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Dokumentenidentifikation DE3885625T2 10.03.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0276144
Titel Empfänger für Erd- und Satellitenrundfunk.
Anmelder Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Sakashita, Seiji, Yawata-shi Kyoto-fu 614, JP;
Ozeki, Hiroaki, Neyagawa-shi Osaka-fu 572, JP;
Kanno, Ippei, Hirakata-shi Osaka-fu 573, JP
Vertreter Grünecker, A., Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Stockmair, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ae.E. Cal Tech; Schumann, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Jakob, P., Dipl.-Ing.; Bezold, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Meister, W., Dipl.-Ing.; Hilgers, H., Dipl.-Ing.; Meyer-Plath, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Ehnold, A., Dipl.-Ing.; Schuster, T., Dipl.-Phys.; Vogelsang-Wenke, H., Dipl.-Chem. Dipl.-Biol.Univ. Dr.rer.nat.; Goldbach, K., Dipl.-Ing.Dr.-Ing.; Aufenanger, M., Dipl.-Ing.; Klitzsch, G., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 3885625
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 20.01.1988
EP-Aktenzeichen 883004632
EP-Offenlegungsdatum 27.07.1988
EP date of grant 18.11.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.03.1994
IPC-Hauptklasse H03D 5/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Signalempfänger, der als Tuner eines Fernsehempfängers eingesetzt werden kann.

Bei Fernsehsendungen wird Amplitudenmodulation (nachstehend als "AM" bezeichnet) in erdgebundenen Sendesystemen verwendet, und Frequenzmodulation (nachstehend als "FM" bezeichnet) bei Satellitensendesystemen. Ein typischer, konventioneller Fernsehempfänger weist einen AM-Signaldemodulator für den Empfang erdgebundener Sendungen auf, und in ihm ist kein FM-Signaldemodulator vorgesehen. Um daher Satellitensendungen zu empfangen, muß eine zusätzliche, spezialisierte Empfängereinheit (also ein FM-Signaldemodulator) an den Fernsehempfänger angeschlossen werden.

Beispiele für die konventionellen, speziell ausgebildeten Empfängereinheiten umfassen den Typ eines externen Adapters, wie in "SHF Direct Satellite Broadcasting Receiver" beschrieben, von Y. Shiomi et al., National Technical Report, Bd. 30, Nr. 1 FEB, 1984, Seiten 4-12, sowie einen eingebauten Typ, wie in "Toshiba Television With Built-In BS Tuner 21V230", Television Technics & Electronics, Bd. 32, Nr. 9, September 1984, Seiten 30-35, gezeigt.

Dieser Stand der Technik leidet allerdings an einem hohen Redundanzgrad der Schaltungsausbildung, hohen Herstellungskosten und erheblichen Schaltungsabmessungen, da zwei unterschiedliche Arten von Empfangssystemen dazu eingesetzt werden, Satellitensendungen bzw. erdgebundene Sendungen zu empfangen.

Die DE-A-3 226 980 beschreibt eine Empfängervorrichtung für erdgebundene und von Satelliten ausgestrahlte Fernseh- und Radiosignale mit einer Antennenvorrichtung für Satellitensignale, die in eine niedrigere Frequenz umgewandelt werden, ähnlich der Frequenz der erdgebundenen Fernsehsignale. Diese von den erdgebundenen Fernsehsignalen ausgehenden Signale werden daraufhin in einem Superheterodyn-Tuner in eine Zwischenfrequenz umgewandelt, wogegen die Signale von dem Satellitenfernsehen oder Radiosignale in eine Frequenz umgewandelt werden, die für Frequenzmodulation geeignet ist (beispielsweise 134 MHz). Die Vorrichtung gemäß der DE-A-3 226 980 ist für den Empfang von Satellitenfernsehen- und Radiosignalen geeignet und ebenso für erdgebundene Fernsehsignale, und in jedem Fall wird nur ein Programm zu einem Zeitpunkt empfangen.

Die EP-A-0 178 146 beschreibt einen Radioempfänger zur Bereitstellung einer Amplituden- oder Frequenzdemodulierung empfangener Signale entsprechend den Erfordernissen, wobei der Empfänger einen Mischer aufweist, um aus einem empfangenen Signal und einem lokalen Oszillator ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen, welches an die jeweiligen Eingänge eines Diskriminators und eines logarithmischen Detektors angelegt wird, sowie eine selektive Schalteinrichtung, die so betreibbar ist, daß sie entweder den Diskriminator oder den logarithmischen Detektor an eine Ausgangsleistungs-Verstärkerstufe anschließt, je nachdem, ob der Empfänger als ein AM- oder ein FM-Empfänger arbeiten soll.

Die EP-0 199 887 beschreibt einen FM-Radioempfänger mit verbesserter Empfangsfähigkeit bei niedrigen Feldstärken. Zwischen einem verhältnismäßig breitbandigen Zwischenfrequenz- Bandpaßfilter, welches dem Mischer einer Mischer/Oszillator- Schaltung des FM-Radioempfängers nachgeschaltet ist, und einer Zwischenfrequenzeinheit ist eine erste Schaltung mit einer phasenverriegelten Schleife angeordnet sowie ein in Reihe geschaltetes, schmalbandiges Bandpaßfilter. Das Oszillatorsignal des spannungsgesteuerten Oszillators der ersten phasenverriegelten Schaltung versorgt einen Phasendetektor einer zwischen phasenverriegelten Schaltung, die auf einer stabilen Referenzfrequenz gehalten wird. Die Steuerspannung des Phasendetektors versorgt den Mischer über ein Tiefpaßfilter und einen spannungsgesteuerten Oszillator einer Mischer/Oszillator- Schaltung. Die erste phasenverriegelte Schleifenschaltung veranlaßt die Oszillatorfrequenz dazu, mit dem Audiofrequenzsignal moduliert zu werden. Die zweite phasenverriegelte Schleifenschaltung legt das Signal an das schmalbandige Bandpaßfilter im mittleren Durchlaßbereich des Filters an.

Eine primäre Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Signalempfängers, welcher Satelliten- und erdgebundene Fernsehsendungssignale durch eine einfache, kostengünstige Schaltung mit geringen Abmessungen empfangen kann.

Die vorliegende Erfindung stellt einen Signalempfänger zur Verfügung, der entsprechend Patentanspruch 1 aufweist:

eine Radiofrequenz-Verstärkungseinrichtung zur Verstärkung eines Radiofrequenzsignals, welches von einer Eingangsklemme zugeführt wird;

eine Frequenzwandlereinrichtung zur Frequenzwandlung des Radiofrequenzsignals in ein Zwischenfrequenzsignal durch Mischen des Radiofrequenzsignals und eines Oszillatorsignals von einem lokalen Oszillator in einem Mischer;

eine Signalauswahleinrichtung zur Auswahl eines gewünschten Zwischenfrequenzsignals aus den Signalen, die eine Frequenzwandlung erfahren haben;

eine Kanalauswahleinrichtung zur Erzeugung eines Signals, welches zur Auswahl eines gewünschten Empfangssignals erforderlich ist;

eine Einrichtung mit einer phasenverriegelten Schleife, die eine phasenverriegelte Schleifenschaltung aufweist, die phasengleich mit einer Frequenz des Zwischenfrequenzsignals arbeitet;

eine Frequenzrückkopplungseinrichtung zur Zufuhr eines Ausgangssignals der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung, so daß eine Oszillatorfrequenz des lokalen Oszillators in der Frequenzwandlereinrichtung entsprechend dem Ausgangssignal der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung geändert wird;

eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals, um jeweilige Arbeitsbandbreiten der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung, der Signalauswahleinrichtung sowie der Frequenzrückkopplungseinrichtung entsprechend dem Signal zu ändern, welches von der Kanalauswahleinrichtung zugeführt wird;

eine Abstimmspannungs-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung und Zuführung einer Abstimmspannung entsprechend dem gewünschten Empfangssignal zum lokalen Oszillator in der Frequenzwandlereinrichtung in Reaktion auf das Signal, welches von der Kanalauswahleinrichtung zugeführt wird;

eine Phasenschiebereinrichtung für eine Phasenverschiebung um π/2 des Ausgangssignals der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung;

eine Multiplizierereinrichtung zum Multiplizieren des Ausgangssignals der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung, welches um π/2 in der Phasenverschiebungseinrichtung in der Phase verschoben wurde, und des Zwischenfrequenzsignals;

eine Signalumschalteinrichtung zum Umschalten des jeweiligen jeweiligen Ausgangssignals der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung und der Multiplizierereinrichtung von der einen zur anderen Einrichtung; und

eine Signalbearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung eines Ausgangssignals der Signalumschalteinrichtung auf ein Signal, welches angezeigt werden kann.

Infolge der voranstehend beschriebenen Anordnung ist es möglich, sowohl ein Satellitensendesignal (FM-Signal) als auch ein erdgebundenes Sendesignal (AM-Signal) mit demselben Empfangssystem zu empfangen und zu demodulieren.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Signalempfängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Phasenverriegelungs- Schleifenschaltung von Fig. 1;

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Spitzenfrequenzabweichung des FM-Signals, welches dem in Fig. 1 gezeigten Mischer zugeführt wird;

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Spitzenfrequenzabweichung der Frequenzmodulation, die an den lokalen Oszillator von Fig. 1 bei dem Vorgang der negativen FM-Rückkopplung zugeführt wird;

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Spitzenfrequenzabweichung des Zwischenfrequenzsignals nach dem Vorgang der negativen FM-Rückkopplung;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der Eigenschaften des in Fig. 1 gezeigten Zwischenfrequenzfilters, wenn dieses ein Filter mit variabler Bandbreite ist;

Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Anordnung des in Fig. 1 dargestellten Zwischenfrequenzfilters, wenn dieses ein Filter mit variabler Bandbreite ist;

Fig. 8 ist ein Schaltbild eines Tiefpaßfilters, welches dazu eingesetzt wird, ein Filter mit variabler Bandbreite als das in Fig. 1 gezeigte Zwischenfrequenzfilter zu bilden;

Fig. 9 ist ein Schaltbild eines Hochpaßfilters, welches zur Bildung eines Filters mit variabler Bandbreite als das in Fig. 1 gezeigte Zwischenfrequenzfilter verwendet wird;

Fig. 10 ist eine graphische Darstellung des Spektrums einer erdgebundenen Sendewelle, die aufgefangen und einer AM-Signaldemodulierung durch ein Breitbandfilter unterworfen wurde;

Fig. 11 ist eine graphische Darstellung der Eigenschaften eines Filters mit umgekehrter Charakteristik zum Abflachen der Frequenzcharakteristik eines Signals, welches durch Erfassen und Amplitudenmodulierung eines erdgebundenen Sendesignals durch ein Breitbandfilter erhalten wird;

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild der in Fig. 1 gezeigten Signalverarbeitungsschaltung, welche die in Fig. 11 gezeigten Eigenschaften aufweist;

Fig. 13 ist ein Schaltbild des Filters mit einer inversen Charakteristik von Fig. 12;

Fig. 14 ist ein graphische Darstellung der Frequenzeigenschaften des in Fig. 1 gezeigten Zwischenfrequenzfilters, wenn dieses ein Nyquist-Filter ist;

Fig. 15 ist eine graphische Darstellung des Spektrums eines Signals, welches durch eine AM-Signaldemodulierung erhalten wird, die in dem Zwischenfrequenzfilter von Fig. 1 ausgeführt wird, welches ein Nyquist-Filter ist;

Fig. 16 ist ein Schaltbild eines Filters mit variabler Bandbreite, welches zur Ausbildung des Schleifenfilters verwendet wird, welches die in Fig. 2 gezeigte phasenverriegelte Schleifenschaltung bildet;

Fig. 17 ist ein Schaltbild eines Filters mit variabler Bandbreite, welches als das Filter verwendet wird, welches die in Fig. 1 gezeigte FM-Schleife mit negativer Rückkopplung bildet;

Fig. 18 ist eine graphische Darstellung der Änderungen der offenen Schleifeneigenschaften entsprechend den Änderungen der Bandbreite des Schleifenfilters in der phasenverriegelten Schleifenschaltung von Fig. 2 und entsprechend der Änderungen der Bandbreite des Filters in der FM-Schleife mit negativer Rückkopplung;

Fig. 19 ist eine graphische Darstellung der Änderungen der Eigenschaften der geschlossenen Schleife entsprechend der Änderung der Bandbreite des Schleifenfilters in der in Fig. 2 gezeigten phasenverriegelten Schaltung und entsprechend der Änderung der Bandbreite des Filters in der FM-Schleife mit negativer Rückkopplung;

Fig. 20 ist eine graphische Darstellung der Eigenschaften eines Nachlauftypfilters, welches als das in Fig. 1 gezeigte Zwischenfrequenzfilter verwendet wird;

Fig. 21 ist eine graphische Darstellung der Änderungen des S/N-Verhältnisses bei der Demodulierung zum Zeitpunkt des Empfangs eines FM-Signals; und

Fig. 22 ist ein Schaltbild eines Nachlauffilters, welches als das in Fig. 1 gezeigte Zwischenfrequenzfilter verwendet wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Signalempfängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 werden ein erdgebundenes Sendesignal (AM-Signal) und ein Satelliten-Sendesignal (FM-Signal) gleichzeitig einer Eingangsklemme 1 zugeführt. Diese Signale werden durch ein Filter 2 geleitet, in welchem Rauschen in Frequenzbändern außerhalb des Empfangsfrequenzbandes entfernt werden, und dann einem Radiofrequenzverstärker 3 zugeführt. Der Verstärker 3 ist ein Breitbandverstärker, welcher Frequenzbänder der erdgebundenen Sendesignale abdeckt, also 50 MHz bis 890 MHz, sowie Frequenzbänder der Satellitensendesignale, also 950 MHz bis 1450 MHz. Der Verstärker 3 schickt die verstärkten Signale zu einem Mischer 4.

Andererseits wird ein Kanalauswahl-Steuersignal von einer Kanalauswahlschaltung 16 einem Abstimmspannungsgenerator 15 zugeführt, von welchem eine Abstimmspannung, welche einem gewünschten Empfangskanal entspricht, einem lokalen Oszillator 5 zugeführt wird. Auf diese Weise werden die erdgebundenen und die Satelliten-Sendesignale mit einem lokalen Oszillatorsignal von dem lokalen Oszillator 5 gemischt und in ihrer Frequenz in Zwischenfrequenzsignale umgewandelt, in einem selben Frequenzband, bevor sie zu einem Zwischenfrequenzfilter 7 gelangen.

Unter der Annahme, daß das empfangene Signal ein Satellitensendesignal ist, welches ein FM-Signal darstellt, gelangt das Zwischenfrequenzsignal, welches durch das Zwischenfrequenzfilter 7 hindurchgelangt ist, zu einer phasenverriegelten Schleifenschaltung 8. Die phasenverriegelte Schleifenschaltung 8 arbeitet phasengleich mit der Frequenz des Eingangssignals, um das Eingangs-FM-Signal zu demodulieren.

Das demodulierte Signal wird dem lokalen Oszillator 5 zugeführt, nachdem es durch ein Filter 6 gelangt ist, welches unnötige höhere Harmonische von dem demodulierten Signal entfernt. Der lokale Oszillator 5 ist ein spannungsgesteuerter Oszillator mit variabler Frequenz. Wenn daher das voranstehend beschriebene demodulierte Signal der Frequenzsteuerspannung überlagert wird, erfährt der lokale Oszillator 5 eine Frequenzmodulierung entsprechend dem demodulierten Signal. Die Polarität dieser Frequenzmodulierung ist so eingestellt, daß sie dieselbe ist wie die Modulationspolarität des empfangenen Signals, welches dem Mischer 4 zugeführt wird.

Die Frequenzmodulierung des lokalen Oszillators 5 wird im einzelnen nachstehend unter Bezug auf die Fig. 3 bis 5 beschrieben.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Frequenzabweichung des Eingangssignals für den Mischer 4, wobei die Zeit entlang der Abszisse und die Momentanfrequenz des FM-Signals entlang der Ordinatenachse aufgetragen ist.

In diesem Fall beträgt die Spitzenfrequenzabweichung Δf&sub1; (> 0). Wie voranstehend beschrieben erfährt der lokale Oszillator 5 eine Frequenzmodulierung durch das demodulierte Signal, so daß die Spitzenfrequenzabweichung des FM-Signals Δf&sub2; (> 0) beträgt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Modulationspolarität ist dieselbe wie bei der in Fig. 3 gezeigten Modulationspolarität. Unter der Annahme, daß die Zentrumsfrequenz des empfangenen Signals fR beträgt, und daß die Zentrumsfrequenz des lokalen Oszillationssignals fL ist, läßt sich das Zwischenfrequenzsignal fi, also das Ausgangssignal des Mischers 4, wie nachstehend angegeben darstellen: fi = FL - fR.

Wenn daher das Signal, welches frequenzmoduliert wurde, in den Mischer 4 gelangt, kann daher das Ausgangssignal von dem Mischer 4 wie nachstehend angegeben ausgedrückt werden:

Dies führt dazu, daß es möglich ist, ein Signal zu erhalten, dessen Zentrumsfrequenz fi ist, dessen Spitzenfrequenzabweichung Δf&sub3; ist, und dessen Modulätionspolarität entgegengesetzt dem empfangenen Signal ist, wie in Fig. 5 gezeigt.

Nimmt man daher an, daß die Spitzenfrequenzabweichung des empfangenen Signals Δf&sub1; ist, und daß dessen obere Basisbandfrequenz fm ist, so erhält man die eingenommene Frequenzbandbreite BR des empfangenen Signals entsprechend der Regel von Curson wie folgt:

BR=2.(Δf&sub1;+fm)

Andererseits ist die eingenommene Frequenzbandbreite BI des

Zwischenfrequenzsignals wie folgt:

BI=2.(Δf&sub3;+Δfm)< BR wobei Δf&sub3;< Δf&sub1;

Daher kann die eingenommene Frequenzbandbreite verengt werden, und auf diese Weise ist es möglich, die Durchlaßbandbreite des Zwischenfrequenzfilters so einzuengen, wie es durch die einfach gepunktete, gestrichelte Linie 20 in Fig. 6 angedeutet ist.

Daher ist es möglich, den Pegel des demodulierten Signals in dem Filter 6 so einzustellen, daß das FM-Signal eine Frequenzabweichung aufweist, die der Frequenzabweichung im Falle der eingenommenen Frequenzbandbreite eines erdgebundenen Sendesignals entspricht.

Nunmehr wird angenommen, daß das empfangene Signal ein erdgebundenes Sendesignal ist, also ein AM-Signal. Das Zwischenfrequenzsignal, welches durch das Zwischenfrequenzfilter 7 hindurchgelangt ist, wird der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 zugeführt. Die phasenverriegelte Schleifenschaltung 8 arbeitet phasengleich mit dem Bildträger in dem Zwischenfrequenzsignal, welcher ihr zugeführt wird, um einen Träger zu regenerieren, der mit derselben Frequenz wie der des Bildträgers in dem Zwischenfrequenzsignal phasenverriegelt ist.

In Fig. 2, also in der Phasenverriegelungs-Schleifenschaltung 8, wird das Zwischenfrequenzsignal, welches über das Zwischenfrequenzfilter 7 zugeführt wird, einem Phasenkomparator 19 eingegeben. Ein Signal, welches in einem spannungsgesteuerten Oszillator 18 oszilliert, wird dem Phasenkomparator 19 eingegeben, in welchem es einen Phasenvergleich mit dem Zwischenfrequenzsignal erfährt. Das Ausgangssignal von dem Phasenkomparator 19 wird einem Schleifenfilter 17 zugeführt. Das Schleifenfilter 17 besteht aus einem Filter, welches eine Bandbegrenzung durchführt, und aus einem Gleichspannungsverstärker, und ermöglicht es, daß der phasenverriegelte Zustand der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 dadurch variiert wird, daß die Abschneidefrequenz und die Spannungsverstärkung variiert werden. Das Ausgangssignal von dem Phasenkomparator 19, welches eine Bandbegrenzung in dem Schleifenfilter 17 erfahren hat, wird dem spannungsgesteuerten Oszillator 18 eingegeben, um eine Änderung des oszillierten Signals in einer Richtung hervorzurufen, in welcher die Phasendifferenz zwischen dem oszillierenden Signal und dem Zwischenfrequenzsignal unterdrückt wird. Daher trifft die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 18 mit der Zwischenfrequenz zusammen.

Um eine Regenerierung des Bildträgers in dem Zwischenfrequenzsignal zu erreichen, wird daher die Bandbreite des Schleifenfilters 17 so weit eingeengt, daß eine Frequenzschwankung infolge unerwünschten Rauschens ausreichend unterdrückt wird, und der Bildträger stabil regeneriert wird.

Der Bildträger, welcher eine Regenerierung mit hoher Genauigkeit in bezug auf das Zwischenfrequenzsignal erfuhr, weist eine Phasendifferenz von π/2 (rad) in bezug auf den Bildträger in dem Zwischenfrequenzsignal auf. Daher wird das regenerierte Bildträgersignal einem Phasenschieber 10 für eine Verschiebung um eine Phase π/2 zugeführt, um es bezüglich der Phase an den Bildträger in dem Zwischenfrequenzsignal anzupassen. Das Ausgangssignal des π/2-Phasenschiebers 10 und des Zwischenfrequenzsignals werden einem Multiplizierer 12 eingegeben, um eine synchrone Erfassung des AM-Signals zu erreichen.

Zu diesem Zeitpunkt ist die phasenverriegelte Schleifenschaltung 8 vollständig mit dem Bildträger in dem Zwischenfrequenzsignal synchronisiert. Wenn daher eine Schwenkung der Frequenz des Zwischenfrequenzsignals auftaucht, so erscheint ein erfaßtes Signal, das sich entsprechend der Frequenzänderung ändert, an dem Ausgang der Schaltung 8. Dieses Ausgangssignal wird ausreichend in dem Filter 6 geglättet und wird dann dem lokalen Oszillator 5 zugeführt, für eine Frequenzmodulierung des lokalen Oszillators 5, wodurch veranlaßt wird, daß der lokale Oszillator 5 eine automatische Frequenzsteuerung in bezug auf die Frequenzschwankung des Eingangssignals durchführt. Auf diese Weise wird die Frequenzschwankung des Zwischenfrequenzsignals unterdrückt, welches der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 zugeführt wird, und dies trägt zur Stabilisierung der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 (Schaltung mit phasenempfindlicher Gleichrichtung) in wesentlichem Maße bei.

Das demodulierte FM- oder AM-Signal wird in einer Signalumschaltschaltung 9 ausgewählt, und das ausgewählte Signal wird einer Signalbearbeitungsschaltung 13 zugeführt, in welcher das FM-Signal so verarbeitet wird, daß es ein Signal für die Anzeige in einer Deemphasis-Schaltung wird, wogegen das AM- Signal so bearbeitet wird, daß es zu einem Anzeigesignal in einer Schaltung wird, welche die Frequenzcharakteristik des Signals nach der Restseitenband-Erfassung kompensiert. Das bearbeitete FM- oder AM-Signal wird dann auf einer Anzeigeeinheit (beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre) 14 angezeigt.

Die Kanalauswahl des Eingangssignals wird auf solche Weise durchgeführt, daß ein Kanalauswahl-Steuersignal von der Kanalauswahlschaltung 16 dem Abstimmspannungs-Generator 15 zugeführt wird, und eine Abstimmspannung entsprechend einem gewünschten Empfangskanal dem lokalen Oszillator 5 von dem Abstimmspannungs-Generator 15 zugeführt wird, um so die Oszillationsfrquenz des lokalen Oszillators 15 zu ändern.

Weiterhin wird eine Steuerspannung, welche die Bandbreite des Zwischenfrequenzfilters 7, des Schleifenfilters 17 in der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8, und des Filters 6 in der negativen FM-Rückkopplungsschleife ändert, dadurch erzeugt, daß ein Steuersignal entsprechend einem gewünschten Empfangskanal dem Steuerspannungsgenerator 11 von der Kanalauswahlschaltung 16 zugeführt wird, wodurch eine Steuerspannung entsprechend einem FM-Signal oder einem AM-Signal erzeugt wird. In Reaktion auf die von dem Steuerspannungsgenerator 11 erzeugte Steuerspannung werden die Durchlaßbänder des Zwischenfrequenzfilters 7 und des Schleifenfilters 17 in der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 geändert, abhängig davon, ob ein FM- oder AM-Signal empfangen werden soll.

Daher werden bei dieser Ausführungsform der Radiofrequenzverstärker, der Mischer und der lokale Oszillator gemeinsam für den Empfang von Satelliten- und erdgebundenen Sendesignalen eingesetzt, und das Zwischenfrequenzfilter kann gemeinsam verwendet werden, nämlich durch Verwendung derselben Zwischenfrequenz, und entsprechend eingenommener Bandbreiten zum Empfang von Satelliten- und erdgebundenen Sendesignalen. Da der Demodulator auch bei derselben Frequenz betrieben wird, kann ein Teil des FM-Signaldemodulators als ein AM-Signaldemodulator verwendet werden. Daher ist es möglich, den Schaltungsaufbau zu vereinfachen, verglichen mit dem Schaltungsaufbau bei dem konventionellen Empfangsverfahren. Bei dem Demodulieren des FM-Signals wird der lokale Oszillator invers durch einen Teil des demodulierten Signals moduliert, und dies bewirkt einen Betrieb mit einer negativen FM-Rückkopplung, was zu einer Verbesserung des Schwellenpegels führt, der bislang ein Problem während des Empfangs von Satellitensendungen darstellte. Beim Empfang erdgebundener Sendungen wird ein automatischer Frequenzsteuervorgang durchgeführt, um eine stabile Regenerierung des Trägersignals durchzuführen. Zusätzlich ist es möglich, die Störsicherheit dadurch zu erhöhen, daß die Zwischenfrequenz auf eine höhere Frequenz eingestellt wird als das Frequenzband, welches beim Empfang erdgebundener Sendesignale verwendet wird, einschließlich solcher, die bei CATV behandelt werden, wobei eine große Anzahl an Kanälen beteiligt ist.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Anordnung des in Fig. 1 dargestellten Zwischenfrequenzfilters 7. Bei diesem Beispiel ist das Zwischenfrequenzfilter 7 ein Bandpaßfilter, in welchem ein Tiefpaßfilter 22 und ein Hochpaßfilter 24 jeweils an das Eingangsende und das Ausgangsende eines Breitbandverstärkers 23 angeschlossen sind. Das Tiefpaßfilter bzw. Hochpaßfilter 22, 24 ist so angeordnet, daß ihre Abschneidefrequenzen variabel sind, ohne daß sie einander stören, in Reaktion auf ein Steuersignal, welches von dem Steuerspannungsgenerator 11 geliefert wird. In einem Fall, in welchem das von dem Mischer 4 ausgegebene Zwischenfrequenzsignal ein AM-Signal ist, wird die Abschneidefrequenz des Tiefpaßfilters 22 niedriger eingestellt als im Falle des Empfangs eines FM-Signals, wogegen die Abschneidefrequenz des Hochpaßfilters 24 höher eingestellt wird als die Frequenz, die in dem Empfangsmodus für ein FM- Signal verwendet wird, wodurch die Durchlaßbandbreite enger gewählt wird als in dem FM-Signalempfangsmodus, um so Signale in Kanälen außer dem gewünschten Kanal während des Empfangsvorgangs für das AM-Signal zu unterdrücken und so die Störsicherheitsleistung zu erhöhen. Durch die voranstehend beschriebene Steuerspannung wird es einfach, eine gewünschte Bandbreite einzustellen, und ist es möglich, die Bandbreite entsprechend dem Ausmaß des Rückkopplungsfaktors der negativen FM-Rückkopplung einzustellen. Darüber hinaus ist es im Falle des Empfangs eines AM-Signals möglich, eine Störung infolge mehrere Kanäle dadurch zu unterdrücken, daß die Bandbreite verengt wird.

Fig. 8 ist ein Schaltbild des Tiefpaßfilters 22, welches zur Ausbildung des in Fig. 7 gezeigten Zwischenfrequenzfilters 7 verwendet wird. Das Tiefpaßfilter 22 besteht aus Spulen 25, 26 und Varaktordioden 27, 28, 29. Eine Steuerspannung wird an die Kathode jeder Varaktordiode von dem Steuerspannungsgenerator 11 über einen Widerstand 30 angelegt. Wenn die Steuerspannung abgesenkt wird, wird die Abschneidefrequenz abgesenkt, so daß es möglich ist, die obere Abschneidefrequenz des Zwischenfrequenzfilters 7 abzusenken.

Fig. 9 ist ein Schaltbild des Hochpaßfilters 24, welches zur Ausbildung des in Fig. 7 gezeigten Zwischenfrequenzfilters 7 verwendet wird. Das Hochpaßfilter 24 besteht aus Spulen 38, 39, 40 sowie aus Varaktordioden 34, 36. Über Widerstände 32 bzw. 41 wird von dem Steuerspannungsgenerator 11 eine Steuerspannung an die Anoden der Varaktordioden angelegt. Das Potential an der Kathode jeder Varaktordiode wird über einen Widerstand 31 auf eine Stromquellenspannung VCC heraufgezogen. Wenn die Steuerspannung abgesenkt wird, wird daher die Abschneidefrequenz angehoben, so daß es möglich ist, die untere Abschneidefrequenz des Zwischenfrequenzfilters 7 anzuheben.

Wie unter Bezug auf die Fig. 8 und 9 beschrieben wurde, ist es infolge der Tatsache, daß die Durchlaßbandbreite des Bandpaßfilters je nach Wunsch variiert werden kann, selbst wenn ein negativer Rückkopplungsbetrieb für die FM durchgeführt wird, möglich, Eigenschaften 20 (dargestellt durch die einfach gepunktete Kettenlinie) zu realisieren, welche eine engere Bandbreite aufweisen als die der Eigenschaften 21 (dargestellt durch die durchgezogene Linie) beim Stand der Technik, wie in Fig. 6 gezeigt.

Fig. 10 zeigt das Spektrum eines demodulierten Signals, welches durch Demodulieren eines AM-Signals erhalten wird in einem Fall, in welchem das Zwischenfrequenzfilter 7 ein Bandpaßfilter ist. Das Fernsehsendesignal, das bei den existierenden erdgebundenen Sendungen verwendet wird, ist ein AM- Signal, welches ein Restseitenband aufweist. Wenn das gesamte Band für einen Kanal durch ein Bandpaßfilter gelangt und das AM-Signal eine synchrone Erfassung mit der Bildträgerfrequenz erfährt, verdoppelt sich daher der Amplitudenpegel des demodulierten Signals nur in dem Band, welches dem Restseitenband entspricht, was zu ungleichmäßigen Frequenzeigenschaften führt. Da das Restseitenband im Falle des Fernsehsignals in dem NTSC-System innerhalb des Bereiches von 1,25 MHz in bezug auf die Videoträgerfrequenz liegt, wird auch der Amplitudenpegel des demodulierten Signals in dem Band von 0 bis 1,25 MHz in dem Band verdoppelt, welches eine höhere Frequenz als dieses aufweist. In bezug auf das Band zwischen 0 und 1,25 MHz ist es ausreichend, daß das Signal/Rausch-Verhältnis in diesem Band 3 dB höher ist als in dem höheren Band.

Fig. 11 zeigt Filtereigenschaften, die zur Abflachung der Frequenzcharakteristik des demodulierten Signals ausreichend sind, welches in bezug auf Fig. 10 beschrieben wurde. Durch die dargestellten Filtereigenschaften wird der Amplitudenpegel innerhalb des Bandes zwischen 0 und 1,25 MHz auf die Hälfte des Amplitudenpegels in dem Band verringert, welches höher als dieses Band ist. Wenn daher das demodulierte Signal mit dem in Fig. 10 gezeigten Spektrum durch ein Filter hindurchgeleitet wird, welches die in Fig. 11 gezeigten Eigenschaften aufweist, so ist es möglich, ein ursprüngliches, flaches demoduliertes Signal zu erhalten. Daher ist es möglich, das Signal/Rausch-Verhältnis des übertragenen Signals zu maximieren, ohne das Signal/Rausch-Verhältnis in dem niederfrequenten Band zu verschlechtern.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild der Signalbearbeitungsschaltung 13, die ein Filter mit inverser Charakteristik verwendet, welches die in bezug auf Fig. 11 beschriebenen Eigenschaften aufweist. Das demodulierte Signal, welches von der Signalumschaltschaltung 9 ausgegeben wird, wird einem Niederfrequenzverstärker 42 zugeführt, in welchem es verstärkt wird. Das verstärkte Signal wird dann einem Filter 43 mit inverser Charakteristik zugeführt, in welchem seine Amplituden/Frequenz- Eigenschaften auf die flachen Eigenschaften zurückgeführt werden. Daraufhin tritt das Signal in eine Bild- und Ton-Signalbearbeitungsschaltung 44 ein, in welcher Bild- und Tonsignale abgezogen werden, und diese Signale werden dann der Anzeigeeinheit 14 zugeführt.

Fig. 13 zeigt ein Beispiel für die Ausbildung des in Fig. 12 gezeigten Filters 43 mit inverser Charakteristik. Das von dem Niederfrequenzverstärker 42 ausgegebene Signal gelangt durch ein Filter, welches aus einer Parallelresonanzschaltung aus Widerständen 46, 48, Kondensatoren 47, 49 und einem Widerstand 50 besteht, der zwischen das Ausgangsende der Resonanzschaltung und Masse geschaltet ist. Das durch das Filter gelangte Signal wird der Bild- und Ton-Signalbearbeitungsschaltung 44 zugeführt. Die erforderliche Frequenzcharakteristik des Filters mit inverser Charakteristik kann dadurch erhalten werden, daß die Resonanzfrequenz der Parallelresonanzschaltung auf etwa 1,25 MHz eingestellt wird, wobei die Resonanzschaltung aus einer ersten Parallelschaltung aus dem Widerstand 46 und dem Kondensator 47 sowie einer zweiten Parallelschaltung aus dem Widerstand 48 und dem Kondensator 49 besteht.

Zwar ist das dargestellte Filter so aufgebaut, daß passive Elemente verwendet werden, jedoch ist eine derartige Anordnung nicht notwendigerweise hieraus beschränkt, und es ist ebenfalls möglich, ähnliche Wirkungen durch Verwendung eines aktiven Filters zu erzielen, welches aktive Elemente verwendet, oder durch Verwendung eines Digitalfilters. Mit anderen Worten kann jede Art eines Filters eingesetzt werden, unter der Voraussetzung, daß die inverse Charakteristik erhalten wird.

Fig. 14 ist eine graphische Darstellung der Frequenzeigenschaften des Zwischenfrequenzfilters 7, welche durch ein Bandpaßfilter festgelegt werden, bei welchem ein Teil seiner Eigenschaften Nyquist-Eigenschaften in bezug auf den Bildträger sind. Da das Fernsehsendesignal, welches bei existierenden erdgebundenen Sendungen eingesetzt wird, ein AM-Signal mit einem Restseitenband ist, reicht es aus, um die Frequenzeigenschaften des Signals zum Zeitpunkt der Demodulierung abzuflachen, das Signal dadurch zu demodulieren, daß es durch ein Filter mit Nyquist-Charakteristik geschickt wird, durch welches die Amplitude des Bildträgers halbiert wird. Diese Vorgehensweise wird bei dem ersten Zwischenfrequenzfilter in momentan erhältlichen Fernsehempfängern verwendet. Es ist beispielsweise möglich, die Eigenschaften eines Filters zu verwenden, welches beschrieben ist in dem Television Picture Engineering Handbook, Bd. 10, Kapitel 1, Seiten 963-965, 1980, herausgegeben von dem Institute of Television Engineers of Japan. Wird ein Filter mit diesen Eigenschaften eingesetzt, so ist es unnötig, die komplizierte Frequenzcharakteristik des demodulierten Signals abzuflachen,und der Schaltungsaufbau wird vereinfacht. Der schraffierte Abschnitt in der Figur zeigt die Frequenzeigenschaften zu dem Zeitpunkt, wenn das Restseitenband unterdrückt wird. Daher weist das Nyquist-Filter inverse Eigenschaften in dem Bereich von -1,25 bis 1,25 MHz in bezug auf die Bildträgerfrequenz fp auf. Der Bildträger wird nicht unterdrückt. Die Bandbreite des Nyquist- Filters als Zwischenfrequenzfilter 7 wird breiter gewählt als das Band für einen Kanal der Fernsehsendung, wodurch das Filter mit Satelliten-Sendungssignalen umgehen kann.

Fig. 15 ist eine graphische Darstellung des Spektrums eines demodulierten Signals, welches auf solche Weise erhalten wurde, daß das durch das Zwischenfrequenzfilter hindurchgelangte Signal, welches die in Fig. 13 gezeigten Eigenschaften hat, einer synchronen Erfassung mit dem Bildträger unterworfen und auf diese Weise demoduliert wird. Infolge der Nyquist-Charakteristik des in Fig. 13 gezeigten Zwischenfrequenzfilters wird der Amplitudenpegel in bezug auf das Restseitenband, dessen Frequenz höher als die Bildträgerfrequenz fp ist, unterdrückt, was zu dem schraffierten Spektrum führt. In bezug auf das Band, welches niedriger als die Bildträgerfrequenz fp ist, zeigt das Spektrum des demodulierten Signals inverse Eigenschaften in bezug auf die Restseitenbandkomponente bei 1,25 MHz oder darunter. Durch die synchrone Erfassung mit dem Bildträger werden die beiden Eigenschaften zum Zeitpunkt der Demodulierung gemischt, was zu einem demodulierten Signal führt, welches flache Frequenzeigenschaften aufweist. Bei dem in den Figuren 14 und 15 gezeigten Beispiel ist das Filter 43 mit inversen Eigenschaften gemäß Fig. 12 nicht erforderlich. Daher wird das von der Signalumschaltschaltung 9 zugeführte, demodulierte Signal in dem Niederfrequenzverstärker 42 verstärkt. Das verstärkte Signal wird dann der Bild- und Ton-Signalbearbeitungsschaltung 44 zugeführt, in welcher Bild- und Tonsignale abgezogen werden,und diese Signale werden der Anzeigeeinheit 14 zugeführt. Dadurch, daß dem Zwischenfrequenzfilter 7 eine Nyquist-Charakteristik verliehen wird, wird das Frequenzverhalten des demodulierten Signals flach, und es ist daher nicht erforderlich, ein Filter mit einer inversen Charakteristik einzuführen. Daher wird der Schaltungsaufbau vereinfacht.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel für die Anordnung des Schleifenfilters 17 in der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8, die in Fig. 2 gezeigt ist.

Im Fall des Empfangs eines FM-Signals wird die Abschneidefrequenz des Schleifenfilters 17 auf eine optimale Frequenz eingestellt, entsprechend der Spitzenfrequenzabweichung und der oberen Basisbandfrequenz des modulierten Signals. Im Falle des Empfangs eines AM-Signals arbeitet allerdings die phasenverriegelte Schleifenschaltung 8 als eine Bildträger- Regenerationsschaltung. Um einen stabilen Träger zu regenerieren ist es daher erforderlich, Rauschen in der Nähe des Trägers zu unterdrücken, und daher wird die Abschneidefrequenz des Schleifenfilters 17 wesentlich niedriger eingestellt als im Fall des Empfangsmodus für ein FM-Signal. Beispielsweise muß die Bandbreite der Schleife bei der Verwendung zum Demodulieren eines FM-Signals auf 30 bis 40 MHz eingestellt werden, wogegen dann, wenn die Schleife zum Demodulieren eines AM-Signals verwendet wird, die Bandbreite auf einige Hundert kHz begrenzt ist. Die Änderung der Bandbreite wird wie nachstehend angegeben durchgeführt. Ein Auswahlsignal für einen voreingestellten Kanal, welches von der Kanalauswahlschaltung 16 zugeführt wird, wird an den Steuerspannungsgenerator 11 abgegeben, von welchem dann, wenn ein FM-Signal empfangen wird, eine verhältnismäßig hohe Spannung entsprechend dem gewünschten Empfangskanal erzeugt wird, wogegen dann, wenn ein AM-Signal empfangen wird, eine verhältnismäßig niedrige Spannung entsprechend dem gewünschten Empfangskanal erzeugt wird. Die Steuerspannung wird der Kathode einer Varaktordiode 53 über einen Widerstand 52 zugeführt. Da die Abschneidefrequenz entsprechend den Widerständen der Widerstände 56, 55 und der Kapazität der Varaktordiode 53 festgelegt wird, wenn die Steuerspannung verhältnismäßig hoch ist, ist die Kapazität verhältnismäßig gering, und daher wird die Abschneidefrequenz angehoben, um es so dem Schleifenfilter 17 zu ermöglichen, die Demodulierung eines FM-Signals durchzuführen, wogegen dann, wenn die Steuerspannung verhältnismäßig niedrig ist, die Kapazität gering ist und daher die Abschneidefrequenz abgesenkt wird, um es so dem Schleifenfilter 17 zu ermöglichen, die Demodulierung eines AM-Signals durchzuführen.

Wenn daher gemäß Fig. 18 ein FM-Signal empfangen wird, so sind die Übertragungseigenschaften der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 bezüglich der offenen Schleife so, wie sie durch die Eigenschaftskurve 64 dargestellt sind, und daher wird die Abschneidefrequenz auf f&sub1;&sub1; eingestellt, wogegen dann, wenn ein AM-Signal empfangen wird, die Abschneidefrequenz auf f&sub1;&sub0; eingestellt wird, wie durch die Eigenschaftskurve 65 dargestellt ist.

Wenn zu diesem Zeitpunkt die Kapazität der Varaktordiode 53 nur erhöht wird, verringert sich die Abschneidefrequenz f&sub1;&sub1;, bewegt sich jedoch entlang des 12 dB/OCT-Abschnitts der Eigenschaftskurve 65, so daß es unmöglich ist, die Verstärkung der offenen Schleife für die Übertragungseigenschaften der offenen Schleife auf 6 dB bei der Abschneidefrequenz einzustellen, die dafür erforderlich ist, daß die phasenverriegelte Schaltung 8 stabil arbeitet. Dies führt dazu, daß die Verstärkung der offenen Schleife 6 dB überschreitet und die Stabilität verloren geht. Daher ist es erforderlich, die Verstärkung der offenen Schleife über das gesamte Band abzusenken,und daher wird die Verstärkung eines verstärkungsgesteuerten Verstärkers 54 entsprechend der Steuerspannung abgesenkt, die von dem Steuerspannungsgenerator 11 zugeführt wird, wodurch ermöglicht wird, daß die Verstärkung der offenen Schleife an der Abschneidefrequenz f&sub1;&sub0; auf 6 dB eingestellt wird. Wenn ein FM-Signal empfangen wird, ergeben sich daher Übertragungseigenschaften der geschlossenen Schleife der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8, wie sie durch die Eigenschaftskurve 66 repräsentiert werden, und die natürliche Frequenz innerhalb der Schleife beträgt f&sub1;&sub3;, wogegen dann, wenn ein AM-Signal empfangen wird, die Übertragungseigenschaften der geschlossenen Schleife so sind, wie sie durch die Eigenschaftskurve 67 repräsentiert werden,und die natürliche Frequenz wird auf f&sub1;&sub2; abgesenkt. Wird die natürliche Frequenz allgemein durch fn bezeichnet, läßt sich die äquivalente Rauschbandbreite Bn zu diesem Zeitpunkt wie nachstehend angegeben ausdrücken:

Bn = fn/2 ( + 1/4 )

In der voranstehenden Formel ist der Dämpfungsfaktor der Schleife, welcher durch die Verstärkung der offenen Schleife bei der Abschneidefrequenz festgelegt wird, die den Übertragungseigenschaften der offenen Schleife entspricht, wobei der Dämpfungsfaktor ein Parameter ist, welcher die Verriegelungszeit und den Bereich der phasenverriegelten Schaltung 8 festlegt. Die Stabilität der phasenverriegelten Schleifenschaltung ist beispielsweise beschrieben von Jacob Klapper et al. in "Phase-Locked and Frequenzcy-Feedback Systems", Academic Press, Inc., 1972. Wie aus der voranstehenden Formel hervorgeht, führt die in Fig. 18 gezeigte Absenkung der Abschneidefrequenz zur Absenkung der in Fig. 19 dargestellten natürlichen Frequenz, wodurch die äquivalente Rauschbandbreite der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 verringert wird. Dies führt dazu, daß die phasenverriegelte Schleifenschaltung 8 dazu geeignet wird, den Bildträger zum Zeitpunkt des Empfangs eines AM-Signals zu regenerieren.

Bezüglich des Phasenkomparators 19 und des spannungsgesteuerten Oszillators 18, welche die übrigen Bauteile bilden, welche die phasenverriegelte Schleifenschaltung 8 bilden, zusammen mit dem Schleifenfilter 17, müssen deren Eigenschaften nicht geändert werden unabhängig davon, ob das empfangene Signal ein FM- oder ein AM-Signal ist; daher ist es nur erforderlich, die Abschneidefrequenz des Schleifenfilters 17 und die Verstärkung des verstärkungsgesteuerten Verstärkers zu ändern.

Fig. 17 zeigt ein Beispiel für die Anordnung des Filters 6, welches die in Fig. 1 gezeigte negative FM-Rückkopplungsschleife bildet. Im Falle des Empfangs eines FM-Signals wird die Abschneidefrequenz des Filters 6 auf eine optimale Frequenz eingestellt, entsprechend der Spitzenfrequenzabweichung und der oberen Basisbandfrequenz des modulierten Signals. Wenn allerdings das empfangene Signal ein AM-Signal ist, arbeitet die negative FM-Rückkopplungsschleife als automatische Frequenzsteuerschleife,und dann ist es erforderlich, die Abschneidefrequenz des Filters 6 ausreichend abzusenken, um die Schwankung der Oszillationsfrequenz des lokalen Oszillators 5 infolge unerwünschten Rauschens in dem Hochfrequenzband zu unterdrücken. Daher wird die von dem Steuerspannungsgenerator 11 erzeugte Steuerspannung entsprechend dem Kanalauswahlsignal geändert, welches von der Kanalauswahlschaltung 16 zugeführt wird. Die von dem Steuerspannungsgenerator 11 zugeführte Steuerspannung wird der Kathode einer Varaktordiode 60 über einen Widerstand 61 zugeführt.

Durch Absenken der Steuerspannung wird die Kapazität der Varaktordiode 60 erhöht, wodurch die Abschneidefrequenz abgesenkt wird, welche durch die Kapazität der Varaktordiode 60 und den Widerstand eines Widerstands 57 festgelegt wird. Ein Kondensator 58 wird nur dann hinzugefügt, wenn die Kapazität der Varaktordiode 60 nicht ausreicht. Die Filtereigenschaften werden durch einen Widerstand 62, eine Spule 63, den Widerstand 57 und die Varaktordiode 60 festgelegt, jedoch kann die Abschneidefrequenz einfach dadurch geändert werden, daß die Zeitkonstante geändert wird, welche durch den Widerstand 57 und die Varaktordiode 60 festgelegt wird.

Wenn allerdings nur die Abschneidefrequenz allein abgesenkt wird, ist die gesamte Verstärkung der offenen Schleife, insbesondere der automatische Frequenzsteuerbereich, nicht optimiert, wie im Falle der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8, die in bezug auf Fig. 16 beschrieben wurde. Daher wird auch die Verstärkung des verstärkungsgesteuerten Verstärkers 54 entsprechend der Steuerspannung eingestellt. Da die Übertragungseigenschaften der offenen und geschlossenen Schleife, die durch die voranstehend beschriebene Anordnung erhalten werden, dieselben sind wie im Falle der voranstehend beschriebenen phasenverriegelten Schleifenschaltung 8, erfolgt insoweit keine eingehende Beschreibung.

Wie voranstehend beschrieben ist es möglich, selektiv die Modulierung von AM- und FM-Signalen durch dieselbe Anordnung durchzuführen, und zwar dadurch, daß einfach die jeweilige Abschneidefrequenz des Schleifenfilters 17 in der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 und des Filters 6 in der negativen FM-Rückkopplungsschleife geändert wird.

Fig. 20 ist eine graphische Darstellung der Eigenschaften eines frequenzvariablen Filters, welches als das Zwischenfrequenzfilter gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Im Falle des Empfangs eines AM-Signals kann die minimale Durchlaßbandbreite des Zwischenfrequenzfilters auf eine Bandbreite für einen Kanal eines erdgebundenen Sendesignals eingestellt werden. Wenn allerdings ein FM-Signal (Satellitensendungssignal) empfangen wird, kann sich die Schleifenstabilität verschlechtern, wenn die minimale Durchlaßbandbreite auf die Bandbreite für einen Kanal des erdgebundenen Sendesignals begrenzt wird. Daher wird der negative FM-Rückkopplungsfaktor, der sich in einem stabilen Zustand befindet, auf ein breiteres Band eingestellt als das erdgebundene Sendesignalband,und die Durchlaßbandbreite des Zwischenfrequenzfilters wird so eingestellt, daß sie im wesentlichen gleich der Bandbreite für einen Kanal des erdgebundenen Sendesignals ist und synchron zur Momentanfrequenz des FM-Signals verschoben ist, so daß der Träger in dem FM- Signal jederzeit durch das Zwischenfrequenzfilter hindurchgelassen wird. Die Durchlaßbandbreite des Zwischenfrequenzfilters ist mit der Momentanfrequenz des FM-Signals dadurch synchronisiert, daß das demodulierte FM-Signal der Steuerklemme des Zwischenfrequenzfilters zugeführt wird.

Daher wird, wie in Fig. 21 gezeigt, die Rauschleistung, welche in die phasenverriegelte Schleifenschaltung 8 eintritt, kleiner als im Falle des Zwischenfrequenzfilters, welches durch ein bezüglich der Frequenz festgelegtes Filter dargestellt wird. Dies führt dazu, daß das Träger/Rausch-Verhältnis (C/N) verbessert wird, und daß der Schwellenpegel, bei welchem ein Schwellenwertrauschen erzeugt wird, welches eine Charakteristik des FM-Signaldemodulators darstellt, erhöht wird. Nimmt man an, daß der Schwellenwertpegel in dem Fall, in welchem das Signal über ein bezüglich der Frequenz fixiertes Filter empfangen wird, durch P&sub1; dargestellt ist, wenn das C/N-Verhältnis kleiner als P&sub1; ist, so verschlechtert sich das Demodulations-Signalrauschverhältnis rapide, wie durch die charakteristische Kurve 68 angedeutet ist. In dem Fall allerdings, in welchem das Signal von einem frequenzvariablen Filter empfangen wird, selbst wenn das C/N-Verhältnis kleiner als P&sub1; ist, tritt keine schnelle Verschlechterung des Demodulations-Signalrauschverhältnisses auf, jedoch wird der Schwellenwertpegel bis zu dem Wert P&sub2; erhöht, wie durch die charakteristische Kurve 69 angedeutet ist. Daher ist es möglich, einen Signalempfänger aufzubauen, der in vorteilhafter Weise für den Empfang schwacher elektrischer Felder eingesetzt wird.

Fig. 22 zeigt ein Beispiel für die Ausbildung des Zwischenfrequenzfilters 7 mit den in Fig. 20 gezeigten Eigenschaften. Das dargestellte Filter 7 weist eine Doppelabstimmungsanordnung auf, in welcher eine Resonanzschaltung aus einer Spule 71 und einer Varaktordiode 77 sowie eine Resonanzschaltung aus einer Spule 72 und einer Varaktordiode 78 über einen Kondensator 70 zusammengekoppelt werden, wodurch die Frequenzcharakteristik in dem Durchlaßband abgeflacht werden kann. Werden die Kapazitäten der Varaktordioden 77, 78 verringert, so wird die Zentralfrequenz in dem Durchlaßband angehoben, wogegen dann, wenn die Kapazitäten erhöht werden, die Zentralfrequenz abgesenkt wird. Wenn das demodulierte Signal, welches von der phasenverriegelten Schleifenschaltung 8 abgegeben wird, den Kathoden der Varaktordioden 77, 78 über Widerstände 74, 75 zugeführt wird, wird daher die Zentralfrequenz des Zwischenfrequenzfilters 7 entsprechend der momentanen Spannung des demodulierten Signals verschoben, wodurch der in bezug auf Fig. 20 beschriebene Betrieb ermöglicht wird.


Anspruch[de]

1. Signalempfänger mit:

einer Radiofrequenz-Verstärkungseinrichtung (3) zur Verstärkung eines von einer Eingangsklemme (1) zugeführten Radiofrequenzsignals;

einer Frequenzwandlereinrichtung zur Frequenzwandlung des Radiofrequenzsignals in ein Zwischenfrequenzsignal durch Mischen des Radiofrequenzsignals und eines Oszillatorsignals von einem lokalen Oszillator (5) in einem Mischer;

einer Signalauswahleinrichtung (7) zur Auswahl eines gewünschten Zwischenfrequenzsignals aus den Signalen, welche die Frequenzwandlung erfahren haben;

dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen sind:

eine phasenverriegelte Schleifeneinrichtung (8) mit einer phasenverriegelten Schleifenschaltung, die phasengleich mit einer Frequenz des Zwischenfrequenzsignals arbeitet;

eine Frequenz-Rückkopplungseinrichtung (6) zur Zufuhr eines Ausgangssignals der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung, so daß eine Oszillatorfrequenz des lokalen Oszillators (5) in der Frequenzwandlereinrichtung entsprechend dem Ausgangssignal der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung geändert wird;

eine Phasenschiebereinrichtung (10) für eine Phasenverschiebung um π/2 des Ausgangssignals der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung (8);

eine Multipliziereinrichtung (12) zum Multiplizieren des Ausgangssignals von der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung, die in der Phasenschiebereinrichtung um π/2 bezüglich der Phase verschoben wurde, und des Zwischenfrequenzsignals;

eine Signalumschalteinrichtung (9) zum Umschalten der jeweiligen Ausgangssignale der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung und der Multipliziereinrichtung von der einen zur anderen Einrichtung; und

eine Signalbearbeitungseinrichtung (13) zur Bearbeitung eines Ausgangssignals der Signalumschalteinrichtung zu einem Signal, welches angezeigt werden kann;

eine Kanalauswahleinrichtung (16) zur Erzeugung eines Signals, welches zur Auswahl eines gewünschten Empfangssignals erforderlich ist;

eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (11 ) zur Erzeugung eines Steuersignals zum Ändern jeweiliger Arbeitsbandbreiten der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung (8), der Signalauswahleinrichtung (7) und der Frequenz- Rückkopplungseinrichtung (6) in Reaktion auf das von der Kanalauswahleinrichtung (16) zugeführte Signal; und

eine Abstimmspannungs-Erzeugungseinrichtung (15) zur Erzeugung einer Abstimmspannung entsprechend dem gewünschten Empfangssignal, und zur Zufuhr der Abstimmspannung zum lokalen Oszillator (5) in der Frequenzwandlereinrichtung in Reaktion auf das Signal, welches von der Kanalauswahleinrichtung (16) zugeführt wird.

2. Signalempfänger nach Anspruch 1, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) ein Festfrequenzfilter ist.

3. Signalempfänger nach Anspruch 1, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) ein frequenzvariables Filter ist, dessen Abschneidefrequenzen entsprechend einem Steuersignal von der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (11) variabel sind.

4. Signalempfänger nach Anspruch 3, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) so angeordnet ist, daß ihre Durchlaßbandbreite entsprechend einem Steuersignal von der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (11) änderbar ist.

5. Signalempfänger nach Anspruch 3, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) so ausgebildet ist, daß sie eine Frequenzverfolgung entsprechend einem demodulierten Signal durchführt, welches von der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung (8) ausgegeben wird.

6. Signalempfänger nach Anspruch 2, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) eine Nyquist-Charakteristik hat, wodurch ein Träger entsprechend dem Empfang eines AM-Signals unterdrückt wird.

7. Signalempfänger nach Anspruch 5, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) dieselbe Durchlaßbandbreite verwendet, unabhängig davon, ob das Signal, welches empfangen werden soll, ein FM- oder ein AM-Signal ist.

8. Signalempfänger nach Anspruch 4, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) die Durchlaßbandbreite entsprechend einem Steuersignal von der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (11) ändert, wobei das Steuersignal repräsentiert, ob das zu empfangende Signal ein FM- oder ein AM-Signal ist.

9. Signalempfänger nach Anspruch 4, bei welchem die Signalauswahleinrichtung (7) so ausgebildet ist, daß ein Signal durch ein Tiefpaßfilter (22) hindurchgeleitet wird, in einem Breitbandverstärker (23) verstärkt wird, und dann durch ein Hochpaßfilter (24) hindurchgeleitet wird, wobei die jeweiligen Abschneidefrequenzen des Tiefpaßfilters bzw. des Hochpaßfilters entsprechend einem Steuersignal von der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (11) geändert werden, wodurch die Durchlaßbandbreite geändert wird.

10. Signalempfänger nach Anspruch 1, bei welchem die Schleifenbandbreite der phasenverriegelten Schleifenschaltung (8) entsprechend einem Steuersignal von der Steuersignal- Erzeugungseinrichtung (11) geändert wird, so daß die zum Zeitpunkt des Empfangs eines AM-Signals verwendete Bandbreite enger ist als die Bandbreite, die zum Zeitpunkt des Empfangs eines FM-Signals eingesetzt wird.

11. Signalempfänger nach Anspruch 1, bei welchem die Schleifenbandbreite einer negativen FM-Rückkopplungsschleife entsprechend einem Steuersignal von der Steuersignal- Erzeugungseinrichtung (11) gesteuert wird, so daß die zum Zeitpunkt des Empfangs eines AM-Signals eingesetzte Bandbreite enger ist als die Bandbreite, die zum Zeitpunkt des Empfangs eines FM-Signals verwendet wird.

12. Signalempfänger nach Anspruch 10, bei welchem die phasenverriegelte Schleifeneinrichtung (8) so arbeitet, daß ein Ausgangssignal von einem Phasenkomparator (19), welcher eine Phasendifferenz zwischen einem Oszillatorsignal von einem spannungsgesteuerten Oszillator (18) und einem Eingangssignal ermittelt, dem spannungsgesteuerten Oszillator über ein Schleifenfilter (17) rückgekoppelt wird, welches eine Bandbegrenzung bewirkt, um so das Ausgangssignal von dem Phasenkomparator zu minimalisieren, wobei das Schleifenfilter aus einem Filterabschnitt besteht, in welchem das Ausgangssignal von dem Phasenvergleicher einem Ende eines ersten Widerstands (56) zugeführt wird, und ein zweiter Widerstand (55) und ein Element (53) mit variabler Kapazität in Reihe zwischen das andere Ende des ersten Widerstandes und einer Masseelektrode geschaltet sind, sowie ein verstärkungsgesteuerter Verstärker (54) vorgesehen ist, der ein Signal verstärkt, welches von dem anderen Ende des ersten Widerstandes abgenommen wird, wobei die Schleifenbandbreite durch gleichzeitige Änderung der Kapazität des Elements mit variabler Kapazität und der Verstärkung des Verstärkers geändert wird.

13. Signalempfänger nach Anspruch 10, bei welchem die Frequenz-Rückkopplungsschleifeneinrichtung ein Filter (6) umfaßt, welches einen Filterabschnitt aufweist, in welchem das Ausgangssignal von der phasenverriegelten Schleifeneinrichtung (8) einem Ende eines ersten Widerstands (62) eingegeben wird, und ein zweiter Widerstand (57) und ein Element (60) mit variabler Kapazität in Reihe zwischen das Eingangsende und einer Masseelektrode geschaltet sind, wobei der erste Widerstand eine ihm parallel geschaltete Spule (63) aufweist, sowie einen verstärkungsgesteuerten Verstärker (54), der ein Signal verstärkt, welches von dem anderen Ende des ersten Widerstands abgenommen wird, und die Schleifenbandbreite dadurch variiert wird, daß gleichzeitig die Kapazität des Elements mit variabler Kapazität und die Verstärkung des Verstärkers variiert werden.

14. Signalempfänger nach Anspruch 1, bei welchem die Signalbearbeitungseinrichtung (13) einen Niederfrequenzverstärker (42) aufweist, der ein demoduliertes Signal verstärkt, ein Filter (43) mit einer inversen Charakteristik, welches die Frequenzeigenschaften des verstärkten Signals kompensiert, sowie eine Bild- und Ton-Signalbearbeitungsschaltung (44), welche das kompensierte Signal zu einem Signal dekodiert, welches angezeigt werden kann, wobei die Erhöhung der Amplitude der niederfrequenten Komponente des demodulierten Signals zum Zeitpunkt des Empfangs eines AM-Signals mit einem Restseitenband durch das Filter mit inverser Charakteristik unterdrückt wird.

15. Signalempfänger nach Anspruch 14, bei welchem das Filter (43) mit inverser Charakteristik so angeordnet ist, daß ein Signal von dem niederfrequenten Verstärker (42) einem Ende einer Reihenschaltung eingegeben wird, die aus einem ersten Parallel-Resonanzschaltkreis aus einem ersten Widerstand (46) und einem ersten Kondensator (47) sowie einem zweiten Parallel-Resonanzschaltkreis gebildet wird, der einen zweiten Widerstand (48) und einen zweiten Kondensator (49) aufweist, wobei ein dritter Widerstand (50) zwischen das andere Ende der zweiten Parallel-Resonanzschaltung und einer Masseelektrode geschaltet ist, so daß ein Signal von dem Knotenpunkt zwischen dem dritten Widerstand und der zweiten Parallel-Resonanzschaltung abgenommen und der Bild- und Ton-Signalbearbeitungsschaltung (44) zugeführt wird.







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