DE3230738A1

DE3230738A1 - Abstimmeinrichtung

Info

Publication number: DE3230738A1
Application number: DE19823230738
Authority: DE
Inventors: Gerald Earl Hopewell N.J. Theriault
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1982-08-18
Publication date: 1983-03-03
Anticipated expiration: 2002-08-19
Also published as: SE8204674L; ZA826004B; NZ201635A; US4408348A; GB2105539B; DD202359A5; KR840001418A; FR2511821B1; AU8712182A; FI822816A0; CA1180055A; PL136371B1; JPS5875316A; ES514951A0; AU558003B2; PL237963A1; IT8222889A0; KR900002956B1; GB2105539A; BE894135A

Description

U.S. Serial No. 294,133

Filed: August 19, 1981

RCA Corporation
New York, N.Y., V.St.v.A.

Ab s timraeinr ichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Abstimmeinrichtungen, insbesondere für Fernsehempfänger, zur Auswahl eines Kanals aus einer Vielzahl von Kanälen, die auf mehrere Frequenzbänder verteilt sind.

Die Abstimmeinrichtungen der im Handel befindlichen Fernsehempfänger haben gewöhnlich mehrere !Tuner mit jeweils
einem eigenen Mischer, um Signale in verschiedenen Fernsehfrequenzbändern zu empfangen. So wählt z.B. ein erster Tuner Kanäle des VHF-Fernsehfrequenzbandes (54-88 MHz und 174-216 MHz) aus, während ein zweiter Tuner Kanäle des UHF-Fernsehfrequenzbandes (470-890 MHz) auswählt. Wenn der Fernsehempfänger außerdem über Kabel gesendete Fernsehsignale empfangen soll, dann wird seine Abstimmeinrichtung hierzu einen zusätzlichen dritten Tuner mit eigenem Mischer benötigen.

Die Verwendung mehrerer Tuner ist kompliziert und aufwendig, und zur Vermeidung dieses Nachteils sind doppeltüberlagernde Abstimmsysteme zum Empfang von VHF- und UHF-Fernsehsignalen bekannt, die über Rundfunk durch den Äther gesendet werden (vgl. D.L. Ash: "High Performance TV

Receiver" in IEEE transactions on Consumer Electronics, Band CE-24-, No. 1, Februar 1978, Seiten 39-4-6). Nach wie vor "besteht jedoch Bedarf an einem einfachen und billigen Abstimmsystem zum Empfang sowohl von VHF- und UHF- Fernsehsignalen als auch von Kabel-Fernsehsignalen.

Die Aufgabe, hierzu eine geeignete Anordnung zu schaffen, ■wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Mehrband-Abstimmsystem kann ein ZF-Signal aus HF-Signalen erzeugen, die in folgenden Bändern liegen (in dieser Seihenfolge): einem ersten Rundfunkband, einem ersten Kabelband, einem zweiten Rundfunkband und einem zweiten Kabelband. Eine Steuereinrichtung erzeugt ein Steuersignal mit einem Betrag, der durch die Frequenz eines gewählten Kanals bestimmt ist. Abhängig von diesem Abstimmsignal selektiert ein erstes Filter HF-Signale gewählter Kanäle in einem ersten Abstimmband, welches das erste Rundfunkband und einen "unteren" (d.h. die niedrigen Frequenzen umfassenden) Teil des Kabelbandes enthält. Ein zweites Filter selektiert abhängig vom Abstimmsignal HF-Signale gewählter Kanäle in einem zweiten Abstimmband, welches einen "oberen" (d.h. höherfrequenten) Teil des ersten Kabelbandes, das zweite Rundfunkband und das zweite Kabelband enthält. Eine Auswahleinrichtung läßt das erste Filter wirksam werden, wenn der gewählte Kanal innerhalb des ersten Abstimmbandes liegt, und läßt das zweite Filter wirksam werden, wenn der gewählte Kanal im zweiten Abstimmband liegt.

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

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Abstimrasystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figuren 2, 3, 5 und 6 sind graphische Darstellungen verschiedener Amplitudenfrequenzgänge in der Ausführungsform nach Pig. 1;

Figuren 4, 7 und 8 sind Schaltbilder einzelner Schaltungen, die sich zur Realisierung des Abstimmsystems nach Fig. 1 eignen.

Das in Pig. 1 dargestellte Abstimmsystem hat zum Empfang von Pernsehsignalen einen UHF-Antenneneingang 10, einen VHP-Antenneneingang 3OA und einen Kabeleingang 3OB, die mit einem Diplexer 20 gekoppelt sind, wie es weiter unten noch näher beschrieben wird. Das dargestellte System arbeitet mit sogenannter Doppelüberlagerung, d.h. es erfolgen zwei Frequenzumsetzungen. In der nachstehenden Tabelle ist als Beispiel die in den USA geltende (und der nachstehenden Beschreibung zugrundegelegte) Zuordnung der Kanalnummern zu einzelnen Frequenzbändern angegeben:

	TABELLE 1	Kanal
Ferns ehband	Frequenzbereich (MHz)	Nr.
	54-88	2-6
25 Unteres VHF-Rundfunkband (L-VHF)	90-174	A-5 bis I
Mittleres Kabelband (MB-CATV)	174-216	7-13
Oberes VHF-Rundfunkband ₅₀ (H-VHF)	216-402	J bis V + 17
Super-Kabelband (SB-CATV)	47O-89O	14-83
UHP-Rundfunkband (UHF)

Jedem Kanal ist eine Bandbreite von etwa 6 MHz im Frequenz-Spektrum zugeteilt, wobei der Bildträger eine Frequenz hat, die um 1,25 MHz höher ist als die Frequenz am unteren Ende der zugehörigen Kanalbandbreite. Wenn in der nachstehenden

Beschreibung bestimmte Eanalfrequenzen angegeben werden, dann entsprechen diese Frequenzen jeweils derjenigen Frequenz, auf die der Bildträger des gewählten Pernsehkanals im betreffenden Teil des beschriebenen Abstimmsystems umgesetzt ist.

Das Frequenzspektrum für Kanalfrequenzen in den verschiedenen Fernsehfrequenzbändern gemäß der USA-Norm ist in Fig. 2 (a) dargestellt. Für das untere VHF-Band (L-VHF) 202, das obere VHF-Band (H-THF) 206 und das UHF-Band 210 sind als Amplitudenwerte der empfangenen Signale jeweils eine Vielzahl von Pegeln dargestellt, wodurch angedeutet · werden soll, daß sich die Rundfunksignale in ihrer Stärke über einen weiten Bereich ändern können, z.B. zwischen 10 Mikrovolt und 100 Millivolt. Bei den über Kabel empfangenen Signalen (CATV) hingegen ändert sich die Signalstärke viel weniger, typischerweise zwischen 1 und 6 Millivolt, wie es in der Figur für das mittlere Kabelband (MB-CATV) 204 und das Super-Kabelband (SB-CATV) 208 dargestellt ist.

Die Fig. 2 (b) definiert die HF-Frequenzen des dem Filter 44 (Fig. 1) zugeordneten unteren Bandes, des dem Filter zugeordneten oberen Bandes und des dem Filter 14 zugeordneten UHF-Bandes. Die erste Zwischenfrequenz (ZF) des Abstimmsystems liegt bei 415,75 MHz, also zwischen dem Super-Kabelband und dem UHF-Band. Sie liegt ferner außerhalb des Radarbandes von etwa 420-450 MHz, so daß eine Störung anderer Signalquellen oder Störungen durch andere Signalquellen unwahrscheinlich sind. Die zweite Zwischenfrequenz liegt bei 45,75 MHz, entspricht also der sonst üblichen Ferns eh-Zwischenfre quenz.

Wenn die Erfindung hier im Zusammenhang mit den in den USA gebräuchlichen Rundfunk- und Kabelbändern erläutert wird, dann dient dies nur als Beispiel und ist nicht als Einschränkung anzusehen. So ist es z.B. auch möglich, Rundfunkband-Signale über Kabel zu senden.

Wenn ein innerhalb des UHF-Bandes liegender Fernsehkanal gewählt wird, dann gelangen die Signale von der UHP-Antenne 10 über ein abstimmbares UHF-Filter 14 zum Eingang 2OA des Diplexers 20 (Fig. 1). Das Filter 14 empfängt am Anschluß 14C eine Abstimmspannung VT, die es so einstellt, daß es bevorzugt die dem gewählten Fernsehkanal entsprechenden Frequenzen von seinem Eingang 14A zu seinem Ausgang 14B durchläßt.

Die Fig. 3 zeigt die frequenzselektive Dämpfungskurve 300 für die Wahl eines Fernsehkanals relativ niedriger Frequenz f^ im UHF-Bereich. Das Filter 14 hat allgemein eine Tiefpaßcharakteristik insofern als die Dämpfung im niedrigerfrequenten Teil 302 der Kuve 300 geringer ist als im höherfrequenten Teil 304. Das Filter 14 läßt bevorzugt Signale im Bereich der gewählten Kanalfrequenz f^ durch, wie es die Spitze mit der Bandbreite 306 nahe dieser Frequenz zeigt. Die Bandbreite ist der Abstand zwischen den Punkten, wo die Kurve 300 die gestrichelte Linie 308 schneidet, welche einem Dämpfungswert entspricht, der um 3dB großer ist als die Dämpfung bei der Durchlaßfrequenz. Die Dämpfungskurve 300' gilt für den Fall, daß ein Kanal höherer Frequenz f¹^ gewählt ist. Bei einer Ausführungsform des Filters 14, die weiter unten anhand der Fig. 4 beschrieben wird, beträgt die Bandbreite 306 im Falle einer dem UHF-Kanal 14 entsprechenden Kanalfrequenz f, etwa 25 MHz, während die Bandbreite 306' im Falle einer dem UHF-Kanal 83 entsprechenden Kanalfrequenz f¹^ etwas größer ist und ungefähr 40 MHz beträgt.

Da die erste Zwischenfrequenz von etwa 416 MHz nahe dem UHF-Band liegt, ist ein auf diese Frequenz abgestimmtes Sperrfilter 12 vorgesehen, um den Pegel von Signalen dieser Frequenz, die eventuell von der UHF-Antenne 10 aufgefangen werden, zu vermindern. Solche unerwünschten Signale können entweder von außen kommen oder aus dem ersten ZF-Teil durch Leckabstrahlung eingekoppelt werden. Das Sperrfilter 12 vermindert die Gefahr, daß ungewollte Signale der ersten

- 11 -

Zwischenfrequenz an die ZF-Schaltungen gelegt werden. Das Sperrfilter 12, dessen Frequenzgang mit der Kurve 500 in Pig. 5 dargestellt ist, hat Hochpaßcharakteristik insofern als es eine geringe Dämpfung im Bereich 504 oberhalb der Frequenz f hat, die der niedrigsten Frequenz im UHF-Band (etwa 470 MHz) entspricht, während die Dämpfung im Bereich 502 niedrigerer Frequenzen größer ist. Im Bereich der ZF-Frequenz f^ (416 MHz) ist die Dämpfung des Sperrfilters am größten, wie es der Teil 5O6 der Kurve 500 zeigt.

Ein UHF-Verstärker 16 koppelt die Signale vom Ausgang 14B des Filters 14 zum Eingang 2OA des Diplexers 20. Dieser Verstärker hat einen Verstärkungsfaktor von 14-15 dB über den UHF-Frequenzbereich und Eingangs- und Ausgangsimpedanzen von etwa 50 Ohm. Der Verstärker 16 ist nur dann wirksam, wenn ein im UHF-Band liegender Kanal gewählt ist. Dies wird erreicht durch Anlegen der Bandsehaltspannung VB3 an den Verstärker. Wie in der Fig. 2 (f) mit dem Pegel 260 dargestellt, erscheint die Bandsehaltspannung VB3 (etwa 18 Volt) nur dann, wenn Kanäle im UHF-Frequenzband gewählt worden sind. Die Fernsehsignale des VHF-Bandes und des Kabelbandes sind in der nachstehend beschriebenen Weise in ein unteres und ein oberes Abstimmband aufgeteilt. Die erwähnten Signale umfassen insgesamt einen Bereich von Frequenzen, der größer ist als 7:1· Eine Abstimmung über einen Bereich von Frequenzen größer als 3:1 ist jedoch wegen des begrenzten Arbeitsbereichs spannungsgesteuerter Kapazitätsdioden nicht möglich. Wenn man den von 54 MHz bis 402 MHz reichenden Gesamtfrequenzbereich an der Grenze zwischen dem mittleren Kabelband und dem oberen VHF-Band (bei etwa 174 MHz) trennt, dann würde der tiefere Teil immer noch einen Abstimmbereich von etwa 3,25"· 1 erfordern. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Trennung der Abstimmbänder an einer Frequenz innerhalb des mittleren Kabelbandes bei ungefähr 150 MHz, wie es die Fig. 2 (b) zeigt. Auf diese V/eise umfaßt jedes der Abstimmbänder (sowohl das obere als auch das untere Abstimmband) einen Bereich von Frequenzen kleiner als 1:3.

- 12 -

Die Wahl der Frequenzen für das untere und das obere Abstimmband wird auch durch Überlegungen hinsichtlich der Konstruktion der Filter 36 und 44 bestimmt. Bei Filtern ist die Erzielung einer gegebenen schmalen Bandbreite bei höheren Frequenzen schwieriger als bei niedrigen Frequenzen, und außerdem ist bei einem Filter, das über einen weiten Bereich von Frequenzen abstimmbar ist, die Erzielung einer konstanten Bandbreite schwieriger. Um Verzerrungen und Übersprechen auf benachbarte Kanäle minimal zu halten, ist für Kanäle, in denen sich die Signalamplitude stark ändert (wie bei über Rundfunk gesendeten VHF-Fernsehsignalen) eine schmalere Filterbandbreite notwendig als im Falle von Signalen mit kleinerem Amplitudenbereich (wie bei Kabelfernsehsignalen). Da die Grenze zwischen dem unteren und dem oberen Abstimmband bei 150 MHz innerhalb des mittleren Kabelbandes gewählt ist, liegen die sich stark ändernden Fernsehsignale des unteren VHF-Rundfunkbandes und des oberen VHF-Rundfunkbandes in beiden Fällen an den niedrigfrequenten Enden der Abstimmbänder, während die besser geregelten Signale des mittleren und des Super-Kabelbandes an den oberen Enden dieser Bänder liegen. Somit bringt die beim erfindungsgemäßen Abstimmsystem angewandte Frequenztrennung der Filter einen zufriedenstellenden Betrieb, während die Konstruktionserfordernisse der dabei verwendeten Filter leichter zu erfüllen sind.

Die Fernsehsignale der VHF- und Kabel-Frequenzbänder werden in der nachstehend beschriebenen Weise auf den Diplexer 20 gekoppelt. Gemäß der Fig. 1 ist ein Umschalter S1A vorgesehen, der in einer ersten Position BC-A Signale von der VHF-Antenne 30A auf den Eingang 32A eines Sperrfilters 32 koppelt und der in einer zweiten Stellung CA-A Kabelfernsehsignale vom Eingang 3OB auf das Sperrfilter koppelt. Das Sperrfilter 32 ist ähnlich wie das oben in Verbindung mit Fig. 5 beschriebene Sperrfilter 12, nur daß sein Bereich 502 hoher Dämpfung bei der zweiten Zwischenfrequenz f^

(ungefähr 46 MHz) liegt, die nahe der Frequenz f (etwa

- 13 -

54 MHz) ist, welche der niedrigsten zu empfangenden Frequenz entspricht (VHF-Kanal 2). Das Sperrfilter 32 koppelt Signale sowohl des unteren Abstimmbandes (54-150 MHz) als auch des oberen Abstimmbandes (150-402 MHz) zum Schaltungsknoten 32B. Venn der gewählte Kanal im oberen Abstimmband liegt, dann wird eine Spannung YB2 angelegt, wodurch zwei Schalter 34 und 38 in den leitenden Zustand "versetzt werden, um das für das obere Band zuständige Filter 36 zwischen die Schaltungsknoten 32B und 40A zu koppeln. Wenn jedoch der gewählte Kanal im unteren Abstimmband liegt, dann wird eine Spannung VB1 an zwei Schalter 42 und 46 gelegt, die dadurch leitend werden, um das für das untere Band zuständige Filter 44 zwischen die Schaltungsknoten 32B und 40A zu koppeln.

Das für das obere Abstimmband zuständige Filter 36 (nachstehend als "Hochbandfilter" bezeichnet), hat den in Fig. 6 mit der Kurve 600 dargestellten Frequenzgang und hat Hochpaßverhalten insofern als seine Dämpfung im niedrigerfrequenten Teil 602 der Kurve höher ist als im höherfrequenten Teil

604. Infolgedessen selektiert das Filter 36 nicht nur Frequenzen entsprechend dem gewählten Kanal f^, sondern es unterdrückt auch Signale niedrigerer Frequenzen, insbesondere solche, die im unteren Abstimmband liegen. Die Bandbreite 606 ist durch die Schnittpunkte der Kurve 600 mit der -3dB~ linie 608 bestimmt. Wenn Kanäle höherer Frequenz geviählt sind, dann wird die Bandbreite des Filters 36 höher. Die Kurve 600' zeigt den Frequenzgang für den Fall einer höheren Kanalfrequenz f¹^. Wenn das Filter 36 so abgestimmt ist, daß f+. dem Kanal Γ des mittleren Kabelbandes entspricht, dann beträgt die Bandbreite 606 etwa 18 MHz. Wenn die Frequenz f'.. dem Kanal W + 17 des Super-Kabelbandes entspricht, darm beträgt die Bandbreite 606' etwa 40 MHz.

Das für das untere Abstimmband zuständige abstimmbare FiI-ter 44 (im folgenden als "Tiefbandfilter" bezeichnet) hat den in Fig. 3 mit der Kurve 300 dargestellten Frequenzgang, wie er oben in Verbindung mit demIiIF-Filter 14 beschrieben

- 14 -

- 14 - '

wurde, nur daß sich die Bandbreite des Filters 44 in wesentlich stärkerem Maß vergrößert, wenn Kanäle höherer Frequenz gewählt werden. Die Bandbreite 306 beträgt etwa 8 MHz, wenn f^ dem VHF-Kanal 2 entspricht, und die Bandbreite 306' beträgt etwa 20 MHz, wenn f. dem Kanal E des mittleren Kabelbandes entspricht. Das Filter 44 selektiert also nicht nur die dem gewählten Kanal f^ entsprechenden Frequenzen sondern unterdrückt außerdem Signale höherer Frequenzen, insbesondere solche, die im oberen Abstimmband und bei der ersten ZF-Frequenz liegen.

In der Anordnung nach Fig. 1 koppelt ein VHF-Verstärker 40 die Signale vom Schaltungsknoten 4OA zum Eingang 4OB des Diplexers 20. Der VHF-Verstärker 40 ist im wesentlichen genauso ausgelegt wie der oben beschriebene UHF-Verstärker 16. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß dem Verstärker 40 sein Betriebspotential VB12 über eine aus Dioden D12 und D14 bestehende ODER-Schaltung angelegt wird, so daß der Verstärker 40 als Betriebspotential die Bandschaltspannung VB1 oder VB2 empfängt, wenn ein Kanal innerhalb des unteren oder des oberen Abstimmbandes gewählt ist, während er kein Betriebspotential empfängt, wenn ein Kanal im UHF-Band gewählt ist. Auf diese Weise läßt sich der Verstärker 40 vom Diplexereingang 2OB abkoppeln, wenn ein UHF-Kanal gewählt wird.

Der Diplexer 20 nach Fig. 1 empfängt HF-Signale vom UHF-Signal weg an seinem Eingang 2OA und HF-Signale vom VHF- und vom Kabelsignalweg an seinem Eingang 2OB und kombiniert die besagten Signalwege zur Kopplung der HF-Signale auf seinen Ausgang 2OC. Innerhalb des Diplexers 20 umfaßt der Signalweg ein Hochpaßfilter 22, welches den Eingang 2OA mit einem Schaltungspunkt 24 koppelt, und nachfolgend ein Tiefpaßfilter 26, welches diesen Schaltungspunkt mit dem Ausgang 20C koppelt. Der Eingang 2OB ii^^mehrere in Kaskade geschaltete Tiefpaßfilter 28 mit dem Schaltungspunkt 24 verbunden.

Die HF-Signale vom Ausgang 2OC des Diplexers gelangen auf

- 15 -

einen Hischer 5-0, der außerdem über einen Schaltungspunkt 52A Signale einer überlagerungsfrequenz von einem Verstärker 52 empfängt. Der Mischer 50 setzt das mit der gewählten Kanalfrequenz erscheinende HF-Signal in ein ZF-Signal der ersten Zwischenfrequenz von ungefähr 416 MEz um (erste !frequenzumsetzung). Eine geeignete Anordnung zur Realisierung des Diplexers 20 und des Mischers 50 ist in der US-Patentanmeldung Nr. 294·»131 beschrieben, die unter dem Titel "Diplexer For Television Tuning Systems" auf den Namen G.E. Theriault am 19. August 1981 eingereicht wurde.

Der Verstärker 52 liefert ein Überlagerungssignal relativ hohen Pegels im Bereich von 10-18 dBm an den Mischer 50 und hält eine Impedanz von etwa 50 Ohm am Punkt 52A aufrecht. Wenn der Mischer 50 durch ein solches Signal hohen Pegels angesteuert wird, dann kann das HF-Signal vom Diplexer 20 ebenfalls größere relative Stärke haben, ohne daß zusätzliche Verzerrungen eingebracht werden.

Eine relativ hohe erste Zwischenfrequenz von ungefähr 4-16 MHz und ein hoher Ansteuerpegel für den Mischer 50 ist aus den vorstehend genannten Gründen vorteilhaft. Zur Geringhaltung der Verzerrung im Mischer 50 ist es außerdem vorteilhaft, die Verstärkung der Schaltungen zwischen den Antennen 10 bzw. 3OA und dem Mischer 50so zu wählen, daß sie gerade ausreicht, einen annehmbaren Rauschfaktor im Empfänger zu erhalten. In diesem Fall können die Bandbreiten der Filter 14·, 36 und 44 für das doppelt-überlagernde Abstimmsystem relativ groß sein im Vergleich zu den schmaleren Bandbreiten, die bei einem einfach-überlagernden Abstimmsystem erforderlich wären, um eine vergleichbare Qualität hinsichtlich der Verzerrung und des Rauschens zu erreichen. Dieser Vorteil erlaubt es, die Filterbandbreite in der oben beschriebenen Weise mit der Frequenz des gewählten Kanals wachsen zu lassen.

Das erste ZF-Signal wird anschließend in einem ZF-Verstär-

- 16 -

ker 60 verstärkt. Der Verstärker 60 kann eingangs se it ig ein auf die ZF-Frequenz von 416 MHz abgestimmtes Zweikreisfilter mit einer Bandbreite von etwa 12 MHz und ausgangsseitig ein Dreikreisfilter enthalten, das ebenfalls auf die ZF-Frequenz von 416 MHz abgestimmt ist und eine Bandbreite von etwa 10 MHz hat. Das verstärkte ZF-Signal vom Ausgang 62Δ des ZE-Verstärkers wird dann in einem Mischer 62 mit einem 370-MHz-Signal aus einem Überlagerungsoszillator 64 gemischt, um durch eine zweite Frequenzumsetzung das herkömraliche ZF-Signal bei 46 MHz zu erzeugen. Dieses zweite ZF-Signal wird dann über ZF-Filter 66 auf den ZF-Ausgang gekoppelt.

Eine Abstimmsteuereinrichtung 70 spricht auf die Wahl eines Kanals an, um das Abstimmpotential VT und die Bandschal tspannungen VB1, VB2 und VB3 zu entwickeln. Das Abstimmpotential ändert sich, wie in Fig. 2 (c) dargestellt, typischerweise zwischen einem mit der gestrichelten Linie 220 dargestellten niedrigen Pegel von etwa 1,5 Volt und einem mit der gestrichelten Linie 222 dargestellten höheren Pegel von etwa 24 Volt. Liegt der gewählte Kanal im unteren Abstimtnband, dann nimmt die Ab stimm spannung VT einen niedrigen Wert entsprechend dem Punkt 224 an, wenn der VHF-Kanal 2 gewählt ist, und einen hohen Wert entsprechend dem Punkt 226, wenn der Kanal E des mittleren Kabelbandes gewählt ist. Liegt der gewählte Kanal im oberen Abstimmband, dann nimmt die AbstimmSpannung VT ebenfalls einen niedrigen Wert entsprechend dem Punkt 228 an, wenn der Kanal F des mittleren Kabelbandes gewählt ist, und einen hohen Wert entsprechend dem Punkt 230, wenn der Kanal W+17 des Super-Kabelbandes gewählt ist. In ähnlicher Weise nimmt bei Wahl des UHF-Kanals 14 die Abstimmspannung einen niedrigen Wert entsprechend dem Punkt 232 und bei Wahl des UHF-Kanals 83 einen hohen Wert entsprechend dem Punkt 234 an. Die Bandschaltsignale VB1, VB2 und VB3 haben nur dann, wenn ein Kanal des jeweils zugeordneten Bandes gewählt ist, einen hohen Pegel von ungefähr 18 Volt,

- 17 -

wie er mit 240 in Fig. 2 (d) mit 250 in Fig. 2 (e) und mit 260"in Pig. 2 (f) gezeigt ist. Die Bandschaltsignale haben einen¹ Pegel von O Volt, wenn ein Kanal außerhalb des dem "betreffenden Signal zugeordneten Bandes gewählt ist.

Um die Überlagerungssignale in den drei Abstimmbändern zu erzeugen, sind drei verstimmbare spannungsgesteuerte Uberlagerungsoszillatoren 54, 56 und 58 vorgesehen. Zweckrnäßigerweise spricht jeder dieser Oszillatoren (54 bzw. 56 bzw. 58) auf das Abstimmpotential so an, daß sich seine Frequenz im Gleichklang mit der Abstimmfrequenz des jeweils zugeordneten Filters (14 bzw. 36 bzw. 44) ändert, welches auf dasselbe Abstimmpotential anspricht. Die Frequenzen der dem Verstärker 52 am Punkt 52B anzulegenden Überlagerungssigna-Ie sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.

	25	Oberes Abstimmband	30	• UHF-Band (Osz. 54)	TABELIE 2	mittleres	UHF-Band	Üb erlagerung s-
20 Band		(Osz. 56)		Kanal-Nr.	Kabelband		frequenz (MHz)
					471
Unteres Abstimmband	2]unteres	oberes	499
(Osz. 58)	6jVHF-Band	VHF-Band	507
A-5'	J Ί Super-	561
E	V + 17J Kabelband	567
F	141 83.1	585
I .	591
7 '	627
13	633
	813
887 1301

- 18 -

Die Überlagerungsoszillatoren 54, 56 und 58 empfangen die Bandschaltspannungen VB1 "bzw. VB2 bzw. VB3 jeweils als Betriebspotential, so daß sie nur dann wirksam sind, wenn der gewählte Kanal in das den betreffenden Oszillator zugeordnete Frequenzband fällt.

Nachstehend seien anhand der Figuren 4 und 7 geeignete Ausführungsformen für die Filter 14, 36 und 44· beschrieben.

Das in Fig. 4 dargestellte UHF-Filter 14 ist ein Zweikreis-Tiefpaßfilter, welches zwischen seinem Eingang 14A und seinem Ausgang 14B eine induktive Kopplung über die "heiße Seite" hat, die aus einer Serienschaltung von Induktivitäten L402, IA06, IAO8, IAIO und L414- besteht. C408 ist ein gleichstromsperrender Kondensator mit vernachlässigbarer Wechselstromimpedanz bei UHF-Frequenzen. Die Induktivitäten L404 und L406 bilden eine angezapfte Induktivität, um die Impedanz am Eingang 14A auf etwa 50 Ohm zu halten. In ähnlicher Weise bilden die Induktivitäten L410 und L412 eine angezapfte Induktivität, um die Impedanz am Ausgang 14B auf etwa 50 Ohm zu halten. Die Eingangs- und Ausgangsinduktivität en L402 und L414 tragen zur Einhaltung einer im wesentlichen konstanten Bandbreite über den breiten Abstimmbereich des Filters 14 bei. Parallel zur Induktivität L408 liegt eine Kapazität 0404 zur Bildung eines Schwingkreises mit einer Resonanzfrequenz von etwa 1000 MHz. Die Abstimmbarkeit des Filters wird ermöglicht durch veränderbare Kapazitätsdioden CD42 und CD44, die von den Enden des Schwingkreises IA08/C4-04· nach Masse führen, und zwar über jeweils einen Koppelkondensator C402 bzw. C406, die bei den Frequenzen der vom Filter 14 durchgelassenen Fernsehsignale eine sehr niedrige Impedanz darstellen. Das Abstimmpotential VT wird an einem Anschluß 140 angelegt und über Entkopplungswiderstände R402 und R404 an die Kapazitätsdioden CD42 und CD44 geleitet, um deren Kapazität zu ändern. Das Abstimmpotential VT kann zwischen etwa 1,5 und 24 Volt zur Abstimmung auf die UHF-Kanäle 14 bis 83 geändert werden.

- 19 -

Die Fig. 7 ist ein Detailschaltbild der Schalter 34, 38, 42 und 46 und der abstimmbaren Filter 36 und 44. Der Schalter 34-leitet Fernsehsignale vom Schaltungsknoten 32B zum Eingang 36A über gleichstromsperrende Kondensatoren C7O2 und C7O4, wenn eine PIN-Diode SD72 durch Anlegen der Bandschaltspannung VB2 über eine HF-Drossel L7O2 leitend gemacht ist. Ein Widerstand R7O2 kontrolliert den in Durchlaßrichtung durch die Diode SD 72 fließenden Strom, wenn ein Kanal im oberen Abstimmband gewählt ist. Während dieser Zeit wird eine PIN-Diode SD74 durch die am Widerstand R7O2 abfallende Spannung in Sperrichtung gespannt. Wenn der gewählte Kanal in einem anderen als dem oberen Abstimmband liegt, wird die Diode SD74 entweder durch die über eine Diode D84 angelegte Bandschaltspannung 7B1 oder durch die über eine Diode D78 angelegte Bands ehalt spannung VB3 in Durchlaßrichtung gespannt. Der in der Diode SD74 fließende Durchlaßstrom wird durch den Widerstand R702 bestimmt, und die an ihr abfallende Spannung spannt die Diode SD72 in Sperr ichtung. Der Widerstand E704 bildet einen Sückleitungsweg, wenn die Diode SD74 in Sperrichtung gespannt ist. Der Kondensator C706 ist ein gleichstrom sperr ender Kondensator, der eine Verbindung niedriger Impedanz für Pernsehfrecfuenzen zwischen der Kathode der Diode SD?2 und Masse herstellt, wenn die Diode SD74 leitend ist.

Der Schalter 38 ist vom gleichen Typ wie der Schalter 34, und beide Schalter werden jeweils gleichzeitig leitend bzw. nichtleitend. Die Schalter 42 und 46 sind ebenfalls von gleicher Art wie der Schalter 34» sie werden aber nur dann leitend, wenn der gewählte Kanal im unteren Abstimmband liegt. In der nachstehenden Tabelle 3 sind einander entsprechende Elemente, welche gleichartige Punktionen in den Schaltern 34, 38, 42 und 46 erfüllen, in jeweils der gleichen Zeile aufgeführt.

- 20 -

1	Schalter 34	TABELLE	3	Schalter 42	Schalter 46
L7O2	Schalter 38	L72O	L732
5 C7O2	L714-	C72O	C734
C7O4-	C714	C722	C732
G706	C712	C724	C736
R7O2	C716	R720	R728
R704	R712	R722	R73O
10 SD72	R710	SD82	SD88
SD74	SD78	SD84	SD86
D78	SD76	D76	D80
d84	D82	D72	D74
D86

Das abstinimbare Hocfrbandfilter 36 hat eine Hochpaß charakteristik wegen der Reihenschaltung von Kapazitäten C708, C710 und Kapazitätsdioden CD72 und CD74 zwischen dem Eingang 36A und dem Ausgang 36B und wegen der induktiven Kopplung zur "kalten Seite" über die Querinduktivitäten L7O6, L7O8 und I710. Der die Kapazitäten C708, C71O und die Induktivität L7O8 enthaltende Teil hat eine Hochpaßcharakteristik mit derartiger Abstimmung, daß Signale des unteren Abstinrafbandes unterdrückt werden. Die Abstimmung des PiI-ters erfolgt durch Änderung der Kapazitätswerte der Kapazitätsdioden GD72 und CD74 entsprechend ihrer Sperrvorspannung, die über Widerstände R7O6 und R7O8 von dem am Anschluß 360 zugeführten Abstimmpotential VT angelegt wird» Die Kapazität der Diode CD72 bildet Resonanz mit den Induktivitäten 1704 und L7O6, und die Kapazität der Diode 0D74 bildet Resonanz mit den Induktivitäten L710 und 1712.

Das abstimmbare Tiefbandfilter 44 hat eine induktive Kopplung über die "heiße Seite" und ist ähnlich wie das vorstehend beschriebene UHF-Filter 14. Eine Induktivität L726

— 21 —

und eine Kapazität C728 bilden einen Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz von etwa 200 HHz, so daß Signale des oberen Abstimmbandes blockiert werden. Diese !Frequenz wird weiter nach unten verstimmt, indem das Abstimmpotential VT vom Anschluß 44C über Widerstände R724 und R726 an zwei Kapazitätsdioden CD76 und CD78 gelegt wird. Zwei Kapazitäten C726 und C75O bilden Wege relativ niedriger Impedanz bei Pernsehfrequenzen zwischen den Kathoden der Kapazitätsdioden CD76 und GD78 einerseits und Masse andererseits. Zwei Induktivitäten L722 und L724 bilden eine angezapfte Induktivität, ebenso wie die beiden Induktivitäten L73O und L728.

Die vorstehend beschriebenen Anordnungen sind nur als Beispiel anzusehen und können im Rahmen der Erfindung auch abgewandelt werden. So ist z.B. der Schalter S1A als mechanischer Schalter dargestellt, weil anzunehmen ist, daß normalerweise ein Fernsehempfänger verwendet wird, der entweder eine VHP-Antenne 3OA oder einen Kabelanschluß 30B aber nicht beides hat, denn das Programm der VHP-Kanäle kommt gewöhnlich auch über das Kabel. Wenn jedoch ein vollautomatischer Empfang gewünscht wird, kann der Umschalter S1A durch ein Relais oder durch einen PIN-Dioden-Schalter ersetzt werden, gesteuert durch eine Bandsehaltspannung oder einen Diplexer.

Außerdem können der UHF-Verstärker 16 und der VHF-Verstärker 40 fortgelassen werden und an ihrer Stelle ΡΏΤ-Dioden-Schalter ähnlicher Art wie der Schalter 34· vorgesehen werden, wenn man einen einzigen Verstärker in die Verbindung 2OG zwischen dem Diplexer 20 und dem Mischer 50 einfügt.

In- der Pig. 8 ist eine spezielle Abwandlung dargestellt, die für den Pail zweckmäßig ist, daß die erste ZP-Prequenz ungefähr 416 MHz beträgt. Über Rundfunk gesendete Pernsehsignale für den VHP-Kanal 12 haben einen Bildträger bei ungefähr 205 MHz und einen Tonträger bei ungefähr 210 MHz. Da die zweiten Harmonischen dieser Trägerfrequenzen und

- 22 -

auch. Signale mit der Summe dieser Frequenzen nahe der erwähnten ZF-Frequenz liegen, ist es wünschenswert, eine Dämpfung solcher Trägerfrequenzen vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird die oben in Verbindung mit Fig. 7 "beschriebene Induktivität L7O6 wahlweise so angeschlossen, daß sich ein Sperrfilter (Bandsperre) ergibt, ausgenommen wenn der Kanal 12 oder benachbarte Kanäle 11 bzw. 13 gewählt sind.

In der Schaltung nach Fig. 8 ist eine Induktivität L806 so angeordnet, daß ihre Spule mit denjenigen beiden Windungen der Spule der Induktivität L706 verkoppelt ist, die am nächsten an Masse G liegen. Infolgedessen wird die Kapazität C801 durch die Transformatorkopplung zwischen L806 und L7O6 derart "reflektiert", daß sie effektiv in Reihe mit dem von

ii> Masse G entferntesten Teil der Induktivität L7O6 liegt. Diese Kombination wirkt als Serienresonanz-Bandsperre und ist auf den Kanal 12 abgestimmt, so daß eine Dämpfung von etwa 20 dB bei 210 MHz und von etwa 10 dB bei 205 MHz erfolgt. Ein Teil der Betriebsspannung +V,der von einem aus Widerständen E801 und E802 gebildeten Spannungsteiler abgeleitet wird, wird an die Anode einer Schaltdiode SD801 gelegt. Ein AbI eit kondensat or G802 koppelt den oberen Verbindung^- punkt der Elemente C0OI und L806 mit Masse und stellt einen Weg vernachlässigbar ei* Impedanz für Fernsehfrequenzen dar.

In ähnlicher Weise koppelt eine Kapazität C8O3 die Kathode der Diode SD801 mit Masse.

Für Rundfunkempfang wird ein Umschalter S1B, der ein zweiter Pol des oben in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Umschalters 01A ist, in die Position BC-B gebracht, um die Spannung +V über den Schalter S2 und einen Widerstand R803 an die Kathode der Diode SD801 zu legen und diese damit in Sperrichtung zu spannen. Bei in Sperrichtung gespannter Diode SD801 ist die Kapazität 0801 in der vorstehend beschriebenen Weise gekoppelt. Wenn einer der Kanäle 11, 12 oder 13 gewählt wird, dann geht der Schalter S2 aus seiner Position Hi in seine Position IN, um die Kathode der Diode

- 23 -

- 2.0 -

Λ SD801 mit Masse zu verbinden und dadurch diese Diode in Durchlassrichtung zu spannen. Infolgedessen wird die Kapazität C8O1 über die vernachl assig'bar kleinen Impedanzen der Elemente SD801, C8O3 und C802 über Masse praktisch kurzgeschlossen, so daß die beschriebene Bandsperrenschaltung C8OI-L7O6 unwirksam ist.

• Für Kabelempfang wird der Schalter S1B in die Position CA-B gestellt, um die Bandsperrenschaltung C8OI-L7O6 in ähnlieher Weise unwirksam zu machen.

Claims

Patentanwalt»

Dr. Dieter ν. BezoFcf

Dipl.-Ing. Poter Schütz

Dipi.-Ing. Wolfgang Hausier

8 München 36, Postfach

HCA 77 024 Ks/Ri

U.S. Serial Ho. 294,133

Piled: August 19, 1981

RCA Corporation Hew York, N.Y., V.St.v.A,

Abstimmeinrichtung

Patentansprüche

-.y/Mehrband-Abstimmsystem zur Erzeugung eines ZP-Signals aus HF-Signalen, die in einem ersten Rundfunkband, einem ersten Kabelband, einem zweiten Rundfunkband oder einem zweiten Kabelband liegen, wobei diese Bänder in der genannten Reihenfolge aufeinanderfolgen, gekennzeichnet durch:

eine Steuereinrichtung (70) zum Erzeugen eines Abstimmsignals, dessen Betrag durch die Frequenz eines gewählten Kanals bestimmt ist;

ein erstes Filter (44), welches abhängig vom Abstimmsignal (VB1; VB2; VB3$ VT) HP-Signale selektiert, die ■ gewählten Kanälen in einem ersten Abstimmband entsprechen, welches das erste Rundfunkband und einen unteren (niedrigerfrequenten) Teil des ersten Kabelbandes enthält;

ein zweites Filter (36), welches abhängig vom Ab-

stimtnsignal HP-Signale selektiert, die gewählten Kanälen in einem zweiten Abstimmband entsprechen, das einen oberen (höherfrequenten) Teil des ersten Kabelbandes, das zweite Rundfunkband und mindestens den niedrigerfrequent en Teil des zweiten Kabelbandes enthält;

eine Wähleinrichtung (62, 46; 34, 38), die das erste Filter (44) wirksam macht, wenn der gewählte Kanal im ersten Abstimmband liegt, und die das zweite Filter (36) wirksam macht, wenn der gewählte Kanal im zweiten Abstimmband liegt.
2. Abstimmsystem nach Anspruch S^, gekennzeichnet durch:

ein drittes Filter (14) zur Selektion von HF-Signalen, die gewählten Kanälen in einem dritten Abstimraband (UHF) entsprechen, welches ein dem zweiten Kabelband folgendes drittes Rundfunkband enthält;

einen Diplexer (20) zur Kombination der HF-Signale, die durch das jeweils wirksam gemachte erste oder zweite Filter (44 oder 36) selektiert werden, und der HF-Signale, die durch das dritte Filter (14) selektiert werden;

eine Oszillatoranordnung (54, 56, 58) zur Erzeugung eines Überlagerungssignals, dessen Frequenz vom Abstimmsignal (VB1, VB2, VB3, VT) abhängt; eine auf das vom Diplexer (20) kommende kombinierte HF-Signal und auf das Überlagerungssignal ansprechende Mischeinrichtung zur Frequenzumsetzung des kombinierten HF-Signals in das ZF-Signal.
3. Abstimmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (42, 46; 34, 36) folgendes auf-'weist:

einen Eingangsknoten (32B), an welchem die Signale aus dem ersten und dem zweiten Abstimmband empfangen werden, und einen Ausgangsknoten;

eine erste und eine zweite Diodenschaltung (42, 34), zum Verbinden der Eingänge des ersten und des zweiten

— 3 —

Filters (44, 56) mit dem Eingangsknoten (32B);

eine dritte -und eine vierte Diodenschaltung (46, 38) zum Verbinden der Ausgänge (44B, 36B) des ersten und des zweiten Filters (44, 36) mit dem Ausgangsknoten (40A);

eine Einrichtung (70, 34A, 38A, 42A, 46A), welche die erste und die dritte Diodenschaltung (42, 46) leitend macht, wenn der gewählte Kanal innerhal"b des ersten Abstimmbandes liegt, und welche die zweite und die vierte Diodenschaltung (34, 38) leitend macht, wenn der gewählte Kanal innerhalb des zweiten Abstimmbandes liegt.
4. Abstimmsystem nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (70) die erste, die zweite, die dritte und die vierte Diodenschaltung (42, 34, 46,

38) nicht-leitend hält, wenn der gewählte Kanal außerhalb des ersten und zweiten Abstimmbandes liegt.
5- Abstimmsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch: eine zwischen den Ausgangsknoten (40A) und den Diplexer (20) eingefügte Yerstärkungseinrichtung (40), deren Signaleingang mit dem Ausgangsknoten und deren Signalausgang mit dem Diplexer verbunden ist; eine Einrichtung (70, D12, D14), welche ein Betriebspotential (VB1, VB2) an die Verstärkungseinrichtung (40)

legt, wenn irgendeine der vier Diodenschaltungen (42,, 34» 46, 38) leitend gemacht wird, und welche das Betriebspotential von der "Verstärkungseinrichtung fortnimmt, \irenn die vier Diodenschaltungen nicht-leitend sind. 30
6. Abstimmsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:

eine Verstärkungseinrichtung (16) , deren Signaleingang mit dem dritten Filter (14) und deren Signalausgang mit dem Diplexer (20) gekoppelt ist;

eine Einrichtung (70, VB3), welche ein Betriebspotential an die Verstärkungseinrichtung (16) legt, wenn der gewählte Kanal innerhalb des dritten Abstimmbandes

— i\- —

liegt, und welche das Betriebspotential von der Verstärkungseinrichtung fortnimmt, wenn der gewählte Kanal außerhalb des dritten Abstimmbandes liegt.
7- Abstimmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filter (44) ein Zweikreis-Tiefpaßfilter enthält, welches durch eine erste, vom Abstimmsignal beaufschlagte spannungsgesteuerte Kapazitätsdiode (CD76, GD78) abstimmbar ist und welches "bevorzugt HP-Signale über eine die Frequenz des gewählten Kanals enthaltende Bandbreite durchläßt, wobei diese Bandbreite bei der Wahl eines höherfrequenten Kanals wesentlich größer ist als bei der Wahl eines niedrigerfrequenten Kanals.
8. Abstimrasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Filter (36) ein Zweikreis-Hochpaßfilter enthält, das durch eine zweite, vom Abstimmsignal beaufschlagte spannungsgesteuerte Kapazitätsdiode (CD72, CD74) abstimmbar ist und bevorzugt HF-Signale über eine die Frequenz des gewählten Kanals enthaltende Bandbreite durchläßt, wobei diese Bandbreite bei Wahl eines höherfrequenten Kanals wesentlich größer ist als bei Wahl eines niedrigerfrequenten Kanals.
9· Abstimmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoranordnung mehrere abstimmbare Oszillatoren (54> 56, 58) in gleicher Anzahl wie die Anzahl der Filter (44, 36, 14) enthält und daß jeder dieser Oszillatoren derart auf das Abstimmsignal anspricht, daß seine Frequenz der Frequenz desjenigen Kanals folgt, auf den das jeweils zugeordnete Filter abgestimmt wird.
10. Abstimmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Oszillatorschaltung (64) vorgesehen ist, um ein zweites überlagerungssignal einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen, und daß eine zweite

Mischeinrichtung (62) vorgesehen ist, die das ZI-Signal und das zweite Überlagerungssignal empfängt, um ein zweites ZF-Signal mit einer zweiten Zwischenfrequenz zu erzeugen, die niedriger als die Zwischenfrequenz des ersterwähnten ZF-Signals ist.
11. Abstimmsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, das zweite und das dritte Abstimmband nur HF-Signale bei Frequenzen enthalten, die höher sind als die zweite Zwischenfrequenz.
12. Abstimmsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zwischenfrequenz ungefähr gleich 46 MHz ist.
13. Abstimmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Abstimmband nur EP-Signale bei Frequenzen enthält, die größer sind als etwa 470 MIIz, und daß das erste und das zweite Abstimmband nur KP-Signale bei Frequenzen enthalten, die niedriger als etwa 402 MHz sind, und daß die Zwischenfrequenz des ZF-Signals zwischen etwa 4-02 und 470 MHz gewählt ist.
14. Abstimmsystem nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenfrequenz etwa gleich 416 MHz ist.
15· Abstimmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abstimmband HF-Signale bei Frequenzen enthält, die niedriger sind als eine vorbestimmte Trennfrequenz, die im Bereich zwischen etwa 90 und 174 MHz liegt, und daß das zweite Abstimmband HF-Signale bei " Frequenzen enthält, die höher sind als die Trennfrequenz .
16. Abstimmsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfrequenz ungefähr 150 MHz ist.