DE3028945C2

DE3028945C2 - Abstimmeinrichtung mit phasensynchronisierter Schleife und Maßnahmen zur automatischen Feinabstimmung

Info

Publication number: DE3028945C2
Application number: DE3028945A
Authority: DE
Inventors: Juri Indianapolis Ind. Tults
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1985-04-18
Also published as: IT8023637A0; DE3028945A1; GB2056800A; JPS5621410A; IT1131978B; GB2056800B; US4245351A; CA1151328A; FR2462830A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abstimmen eines Empfängers auf ein einem gewählten Signal zugeordnetes Hochfrequenzsignal, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Abstimmsystemen für Hörfunk- und Fernsehempfänger werden häufig Anordnungen zur automatischen Feinabstimmung (im folgenden abgekürzt mit AFA bezeichnet) verwendet, um Fehler der Frequenz des Überlagerersignals, die sich durch Schwankungen der Eigenschaften und Kenngrößen von Bauteilen innerhalb des Abstimmsystems ergeben können, zu korrigieren. Aber auch bei Abstimmsystemen, in denen die Gefahr von Frequenzfehlern infolge von Verhaltensänderungen der Bauteile weniger groß ist, können AFA-Anordnungen von Nutzen sein, um Frequenzverschiebungen im Empfangssignal auszugleichen. Solche Frequenzverschiebungen können z. B. durch Frequenzumsetzer eingeführt werden, wie man sie bei verkabelten Empfangsanlagen mit Hauptantenne verwendet. So enthalten Abstimmsysteme, die eine phasensynchronisierte Schleife zur synthetischen Gewinnung eines Überlagerersignals aus einem von einem Kristalloszillator erzeugten Bezugssignal relativ stabiler Frequenz enthalten (sogenannte PLL-Systeme oder Frequenzsynthesizer), häufig ebenfalls eine AFA-Anordnung, die wahlweise eingeschaltet werden kann, um die Frequenz des Überlagerersignals, nachdem sie von der phasensynchronisierten Schleife auf einen dem jeweils gewählten Kanal zugeordneten Nominalwert eingestellt worden ist, derart nachzuregeln, daß Frequenzverschiebungen des zugehörigen HF-Signals kompensiert werden. Ein derartiges Abstimmsystem, das die Merkmale des Oberbegriffs ties Patentanspruchs 1 aufweist, ist z. B. aus der US-Patentschrift 40 31 549 bekannt Wie bei diesem System bestehen auch sonst phasensynchronisierte Schleifen meistenteils aus Digitalschaltungen, während AFA-Anordnungen meistenteils aus Anälogschaltungen bestehen. Dadurch gibt es gewisse Inkompatibilitäten zwischen beiden Anordnungen hinsichtlich der jeweils angewandten integrierten Schaltungstechnik. Die Folge ist, daß ein wesentlicher Teil eines mit phasensynchronisierter Schleife und mit AFA-Anordnung ausgestatteten Abstimmsystem nicht in einer einzigen gemeinsamen integrierten Schaltung untergebracht werden kann. Um ein Abstimmsystem mit phasensynchronisierter Schleife und AFA-Anordnung auf einem einzigen integrierten Schaltungsplättchen anzuordnen, kann man die analoge AFA-Anordnung durch eine zweite phasensynchronisierte Schfcife ersetzen, weiche im Falle einer Frequenzverschiebung des HF-Signals den si <ν*- dabei ergebenden Fehler zwischen der Ist-Frequenz des ZF-Signals und dem Sollwert dieser Frequenz reduziert Wegen der digitalen Natur einer phasensynchronisierten Schleife ist jedoch eine damit ausgestattete AFA-Anordnung anfälliger gegenüber bestimmten außergewöhnlichen Bedingungen im HF-Signal (z. B. Übermodulation des HF-Signals) als analoge AFA-Schaltungen. Außerdem ist es bei Verwendung von AFA-Schaltungen mit phasensynchronisierter Schleife erforderlich, dh; herkömmlichen ZF-Schaltungen abzuwandeln, um den Typ von Signalen bereitzustellen, der in phasensynchronisierten Schleifen verarbeitet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine mit phasensynchronisierter Schleife arbeitende Abstimmeinrichtung mit einer AFA-Anordnung zu versehen, die einerseits in Analogtechnik ausgeführt sein kann und andererseits kompatibel mit der bei phasensynchronisierten Schleifen angewendeten integrierten Schaltungstechnik ist Bei einer Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Abs'immeinrichtung wird also das von einem in Analogtechnik ausführbaren Frequenzdiskriminator gelieferte Signal zur automatischen Feinabstimmung (AFA-Signal) in zwei Fehlersignale in Form von Impulsen umgewandelt deren Dauer jeweils charakteristisch ist für die Frequenzabweichung

so des ZF-Signals von der zugehörigen Nominalfrequenz, und zwar im einen Fehlersignal für Abweichungen in der einen Richtung und im anderen Fehlersignal für Abweichungen in der entgegengesetzten Richtung. Der Impulsumwandler zur Umwandlung des analogen AFA-Signals in die beiden Impulssignale und auch die Schalteinrichtung zum Umschalten zwischen den AFA-!mpulssignalen und den Impulssignalen der phasensynchronisierten Schleife bilden eine schaltbare Übertragungseinrichtung für das Ausgangssignal des Frequenzdiskriminators, die sich zur Unterbringung in einer einzigen integrierten Schaltung, gewünscb.tenfails sogar gemeinsam mit der phasensynchronisierten Schleife, eignet.
Bei der bekannten Abstimmeinrichtung nach der erwähnten US-Patentschrift 40 31 549 wird das AFA-Signal in Analogform über einen Transistorverstärker und eine Schalteinrichtung auf die Abstimmsteuereinheit (Tiefpaßfilter) gegeben. Die hierzu erforderliche Über-

tragungsscbaltung ist zur Ausführung in Digitaltechnik nicht geeignet.

Aus der US-Patentschrift 40 04 232 ist es an sich bekannt, das analoge ausgangsseitige AFA-Signal eines Frequenzdiskriminators in zwei Impulssignale umzuwandeln, deren eines ZF-Frequenzabweichungen in positiver Richtung und deren anderes ZF-Frequenzabweichungen in negativer Richtung anzeigt. Hierbei haben die Impulse jedoch konstante Dauer, so daß sie das Maß der jeweiligen Abweichung nicht anzeigen können. Eine Schalteinrichtung sorgt dafür, daß eine als integrierender Speicher ausgebildete Abstimmsteuereinheit entweder diese Impulse oder gleichartige Fehlerimpulse von einer digital arbeitenden Haupt-Abstimmeir.richtung empfängt, die jedoch keine phasensynchronisierte Schleife darstellt

Wie bereits erwähnt, haben analoge AFA-Anordnungen Vorteile gegenüber digitalen AFA-Anordnungen in Abstimmsystemen mit phasensynchronisierter Schleife. Andererseits machen sich bei analogen AFA-Anordnungen jedoch Unterschiede oder Änderungen in den Verstärkungs/Frequenz-Kennlinien des Abstimmsystems störender bemerkbar. Kennlinienänderungen sind deswegen zu berücksichtigen, weil die spannungsgesteuerten Oszillatoren, wie sie typischerweise in solchen Abstimmsystemen verwendet werden, im UHF-Bereich wesentlich empfindlicher auf die Steuerspannung reagieren als im VHF-Bereich. Um dieser geringeren »Abstimmsteilheit« im VHF-Bereich Rechnung zu tragen und trotzdem eine vernünftige Ansprechzeit im VHF-Bereich sicherzustellen, kann man die im Abstimmsystem wirksamen Zeitkonstanten relativ klein bemessen. Während solche kleinen Zeitkonstanten die gewünschte Wirkung hinsichtlich der Ansprechzeit im VHF-Bereich bringen, haben sie andererseits den Effekt, daß die Abstimmsteilheit im UHF-Bereich, wo sie ohnehin relativ hoch ist, noch weiter erhöht wird, so daß der Betrieb des Abstimmsystems im UHF-Bereich in den instabilen Zustand geraten kann. Dieser Nachteil wird beseitigt, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der Impulswandler eine Tastverhältnis-Steuereinrichtung enthält, um die Tastverhältnisse der beiden impulsförmigen AFA-Fehlersignale abhängig vom jeweils gewählten Signal zu beeinflussen. Aus der Zeitschrift »Funkschau«, Heft 17, 1977, Seiten 769—771 ist es an sich bekannt, das Tastverhältnis eines impulsförmigen AFA-Signals zur Anpassung an die unterschiedlichen Abstimmsteilheiten zu verändern. In diesem Fall besteht das AFA-Fehlersignal aus Impulsen, deren Amplitude (und nicht deren Dauer) das Maß der Frequenzabweichung des ZF-Signals anzeigt

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt teilweise in Blockform ein erfindungsgemäßes Abstimmsystem, wie es in einem Fernsehempfänger verwendet werden kann;

F i g. 2,3 und 4 zeigen den zeitlichen Verlauf verschiedener Signale in graphischer Darstellung, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern;

Fig.5 ist ein Detailschaltbild eines Teils des Abstimmsystems, der in F i g. 1 in Blockform dargestellt ist

Der in F i g. 1 dargestellte Fernsehempfänger enthält einen HF-Teil 1, einen spannungsgesteuerten Überlagerungsoszillator (Oberlagerer) 3, einen Mischer 5 und einen ZF-Teil 7 zur Erzeugung eines ZF-Signais, weiches Bild- und Tonkomponenten enthält Neben einer Signalverarbeitungseinrichturig 9 enthält der Fernsehempfänger schließlich noch eine Bildröhre 11 und einen Lautsprecher 13 zur sichtbaren und hörbaren Wiedergabe der in den ZF-Komponenten enthaltenen Information. Der HF-Teil 1 empfängt HF-Signale von einer HF-Signalquelle 15. Die HF-Signalquelle 15 kann eine s Hauptantennen- oder Kabelanlage sein. Da solche Anlagen seitens der verantwortlichen Behörden nicht so strengen Vorschriften unterliegen wie Rundfunksender, können die von ihnen bereitgestellten Trägerfrequenzen oft um ein gewisses Maß von den entsprechenden genormten Trägerfrequenzen abweichen, die von Rundfunksendern ausgestrahlt werden müssen.

Das den übrigen Teil des in F i g. 1 dargestellten Fernsehempfängers bildende Abstimmsystem erzeugt eine Abstimmspannung zum Steuern der Frequenz des vom

Überlagerungsoszillator 3 gelieferten Uberlagerersignals und zum Steuern der Frequenzselektion des HF-Teils 1, so daß der Empfänger sowohl auf nichtgenormte HF-Trägerfrequenzen als auch auf die HF-Träger genormter Frequenz abgestimmt werden kann. Das hier verwendete Abstimmsystem ist in seinem allgemeinen Typ ähnlich wie das in der US-Patentschrift 40 31 549 beschriebene System.

Das Abstimmsystem enthält eine phasensynchronisierte Schleife (PLL-Anordnung) und eine Schaltungsanordnung zur automatischen Feinabstimmung (AFA-Anordnung). Zur Abstimmung des Empfängers tritt zuerst die PLL-Anordnung in Aktion, um das Überlagerersigna'i auf eine Nominalfrequenz zu bringen, die im Einklang steht mit der Normfrequenz des HF-Trägers für eine gewählte Station. Anschließend tritt die AFA-Anordnung in Akti&n, um die Frequenz des Überlagerersignals so nachzuregeln, daß eine eventuelle, durch einen Frequenzversatz des HF-Trägers bedingte Abweichung zwischen der Istfrequenz des Bildträgers des ZF-Signals und dem gewünschten oder Sollwert dieser Frequenz (z. B. 45,75 MHz beim NTSC-System) reduziert wird.

Die PLL-Anordnung enthält einen festen Frequenzteiler 17 mit einem Divisor K und einen programmierbaren Frequenzteiler 19 mit einem veränderlichen Divisor N, um die Frequenz des vom Überlagerungsoszillator 3 erzeugten Überlagerersignals zu teilen und somit eine frequenzgeteilte Version des Überlagerersignals bereitzustellen. Ferner ist ein fester Frequenzteiler 21 mit einem Divisor R vorgesehen, der die Frequenz des Ausgangssignals eines Kristalloszillators 23 teilt, um ein Bezugsfrequenzsignal zu erzeugen. Ein Phasenvergleicher 25 empfängt das frequenzgeteilte Überlagerungssignal und das Bezugsfrequenzsignal, um Fehlersignalc

so PLL-L und PLL-H zu erzeugen, welche die Pb~sen- und/oder Frequenzabweichung zwischen dem frequen/geteilten Überlagerersignal und dem Bezugsfrcquenzsignal anzeigen, in F i g. 2 ist veranschaulicht daß wenn das frequenzgeteilte Überlagerersigna! dem Bezugsfrequenzsignal nacheilt (infolge einer Phasen- und/ oder Frequenzdifferenz), das ansonsten mit niedrigem Logikwert erscheinende Fehlersignal PLL-L positiv gerichtete Impulse enthält deren Dauer jeweils gleich dem Zeitintervall zwischen der Vorderflanke des Bezugsfrequenzsignals und der Vorderflanke des frequenzgeteilten Überlagerersignals ist Wenn das frequenzgeteilte Überlagerersignal dem Bezugsfrequenzsignal voreilt dann enthält das Fehlersignal PLL-H. das ansonsten den niedrigen Logikpegel hat positiv gerichtete impulse, deren Dauer jeweils gleich dein Zeitintervall zwischen der Vorderflanke des frequenzgeteilten Überlagerersignal und der Vorderflanke des Bezugsfrequenzsignals ist

Das Signal PLL-L wird über ein UND-Glied 29, das durch hohen Logikwert des Signals PLL EIN (weiter unten erläutert) aktiviert wird, und über ein ODER-Glied 3t auf den Steuereingang eines Übertragungsgliedes (Torschaltung T) 27 gegeben. Die Torschaltung 27, die normalerweise nichtleitend ist, wird mit den positiv gerichteten Impulsen des Signals PLL-L jeweils durchlässig gemacht. Das Signal PLL-H wird über ein ebenfalls durch das Signal PLL EIN aktiviertes UND-Glied 35 und über ein ODER-Glied 37 auf den Steuereingang einer Torschaltung 33 gegeben. Die Torschaltung 33, die ebenfalls normalerweise nichtleitend ist, wird durch die positiv gerichteten Impulse des Signals PLL-H durchlässig gemacht. Die Stromleitungsstrecken der Torschaltungen 27 und 33 sind in Reihe miteinander zwi- sehen einen eine Versorgungsspannung + V empfangenen Schaltungspunkt und einen mit Signalmasse verbundenen Punkt geschaltet. Wenn die Torschaltungen 27 und 33 durch die jeweiligen positiv gerichteten Impulse an ihren Steuereingängen leitend gemacht wer- den, dann wird am Verbindungspunkt der Stromleitungsstrecken der Torschaltungen 27 und 33 ein zusammengesetztes oder kombiniertes Fehlersignal erzeugt, das aus negativ und positiv gerichteten Impulsen bezüg-

V

lieh eines Spannungspegels + — besteht, wie es in

F i g. 2 dargestellt ist. Die positiv gerichteten Impulse des kombinierten Fehlersignals entsprechen den positiv gerichteten Impulsen des Fehlersignals PLL-L Die negativ gerichteten Impulse des kombinierten Fehlersi- gnals entsprechen den positiv gerichteten Impulsen des Fehlersignals PLL-H.

Unter der Wirkung des kombinierten Fehlersignals wird der Betrag der Abstimmspannung für den Überlagerungsoszillator 3, die von einem aktiven Tiefpaßfilter oder integrator 39 erzeugt wird, in solchem Sinne geändert, daß sich die Phasen- und/oder Frequenzabweichung zwischen dem Bezugsfrequenzsignal und dem frequenzgeteilten Überlagerersignal vermindert Wenn diese Abweichung minimal oder verschwunden ist, dann besteht zwischen der Frequenz fo des Überlagerersignals und der Frequenz /i_f des Kristalloszillators folgende Beziehung:

(1)

45

Die Divisoren K und R werden zur Festlegung des Betriebsfrequenzbereichs der PLL-Anordnung gewählt.

Zweckmäßigerweise wird der Faktor -=■ fiu- gleich

1 MHz gemacht, so daß der programmierbare Divisor N des Frequenzteilers 19 gleich dem in MHz ausgedrückten Wert der Frequenz des Überlagerersignals ist

Der Wert des Divisors N wird abhängig von Binärsignalen gesteuert, weiche in codierter Form die Kanalnummer des gewählten Kanals darstellen und von einem Kanalwähler 41 erzeugt werden. Zu diesem Zweck kann der Kanalwähler 41 eine (nicht dargestellte) Tastatur enthalten, um Binärsignale zur Darstellung der bei- den Ziffern der Kanalnummern zu erzeugen, und ein Register (nicht dargestellt), um die Binärsignale zu speichern. Die für den gewählten Kanal charakteristischen Binärsignale werden außerdem einer Kanalnummern-Anzeigevorrichtung 43 und einem Banddecodierer 45 zugeführt Die Anzeigevorrichtung 43 kann z. B. zwei 7-Segment-Gruppen aus Leuchtdioden zur sichtbaren Wiedergabe der Nummer des gewählten Kanals enthalten. Der Banddecodierer 45 findet aufgrund der die Kanalnummer darstellenden Binärsignale heraus, in welchem Frequenzband der gewählte Kanal liegt. Der Decodierer 45 erzeugt ein Signal VL, wenn der gewählte Kanal im unteren VHF-Band liegt (Kanäle 2 bis 6); er erzeugt ein Signal VH, wenn der gewählte Kanal im oberen VHF-Band liegt (Kanäle 7 bis 13), und er erzeugt ein Signal U, wenn der gewählte Kanal im UHF-Band liegt (Kanäle 14 bis 83).

Die Signale VL, VH und U steuern die Auswahl bestimmter Induktivitäten (nicht gesondert dargestellt) von Schwingkreisen (ebenfalls nicht gesondert dargestellt) in der HF-Einheit 1 und im Überlagerungsoszillator 3, um den Abstimmbereich der Schwingkreise einzustellen. Jeder Schwingkreis enthält z. B. eine durch Spannung veränderbare Kapazität (Varactor oder Kapazitätsdiode), welche die Mittenfrequenz des Schwingkreises abhängig von der von dem Tiefpaßfilter 39 erzeugten Steuerspannung bestimmt.

Die PLL-Anordnung wird durch eine Betriebsarten-Steuereinheit 47 in Gang gesetzt, wenn mittels des Kanalwählers 41 ein neuer Kanal gewählt wird. Im einzelnen erzeugt die Betriebsarten-Steuereinheit 47, wenn ein neuer Kanal gewählt wird, das Signal PLL EIN mit hohem Pegel, welches die UND-Glieder 29 und 35 konditioniert, um die Signale PLL-L und PLL-H an die Torschaltungen 27 und 33 weiterzugeben. Wenn die Abweichung zwischen dem frequenzgeteilten Überlagerersignal und dem Bezugsfrequenzsignal auf praktisch ihr Minimum reduziert worden ist, dann haben die Impulse der Fehlersignale PLL-L und PLL-H jeweils relativ kurze Dauer. Dieser Zustand wird von einem Synchronzustandsfühler 49 erfaßt Als Antwort darauf läßt die Betriebsarten-Steuereinheit 47 das Signal PLL EIN auf den niedrigen Logikpegel gehen, wodurch die UND-Glieder 29 und 35 gesperrt und damit der Betrieb der "LL-Anordnürig beendet wird. Zur gleichen Zeit bewirkt die Betriebsarten-Steuereinheit 47, daß ein Signal AFA EIN mit hohem Logikpegel erzeugt wird. Das Signal AFA EIN schaltet den Betrieb der AFA-Anordnung ein, wie es weiter unten erläutert wird.

Sollte irgendwann nach der Einschaltung der AFA-Anordnung die Frequenz des Überlagersignals um mehr als ein vorbestimmtes Maß (z.B. 1,25 MHz für das NTSC-System) gegenüber dem Nominalwert versetzt sein, der dem genormten HF-Träger für den betreffenden gewählten Kanal zugeordnet ist (also im Falle eines Frequenzoffsets von mehr als 1,25 MHz), dann erzeugt ein Offsetdetektor 51 ein Signal, das diesen Zustand anzeigt Als Antwort darauf beendet die Betriebsarten-Steuereinheit 47 den Betrieb der AFA-Anordnung, indem sie das Signal AFA EIN auf niedrigen Logikpegel gehen läßt, und schaltet wieder den Betrieb der PLL-Anordnung ein, indem sie das Signal PLL EIN auf hohen Logikpegel gehen läßt. Frequenzabweichungen oder -offsets des Überlagerersignals von mehr als 1,25 MHz müssen vermieden werden, weil man sonst dem Frequenzabstand nahekäme, der zwischen der Frequenz des Bildträgers (45,75 MHz im ZF-Bereich) des gerade eingestellten Kanals und der Frequenz des Tonträgers des nächstniedrigeren Kanals (47,25 MHz im ZF-Bereich) liegt

Verschiedene Teile des bis hierher beschriebenen Abstimmsystems können in der gleichen Weise realisiert werden wie entsprechende Teile des in der weiter oben genannten US-Patentschrift beschriebenen Abstimmsystems. Für den Phasenvergleicher 25 kann auch eine Anordnung verwendet werden, wie sie als »Phase Com-

3Ό 28 945

9 10

parator II« aus der RCA Solid State Division Applica- Signale VCl unri VC2, um ein Fehlersignal AFA-H m

tion Note ICAN-6101 bekannt ist (veröffentlicht in der bilden, welches positiv gerichtete Impulse enthält, deren

RCA Solid State 1974 Databook Series SSD-203 B von Dauer jeweils der positiven Differenz zwischen dem

der RCA Corporation, Somerville, New Jersey USA). Betrag der Spannung VAFA und dem Bezugsspan-

Die AFA-Anordnung enthält einen AFA-Diskrimina- 5 nungspegel VÄ£Fentspricht.

tor 53 herkömmlicher Bauart zur Erzeugung einer Das Fehlersignal AFA-L wird über das ODER-Glied Spannung VAFA, die einen S-förmigen Verlauf der 31 an die Torschaltung 27 gelegt, und das Signal ,4 FA-H Amplitude abhängig von der Frequenz hat, wie es gra- gelangt über das ODER-Glied 37 zur Torschaltung 33. phisch in F i g. 3 dargestellt ist. Diese AFA-Kennlinie hat Als Folge erscheint am Eingang des Tiefpaßfilters 39 ein einen Bereich negativer Amplitude und einen Bereich to kombiniertes Fehlersignal, worin die Breite negativ gepositiver Amplitude gegenüber einem Bezugsspan- richteter Impulse dem Betrag negativer Abweichungen nungspegel VREF. Die S-förmige Kennlinie schneidet der Frequenz des ZF-Bildträgers gegenüber dem Nomiden Bezugspegel VREF an einem Punkt, welcher der nalwert 45,75 MHz entspricht und worin die Breite posi-Nominalfrequenz des ZF-Bildträgers entspricht (d. h. tiv gerichteter Impulse dem Betrag positiver Abweibei 45,75 MHz). Ein Umwandler 55 wandelt die analoge 15 chungen der Frequenz des ZF-Bildträgers gegenüber Spannung VAFA in impulsförmige Fehlersignale 45,75 MHz entspricht. Das Tiefpaßfilter 39 spricht au: AFA-H und AFA-L um, welche die Abweichung der das vom Ausgangssignal des AFA-Diskriminators 53 Istfrequenz des Bildträgers gegenüber dem Nominal- abgeleitete kombinierte impulsförmige Fehlersignal an, oder Söüwcfi von 45,75 naHic anzeigen. Das Fehiersi- um den Beirag der Abstimmspannung im Sinne einer gnal AFA-H enthält Impulse mit jeweils einer Dauer, 20 Verminderung der Frequenzabweichung zwischen dem die den positiven Abweichungen der Frequenz des ZF- ZF-Bildträger und 45,75 MHz zu steuern. Bildträgers gegenüber 45,75 MHz entspricht. Das Feh- Während des Betriebs der PLL-Anordnung ist eine lersignal AFA-L enthält Impulse, deren Dauer jeweils Torschaltung 77 leitend oder durchlässig, und zwar inden negativen Abweichungen der Frequenz des ZF- folge des hohen Logikpegels des Signals PLL EIN. So-Bildträgers gegenüber 45,75 MHz entspricht. 25 mit wird eine Spannung, die im wesentlichen gleich dem

Bei der nachfolgenden Beschreibung des Umwand- Bezugsspannungspegel VREF'isi, an einen Kondensator lers 55 sind die beiden F i g. 1 und 3 zu betrachten. Der 79 gelegt, der im Nebenschluß zum AFA-Diskriminator Umwandler 55 enthält eine Stromquelle 57, um einen 53 angeordnet ist, so daß die Spannung VA FA zu dieser Strom zur wahlweisen Aufladung eines Kondensators Zeit auf einem Wert gehalten wird, der im wesentlichen 59 für die Erzeugung einer Spannung VCzu liefern. Eine 30 gleich dem Bezugsspannungspegel VTJfTF ist. Mit Einnormalerweise durchlässige Torschaltung 61, die den schaltung des Betriebs der AFA-Anordnung wird die Kondensator 59 nebenschließt, wird während negativ Torschaltung 77 nichtleitend, und zwar durch den nun gerichteter Impulse eines von einer Triggerschaltung 63 niedrigen Logikpegel des Signals PLL EIN. Da sich die erzeugten Triggersignals VTnichtleitend gemacht Dies Spannung am Kondensator nicht sofort ändern kann, ist hat zur Folge, daß während der negativ gerichteten Im- 35 VAFA am Anfang praktisch gleich VREF. Dadurch wird pulse des Signals VTdie Spannung VC sägezahnförmig verhindert, daß der anfängliche Frequenzoffset des als Funktion der Zeit ansteigt Faüs der vor, der Strom- Übcrlagcrcrsignals der sich infoige άζτ sie Spannung quelle 57 gelieferte Strom im wesentlichen konstant ist, VAFA beeinflussenden Schaltunregelmäßigkeiten beim hat der sägezahnförmige Teil der Spannung VC einen Einschalten der AFA-Anordnung ergeben kann, den im wesentlichen linearen Verlauf, wie es in F i g. 4 zeigt 40 vorbestimmten Frequenzoffset überschreitet, bei wel-

Der Betrag der Spannung VC wird in einem Span- ehern der Betrieb der PLL-Anordnung wiedei einsetzen

nungsvergleicher 65 mit einer Spannung verglichen, die würde. Ohne diese Vorkehrung könnte das Abstimmsy-

im wesentlichen gleich dem Bezugsspannungspegel stern unerwünscht in einen Zustand geraten, in welchem

VREFder AFA-Kennlinie ist Der Betrag der Spannung es periodisch zwischen PLL-Betrieb und AFA-Betrieb VC wird außerdem in einem Spannungsvergleicher 67 45 umschaltet

mit der AFA-Spannung VAFA verglichen. Die am Aus- Wie bereits oben angedeutet, haben die HF-Einheit 1 gang des Vergleichers 65 entwickelte Spannung VC1 und der Überlagerungsoszillator 3 verschiedene spanenthält negativ gerichtete Impulse, deren Vorderflan- nungsgesteuerte Schwingkreise für verschiedene Freken jeweils zu denjenigen Zeitpunkten erscheinen, wo quenzbänder. Dabei haben die Schwingkreise meist under sägezahnförmige Teil der Spannung VC in seinem 50 terschiedliche Empfindlichkeit (unter »Empfindlichkeit« Betrag im wesentlichen gleich dem Betrag des Bezugs- sei hier das Maß der Änderung der Abstimmspannung pannungspegels VREF'vsx. Die am Ausgang des Verglei- verstanden, welches zur Herbeiführung einer gegebechers 67 erzeugte Spannung VC2 enthält negativ ge- nen Frequenzänderung erforderlich ist). Die Ansprechrichtete Impulse, deren Vorderflanken jeweils zu denje- zeit der AFA-Anordnung hängt in einem hohen Maße nigen Zeitpunkten erscheinen, wo der sägezahnförmige 55 von der Empfindlichkeit des jeweils gewählten Teil der Spannung VCin seinem Betrag im wesentlichen Schwingkreises des Oberlagerungsoszillators 3 ab. Da gleich dem Betrag der Spannung VAFA ist die Empfindlichkeiten der Schwingkreise für das untere

Ein Inverter 71 erzeugt das Komplement VC2 von und das obere VHF-Band viel geringer sind als die Emp-VC2 Ein Inverter 75 bildet das Komplement VCl von findlichkeit des Schwingkreises für das UHF-Band, sind VCl. Ein UND-Glied 69 verknüpft, wenn es durch ei- 60 die Ansprechzeiten für VHF-Kanäle langer als die Annen hohen Pegel des Signals AFA EIN aktiviert ist, die Sprechzeiten für UHF-Kanäle. Unterschiede der AnSignale VCl und VC2, um das Fehlersignal AFA-Lzu Sprechzeiten entsprechend einem Verhältnis von z.B. bilden. Wie in Fig.4 gezeigt, enthält das Fehlersignal 1 :16 sind durchaus möglich. Man kann zwar das Tief-AFA-L positiv gerichtete Impulse, deren Dauer jeweils paßfilter 39 und auch andere Bauteile der AFA-Anordder negativen Differenz zwischen dem Betrag der Span- 65 Bung so dimensionieren, daß sich kürzere Ansprechzeänung VAFA und dem Bezugsspannungspeger VREF ten für VHF-Kanäle ergeben, jedoch beeinträchtigen entspricht Ein UND-Glied 73 verknüpft, wenn es durch solche Änderungen auch die Stabilität der AFA-Anordeinen hohen Pegel des Signals AFA E[Naktiviert ist, die nung. Im UHF-Bereich können solche Änderungen eine

kritische Instabilität bewirken.

Im Abstimmsystem nach F i g. 1 ist die Triggereinheit 63 dazu ausersehen, durch Änderung des Tastverhältnisses des Signals VT die Abstimmempfindiichkeit im VHF- und im UHF-Bereich einander anzugleichen. Im einzelnen enthält die Triggereinheit 63 einen Binärzähler 81, in welchem die Frequenz eines von einer Stufe des Frequenzteilers 21 gelieferten Taktsignals durch aufeinanderfolgende Potenzen von 2 geteilt wird, um derstand 95 durch einen mit der Basis des Transistors 93 gekoppelten Spannungsteiler 97 entwickelt wird. Beim Erscheinen eines Bandwahlsignals U wird eins Torschaltung 99 leitend gemacht, um dem Widerstand 95 einen Widerstand 101 parallel zu schalten. D'.es hat eine Verminderung des Ausgangsstroms zur Folge.

Da der Kondensator 59 einen reletiv kleinen Kapazitätswert haben kann und da die Stromquelle 57 und die Vergleicher 65 und 67 durch Bipolarschaltungen gebil-

ausgangsseitig entsprechende Impulssignale Q1 bis Q8 io det werden können, die mit digitalen Logikschaltungen zu erzeugen. Ein UND-Glied 83 verknüpft die Aus- in PL-Technik (integrierte Injektions-Logikschaltungangssignale Q\ bis <?4 des Binärzählers 81, und ein UND-Glied 85 verknüpft das Ausgangssignal des UND-Gliedes 83 mit den Ausgangssignalen Q5 bis QS des Binärzählers 83. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 15 83 und 85 enthalten beide jeweils positiv gerichtete Impulse gleicher Dauer. Da jedoch die Frequenz des Ausgangssignals des UND-Gliedes 83 16mal höher ist als die Frequenz des Ausgangssignäis des UND-Gücues 85,

gen) kompatibel sind, läßt sich ein wesentlicher Teil des Abstimmsystems nach F i g. 1 innerhalb einer einzigen Integrierten Schaltung unterbringen.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eines Abstimmsystems wird zwischen Kanälen im VHF-Band und Kanälen im UHF-Band unterschieden, um den Unterschied auszugleichen, der zwischen den Empfindlichkeiten in diesen beiden Bändern besteht Natürlich

ist das Tastverhältnis (d. h. das Verhältnis der Dauer des 20 ist es auch möglich, das Abstimmsystem so auszulegen,

daß es zwischen Kanälen in verschiedenen Teilen eines Bandes oder sogar zwischen verschiedenen einzelnen Kanälen unterscheidet. Außerdem können statt der hie.· beschriebenen speziellen Anordnungen logischer Schaltungen auch andere logische Schaltungsanordnungen

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

positiv gerichteten Impulses in einer Periode zur Ge samtdauer der Periode) des Ausgangssignals des UND-Gliedes 83 16mal größer als das Tastverhältnis des Ausgangssignals des UND-Gliedes 85.

Wenn ein Kanal in VHF-Bereich gewählt ist, dann 25 wird das Ausgangssignal des UND-Gliedes 83 über ein verwendet werden, um die gleiche Funktion zu erfüllen. UND-Glied 89, welches durch ein vom Banddecodierer 45 geliefertes Bandwahlsignal V aktiviert ist, einem NOR-Glied 87 angelegt. Das NOR-Glied 87 invertiert dps Ausgangssignal des UND-Gliedas 83 und gibt es in 30 dieser Form auf die Torschaltung 61. Wenn ein Kanal im U H F-Bereich gewählt ist, dann gelangt in entsprechender Weise eine invertierte Version des Ausgangssignals des UND-Gliedes 85 über ein UND-Glied 91, welches durch ein Bandwahlsignal U aktiviert ist, und über das 35 NOR-Glied 87 zur Torschaltung 61. Da das Tastverhältnis des der Torschaltung 61 angelegten Triggersignals bei VHF-Kanälen 16mal größer ist als bei UHF-Kanälen, ist die durch die Zustände des Signals VAFA hervorgerufene Änderung der vom Tiefpaßfilter 39 erzeug- 40 ten Abstimmspannung im VHF-Bereich 16mal schneller als im UHF-Bereich. Somit ist die Empfindlichkeit des Abstimmsystems gegenüber Änderungen in der Abstimmspannung über den gesamten Abstimmbereich gleichmäßiger. 45

Zum Ausgleichen der unterschiedlichen Empfindlichkeiten des Abstimmsystems können auch andere Anordnungen verwendet werden. So kann z. B. der Strom, der von der Stromquelle 57 zum Kondensator 59 geliefert wird, abhängig vom gewählten Kanal gesteuert werden. Genauer gesagt wäre der von der Stromquelle 57 gelieferte Strom im Falle von UHF-Kanälen stärker zu machen als im Falle von VHF-Kanälen, und zwar abhängig von Bandwahlsignalen U und V, wie es in F i g. 1 mit den gestrichelten Zuleitungen zur Stromquelle 57 angedeutet isi. Ein erhöhter Ladestrom hat die Wirkung, daß die Steilheit des sägezahnförmigen Teils der Spannung VCgrößer wird und dadurch die Tastverhältnisse der von den Vergleichern 67 und 65 erzeugten Ausgangssignale und des dem Tiefpaßfilter 39 zugeführten kombinierten Fehlersignals kleiner werden, so daß sich die Änderungsgeschwindigkeit der Abstimmspannung vermindert

Die in F i g. 5 dargestellte Stromquelle ist für den vorstehend beschriebenen Zweck geeignet Der Betrag des über die Kollektor-Emitter-Strecke eines pnp-Transistors 93 fließenden Ausgangsstroms ist im wesentlichen bestimmt durch die Spannung, die an einem Emitterwi-

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Abstimmen eines Empfängers auf ein einem gewählten Kanal zugeordnetes Hochfrequenzsignal (HF-Signal) mit folgenden Teilen:

einem gesteuerten Oszillator zur Erzeugung eines Überlagerersignals einer Frequenz, die abhängig von einem Abstimmsteuersignal steuerbar ist; einer Mischeinrichtung zum Kombinieren des HF-Signals und des Überlagerersignals für die Erzeugung eines mit einer Nominalfrequenz schwingenden Zwischenfrequenzsignals (ZF-Signal); einem Frequenzteiler zum Teilen der Frequenz des Überlagerersignals durch einen in Relation zum gewählten Kanal stehenden Divisor für die Erzeugung eines frequenzgeteilten Signals; einem Bezugsfrequenzgeber zum Erzeugen eines BezugsfrequeJizsignals; einem Vergieicher zum Erzeugen eines ersten und eines' zweiten Fehlersignals in Form von Impulsen, deren Dauer jeweils charakteristisch ist für das Maß der Phasen- und/oder Frequenzabweichung des frequenzgeteilten Signals vom Bezugsfrequenzsignal, wobei das erste Fehlersignal für Abweichungen in der einen Richtung und das zweite Fehlersignal für Abweichungen in der entgegengesetzten Richtung charakteristisch ist;

einer Abstimmsteuereinheit, die auf das erste und das zweite Fe'üiersignal anspricht, um das Abstimmsteuersignal für eine Verminderung der Abweichung des frequenzgeteilten Signals vom Bezugsfrequenzsignals zu erzeugen;

einer Erfassungsschaltung, die zum Empfang des ersten und zweiten Fehlersignals angeschlossen ist und ein Synchronzustands-Anzeigesignal erzeugt, wenn die Phasen- und/oder Frequenzabweichung des frequenzgeteilten Signals vom Bezugsfrequenzsignals ein Minimum ist; einem auf das ZF-Signal ansprechenden Diskriminator (zur Erzeugung eines Signals zur automatischen Feinabstimmung (AFA-Signal), dessen Amplitude charakteristisch ist für das Maß der Abweichung der Ist-Frequenz des ZF-Signals von der genannten Nominalfrequenz, wobei die Amplitude der Abweichung in der einen Richtung oberhalb eines Bezugspegels und bei Abweichungen in der entgegengesetzten Richtung unterhalb eines Bezugspegels liegt; einer schaltbaren Übertragungseinrichtung, die im so eingeschalteten Zustand das AFA-Signal zur Beaufschlagung der Abstimmsteuereinheit im Sinne einer Verminderung der Abweichung des ZF-Signals von der Nominalfrequenz überträgt; einer mit der Erfassungsschaltung verbundenen Betriebsarten-Steuereinrichtung, die beim Erscheinen des Synchronzustands-Anzeigesignals die Übertragungseinrichtung einschaltet,

dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung folgendes enthält:

einen das AFA-Signal empfangenden Impulsumwandler (55 mit 56—75) zur Erzeugung eines dritten und eines vierten Fehlersignals in Form von Impulsen, deren Dauer jeweils charakteristisch ist für die Abweichung zwischen der Amplitude des AFA-Signals und dem Bezugspegel, und zwar im dritten Fehlersignal für Abweichungen in der einen Richtung und im vierten Fehlersigna] für Abweichungen in der entgegengesetzten Richtung; eine Schalteinrichtung (31,37), die bei Einschaltung durch die Betriebsarte.-i-Steuereinrichtung (47) das erste und das zweite Fenirrsignal am Eingang der Abstimmsteuereinheit (27, 33, 39) durch das dritte bzw. vierte Fehlersignal ersetzt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsumwandler (55) folgendes enthält:

einen Sägezahngenerator (57,59,61) zur Erzeugung eines Sägezahnsignals, dessen Amplitude sich rampenförmig mit der Zeit ändert; einen ersten Vergleicher (65) zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals, das abhängig davon, welche Relation die Amplitude des Sägezahnsignals gegenüber dem Bezugspegel hat, einen ersten oder einen zweiten Amplitudenwert aufweist; einen zweiten Vergieicher (67) zur Erzeugung eines zweiten Ausgangssignals, das abhängig davon, welche Relation die Amplitude des Sägezahnsignals gegenüber dem AFA-Signal hat, einen ersten oder einen zweiten Amplitudenwert aufweist·, eine Verknüpfungseinrichtung (69,71,73,75), die das erste und das zweite Ausgangssignal zur Erzeugung des dritten und des vierten Fehlersignals kombiniert.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator einen Kondensator (59) und eine Stromquelle (57) enthält, um wahlweise einen Ladestrom an den Kondensator zur Aufladung des Kondensators und damit zur Erzeugung des Sägezahnsignals zu liefern, und daß ferner eine Ladesteuereinrichtung (61) vorgesehen ist, mit welcher die Aufladung des Kondensators aus der Stromquelle einschaltbar is-;.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsumwandler (55) eine Tastverhältnis-Steuereinrichtung (63) enthält, um die Tastverhältnisse der Impulse des dritten und des vierten Fehlersignals abhängig vom jeweils gewählten Kanal zu beeinflussen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastverhältnis-Steuereinrichtung (63) die TastverhsHtnisse der Impulse des dritten und des vierten Fehlersignals im Falle der Wahl eines im UHF-Bereichs liegenden Kanals kleiner macht als im Falle der Wahl eines im VH F-Bereich liegenden Kanals.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladesteuereinrichtung eine Tastverhältnis-Steuereinrichtung (63) enthält, mit welcher die Tastverhältnisse der Impulse des dritten und des vierten Fehlersignals abhängig vom gewählten Kanal steuerbar sind und die einen Zähler (81) enthält, um Aktivierungsimpulse zu erzeugen, welche die Aufladung des Kondensators (89) durch die Stromquelle (57) einschalten, wobei der Zähler mit einer Einrichtung (83,85,89,91) verschen isi, um die Frequenz der Aktivierungsimpulse abhängig von der Frequenz des dem gewählten Kanal zugeordneten H F-Signals zu steuern.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastverhältnis-Steuereinrichtung (63) die Frequenz der Aktivierungsimpulse im Falle

der Wahl eines im UHF-Bereich liegenden Kanals niedriger macht als im Falle eines im VHF-Bereich liegenden Kanals.

8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator eine Tastverhältnis-Steuereinrichtung (bei 57) enthält, um die Tastverhältnisse der Impulse des dritten und des vierten Fehlersignals abhängig vom gewählten Kanal zu steuern, und daß diese Steuereinrichtung eine Ladegeschwindigkeits-Wähleinrichtung (95, 97, 99, 101) aufweist, um die Aufladegeschwindigkeit für den Kondensator abhängig von der Frequenz des dem gewählten Kanal zugeordneten HF-Signals zu steuern.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladegeschwindigkeits-Wähleinrichtung die Aufladegeschwindigkeit für den Kondensator im Falle der Wahl eines im UHF-Bereich liegenden Kanals größer macht als im Falle der Wahl eines im VHF-Bereich liegenden Kanals.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladegeschwindigkehs-Wähleinrichtung eine Ladestrom-Steuereinrichtung (99,101) enthält, welche den Ladestrom im Falle der Wahl eines im UHF-Bereich liegenden Kanals stärker werden läßt als im Falle der Wahl eines im VHF-Bereich liegenden Kanals.

11. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsumwandler eine Einrichtung (77, 79) enthält, weiche die Amplitude des AFA-Signals im wesentlichen gleich dem Bezugswert macht, wenn die Abstimmsteuereinrichtung anfänglich für das Ansprechen auf das dritte und das vierte Fehlersignal aktiviert wird.