DE2051415B2 - Schaltung zur abstimmung und mechanischen anzeige der abstimmung fuer hochfrequenzempfangsgeraete mit kapazitaetsdioden-abstimmung, insbesondere rundfunk- oder fernsehempfaenger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Abstimmung und mechanischen Anzeige der Abstimmung für Hochfrequenzempfangsgeräte mit Kapazitätsdioden-Abstimmung, insbesondere Rundfunk- oder Fernsehempfänger, und bezweckt die Beseitigung der bisher bestehenden Schwierigkeiten bei der Erzielung einer genauen Stationsanzeige auf der zugehörigen Anzeigeskala des Gerätes, die insbesondere auf die Kennlinien-Streuung der einzelnen für die Kapazitätsdioden-Abstimmung verwendeten Diodenexemplare zurückgehen. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ermöglicht ein serienmäßig herstellbares Rundfunkgerät mit AM-Kapazitätsdioden-Abstimmung mit einer Anzeigengenauigkeit auf der Skala von maximal ±3% der Skalenlänge, was allgemein für die serienmäßige Herstellung derartiger Rundfunkempfangsgeräte als ausreichend angesehen wird.

Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art benutzen zur Beseitigung der erwähnten Schwierigkeiten folgende Mittel:

1. Potentiometer mit einstellbarer Widerstandscharakteristik mittels mehrerer Anzapfungen und angeschlossener Trimmpotentiometer, so daß durch Trimmung zumindest an mehreren Punkten

ίο die Kennlinie der Diode und des Reglers übereinstimmen.

2. Benutzung von nach Art der Kennlinien sortierten Gruppen von Dioden und Potentiometern.

3. 3enutzung verschiedener Skalenarten mit unterschiedlichen Eichungen.

Alle diese vorstehend genannten Lösungen sind jedoch für eine rationelle Fertigung nicht tragbar.

Es ist ferner bereits eine demgegenüber bessere Lösung dieses Problems der genauen Abstimmanzeige bei Kapazitätsdioden-Abstimmung vorgeschlagen worden, die darin besteht, daß das Potentiometer zur Frequenzeinstellung (Abstimmung) zwar verwendet wird, aber nicht mit dem Zeiger der Anzeigeskala mechanisch in Verbindung steht. Die Frequenzanzeige wird in diesem Falle vielmehr mittels eines sogenannten »Direkt anzeigenden Frequenzmessers« vorgenommen. Da diese Schaltung ein Drehspul-Meßinstrument zur Frequenzanzeige von einer Güteklasse von mindestens 2,5 benötigt, ist sie für eine rationelle Fertigung von Rundfunk- oder Fernsehempfängern zu kostspielig, so daß diese Methode ebenfalls ausscheidet, wenn man eine rationelle Fertigung von Fundfunkgeräten od. dgl.

durchführen will.

Gemäß der Erfindung ist die Schaltung zur Abstimmung und mechanischen Anzeige der Abstimmung für Hochfrequenzempfangsgeräte mittels Kapazitätsdioden-Abstimmung dadurch gekennzeichnet, daß eine, aus dem die Kapazitätsdiode enthaltenden Oszillatorkreis mittels eines Frequenzgleichspannungswandlers gewonnene Gleichspannung in einem symmetrischen, als Differenzverstärker ausgebildeten Gleichspannungsverstärker mit einer zweiten einstellbaren, dem gewünschten Frequenzwert entsprechende Gleichspannung verglichen wird, die am Schleifer eines Potentiometers abgreifbar ist, der mechanisch mit dem Zeiger einer in frequenzgeeichten Skala verbunden ist, und daß die Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungsverstärkers die Kapazitätsdiode des Oszillatorkreises so steuert, daß die Oszillatorfrequenz sich proportional der vorgegebenen zweiten Gleichspannung einstellt.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltung sind der Frequenz-Gleichspannungswandler und das Potentiometer an die gleiche Betriebsspannungsquelle angeschlossen, so daß sich Betriebsspannungsschwankungen am Ausgang des Frequenz-Gleichspannungswandlers und am Abgriff des Potentiometers prozentual gleich auswirken.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß die Abstimmanzeige unabhängig von der Gerätespannung selbst ist und keine Stabilisierung der Gleichspannung des Gerätes erforderlich ist. Gleichspannungsschwankungen von ±15% machen sich bei dieser Schaltung gemäß der Erfindung nicht bemerkbar.

Als Gleichstromverstärker wird ein Differenzverstärker benutzt, der sehr stabil gegen äußere Einflüsse ist, wie ζ B. gegen Betriebsspannungsschwankungen und Temperatureinflüsse.

Die Schaltung gemäß der Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert In diesen Abbildungen zeigt

F i g. 1 die Prinzipschaltung einer Abstbimschaltung für Empfangsgeräte mit Kapazitätsdioden-Abstimmung gemäß der Erfindung,

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel für den Frequenz-Gleichspannungswandler in der erfindungsgemaßen Schaltung nach F i g. 1 und

Fig.3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Frequenz-Gleichspannungswandlers nach Fig.2, in dem der monostabile Multivibrator durch eine andere Schaltung ersetzt ist.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 läßt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltung für die frequenzgenaue Abstimmung von Geräten mit Kapazitätsdioden-Abstimmung erkennen. Das Hochfrequenzsignal wird vom Oszillator 1 komr-.end über die Leitung A dem Frequenz-Gieichspannungswandler 2 zugeführt und dort in an sich bekannter Weise in eine frequenzproportionale Gleichspannung umgewandelt. Diese Gleichspannung am Ausgang von 2 wird dann an den invertierenden Eingang X1 des nachfolgenden symmetrischen Gleichspannungsverstärkers 4 geführt, der als Differenzverstärker ausgebildet ist. Eine zweite Gleichspannung wird vom Schleifer des Potentiometers 3 an den nicht invertierenden Eingang X 2 des Verstärkers 4 geleitet. Diese beiden an den Eingängen Xt und X 2 liegenden Gleichspannungen werden im Differenzverstärker 4 miteinander verglichen und ergeben am Ausgang desselben ebenfalls eine Gleichspannung, die schließlich die Sperrschicht-Kapazität der Abstimmdiode im Oszillatorkreis 1 bzw. die der Kapazitätsdiode im Vorkreis 5 steuert. Für Verwendungszwecke allgemeiner Art (d. h. nicht für Rundfunk- und Fernsehempfangszwecke) kann dieser Vorkreis entfallen.

Die Funktion der in F i g. 1 dargestellten Schaltung gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt:

Der Schleiferweg am Potentiometer 3 ist in Frequenz geeicht und dient durch mechanische Verbindung des Schleifers mit dem gestrichelt angedeuteten Zeiger, der auf einer zugehörigen Skala jeweils die eingestellte Frequenz anzeigt, zur mechanischen Frequenzanzeige. Wird ein lineares Potentiometer 3 benutzt, so kann die Eichung der Frequenzanzeige ebenfalls linear sein, wenn erreicht wird, daß die Frequenz des Oszillatorkreises 1 sich mit der Schleiferspannung ues Potentiometers 3 linear ändert.

Im folgenden ist kur^ erläutert, wie diese Linearität zustande kommt. Bei einer angenommentii Frequenz f\ soll am Schleifer des Potentiometers 3 die Spannung U1 vorhanden sein. Diese Spannung U 1 liegt somit auch am nicht invertierenden Eingang X 2 des Verstärkers 4, der diese Spannung verstärkt und mit seiner Ausgangsspannung die Sperrschicht-Kapazität der Abstimmdioden im Oszillatorkreis 1 bzw. Vorkreis 5 und damit auch die Frequenz der Schwingkreise steuert. Die Oszillatorfrequenz wird im Frequenz-Gleichspannungswandler 2 in eine proportionale Gleichspannung umgewandelt und über die Leitung F dem invertierenden Eingang des Verstärkers 4 zugeführt. Geht die Verstärkung des Verstärkers 4 gegen unendlich, d. h. ist ein sehr hoher Verstärkungsgrad vorgesehen, so wird sich am Oszillatorkreis 1 an seinem Ausgang eine entsprechende Gleichspannung und dadurch auch Hipieniee Frequenz einstellen, welche am invertierenden Eingang X1 eine Spannung erzeugt, die so groß ist wie die vom Schleifer des Potentiometers 3 herkommende Spannung am nicht invertierenden Eingang X 2. Wird z. B. auf der erwähnten Skala für den mit dem Schleifer mechanisch gekuppelten Zeiger eine doppelt so hohe Frequenz wie vorher eingestellt, was eine · Verdoppelung der Schleiferspannung entspricht, so wird sich auch die Spannung auf der Leitung F verdoppeln, damit sich wieder das Brückengleichgewicht im Verstärker 4 einstellt Eine Verdopplung der Gleichspannung auf der Leitung F bedeutet aber eine Frequenzverdopplung, wenn eine lineare Frequenz-Gleichspannungswandler im Wandler 2 vorausgesetzt wird.

Der Frequenz-Gleichspannungswandler 2 und das Potentiometer 3 sind erfindungsgemäß beide an dem gleichen Pol der Betriebsspannung Ub angeschlossen, so daß sich Betriebsspannungsschwankungen an der Leitung F und am Schleifer von Potentiometer 3 prozentual gleich auswirken.

Die Ausführungen in Verbindung mit F i g. 1 zeigen, daß für die Skalengenauigkeit und auch für das Temperaturverhalten der Frequenz bei Geräten mit Kapazitätsdioden-Abstimmung nicht mehr die Dioden-Kennlinien bzw. ihr Verhalten in Abhängigkeit von der Temperatur eingehen. Diese Tatsache ist sehr wichtig, da beim derzeitigen Stand der Technik sich nur Dioden mit großen Exemplarstreuungen und schlechtem Temperaturabhängigkeitsverhalten herstellen lassen.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß für das Temperaturabhängigkeitsverhalten bei der erfindungsgemäßen Schaltung nach F i g. 1 der Regler 3, der Frequenzgleichspannungswandler 2 und der Differenzverstärker 4 verantwortlich sind. Regler und Differenzverstärker gibt es aber mit ausreichend gutem Temperaturabhängigkeitsverhalten, jedoch sind Frequenz-Gleichspannungswandler mit gutem Temperaturabhängigkeitsverhalten schon schwieriger herzustellen. Zwei bevorzugte Ausführungsformen für den Frequenz-Gleichspannungswandler sind daher in F i g. 2 und 3 näher beschrieben.

F i g. 2 zeigt einen für den Frequenz-Spannungswandler 2 in F i g. 1 vorteilhaft verwendeten Schaltungsaufbau. Demgemäß wird das Oszillatorsignal über die Leitung A kommend in einem Begrenzerverstärker

2.1 verstärkt und begrenzt. Die am Ausgang desselben und auf der Leitung B vorhandene Spannung ist eine Rechteck-Spannung mit der jeweiligen Oszillatorfrequenz und mit konstanter Amplitude. Diese Rechteckspannung wird nach Differenzierung im Differenzglied

2.2 und Ableitung der negativen Impulse über eine entsprechend geschaltete Diode y über die Leitung C dem anschließenden monostabilen Multivibrator 2.3 zugeführt. Am Ausgang desselben erhält man auf der Leitung E wiederum eine Rechteckspannung mit Rechteckimpulsen konstanter Breite aber frequenzproportionaler Folgezeit. Im anschließenden Integrator 2.4 werden diese Rechteckiinpulse integriert, so daß am Ausgang auf der Leitung Feine frequenzproportionale Gleichspannung zur Verfügung steht, wie dies durch das kleine daneben dargestellte Diagramm angedeutet ist. Die Breite der Rechteckimpulse auf der Leitung Ehängt von der Zeitkonstante des Multivibrators 2.3 ab.

Das in Fig.3 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel für den Frequenz-Gleichspannungswandler 2 gemäß Fig. 1 ähnelt dem Schaltungsaufbau der Fig. 2, jedoch wurde lediglich für den monostabilen Multivibrator 2.3 eine andere Ausführungsform, bestehend aus

einer bistabilen Kippstufe 2.31 in Verbindung mit einem Verzögerungsglied 2.32, gewählt, wodurch die Temperaturabhängigkeit der Breite der Impulse auf der Leitung £nur noch vom Temperaturabhängigkeits-Verhalten des Verzögerungsgliedes 232 abhängt. Das Verzögerungsglied 2.32 kann auch in Form einer Verzögerungsgsleitung ausgeführt sein. Am Ausgang dieses Schaltungsteils gemäß F i g. 3 ist auf der Leitung Febenso wie am Ausgang der Schaltung gemäß F i g. 2 eine frequenzproportionale Gleichspannung vorhanden, die an den invertierenden Eingang X1 des in F i g. 1 dargestellten Differenzverstärkers 4 geführt

wird.

Die Vo-\eile der erfindungsgemäßen Schaltung sind kurz gesagt folgende:

1. Noch vertretbarer Mehrkostenaufwand gegenüber Abstimmschaltungen mit Drehkondensator.

2. Genaue Frequenzanzeige.

3. Die bekanntlich bei Diodenabstimmschaltungen auftretenden Probleme der Temperaturkompensation werden auf ein Minimum reduziert.

4. Es wird keine stabilisierte Versorgungsspannung benötigt, denn es sind Spannungsschwankungen von beispielsweise etwa ±15% zulässig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Abstimmung und mechanischen Anzeige der Abstimmung für Hochfrequenzempfangsgeräte mit Kapazitätsdiodenabstimmung, insbesondere Rundfunk- und Fernsehempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß eine, aus dem die Kapazitätsdiode enthaltenden Oszillatorkreis (1) mittels eines Frequenzgleichspannungswandlers (2) gewonnene Gleichspannung in einem symmetrischen, als Differenzverstärker ausgebildeten Gleichspannungsverstärker (4) mit einer zweiten einstellbaren, dem gewünschten Frequenzwert entsprechende Gleichspannung verglichen wird, die am Schleifer eines Potentiometers (3) abgreifbar ist, der mechanisch mit dem Zeiger einer in frequenzgeeichten Skala verbunden ist, und daß die Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungsverstärkers (4) die Kapazitätsdiode des Oszillatorkreises (1) so steuert, daß die Oszillatorfrequenz sich proportional der vorgegebenen zweiten Gleichspannung einstellt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgleichspannungswandler (2) und das Potentiometer (3) an die gleiche Betriebsspannungsquelle (B) angeschlossen sind, so daß sich Betriebsspannungsschwankungen am Ausgang des Frequenzgleichspannungswandlers (2) und am Abgriff des Potentiometers (3) prozentual gleich auswirken.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgleichspannungswandler (3) durch die Hintereinanderschaltung eines Begrenzerverstärkers (2.1), eines Differenziergliedes (2.2), eines monostabilen Multivibrators (23) und eines Integrationsgliedes (2.4) gebildet ist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des monostabilen Multivibrators (2.3) ein bistabiler Multivibrator (23) in Verbindung mit einem Verzögerungsglied (2.32), das die Impulsbreite bestimmt, verwendet ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (232) in Form einer Verzögerungsleitung ausgebildet ist.

6. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied bzw. die Verzögerungsleitung (2.32) auf verschiedene Verzögerungszeiten umschaltbar ist zwecks Anpassung an verschiedene Frequenzbereiche des Oszillators (1)·