DE1080630B

DE1080630B - Self-oscillating mixer stage with one transistor

Info

Publication number: DE1080630B
Application number: DEG23811A
Authority: DE
Inventors: Juergen Sick
Original assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Current assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Priority date: 1958-01-29
Filing date: 1958-01-29
Publication date: 1960-04-28

Description

Die Erzeugung hochfrequenter Schwingungen mit Transistoren bereitet Schwierigkeiten, sobald sich die gewünschte Frequenz der Grenzfrequenz des Transistors nähert oder diese überschreitet. Die Ursache dieser Erscheinung ist darin zu suchen, daß die Transistorparameter, insbesondere die Steilheit, bei höheren Frequenzen komplexe Werte annehmen. Es sind Maßnahmen angegeben worden, um die eine saubere Rückkopplung erschwerende Phasendrehung der Steilheit des Transistors durch geeignete, konjugiert komplexe äußere Schaltelemente zu kompensieren. Ein gegebener Transistor gestattet, in Basisschaltung die frequenzmäßig höchste Schwinggrenze zu erreichen. Für mittlere Frequenzen wird trotzdem häufig die Emitterschaltung für den Oszillator selbstschwingender Mischstufen verwendet, da hierbei keine hochohmigen Rückkopplungselemente erforderlich sind, die durch Spannungsteilung und Gegenkopplung eine Minderung der Mischverstärkung verursachen wurden. Sobald hohe Betriebsfrequenzen erstrebt werden, hat man bisher auf selbstschwingende Mischstufen verzichtet und getrennte Misch- und Oszillatorstufen verwendet, um jede der beiden Funktionen optimal erfüllen zu können.The generation of high-frequency oscillations with transistors causes difficulties as soon as the desired frequency approaches or exceeds the cutoff frequency of the transistor. The cause This phenomenon is to be found in the fact that the transistor parameters, in particular the slope, contribute take on complex values at higher frequencies. Measures have been given to address the one clean feedback aggravating phase rotation of the slope of the transistor by suitable, conjugated Compensate for complex external switching elements. A given transistor allows common base to reach the highest vibration limit in terms of frequency. For medium frequencies it is still the emitter circuit for the oscillator of self-oscillating mixer stages is often used, as this is the case no high-resistance feedback elements are required, which are caused by voltage division and negative feedback cause a decrease in the mix gain. As soon as high operating frequencies aspired, one has so far dispensed with self-oscillating mixing stages and separate mixing and oscillator stages are used in order to be able to optimally fulfill each of the two functions.

Durch die Erfindung wird eine Anordnung angegeben, die es gestattet, einen Transistor sehr nahe an seiner oberen Schwinggrenze als selbstschwingende Mischstufe zu betreiben und eine annehmbare Mischverstärkung zu erhalten. Hierbei arbeitet der Transistor oszillatormäßig in Basisschaltung mit einem großen Blindwiderstand im Rückkopplungskanal zur Kompensation des Phasenfehlers der Steilheit. Für das Eingangssignal und die entstehende Zwischenfrequenz arbeitet der Transistor in Emitterschaltung. Das Netzwerk in der Emitterleitung des Transistor wird erfindungsgemäß so ausgebildet, daß es für die Oszillatorfrequenz einesteils einen hochohmigen Pfad zum gemeinsamen Massebezugspunkt darstellt und somit eine optimale Dimensionierung der Oszillatorrückkopplung gestattet und anderenteils für die Zwischenfrequenz niederohmig wirkt. Dadurch wird eine Emittergegenkopplung für die Zwischenfrequenz verhindert und eine weitgehende Ausnutzung der Mischverstärkung ermöglicht.The invention provides an arrangement which allows a transistor to be very close to operate at its upper oscillation limit as a self-oscillating mixer stage and an acceptable mixer gain to obtain. Here, the transistor works in a basic circuit with an oscillator large reactance in the feedback channel to compensate for the phase error of the slope. For the input signal and the resulting intermediate frequency, the transistor works in an emitter circuit. The network in the emitter line of the transistor is designed according to the invention so that it is for the Oscillator frequency on the one hand represents a high-resistance path to the common ground reference point and thus an optimal dimensioning of the oscillator feedback permitted and, on the other hand, has a low-resistance effect for the intermediate frequency. This will an emitter negative feedback for the intermediate frequency prevents and extensive utilization the mixing gain allows.

Neben der Möglichkeit, eine Mischstufe im Kurzwellen- oder Ultrakurzwellenbereich mit nur einem Transistor zu betreiben, bietet die erfindungsgemäße Anordnung folgende vorteilhafte Eigenschaften:In addition to the possibility of a mixer stage in the shortwave or ultra-shortwave range with just one To operate transistor, the arrangement according to the invention offers the following advantageous properties:

Durch nur ein Schaltelement (Kondensator 14) kann eine weitgehende Entkopplung von Eingangs- und Oszillatorkreis und damit eine Verminderung der Abstrahlung der Oszillatorfrequenz über die Antenne erreicht werden. Weiterhin gestattet die Anordnung eine einwandfreie Trennung von Oszillator- und Selbstschwingende Mischstufe
mit einem TransistorWith only one switching element (capacitor 14), a substantial decoupling of the input and oscillator circuit and thus a reduction in the radiation of the oscillator frequency via the antenna can be achieved. Furthermore, the arrangement allows a perfect separation of the oscillator and self-oscillating mixer stage
with a transistor

Anmelder:Applicant:

GRAETZ Kommanditgesellschaft,
Altena (Westl), Westiger Str. 172GRAETZ limited partnership,
Altena (Westl), Westiger Str. 172

Schaustellung auf der am 2. August 1957 eröffneten
Großen Deutsehen Rundfunk-, Fernseh-
und Phono-Ausstellung jn Frankfurt/M.Exhibition at the opened on August 2, 1957
Great Deutsehen radio, television
and phono exhibition in Frankfurt / M.

Jürgen Sick, Altena (Westf.),
ist als Erfinder genannt wordenJürgen Sick, Altena (Westphalia),
has been named as the inventor

Zwischenfrequenzkreis, indem diese Kreise nicht hintereinander in der Kollektorleitung des Transistors liegen, sondern parallel geschaltet sind, wobei die Kreiskapazität des Zwischenfrequenzkreises als Koppelkondensator für den Oszillatorkreis dient.Intermediate frequency circuit by placing these circuits not one behind the other in the collector line of the transistor lie, but are connected in parallel, the circular capacitance of the intermediate frequency circuit as Coupling capacitor for the oscillator circuit is used.

Die Schaltung einer selbstschwingenden Mischstufe gemäß der Erfindung zeigt die Abbildung. Der Arbeitspunkt des Transistors 8 wird in bekannter Weise durch Emitterwiderstand 11 und Basisspannungsteilerwiderstände 6 und 7 eingestellt und stabilisiert. Der Kondensator 5 dient zur hochfrequenzmäßigen Überbrückung des Widerstandes 6 und stellt, da die Ankopplung 4 des Eingangssignals niederohmig erfolgt, für die Oszillatorfunktion des Transistors die hochfrequenzmäßige Erdung der Basis dar. Vom Antennenanschluß 1 gelangen die Empfangsschwingungen von der Frequenz Ef an eine Anzapfung des aus Drehkondensator 2 und Spule 3 gebildeten Eingangskreises und durch induktive Kopplung über die Koppelspule 4 auf die Basis des Transistors. Der Oszillatoarschwingkreis besteht aus Spule 15 und Drehkondensator 16; er ist bestimmend für die Frequenz Uf der Überlagerungsschwingungen. Kondensator 13 liegt an einer Anzapfung der Oszillatorspule 15 und führt die Rückkopplungsspannung auf den Emitter des Transistors. Die zur Kompensation des Steilheitsphasenfehlers des Transistors erforderliche Phasenverschiebung der Rückkopplungsspannung wird durch Wahl der Kapazität des Rückkopplungskondensators 13 erhalten. Der Oszillatorschwingkreis 15, 16 wird über den Kondensator 12 mit dem Kollektor des Transistors 8 verbunden. DerThe diagram shows the circuit of a self-oscillating mixer stage according to the invention. The operating point of transistor 8 is set and stabilized in a known manner by emitter resistor 11 and base voltage divider resistors 6 and 7. The capacitor 5 is used for high-frequency manner bridging the resistor 6, and provides, as the coupling 4 takes the input signal of low impedance, for the oscillator function of the transistor, the high-frequency adequate earthing represent the base. From the antenna terminal 1 enter the receiving vibrations from the frequency Ef to a tap of from variable capacitor 2 and coil 3 formed input circuit and by inductive coupling via the coupling coil 4 to the base of the transistor. The oscillating circuit consists of a coil 15 and a variable capacitor 16; it is decisive for the frequency Uf of the superposition oscillations. Capacitor 13 is connected to a tap of the oscillator coil 15 and carries the feedback voltage to the emitter of the transistor. The phase shift of the feedback voltage required to compensate for the steepness phase error of the transistor is obtained by selecting the capacitance of the feedback capacitor 13. The oscillator circuit 15, 16 is connected to the collector of the transistor 8 via the capacitor 12. Of the

009 507/293009 507/293

1 -080 63α1 -080 63α

1010

Kondensator 12 dient für den Zwischenfrequenzkreis als Schwingkreiskapazität. Er liegt für die'.Zwischenfrequenz praktisch parallel zur Spule 18, da die .Oszillatorspule 15 für die Zwischenfrequenz nur. einen sehr kleinen induktiven Widerstand darstellt und der Tiefpunktkondensator 17 für alle vorkommenden Frequenzen niederohmig gehalten wird. Die Zwischenfrequenzspule 18 beeinflußt die Oszillatorfunktion nicht, da ihr induktiver Widerstand für die Oszillatorfrequenz sehr groß ist.Capacitor 12 serves as an oscillating circuit capacitance for the intermediate frequency circuit. It is for the intermediate frequency practically parallel to the coil 18, since the oscillator coil 15 for the intermediate frequency only. represents a very small inductive resistance and the Low point capacitor 17 is kept low for all frequencies occurring. The intermediate frequency coil 18 does not affect the oscillator function, since its inductive resistance for the oscillator frequency is very big.

Die Zwischenfrequenzschwingungen Zf gelangen über die Koppelspule 20 zum Zwischenfrequenzverstärker. Zur Verringerung der Oszillatorstrahlung über die Antenne wird über den Kondensator 14 eine Spannung an der Oszillatorspule 15 abgegriffen und auf die Basis des Transistors gegeben. Diese Spannung ist zu der über Kondensator 13 und Emitter auf die Basis gelangenden Spannung gegenphasig und bewirkt dadurch, daß die Basis vom Oszillator aus gesehen auf Nullpotential liegt. Vom Emitter des Transistors 8 führt die Reihenschaltung der Spule 9 und des Kondensators 10 zum gemeinsamen Massepunkt. Für die Zwischenfrequenz befinden sich Spule 9 und Kondensator 10 in Resonanz und legen damit den Emitter für die Zwischenfrequenz niederohmig an Masse, während der induktive Widerstand der Spule 9 für die Oszillatorfrequenz sehr groß ist. Die Güte und damit die Niederohmigkeit für die Zwischenfrequenz hängt vom LC-Verhältnis des Schwingungskreises 9, 10 und der Größe des Widerstandes 11 ab. The intermediate frequency oscillations Zf reach the intermediate frequency amplifier via the coupling coil 20. To reduce the oscillator radiation via the antenna, a Voltage tapped at the oscillator coil 15 and applied to the base of the transistor. This tension is in phase opposition to the voltage reaching the base via capacitor 13 and emitter and is effected in that the base is at zero potential as seen from the oscillator. From the emitter of the transistor 8 leads the series connection of the coil 9 and the capacitor 10 to the common ground point. For the intermediate frequency, coil 9 and capacitor 10 are in resonance and thus place the The emitter for the intermediate frequency has low resistance to ground, while the inductive resistance of the Coil 9 for the oscillator frequency is very large. The quality and thus the low resistance for the intermediate frequency depends on the LC ratio of the oscillating circuit 9, 10 and the size of the resistor 11.

Der Widerstand 19 bildet zusammen mit dem Tiefpunktkondensator 17 in an sich bekannter Weise ein Siebglied, das das Abfließen der Zwischen- bzw. Übertragungsfrequenz in die Betriebsspannungsleitung verhindert.The resistor 19 forms together with the low point capacitor 17 in a manner known per se Filter element that prevents the intermediate or transmission frequency from flowing into the operating voltage line prevented.

Claims

Patent claims:

1. Self-oscillating mixer stage with a transistor, which is based on an oscillator works for such high frequencies that the necessary to maintain the oscillator function Phase rotation in the feedback channel due to a large reactance, preferably Capacitor, must be done, characterized in that the emitter has a for the Oscillator frequency high-ohmic network and low-ohmic network for the intermediate frequency is connected to the common reference point:

2. Self-oscillating mixer stage with transistor according to claim 1, characterized in that the Received oscillations are given to the base terminal of the transistor and that the receiving circuit is kept free of oscillator voltage by a bridge arrangement.

3. Self-oscillating mixer stage with transistor according to claims 1 and 2, characterized thereby

'draws "that the oscillator and' intermediate frequency circuit parallel to the collector output of the 'transistor. "

Tn considered publications: '
German Patent No. 953 270;
U.S. Patent No. 2,764,674.

1 sheet of drawings