DE3230738C2

DE3230738C2 - Mehrband-Abstimmsystem

Info

Publication number: DE3230738C2
Application number: DE3230738A
Authority: DE
Inventors: Gerald Earl Theriault
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1982-08-18
Publication date: 1998-01-22
Anticipated expiration: 2002-08-19
Also published as: SU1362409A3; AU558003B2; DD202359A5; AU8712182A; JPS5875316A; PL237963A1; NZ201635A; CA1180055A; DK371282A; US4408348A; FR2511821A1; SE8204674D0; PT75360A; IT8222889A0; GB2105539A; ES8305986A1; GB2105539B; BE894135A; JPH0322729B2; FI822816A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrband-Abstimmsystem mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen (DE 27 46 931 A1).

Die Abstimmeinrichtungen der im Handel befindlichen Fernseh empfänger haben gewöhnlich mehrere Tuner mit jeweils einem eigenen Mischer, um Signale in verschiedenen Fernsehfrequenz bändern 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 Trans actions on Consumer Electronics, Band CE-24, No. 1, Februar 1978, Seiten 39-46). 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.

Aus der DE 27 46 931 A1 ist ein Mehrband-Tuner mit drei Eingangsbandfiltern fester Bandbreite bekannt, welche für die Frequenzbereiche von 47 bis 139 MHz (Rundfunkkanäle in den Bändern I und II sowie Kabelkanäle S2 bis S5) bzw. von 39 bis 300 MHz (für die Kabelkanäle S6 bis S19 und das Rund funkbank III) und schließlich von 470 bis 900 MHz (für das UHF-Band) durchlässig sind. In diesen Filtern, die je nach dem gewünschten Kanal eingeschaltet werden, folgen zwei Misch stufen, welche die Empfangsfrequenzen zunächst auf eine erste Zwischenfrequenz und dann auf eine zweite, niedrigere Zwischen frequenz herabsetzen.

Aus dem Buch "Fernsehtechnik ohne Ballast" von Otto Limann, Franzis Verlag München, 12. Auflage, 1978, Seiten 64 bis 69 ist ein Mehrbereichstuner für VHF- und UHF-Empfang bekannt, der mit über Kapazitätsdioden abstimmbaren Bandfiltern arbeitet, aber nicht für den Empfang von Kabelkanälen eingerichtet ist. Weiterhin findet sich in der Zeitschrift Funkschau (1975) Heft 18 auf den Seiten 83 bis 86 ein Aufsatz "VHF-Breitband fernsehtuner von 47 MHz bis 293 MHz" von Kurt Schurig, in welchem ein Mehrbereichsfernsehtuner für Rundfunkkanäle und Kabelkanäle mit über Kapazitätsdioden abstimmbaren Filtern beschrieben ist, bei welchem durch spezielle Schaltungsmaß nahmen eine gleichmäßige Bandbreite bei der Bestimmung eines Bandfilters erreicht wird. Diese Maßnahme ist bei einem durchstimmbaren Vorkreis einer Vorstufe nicht vorgesehen. Schließlich ist in der Zeit schrift "Funktechnik" (1975) Nr. 4 auf Seite 88 ein Diagramm zu finden, welches die Lage der verschiedenen Rundfunk- und Kabel-Fernsehkanäle im Sendefrequenzspektrum in Zuordnung zu den einzelnen Bereichen zeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrbandabstimmsystem anzugeben, das zufriedenstellend arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Mehrband-Abstimmsystem kann ein ZF-Signal aus HF-Signalen erzeugen, die in fol genden Bändern liegen (in dieser Reihenfolge): einem er sten Rundfunkband, einem ersten Kabelband, einem zweiten Rundfunkband und einem zweiten Kabelband. Eine Steuerein richtung 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 Ab stimmband, welches das erste Rundfunkband und einen "unte ren" (d. h. die niedrigen Frequenzen umfassenden) Teil des Kabelbandes enthält. Ein zweites Filter selektiert abhän gig vom Abstimmsignal HF-Signale gewählter Kanäle in ei nem zweiten Abstimmband, welches einen "oberen" (d. h. höher frequenten) Teil des ersten Kabelbandes, das zweite Rund funkband und das zweite Kabelband enthält. Eine Auswahl einrichtung 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 Abstimmsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2, 3, 5 und 6 sind graphische Darstellungen ver schiedener Amplitudenfrequenzgänge in der Ausfüh rungsform nach Fig. 1;

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

Das in Fig. 1 dargestellte Abstimmsystem hat zum Empfang von Fernsehsignalen einen UHF-Antenneneingang 10, einen VHF-Antenneneingang 30A und einen Kabeleingang 30B, die mit einem Diplexer 20 gekoppelt sind, wie es weiter unten noch näher beschrieben wird. Das dargestellte System ar beitet mit sogenannter Doppelüberlagerung, d. h. es erfol gen zwei Frequenzumsetzungen. In der nachstehenden Tabelle 1 ist als Beispiel die in den USA geltende (und der nachste henden Beschreibung zugrundegelegte) Zuordnung der Kanal nummern zu einzelnen Frequenzbändern angegeben:

TABELLE 1

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 Kanalfrequenzen angegeben werden, dann entsprechen diese Frequenzen jeweils derjenigen Fre quenz, auf die der Bildträger des gewählten Fernsehkanals im betreffenden Teil des beschriebenen Abstimmsystems um gesetzt ist.

Das Frequenzspektrum für Kanalfrequenzen in den verschie denen Fernsehfrequenzbändern gemäß der USA-Norm ist in Fig. 2 (a) dargestellt. Für das untere VHF-Band (L-VHF) 202, das obere VHF-Band (H-VHF) 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 empfan genen Signalen (CATV) hingegen ändert sich die Signalstär ke viel weniger, typischerweise zwischen 1 und 6 Millivolt, wie es in der Figur für das mittlere Kabelband (MB-GATV) 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 36 zugeordneten oberen Bandes und des dem Filter 14 zugeord neten UHF-Bandes. Die erste Zwischenfrequenz (ZF) des Ab stimmsystems 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 an derer Signal quellen oder Störungen durch andere Signal quellen unwahrscheinlich sind. Die zweite Zwischenfrequenz liegt bei 45,75 MHz, entspricht also der sonst üblichen Fernseh-Zwischenfrequenz.

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 Ein schränkung anzusehen. So ist es z. B. auch möglich, Rund funkband-Signale über Kabel zu senden.

Wenn ein innerhalb des UHF-Bandes liegender Fernsehkanal gewählt wird, dann gelangen die Signale von der UHF-Antenne 10 über ein abstimmbares UHF-Filter 14 zum Eingang 20A 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 im UHF-Bereich. Das Filter 14 hat allgemein eine Tiefpaß charakteristik insofern als die Dämpfung im niedrigerfrequen ten Teil 302 der Kurve 300 geringer ist als im höherfrequen ten Teil 304. Das Filter 14 läßt bevorzugt Signale im Be reich der gewählten Kanalfrequenz f_t durch, wie es die Spitze mit der Bandbreite 306 nahe dieser Frequenz zeigt. Die Band breite ist der Abstand zwischen den Punkten, wo die Kurve 300 die gestrichelte Linie 308 schneidet, welche einem Dämpfungs wert entspricht, der um 3dB größer ist als die Dämpfung bei der Durchlaßfrequenz. Die Dämpfungskurve 300′ gilt für den Fall, daß ein Kanal höherer Frequenz f′_t gewählt ist. Bei einer Ausführungsform des Filters 14, die weiter unten an hand der Fig. 4 beschrieben wird, beträgt die Bandbreite 306 im Falle einer dem UHF-Kanal 14 entsprechenden Kanal frequenz f_t etwa 25 MHz, während die Bandbreite 306′ im Falle einer dem UHF-Kanal 83 entsprechenden Kanalfrequenz 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 Sperr filter 12 vorgesehen, um den Pegel von Signalen dieser Fre quenz, die eventuell von der UHF-Antenne 10 aufgefangen wer den, zu vermindern. Solche unerwünschten Signale können ent weder von außen kommen oder aus dem ersten ZF-Teil durch Leckabstrahlung eingekoppelt werden. Das Sperrfilter 12 vermindert die Gefahr, daß ungewollte Signale der ersten Zwischenfrequenz an die ZF-Schaltungen gelegt werden. Das Sperrfilter 12, dessen Frequenzgang mit der Kurve 500 in Fig. 5 dargestellt ist, hat Hochpaßcharakteristik insofern als es eine geringe Dämpfung im Bereich 504 oberhalb der Frequenz f_c 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_i (416 MHz) ist die Dämpfung des Sperrfilters 12 am größten, wie es der Teil 506 der Kurve 500 zeigt.

Ein UHF-Verstärker 16 koppelt die Signale vom Ausgang 14B des Filters 14 zum Eingang 20A 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 er reicht durch Anlegen der Bandschaltspannung VB3 an den Ver stärker. Wie in der Fig. 2 (f) mit dem Pegel 260 dargestellt, erscheint die Bandschaltspannung VB3 (etwa 18 Volt) nur dann, wenn Kanäle im UHF-Frequenzband gewählt worden sind. Die Fern sehsignale des VHF-Bandes und des Kabelbandes sind in der nachstehend beschriebenen Weise in ein unteres und ein obe res 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 span nungsgesteuerter Kapazitätsdioden nicht möglich. Wenn man den von 54 MHz bis 402 MHz reichenden Gesamtfrequenzbereich an der Grenze zwischen dem mittleren Kabelband und dem obe ren VHF-Band (bei etwa 174 MHz) trennt, dann würde der tie fere Teil immer noch einen Abstimmbereich von etwa 3,25 : 1 erfordern. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform er folgt die Trennung der Abstimmbänder an einer Frequenz in nerhalb des mittleren Kabelbandes bei ungefähr 150 MHz, wie es die Fig. 2 (b) zeigt. Auf diese Weise umfaßt jedes der Abstimmbänder (sowohl das obere als auch das untere Abstimm band) einen Bereich von Frequenzen kleiner als 3 : 1.

Die Wahl der Frequenzen für das untere und das obere Ab stimmband 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 Be reich von Frequenzen abstimmbar ist, die Erzielung einer konstanten Bandbreite schwieriger. Um Verzerrungen und Über sprechen 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 Sig nalen mit kleinerem Amplitudenbereich (wie bei Kabelfernseh signalen). 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-Rundfunk bandes in beiden Fällen an den niedrigfrequenten Enden der Abstimmbänder, während die besser geregelten Signale des mittleren und des Super-Kabelbandes an den oberen Enden die ser Bänder liegen. Somit bringt die beim erfindungsgemäßen Abstimmsystem angewandte Frequenztrennung der Filter einen zufriedenstellenden Betrieb, während die Konstruktionser fordernisse 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 vorgese hen, der in einer ersten Position BG-A Signale von der VHF- Antenne 30A auf den Eingang 32A eines Sperrfilters 32 kop pelt und der in einer zweiten Stellung CA-A Kabelfernseh signale vom Eingang 30B 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_i (ungefähr 46 MHz) liegt, die nahe der Frequenz f_c (etwa 54 MHz) ist, welche der niedrigsten zu empfangenden Fre quenz 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 Schaltungs knoten 32B. Wenn der gewählte Kanal im oberen Abstimmband liegt, dann wird eine Spannung VB2 angelegt, wodurch zwei Schalter 34 und 38 in den leitenden Zustand versetzt wer den, 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 V31 an zwei Schalter 42 und 46 gelegt, die dadurch leitend werden, um das für das untere Band zuständige Fil ter 44 zwischen die Schaltungsknoten 32B und 40A zu koppeln.

Das für das obere Abstimmband zuständige Filter 36 (nach stehend als "Hochbandfilter" bezeichnet), hat den in Fig. 6 mit der Kurve 600 dargestellten Frequenzgang und hat Hoch paßverhalten insofern als deine Dämpfung im niedrigerfrequen ten Teil 602 der Kurve höher ist als im höherfrequenten Teil 604. Infolgedessen selektiert das Filter 36 nicht nur Fre quenzen entsprechend dem gewählten Kanal f_t, sondern es un terdrückt 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 gewählt sind, dann wird die Bandbreite des Filters 36 höher. Die Kurve 600′ zeigt den Frequenzgang für den Fall einer höhe ren Kanalfrequenz f′_t. Wenn das Filter 36 so abgestimmt ist, daß f_t dem Kanal F des mittleren Kabelbandes entspricht, dann beträgt die Bandbreite 606 etwa 18 MHz. Wenn die Fre quenz f′₁ dem Kanal W + 17 des Super-Kabelbandes entspricht, dann beträgt die Bandbreite 606′ etwa 40 MHz.

Das für das untere Abstimmband zuständige abstimmbare Fil ter 44 (im folgenden als "Tiefbandfilter" bezeichnet) hat den in Fig. 3 mit der Kurve 300 dargestellten Frequenzgang, wie er oben in Verbindung mit dem UHF-Filter 14 beschrieben wurde, nur daß sich die Bandbreite des Filters 44 in we sentlich stärkerem Maß vergrößert, wenn Kanäle höherer Fre quenz gewählt werden. Die Bandbreite 306 beträgt etwa 8 MHz, wenn f_t dem VHF-Kanal 2 entspricht, und die Bandbreite 306′ beträgt etwa 20 MHz, wenn f′_t dem Kanal E des mittleren Ka belbandes entspricht. Das Filter 44 selektiert also nicht nur die dem gewählten Kanal f_t 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 40A zum Eingang 20B des Diplexers 20. Der VHF-Verstärker 40 ist im wesentli chen genauso ausgelegt wie der oben beschriebene UHF-Ver stärker 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 Band schaltspannung VB1 oder VB2 empfängt, wenn ein Kanal inner halb 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 Ver stärker 40 vom Diplexereingang 203 abkoppeln, wenn ein UHF- Kanal gewählt wird.

Der Diplexer 20 nach Fig. 1 empfängt HF-Signale vom UHF- Signalweg an seinem Eingang 20A und HF-Signale vom VHF- und vom Kabelsignalweg an seinem Eingang 203 und kombiniert die besagten Signalwege zur Kopplung der HF-Signale auf sei nen Ausgang 20C. Innerhalb des Diplexers 20 umfaßt der Sig nalweg ein Hochpaßfilter 22, welches den Eingang 20A mit ei nem Schaltungspunkt 24 koppelt, und nachfolgend ein Tiefpaß filter 26, welches diesen Schaltungspunkt mit dem Ausgang 20C koppelt. Der Eingang 20B ist über mehrere in Kaskade geschal tete Tiefpaßfilter 28 mit dem Schaltungspunkt 24 verbunden.

Die HF-Signale vom Ausgang 20C des Diplexers gelangen auf einen Mischer 50, der außerdem über einen Schaltungspunkt 52A Signale einer Überlagerungsfrequenz von einem Verstär ker 52 empfängt. Der Mischer 50 setzt das mit der gewähl ten Kanalfrequenz erscheinende HF-Signal in ein ZF-Signal der ersten Zwischenfrequenz von ungefähr 416 MHz um (erste Frequenzumsetzung).

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 auf recht. Wenn der Mischer 50 durch ein solches Signal hohen Pegels angesteuert wird, dann kann das HF-Signal vom Di plexer 20 ebenfalls größere relative Stärke haben, ohne daß zusätzliche Verzerrungen eingebracht werden.

Eine relativ hohe erste Zwischenfrequenz von ungefähr 416 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. 30A und dem Mischer 50 so zu wählen, daß sie gerade aus reicht, einen annehmbaren Rauschfaktor im Empfänger zu er halten. In diesem Fall können die Bandbreiten der Filter 14, 36 und 44 für das doppelt-überlagernde Abstimmsystem rela tiv groß sein im Vergleich zu den schmaleren Bandbreiten, die bei einem einfach-überlagernden Abstimmsystem erforder lich 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 ker 60 verstärkt. Der Verstärker 60 kann eingangsseitig ein auf die ZF-Frequenz von 416 MHz abgestimmtes Zweikreis filter mit einer Bandbreite von etwa 12 MHz und ausgangs seitig 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 62A des ZF-Verstärkers wird dann in einem Mischer 62 mit einem 370-MHz-Signal aus einem Überlagerungsoszillator 64 gemischt, um durch eine zweite Frequenzumsetzung das her kömmliche 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 ei nes Kanals an, um das Abstimmpotential VT und die Band schaltspannungen VB1, VB2 und VB3 zu entwickeln. Das Ab stimmpotential 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 höhe ren Pegel von etwa 24 Volt. Liegt der gewählte Kanal im unteren Abstimmband, dann nimmt die Abstimmspannung VT einen niedrigen Wert entsprechend dem Punkt 224 an, wenn der VHF-Kanal 2 gewählt ist, und einen hohen Wert ent sprechend dem Punkt 226, wenn der Kanal E des mittleren Kabelbandes gewählt ist. Liegt der gewählte Kanal im obe ren Abstimmband, dann nimmt die Abstimmspannung VT eben falls 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, V32 und VB3 ha ben nur dann, wenn ein Kanal des jeweils zugeordneten Ban des gewählt ist, einen hohen Pegel von ungefähr 18 Volt, wie er mit 240 in Fig. 2 (d) mit 250 in Fig. 2 (e) und mit 260 in Fig. 2 (f) gezeigt ist. Die Bandschaltsignale haben einen Pegel von 0 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 Über lagerungsoszillatoren 54, 56 und 58 vorgesehen. Zweckmäßi gerweise 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 zugeord neten Filters (14 bzw. 36 bzw. 44) ändert, welches auf das selbe Abstimmpotential anspricht. Die Frequenzen der dem Verstärker 52 am Punkt 52B anzulegenden Überlagerungssigna le sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.

TABELLE 2

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

Nachstehend seien anhand der Fig. 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 sei nem Ausgang 14B eine induktive Kopplung über die "heiße Seite" hat, die aus einer Serienschaltung von Induktivitä ten L402, L406, L408, L410 und L414 besteht. C408 ist ein gleichstromsperrender Kondensator mit vernachlässigbarer Wechselstromimpedanz bei UHF-Frequenzen. Die Induktivitä ten 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 Ausgangsinduktivi täten L402 und L414 tragen zur Einhaltung einer im wesent lichen konstanten Bandbreite über den breiten Abstimmbereich des Filters 14 bei. Parallel zur Induktivität L408 liegt ei ne Kapazität C404 zur Bildung eines Schwingkreises mit ei ner Resonanzfrequenz von etwa 1000 MHz. Die Abstimmbarkeit des Filters wird ermöglicht durch veränderbare Kapazitäts dioden CD42 und CD44, die von den Enden des Schwingkreises L408/C404 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 14G angelegt und über Entkopplungswider stände 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.

Fig. 7 ist ein Detailschaltbild der Schalter 34, 38, 42 und 46 und der abstimmbaren Filter 36 und 44. Der Schalter leitet Fernsehsignale vom Schaltungsknoten 32B zum Ein gang 36A über gleichstromsperrende Kondensatoren C702 und C704, wenn eine PIN-Diode SD72 durch Anlegen der Bandschalt spannung VB2 über eine HF-Drossel L702 leitend gemacht ist. Ein Widerstand R702 kontrolliert den in Durchlaßrichtung durch die Diode SD72 fließenden Strom, wenn ein Kanal im deren Abstimmband gewählt ist. Während dieser Zeit wird ei ne PIN-Diode SD74 durch die am Widerstand R702 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 angeleg te Bandschaltspannung VB1 oder durch die über eine Diode D78 angelegte Bandschaltspannung VB3 in Durchlaßrichtung gespannt. Der in der Diode SD74 fließende Durchlaßstrom wird durch den Widerstand R702 bestimmt, und die an ihr ab fallende Spannung spannt die Diode SD72 in Sperrichtung. Der Widerstand R704 bildet einen Rückleitungsweg, wenn die Diode SD74 in Sperrichtung gespannt ist. Der Kondensator C706 ist ein gleichstromsperrender Kondensator, der eine Verbindung niedriger Impedanz für Fernsehfrequenzen zwi schen der Kathode der Diode SD72 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 entspre chende Elemente, welche gleichartige Funktionen in den Schal tern 34, 38, 42 und 46 erfüllen, in jeweils der gleichen Zeile aufgeführt.

TABELLE 3

Das abstimmbare Hochbandfilter 36 hat eine Hochpaßcharak teristik wegen der Reihenschaltung von Kapazitäten C708, C710 und Kapazitätsdioden CD72 und CD74 zwischen dem Ein gang 36A und dem Ausgang 36B und wegen der induktiven Kopp lung zur "kalten Seite" über die Querinduktivitäten L706, L708 und L710. Der die Kapazitäten C708, C710 und die In duktivität L708 enthaltende Teil hat eine Hochpaßcharakte ristik mit derartiger Abstimmung, daß Signale des unteren Abstimmbandes unterdrückt werden. Die Abstimmung des Fil ters erfolgt durch Änderung der Kapazitätswerte der Kapa zitätsdioden CD72 und CD74 entsprechend ihrer Sperrvorspan nung, die über Widerstände R706 und R708 von dem am An schluß 36C zugeführten Abstimmpotential VT angelegt wird. Die Kapazität der Diode CD72 bildet Resonanz mit den In duktivitäten L704 und L706, und die Kapazität der Diode CD74 bildet Resonanz mit den Induktivitäten L710 und L712.

Das abstimmbare Tiefbandfilter 44 hat eine induktive Kopp lung über die "heiße Seite" und ist ähnlich wie das vor stehend beschriebene UHF-Filter 14. Eine Induktivität L726 und eine Kapazität C728 bilden einen Schwingkreis mit ei ner Resonanzfrequenz von etwa 200 MHz, 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 Ka pazitätsdioden CD76 und CD78 gelegt wird. Zwei Kapazitäten C726 und C730 bilden Wege relativ niedriger Impedanz bei Fernsehfrequenzen zwischen den Kathoden der Kapazitätsdio den CD76 und CD78 einerseits und Masse andererseits. Zwei Induktivitäten L722 und L724 bilden eine angezapfte Induk tivität, ebenso wie die beiden Induktivitäten L730 und L728.

Die vorstehend beschriebenen Anordnungen sind nur als Bei spiel anzusehen und können im Rahmen der Erfindung auch abgewandelt werden. So ist z. B. der Schalter S1A als me chanischer Schalter dargestellt, weil anzunehmen ist, daß normalerweise ein Fernsehempfänger verwendet wird, der ent weder eine VHF-Antenne 30A oder einen Kabelanschluß 303 aber nicht beides hat, denn das Programm der VHF-Kanäle kommt gewöhnlich auch über das Kabel. Wenn jedoch ein voll automatischer Empfang gewünscht wird, kann der Umschalter S1A durch ein Relais oder durch einen PIN-Dioden-Schalter ersetzt werden, gesteuert durch eine Bandschaltspannung oder einen Diplexer.

Außerdem können der UHF-Verstärker 16 und der VHF-Verstär ker 40 fortgelassen werden und all ihrer Stelle PIN-Dioden- Schalter ähnlicher Art wie der Schalter 34 vorgesehen wer den, wenn man einen einzigen Verstärker in die Verbindung 20C zwischen dem Diplexer 20 und dem Mischer 50 einfügt.

In der Fig. 8 ist eine spezielle Abwandlung dargestellt, die für den Fall zweckmäßig ist, daß die erste ZF-Frequenz ungefähr 416 MHz beträgt. Über Rundfunk gesendete Fernseh signale für den VHF-Kanal 12 haben einen Bildträger bei ungefähr 205 MHz und einen Tonträger bei ungefähr 210 MHz. Da die zweiten Harmonischen dieser Trägerfrequenzen und auch Signale mit der Summe dieser Frequenzen nahe der er wähnten ZF-Frequenz liegen, ist es wünschenswert, eine Dämpfung solcher Trägerfrequenzen vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird die oben in Verbindung mit Fig. 7 beschriebene Induktivität L706 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 näch sten an Masse G liegen. Infolgedessen wird die Kapazität C801 durch die Transformatorkopplung zwischen L806 und L706 derart "reflektiert", daß sie effektiv in Reihe mit dem von Masse G entferntesten Teil der Induktivität L706 liegt. Die se Kombination wirkt als Serienresonanz-Bandsperre und ist auf den Kanal 12 abgestimmt, so daß eine Dämpfung von etwa 20 d3 bei 210 MHz und von etwa 10 dB bei 205 MHz erfolgt. Ein Teil der Betriebsspannung +V, der von einem aus Wider ständen R801 und R802 gebildeten Spannungsteiler abgelei tet wird, wird an die Anode einer Schaltdiode SD801 gelegt. Ein Ableitkondensator C802 koppelt den oberen Verbindungs punkt der Elemente C801 und L806 mit Masse und stellt einen Weg vernachlässigbarer Impedanz für Fernsehfrequenzen dar. In ähnlicher Weise koppelt eine Kapazität C803 die Kathode der Diode SD801 mit Masse.

Für Rundfunkempfang wird ein Umschalter S1B, der ein zwei ter Pol des oben in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Umschalters S1A 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 C801 in der vorstehend be schriebenen Weise gekoppelt. Wenn einer der Kanäle 11, 12 oder 13 gewählt wird, dann geht der Schalter S2 aus seiner Position IN in seine Position IN, um die Kathode der Diode SD801 mit Masse zu verbinden und dadurch diese Diode in Durchlaßrichtung zu spannen. Infolgedessen wird die Ka pazität C801 über die vernachlässigbar kleinen Impedanzen der Elemente SD801, C803 und C802 über Masse praktisch kurzgeschlossen, so daß die beschriebene Bandsperrenschal tung C801-L706 unwirksam ist.

Für Kabelempfang wird der Schalter S1B in die Position CA-B gestellt, um die Bandsperrenschaltung C801-L706 in ähnli cher Weise unwirksam zu machen.

Claims

1. Mehrband-Abstimmsystem zur Erzeugung eines Zwischen frequenzsignals aus Hochfrequenzsignalen, welche in aufeinan derfolgenden Fernseh-Frequenzbändern liegen, von denen das unterste Band ein erstes Rundfunkband (L-VHF), das nächsthöhere Band ein erstes Kabelband (MB-CATV) und das dann nächsthöhere ein zweites Rund funkband (H-VHF) und das darauf folgende ein zweites Kabelband (SB-CATV) ist, mit

- einer Steuereinrichtung (70) zur Erzeugung einer Abstimm spannung (VT) als Maß für die Frequenz eines ausgewählten Kanals,
- einem ersten Filter (44), welches für HF-Signale durchlässig ist, die ein erstes Abstimmband einnehmen, dessen unterer Teil die Frequenzen des ersten Rundfunkbandes (VHF) und dessen oberer Teil den unteren Teil des ersten Kabelbandes (MB-CATV) bis zu einer innerhalb des Kabelbandes liegenden Frequenz grenze umfaßt,
- einem zweiten Filter (36), welches für HF-Signale durchlässig ist, die ein zweites Abstimmband einnehmen, das in seinem unteren Teil einen an der Frequenzgrenze beginnenden höheren Teil des ersten Kabelbandes (MB-CATV) und das zweite Rundfunkband (H-VHF) sowie das zweite Kabelband (SB-CATV) umfaßt,
- und einer Wähleinrichtung (34, 38, 42; 46) zum Einschalten des ersten Filters, wenn der gewählte Kanal im ersten Abstimm band liegt, bzw. zum Einschalten des zweiten Filters, wenn der gewählte Kanal im zweiten Abstimmband liegt, dadurch gekennzeichnet,
- daß das erste Filter (44) eine Tiefpaßcharakteristik (Fig. 3) und das zweite Filter (36) eine Hochpaßcharakteristik (Fig. 6) hat und beide Filter (36, 44) mit Hilfe von Kapazitätsdioden- (CD76, CD78; CD72, CD74) in Abhängigkeit von der Abstimm spannung (VT) über jeweils das erste bzw. zweite Abstimmband abstimmbar sind, wobei sich ihre Bandbreite mit der Abstimm spannung ändert, und bei Abstimmung auf einen Kanal höherer Frequenz erheblich größer als bei Abstimmung auf einen Kanal niedrigerer Frequenz ist,
- und daß die Frequenzgrenze zwischen den abstimmbaren Filtern (44, 36) so gewählt ist, daß das Verhältnis zwischen oberer und unterer Grenzfrequenz jedes der beiden Abstimmbereiche kleiner als 3 : 1 ist und das erste Rundfunkband (L-VHF) inner halb der unteren Hälfte des ersten Abstimmbandes und das zweite Rundfunkband (H-VHF) innerhalb der unteren Hälfte des zweiten Abstimmbandes liegt.

2. Abstimmsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- ein drittes Filter (14) zur Selektion von HF-Signalen in einem dritten Abstimmband (UHF), welches ein dem zweiten Kabelband folgendes drittes Rundfunkband enthält,
- einen Diplexer (20) zur Auswahl der HF-Signale, die durch das jeweils eingeschaltete erste (44), zweite (36) oder dritte (14) Filter selektiert werden,
- eine Oszillatoranordnung (54, 56, 58) zur Erzeugung eines von der zur Abstimmspannung (VB1, VB2, VB3, VT) gehörigen Frequenz abhängigen Überlagerungssignals und
- einen das vom Diplexer (20) ausgewählte HF-Signal mit Hilfe des Überlagerungssignals in ein ZF-Signal umsetzenden Mischer (50, 62).

3. Abstimmsystem nach Anspruch 1 oder 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 (40A);
einen ersten und einen zweiten Diodenschalter (42, 34), zum Verbinden der Eingänge des ersten und des zweiten Filters (44, 36) mit dem Eingangsknoten (32B);
einen dritten und einen vierten Diodenschalter (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 den ersten und den dritten Diodenschalter (42, 46) leitend macht, wenn der gewählte Kanal innerhalb des ersten Ab stimmbandes liegt, und welche den zweiten und den vierten Diodenschalter (34, 38) leitend macht, wenn der gewählte Kanal innerhalb des zweiten Abstimmbandes liegt.

4. Abstimmsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (70) den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Diodenschalter (42, 34, 46, 38) nicht-leitend hält, wenn der gewählte Kanal außer halb des ersten und zweiten Abstimmbandes liegt.

5. Abstimmsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:
einen ersten Verstärker (40), dessen Signaleingang mit dem Ausgangsknoten (40A) und dessen Signal ausgang mit dem Diplexer (20) verbunden ist; und
eine Einrichtung (70, D12, D14), welche ein Betriebs potential (VB1, VB2) an den Verstärker (40) legt, wenn irgendeiner der vier Diodenschalter (42, 34, 46, 38) leitend gemacht wird, und welche das Betriebspo tential vom Verstärker abtrennt, wenn die vier Diodenschalter nicht leiten.

6. Abstimmsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:
einen zweiten Verstärker (16), dessen Signaleingang mit dem dritten Filter (14) und dessen Signalausgang mit dem Diplexer (20) gekoppelt ist;
eine Einrichtung (70, VB3), welche ein Betriebspoten tial an den Verstärker (16) legt, wenn der gewählte Kanal innerhalb des dritten Abstimmbandes liegt, und welche das Betriebspotential vom Ver stärker abtrennt, wenn der gewählte Ka nal außerhalb des dritten Abstimmbandes liegt.

7. Abstimmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filter (44) und das zweite Filter (36) Zweikreis-Filter enthalten.