DE1269680B

DE1269680B - High frequency amplifier stage with a transistor and optionally connectable input circuits

Info

Publication number: DE1269680B
Application number: DE19671269680
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Zierhut
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1967-10-03
Filing date: 1967-10-03
Publication date: 1968-06-06

Description

Hochfrequenzverstärkerstufe mit einem Transistor und wahlweise anschaltbaren Eingangskreisen Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzverstärkerstufe mit einem Transistor und wahlweise anschaltbaren Eingangskreisen für mehrere Frequenzbereiche, die mit einer gemeinsamen Kapazität durchstimmbar sind, wobei ein Eingangskreis als Leitungskreis mit Innenleiter und ein anderer als Schwingkreis mit konzentrierter Spule ausgebildet ist und bei der die Eingangselektrode des Transistors mit einer parallel zum Innenleiter angeordneten Koppelschleife verbunden ist.High-frequency amplifier stage with a transistor and optionally switchable Input circuits The invention relates to a high frequency amplifier stage with a Transistor and optionally connectable input circuits for several frequency ranges, which are tunable with a common capacity, with an input circuit as a line circuit with inner conductor and another as an oscillating circuit with concentrated Coil is formed and in which the input electrode of the transistor with a is connected parallel to the inner conductor arranged coupling loop.

Bei solchen Verstärkerstufen, die beispielsweise bei sogenannten Allbandwählern in Fernsehgeräten eingesetzt werden, ist es schwierig, eine über das gesamte Frequenzband (z. B. etwa 40 bis 800 MHz bei Allbandwählern) optimale Anpassung der Eingangskreise an den Eingang des Transistors zu erzielen. Koppelt man den Transistor über eine parallel zum Innenleiter geführte Koppelschleife an die Eingangskreise an, so läßt sich beispielsweise für die mittleren Frequenzbereiche (z. B. im Band IV) eine gute Anpassung erreichen, jedoch ergibt sich dann bei den höchsten Frequenzbereichen durch einen stark kapazitiven Anteil eine sehr störende Fehlanpassung. Die Anpassung liegt bei den höchsten Kanälen zu tief, wenn die Ankopplung für die tiefer liegenden Kanäle richtig bemessen wurde.With such amplifier stages, for example with so-called all-band selectors Used in televisions, it is difficult to get one over the full frequency band (e.g. around 40 to 800 MHz with all-band selectors) optimal adaptation of the input circuits to achieve the input of the transistor. If you couple the transistor via a coupling loop, which is parallel to the inner conductor, is connected to the input circuits, so lets For example, a good one for the middle frequency ranges (e.g. in band IV) Achieve adaptation, but then results at the highest frequency ranges a very disruptive mismatch due to a strong capacitive component. The adaptation is too deep for the highest channels if the coupling is for the lower ones Channels has been properly sized.

Um eine breitbandige Hochfrequenztransistorstufe an einen Vorkreis annähernd frequenzunabhängig und leistungsangepaßt anzukoppeln, ist es auch bekannt, eine gemischt induktiv-kapazitive Ankopplung mit konzentrierten Schaltelementen vorzusehen (deutsche Patentanmeldung T 11557 VIII a / 21a4). Auch bei der Verwendung einer Schleifenkopplung im UHF-Bereich, die sich bei den höchsten Frequenzkanälen im Band V stark kapazitiv verhält, ist es erwünscht, die unterangepaßte Kopplung durch eine induktive Zusatzkopplung am Kreishochpunkt in den Bereich der Anpassung zu ziehen. Bei den tieferen Frequenzkanälen im UHF-Bereich und im VHF-Bereich, bei dem die Vorkreise im allgemeinen über eine Koppelstufe angekoppelt werden, ist aber die induktive Zusatzkopplung vom Kreishochpunkt zum Transistoreingang störend, da sie die Vorkreise viel zu stark bedämpft. Hier müßte also die induktive Zusatzkopplung über einen Umschalter abgetrennt werden.To a broadband high-frequency transistor stage to a pre-circuit to be coupled approximately frequency-independent and performance-adjusted, it is also known a mixed inductive-capacitive coupling with concentrated switching elements to be provided (German patent application T 11557 VIII a / 21a4). Even when using it a loop coupling in the UHF range, which is located at the highest frequency channels behaves strongly capacitively in band V, it is desirable to use the under-matched coupling through an additional inductive coupling at the highest point in the circle in the area of adaptation to pull. For the lower frequency channels in the UHF range and in the VHF range, at to which the pre-circuits are generally coupled via a coupling stage, but is the additional inductive coupling from the high point of the circle to the transistor input disturbing, there it attenuates the pre-circles far too much. The additional inductive coupling would have to be used here be disconnected via a changeover switch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der vorteilhaften Ausnutzung einer gemeinsamen Abstimmkapazität in mehreren, auch weit auseinanderliegenden Frequenzbereichen eine einfache kombinierte Ankopplung der Eingangskreise an den Transistor zu finden, bei der die Anpassungsbedingung im gesamten zu verstärkenden Frequenzband annähernd erfüllt ist und bei der Umschalter für Zusatzkopplungen vermieden werden.The invention is based on the object in the advantageous utilization a common tuning capacity in several, even widely spaced frequency ranges to find a simple combined coupling of the input circuits to the transistor, in which the adaptation condition is approximately in the entire frequency band to be amplified is fulfilled and can be avoided with the switch for additional couplings.

Die Erfindung besteht bei einer breitbandigen Hochfrequenztransistorstufe der beschriebenen Art darin, daß die Eingangselektrode des Transistors außerdem über einen Reihenschwingkreis an einen hochohmigen Punkt des Innenleiters angeschlossen ist und daß die Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises zwischen zwei Frequenzbereichen in einem unbenutzten Frequenzbereich liegt.The invention consists in a broadband high-frequency transistor stage of the type described in that the input electrode of the transistor also Connected via a series resonant circuit to a high-resistance point on the inner conductor and that the resonance frequency of the series resonant circuit is between two frequency ranges is in an unused frequency range.

Es ist vorteilhaft, die Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises etwa in die Mitte aller Frequenzbänder in einen unbenutzten Frequenzbereich zu legen. Für die oberen Frequenzbereiche (z. B. UHF, Band V) verhält sich der Reihenschwingkreis dann induktiv, so daß die zwischen dem Hochpunkt des Innenleiters und der Koppelschleife bestehende zu große, überwiegend kapazitive Kopplung ausgeglichen wird. Damit wird die Ankopplung, die ohne den Reihenschwingkreis unterangepaßt ist, in den Bereich der Anpassung hineingezogen. Für die unteren Frequenzbereiche (z. B. VHF) dagegen verhält sich der Reihenschwingkreis überwiegend kapazitiv. Damit wird die Ankopplung in dem unteren Frequenzbereich fester. Die ohnehin notwendige leichte Bed'änpfung der Eingangskreise für die unteren Frequenzbereiche kann durch geeignete Bemessung der gesamten Kopplung eingestellt werden. Es ergibt sich also der besondere Vorteil, daß eine zusätzliche Ankopplung des Transistors über einen Reihenschwingkreis in den äußeren, d. h. den höchsten und tiefsten Frequenzbereichen eine wesentlich verbesserte Anpassung ergibt. Eine Umschaltung zwischen einer Zusatzinduktivität und einer Zusatzkapazität oder eine Abtrennung der Zusatzinduktivität in den tieferen Frequenzbereichen (Bänder I bis IV) ist nicht notwendig.It is advantageous to use the resonance frequency of the series resonant circuit to be placed roughly in the middle of all frequency bands in an unused frequency range. The series resonant circuit behaves in the upper frequency ranges (e.g. UHF, band V) then inductively, so that between the high point of the inner conductor and the coupling loop existing too large, predominantly capacitive coupling is compensated. So that will the coupling, which is under-matched without the series resonant circuit, into the area drawn into the adjustment. For the lower frequency ranges (e.g. VHF) on the other hand the series resonant circuit behaves mainly capacitively. This is the coupling tighter in the lower frequency range. The already necessary light drenching the input circuits for the lower frequency ranges can be dimensioned appropriately the entire coupling. So there is the particular advantage that an additional coupling of the transistor via a series resonant circuit in the outer, d. H. the highest and lowest frequency ranges a significantly improved Adjustment results. Switching between an additional inductance and an additional capacitance or a separation of the additional inductance in the lower frequency ranges (Bands I to IV) is not necessary.

Zur näheren Erläuterung wird die Erfindung nachfolgend an Hand der F i g. 1 bis 3 beschrieben. Dabei zeigt F i g. 1 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, und die F i g. 2 und 3 zeigen Hochfrequenzersatzschaltbilder in verschiedenen Frequenzbereichen.For a more detailed explanation, the invention is explained below with reference to the F i g. 1 to 3 described. F i g. 1 the circuit arrangement according to the invention, and FIG. 2 and 3 show high-frequency equivalent circuit diagrams in different frequency ranges.

In einem Gehäuse 1 ist die Hochfrequenzverstärkerstufe mit einem Transistor 2 untergebracht, dessen Eingangselektrode 3 über einen mehrpoligen Hochfrequenzumschalter 4 mit den Kontakten 4a, 4b, 4 c wahlweise mit verschiedenen Eingangs- und Ausgangskreisen verbunden werden kann. Die Eingangskreise bestehen in einem Fall aus einem UHF-Leitungskreis in A/4-Technik, der durch einen Innenleiter 5 und eine Abstimmkapazität 6 gebildet wird, und in einem anderen Fall aus einem VHF-Kreis, der durch eine VHF-Spule 7 zusammen mit derselben Abstimmkapazität 6 gebildet wird.May be in a housing 1, the high-frequency amplifier stage is housed with a transistor 2 whose input electrode 3 via a multi-pole high-frequency switch 4 with the contacts 4a, 4b, 4c optionally with various input and output circuits connected. The input circuits consist in one case of a UHF line circuit in A / 4 technology, which is formed by an inner conductor 5 and a tuning capacitance 6, and in another case of a VHF circuit, which is formed by a VHF coil 7 together with the same tuning capacitance 6 is formed.

Die Eingangskreise 5, 6 und 7, 6 sind auf zwei Wegen mit der Eingangselektrode 3 hochfrequenzmäßig verbunden. Der eine Weg geht über eine für den UHF-Bereich (vorwiegend Band IV) bemessene Koppelschleife 8, die bei eingeschaltetem UHF-Bereich, d. h. dann, wenn der Hochfrequenzumschalter 4 in seiner unteren Stellung ist, hochfrequenzmäßig mit Masse verbunden ist. Ist der VHF-Bereich eingeschaltet, d. h. ist der Hochfrequenzumschalter 4 in seiner oberen Stellung, so ist die Eingangselektrode 3 über die Koppelschleife 8 mit einer VHF-Koppelspule 9 hochfrequenzmäßig verbunden. Der zweite Weg geht über einen Reihenschwingkreis, der aus einer Spule 10 und einem Kondensator 11 gebildet wird, an einen hochohmigen Punkt des Innenleiters 5. Eine Ausgangselektrode 12 des Transistors 2 ist über den Kontakt 4 c des Hochfrequenzumschalters 4 an die den verschiedenen Eingangskreisen entsprechenden Ausgangskreise, Bandfilter od, dgl. angeschlossen.The input circuits 5, 6 and 7, 6 are connected in two ways to the input electrode 3 in terms of high frequencies. One way is via a coupling loop 8 designed for the UHF range (predominantly band IV), which is connected to ground in terms of high frequency when the UHF range is switched on, ie when the high-frequency switch 4 is in its lower position. If the VHF range is switched on, ie if the high-frequency switch 4 is in its upper position, the input electrode 3 is connected to a VHF coupling coil 9 in terms of high frequency via the coupling loop 8. The second way is via a series resonant circuit, which is formed from a coil 10 and a capacitor 11 , to a high-resistance point of the inner conductor 5. An output electrode 12 of the transistor 2 is via the contact 4c of the high-frequency switch 4 to the output circuits corresponding to the various input circuits , Band filter or the like. Connected.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist folgende: Ist der VHF-Bereich eingeschaltet, so ist die Eingangselektrode 3 einerseits über den Reihenschwingkreis 10, 11 und den Innenleiter 5 mit dem Hochpunkt der VHF-Spule 7 und der Abstimmkapazität 6 und andererseits über die Koppelschleife 8 mit der VHF-Koppelspule 9 verbunden. Wenn die Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises 10, 11 etwa die Hälfte der höchsten Nutzfrequenz des UHF-Bereichs beträgt, so verhält sich der Reihenschwingkreis 10, 11 im VHF-Bereich praktisch nur kapazitiv. Damit ergibt sich für den VHF-Bereich das in F i g. 2 dargestellte Ersatzschaltbild. Der Kondensator 11, der in den VHF-Eingangskreis mit eingestimmt wird, bewirkt eine härtere Ankopplung an den Transistor 2. Die Windungszahl der Koppelschleife 9 wird so gewählt, daß der VHF-Eingangskreis 6, 7 auf eine gewünschte Durchlaßkurve bedämpft wird.The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 1 is as follows: If the VHF range is switched on, the input electrode 3 is on the one hand via the series resonant circuit 10, 11 and the inner conductor 5 with the high point of the VHF coil 7 and the tuning capacitance 6 and on the other hand via the coupling loop 8 with the VHF coupling coil 9 connected. When the resonance frequency of the series resonant circuit 10, 11 is about one half the highest useful frequency of the UHF range is, then the series resonant circuit 10 11 VHF range behaves in practice only capacitively. This results in the VHF range shown in FIG. 2 shown equivalent circuit diagram. The capacitor 11, which is also tuned into the VHF input circuit, causes a harder coupling to the transistor 2. The number of turns of the coupling loop 9 is selected so that the VHF input circuit 6, 7 is attenuated to a desired transmission curve.

Ist dagegen der ÜHF-Bereich eingeschaltet, so liegen die Fußpunkte des Innenleiters 5 und der Koppelschleife 8 an Masse. Der Reihenschwingkreis 10, 11 verhält sich jetzt überwiegend induktiv, so daß sich das Ersatzschaltbild der F i g. 3 ergibt. Die Spule 10 gleicht vor allem die für die höchsten Frequenzbänder zu große Kapazität zwischen der Koppelschleife 8 und dem Hochpunkt des Leitungskreises 5, 6 aus. Sie hebt damit die Kopplung in den Bereich der Anpassung.If, on the other hand, the ÜHF area is switched on, the base points of the inner conductor 5 and the coupling loop 8 are connected to ground. The series resonant circuit 10, 11 now behaves predominantly inductively, so that the equivalent circuit of FIG. 3 results. The coil 10 primarily compensates for the capacitance between the coupling loop 8 and the high point of the line circuit 5, 6, which is too large for the highest frequency bands. It thus lifts the coupling into the area of adaptation.

Claims

Claim: High-frequency amplifier stage with a transistor and optionally connectable input circuits for several frequency ranges, which can be tuned with a common capacitance, whereby one input circuit is designed as a conduction circuit with an inner conductor and another as an oscillating circuit with a concentrated coil and in which the input electrode of the transistor with a parallel to the Inner conductor arranged coupling loop is connected, characterized in that the input electrode (3) of the transistor (2) is also connected via a series resonant circuit (10, 11) to a high-resistance point of the inner conductor (5) and that the resonance frequency of the series resonant circuit (10 , 11) lies between two frequency ranges in an unused frequency range.