專利名稱:裝有自動頻率控制環(huán)路的接收機的制作方法
本發(fā)明涉及一種配備有用于自動微調(diào)的頻率控制環(huán)路的接收機，該接收機依次裝有一個可用變?nèi)荻O管進行頻率調(diào)節(jié)的可控振蕩器、一個接受來自可控振蕩器的信號，以將無線電頻率(RF)接收機信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的混頻級、一個被調(diào)諧到某一個固定中頻的頻率電壓轉(zhuǎn)換器以便將中頻信號相對于該固定中頻的頻率偏移轉(zhuǎn)換成頻率電壓轉(zhuǎn)換器輸出信號相對于一個基準值的幅度變化、以及一個控制信號發(fā)生電路，該控制信號發(fā)生電路用于從頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出信號中，導(dǎo)出一個控制可控振蕩器的變?nèi)荻O管的控制信號。該可控振蕩器至少可部份地對其不對稱的電容-電壓特性進行補償。
從已經(jīng)公布的德國專利No.1，260，558中可得知一種用于這種類型接收機的自動微調(diào)頻率控制環(huán)路。
該文獻中的頻率控制環(huán)路的控制信號發(fā)生電路包括一個晶體管，該晶體管一方面可對起頻率電壓轉(zhuǎn)換器作用的鑒頻器的輸出電壓進行放大，以便提高控制斜率;而在另一方面可這樣驅(qū)動變?nèi)荻O管，使其在場強正常情況下，其電容隨著所述IF信號的頻率偏移作線性變化。
這種已知的頻率控制環(huán)路中的線性變化可通過選擇和控制晶體管的工作點來達到，從而使正常場強情況下的正、負頻率偏移結(jié)果分別限制在由該晶體管提供的控制信號的限幅范圍內(nèi)，該控制信號的限幅范圍是由這一晶體管在第一和第二固定值(它們是分別不對稱地位于對應(yīng)于中頻的所述基準值的兩側(cè)的值)上提供的。在某些情況下，在控制信號中得到的這樣的不對稱性，可以補償可控振蕩器的變?nèi)荻O管的電容-電壓特性的不對稱性。結(jié)果，頻率控制環(huán)路的捕捉和保持的范圍(下面簡稱控制范圍)在一定程度上是對稱地位于正確的調(diào)諧點的兩側(cè)，也就是說位于IF信號的載頻與所述固定中頻相一致時的調(diào)諧位置。
在控制信號發(fā)生限幅情況時的調(diào)諧范圍中，控制信號并不隨著可能發(fā)生的IF信號的頻率偏移而變化，因此就不能進行自動微調(diào)。所以，就有可能成為一種出現(xiàn)在位于頻率一電壓轉(zhuǎn)換器之前的接收機RF濾波器的邊緣上的穩(wěn)定調(diào)諧位置，亦稱邊緣調(diào)諧，從而形成一種可觀的聲響信號失真。
此外，對于在上述已知頻率控制環(huán)路的晶體管內(nèi)的弱場強來說，是可以實現(xiàn)一種基本上對稱的鑒頻器電壓的線性放大的，因而其控制信號也是對稱的。于是變?nèi)荻O管的不對稱的電容電壓特性就不能被補償，因而該已知頻率控制環(huán)路的控制范圍也是不對稱的。
本發(fā)明的一個目的是為了使接收機中用于自動微調(diào)的頻率控制環(huán)路的控制范圍，相對于正確的調(diào)諧點成對稱，而與場強無關(guān)，且不可能出現(xiàn)所不希望的穩(wěn)定邊緣調(diào)諧效應(yīng)。
根據(jù)本文開頭部份所描述的本發(fā)明的那種接收機的特征在于其控制信號發(fā)生電路包括有一個被配置在頻率電壓轉(zhuǎn)換器和變?nèi)荻O管之間的門限值衰減電路，該門限值衰減電路的門限電壓主要相當于所述的基準值;并且當頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出信號超過門限電壓時，其轉(zhuǎn)換因數(shù)就減少一個大體上是恒定且有限的dB數(shù)。
本發(fā)明是以一種認識為基礎(chǔ)的，這就是對于用來補償變?nèi)荻O管的不對稱電容-電壓特性的控制信號的不對稱的幅度修正來說，可以通過對高于基準值的頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出信號，相對于低于基準值的輸出信號進行線性放大或衰減來防止控制信號的幅度限制，從而防止穩(wěn)定邊緣調(diào)諧效應(yīng)的出現(xiàn)。
當利用本發(fā)明的措施時，控制信號根據(jù)相對于基準值的頻率偏移方向，具有正的或負的幅度變化值，該變化值最初隨著頻率偏移值而逐漸增加到某一給定的最大的正值或負值，然后再逐漸減小?？刂菩盘柕淖畲笳呐c最大負的幅度變化量與由這些幅度偏移量引起的、變?nèi)荻O管相對于與基準值所對應(yīng)的基準電容量的電容偏移量成反比。此外，每個這些最大的正的或最大負的幅度偏移值，主要是僅僅在相對于正確調(diào)諧點的某一給定的正的或負的頻率偏移量時而發(fā)生的，或者換言之，控制信號的與頻率相關(guān)的幅度變化在這些最大幅度變化值附近是一種曲線關(guān)系，從而防止了穩(wěn)定的邊緣調(diào)諧效應(yīng)，并可得到與IF信號或場強的幅度無關(guān)的對稱性。
根據(jù)本發(fā)明的接收機的一種易于實現(xiàn)的最佳實施例，其特征在于其門限值衰減電路包括有一個用于將頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與門限電壓進行比較的電壓比較器，以及一個被接到電壓比較器并配置在頻率電壓轉(zhuǎn)換器和變?nèi)荻O管之間的分壓器，所述電壓比較器可在上述輸出電壓超過門限電壓時提高分壓器的分壓比。
在另一個最佳實施例中，其特征在于其分壓器包括有一個第一和第二電阻的串聯(lián)裝置，它的第一電阻也被接在頻率電壓轉(zhuǎn)換器與變?nèi)荻O管之間，而它的第二電阻被接到裝在電壓比較器中的第一晶體管的發(fā)射極，該第一晶體管通過其集電極接地，并通過其基極而接到第一偏壓上，該第一偏壓大體上等于門限電壓和導(dǎo)通的第一晶體管的基-射結(jié)間電壓的差值，第一晶體管實現(xiàn)一比較功能，而且也控制了分壓器的分壓比。
這種類型的接收機的其他一個最佳實施例的特征在于其第一電阻和第三電阻組成另一個分壓器，并通過該第三電阻接到第二晶體管的發(fā)射極;該第二晶體管的導(dǎo)通方式是與第一晶體管相反的，并通過其集電極接到電源電壓、通過其基極而接到第二偏壓，該第二偏壓大體上等于門限電壓和導(dǎo)通的第二晶體管的基-射結(jié)間電壓之和;首先提到的分壓器的分壓比與另一個分壓器的分壓比的比是與變?nèi)荻O管的相對于對應(yīng)于基準值的基準電容的電容-電壓特性的不對稱性是相反的。
當運用本措施時，控制信號的幅度的雙邊不對稱性都可得以修正。
本發(fā)明將參考附圖，通過舉例進一步進行描述。
附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種接收機。
圖2示出了可控振蕩器的變?nèi)荻O管的電容-電壓特性曲線以及控制信號的某特性曲線以說明本發(fā)明的工作。
圖3示出了對控制信號進行雙邊幅度修正所用的門限值衰減電路。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種接收機所用的門限值衰減電路的另一種更一般的實施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種接收機1-9，它包括有一個備有天線輸入端A的RF輸入級1，該級被接到一個頻率控制環(huán)路2-6，并通過該環(huán)路而接到一個信號處理單元7(例如立體聲解碼器和/或聲頻輸出級)以及揚聲器8和9。該頻率控制環(huán)路裝有一個混頻級2，它被接到RF輸入級1;一個中頻(IF)部分3;一個頻率-電壓轉(zhuǎn)換器4，它可以是例如一個FM(調(diào)頻)積分檢波器、一個FM-PLL(鎖相環(huán))一檢波器、一個比例檢波器等;一個控制信號發(fā)生電路5，它被接到一個變?nèi)荻O管D，該二極管D是可控振蕩器6的一個調(diào)諧元件，該振蕩器6向混頻級2提供一種頻率可調(diào)諧的振蕩信號。
在這種接收機中，信號處理本來是眾所周知的，如將一個無線電頻率(RF)的接收機信號，通過RF輸入級1而加到混頻級2，在那里該RF信號借助于振蕩器信號的幫助而被轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號。在IF部份3中實現(xiàn)中頻信號的選頻。在FM接收機的情況下，則隨后就在頻率電壓轉(zhuǎn)換器4中實現(xiàn)鑒頻，接著再在被接到那里的信號處理單元7中進行信號處理(例如立體聲解碼器)并用揚聲器8和9進行再現(xiàn)。在AM接收機的情況下，則在IF部份3的輸出端的AM檢波器(未在圖中示出)中實現(xiàn)AM檢波，隨后就在聲頻輸出級(也未在圖上示出)中進一步進行聲頻信號處理。
IF部份3和頻率電壓轉(zhuǎn)換器4都被互相調(diào)諧在同一固定中頻上。無論是在FM或AM接收機中，頻率電壓轉(zhuǎn)換器4將IF信號的載頻相對于固定中頻的頻率偏移轉(zhuǎn)換成相對于對應(yīng)于固定中頻的基準值的信號幅度變化，該變化的大小和方向由這些頻率偏移所確定。通過下面所要描述的方式，在控制信號發(fā)生電路5中從頻率電壓轉(zhuǎn)換器4的輸出信號中導(dǎo)出用于變?nèi)荻O管D的控制信號(以后簡稱檢波器電壓)，就可完成自動微調(diào);該控制信號可用一種負反饋的方式控制可控振蕩器6的頻率，因而也就可減少頻率控制環(huán)路2-6中的頻率偏移。
由于對應(yīng)于相等大小的正或負的頻率偏移的檢波器輸出電壓相對基準值是對稱地變化的，而相對于該基準值的變?nèi)荻O管D的電壓-電容特性是明顯的不對稱的;所以在控制信號隨該基準值附近的頻率而對稱地變化的情況下，其控制范圍也將是不對稱的。為了說明這點，須參考圖2，圖中曲線K1示出了剛提及的二極管的特性曲線(二極管電容Cd和二極管截止電壓VD的函數(shù)關(guān)系)，以及曲線K2示出了該對稱的檢波器電壓的與頻率有關(guān)的幅度變化，或者至少示出了它的直流分量的大小隨頻率偏移而變化的情況。
從二極管截止電壓VD＝Vs-Vr時的基準電容Cr開始，(其中Vs是加到二極管D的陰極上的電源電壓、而Vr是發(fā)生于于正確調(diào)諧時的基準電壓)當IF信號的載頻與固定中頻相一致時，則一個相當于檢波器電壓的直流分量的、并沿K2曲線圍繞Vr而在Vr+△V和Vr-△V之間對稱地變化的控制信號Vc將產(chǎn)生一種在不對稱地圍繞Cr而在最大和最小電容值C1和C2之間的范圍內(nèi)的電容變化，其C1和Cr之間的范圍內(nèi)比Cr和C2之間的范圍大得多。通過把最大值，此情況下是發(fā)生在頻率f2的控制信號Vc的最大正的幅度(Q)，以發(fā)生在頻率f1的控制信號的最大負的幅度(S)為參考，一直減小到例如Vr+ 1/2 △V，則最大電容值C1就能被減小到C3;于是C3和Cr之間的電容差值就基本上等于Cr和C2間的電容差值了，那時頻率控制環(huán)路2-6對于正的頻率偏移和對于負的頻率偏移的環(huán)路增益就相等了，從而就形成一種對稱的控制范圍。
正如在現(xiàn)有技術(shù)中由圖2中R點與P點之間的平坦部份所示，當通過限制控制信號Vc的幅度而得到這樣的一種幅度的減小時，會在所述頻率f2和對應(yīng)于P點的頻率f4之間的范圍內(nèi)可能產(chǎn)生一種不希望有的邊緣調(diào)諧。
在根據(jù)本發(fā)明的接收機中，通過將控制信號的超過Vr的各值，相對于低于Vr的各值衰減一個恒定而有限的dB數(shù)(在給定情況下是3dB)，就可避免控制信號Vc的這樣一種幅度限止。因此就可以保持在T點附近的、相當于Q點的頻率的曲線部份。所以在f1和f2以外好的范圍中，在頻率控制環(huán)路中就有一種頻率偏移的正反饋，結(jié)果產(chǎn)生一種防止發(fā)生穩(wěn)定的邊緣調(diào)諧的不穩(wěn)定狀態(tài)。
利用圖1的接收機的控制信號發(fā)生電路5就可得到這樣一種與相對于基準值Vr的方向有關(guān)的幅度的減低?？刂菩盘柊l(fā)生電路包括有一個分壓器R1、R2，該分壓器的一端通過一個輸入端10而接到頻率電壓轉(zhuǎn)換器4的輸出端，而另一端接到第一PNP晶體管T1的發(fā)射極。該晶體管T1的基極被接到第一偏壓，而其集電極被接地。該第一偏壓可在配置在電源Vs和地之間的分壓器R4、R5的一個輸出端取得。分壓器R1、R2的電阻R1和R2間的連接點通過一個接地的電容C而接地(對諸信號頻率來說)，并通過電阻R6和控制信號發(fā)生電路5的一個輸出11而接到變?nèi)荻O管D。
第一偏壓通過分壓器R4、R5而調(diào)節(jié)到一個這樣的值，該值比檢波器電壓的基準值Vr約低一個二極管電壓(接近600毫伏)，即晶體管T1在導(dǎo)通狀態(tài)時的基-射結(jié)間的壓降。因此有門限值衰減電路作用的分壓器R1R2和晶體管T1的門限電壓就等于基準值Vr對于超過基準電壓Vr的諸檢波器電壓(K2曲線的虛線部份的O、P、Q、R)來說，晶體管T1是導(dǎo)通的，所以電阻R2就通過晶體管T1的射-集通道而接地，而檢波器電壓就被分壓器R1R2的分壓比所衰減。于是與頻率有關(guān)的控制電壓Vc就隨著通過T點的K′2曲線的實線部份而變化。
當檢波器電壓降到低于基準值Vr時，晶體管T1的導(dǎo)通情況就減低。雖然在這個范圍中，在一定程度上，分壓器R1R2仍是起作用的，但實際上，其衰減作用是小到可忽略的地步，而與頻率有關(guān)的控制電壓Vc就基本上隨著通過S點的K2曲線的實線部份而變化。
按照二極管的不對稱特性，利用圖3和圖4(圖中各元件的標號是同圖1對應(yīng)一致的)中的控制信號發(fā)生電路，來對基準值Vr以上和以下的檢波器電壓值進行幅度修正是可能的。在圖3所示電路中，除了第一門限PNP晶體管T1以外，通過另外裝入一個第二門限NPN晶體管T2來達到這種所謂的雙邊幅度修正的。晶體管T2的發(fā)射極通過第三電阻R3而接到第一和第二電阻R1和R2之間的連接點上，該第一和第三電阻R1和R3組成所謂的另一個分壓器，晶體管T2的集電極接電源，而其基極接到第二偏壓。第一和第二偏壓是通過把電源電壓Vs適當分壓而得的，分壓的方法是采用原有電阻R4的部分電阻R′4和R″4以及電阻R5來完成的。通過選擇由R1和R2所確定的分壓比和由R1和R3所確定的分壓比之間比值，使其大致反比于二極管特性的圍繞基準電容Cr的不對稱的電容值;就可在恰當?shù)剡x擇偏壓的情況下得到一種對稱的控制范圍。為了使控制信號具有經(jīng)過S點和T點的由曲線K′2所示的、與頻率有關(guān)的變化特性，檢波器電壓的變化幅度并不需要有一個給定值，但它可以大于圖1電路的檢波器電壓的變化幅度。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種接收機所用的一種控制信號發(fā)生電路5的一般實施例，其中在第一和第二比較器COMP1和COMP2中可進行電壓比較，在超過第一和第二門限電壓V1和V2時該二比較器就將開關(guān)S1和S2閉合，因而產(chǎn)生一種與圖3電路相同的檢波器電壓的雙邊幅度修正作用。
在一個實際使用的實施例中，電阻R1-R6對應(yīng)地具有以下各阻值30KΩ;30KΩ;60KΩ;15KΩ;4.3KΩ;10KΩ。而電阻R′4和R″4分別具有4.3KΩ和10.7KΩ的阻值。電源電壓Vs為1600毫伏;基準值Vr為800毫伏，而電容C為4.7μF。
顯然，本發(fā)明的目的也可用不同的方式來實現(xiàn)，例如使用門限值放大器以高于基準值Vr的部份為參考對那些低于基準值Vr的檢波器電壓值進行放大，其實現(xiàn)方法是將控制電壓加到二極管的陰極，以致與上述幅度修正恰好是反向的，從而使不對稱的二極管特性得以合適地補償，以及/或者在控制環(huán)路2-6中的其他地方用與頻率或電壓有關(guān)的轉(zhuǎn)換功能相反的方法來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種裝有用于自動微調(diào)的頻率控制環(huán)路的接收機，該接收機依次裝有一個可控振蕩器，它可用變?nèi)荻O管裝置來調(diào)諧頻率；一個混頻級，它接受來自可控振蕩器的信號以將RF接收機信號轉(zhuǎn)換成中頻信號；一個頻率電壓轉(zhuǎn)換器，它被調(diào)諧到一個固定的中頻，以便將中頻信號相對于該固定中頻的頻率偏移量轉(zhuǎn)換成頻率電壓轉(zhuǎn)換器輸出信號相對于一個基準值的幅度變化量；以及一個控制信號發(fā)生電路，它是用來從頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出信號中導(dǎo)出一個控制可控振蕩器的變?nèi)荻O管的控制信號，該可控振蕩器可至少部份地對其不對稱的電容-電壓特性進行補償，其特征在于該控制信號發(fā)生電路包括有一個門限值衰減電路，該門限值衰減電路被配置在頻率電壓轉(zhuǎn)換器和變?nèi)荻O管之間，該門限值衰減電路的門限電壓主要對應(yīng)于所述基準值，而它的轉(zhuǎn)換因數(shù)在頻率電壓轉(zhuǎn)換器輸出信號超過該門限電壓時可降低一個大體上是恒定而有限的dB數(shù)。
2.如權(quán)利要求
1中所要求的一種接收機，其特征在于門限值衰減電路包括一個用于將頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與門限電壓進行比較的電壓比較器，以及一個被接到電壓比較器并被配置在頻率電壓轉(zhuǎn)換器和變?nèi)荻O管之間的分壓器，所述的電壓比較器在剛才提及的輸出電壓超過門限電壓時可增加分壓器的分壓比。
3.如權(quán)利要求
2中所要求的一種接收機，其特征在于分壓器包括有一個第一和第二電阻的串聯(lián)裝置，其第一電阻也被接在頻率電壓轉(zhuǎn)換器和變?nèi)荻O管之間，而其第二電阻被接到裝在電壓比較器中的第一晶體管的發(fā)射極，該第一晶體管通過其集電極接地，并通過其基極接到第一偏壓，該第一偏壓大致上等于門限電壓和正在導(dǎo)通的第一晶體管的基一射結(jié)間的電壓的差值。
4.如權(quán)利要求
3中所要求的一種接收機，其特征在于其第一電阻與第三電阻組成另一個分壓器，并通過該第三電阻接到第二晶體管的發(fā)射極，該第二晶體管的導(dǎo)通方式與第一晶體的是相反的，并通過其集電極接到電源，通過其基極接到一個第二偏壓，該第二偏壓基本上等于門限電壓和正導(dǎo)通的第二晶體管的基一射結(jié)間的電壓的和，首先提及的分壓器的分壓比與另一個分壓器的分壓比的比是與變?nèi)荻O管的電容一電壓特性的不對稱性是相反的。
專利摘要
配備一用于自動微調(diào)的頻率控制環(huán)路的接收機依次裝有一用變?nèi)荻O管調(diào)頻的可控振蕩器；一接收來自振蕩器的信號，將RF接收機信號轉(zhuǎn)換成中頻信號的混頻級；一被調(diào)諧到固定中頻的頻率電壓轉(zhuǎn)換器，以將相對于固定中頻的中頻信號的頻率偏移量，轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換器的輸出信號相對于基準值的幅度變化量；一控制信號發(fā)生電路，用于從轉(zhuǎn)換器的輸出信號中導(dǎo)出一控制上述二極管的控制信號，該電路至少部分地補償二極管的不對稱的電容—電壓特性。
文檔編號H03J7/02GK86108014SQ86108014
公開日1987年8月5日 申請日期1986年11月24日
發(fā)明者安東尼厄斯·約翰尼斯·約瑟夫斯·科尼利厄斯·隆默斯 申請人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan