DE69122923T2

DE69122923T2 - Stereo-FM-Rundfunkempfänger in einem Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE69122923T2
Application number: DE69122923T
Authority: DE
Inventors: Kevin Eugene Nortrup; Leroy Samuel Wignot
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: CN1046835C; KR920005625A; EP0470481A3; MY106076A; JP2791839B2; JPH04262682A; EP0470481B1; CN1058871A; DE69122923D1; US5148280A; EP0470481A2

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Femsehempfängern, die ein FM-Rundfunkgerät enthalten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es besteht ein Bedarf für einen Fernsehempfänger, der in der Lage ist, nicht nur Fernsehsignale zu empfangen, sondern auch FM-Rundfunksignale. In den Vereinigten Staaten besetzt das Rundfunk-FM-Band ein Frequenzband, das sich von etwa 88 MHz bis etwa 108 MHz erstreckt. Dieses Frequenzband liegt zwischen den Freguenzen, die dem Fernseh-Rundfunkkanal 6 und dem Femseh-Kabel- Kanal 98 zugeordnet sind. Moderne Fernsehempfänger vom Differenzträger-Typ, die in der Lage sind, FH-Rundfunksignale zu empfangen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen bekannten Anordnungen haben die jeweiligen Hersteller jedoch ein getrenntes FH-Rundfunkgerat mit eigenem Tuner hinzugefügt. Dies kann erfolgt sein, weil Femsehtuner üblicherweise abgestimmte Schaltungen (FM-Fallen) enthalten, um FM-Signale auszusperren, die andernfalls den Fernsehsignalempfang stören könnten.
Eine übliche FM-Falle für einen Fernsehempfänger ist eine abgestimmte Schaltung, die eine Amplituden/Freguenz-Charakteristik hat, die eine einzelne tiefe Einkerbung besitzt, die etwa auf das FM-Freguenzband zentriert ist, und die ausreichend breit ist, um FM-Signale in dem gesamten FM-Freguenzband zu dämpfen.
Es ist nicht überraschend, daß die Entfernung der FM-Falle die Funktion des Empfängers verschlechtert, wenn Fernsehsignale abgestimmt werden. Dies wird als unannehmbar angesehen, weil der Empfänger vorwiegend ein Fernsehempfänger ist und nur zusätzlich ein FM-Rundfunkempfänger. Das Vorsehen einer elektronisch schaltbaren FM-Falle wird ebenfalls als unannehmbar angesehen, weil dadurch zusätzliche Kosten entstehen und die Kompliziertheit der Empfängerkonstruktion erhöht wird, und weil sie von sich aus eine Funktionsverschlechterung aufgrund von Streukapazitäten und Streumduktivitäten, die eingeführt werden können, verursachen kann.
Ein Fernsehempfänger gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 ist in PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 7, Nr. 280 (E-216) (1425) vom 14. Dezember 1983 und JP-A-58 159 031 (MATSUCHITA) vom 21. September 1988, beschrieben.
Ein Fernsehempfänger mit einem gemeinsamen Audio-Konverter ist aus PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 6, Nr. 259 (E-149) (1137) vom 17. Dezember 1982 und JP-A-57 155 885 (ZENERARU) vom 27. September 1982, bekannt, bei dem ein ZF-Signal mit einer festen Freguenz von 10,7 MHz ausgegeben wird, um eine zweisprachige Rundfunkübertragung zu erhalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß Anspruch 1 und 4 wird ein einziger Tuner in einem Fernsehempfänger verwendet, um Fernsehsignale in wenigstens einem Fernsehfreuenzband und FM-Rundfunksignale in einem FM-Freguenzband abzustimmen, das dem Fernsehfrequenzband benachbart ist. Der Femsehtuner dient als erste Mischstufe eines Doppelüberlagerungs-FM-Empfängers, wobei eine integrierte FM-Rundfunkschaltung als zweite Mischstufe dient.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild einen den Gegenstand der Erfindung verkörpernden Femsehempfänger.
Fig. 2A zeigt eine Parallel-Resonanz-FM-Falle, die aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Fig. 2B ist eine graphische Darstellung der Amplituden/Frequenz-Charakteristik einer Parallel-Resonanzschaltung der in Fig. 2A gezeigten Art.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße FM-Falle.
Fig. 3B ist eine graphische Darstellung der Amplituden/Freguenzcharakteristik der FM-Falle von Fig. 3A und der Antennen-Eingangsschaltung, wenn der Tuner auf den Kanal 6 abgestimmt ist.
Fig. 4 ist eine Darstellung einer gemäß der Erfindung erzeugten Anzeige auf einem Anzeigeschirm.
Fig. 5 ist eine Darstellung eines Teils des Tuners von Fig. 1, die den Anschluß der FM-Falle von Fig. 3A zeigt.
Fig. 6 zeigt das kombinierte 43,3 MHz-Bandpaßfilter und die 48,65 MHz-Halb-ZF-Falle von Fig. 1.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Gemäß Fig. 1 werden Fernseh-Hochfreguenz-(HF)- und FM-Hochfreguenzsignale einem HF-Eingangsanschluß einer FM-Fallenschaltung 100 zugeführt. Die FM-Falle 100 wird in Einzelheiten später in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Am Ausgang der FM-Falle 100 erscheinende HF-Signale werden einem Tuner 102 zugeführt. Der Tuner 102 enthält einen HF-Verstärker 102a zur Verstärkung von HF-Signalen und zur Zuführung der verstärkten HF-Signale zu einem Eingang einer Mischstufe 102b. Der Tuner 102 enthält ferner einen Hilfs-Oszillator 102c zur Erzeugung eines Hilfs-Oszillator-Signals, das bei zuführung zu einem zweiten Eingang der Mischstufe 102b mit dem verstärkten HF-Signal überlagert wird und ein Ausgangssignal mit der Fernseh-Zwischenfrequenz (ZF-Frequenz) erzeugt. Der Tuner 102 wählt ein bestimmtes HF-Signal unter Steuerung einer Tuner-Steuereinheit 104 aus. Alternativ kann die Tuner-Steuereinheit 104 auch in dem Tuner 102 enthalten sein. Die Tuner-Steuereinheit 104 führt dem Tuner 102 über einen Draht 103 ein Abstimm-Steuersignal zu und führt über einen Steuerbus 103' wellenbereichs-Umschaltsignale zu. Das Abstimm-Steuersignal und die wellenbereichs-Umschaltungssignale steuern die Frequenz, mit der der Hilfs-Oszillator 102c schwingt, wodurch bestimmt wird, welches HF-Signal in die ZF-Frequenz umgewandelt (überlagert) wird. Die Tuner-Steuereinheit 104 wird durch ein Steuergerät 110 gesteuert. Das Steuergerät 110, das ein Mikroprozessor oder ein Mikrocomputer sein kann, enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 112, einen Festspeicher (ROM) 114 und einen Speicher 116 mit direktem Zugriff. Das Steuergerät 110 empfängt vom Benutzer eingegebene Steuersignale von einem örtlichen Tastenfeld 122 und von einem Infrarot-(IR)-Empfänger 120. Der IR-Empfänger 120 empfängt und dekodiert Fernsteuersignale, die von einer Fernbedienungseinheit 125 ausgesendet werden.
Das von dem Tuner 102 erzeugte Zwischenfrequenz-(ZF)-Signal wird einem akustischen Oberflächen-Wellenfilter-(SAW)-Vorverstärker 105 zugeführt, der das ZF-Signal verstärkt und dieses über das SAW-Filter 106 einer Videosignal-Verarbeitungseinheit 130 zuführt. Die Videosignal-Verarbeitungseinheit 130 umfaßt eine Video-ZF-(VIF)-Verstärkungsstufe, eine automatische Verstärkungsregelungs-Schaltung (AGC), eine automatische Feinabstimm-Schaltung (AFT), einen Videodetektor und eine Ton-ZF- (SIF)-Verstärkungsstufe. Die Verarbeitungseinheit 130 erzeugt ein zusammengesetztes Basisband-Videosignal (TV) und ein Tonträgersignal. Das Tonträgersignal wird einer Audiosignal-Prozessoreinheit 135 zugeführt, die einen Fernseh-Stereo-Decoder, eine Matrix und einen DBX-Expander enthält. Die Audiosignal-Prozessoreinheit 135 erzeugt linke und rechte Audiosignale und führt diese zwei Eingängen einer Audio-Schaltereinheit 136 zu. Der Ausgang der Audio-Schaltereinheit 136 wird einer Audio-Verstärkereinheit 137 zugeführt. Die Audio-Verstärkereinheit 137 erzeugt verstärkte linke und rechte Basisband-Audiosignale und führt diese zwei Lautsprechern 138 für die Tonwiedergabe zu.
Das Basisband-Videosignal (TV) wird einer Video-Prozessoreinheit 155 und einem Bildröhren-Ansteuerverstärker 156 zugeführt und schließlich auf dem Anzeigeschirm einer Anzeigevorrichtung 158 angezeigt. Videosignale werden ferner einer Synchronsignal-Abtrenneinheit 160 zugeführt, die davon Vertikal- und Horizontal-Synchronsignale ableitet. Die abgeleiteten Vertikal- und Horizontal-Signale werden einer Ablenkeinheit 170 zur Erzeugung von Ablenksignalen zur zuführung zur Jochanordnung der Anzeigevorrichtung 158 zugeführt. Unter Steuerung des Steuergerätes 110 erzeugt ein On-Screen-Anzeigeprozessor 140 Zeichensignale und führt diese einem zweiten Eingang eines Videosignal- Prozessors 155 zur Anzeige auf einer Anzeigevorrichtung 158 zu. Die insoweit beschriebene Schaltung ist mit Ausnahme der in Fig. 1 dargestellten FM-Falle aus dem RCA-Farbfernseh-Chassis CTC 156 bekannt.
Das von dem Tuner 102 erzeugte Zwischenfrequenz-(IF)-Signal wird ferner über ein 43,3 MHz-Bandpaßfilter und über eine 48,65 MHz-Fallenanordnung 145 einer aus einem einzigen Chip bestehenden integrierten FM-Rundfunkschaltung (IC) 180 zugeführt. Der FM-Rundfunk-IC 180 ist beispielsweise eine CXA 12338M/S AM/FM- Stereo-Rundfunkschaltung, die von der Sony Corporation hergestellt wird. Der FM-Rundfunk-IC 180 enthält einen Verstärker 180a, eine Mischstufe 180b, einen Oszillator 180c, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 180d, eine FM-ZF- und Detektoreinheit 180e, und eine FM-Stereo-Decodereinheit 180f.
Es wurde hier erkannt, daß der Fernsehtuner 102 als erste Mischstufe eines Doppelüberlagerungs-Tuners für das FM-Rundfunkband verwendet werden kann, wobei die zweite Mischstufe des Doppelüberlagerungs-Tuners durch den FM-Rundfunk-IC 180 vorgesehen wird. Dies bedeutet, daß ein bestimmtes FM-Rundfunksignal ausgewählt und in seiner Frequenz von einer der Frequenzen des FM- Rundfunkbandes in eine erste Zwischenfrequenz von 43,3 MHz umgewandelt wird. Der Wert 43,3 MHz ist wichtig und seine Wahl wird weiter unten erläutert.
Die Signale mit der ersten ZF-Frequenz werden dann in der Mischstufe 180b mit den 54,0 MHz-Ozillatorsignalen überlagert, die von einem kristallgesteuerten Oszillator 180 mit fester Frequenz erzeugt werden. Es wurde gefunden, daß es für den kristallgesteuerten Oszillator 180c erwünscht ist, eine Frequenzdrift aufgrund von Temperaturänderungen zu vermeiden, die in und um den Bereich des Oszillators 180c auftreten können. Es kann zwar ein 54,0 MHz-Kristall verwendet werden, jedoch wurde gefunden, daß ebenso gut auch der dritte Oberton (von 54 MHz) eines Kristalls mit einem Normwert von 18 MHz verwendet werden könnte. Das Ergebnis des Überlagerungsprozesses ist ein FM-Rundfunksignal mit der nominalen FM-ZF-Frequenz von 10,7 MHz, die dann in einer keramischen Resonatoranordnung 182 gefiltert wird. Der zweite keramische Resonator der keramischen Resonatoransordnung 182 wurde zur Verbesserung der Selektivität hinzugefügt. Signale am Ausgang der keramischen Resonatoranordnung 182 werden dann verstärkt, gleichgerichtet und in üblicher Weise durch die FM- Signalverarbeitungseinheiten 180d, 180e und 180f dekodiert. Ein Potentiometer VR1 ist zur Einstellung der VCO-Frequenz vorgesehen. Dekodierte linke (L) und rechte (R) Stereosignale werden einem zweiten Paar von Eingangsanschlüssen des Audioschalters 136 zugeführt. Wenn die dekodierten linken (L) und rechten (R) Stereosignale von der Audio-Schaltereinheit 136 ausgewählt werden, werden sie dem Audio-Verstärker 137 zur Wiedergabe in einer Lautsprecheranordnung 138 zugeführt. Die Leitungen 117 und 118 zwischen dem FM-Rundfunk-IC 180 und dem Steuergerät 110 führen Signale, die anzeigen, ob ein Signal abgestimmt wird bzw. ob ein Stereosignal vorliegt.
Der Tuner 102 ist vom Frequenzsynthese-(FS)-Typ, was bedeutet, daß die Frequenz des Hilfs-Oszillators in einer Reihe von Schritten mit einer gegebenen Größe unter Steuerung des Steuergerätes 100 geändert werden kann. Beim FM-Empfangsbetrieb bewirkt das Steuergerät 100, daß der Oszillator 102c seine Frequenz in Schritten von 31,5 kHz ändert. Dies bedeutet, daß eine Fehlabstimmung einer FM-Station mit einem maximalen Fehler von 31,5 kHz/2 oder 15,75 kHz vorliegen kann. Dies ist annehmbar, weil der FM-Rundfunk-IC 180 eine annehmbare Demodulationseigenschaft über einem Bereich von annähernd +/- 110 kHz hat, und auch weil die FM-Rundfunkfrequenzen einen Abstand von 200 kHz haben.
Die Wahl von 43,3 MHz als Frequenz für die erste ZF des Doppelüberlagerungs-FM-Rundfunkempfängers wird nachfolgend erläutert. Bekanntlich hat der Amplituden/Frequenz-Verlauf des Tuners etwa die Form eines Heuhaufens, wobei der Farbträger und der Bildträger an entsprechenden Seiten des Heuhaufens annähernd 3 db unterhalb des Maximums angesiedelt sind. Der ungefähre Mittenpunkt des Heuhaufens zwischen diesen beiden Trägern ist 44 MHz. Der Fachmann könnte glauben, daß dies die optimale Frequenz für die erste ZF des FM-Rundfunksystems wäre. 44 MHz ist jedoch annähernd genau der halbe Frequenzwert der niedrigsten FM-Rundfunkfrequenz (von 88,1 MHz) und würde das folgende Problem verursachen. Die Frequenzen des einem Mixer zugeführten Signals werden durch die Aktion der Mischung verdoppelt. Die meisten dieser Produkte liegen außerhalb des Bandes und werden durch abgestimmte Schaltungen ausgefiltert, die mit dem Ausgang der Mischstufen verbunden sind. Wenn 44 MHz als erste ZF-Frequenz verwendet wird, würde dann der Hilfs-Oszillator 102c mit 132,1 MHz schwingen, um auf einen 88,1 MHz-FM-Träger abzustimmen. In diesem Falle würden die folgenden Signale erzeugt,
132,1 MHz - 88,1 MHz = 44 MHz (das gewünschte Signal); und
2 x 88,1 MHz - 132,1 MHz = 44,1 MHz (unerwünschtes Spiegelsignal).
Das unerwünschte Spiegelsignal liegt voll innerhalb der Bandbreite der zweiten ZF. Diese Situation führt zu Störungen und Verzerrungen an den System-Audio-Ausgängen. Dies wird weiter durch die Tatsache kompliziert, daß Tuner-FM-Fallen eine sehr geringe Dämpfung bei 88,1 MHz haben, was dazu führen kann, daß in dem Tuner bei verhältnismäßig niedrigen Eingangssignal-Pegeln Intermoldulationsverzerrungen auftreten. Frequenzen größer als 24 MHz aber kleiner als der Bildträger von 54,75 MHz würden Spiegelsignalprobleme bei höheren FM-Rundfunkstationen verursachen. Der beste Wert ist daher einer unterhalb 44 MHz, aber größer als der Farbträger mit 42,17 MHz (weil bei einem niedrigeren Wert der Farbträger bewirken würde, daß das Signal schnell den "Heuhaufen" herunterfällt). Der Wert von 43,3 MHz liegt nahe genug am Gipfel des Heuhaufens, um symmetrische Signale zu erzeugen und weit genug von 44 MHz entfernt, um Spiegelsignal-Interferenzprobleme zu vermeiden. Wenn 43,3 MHz als erste ZF-Frequenz gewählt wird, würde der Hilfs-Oszillator 102c so gesteuert, daß er mit 132,4 MHz schwingt, um einen FM-Träger mit 88,1 MHz auszuwählen, wodurch die folgenden Ausgangssignale erzeugt würden,
132,4 MHz - 88,1 MHz = 43,3 MHz (das gewünschte Signal); und
2 x 88,1 MHz - 132,4 MHz = 44,8 MHz (unerwünschtes Spiegelsignal)
Das unerwünschte Spiegelsignal ist nun 1,5 MHz von dem gewünschten Signal entfernt und voll außerhalb der 300 kHz- Bandbreite der zweiten ZF-Stufe und bewirkt keine Verzerrung. Tatsächlich ist ein Signal mit einer Frequenz zwischen 43,5 MHz und der Farb-Hilfs-Trägerfrequenz ein guter Anwärter für die erste ZF des oben beschriebenen Doppelüberlagerungs-Tuners.
In gleicher Weise ist bei der zweiten ZF ein Spiegelsignalproblem zu vermeiden. Insbesondere würde ein Signal mit 48,65 MHz (d.h. 43,3 MHz + 5,35 MHz (die Hälfte der zweiten ZF-Frequenz von 10,7 MHz)) bewirken, daß ein Spiegelsignal mit 10,7 MHz erscheint, was wiederum Störungen verursacht. Da die zweite ZF-Frequenz bei 10,7 MHz festgelegt ist, wird dieses Problem in einer Filtereinheit 145 beseitigt, ohne daß Nachlauffilter verwendet werden müssen. Die Schaltung der Filtereinheit 145 ist in Fig. 6A in Einzelheiten dargestellt. Das 43,4 MHz-Bandpaßfilter umfaßt eine pi-Typ-Anordnung aus einer Induktivität L601 und Kondensatoren C601 und C602. Eine Falle bei 48,65 MHz wurde erhalten, indem der Induktivität L601 ein Kondensator C603 parallelgeschaltet wurde. Die Kurve der Verstärkung über der Frequenz für diese Anordnung ist in Fig. 6B dargestellt. Die folgenden Werte der Komponenten werden vorgezogen:
L601 101 Nano-Henry
C601 39 Picofarad
C602 120 Picofarad
C603 100 Picofarad
Im Betrieb empfängt das Steuergerät 110 über ein örtliches Tastenfeld oder über einen IR-Empfänger 120 einen Befehl, um in den FM-Rundfunkbetrieb einzutreten. Ansprechend darauf führt das Steuergerät 110 ein Signal der Basis des Transistors Q1 über einen Widerstand R1 zu. Der Transistor Q1 schaltet ein und liefert eine Quelle einer Versorgungsspannung an eine Spannungsregelschaltung R2, D2, die ihrerseits Strom (VCC) liefert, um den FM-Rundfunk-IC 180 zu betreiben. Die geschaltete VCC wird auch dem Steueranschluß des Stereoschalters 136 zugeführt und bewirkt die Wahl der FM-Rundfunk-Audiosignale im FM-Rundfunkbetrieb.
Es gibt zwei Hindernisse für einen guten FM-Empfangsbetrieb, nämlich schwache Empfindlichkeit und Überlastung, und es muß ein sorgfältiger Kompromiß dazwischen gewählt werden. Es sei daran erinnert, daß im Fernsehempfangsbetrieb die Verstärkung des HF- Verstärkers durch das AGC-Signal gesteuert wird, das in der Fernseh-Video-ZF-(VIF)-Schaltung abgeleitet wird. Beim FM-Betrieb werden die AGC-Signale von dem HF-Verstärker abgeschaltet, weil in der VIF-Schaltung keine bedeutsamen AGC-Signale erzeugt werden. Wenn der Femseh-Tuner mit maximaler Verstärkung im FM- Empfangsbetrieb betrieben würde, würden FM-signale mit mittlerem bis starkem Pegel die Tuner-Misch- und -HF-Stufen übersteuern, was zu unerwünschten Verzerrungsprodukten führen würde. Das Vorsehen einer getrennten FM-AGC-Anordnung ist einfach aufgrund der Kosten und der Kompliziertheit, die dem Fernsehempfänger hinzugefugt wurden, unannehmbar. Die Lösung besteht darin, die HF- Stufe des Tuners während des FM-Empfangsbetriebs mit einer festen Verstärkung Zu betreiben. Diese Anordnung erfordert wesentlich niedrigere Kosten und die Hinzufügung von nur einigen Komponenten. Die Verstärkungsverminderung muß sorgfältig gewählt werden. Eine zu große Verstärkungsverminderung würde eine schlechte FM-Empfangsempfindlichkeit erzeugen, und eine zu kleine Verstärkungsverminderung würde zu einer Überlastungssituation führen. Ein zweiter Faktor, der dazu beiträgt, daß der Betrieb der HF-Stufe mit einer verminderten Verstärkung gut funktioniert, ist die Tatsache, daß die Rauschzahl der in ihrer Verstärkung verminderten HF-Verstärkerstufe mit einer wesentlich niedrigeren Rate verschlechtert wird (höher wird) als die Rate für die Verstärkungsverminderung, wodurch ein besseres Signal- Rauschverhältnis erhalten wird. Dies macht es zulässig, die Kompensation der Verstärkungsverminderung des HF-Verstärkers in eine nachfolgende ZF-Nachverstärkerstufe zu legen, um die Gesamt-Empfängerempfindlichkeit aufrechtzuerhalten.
Die Abschaltung der AGC-Signale wird durch Zuführung der geschalteten VCC von 4,7 Volt für das FM-Rundfunkgerät zur AGC- Leitung 102d über eine Diode D1 bewirkt. Die VCC-Versorgung für das FM-Rundfunkgerät wird gut genug geregelt, um Verstärkungsverminderungen zu erzielen, die in annehmbare Toleranzen fallen. Es ist wichtig festzustellen, daß der gewählte FM-Rundfunk-IC einen weiten Bereich von nutzbaren Betriebsspannungen hat. Der 4,7 Volt-Pegel wurde insbesondere gewählt, daß er zu dem Bedarf der Fernseh-Tuner-HF-Verstärkungsverminderungs-Vorspannung paßt. Ein Widerstand R3 isoliert die AGC-Schaltung von der zugeführten VCC. Die Amplitude der geschalteten VCC beträgt nach Durchlauf durch die Diode D1 etwa 4 VOLTC Die zuführung eines festen 4- Volt-Signals Zu dem AGC-Steueranschluß des HF-Verstärkers 102a bewirkt, daß dieser in einem Betrieb mit niedriger Verstärkung arbeitet
Die geschaltete VCC für das FM-Rundfunkgerät wird auch der Basis des SAW-Filter-Vorverstärkers 105 zugeführt, um den Verstärker unwirksam zu machen und ferner unerwünschte Signale am Eingang der Video-Verarbeitungseinheit 130 zu dämpfen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß eine FM-Falle eine vorteilhafte Wirkung in einem Fernsehempfänger erzeugt, der einen einzigen Tuner zum Empfang sowohl von Fernsehsignalen als auch von FM-Rundfunksignalen verwendet. Insbesondere dämpft die FM-Falle die FM-Rundfunksignale, die sonst am Fernsehtuner-Eingang eine zu große Amplitude haben würden. Es wurde auch erkannt, daß die FM-Falle einen Frequenzverlauf haben sollte, der verhältnismäßig scharfe "Ränder" hat, um eine Störung mit Signalen von benachbarten Fernsehkanälen zu minimieren, und der einen im wesentlichen flachen Bandsperrbereich hat, um FM-signale vor- zusehen, die eine im wesentlichen gleichförmige Amplitude in dem gesamten FM-Rundfunkband haben.
Fig. 2A zeigt eine FM-Parallel-Resonanzfalle, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. FM-Reihen-Resonanzfallen und Kombinationen von FM-Reihen- und Parallelfallen sind auch aus dem Stand der Technik bekannt. In jedem Fall wurde jedoch keine Anstrengung gemacht, die Dämpfung dieser bekannten FM-Fallen zu begrenzen. Statt dessen wurde immer versucht, die tiefstmögliche Kerbe zu erzielen, weil in einem Fernsehempfänger ohne FM-Rundfunkgerät keine Notwendigkeit besteht, irgendein FM-Rundfunksignal-Spektrum zu erhalten. Fig. 2B zeigt den Verlauf der Amplitude über der Frequenz einer Parallel-Resonanzschaltung, die beispielsweise in Fig. 2A dargestellt ist. Diese Anordnung ist für ein kombiniertes Femseh- und FM-System aus den folgenden Gründen unbefriedigend. Wenn die Resonanzfrequenz der Schaltung von Fig. 2A auf die Mitte des FM-Frequenzbandes gelegt würde, würden die Amplituden der Signale der einzelnen FM-Rundfunkstationen am Eingang des HF-Verstärkers stark variieren. Sie ist auch unbefriedigend, weil die Dämpfung der Kennlinie (d.h. die Neigung der Ränder) nicht steil genug ist, um einen ausreichenden Schutz gegen FM-Störungen für die benachbarten Fernsehkanäle vorzusehen.
In Fig. 3A ist eine Drei-Abschnitts-FM-Falle dargestellt, die die oben erwähnten Probleme der bekannten FM-Fallen überwindet. Abschnitt I der aus drei Abschnitten bestehenden FM-Falle umfaßt eine Parallelanordnung aus einer Induktivität L301, einem Widerstand R301 und einem Kondensator C301. Der Abschnitt I ist auf 97,5 MHz abgestimmt, damit der Frequenzverlauf der Gesamtanordnung so gleichmäßig wie möglich ist. Der Abschnitt II der Drei-Abschnitts-FM-Falle umfaßt eine Parallelanordnung aus einer Induktivität L302 und einem Kondensator C302. Der Abschnitt II ist auf 104,0 MHz abgestimmt, um einen Schutz für die VHF-Kanäle 12 und 13 (in den USA) vorzusehen. Der Abschnitt III der Drei- Abschnitts -FM-Falle umfaßt eine Reihen-Resonanz schaltung, die zwischen einem Punkt zwischen den Abschnitten I und II und einem Bezugspotential (d.h. Signalmasse) angeordnet ist. Der Abschnitt III ist auf 90,5 MHz abgestimmt, um den Kanal 6 im unteren VHF- Band gegen FM-Schulfunksendungen zu schützen, die nahe bei 88,1 MHz liegen. Widerstände R301 und R303 legen die Fallentiefe fest. Es sei bemerkt, daß der Abschnitt II keine zusätzliche Belastung erfordert, da die Belastungseffekte der ihm folgenden Antennenfilter-Schaltung die Fallentiefe des Abschnitts II auf den gewünschten Betrag vermindert. Die oben beschriebene Anordnung läßt den chroma-Träger des Kanals 6 im Pegel im wesentlichen unmodifiziert, aber zieht den Tonträger des Kanals 6 etwa 3 bis 4 db herab, was als annehmbar angesehen werden kann. Der Bild-(pix)-Träger des Kabelkanals A-2 (d.h. 98) wird um etwa 1 db vermindert, aber auch dies kann als annehmbar angesehen werden.
Die folgenden Komponentenwerte werden bevorzugt.
Die oben beschriebene Drei-Abschnitts-FM-Falle sieht einen gleichmäßigen Sperrpegel für Signale im Bereich zwischen 88 MHz und 108 MHz von etwa 10 +/- 4 db während des FM-Empfangsbetriebes vor. Wenn der Tuner auf Kanal 6 abgestimmt ist, sind die FM- Band-Sperren jedoch - wie in Figc 3B dargestellt - im Bereich von 18 bis 22 db aufgrund der hinzugefügten Selektivität der Antennen-Eingangsschaltung. Der in Fig. 3B dargestellte Kurvenverlauf wurde an dem Drain-Anschluß des Dual-Gate-FET-Transistors Q501 des HF-Verstärkers in Fig. 5 gemessen.
Die oben beschriebene Drei-Abschnitts-FM-Falle weist die folgende typische Funktion auf (im Vergleich zu dem Bildträger des Fernseh-Rundfunkkanals).
Das gewünschte Endergebnis der Fallendämpfungen selbst besteht darin, daß eine gewünschte Verminderung der Gesamt-Tuner verstärkung im FM-Frequenzband erreicht wird. Im Vergleich zu der durchschnittlichen Leistungsverstärkung der benachbarten Fernsehkanäle 6 und 98 wird die Verminderung der Gesamt-Tunerverstärkung bei den folgenden FM-Bandfrequenzen realisiert.
Während des FM-Empfangsbetriebes stehen keine Fernsehbilder für die Betrachtung zur Verfügung. Wenn demzufolge eine FM Station gewählt wird, bewirkt das Steuergerät 110, daß der On- Screen-Anzeigeprozessor 140 eine Nachricht anzeigt, die einem Benutzer angibt, daß der Fernsehempfänger sich im FM-Betrieb befindet, daß eine bestimmte FM-Station gewählt worden ist und ob das empfangene FM-signal in Stereo ist oder nicht. Eine solche Anzeige ist in Fig. 4 dargestellt, wo eine Nachricht auf dem Schirm 410 des Fernsehempfängers 400 angezeigt wird. Die Anzeige wird dem Benutzer während einer vorgegebenen Zeitdauer (vielleicht 30 Sekunden) prasentiert, worauf ein leerer Schirm angezeigt wird.
Fig. 5 zeigt in Einzelheiten den Anschluß der FM-Fallenschaltung von Fig. 3A an eine vereinfachte Version eines Teils des Tuners 102. Insbesondere ist der Ausgang der FM-Falle 500 über eine Reihen-Induktivitat mit einer Reihe von Fallen, die allgemein mit 510 bezeichnet sind, verbunden. Die Fallen 510 haben eine erste parallele Falle, die auf die Fernseh-ZF-Frequenz abgestimmt ist, eine zweite Nebenschluß-Reihen-Falle, um alle Signale unterhalb des Kanals 2 zu entfernen, und eine zweite parallele Falle, die ebenfalls auf die Fernseh-ZF-Frequenz abgestimmt ist. Der Ausgang der Fallen 510 wird dem Eingang eines HF-Verstärkers 520 zugeführt. Ein Tuner dieser Art ist der MTP-M 2016-Tuner, der in dem von Thomsen Consumer Electronics, Inc., Indianapolis, Indiana, USA, gefertigten CTC-150-Chassis verwendet wird und braucht daher nicht in Einzelheiten beschrieben zu werden.
Es wurde hier auch erkannt, daß die vorliegende Anordnung auch verwendet werden kann, um Rundfunk-Informationsdienste abzustimmen, z.B. in den Vereinigten Staaten den nationalen Wetterdienst (NWS). Diese Rundfunksendungen werden den folgenden sieben Frequenzen zugeordnet: 162,400 MHz, 162,425 MHz, 162,450 MHz, 162,475 MHz, 162,500 MHz, 162,525 MHz und 162,550 MHz. Nur eine dieser Frequenzen ist einem gegebenen geographischen Bereich zugeordnet. Übliche Wetter-Rundfunkempfänger sehen einen Schalter vor, um eine der drei kristallgesteuerten Frequenzen zum Empfang der Rundfunksendung auszuwählen.
Es wurde hier ferner erkannt, daß bei der Auswahl des NWS- Betriebes nur die Mitte des NWS-Bandes abgestimmt zu werden braucht. Dies hat drei Gründe. Erstens haben ZF-Filter eine 190 KHz 3 db-Bandbreite, die größer als der gesamte 150 kHz-Kanalabstand des NWS-Bandes ist. Zweitens funktioniert der verwendete Diskriminator gut selbst bei +/- 1000 kHz von der abgestimmten Frequenz. Drittens ist nur wenig oder keine überlappung der NWS- Stationen vorhanden (weil die NWS-Frequenzen reserviert sind, und weil es nur einen Sender gibt, der in einem gegebenen Bereich arbeitet).
Es wurde hier insbesondere erkannt, daß der Gegenstand der Erfindung auch bei Video-Kassettenrecordern (VCR) nützlich ist. Der hier verwendete Begriff Fernsehempfänger schließt Fernsehempfänger mit einer Video-Anzeigevorrichtung (allgemein als Fernsehgeräte bezeichnet) und Fernsehempfänger ohne eine Video- Anzeige, z.B. Video-Kassettenrecorder ein.

Claims

1.) Fernsehempfänger umfassend:

Tunermittel (102) zum Arbeiten in einer ersten Betriebsart zum Empfang von HF-Fernsehsignalen, wobei die Tunermittel (102) ein bestimmtes HF-Fernsehsignal aus einer Vielzahl von HF-Fernsehsignalen in Abhängigkeit von einem Steuersignal auswählen;

wobei die Tunermittel (102) auch in einer zweiten Betriebsart als erste Mischstufe für ein Doppel-Überlagerungs-FM-Rundfunk-HF-Signal arbeiten, wobei die Tunermittel ein bestimmtes FM-Rundfunk-HF-Signal aus einer Vielzahl von FM-Rundfunk-HF-Signalen in Abhängigkeit von dem Steuersignal auswählen, und um das bestimmte FM-Rundfunk-HF-Signal in eine erste Zwischenfrequenz umzuwandeln;

Steuermittel (104) zur Erzeugung des Steuersignals, um zu bewirken, daß die Tunermittel das bestimmte HF-Fernsehsignal und das bestimmte FM-Rundfunk-HF-Signal auswählen; und gekennzeichnet durch:

eine zweite Mischstufe (180b, 180c) des Doppel-Überlagerungs-FM-Rundfunksignalempfängers, wobei die zweite Mischstufe (180b, 180c) ausschließlich das FM-Rundfunksignal mit der ersten Zwischenfrequenz empfängt und das FM-Rundfunksignal mit der ersten Zwischenfrequenz in eine zweite Zwischenfrequenz umwandelt, wobei die zweite Zwischenfrequenz anders als eine Fernseh-Zwischenträger-Ton-Zwischenfrequenz ist, und

Mittel (180e) zur Demodulation von Audiosignalen von dem FM-Rundfunksignal mit der zweiten Zwischenfrequenz.

2.) Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zwischenfrequenz 10,7 HHz beträgt.

3.) Fernsehempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Mischstufe (180b, 180c) ein Element einer integrierten FM-Rundfunkempfängerschaltung ist.

4.) Fernsehempfänger umfassend:

Tunermittel (102) zum Arbeiten in einer ersten Betriebsart zum Empfang von HF-Fernsehsignalen, wobei die Tunermittel (102) ein bestimmtes HF-Fernsehsignal aus einer Vielzahl von HF-Fernsehsignalen in Abhängigkeit von einem Steuersignal auswählen und das ausgewählte HF-Signal in ein Fernseh-Zwischenfrequenz-Signal (IF) umwandelt;

Mittel (130) zum Demodulieren des Fernseh-ZF-Signals, um ein Femseh-Audiosignal zu erzeugen;

Steuermittel (104) zur Erzeugung des Steuersignals, um zu bewirken, daß die Tunermittel das bestimmte HF-Signal auswählen;

wobei die Tunermittel (102) auch in einer zweiten Betriebsart als erste Mischstufe für einen Doppel-Überlagerungs-FM-Rundfunk-Stereosignal-Empfänger arbeiten, um ein FM-Stereosignal in eine erste Zwischenfrequenz umzuwandeln; gekennzeichnet durch:

eine zweite Mischstufe (180b, 180c) des Doppel-Überlagerungs-FM-Rundfunksignalempfängers, wobei die zweite Mischstufe (180b, 180c) ausschließlich das FM-Stereosignal mit der ersten Zwischenfrequenz empfängt und das FM-Stereosignal in eine zweite Zwischenfrequenz umwandelt;

Mittel (180e) zum Demodulieren von Audiosignalen von dem FM-Stereosignal mit der zweiten Zwischenfrequenz und zum Erzeugen von demodulierten FM-Stereo-Audiosignalen; und

Mittel (136) zum Auswählen entweder des Fernseh-Audiosignals oder der demodulierten FM-Stereo-Audiosignale für die Verstärkung und Wiedergabe.