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Die
vorliegende Erfindung umfasst den Hauptgegenstand der japanischen
Patentanmeldung JP 2004-111691, die im japanischen Patentamt am
6. April 2004 angemeldet wurde, deren gesamter Inhalt hier unter
Bezugnahme eingeführt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Testsignal-Erzeugungsschaltung
und eine Empfangsschaltung, die die Testsignal-Erzeugungsschaltung
hat.
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Bei
einem Überlagerungsempfänger wird
die Empfangscharakteristik, beispielsweise eine Empfangsempfindlichkeit
und die Bildstörungscharakteristik
verschlechtert, wenn die folgenden Frequenzbeziehungen nicht erfüllt sind: fRX = fLO – fiF
...für
Mittelwellenrundfunk (AM-Rundfunk) und fRX
= fLO + fIF ...für
FM-Rundfunk, wobei
- fRX:
- Empfangsfrequenz,
- fLO:
- Mischoszillatorfrequenz,
und
- fIF:
- Zwischenfrequenz.
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Es
wird daher ein Testsignalgenerator vorgesehen, um die Mittenfrequenz
einer Antennenabstimmungsschaltung, die Mittenfrequenz eines Zwischenfrequenzfilters
(anschließend
als "Empfangsfrequenz
und Zwischenfrequenz" und
dgl. bezeichnet) zu prüfen
und einzustellen.
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Dieser
Testsignalgenerator kann durch eine PLL-Schaltung (Phasenverriegelungsschaltung)
aufgebaut sein, wie beispielsweise in 4 gezeigt
ist. Ein Oszillatorsignal mit einer stabilen Frequenz f1 wird von
einer Quarzoszillatorschaltung 1 hergeleitet, das derart
hergeleitete Oszillatorsignal wird in ein Signal S1 frequenz-unterteilt,
welches eine Frequenz von 1/m (m = eine ganze Zahl von 2 oder größer) durch
eine Frequenzteilerschaltung 2 hat, und das Signal S1 wird
zu einer Phasenvergleichsschaltung 3 geliefert. Außerdem wird
ein Oszillatorsignal S4 von einem VCO (spannungsgesteuerter Oszillator)
hergeleitet, das hergeleitete Oszillatorsignal S4 wird in Signal
S5, welches eine Frequenz von 1/n (n = eine ganze Zahl von 2 oder
größer) hat,
durch eine Frequenzteilerschaltung 5 frequenz-unterteilt,
und dann wird das Signal S5 zur Phasenvergleichsschaltung 3 geliefert.
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Die
Phasenvergleichsschaltung 3 vergleicht die Phase des Signals
S2 als eine Referenzfrequenz mit der Phase des Signals S5, das somit
erhaltene Vergleichsausgangssignal wird zu einem Tiefpassfilter 6 geliefert,
um eine DC-Spannung (Gleichspannung) herzuleiten, die einen Wert
hat, der der Phasendifferenz zwischen den Signalen S2 und S5 entspricht,
und diese DC-Spannung wird zum VCO 4 als Steuersignal geliefert.
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Im
Normalzustand wird daher die Frequenz des Signals S5 gleich der
Frequenz des Signals S2, so dass die Frequenz f4 des Oszillatorsignals
S4 angegeben wird durch: f4 = n/m × f1
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Die
Frequenz f4 des Oszillatorsignals S4 kann daher durch Ändern der
Frequenzteilerverhältnisse
von m und n geändert
werden. Wenn das Oszillatorsignal S4 als Testsignal verwendet wird,
ist es möglich,
die Empfangsfrequenz und die Zwischenfrequenz unter Verwendung der
Frequenz f4 des Oszillatorsignals S4 als Referenz zu prüfen und
einzustellen. Als Dokument nach dem Stand der Technik existiert
die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. OP2000-13336.
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Es
ist notwendig, dass die Frequenz des Testsignals S4 gemäß einem
Frequenzschritt einer Empfangsfrequenz und einer Zwischenfrequenz
geändert
werden kann. Da beispielsweise der Frequenzschritt des Mittelwellenrundfunks
9 kHz beträgt,
ist es erforderlich, dass Frequenz f4 des Testsignals S4 ebenfalls
bei einem Schritt von 9 kHz geändert
wird, um die Empfangsfrequenz mit dem Testsignal S4 zu prüfen und
einzustellen. Beim Prüfen
und Einstellen der Zwischenfrequenz ist es notwendig, die Frequenz
f4 des Testsignals S4 in einem Schritt von beispielsweise 5 kHz
zu ändern.
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Wenn
das Testsignal S4, welches durch die in 4 gezeigte PLL-Schaltung erzeugt wird,
verwendet wird, wird die Frequenz, die für den Phasenvergleich in der
Phasenvergleichsschaltung 3 verwendet wird, niedrig, beispielsweise
5 kHz. Wenn die Schaltungen als IC ausgebildet werden, wird mit
dieser niedrigen Frequenz das Phasenrauschen größer und verschlechtert das
C/N-Verhältnis
(Träger-Rausch-Verhältnis),
so dass korrekte Testergebnisse in Abhängigkeit vom Testinhalt und
von dem zu testenden Aufgaben manchmal nicht erzielt werden können. Beispielsweise
kann man keine korrekten Ergebnisse erhalten, wenn Dämpfungshöhen eines Filters
geprüft
werden, welches eine scharfe Dämpfungscharakteristik,
eine Bildstörung
und dgl. hat.
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5A und 5B und 6A und 6B zeigen, wie die Messergebnisse
der Filterfrequenzcharakteristik und der Bildstörungscharakteristik sich mit
einem C/N-Verhältnis
des Testsignals S4 ändern. 5A und 5B zeigen die Messergebnisse der Frequenzcharakteristik eines
Zwischenfrequenzfilters. In 5A wird
angenommen, dass eine Kurve A die korrekte Frequenzcharakteristik
des zu messenden Zwischenfrequenzfilters ist.
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Wenn
das Testsignal S4 ein gutes C/N-Verhältnis hat, wie durch eine durchgezogene
Linie in 5A gezeigt
ist, und die Frequenzcharakteristik durch allmähliches Ändern von dessen Frequenz gemessen
wird, kann die Frequenzcharakteristik B, die durch eine durchgezogene
Linie in 5B gezeigt ist,
die gleich der korrekten Frequenzcharakteristik A ist, erzielt werden.
Wenn jedoch das Testsignal S4 ein geringes C/N-Verhältnis hat,
wie durch eine unterbrochene Linie in 5A gezeigt
ist, werden Messergebnisse C, die durch eine unterbrochene Linie
in 5B gezeigt ist, die
breiter sind als die korrekten Frequenzcharakteristiken A, aufgrund
der Rauschkomponente des Testsignals S4 erhalten.
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6A und 6B zeigen die Messergebnisse der Bildstörungscharakteristik.
In 6A und 6B wird angenommen, dass
eine Kurve D eine Transfer-Charakteristik einer Antennenabstimmschaltung
ist. Wenn das Testsignal S4 ein gutes C/N-Verhältnis hat, wie in 6A gezeigt ist, wird ein
maximales Ausgangssignal erhalten, wenn die Frequenz des Testsignals
S4 gleich einer Empfangsfrequenz fRX ist, während lediglich ein kleines
Ausgangssignal erhalten wird, wenn die Frequenz des Testsignals
S4 gleich einer Bildfrequenz fIMG ist. Ein Verhältnis eines Signalpegels bei
der Frequenz fRX zu einem Signalpegel bei der Frequenz fIMG ist
eine Bilddämpfungshöhe (Dezibel).
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Wenn
jedoch das Testsignal S4 ein geringes C/N-Verhältnis hat, wie in 6B gezeigt ist, liegen, wenn
die Frequenz des Testsignals S4 gleich der Bildfrequenz fIMG ist,
die Rauschkomponenten des Testsignals S4 im Durchlassband und seinem
näheren
Bereich der Antennenabstimmschaltung, so dass ein schräger Linienbereich,
der in 6B gezeigt ist, ebenfalls
als Bildkomponenten ausgegeben wird. Die korrekte Bilddämpfungshöhe kann
daher nicht gemessen werden.
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Wie
oben beschrieben können,
wenn das C/N-Verhältnis
des Testsignals S4 gering ist, die korrekten Messergebnisse in Abhängigkeit
von dem Testinhalt und dem zu testenden Objekten nicht erhalten
werden. Bei einem sogenannten Niedrig-IF-Empfänger wird unter anderem die
Mischoszillatorfrequenz fLO in die Nähe der Empfangsfrequenz fRX
eingestellt, und die Zwischenfrequenz fIF wird viel niedriger als
die Empfangsfrequenz fRX eingestellt, so dass der Einfluss des Phasenrauschens
in der Nähe
des Trägers
groß ist
und die optimale Einstellung nicht durchgeführt werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, die oben beschriebenen Schwierigkeiten
zu lösen.
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Eine
Testsignal-Erzeugungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung weist
auf:
eine Abstimmschaltung zum Aufnehmen eines Empfangssignals,
welches eine gewünschte
Frequenz hat;
eine Mischoszillatorschaltung zum Bilden von
zwei orthogonalen Mischoszillatorsignalen;
zwei erste Mischschaltungen
zur Frequenzumsetzung des Empfangssignals in zwei Zwischenfrequenzsignale
unter Verwendung der beiden Oszillatorsignale;
zwei Zwischenfrequenzfilter
zum Extrahieren der beiden Zwischenfrequenzsignale von Ausgangssignalen
der beiden ersten Mischschaltungen;
zwei Phasenverschieberschaltungen
zur Verschiebung von Phasen der beiden Zwischenfrequenzsignale,
die durch die beiden Zwischenfrequenzfilter extrahiert werden;
eine
erste Berechnungsschaltung zum Ausgeben eines Zwischenfrequenzsignals über Addition
oder Subtraktion von Ausgangssignalen der beiden Phasenverschieberschaltungen;
eine
Signalbildungsschaltung zum Bilden von zwei orthogonalen Wechselstromsignalen,
die eine Frequenz haben, die gleich einer Zwischenfrequenz der beiden
Zwischenfrequenzsignale ist;
zwei zweite Mischschaltungen zum
Empfangen der beiden Wechselstromsignale und der beiden Mischoszillatorsignale;
und
eine zweite Berechnungsschaltung zum Ausgeben eines Signals,
welches eine gewünschte
Frequenz einer Bildfrequenz hat, durch Addition oder Subtraktion
von Ausgangssignalen der beiden zweiten Mischschaltungen, wobei
ein
Ausgangssignal der zweiten Berechnungsschaltung zur Abstimmschaltung
als ein Testsignal geliefert wird.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Empfangsschaltung nach einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Testsignal-Erzeugungsschaltung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Tabelle, welche Testarten des AM-Empfangs und des FM-Empfangs
zeigt;
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4 ist
ein Blockdiagramm einer PLL-Schaltung;
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5A und 5B zeigen
die Messergebnisse von Filterfrequenzkennlinien; und
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6A und 6B zeigen
die Messergebnisse von Bildstörungskennlinien.
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(1) Empfangsschaltung 10
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Empfangsschaltung 10 eines
Empfängers
für den
AM-Rundfunk (Mittelwellenrundfunk) und den FM-Rundfunk zeigt, für welche
die vorliegende Erfindung angewandt wird. Die Empfangsschaltung 10 ist
eine sogenannte Niedrig-IF-Schaltung, bei der eine Zwischenfrequenz
viel niedriger eingestellt wird als eine Empfangsfrequenz, wobei
eine Mischoszillatorfrequenz in der Nähe der Empfangsfrequenz eingestellt
wird. Ein Empfangssignal wird in zwei orthogonale Zwischenfrequenzsignale
frequenz-umgesetzt, und die Bildkennlinie wird durch eine Phasenverarbeitung
verbessert.
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Während des
AM-Rundfunkempfangs wird ein Empfangssignal SRX, welches eine gewünschte Frequenz
hat (Zielempfangsfrequenz) von einer elektronischen Abstimmantennen-Abstimmschaltung 11A aufgenommen,
und dieses Empfangssignal SRX wird zu zwei Mischschaltungen 13A und 13B über einen
Hochfrequenzverstärker 12A und
eine Bandumschaltschaltung 31 geliefert.
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Während des
FM-Rundfunkempfangs wird ein Empfangssignal SRX, welches eine gewünschte Frequenz
hat, von einer elektronischen Abstimmantennen-Abstimmschaltung 11F aufgenommen,
und dieses Empfangssignal SRX wird zu zwei Mischschaltungen 13A und 13B über einen
Hochfrequenzverstärker 12F und
die Bandumschaltschaltung 31 geliefert.
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Eine
Mischoszillatorschaltung 32 ist mit einer PLL-Schaltung
aufgebaut, welche zwei Signale SLOA und SLOB erzeugt, die Phasen
haben, welche voneinander um 90° verschieden
sind, und eine Frequenz in der Nähe
der Frequenz des Empfangssignals SRX. Die Signale SLOA und SLOB
werden als Mischoszillatorsignale zu den Mischschaltungen 13A bzw. 13B geliefert.
Beispielsweise wird eine Frequenz fLO der Mischoszillatorsignale
SLOA und SLOB auf eine Frequenz, die höher ist als die Empfangsfrequenz
fRX, auf 55 kHz während
des AM-Rundfunkempfangs, und auf eine Frequenz, die niedriger ist
als die Empfangsfrequenz, auf 250 kHz während des FM-Rundfunkempfangs
eingestellt.
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Die
Mischschaltungen 13A und 13B setzen die Frequenz
des Empfangssignals SRX des AM-Rundfunks oder des FM-Rundfunks in
zwei Zwischenfrequenzsignale SIFA und SIFB unter Verwendung der
Mischoszillatorsignale SLOA bzw. SLOB um. In diesem Fall enthält jedes
der Zwischenfrequenzsignale SIFA und SIFB Signalkomponenten einer
gewünschten
Frequenz (Zielsignalkomponenten) und Signalkomponenten einer Bildfrequenz. Aus
Einfachheitsgründen
werden in der folgenden Beschreibung die Signalkomponenten der gewünschten
Frequenz als Zwischenfrequenzsignale SIFA und SIFB bezeichnet, und
die Signalkomponenten der Bildfrequenz werden als Bildkomponenten
bezeichnet.
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Da
die Mischoszillatorsignale SLOA und SLOB eine Phasendifferenz von
90° haben,
sind die Zwischenfrequenzsignale SIFA und SIFB mit einer Phasendifferenz
von 90° orthogonal
zueinander, und die Bildkomponenten sind orthogonal zueinander mit einer
Phasendifferenz von 90° in
der entgegengesetzten Beziehung zu den Zwischenfrequenzsignalen
SIFA und SIFB.
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Ein
Teil einer Steuerspannung, die an eine variable Kapazitätsdiode
eines VCO (nicht gezeigt) in einer PLL-Schaltung angelegt werden
soll, wird von der PLL-Schaltung hergeleitet, welche die Mischoszillatorschaltung 32 bildet,
und diese Steuerspannung wird als Abstimmspannung zu den Abstimmschaltungen 11A und 11F geliefert,
um das Empfangssignal SRX abzustimmen.
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Die
Zwischenfrequenzsignale SIFA und SIFB (und Bildkomponenten) von
den Mischschaltungen 13A und 13B werden zu einer
Amplituden- und Phasenkorrekturschaltung 14 geliefert,
die einen relativen Amplitudenfehler und Phasenfehler der Zwischenfrequenzsignale
SIFA und SIFB korrigiert. Die fehler-korrigierten Zwischenfrequenzsignale
SIFA und SIFB werden zu Phasenschieberschaltungen 16A und 16B über Bandpassfilter 15A und 15B geliefert,
die Zwischenfrequenzfilter bilden. Die Phasenschieberschaltungen 16A und 16B verschieben
die Phasen beispielsweise in einer Weise, dass die Zwischenfrequenzsignale
SIFA und SIFB die gleiche Phase haben und die Bildkomponenten entgegengesetzte
Phasen haben. Die Zwischenfrequenzsignale SIFA und SIFB werden nach
der Phasenverschiebung zu einer Berechnungsschaltung 17 geliefert und
miteinander addiert. Ein Zwischenfrequenzsignal SIF, welches die
Bildkomponenten löscht,
wird von der Berechnungsschaltung 17 ausgegeben.
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Anschließend wird
das Zwischenfrequenzsignal SIF über
einen Zwischenfrequenzverstärker 18 und
ein Bandpassfilter 19 zu einer Digitalverarbeitungsschaltung 20 geliefert,
die das Zwischenfrequenzsignal durch A/D-Umsetzung (Analog-Digital-Umsetzung)
umsetzt und eine vorher festgelegte Digitalverarbeitung entsprechend
dem Format des Empfangssignals SRX durchführt, um ein Audiosignal auszugeben.
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Die
Verstärker 12A, 12F und 18 bestehen aus
Regelverstärkern.
Ein Teil des Zwischenfrequenzsignals SIF vom Bandpassfilter 19 wird
zu einer AGC-Spannungserzeugungsschaltung 33 geliefert,
welche eine AGC-Spannung VAGC erzeugt. Die AGC-Spannung VAGC wird
zum Verstärker 18 als Verstärkungsfaktorsteuersignal
geliefert, um einen AGC-Betrieb
bei der Zwischenfrequenzstufe durchzuführen. Die AGC-Spannung VAGC
wird außerdem über eine
Additionsschaltung 35 zu den Hochfrequenzverstärkern 12A und 12F als
Verstärkungsfaktorsignal
geliefert, um einen AGC-Betrieb in der Hochfrequenzstufe durchzuführen.
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Die
Zwischenfrequenzsignale SIFA und SIFB, die von den Mischschaltungen 13A und 13B ausgegeben
werden, werden ebenfalls zu einer Überschusseingangssignal-Ermittlungsschaltung 34 geliefert,
welche eine AGC-Spannung VOL erzeugt, wenn der Empfangspegel zu
hoch wird. Diese AGC-Spannung VOL wird über die Additionsschaltung 35 zu
den Hochfrequenzverstärkern 12A und 12F als
Verstärkungsfaktor-Steuersignal
geliefert, um verzögerte
AGC bei der Hochfrequenzstufe durchzuführen. Die Empfangsschaltung 10,
die oben beschrieben wurde, ist als Ein-Chip-IC (integrierte Schaltung)
hergestellt, mit der Ausnahme der Abstimmschaltungen 11A und 11F und
einer Resonanzschaltung in der Mischoszillatorschaltung 31 und
der Digitalverarbeitungsschaltung 20. Die Digitalverarbeitungsschaltung 10 ist
ebenfalls im gleichen Ein-Chip-IC hergestellt.
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Ein
Mikrocomputer 36 ist als eine Systemsteuerschaltung vorgesehen.
Betriebsschalter 37, beispielsweise ein Abstimmschalter,
sind mit dem Mikrocomputer 36 verbunden. Wenn beispielsweise
die Spannung eingeschaltet wird, liefert der Mikrocomputer 36 ein
Korrektursteuersignal zur Amplituden- und Phasenkorrekturschaltung 14,
die wie oben beschrieben in einer Weise gesteuert wird, dass die Bildkomponenten,
welche in den Zwischenfrequenzsignalen SIFA und SIFB enthalten sind,
so werden, dass sie die gleiche Amplitude und entgegengesetzte Phasen
haben, so dass die Berechnungsschaltung 17 die Bildkomponenten
auslöschen
kann.
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Wenn
ein Bandumschaltschalter der Betriebsschalter 37 betätigt wird,
liefert der Mikrocomputer 36 ein Steuersignal zur Umschaltschaltung 31, die
einen Zustand annimmt, der in 1 gezeigt
ist, oder einen entgegengesetzten Zustand, um in einen Empfangsmodus
des AM-Rundfunks oder des FM-Rundfunks einzutreten. In diesem Zeitpunkt
liefert der Mikrocomputer 36 ein Signal, welches für den Empfangsmodus
repräsentativ
ist, zu den Schaltungen 15A, 15B, 16A, 16B, 19, 20 und 32,
um die Kenndaten dieser Schaltungen für den Empfang des AM-Rundfunks
oder des FM-Rundfunks zu ändern.
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Wenn
der Abstimmschalter der Betriebsschalter 37 betätigt wird,
liefert der Mikrocomputer 36 ein vorher festgelegtes Steuersignal
zur Mischoszillatorschaltung 32, um die Oszillatorfrequenz
der Mischoszillatorsignale SLOA und SLOB zu ändern, um somit die Empfangsfrequenz
fRX auf die gewünschte
Frequenz zu ändern.
Der AM- und der FM-Rundfunk bei einer beliebigen Frequenz kann daher
empfangen werden.
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(2) Testsignal-Erzeugungsschaltung 40
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(2-1) Aufbau der Testsignal-Erzeugungsschaltung 40
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Bei
der vorliegenden Erfindung besitzt der Empfänger eine Einbau-Testsignalerzeugungsschaltung 40 und
bereitet einen AM-Empfangstestmodus und einen FM-Empfangstestmodus
vor. Im AM-Empfangstestmodus und im FM-Empfangstestmodus tritt die
Empfangsschaltung 10 in einem Empfangsmodus des AM-Rundfunks
bzw. des FM-Rundfunks ein.
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2 zeigt
ein Beispiel der Testsignal-Erzeugungsschaltung 40. Die
Testsignal-Erzeugungsschaltung 40 besitzt
eine PLL 50, welche ein AC-Signal (Wechselstromsignal)
ausgibt, welches die Zwischenfrequenz fIF hat. Eine Signalbildungsschaltung 51 besteht
nämlich
beispielsweise aus einer Quarzoszillatorschaltung. Die Signalbildungsschaltung 51 gibt
ein Signal, welches eine vorher festgelegte stabile Frequenz hat,
beispielsweise 480 kHz, an eine Frequenzteilerschaltung 52 aus,
welche die Frequenz in ein Signal S52, welches eine 1/48-Frequenz hat,
d.h., eine Frequenz von 10 kHz unterteilt. Dieses Signal S52 wird
zu einer Phasenvergleichsschaltung 53 als deren Referenzsignal
geliefert.
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Ein
VCO 54 ist vorgesehen, um zwei Oszillatorsignale S54A und
S54B, die eine vorher festgelegte Frequenz und unterschiedliche
Phasen haben, die um 90° verschoben
sind, auszugeben. In diesem Fall ist, obwohl dies später deutlicher
wird, ist im Normalzustand die Frequenz der Oszillatorsignale S54A
und S54B gleich der Zwischenfrequenz fIF (= 55 kHz oder 250 kHz)
in der Empfangsschaltung 10. Wenn die Mischoszillatorsignale
SLOA und SLOB in der Empfangsschaltung 10 angegeben sind
durch: SLOA = sin
(2π × fLO × t) (1A) SLOB = cos (2π × fLO × t) (1B)haben die
Oszillatorsignale S54A und S54B die folgenden Phasenbeziehungen: S54A = cos (2π × fIF × t) (2A) S54B = sin (2π × fIF × t) (2B)
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Das
Oszillatorsignal S54A wird zu einer Multiplizierschaltung 55 geliefert,
und das Oszillatorsignal S54B wird zu einer Umschaltschaltung 56 geliefert.
Eine DC-Spannung V51, die gleich dem DC-Pegel der Signale S54A und
S54B ist, wird ebenfalls zur Umschaltschaltung 56 geliefert.
Außerdem
ist die Umschaltschaltung 56 auf einen Status, wie in 2 gezeigt
ist, geschaltet, und sie ist entgegengesetzt zu dem Zustand, der
in 2 geschaltet ist, im FM-Empfangstestmodus durch
den Mikrocomputer 36 geschaltet, und dadurch wird ein Ausgangssignal von
der Umschaltschaltung 56 zur Multiplizierschaltung 55 beliefert.
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Im
AM-Empfangstestmodus gibt, da die Oszillatorsignale S54A und S54B
zur Multiplizierschaltung 55 geliefert werden, die Multiplizierschaltung 55 ein
Signal S55 aus, welches eine Frequenz von 2 × fIF der Oszillatorsignale
S54A und S54B hat. Im FM-Empfangstestmodus gibt, da das Oszillatorsignal S54A
und die DC-Spannung V51 zur Multiplizierschaltung 55 geliefert
werden, die Multiplizierschaltung 55 das Signal S55 aus,
welches die Frequenz fIF des Oszillatorsignals S54A hat.
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Dieses
Signal S55 wird zu einer Variabel-Frequenz-Teilungsschaltung 57 geliefert,
welche die Frequenz in ein Frequenzteilungssignal S57 unterteilt,
welches eine Frequenz von 1/N hat. Dieses Signal S57 wird zur Phasenvergleichsschaltung 53 geliefert.
Ein Frequenzteilungsverhältnis
N wird durch den Mikrocomputer 36 wie folgt festgelegt:
N
= 11 ... im AM-Empfangstestmodus
N = 25 ... im FM-Empfangstestmodus.
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Unter
Verwendung der Frequenz des Frequenzteilungssignals S52 als Referenz
vergleicht die Phasenvergleichsschaltung 53 die Phase des
Signals S57 mit der des Signals S52, und ein Vergleichsausgangssignal
wird zu einem Tiefpassfilter 58 geliefert, welches eine
DC-Spannung ausgibt, welches einen Pegel hat, der der Phasendifferenz
zwischen den Signalen S57 und S52 entspricht. Diese Spannung wird
zum VCO 54 als dessen Steuersignal geliefert.
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Während des
Normalbetriebs werden, da die Frequenzteilungssignale S52 und S57,
die an die Phasenvergleichsschaltung 53 angelegt werden, gleich
sind, f52 und f54 im AM-Empfangstestmodus angegeben durch: f52 = f54 × 2/N,
und entsprechend f54 = f52 × N/2
=
10 kHz × 11/2
=
55 kHz
= Zwischenfrequenz fIF im AM-Rundfunkempfangsmodus,
wobeiwobei
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- f52:
- Frequenz des Frequenzteilungssignals
S52 = 10 kHz
- f54:
- Oszillatorfrequenz
des VCO 54.
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Im
FM-Empfangstestmodus gilt, da f52 = f54/N: F54
= f52 ×
=
10 kHz × 25
=
250 kHz
= Zwischenfrequenz fIF im FM-Rundfunkempfangsmodus.
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Die
Frequenz der Oszillatorsignale S54A und S54B des VCO 54 wird
nämlich
im AM-Empfangstestmodus gleich der Zwischenfrequenz fIF im AM-Rundfunkempfangsmodus,
und im FM-Empfangstestmodus gleich der Zwischenfrequenz fIF im FM-Empfangstestmodus.
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Die
Oszillatorsignale S54A und S54B werden zu Mischschaltungen 61A und 61B geliefert,
und die Mischoszillatorsignale SLOA und SLOB, welche von den Mischoszillatorschaltungen 32 der
Empfangsschaltung 10 ausgegeben werden, werden ebenfalls
zu den Mischschaltungen 61A und 61B geliefert.
Die Ausgangssignale S61A und S61B von den Mischschaltungen 61A und 61B werden
zu einer Berechnungsschaltung 62 geliefert.
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In
diesem Fall werden die Frequenzen und Phasen der Mischoszillatorsignale
SLOA und SLOB durch die Gleichungen (1A) und (1B) angegeben, und
die Frequenzen und Phasen der Oszillatorsignale S54A und S54B werden
durch die Gleichungen (2A) und (2B) angegeben.
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Daher
werden die folgenden Gleichungen aufgestellt: 2 × S61A = 2 × SLOA × S54A = sin (2π × (fLO +
fIF) × t)
+ sin (2π × (fLO – fIF) × t) (3A) 2 ×S61B = 2 × SLOB ×S54B = sin (2π × (fLO +
fIF) × t) – sin (2π × (fLO – fIF) × t) (3B)
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Wenn
das Signal 61A dem Signal S61B durch die Berechnungsschaltung 62 hinzugefügt wird,
kann deren Ausgangssignal S62 von den Gleichungen (3A) und (3B)
wie folgt ausgedrückt
werden: 2 × S62 =
2 × (S61A
+ S61B) = sin (2π × (fLO +
fIF) × t) (4)
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Wenn
das Signal 61B vom Signal S61A durch die Berechnungsschaltung 62 subtrahiert
wird, kann deren Ausgangssignal S62 ausgedrückt werden als: 2 × S62 = 2 × (S61A – S61B) = sin (2π × (fLO +
fIF) × t) (5)
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Das
Signal S62, welches in der Gleichung (4) gezeigt ist, ist die Bildfrequenz
fIMG im AM-Rundfunkempfangsmodus oder die Empfangsfrequenz fRX (gewünschte Frequenz)
im FM-Rundfunkempfangsmodus. Das Signal S62, welches in der Gleichung
(5) ge zeigt ist, ist die Empfangsfrequenz fRX (gewünschte Frequenz)
im AM-Rundfunkempfangsmodus oder die Bildfrequenz fIMG im FM-Rundfunkempfangsmodus.
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Der
Mikrocomputer 36 beliefert die Berechnungsschaltung 82 mit
einem Steuersignal, welches die Addition oder die Subtraktion zeigt,
so dass das Signal S62, welches in der Gleichung (4) oder (5) gezeigt
ist, von der Berechnungsschaltung S62 ausgegeben wird.
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Dieses
ausgegebene Signal S62 wird zu einem PLL-Filter 63 geliefert,
welches ein Signal S63 ausgibt, bei dem unnötige Komponenten beseitigt sind.
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Das
Ausgangssignal S62 von der Berechnungsschaltung 62 wird
zu einer variablen Frequenzteilungsschaltung 71 geliefert,
welche die Frequenz in ein Frequenzteilungssignal unterteilt, welches
eine Frequenz von 1/M hat. Das Frequenzteilungssignal wird zu einer
Phasenvergleichsschaltung 72 als deren Referenzsignal geliefert.
Ein Oszillatorsignal S63 eines VCO 73 wird zu einer variablen
Frequenzteilerschaltung 74 geliefert, welche die Frequenz
in ein Frequenzteilungssignal unterteilt, welches eine Frequenz
von 1/M hat. Dieses Frequenzteilungssignal wird zu einer Phasenvergleichsschaltung 72 geliefert.
Der Mikrocomputer 36 legt das Frequenzteilungsverhältnis auf
M = 1 im AM-Empfangstestmodus und auf M = 8 im FM-Empfangstestmodus
fest.
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Ein
Vergleichausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung 72 wird über ein
Tiefpassfilter 75 zum VCO 73 als dessen Steuersignal
geliefert. Daher ist die Frequenz des Oszillatorsignals S63 und
des VCO 73 gleich der Frequenz des Ausgangssignals S62,
und das Oszillatorsignal S63 besitzt eine höhere Reinheit als das des Signals
S62.
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Dieses
Signal S63 wird zu einer Dämpfungsschaltung 64 geliefert,
damit dieses einen vorher festgelegten Pegel bekommt. Der Source-Drain-Pfad
eines FET Q61 als Umschaltschaltung ist zwischen einem Ausgangsanschluss
der Dämpfungsschaltung 64 und
den Antennenabstimmschaltungen 11A und 11F der
Empfangsschaltung 10 geschaltet. Der Mikrocomputer 36 legt
ein vorher festgelegtes Steuersignal an das Gate des FET S61 an.
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Die
Oszillatorsignale S54A und S54B vom VCO 54 werden an die
einen Anschlüsse
der Pegeleinstellungswiderstände
R51 und R52 angelegt. Die Source-Drain-Pfade eines FET Q51 und eines
FET Q52 als Umschaltschaltung werden zwischen anderen Anschlüssen der
Widerstände
R51 und R52 und den Eingangsanschlüssen der Bandpassfilter 15A und 15B der
Empfangsschaltung 10 entsprechend geschaltet. Der Mikrocomputer 36 legt
vorher festgelegte Steuersignale an die Gates der FET Q51 und Q52
an.
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Diese
Testsignal-Erzeugungsschaltung 40 ist als Ein-Chip-IC zusammen
mit der Empfangsschaltung 10 hergestellt, mit Ausnahme
einiger Schaltungen wie oben beschrieben.
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(2-2) Betrieb und Verwendungsmodus
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Die
folgenden Operationen und Prozesse werden durchgeführt, wenn
eine Empfangsfrequenz, eine Zwischenfrequenz und dgl. der Empfangsschaltung 10 unter
Verwendung der Testsignal-Erzeugungsschaltung 40 eingestellt
werden.
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(2-2-1) Prüfung und
Einstellung der AM-Empfangsfrequenz
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In
diesem Fall werden die Betätigungsschalter 37 betätigt, um
die Empfangsschaltung 10 auf den AM-Rundfunkempfangsmodus
und die Testsignal-Erzeugungsschaltung 40 auf den AM-Empfangstestmodus
einzustellen. Der Mikrocomputer 36 liefert Steuersignale,
um die Betriebsschaltung 62 auf einen Subtraktionsmodus
einzustellen und den FET Q61 einzuschalten und die FET Q51 und Q52
auszuschalten.
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Die
Berechnungsschaltung 62 gibt daher das Subtraktionssignal
S62, welches in der oben beschriebenen Gleichung (5) gezeigt ist,
aus. Dieses Signal S62 wird als Testsignal über die Dämpfungsschaltung 64 und
den FET Q61 zur Antennenabstimmungsschaltung 11A der Empfangsschaltung 10 geliefert.
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Es
daher möglich,
die Empfangsfrequenz, d.h., die Mittenfrequenz der Antennenabstimmungsschaltung 11A zu überprüfen und
einzustellen. Die Frequenz des Testsignals S62 kann auf eine beliebige
Frequenz im Frequenzschritt beim AM-Rundfunk geändert werden, da der Mikrocomputer 36 die Mischoszillatorfrequenz
fLO der Mischoszillatorschaltung 32 ändert.
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(2-2-2) Prüfung der
AM-Empfangsbild-Störungskennlinien
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In
diesem Fall wird im Zustand von (2-2-1) der Prozess der Berechnungsschaltung 62 auf
einen Additionsmodus geändert.
Die Berechnungsschaltung 62 gibt daher das Additionssignal
S62, welches in der oben beschriebenen Gleichung (4) gezeigt ist, aus.
Dieses Signal S62 wird als Testsignal zur Antennenabstimmschaltung 11A der
Empfangsschaltung 10 geliefert. Es ist daher möglich, die
Bildstörungskennlinie
zu prüfen.
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(2-2-3) Prüfung und
Einstellung der AM-Empfangszwischenfrequenz
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In
diesem Fall liefert im Zustand von (2-2-1) der Mikrocomputer 36 Steuersignale,
um den FET Q61 auszuschalten und die FET Q51 und Q52 einzuschalten.
Die Oszillatorsignale S54A und S54B des VCO 54 werden daher über die
FET Q51 und Q52 zu den Bandpassfiltern 15A und 15B der
Empfangsschaltung 10 als Testsignale geliefert.
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In
diesem Fall ist die Frequenz f54 der Oszillatorsignale S54A und
S54B gleich einer normalen Zwischenfrequenz fIF im AM-Empfangsmodus.
Der Mikrocomputer 36 ändert
das Frequenzteilerverhältnis
N der variablen Frequenzteilerschaltung 57, beispielsweise
durch Inkrementieren von 1 im Bereich von N = 3 bis 80, so dass
die Frequenz f54 des Oszillatorsignals S54B in einem Schritt von
5 kHz wie in 3 gezeigt geändert werden kann.
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Es
ist daher möglich,
die Frequenz f54 der Oszillatorsignale S54A und S54B zu prüfen und
einzustellen, d.h., die Mittenfrequenz der Zwischenfrequenzfilter 15A, 15B und 19.
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(2-2-4) Prüfung und
Einstellung des FM-Empfangs
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In
diesem Fall werden die Betätigungsschalter 37 so
betätigt,
um die Empfangsschaltung 10 auf den FM-Rundfunkempfangsmodus
und die Testsignal-Erzeugungsschaltung 40 auf den FM-Empfangstestmodus
einzustellen.
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Der
Mikrocomputer 36 liefert Steuersignale, um die Betriebsschaltung 62 auf
einen Additions- oder Subtraktionsmodus einzustellen und um den FET
Q61 einzuschalten und die FET Q51 und Q52 auszuschalten, oder umgekehrt
den FET Q61 auszuschalten und die FET Q51 und Q52 einzuschalten. Unter
diesen Umständen
ist es ähnlich
wie bei der oben beschriebenen AM-Empfangsprüfung und Einstellung möglich, die
FM-Empfangsfrequenz und die Zwischenfrequenz zu prüfen und
einzustellen und die Bildstörungskenndaten
zu prüfen.
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Während der
Zwischenfrequenzprüfung
und Einstellung kann die Frequenz f54 der Oszillatorsignale S54A
und S54B in einem Schritt von 10 kHz geändert werden, wie in 3 gezeigt
ist.
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(3) Zusammenfassung
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Bei
der oben beschriebenen Testsignal-Erzeugungsschaltung 40 kann
ein Testsignal, welches zur Prüfung
und Einstellung des Empfängers
notwendig ist, erzeugt werden. Da in diesem Fall das Signal S62,
von dem das Testsignal S63 erzeugt wird, durch Verschiebung – um einen
Betrag der Zwischenfrequenz – der
Frequenz fLO der Mischoszillatorsignale SLOA und SLOB, die von der
Empfangsschaltung 10 geliefert werden, gebildet wird, kann
die Frequenz des Testsignals S63 im Frequenzschritt des AM- oder
FM-Rundfunks durch Ändern
der Frequenz fLO der Mischoszillatorsignale SLOA und SLOB geändert werden.
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Die
Prüfung
und die Einstellung der AM-Empfangszwischenfrequenz, d.h., die Prüfung und
die Einstellung der Mittenfrequenz der Bandpassfilter 15A , 15B und 19 werden
unter Verwendung des Testsignals S63 in einem Schritt von 5 kHz durchgeführt. Da
in diesem Fall sogar der Phasenvergleich in der Phasenvergleichsschaltung 53 unter Verwendung
des Signals S52 durchgeführt
wird, welches eine Frequenz von 10 kHz hat, kann die Schlei fenbandbreite
der PLL-Schaltung 50 verbreitert werden, und Phasenrauschen
kann stark unterdrückt werden.
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Für die Prüfung und
Einstellung der AM- und FM-Empfangsfrequenzen wird das Testsignal
S63 durch Frequenzumsetzen der Oszillatorsignale S54A und S54B der
PLL-Schaltung 50 gebildet,
wobei die Mischoszillatorsignale SLOA und SLOB verwendet werden.
Sogar, wenn die Signale S54A und S54B Phasenrauschen enthalten,
verbleibt daher die Bandbreite, die durch Phasenrauschen im Testsignal S63
eingenommen wird, eng, so dass dieses Testsignal ohne irgendein
praktisches Problem verwendet werden kann.
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Die
PLL-Schaltung 50 erzeugt die Oszillatorsignale S54A und
S54B, welche die Zwischenfrequenz fIF haben, und das Testsignal
S63 wird durch Frequenzumsetzung der Oszillatorsignale S54A und S54B
unter Verwendung der Mischoszillatorsignale SLOA und SLOB gebildet.
Daher kann die Frequenz des Testsignals S63 im Frequenzschritt der
Empfangsfrequenz für
sowohl das AM- als auch das FM-Rundfunkempfangsband geändert werden.
Aus dem gleichen Grund folgt, da die Empfangsfrequenz fRX auf die
Frequenz eingestellt wird, bei der die Prüfung durchgeführt wird,
die Frequenz des Testsignals S63 automatisch und wird auf die Frequenz
eingestellt, bei der die Prüfung
oder Einstellung durchgeführt
wird. Eine Arbeit, welche für
Einstellungen erforderlich ist, ist daher klein, und die Prüfung und
die Einstellung kann schnell durchgeführt werden.
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Das
Testsignal S63 kann durch Durchlassen des Signals S62 gebildet werden,
welches von der Berechnungsschaltung 62 über das
PLL-Filter 63 ausgegeben wird. Daher kann das Testsignal
S63 hochrein gebildet werden, indem die Schleifenfrequenzbandbreite
des PLL-Filters 63 eingestellt wird, auf einen Wert, der
ausreichend klein ist im Vergleich zur Zwischenfrequenz fIF und
nicht durch Phasenrauschen beeinflusst wird. Wenn beispielsweise
die Zwischenfrequenz fIF 50 kHz beträgt, beträgt ein Unterschied zwischen
der Empfangsfrequenz fRX und der Bildfrequenz 100 kHz, so dass eine
Dämpfung von
30 dB oder höher
bei der Schleifenbandbreite von ungefähr 10 kHz erhalten werden kann.
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Es
ist daher möglich,
die Überprüfung und Einstellung
genauer durchzuführen,
oder genauer sogar für
eine Empfangsschaltung, die überragende Kenndaten
hat. Da insbesondere die Empfangsschaltung 10 die Bildkomponenten
unter Verwendung der Phasendifferenz zwischen den Zwischenfrequenzsignalen
SIFA und SIFB löscht,
besitzt das Testsignal S63 eine hohe Reinheit, so dass die Überprüfung und
Einstellung der Bildsteuerungskenndaten genauer durchgeführt werden
kann.
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Das
Ausgangssignal S62 der Berechnungsschaltung 62 kann als
Testsignal zu den Antennenabstimmungsschaltungen 11A und 11F über die
Dämpfungsschaltung 64 geliefert
werden. Wenn ein Polyphasen-Filter verwendet wird, kann Extraktion
und Phasenverschiebung des Zwischenfrequenzsignals zum gleichen
Zeitpunkt realisiert werden. Das Bandpassfilter 15A und
die Phasenschieberschaltung 16A können aus einem ersten Polyphasen-Filter
gebildet sein, und das Bandpassfilter 15B und die Phasenschieberschaltung 16B können aus
einem zweiten Polyphasen-Filter gebildet sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das Testsignal, welches für die Überprüfung und Einstellung einer
Empfangsschaltung notwendig ist, leicht gebildet werden. Das Testsignal,
welches geringeres Phasenrauschen in einem breiten variablen Frequenzband
hat, kann erhalten werden. Da das Testsignal, welches eine hohe
Reinheit hat, erhalten werden kann, werden eine genaue Prüfung und
Einstellung möglich,
und sogar eine Empfangsschaltung, die ausgezeichnete Kenndaten hat,
kann eingestellt werden.