicher zuführt und gleichzeitig eine der Zahl der Konverter des Geräts entsprechende Zahl von Speicherausgängen umschaltet.

Dank des eingesetzten EEPROM-Speichers ermöglicht der Algorithmus des Abstimmprozesses der programmierten Kanäle, dass die Mikro­ steuerung die Maßnahmen für die Neuprogrammierung eines Filters mit einem anderen Kanal oder einer anderen Abstimmfrequenz vor­ nimmt, wenn der Installateur den Zustand irgendeines Filters zu einem bestimmten Zeitpunkt ändern will. Zu diesem Zweck wählt er über die Tastatur die neue Filterzahl für den abzustimmenden Kanal, wonach alle weiteren routinemäßigen Abstimmarbeiten kontinuierlich und automatisch durchgeführt werden: Abfrage der entsprechenden programmierten Signaldaten vom EEPROM-Speicher, Eingabe dieser Daten in die Konverter, Steuerung des dynamischen Speichers über einen Wahlschalter und Anlegen der geeigneten Signale an die einzelnen Abstimmkreise des gewählten Filters über die Ausgänge des dynamischen Speichers. Der Benutzer beschließt den Abschluss der Abstimmung aller Kanäle und programmiert erneut die Kanalzuweisung zu den Filtern bzw. den neuen "Filterzustand" im EEPROM-Speicher. Die Mikrosteuerung beginnt ihren ständigen Arbeitszyklus und leitet die Daten eines jeden abgestimmten Kanals systematisch in die Konverter ein, um sie bis zu einer neuen Änderung des Filterzustands auf den entsprechenden Filter anzuwenden. Der neue Filterzustand liegt im EEPROM-Speicher auch für eine spätere Inbetriebnahme des Geräts vor, z. B. nach einer Unterbrechung der Stromzufuhr oder bei einer Neuinstallierung des Verstärkers, dessen Speicher von den Kanälen ausgeht, die während des letzten Abstimmprozesses programmiert wurden.

Um zu verhindern, dass ein und derselbe Kanal gleichzeitig durch mehrere Filter abgestimmt werden kann, nimmt die Mikrosteuerung einen Vergleich zwischen dem Kanal des Filters, mit dem der beschriebene Abstimmprozess durchgeführt wird, und den den weite­ ren Filtern zugewiesenen Kanälen vor. Hatte man den Kanal schon vorher zugewiesen, wird er von der Mikrosteuerung abgelehnt.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild der grundlegenden Struktur eines eingesetzten Kanalfilters.

Fig. 2 stellt schematisch den dynamischen Speicher mit 32 Ausgängen dar, welche einer gleichen Zahl von Abstimm­ kreisen der programmierbaren Filter entsprechen.

Fig. 3 zeigt das digitale Abstimmsystem der Kreise, welche 8 Kanalfilter umfassen.

Fig. 4 entspricht einem Flussdiagramm des Algorithmus zur Abstimmung und Neuprogrammierung der Filter.

BEVORZUGTE AUSFFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der Zeichnungen ist zu erkennen, dass der programmier­ bare elektronische Tuner für Fernseh-Hausantennen gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eine bekannte, in Fig. 1 gezeigte Filterstruktur besitzt, die sich aus vier abstimmbaren Varicap-Kreisen (CR₁ bis CR₄) zusammensetzt, jeweils zwei vor der Verstärkungsetappe und zwei am Ausgang, welche einzeln von einer Steuerleitung (R₁ bis R₄) aus mit einer Spannung (Vs₁ bis Vs₄) bzw. einem besonderen, für jeden Kanal ab Werk oder später vom Installateur im EEPROM-Speicher (3) programmierten Abstimmsignal betätigt werden. Dieser EEPROM-Speicher enthät also die in Form von Binärdaten gespeicherten geeignmeten Spannungen für die Abstimmung der Kanäle und Filter sowie den Filterzustand.

Da ein Gerät für Fernseh-Hausantennen bevorzugt acht programmier­ bare Fernsehkanäle aufweist, wird - wie in Fig. 3 gezeigt - ein dynamischer RAM-Speicher (8) mit 32 Ausgängen (s₁ bis s₃₂) einge­ setzt, denen die einzelnen Abstimmsignale über den Wahlschalter (7) sequentiell in Vierergruppen zugeführt werden.

Zur gleichzeitigen Anlegung von vier Abstimmsignalen an eine gleiche Anzahl von Kreisen desselben Filters (11 bis 18) werden vier Einheiten von A/D-Konvertern (5) und Verstärkern (6) eingesetzt. Das digitale Programmiersystem wird von einer Mikro­ steuerung (1) gesteuert, welche die Anweisungen des Installateurs über die Tastatur (2) erhält. Der Installateur verfolgt den Anstimmprozess an Hand der Anzeigen im Display (4), welche in jedem Moment die Nummer des arbeitenden Filters (11 bis 18) und die Nummer des Kanals, der abgestimmt wird, angibt.

Die von der Mikrosteuerung (1) gesteuerte Abstimm- und Neupro­ grammierungssequenz wird in Fig. 4 im Flussdiagramm dargestellt: es wird beschlossen, den Filterzustand im Block (26) zu ändern oder nicht zu ändern. Soll er nicht geändert werden, wiederholt sich die Abstimmroutine (Block 23 bis 25) für jeden Kanal mit dem ursprünglich gewählten Filter: Eingabe der Daten in Konverter (5) in Block (23), Steuerung des dynamischen Speichers über Wahl­ schalter (7) in Block (24), Anlegung der entsprechenden Signale über dynamischen Speicher in Block (25). Soll der Zustand eines Kanals geändert werden, wählt man den neuen Filter in Block (27) aus, um danach die durch den Abstimmblock (28) dargestellten routinemäßigen Arbeitsgänge durchzuführen, die zuvor bereits beschrieben wurden. Nach endgültiger Abstimmung der erforderli­ chen Kanäle wird dem EEPROM-Speicher (3) die entsprechende Anweisung gegeben, damit er die neuen Zuweisungsdaten, Block (30), speichert. Anschliessend wird wiederholt die Routine des Blocks (28) in "Arbeitsstellung" durchgeführt.

Claims (5)

1. Programmierbarer elektronischer Tuner für Fernseh-Hausantennen, umfassend:
eine Vielzahl von Kanalfiltern (11-18), die jeweils verschiedene parallele, mittels einer für jeden Filterkreis spezifischen Polarisationsspannung (Vs1-Vs32) abstimmbare In­ duktanz-Kapazitätsdiode-Kreise (CR1-CR4, CR29-CR32) beinhalten,
eine Mikrosteuerung (1),
eine Speichervorrichtung (3),
eine Anzahl von D/A-Konvertern und Verstärkern (6), die kleiner oder gleich der Ge­ samtzahl der Kreise (CR1-CR4) ist, die die Polarisationsspannungen (Vs1-Vs32) für die Abstimmung der Filterkreise (CR1-CR32) erzeugen, und
Mittel (7, 8) zum Anlegen der Polarisationsspannungen (Vs1-Vs32) an die jeweiligen Kanalfilter (11-18),
wobei in der Speichervorrichtung (3) eine Vielzahl von vorher festgelegten, binären Daten gespeichert sind, die individuell mit den Werten der Polarisationsspannung (Vs1-Vs32) in Beziehung stehen, für die Abstimmung jedes Filterkreises (CR1-CR32) auf alle von der Hausantenne empfangenen Kanalfrequenzen,
wobei die Mikrosteuerung (1) über eine angeschlossene Tastatur (2) und einen Dis­ play (4) verfügt, mit deren Hilfe ein abstimmbarer Filter (11-18) für jeden Kanal pro­ grammiert wird, sowie über einen Wahlschalter (7) zur Umschaltung und Steuerung der erzeugten Polarisationsspannungen (Vs1-Vs32) und eine dynamische Speicher­ vorrichtung (8), und
wobei die dynamische Speichervorrichtung (8) eine Vielzahl von Speicherpositionen aufweist, deren Ausgang (s1-s32) an jeden Filterkreis (CR1-CR32) angeschlossen ist, in welche während einer Abstimmprozessroutine (23-25) eines jeden Kanals alle Polarisationsspannungen (Vs1-Vs32) jeder gewünschten Filternummer (11-18) ein­ gegeben werden, bevor sie auf die jeweiligen Filter Anwendung finden, einem unun­ terbrochenen sequentiellen Prozess (20-27) folgend, in dessen Verlauf mittels Ta­ statur (2) und Display (4) ein Filter (11-18) zur Abstimmung mit einem bestimmten Kanal gewählt wird.

2. Programmierbarer elektronischer Tuner für Fernseh-Hausantennen nach Anspruch 1, wobei die Speichervorrichtung (3) ein EEPROM-Speicher ist, in dem die Daten der spezifischen, vorherbestimmten Polarisationsspannungen (Vs1-Vs32) zur Abstim­ mung aller Filterkreise (CR1-CR4) in allen abstimmbaren Frequenzbändern gespei­ chert sind.

3. Programmierbarer elektronischer Tuner für Fernseh-Hausantennen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Benutzer nach Durchführung der Abstimmroutine (23-25) entscheidet, ob er den programmierten Filter-Zustand ändern will oder nicht, und irgendeinen der Filter (11-18) wählt, um über die Tastatur (2) irgendeinen Fernsehkanal abzu­ stimmen, wobei er diesen Prozess am Display (4) verfolgen und die Abstimmroutine mit den Daten des neuen Filterzustands wiederholen kann.

4. Programmierbarer elektronischer Tuner für Fernseh-Hausantennen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die verschiedenen ausgewählten Filterzustände nach Ab­ schluss des Abstimmprozesses aller Kanäle in der Speichervorrichtung (3) der binä­ ren Daten vom Installateur neu programmiert werden können und bei einer späteren Inbetriebnahme des Geräts erhalten bleiben, bis sie erneut geändert werden.

5. Programmierbarer elektronischer Tuner für Fernseh-Hausantennen nach Anspruch 1, wobei die Mikrosteuerung (1) und der dynamische Speicher (8) über interne Mittel verfügen, um zu verhindern, daß ein und derselbe Kanal für zwei Filter abgestimmt wird, zu welchem Zweck der abzustimmende Kanal mit den von den weiteren Filtern abgestimmten Kanälen verglichen wird.