DE2556951B2 - Abstimmeinrichtung für Funkempfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstimmeinrichtung eines automatisch auf eine gewünschte Frequenz abstimmbaren Funkempfängers mit einem Abstimmkreis, der als Abstimmelement ein Element mit variabler Reaktanz enthält, und mit einem Kreis zum Erzeugen einer variablen Spannung zum Steuern der Reaktanz des Abstimmelements.

Der üblicherweise gebrauchte Rundfunkempfänger verwendet die folgenden Abstimmeinrichtungen: Der Rundfunkempfänger wird auf die Frequenz der gewünschten Station durch Variieren der Induktivität oder Kapazität des Abstimmkreises unter geeignetem Drehen des Abstimmknopfes oder auf die Frequenz abgestimmt, die aus gespeicherten Frequenzsignalen durch vorheriges Speichern mehrerer gewünschter Senderfrequenzsignale in mehrere Drucktastenmechanismen als mechanische Positionen eines induktiven oder kapazitiven Elements des Abstimmkreises mechanisch ausgewählt ist. Die letztere Methode ist bekanntlich bei dem Drucktastenabstimmempfänger verwirklicht. Diese Abstimmeinrichtung wird verbreitet bei ortsungebundenen Radioempfängern eingesetzt, weil sie eine Vorwählabstimmung ermöglicht. Der ortsungebundene Radioempfänger muß jedoch korn-

pakt gebaut sein, und deshalb ist der ortsungebundene Radioempfänger des letzteren Typs, bei dem die Vorwahl mechanisch durchgeführt wird, gewöhnlich nur zu einer Auswahl von etwa 5 Stationen (Frequenzen) in der Lage, da die Zahl der Vorwäh! Drucktasten beschränkt ist Dadurch kann ein solcher Vorwähl-Drucktastenmechanismus, wenn der Empfangsbereich entsprechend einem fahrenden Fahrzeug erweitert oder geändert wird, die Empfangsfrequenzen nicht abdecken. Deshalb war in einem solchen Falle die vorerwähnte Methode sehr von Nachteil, da durch Aufgabe der Vorwählbedingung ein Rückstellen oder Löschen erforderlich war. Weiter wurde als ortsungebundener Radioempfänger auch ein solcher automatischer Abstimmempfknger praktisch verwendet, der nacheinander auf das Frequenzsignal von Sendern nach dem automatischen Abtasten nach Empfangsfrequenzen als Folge dessen abgestimmt wird, daß durch Verwendung enes Halbleiterelements mit variabler Kapazität für den Abstimmkreis die variable Steuersjiannung für dieses Element mit variabler Kapazität mit einem Potentiometer kontinuierlich geändert wird.

Diese Art von Empfängern bietet große Vorteile, da alle Sendestationen im Empfangsgebiet selbsttätig gewählt werden können. Liegen die Sendestationen jedoch benachbart, ist eine längere Zeit erforderlich, um die gewünschte Stationsfrequenz zu empfangen, da jede Station nacheinander empfangen und zudem der Wählschalter jedesmal betätigt werden muß, w enn die Stationsfrequenz empfangen wird. Dies ist ein schwerwiegender Nachteil der Abstimmeinrichtung dieser Art.

Wie oben beschrieben, kann der Drucktasten-Abstimmempfänger die gewünschte Sendestation sofort auswählen, kann jedoch nicht den gesamten Empfangsbereich abdecken; der automatisch abstimmende Empfänger kann zwar das Signal über den ganzen Empfangsbereich empfangen, kann jedoch die Sendestation nicht sofort auswählen. So besitzen solche Empfänger als tragbare oder ortsungebundene Radioempfänger einerseits Vorzüge, andererseits aber auch Nachteile, die Probleme offen lassen, welche ihrer Lösung harren.

Es ist auch ein Abstimmsystem bekannt, das einen Abstimmkreis enthält, der ein Abstimmelement mit variabler Reaktanz aufweist, wobei zur Steuerung der Reaktanz dieses Elements ein Kreis zur Erzeugung einer variablen Spannung vorgesehen ist (DE-AS 20 23 996).

Die bekannte Anordnung ist ein Voreinstell- Auswahlsystem, bei dem eine Spannung durch eine Widerstandsgruppe geteilt wird. Aus den Teilspannungen wird die gewünschte Abstimmfrequenz durch Anlegen an das Element mit variabler Reaktanz ausgewählt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abstimmeinrichtung eines automatisch auf eine gewünschte Frequenz abstimmbaren Funkempfängers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die sofort jede gewünschte Sendestation aus einem weiteren Frequenzbereich auswählt. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des <>o Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht es auch, die Frequenzabtastung zur Abstimmung mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit für eine andere ^h> als die gewünschte Frequenz und dann mit einer geringeren Geschwindigkeit für die Frequenz nahe der gewünschten Frequenz auszuführen, wobei dies mit kurzer Abtastzeit und ohne Fangencheinung erfolgt.

Die Erfindung führt auch zu einem automatischen digitalen Auswahlsystem, bei dem der Wählvorgang des Signals einer gewünschten Sendestation durch Umwandeln in ein Digitalsignal und durch dessen Speicherung erleichtert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft beschrieben; von diesen zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Grundausführung der erfindungsgemäßen Empfänger-Abstimmeinrichtung,

Fig.2 das Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,

F i g. 3 die Wellenform des vom Zähler zu zählenden Frequenzsignals des Örtlichen Oszillators,

Fig.4 ein Teilblockdiagramm der Abstimmeinrichtung gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,

F i g. 5 den Aufbau des Kreises der erfindungsgemäßen Digitaleinstelleinrichtung,

F i g. 6 eine Schrägansicht einer Ausführungsform der Frequenzwählkassette und einer Haupteinheit eines Empfängers mit der Digitaleinstelleinrichtung,

F i g. 7 den Aufbau des Kreises einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Digitaleinstelleinrichtung.

In F i g. 1 bedeutet 11 den Radiofrequenzverstärker (RF-Verstä.ker), 12 den Frequenzwandler, 13 den örtlichen Oszillator, 15 einen Zwischenfrequenzverstärker, 17 einen AM-Detektor im Falle eines AM-Empfängers oder einen Frequenzdiskriminator im Falle eines FM-Empfängers und 19 einen Tonfrequenzverstärker, was einen üblichen Überlagerungsempfänger bildet. Wenn zur leichteren Erklärung das Frequenzsignal des örtlichen Oszillators um die Differenz von der Zwischenfrequenz höher ist als die Empfangsfrequenz, wird die Abstimmung erreicht Hier weisen der Radiofrequenzverstärker (nachfolgend kurz als RF-Verstärker bezeichnet) bzw. der Kreis des örtlichen Oszillators ein variables Reaktanzelement auf, nämlich im allgemeinen eine variable Kapazitanzdiode, die die Abstimmfrequenz gemäß der variablen Eingangsspannung variieren kann, und die variable Steuerspannung wird über Widerstände 91,92 und 93 angelegt, um diese variablen Kapazitanzdioden automatisch zu steuern. Im Falle dieser Figur werden Zwei-Stufen-RF-Verstärker eingesetzt.

In der gleichen Figur bedeutet 21 eine Schwingkristalleinheit oder ein keramisches Resonanzelement, 22 einen Taktimpulse erzeugenden Kreis, 23 einen ein Zeitbasissignal erzeugenden Kreis, 24 einen ein Rückstellsignal erzeugenden Kreis, 25 einen formenden und die Frequenz teilenden Schaltkreis und 26 eine UND-Schaltung. Hier erzeugt der Taktimpulse erzeugende Kreis 22 ein Signal zur Bestimmung der Zählzeit, der Zählhaltezeit und der Steuerung des später beschriebenen Rückstellsignals und erfordert besondere Genauigkeit und Stabilität. Der das Zeitbasissignal erzeugende Kreis 23 erzeugt den Torimpuls, der die Zählzeit bestimmt, und der das Rückstellsignal erzeugende Kreis 24 erzeugt den Rückstellimpuls, der den Zählerinhalt löscht und den Zähler rückstellt, wie später ausgeführt. Der bereits erwähnte »formende und Frequenz teilende« Schaltkreis 25 formt das Signal des örtl'chen Oszillators 13 und teilt dessen Frequenz, wie erforderlich.

Im Falle des AM-Emfpängers wird das Frequenzsignal des örtlichen Oszillators direkt verwendet.

während im Falle des FM-Empfängers ein solches Signal in ¹Ao geteilt wird, so daß die Frequenzgrößenordnung um eine Stelle gesenkt wird. Wenn nötig, ist auch ein Verstärker beteiligt. In F i g. 2 stellen (1) und (2) das Zeitbasissignal bzw. das Rückstellsignal dar. Diese ^ri Signale werden durch Teilung und Schaltvorgänge erhalten, eine Erläuterung dieser speziellen Methoden unterbleibt an dieser Stelle. Fig.3 stellt das die UND-Schaltung 26 passierende Signal dar.

Bezüglich des Impulses zur Zeit fi innerhalb des Zeitraums AB in Fig. 2 (1) und (2) werden die dem Frequenzsignal des örtlichen Oszillators entsprechenden, darin eingeschlossenen Impulse von dem später beschriebenen Zähler gezählt. Der ImPuIs im Zeitraum CD ist der Rückstellimpuls.

Daher wird der Zählergehalt während des Zeitraums (t2—2t\) festgehalten. Hier werden die Zeiten ii und f2 unter Berücksichtigung der Auslegung des gesamten Empfängerteils gewählt.

Nun zurück zur Fig. 1: 27, 31 und 33 stellen einen Verschiebekreis dar; 29, 32 34 und 35 einen Zähler, 41, 42,43 und 44 einen Digitaleinstellkreis, 46,47,48 und 49 einen Digitalkomparator.

Nachfolgend wird der Betrieb dieses Teils des AM-Empfängers beschrieben. :>

Die Verschiebekreise 27, 31 und 33 verschieben das Zwischenfrequenzsignal von 455 kHz, und die Zähler 29, 32, 34 und 35 sind der Dezimalzähler, der das Zwischenfrequenzsignal von dem Frequenzsignal des örtlichen Oszillators subtrahiert und das Zählergebnis jo Stelle um Stelle ausgibt. Der Digitaleinstellkreis vermag das bestimmte Frequenzsignal der gewünschten Station Stelle um Stelle einzustellen, und der Digitalkomparator 46,47,48 und 49 vergleicht das Zählergebnis einer jeden dieser Stellen, wobei der Wert einer jeden Stelle des J5 bestimmten Frequenzsignals vom Digitaleinstellkreis eingestellt und entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs ausgegeben wird.

Wird die bestimmte Frequenz zu 1240 kHz angenommen, ist die Frequenz des örtlichen Oszillators 1695 kHz. Ebenso ist wenn die Impulsbreite fi des Zeitbasissignals in Fig.2 zu 1 ms und f2 zu 10ms am Ausgang der UN D-Schaltung 26 angenommen wird, das Signal wie in F i g. 3 dargestellt, das innerhalb der Zeitspanne von 1 ms zu einem Zeitpunkt, da die Überlagerungsfrequenz mit der genauen Frequenz zusammenfällt, 1695 Impulse umfaßt.

In diesem Falle werden »1«, »2«, »4« bzw. »0« in die Digitaleinstellkreise 44, 43, 42 und 41 eingegeben. Und der Verschiebekreis und der Zähler arbeiten auf Empfang des in Fig.3 dargestellten Signals. Fünf Impulse werden nämlich in den Verschiebekreis 27 verschoben und der Zähler 29 beginnt mit dem Zählen vom 6. Impuls an. Währenddessen werden im Verschiebekreis 31, wie im' obigen Falle, fünf Impulse verschoben, und der Zähler 32 beginnt mit dem Zählen vom 156. Impuls an. Dann werden im Verschiebekreis 33 vier Impulse verschoben, und der Zähler 34 beginnt mit dem Zählen vom 456. Impuls an. Daher gibt jeder Zähler die Ausgabe entsprechend dem Wert jeder durch Subtrahieren des Zwischenfrequenzsignals von 455 kHz von der Überlagererfrequenz erhaltenen Stelle, und jede Stelle wird jeweils mit den zuvor an den Digitalkomparator gegebenen »1«, »2«, »4« und »0« verglichen. Wenn die bestimmte Frequenz durch 3 Stellen wie z. B. 690 kHz gegeben ist, werden »0«, »6« und »9« vom Digitaleinstellkreis eingestellt, und nach dem Zählvorgang, wie oben beschrieben, wird das Zählergebnis am Digitalkomparator verglichen. Hier wird der Digitalschalter für den Digitalkreis verwendet. Die Digitalkomparatoren 46, 47, 48 und 49 sind hintereinander in Kaskadenschaltung geschaltet. Wird der Zählerausgang mit A und der Einstellwert des Digitaleinstellkreises mit B angenommen, gibt der Digitalkomparator 49 z. B. an seinen Ausgangsklemmen a, b entsprechend den Werten von A und B folgendes aus:

Wenn A = B
WennA>ß

0,Z>=0
l,f>=0

Da die Digitalkomparatoren 46,47,48 bzw. 49 Werte kleiner als 10 vergleichen, kann das Binärzählwerk mit 4 Bits in befriedigender Weise eingesetzt werden. Daher kann der Komparatorkreis von 4 Bits χ 4 = 16 Bits durch Kombination erstellt werden.

Beim Vergleich mittels Digitaleinstellung kann ein Vergleich bis zu 1 kHz durchgeführt werden. Im Falle der Frequenzzuweisung im AM-Funkbereich aber ist die Ziffernstelle von 1 kHz gewönlich Null, wobei der Wert, der im Digitaleinstellkreis 41 eingestellt wird, stets Null ist. Aus diesem Grunde erfolgt für die Ziffernstelle von 1 kHz kein Vergleich, und für das automatische Abstimmen der Ziffernstelle von 1 kHz ist eigens der automatische Frequenzsteuerschaltkreis (AFC) vorgesehen.

Auf dieser Grundlage wird nachfolgend eine weitere Ausführungsform beschrieben.

Zunächst ist der Digitalkomparator 46 nicht erforderlich, da der Digitaleinstellkreis 41 entfernt ist. Auch fehlt der Verschiebekreis 27, was zu einer Zwischenfrequenzsignal-Verschiebezahl von 450 führt Es entfällt nämlich der durch die gestrichelte Linie in F i g. 1 eingeschlossene Teil. Daraus ergibt sich, daß die Digitaleinstellung für die bestimmte Frequenz 1240 kHz und 690 kHz jeweils durch 3 Stellen erfolgen kann als »1«, »2«, »4« und »0«, »6«, »9«.

Nachfolgend wird beschrieben, warum die Zahl der Verschiebungen des Zwischenfrequenzsignals zu 450 gewählt wurde.

Im Falle von 1240 kHz z.B. wird die Oberlagerfrequenz 1695 kHz, und wenn die Oberiagererfrequenz um diese Frequenz herum variiert, können folgende Beziehungen zwischen dem Zählerausgang und dem Digitaleinstellwert erhalten werden.

Digitaleinstellwert

123
124
124
124
125

Wenn sich nämlich die Überlagererfrequenzen mn +4 kHz oder -5 kHz um die Mittelfrequenz von 1695 kHz ändert FaDt der Zahlerausgang nah dem Digitaleinstellwert zusammen. Wird sie um 455 verschoben, wie aus den obigen Beziehungen verständlich wird, fällt der Zählerausgang mit dem Digitaleinstellwert zusammen, wenn Änderungen von +9 kHz und —0 erfolgen, während sie vom Einstellwert abweicht, wenn eine Änderung von -1 kHz vorliegt, so ändert sich die

Uberlagerer-	Zahl der Ver	Zähleraus
Frequenz	schiebung	gang
1689	450	1239
1690	450	1240
1695	450	1245
1699	450	1249
1700	450	1250

Überlagererfrequenz um +9 kHz, was einen Nachteil für die Verwendung des AFC-Kreises mit sich bringt.

Nachfolgend wird der AFC-Kxeis beschrieben. In diesem Kreis bedeutet 71 einen Frequenzdiskriminator, 72 einen positive Spannung erfassenden Kreis und 73 einen negative Spannung erfassenden Kreis. Wenn das Zwischenfrequenzsignal über die festgelegte Höhe hinausgeht, wenn nämlich das Überlagerer-Frequenzsignal höher ist als festgelegt, erfaßt der Frequenzdiskriminator 71 eine positive Spannung, und der die positive Spannung erfassende Kreis 72 gleicht eine solche positive Spannung ab und verstärkt sie, bevor er sie als Ausgang weitergibt. 1st dagegen das Zwischenfrequenzsignal unter dem festgelegten Wert, gleicht der die negative Spannung erfassende Kreis 73 das Signal ab und verstärkt es, bevor es als Ausgang weitergegeben wird.

Der Ausgang des Digitalkomparators 49, die NOR-Schaltung 51, der positive Spannung erfassende Kreis 72 und der negative Spannung erfassende Kreis 73 erzeugen das variable Steuersignal, das auf die Dioden mit variabler Kapazitanz im RF-Verstärker 11 und den örtlichen Oszillator 13 über den Spannungs-Speicherkreis 81 mit Hilfe des die Steuerung erzeugenden Kreises, der unter 60 dargestellt ist, gebracht werden soll.

Dieser Spannungs-Speicherkreis 81 besteht z. B. aus einem Kondensator, der über eine Neonröhre und einen Feldeffekttransistor (FET) geladen wird, der die Kondensatorspannung abgibt und zudem vier Anschlüsse besitzt Wenn eine positive Gleichstrom-Steuerspannung an die Eingangsklemme 81a gelegt wird, gibt er die Gleichspannimg ab, die von der Ausgangsklemme 81 b nach und nach proportional zur Zeitfunktion ansteigt Wenn ein Eingangssignal verschwindet wird die Gleichspannung darin zu dieser Zeit lange gespeichert, um ein Ausgangssignal aufrecht zu erhalten. Wenn eine negative Gleichsteuerspannung an die Eingangsklemmen gelegt wird, zeigt dieser Spannungsspeicherkreis die Eigenschaft die Ausgangs-Gleichspannung proportional zur Zeitfunktion graduell zu senken, das heißt eine sogenannte Lautstärken-Regelfunktion.

Die NOR-Schaltung 51 arbeitet mit den Signalen des das Zeitbasissignal erzeugenden Kreises 23 und des das Rückstellsignal erzeugenden Kreises 24. Mit anderen Worten, sie gibt das Signal »1« innerhalb des Nullpegelzeitraums zwischen ti—2t\, dargestellt in Fig.2 (1) und (2), aus. Daher arbeiten, wenn die NOR-Schaltung 51 ein Ausgangssignal hat nämlich nur dann, wenn das Zählergebnis bestimmt ist die UND-Schaltungen 61 und 62. Mit anderen Worten, für den Fall Λ>Bund dem Ausgangssignal a=l, f>=0 im Digitalkomparator 49 schaltet die UND-Schaltung 61 den Schaltkreis 68 Ober die ODER-Schaltung 66 und läßt dann die negative Steuergleichspannung anlegen. Als Felge wird dann diese Spannung an den Spannungsspeicherkreis 81 gelegt, der Spannungspegel dieses Spannungs-Speicherkreises 81 sinkt, und deshalb wird durch das Senken der Steuerspannung der Diode mit variabler Kapazitanz die Überlagererfrequenz eo gesenkt (in der Praxis wird das RF-Signal simultan gesteuert, die Beschreibung dieses Signals wird jedoch aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung weggelassen).

Für den Fall A<B und einem Ausgangssignal a=0 es und b=\ im DighaDcomparator arbeitet dagegea die UND-Schaltung 62 und schaltet den Schaltkreis 69 über die ODER-Schaltung 67, nut der Wirkung einer Steigerung des Ausgangsspannungspegels des Spannungs-Speicherkreises 81. Dadurch steigt die Steuerspannung der Diode mit variabler Kapazitanz an, was die Überlagererfrequenz erhöht.

Für den Fall A = B und eines Ausgangssignals a = 0, b=0 fällt das Zählergebnis mit dem Digitaleinstellwert zusammen. Für einen solchen Fall besteht keine Notwendigkeit, die Überlagererfrequenz zu korrigieren, und zudem arbeiten die UND-Schaltungen 61 und 62 nicht. Wenn die Überlagererfrequenz nicht bei dem Stellenwert von 1 kHz zusammenfällt, selbst wenn A = B, führt der die positive Spannung erfassende Kreis 72 oder der die negative Spannung erfassende Kreis 73 zu einem Ausgangssignal an ihrem Ausgangsklemmen X oder Y, wodurch der automatische Frequenzsteuer(AFC)-kreis betätigt wird. Mit anderen Worten, wenn a=0, b=0, arbeitet die NOR-Schaltung 52 (diese Bedingung wird nur während der oben erwähnten Zeitspanne (i₂—2/i) erreicht, in der das Zählergebnis des Zählers gehalten wird). Besteht ein Eingangssignal an der Eingangsklemme X der UND-Schaltung UND-Schaltung 63, arbeitet die UND-Schaltung 63, und wenn ein Eingangssignal an der Eingangsklemme Y der UND-Schaltung 64 besteht, arbeitet die UND-Schaltung 64.

Wenn, wie oben erwähnt, die UND-Schaltung 63 arbeitet, wird die Überlagererfrequenz gesenkt, und wenn die UND-Schaltung 64 arbeitet, wird die Überlagererfrequenz erhöht. So hört der automatische Frequenzsteuerkreis auf zu arbeiten, wenn das Ausgangssignal an der Ausgangsklemme X und Y des die positive oder negative Spannung erfassenden Kreises 72 oder 73 verschwindet, nämlich wenn die Überlagererfrequenz mit der bestimmten Frequenz zusammenfällt

Wenn, wie oben beschrieben, eine Differenz zwischen dem Zählerausgangssignal und dem Einstellwert besteht wird die Überlagererfrequenz automatisch korrigiert Die für die einmalige Frequenzkorrektur erforderliche Zeit ist (i2—2fi), und eine solche Korrektur wird η man wiederholt und schließlich stimmt die Überlagererfrequenz mit der Einstellfrequenz überein, d. h. sie fällt mit ihr zusammen. Der Wert von η wird entsprechend der Differenz zwischen dem Zählerausgangssigna] und dem Einstellwert und der Änderung der Überlagererfrequenz bestimmt welche innerhalb der Zeitspanne (i2—2fi) variiert Bezüglich der Frequenzänderung durch einmalige Korrektur haben Versuche gezeigt, daß die optimale Frequenzänderung vergleichsweise klein sein soll, z. B. 10 kHz, wenn man das Schwingungsphänomen um die bestimmte Frequenz des Abstimmpunktes in Betracht zieht d. h. die »Fangerscheinung«. Aus diesem Grunde werden bei dieser Ausführungsform der die Steuerspannung erzeugende Kreis, die Charakteristik der Diode variabler Kapazitanz und die Arbeitsbedingungen so bestimmt, daß innerhalb der Zeitspanne (f2—2fi), z.B. 8 msec, eine Frequenzänderung von 10 kHz besteht Zur bequemeren Beschreibung wird der Bereich der Frequenzänderung, in welchem keine »Fangerscheinung« auftritt, nachfolgend als minimaler Einstellfrequenzbereich bezeichnet

In FIg. 1 stellt 82 den Decoder dar, und der Frequenzanzeiger 83 zeigt, ob die Ausgangssignale der Zähler 32,34 und 35 mit dem Einstellwert zusammenfallen oder nicht Als Frequenzanzeiger 83 können z.B. Digitalanzeigeröhren verwendet werden.

Im Falle des FM-Empfängers ist da die Frequenz hoch ist, zusätzlich zur Frequenzteilung von V« am oben

erwähnten formenden und frequenzteilenden Kreis, für den Frequenizverschiebekreis eine solche Konfiguration notwendig, die die Überlagererfrequenz so viel wie das Zwischenfrequenzsignal verschiebt, wenn sie sich dem unteren Bereich der Empfangsfrequenz nähert, um die Konfiguration zum Decken der Zwischenfrequenz des FM-Signals von 10,7 MHz zuzufügen. Deshalb wird ein Verschiebekreis mit Komplementärbetrieb verwendet. Zudem wird der Frequenzdiskriminator 71 überflüssig und der Frequenzdiskriminator 17 erfaßt direkt die Änderung der Zwischenfrequenz. Daher sind die Frequenzeinstellung durch Drei-Stellen-Anzeige und automatische Abstimmung wie im Falle des obigen AM-Empfängers möglich. Die den Verschiebekreis einfügende Position in F i g. 1 ist in diesem Falle natürlich verschieden, da das Zwischenfrequenzsignal i 0,7 MHz ist.

Zur obigen Ausführungsform ist beschrieben, daß die Steuerspannung für die Diode mit variabler Kapazitanz mit Hilfe des Spannungs-Speicherkreises zugeführt wird, die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, und es ist beispielsweise auch möglich, ein Potentiometer zu verwenden.

Vorstehend ist die Grundausführung der Abstimmeinrichtung beschrieben, die die gewünschte Station durch digitale Arbeitsweise auswählt. Wird aber auf der Grundlage des genannten minimalen Einstellfrequenzbereichs automatisch abgestimmt, besteht folgender Nachteil:

Wenn nämlich die Differenz zwischen dem Zählwert und dem Einstellwert vergleichsweise groß ist, z. B_n wenn eine Frequenzänderung vom Empfangszustand von 162OkHz zur Einstellfrequenz von 56OkHz beim AM-Funk eintritt, ist eine erhebliche Frequenzabtastzeit (etwa 1 see) erforderlich. Deshalb ist beim Betrieb des Empfängers eine solche Frequenzabtastung unbefriedigend. Um einen solchen Nachteil zu beseitigen, setzt die Erfindung einen solchen Aufbau ein, daß die Überlagererfrequenz gegenüber dem monomalen Einstellfrequenzbereich im Digitalkomparator stark geändert wird, bis der Zählwert der zweithöchsten Stelle mit dem zu vergleichenden Einstellwert zusammenfällt, und wenn dies der Fall ist, wird die Überlagererfrequenz innerhalb des minimalen Einstellfrequenzbereichs geändert, wodurch die Frequenzabtastzeit verkürzt wird.

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform einer solchen Anordnung. In dieser Figur ist der Wert der zweithöchsten Stelle an den Ausgangsklemmen al und bi des Digitalkomparators 48 zum Vergleich verzweigt, und die verzweigten Ausgangssignale sind jeweils an die Inverter 101 und 102 gelegt Die Ausgänge dieser Inverter sind mit der UND-Schaltung 103 verbunden. Die UND-Schaltung 103 gibt »1« aus, wenn beide Eingangssignale »1« sind, mit anderen Worten, der Vergleich ergibt sich aus der Komparator-48-Überein-Stimmung und das Ausgangssignal »1« wird an die eine Eingangsklemme der NAND-Schaltung 104 angelegt Da die NAND-Schaltung 104 die Impulsfolge des Impulse erzeugenden Kreises 105 an ihrer anderen Eingangsklemme empfängt wenn das Ausgangssignal der UND-Schaltung 103 »1« ist, gibt die NAND-Schaltung 104 das intermittierende Ausgangssignal aus, das der Impulssignalwellenform entspricht Fig.2 (3) zeigt die Wellenform dieser Impulsfolge. Da der minimale Einstellfrequenzbereich durch das Abgabeverhältnis dieses Impulses bestimmt wird, soll dieses Abgabeverhältnis strikt entsprechend der Leistung des die Steuerspannung erzeugenden Kreises des Empfängers gewählt werden.

Bei dieser Ausführungsform kann der Frequenzbereich von 20 kHz innerhalb einer Zeitspanne von (f2—2fi) (8 msec) geändert werden. Zudem werden der die Steuerspannung erzeugende Kreis und der die Impulse erzeugende Kreis mit einem Abgabeverhältnis von V2 verwendet.

Die Ausgangsklemme der NAND-Schaltung 104 ist mit den Kathoden eines Diodenpaares 106 und 107 verbunden, die an der Kathode parallel geschaltet sind und deren Anoden 106 und 107 zudem jeweils mit den Ausgangsklemmen a, b des Digitalkomparators 49 verbunden sind. Diese Dioden werden leitfähig, wenn die NAND-Schaltung 104 »0« ausgibt, wobei das Ausgangssignal des Komparators 49 über eine Leitung zur Schaltung 104 geführt wird. Die Widerstände 94 und S5 sind Vorwiderslände dieser Dioden. Daher nimmt, wenn die zweithöchste Stelle als Ergebnis des Vergleichs übereinstimmt, die Ausgangssignalwellenform des Komparators 49 die gleiche Wellenform an wie die Impulsfolge. Daraus ergibt sich eine intermittierende Steuerung für den die Steuerspannung erzeugenden Kreis 60 (F i g. 1). Andererseits erlauben die Dioden 108 und 109, da sie mit den Ausgangsklemmen des Komparators 49 wie im Falle der Dioden 106 und 107 verbunden sind, die Erzeugung eines Ausgangssignals des Komparators 49 nur innerhalb der Zeitspanne (f2—2^), nachdem das Zählergebnis des Zählers bestimmt ist. Die miteinander verbundenen Kathoden sind nämlich mit den Ausgangsklemmen der NOR-Schaltung 51 verbunden. Wenn der Rückstellimpuls und der Schaltungsimpuls in die NOR-Schaltung 51 eingegeben werden, werden diese Dioden leitfähig und führen das Ausgangssignal des Komparators 49 zur NOR-Schaltung 51.

Nachfolgend wird die Anwendung dieser Ausführungsform auf AM-Funkempfänger beschrieben. In Fig.4 ist das Empfangssignal mit 162OkHz (Zählwert der Zähler 29,32,34,35 ist 1620) angenommen und die bestimmte Frequenz ist 560 kHz (Einstellwert ist 560), die Signale a=l und Zj=O werden ausgegeben, da das Vergleichsergebnis im Komparator 49 A > B ist

Diese Ausgangssignale besitzen die in F i g. 2 (4) und (5) dargestellte Form durch die Widerstände 94, 95, Dioden 108, 109 und NOR-Schaltung 51 und werden dem die Steuerspannung erzeugenden Kreis 60 zugeführt Folge hiervon ist wie oben erwähnt daß eine negative Steuergleichspannung von dem Spannung erzeugenden Kreis 60 abgegeben wird, wodurch die Ausgangsspannungshöhe des Spannungsspeicherkreises 81 (F i g. 1) gesenkt wird. So kann durch Senken der Steuerspannung der Diode mit variabler Kapazitanz die Überlagererfrequenz gesenkt werden. In diesem Falle ist jedoch der Bereich der Frequenzänderung 20 kHz, wie zuvor erwähnt, und da die Einstellung so erfolgt daß er größer ist als der minimale Einstellfrequenzbereich von 10 kHz, wird die Frequenzabtastung beschleunigt

Als Folge dieser raschen Frequenzabtastung wird der Zählwert 1500, und wenn der zweithöchste Stellenwert »5« fibereinstimmt, wird die Ausgabe des Komparators 48 NuD (ai=0, Z>i=0). Diese Ausgangssignale werden durch die Inverter 101 und 102 zu »1« invertiert und der UND-Schaltung 103 zugeführt Dadurch gibt die UND-Schaltung 103 »1« aus, und dieses Ausgangssignal wird dann der NAND-Schaltung 104 für die logische Operation mit dem Impulssigna] des Impulse erzeugenden Kreises 105 zugeführt Als Folge geht von der NAND-Schaltung 104 ein intermittierendes Signal ans,

das die Dioden 106 und 107 ein- und ausschaltet. So wird das Ausgangssignal des !Comparators 49 teilweise weitergeleitet. Wie oben beschrieben, wird der Ausgang des !Comparators 49 ein intermittierender Impuls, wie in F i g. 2 (6) gezeigt, und dieses Signal kann dazu dienen, die Überlagererfrequenz zu senken. Diese Steuerung erfolgt langsamer als die rasche Abtastung, da es die Abtastung beim minimalen Einstellfrequenzbereich ist, die Abtastgeschwindigkeit wird nämlich etwa ^xh der raschen Abtastung. ι ο

Tritt wieder im Vergleich für diese zweite Stelle durch diese langsame Frequenzabtastung eine Differenz auf, beginnt wieder eine rasche Frequenzabtastung. Daraus resultiert, wenn die Zählung 590 erreicht, wieder eine langsame Frequenzabtastung, die auf der vorgenannten Operation beruht So kann die Abstimmung auf 560 kHz ohne die »Fangerscheinung« erreicht werden.

Zudem erfolgt, wenn der Vergleich an der zweiten Stelle von der höheren Stelle, wie im Falle des Einstellwertes von 800 oder 1400, abgeschlossen ist, der Vergleich wie nachfolgend beschrieben, was zu keinem Nachteil führt. Mit anderen Worten, wenn der Einstellwert zu 800 und auch der Zählwert zu 720 angenommen wird, stimmt die zweithöchste Stelle nicht überein, und es erfolgt ein Ausgang ai=0, b\ = \ für A<B, die rasche Frequenzabtastung erfolgt zur Erhöhung der Überlagererfrequenz. So erfolgt über die Frequenz eine Korrektur, die es ermöglicht, daß der Zählwert den Wert in der Größenordnung von 800 (z. B. 830) erreicht Nun stimmt der zweithöchste Stellenwert überein, und es kann das Vergleichsergebnis A> B (ai = l, f>i=0) erzielt werden, wodurch eine langsame Frequenzabtastung erfolgt, um die Überlagererfrequenz zu senken, und eine Abstimmung auf 80OkHz kann erfolgen. Wie zuvor beschrieben, kann nach dieser Ausführungsform die Frequenzabtastzeit ohne die »Fangerscheinung« verkürzt werden.

Die Fig.5 bis 7 zeigen die Ausführungsform einer verbesserten Digitaleinstelleinrichtung anstelle des Digitalschalters, um die Auswahl der gewünschten Station zu erleichtern. Diese Einstelleinrichtung verwendet die Wählkassette, wo die Kanalspeichereinrichtung, die mehrere bestimmte Signale in dem Diodenmatrixkreis zu deren relativem Ausgang speichert, und der Kanalwählschalter für die selektrive Auswahl allein des gewünschten bestimmten Signals in einem kästchenartigen Gehäuse untergebracht ist Diese Kassette ist an der Empfängereinheit angebracht, wobei zwischen Anbringen und Entfernen freie Wahl besteht

Nachfolgend wird diese Ausführungsform im einzelnen beschrieben. In der anschließenden Beschreibung wird von einem Vergleich der der kHz-Einheit entsprechenden Stelle abgesehen, da bei der Frequenzzuweisung des AM-Funks die Stelle der kHz-Einheit nahezu Null ist und folglich der entsprechende Einstellwert stets Null ist

In Fig.5 haben die Digitalkomparatoren 47,48 und 49 jeweils 4, insgesamt 8 binär-codierte Dezimalleitungen (BCD-Code-Leitungen), die mit den Zählern 32,34, 35 und dem Dighaleinstellkreis zu verbinden sind, und gleichzeitig and die SCD-Code-Leitungen in der Digitaleinstellseite alle mit dem Register 96 verbunden. Zusätzlich ist er durch Verbinden beider Enden mit der +^Energiezuführung in den Zustand eines hohen »H«-Pegels(»l«-Signal) versetzt Die Digitaleinstellung für den Komparator wird durch Ändern der BCD-Code-Leitung im »1 «-Zustand in den niederen »L«-Pegel (»O«-Signal) entsprechend dem gewünschten bestimmten Wert ausgeführt Der Kanalspeicherkreis 201 kann die ßCD-Code-Leitung in das »0«-Signal ändern. Diese Speichereinrichtung 201 bildet auf der gedruckten Schaltung vertikale Leitungen L\ bis Ln, die mit der SCD-Code-Leitung verbunden sind, und horizontale Leitungen L21 bis Zoo, die selektiv mit dem Kanalwählschalter SW\ verbunden sind, und diese vertikalen und horizontalen Leitungen sind über mehrere Dioden 202 an der bestimmten Position verbunden, wodurch der Matrixkreis gebildet wird. Dadurch wird die BCD-Code-Leitung im »1 «-Signalzustand durch den Regelkreis vertikale Leitung — Diode — horizontale Leitung — Kanalwählschalter — Erde in den »O«-Signalzustand gewandelt Die horizontalen Leitungen Z.21 bis Z._J0 entsprechen einem jeden Kanal mehrerer Stationen. Wenn der horizontalen Leitung L_2x entsprechend dem ersten Kanal die Frequenz von 138OkHz spezifiziert werden muß, werden die Werte »1«, »3«, »8« aufeinanderfolgend jedem Komparator 49, 48, 47 mit der ßCD-Code-Leitung spezifiziert Daher reicht es für ABCD aus, der Eingangsklemme des Komparators 49 das Signal »l«=1000 zuzuführen, ähnlich das Signal »3« = 1100 der des Komparators 48, und weiter das Signal »8« = 0001 der des Komparators 47. Da in der Anfangsstufe alle »1« jedem Komparator eingegeben wurden, sind die, die zum »0«-Signal zu ändern sind, wie folgt: d. h. der Komparator 49 wird BCD, Komparator 48 wird CD und Komparator 47 wird ABC So können durch Verbinden der Diode 202 zwischen der horizontalen Leitung Ln und den vertikalen Leitungen L\ bis Z-I₂, die mit der 5CZ>Code-Leitung zu verbinden sind, die in »0« zu wandeln ist, wie in der Figur gezeigt, und durch Verbinden der horizontalen Leitung La\ mit der Erde mit Hilfe des Wählschalters 5Wi die Werte »1«, »3« bzw. »8« an den Komparatoren 49, 48 und 47 erhalten werden. Der Vergleichsablauf eines jeden Komparators nach einer solchen Bestimmung ist der gleiche wie oben beschrieben. Daher kann eine entsprechende Beschreibung an dieser Stelle unterbleiben.

Mit dieser Methode können verschiedene Frequenzen auf die vertikalen Leitungen Li bis Ln entsprechend Kanal 2 bis Kanal 12 eingestellt werden. In diesem Falle ist die Zahi der Kanäie nicht nur auf die Kanäle 1 bis i 2 beschränkt

Diese Kanalspeichereinrichtung 201 ist in dem kästchenartigen Gehäuse untergebracht das die Wählkassette 211 bildet Andererseits ist die Empfängereinheit 221 an ihrer Vorderseite mit dem Kassettenbehälter

222 ausgestattet der freie Wahl läßt zwischen Entfernen und Anbringen der Wählkassette 211 und des Kanalwählschalters SiVi. Weiter ist an der Innenseite des Kassettenbehälters 222 die Kopplungseinrichtung

223 vorgesehen, die die elektrische/Mechanische Kopplung zwischen den Ausgangsklemmen (vertikale Leitungsseite) der Wählkassette 211 und den Eingangsklemmen des Digitalkomparators sowie zwischen den Eingangsklemmen der Kassette 211 und jeder Klemme des Wählschalters SW₁ ermöglicht Wie in der Figur gezeigt, ist der Wählschalter SW₁ von der Art eines drehbaren Stufenschalters, und ein solcher, ausgestattet mit der Kanalauzeige, ist wünschenswert Eine solche Kanalanzeige kann jedoch auch an der Empfängereinheit und auch an der Wählkassette vorgesehen sein. Die Bezugsziffer 224 bezeichnet die Zuführungen.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, die sowohl den AM- als auch den FM-Funkbereich mit einer EmzerwähBcassette zu wählen vermag. Mit anderen Worten, die horizontalen Leitungen L21 bis Ls

entsprechend Kanal 1 bis Kanal 7 sind für den AM-Funkbereich vorgesehen, während die horizontalen Leitungen L₂S bis /^ entsprechend Kanal 8 bis Kanal 10 für den FM-Funkbereich vorgesehen sind. Gleichzeitig tritt die vertikale Leitung L₄₁ für die AM/FM-Umschaltung hinzu. Diese vertikale Leitung U\ wird durch das Register 97 und die + ^-Energiezuführung in den »1 «-Signalzustand versetzt, wird jedoch zum »O«-Zustand invertiert, da die Diode 205, wie in der Figur dargestellt, angeschlossen ist, wenn der Empfang auf FM umgeschaltet wird. Das Umschalten zwischen AM und FM kann erfolgen, wenn der AM/FM-Wechselschalterkontakt auf die FM-Seite umgeschaltet wird, als Folge der Tatsache, daß der AM/FM-Schalter SW₂, der mit der vertikalen Leitung Lu verbunden ist, das Relais

206 außer Betrieb setzt, wenn der Kanalwählschalter SWi die vertikale Leitung Lu in den »O«-Signalzustand wandelt.

Wie oben beschrieben, ermöglicht es diese Ausführungsform, die Wählkassette auswechselbar am Empfänger anzubringen oder von diesem zu entfernen, wo die bestimmten Signale, die verschiedenen Funkfrequenzen entsprechen, gespeichert werden, und zudem kann ausschließlich die gewünschte Frequenz leicht aus der Speichereinrichtung gewählt werden. Daher ist der erfindungsgemäße Wählvorgang für den gesamten Empfangsbereich des Empfängers möglich. Aus diesem Grunde ist diese Ausführungsform für den ortsgebundenen Funk- bzw. Rundfunkempfänger sehr geeignet

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   1 Abstimmeinrichtung eines automatisch auf eine gewünschte Frequenz abstimmbaren Funkempfängers mit einem Abstimmkreis, der als Abstimmelement ein Element mit variabler Reaktanz enthält, und mit einem Kreis zum Erzeugen einer variablen Spannung zum Steuern der Reaktanz des Abstimmelements, gekennzeichnet durch eine Gatterschaltung (23, 24, 26) zum Ausblenden eines Signals während eines bestimmten Zeitraums aus dem Überlagerungskreis (11, 13) des Abstimmkreises, durch einen Zählkreis (27, 29, 31 bis 35) zum Zählen des durch die Gatterschaltung gelassenen Signals, durch einen Digitaleinstellkreis (41 bis 44) zum Vorbestimmen der gewünschten Station, durch einen Digiialkomparator (46 bis 49) zum Vergleich der Signale vom Zählkreis und vom Digitaleinstellkreis uud durch einen Kreis (60) zum Erfassen der Obereinstimmung oder Nichtübereinstimmung des Ergebnisses des Vergleichs beider Signale durch den Digitalkomparator und zum Steuern der Zuführung eines Abtastsignals zu dem Kreis (81) zum Erzeugen einer variablen Spannung.
2. 2. Abstimmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis (81) zum Erzeugen einer variablen Spannung durch eine positive oder negative Steuer-Gleichspannung lad- oder entladbar ist und ein Speicherelement bildet, das eine gewünschte Höhe der Ausgangsspannung festhält.
3. 3. Abstimmeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatterschaltung einen Kreis (23) zum Erzeugen eines Zeitbasissignals, der einen kontinuierlichen Gatterimpuls von bestimmter Zeitdauer erzeugt, einen logischen UND-Kreis (26), der das Überlagerungsfrequenzsignal und das Zeitbasissignal empfängt und das Signal nur ausblendet, wenn der Gattc.rimpuls auftritt, und einen Kreis (24), der ein Rückstellsignal zum Rückstellen des Zählkreises erzeugt, jeweils bevor der Zählkreis das durch den logischen UND-Kreis gelassene Signal zählt, enthält.
4. 4. Abstimmeinrichtung nach einem der Ansprüche

   1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählkreis einen Verschiebekreis (27,31, 33), der das durch die Gatterschaltung (23,24,26) gelassene Signal um die dem Zwischenfrequenzsignal des Empfängers entsprechende Impulszahl verschiebt, enthält.
5. 5. Abstimmeinrichtung nach einem der Ansprüche so 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Ernpfangsfrequenz-Anzeigeeinrichtung (83) zur Anzeige des Ausgangssignals des Zählkreises.
6. 6. Abstimmeinrichtung nach einem der Ansprüche

   1 bis 5, gekennzeichnet durch einen automatischen ή Frequenzsteuerkreis (71, 72, 73), der eine Gleichspannung entsprechend der Verschiebung der Abstimmfrequenz vom Diskriminator (17) des Empfängers erfaßt.
7. 7. Abstimmeinrichtung nach einem der Ansprüche *>° 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitaleinstellkreis (41 bis 44) mit dem Digitalkomparator (46 bis 49) verbunden ist und einen Diodenmatrixkreis (201) zum Speichern verschiedener bestimmter Signale und einen Wähl-Schaltkreis (SWi), der mit ^b5 dem Matrixkreis verbunden ist und nur das gewünschte, bestimmte Signal wählt, enthält.
8. 8. Abstimmeinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Wählkassette (211), die ein kastenförmiges Gehäuse bildet und den Diodenmatrixkreis aufnimmt, durch einen Kassettenbehälter (222), der an einem Teil des Empfängergehäuses vorgesehen ist, um die Wählkassette nach freier Wahl aufzunehmen, und durch eine Kopplungseinrichtung (223), die an dem Kassettenbehälter vorgesehen ist, um die Ausgangsseite des Matrixkreises mit der Eingangsseite des Digitalkomparators. zu verbinden, wenn die Kassette eingesetzt ist.
9. 9. Abstimmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählkreis (27,29,31 bis 35) und der Digitaleinstellkreis (41 bis 44) für mehrere Stellen ausgebildet sind, daß mehrere Digitalkomparatoren (46 bis 49) vorgesehen sind, von denen jeder die Signale von dem Zählkreis und von dem Digitaleinstellkreis für jede Stelle vergleicht, daß der Kreis (60) zum Erfassen der Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung des Ergebnisses des Vergleichs beider Signale durch die Komparatoren den Beginn und das Ende der Zuführung des Abtastsignals steuert und daß ein Abtaststeuerkreis (103 bis 105) vorgesehen ist, der die Übereinstimmung des Vergleichs im Komparator durch Vergleichen der zweithöchsten Stelle erfaßt und die Zuführung des Abtastsignals von dem Steuerkreis ausführt
10. 10. Abstimmeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaststeuerkreis einen Bestimmungskreis (163), der die Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung des Vergleichs der zweithöchsten Stelle erfaßt, einen Impulssignal-Generator (105), einen NAND-Kreis (104), der die logische Operation für das Ausgangssignal des Bestimmungskreises und das Impulssignal des Impulssignalgenerators ausführt, und eine Erdungseinrichtung, die einen Teil des Ausgangssignals des Komparator für die höchste Stelle auf Erdpotential hält, wenn das Vergleichsergebnis des Komparator mit dem intermittierenden Ausgangssignal des logischen Kreises übereinstimmt, enthält.