DE2728760C2 - Eingangsschaltung für die Frequenzbereiche VHF Band I und VHF Band III mit einer Mischstufe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingangsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Eingangsschaltung dieser Art (Funktechnik, 1977, S. F & E 65-69) ist der Sekundärkreis eines einer Vorstufe nachgeschalteten Bandfilters kapazitiv an ein Gate eines Feldeffekttransistors angeschlossen. Gleichzeitig liegt dieses Gate über einen Koppelkondensator am Hochpunkt eines Oszillatorschwingkreises, dessen Induktivitäten einendig an Masse angeschlossen sind. Der Sekundärkreis des Bandfilters besteht aus der Serienschaltung von zwei Induktivitäten, die einendig über einen Kondensator an Masse angeschlossen ist, während das andere Ende über die Serienschaltung eines Abblockkondensators und eine Kapazitätsvariationsdiode ebenfalls an Masse angeschaltet ist. An den Verbindungspunkt der Induktivitäten ist eine Schaltdiode angelegt, die zur Serienschaltung aus einer Spule und einem an Masse angeschalteten Kondensator führt. Im Gleichstrompfad der Schaltdiode liegt eine weitere Schaltdiode, welche über eine Induktivität des Primärkreises des Bandfilters und einen Widerstand an Masse angelegt ist. Die Einspeisung einer Schaltspannung für die Schaltdioden erfolgt am kalten Ende der Induktivitäten des Sekundärkreises. Daneben führt von dem mit der Eingangsfrequenz und der Oszillatorfrequenz beaufschlagten Gate des Feldeffekttransistors der Mischstufe ein ohmscher Widerstand zur Gleichstromversorgung gegen Masse. Hierdurch tritt neben einer Bedämpfung des Sekundärkreises des Bandfilters und des Oszillatorschwingkreises auch eine Verminderung des an sich hohen Eingangswiderstandes des Mischtransistors ein. Im übrigen wird dem Gate des Mischtransistors über eine zusätzliche Schaltdiode die Zwischenfrequenz einer UHF-Eingangsschaltung zugeführt, um bei UHF-Betrieb den Mischtransistor der VHF-Eingangsschaltung als Zwischenfrequenzverstärker ausnutzen zu könnea Bei einem Aufbau einer Eingangsschaltung dieser Art sind somit für die Frequenzbereichsumschaltung des Bandfilters zwei Schaltdioden und ein besonderer Anschluß für die Zuführung der Umschaltspannung erforderlich. Außerdem ist der Kopplungsfaktor vom Sekundärkreis zum Mischtransistor durch den zwischengeschaheten Kondensator in den beiden Frequenzbereichen unterschiedlich, was auch auf die Kopplung zwischen dem Mischtransistor und dem Oszillator zutrifft Hinzu tritt daß sich bei einem Feldeffekttransistor die Eingangskapazität durch das Eingangssignal entsprechend der Amplitude desselben ändert Diese Kapazitätsänderung bedingt bei Verwendung eines Feldeffekttransistors als Mischtransistor über die kapazitive Oszillatorankopplung eine Rückwirkung auf den Oszillator und erzeugt eine Änderung der Oszillatorfrequenz im Rhythmus der Änderung der Eingangskapazität was wiederum eine unerwünschte Frequenzmodulation und rhythmische Änderung der Zwischenfrequenz zur Folge hat. Diese Änderung wirkt sich zur höheren Frequenz hin mehr aus, da die Impedanz des Koppelkondensators zu höheren Frequenzen hin abnimmt Nachdem außerdem die Oszillatorspannung nach höheren Frequenzen hin annähernd linear zunim.nt, wird durch die abnehmende Impedanz des Koppelkondensators die auf das Gate des Mischtransistors geführte Oszillatorspannung noch zusätzlich erhöht. Hierdurch wird die Rückwirkung auf den Oszillator weiter verstärkt. Daneben wird durch die kapazitive Ankopplung des Eingangssignals ein Spannungsverlust am Koppelkondensator erzeugt, so daß die ohnehin schwache Energie der Eingangsfrequenz noch gemindert wird. Außerdem können Hochfrequenzspannungen über die Steuerspannungsleitung, die unmittelbar an die eine Spule des Eingangskreises angeschlossen ist, verschleppt werden.

Es ist auch eine Eingangsschaltung bekannt (ELO, 1977, S. 23-25), bei der die Ankopplung eines Oszillators an eine Mischstufe über die Serienschaltung einer Ankoppelinduktivität und einem Kondensator erfolgt.

Dieser Kondensator ist zur Trennung eines Gleichstromweges zwischen dem Oszillator und der Basiselektrode des Mischtransistors erforderlich, um an der Basiselektrode die notwendige Arbeitügleichspannung erzeugen zu können. Außerdem ist bei dieser für einen UKW-Tuner ausgebildeten Eingangsschaltung eine Frequenzbereichs-Umschaltung nicht vorgesehen. Auch ist der verwendete bipolare Transistor kein Feldeffekttransistor mit den daraus entstehenden Rückwirkungen der Eingangskapazität, auf den Oszillator. Im übrigen ist nicht angegeben, ob die Serienschaltung aus der Ankoppelinduktivität und dem Kondensator über den Frequenzdurchstimmbereich kapazitiv oder induktiv wirkt bzw. eine Resonanzstelle durchläuft.
Schließlich ist eine Eingangsschaltung für einen UKW-Tuner bekannt (FUNKSCHAU, 1970. S. 549—552), bei der die Ankopplung zwischen einem Oszillator und einer Mischstufe sowohl am Oszillatorschwingkreis wie am Gate des Feldeffekt-Mischtransistors transformativ und damit frequenzunabhängig erfolgt. Dabei bildet die Sekundärwicklung des Hochfrequenzübertragers in der Mischstufe zusammen mit dem Feldeffekttransistor eine Brückenschaltung, in welche die Empfangsfrequenz gleichstrommäßig durch einen

Kondensator von einem vorausgehenden Eingangsschwingkreis getrennt in eine Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Hochfrequenzübertragers eingespeist wird. Hierdurch wird eine erhöhte Mischverstärkung bei geringer Rückwirkung zwischen Eingangsfrequenz und Oszillatorfrequenz erreicht, Nachdem jedoch die Eingangskapazität des Feldeffekttransistors parallel zur Sekundärwicklung des Hochfrequenzübertragers liegt, werden Kapazitätsänderungen über die transformative Kopplung auf den Oszillatorschwingkreis übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingangsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der mit einfachen Maßnahmen und einer geringen Zahl von Bauelementen eine Umschaltung des Frequenzbereichs des Eingangsschwingkreises und eine über den jeweiligen Frequenzbereich vergleichmäßigte Spannungsankopplung des Oszillators an die Mischstufe bzw. dessen kapazitive Entkopplung von der Mischstufe erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Durch die galvanische Ankopplung der Empfangssignalspannung an das Gate des Feldeffekttransistors wird die Empfangssignalspannung frequenzunabhängig und unvermindert an den Feldeffekttransistor abgegeben sowie durch die Ankoppelinduktivität zwischen diesem Gate und dem Oszillatorschwingkreis der kapazitiven Rückwirkung entgegengewirkt. Zusätzlich wird über die Gleichstromverbindung vom Eingangsschwingkreis zum Gate und von dort über die Ankoppelinduktivität sowie die an Masse angeschaltete Oszillatorinduktivität eine gleichstrommäßige Masseverbindung geschaffen, so daß die Schaltdiode nur einseitig über einen Widerstand mit der erforderlichen Schaltspannung gespeist werden muß. Die Verschleppung von Hochfrequenzspannungen wird dabei durch den Widerstand in einfacher Weise unterbunden. Gleichzeitig wird die Kopplung des Oszillators durch den steigenden, induktiven Widerstand der Ankoppelinduktivität nach höheren Frequenzen zu vermindert und somit der Frequenzgang der abgegebenen Spannung linearisiert. Es wird auch die kapazitive Belastung vermindert, so daß ein großer Frequenzdurchstimmbereich der Schwingkreise erreicht wird.

Wird die Empfangssignalspannung über eine weitere Schaltdiode an das Gate des Feldeffekttransistors angeschlossen und in Flußrichtung mit der ersten Schaltdiode gepolt, dann kann bei gesperrten Schaltdioden ein UHF-Zwischenfrequenzsignal unmittelbar auf das Gate geführt werden, ohne dieses Signal durch den Eingangsschwingkreis zu belasten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Mit 1 ist ein Eingangskreis, z. B. ein abstimmbarer Einzelkreis oder ein Sekundärkreis eines Bandfilters für die zu empfangenden Frequenzen, beispielsweise für den Fernsehbereich VHF Band I und VHF Band III, bezeichnet, dessen frequenzbestimmende Bauelemente aus einer Kapazitätsvariationsdiode 2 und zwei abgleichbaren Induktivitäten 3 und 4 bestehen. Die Kondensatoren 5 und 6 dienen im wesentlichen zum Abblokken einer Gleichspannung, und zwar einerseits der Abstimmspannung Ud für die Kapazitätsvariationsdiode 2 und andererseits der Schaltspannung Us, die einer Schaltdiode 7 zugeführt wird, um die Induktivität 4 hochfrequenzmäßig nach Masse zu schalten, so daß nur noch die Induktivität 3 die Schwingkreisfrequenz bestimmt Hierdurch kann die Umschaltung des Eingangskreises auf zwei Frequenzbereiche erfolgen.

Der Eingangskreis 1 ist am Hochpunkt galvanisch an einen Mischer 8 angekoppelt Dieser besteht aus einem Feldeffekttransistor 9, an dessen Gate 10 die Eingangssignale und die Oszillatorfrequenz angelegt sind. Die Ankopplung der Eingangssignale erfolg) hier über eine Schaltdiode 11. die im durchgeschalteten Zustand die Eingangssignale zum Gate lö durchlassen, während im Sperrbetrieb diese abgeblockt werden und ein nicht dargestelltes UHF-Abstimmaggregat eingeschaltet ist, dessen Zwischenfrequenz dann am Gate 10 wirksam ist. In diesem Schaltzustand wirkt der Feldeffekttransistor 9 als Zwischenfrequenzverstärker.

Am Gate 10 ist erfindungsgemäß eine Ankoppelinduktivität 12 angeschlossen, über die die Oszillatorfrequenz eines Oszillators 13 angekoppelt wird. Der Oszillatorkreis 14 ist über eine Kapazitätsvariationsdiode 15 abstimmbar und zwecks Umschaltung für die zwei Frequenzbereiche VHF Band I und III besteht der induktive Zweig aus zwei abgleichbaren Induktivitäten 16 und 17, von denen die letztere bei Empfang von Band HI über eine Schaltdiode 18 HF-mäßig kurzgeschlossen werden kann. Beim Ausführungsbeispiel ist noch eine abgleichbare Induktivität 19 zwischen den beiden anderen vorgesehen, die über eine weitere Schaltdiode 20 ebenfalls HF-mäßig kurzschließbar ist.

Die Ankoppelinduktivität 12 ist am Hochpunkt 21 des Oszillatorkreises 14 angeschlossen. An der Ausgangselektrode des Feldeffekttransistors 9 liegt ein ZF-Kreis 22.

Es sei angenommen, daß an den Kapazitätsvariationsdioden 2 und 15 die Abstimmspannung Up anliegt und lediglich die Schaltdiode 11 in Durchlaßbetrieb geschaltet ist, und ein angeschlossenes U H F-Aggregat nicht wirksam ist. Der Eingangskreis 1 und der Oszillatorkreis 14 sind in diesem Fall so abgestimmt, daß der VHF-Bereich Band I empfangen werden kann, da alle frequenzbestimmenden Induktivitäten 3, 4 bzw. 16, 17, 19 wirksam sind. Der Eingangskreis 1 ist damit galvanisch mit Gate 10 verbunden und die Oszillatorfrequenz ist über die Ankoppelinduktivität 12 angekoppelt.

Wird nun an die Schaltdioden 7, 20 und 18 eine positive Schaltspannung angelegt, so werden diese durchgeschaltet, so daß im Eingangskreis 1 die Induktivität 4 und im Oszillatorkreis die Induktivitäten 19 und 17 HF-mäßig an Masse liegen und unwirksam sind. Hierdurch sind die Kreise für den Empfang des Frequenzbereiches VHF Band III geschaltet.

Durch die zusätzliche Induktivität 19, die jetzt HF-mäßig kurzgeschlossen ist, liegt die Oszillatorfrequenz oberhalb der Empfangsfrequenz. Lieg» jedoch die Schaltdiode 20 an negativem Potential und ist damit in Sperrichtung betrieben, so ist nur noch die Induktivität 17 HF-mäßig nach Masse geschaltet. Der Oszillatorschwingkreis 14 ist dann so ausgelegt, daß e^r unterhalb der Empfangsfrequenz schwingt. Hierdurch ist es möglich, die Schaltung für ein Abstimmaggregat sowohl für Fernsehgeräte nach CCIR-Norm als auch nach französischer Norm zu betreiben.

Vorzugsweise sind die Schwingkreise, also Eingangskreis 1 und Oszillatorkreis 14, als Parallelresonanzkreise ausgebildet. Dies hat u. a. den Vorteil, daß bei Verwendung der Schaltdiode 11 zur galvanischen Ankopplung der Eingangssignale an den FET-Mischer diese über die erfindungsgemäße Ankoppelinduktivität 12 und die Oszillatorinduktivität(en) nach Masse geschaltet werden

kann, was den Schaltungsaufbau sehr vereinfacht.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, die Kreise als .T-Kreise mit Längszweig liegender Induktivität auszubilden, weil dann die Eingangskapazität des FET als Hochpunkt-Kapazität des Schwingkreises verwendet werden kann. An der anderen Induktivitätsseite liegt dann die Abstimmdiode.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Eingangsschaltung für die Frequenzbereiche VHF Band I und VHF Band III mit einer Mischstufe, die einen Feldeffekttransistor als Mischtransistor aufweist, dessen Gate sowohl die Oszillatorfrequeni eines über einen größeren Frequenzbereich durchstimmbaren Oszillators als auch die Empfangsfrequenz über einen Eingangsschwingkreis mit zwei in Serie geschalteten Induktivitäten zugeführt ist, deren freie Enden über Kapazitäten und deren Verbindungspunkt über die Serienschaltung aus einer Schaltdiode, einer Spule und einem Kondensator an Masse angeschlossen sind, wobei eine Gleichstromverbindung zur Schaltdiode vorgesehen und die Induktivität des Oszillatcrschwingkreises an Masse angeschaltet ist dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangssignal dem Gate (10) des Feldeffekttransistors (9) über einen Gleichstrompfad zugeführt ist und daß dieses Gate (10) über eine Ankoppelinduktivität (12) an die Induktivität (16,17,19) des Oszillatorschwingkreises (14) angeschlossen ist.

2. Eingangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangssignal dem Gate (10) über einen Gleichstrompfad über eine weitere Schaltdiode (11) zugeführt ist, die in Flußrichtung mit der ersten Schaltdiode gepolt ist

3. Eingangsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankoppelinduktivität (12) am Hochpunkt (21) des Oszillatorschwingkreises (14) angeschlossen ist