DE3104242A1

DE3104242A1 - Antennen-abstimmschaltung fuer am-rundfunkempfaenger

Info

Publication number: DE3104242A1
Application number: DE19813104242
Authority: DE
Inventors: Shigeki Toyokawa Inoue; Yoshimi Iso; Shin-ichi Chigasaki Ohashi; Eijiro Toyokawa Oshitani
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1982-01-07
Also published as: JPS56111326A; JPS6361811B2; US4403347A

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

ANTENNEN-ÄBSTIMMSCHALTUNG FÜR AM-RUNDFUNKEMPFÄNGER

Die Erfindung betrifft eine Antennen-Abstimmschaltung für einen AM-Rundfunkempfänger (AM: Amplitudenmodulation) und insbesondere eine Antennen-Abstimmschaltung für einen Langwellen- und einen Mittelwellen-AM-Rundfunkempfänger.

Eine herkömmliche Antennen-Abstimmschaltung für einen AM-Rundfunkempfanger ist mit einer Parallelschaltung aus einer Antennenspule, die um einen Ferritkern gewickelt ist, und einem veränderbaren Kondensator versehen. Ein abgestimmtes Ausgangssignal von der Abstimmschaltung wird einem Transistor einer ersten Stufe über eine Sekundärspule zugeführt. Bei einem derartigen Aufbau wurde festgestellt, daß die Sekundärspule als Antenne für Kurzwellen wirkt, weshalb die Antennen-Abstimmschaltung einer Störung durch die Kurzwelle unterliegt.

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Die Ferritantenne ist üblicherweise außerhalb einer Chassis befestigt derart, daß ein Signal von einem stromführenden bzw. erregten Anschluß der Antennen-Abstimmschaltung in die Schaltungsplatte der Chassis mittels eines Leitungsdrahtes geführt werden muß. Der Weg des Leitungsdrahtes für das Führen des Signals in die Schaltungs platte kann externes Rauschen aufnehmen, da die Impedanz der Abstimmschaltung außerordentlich hoch bei deren Abstimmfrequenz ist. Dies führt zu einer sehr hohen Störung des Rauschverhältnisses des Empfängers.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Antennen-Abstimmschaltung anzugeben, bei der unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine störungsfreie Abstimmung möglich ist.

Um dies zu erreichen, verwendet die Erfindung einen Feldeffekttransistor (FET), der prinzipiell Sein Stromrauschen aufweist und hohe Eingangsimpedanz besitzt, derart, daß das stromführende Ende einer Antennenspule direkt mit der Gate-Rlektrode eines Feldeffekttratieistörs (FET) verbünden ist, der als Source-Folger aufgebaut ist. Mit dieser Schaltungsanordnung wird die SekimdSrspule bei der Antennen-Abstimmschal tuncf unnötig, so daß das Problem des Stromrauschens des bipolaren Transistors sowie die nachteilige Wirkung der durch die Sekundärspule empfangenen Kurzwellen überwunden wird.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Antennen-Abstimmschaltung ,

Fig. 2 eine Darstellung der Trennschärfen- oder Selektionskurve bei hohen Frequenzen der Antennen-Abstimmschaltung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Antennen-Abstimmschaltung für einen AM-Rundfunkempfänger gemäß der Erfindung,

Fig. 4 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Antennen-Abstimmschaltung für einen AM-Rundfunkempfänger gemäß der Erfindung,

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Fig. 5 eine graphische Darstellung der Aufwärtssteuer-Kennlinie eines FET,

Fig. 6 ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer Antennen-Abstimmschaltung für einen AM-Rundfunkempfänger gemäß der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird eine herkömmliche Antennen-Abstimmschaltung ausführlich vor der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung mit Bezug auf Fig. 1 erläutert.

Fig. zeigt eine um einen Ferritstabkern gewickelte Antennenspule 1, einen veränderbaren Kondensator 2, eine Sekundärspule 3, die mit der Antennenspule 1 magnetisch mit einem Wicklungsverhältnis von etwa 1/10 gekoppelt ist, eine mit der Antennenspule 1 magnetisch gekoppelte Tertiärspule 4, einen externen Antennenanschluß 5 zum Induzieren einer Spannung in die Tertiärspule 4. Der externe Antennenanschluß 5 wird normalerweise offen gelassen und ist zum Einfangen einer Rundfunkwelle mit einer Frequenz ausgebildet, die mittels der Ferritstabantenne 1 abgestimmt ist, und eine in-der Sekundärspule 3 induzierte Spannung wird der Basis eines Transistors eines Hochfrequenzverstärkers 6 oder eines Frequenzumsetzers zugeführt. Die Ursache, weshalb ein empfangenes Signal von der Sekundärspule aufgenommen wird, die eine verringerte Anzahl von Wicklungen besitzt, wird im folgenden erläutert. Der erste Grund ist, daß eine parallel zur Antennen-Abstimmschaltung angeschlossene scheinbare Impedanz groß gemacht werden muß, um den Q-Faktor (Güte-Faktor) der Antennen-Abstimmschaltung zu erhöhen, weshalb die Eingangsimpedanz des Eingangstransistors des Verstärkers 6 niedrig ist. Der zweite Grund ist, daß die Signalquellen-Impedanz des Transistors verringert werden muß, um die nachteilige Wirkung des Stromrauschens des Eingangstransistors des Verstärkers 6 zu verringern und simultan die notwendige Empfindlichkeit sicherzustellen.

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Bei der erwähnten Antennen-Abstimmschaltung wird die Impedanz des Kondensators 2 nahezu zu Null bei hohen Frequenzen (Kurzwellen) , so daß keine Spannung in der Antennen-Abstimmschaltung induziert wird. Wenn die empfangenen Frequenzen hoch werden, wird die Änderung eines Wechselmagnetfeldes in der Ferritstabantenne erhöht, weshalb die Sekundärspule als Antennenspule wirkt. Als Ergebnis nimmt die induzierte Spannung in der Sekundärspule zu unter Verschlechtern der Selektivitäts-bzw. Trennschärfenkurve für die hohen Frequenzen. Beispielsweise ergibt sich eine Trennschärfenkurve, wie gemäß der Strichlinie 20 in Fig. 2, wenn die Antennen-Abstimmschaltung bezüglich einer Mittelwelle abgestimmt ist (der Abstimmpunkt ist durch den Punkt 21 dargestellt).

Die Selektivität oder Trennschärfe für hohe Frequenzen (Kurzwellen) wird auf -15dB an der schlechtesten Stelle bezüglich dem Abstimmpunkt verschlechtert bzw. gestört. Als Ergebnis wird das Kurzwellensignal ein Schweb_ungssignal mit einer höheren Harmonischen der Überlagerungsoszillatorfrequenz zu einer Zwischenfrequenz, was zu einem Störungssignal wird.

Die Trennschärfe des Empfängers ist durch ein äquivalentes Eingangsrauschen des Eingangstransistors im Verstärker 6 begrenzt. Aus diesem Grund muß zum Erhöhen der Trennschärfe in der Antennen-Abstimmschaltung der Eingangssignalpegel des Verstärkers 6 durch Verlängern der effektiven Längen der Antenne erhöht werden oder muß das äquivalente Eingangsrauschen durch Verbessern der Eingangstransistoranordnung des Verstärkers 6 verringert werden.

Deshalb wird bei der Erfindung nicht das Herausführen eines Signals von der Sekundärspule verwendet, was die Störung bzw. Verzerrung der Trennschärfe der Antennen-Abstimmschaltung im Bereich höherer Frequenzen, verursacht.

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Gemäß der Erfindung wird ein in der Abstimmspule induziertes Signal einem Feldeffekttransistor oder FET mit hoher Eingangsimpedanz und frei von Stromrauschen zugeführt. Weiter wird eine Vorwärts-AGC-Spannung (AGC: automatische Verstärkungsregelung) bzw. Aufwärtsregelungsspannung dem FET zum Verhindern, daß der Hochfrequenzverstärker oder der Frequenzwandler eine Sättigung aufgrund eines zu großen Eingangssignals erreicht _f zugeführt.

Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einer Antennen-Abstimmschaltung gemäß der Erfindung. Gemäß Fig. 3 ist ein FET 7 in Source-Folgerschaltung angeschlossen. Die Drain-Elektrode des FET 7 ist mit einem Versorgungsquellen-Anschluß 8 verbunden, und die Source-Elektrode ist über einen Widerstand 9 mit Erde bzw. Masse verbunden. Das Ausgangssignal wird von der Source-Elektrode herausgeführt. Die Source-Elektrode des FET 7 über einen Kondensator 22 mit einem Eingang eines Hochfrequenzverstärkers verbunden. Der Gütefaktor Q einer Antennen-Abstimmschaltungsspule 1 und eines Kondensators 2 ist durch einen Widerstand 10 begrenzt, der zwischen der Gate-Elektrode des FET 7 und Erde bzw. Masse angeschlossen ist. Da die Antennen-Abstimmschaltung gemäß Fig. 3 keine Sekundärspule wie die herkömmliche Schaltung verwendet, ist die Selektivität bzw. Trennschärfe bezüglich höherer Frequenzen nicht gestört, vielmehr um im Maximum 4OdB verbessert im Vergleich zur herkömmlichen Abstimmschatung. Diesbezüglich kann die Kurzwellen-Störung beseitigt werden. Das der Gate-Elektrode des FET 7 zugeführte Spannungssignal ist etwa 2OdB größer als das dem Verstärker 6 gemäß Fig. 1 zugeführte Signal, da keine WicklungsZahlverringerung der Sekundärspule vorliegt. Die äquivalente Eingangsrausch-Spannung des FET 7 ist im wesentlichen gleich der des bipolaren Transistors, jedoch ist der äquivalente Eingangsrausch-Strom des FET 7 wesentlich kleiner als der des bipolaren Transistors. Die Rauschquelle, die die Trennschärfe begrenzt, ist nicht der FET 7 sondern der Wider-

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— erstand 10, der thermisches Rauschen erzeugt. Bei der herkömmlichen Antennen-Abstiitimschaltung ist der äquivalente Eingangsrausch-Strom des Eingangstransistors des Verstärkers 7 gemäß Fig. 1 größer als das thermische Rauschen des Widerstands bezüglich der Begrenzung des Q-Faktors der Antennen-Abstimmschaltung, so daß die Trennschärfe vorherrschend durch das Rauschen des Transistors bestimmt wird. Andererseits ist bei der Antennen-Abstimmschaltung wie gemäß der Erfindung die Trennschärfe durch den Widerstand 10 zur Begrenzung des Q-Faktors der Antennen-Abstimmschaltung bestimmt. Deshalb kann die praktische Trennschärfe bei der Erfindung um :3 bis 7dB im Vergleich zur herkömmlichen Anordnung erhöht sein.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 3 kann, da das Ausgangssignal von der Source-Elektrode des FET 7 um etwa 2OdB größer ist als bei der herkömmlichen Anordnung,der Hochfrequenzverstärker und der Frequenzwandler, die in der folgenden Stufe angeschlossen sind, kaum gesättigt werden. In Wirklichkeit schwankt die Antennen-Eingangssignalspannung über einen breiten Bereich von 10μν bis 10V. Deshalb besteht der Nachteil, daß die Verzerrung bei einem starken Eingangssignal erhöht ist. Zum Vermeiden eines derartigen Nachteils ist es notwendig, eine Verstärkungsregelung (AGC) für den FET 7 zu erreichen.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antennen-Abstimmschatung gemäß der Erfindung, bei der eine Vorwärts-AGC-Spannung (Aufwärtsregelspannung) mittels einer einfachen Schaltungsanordnung angelegt werden kann.

Fig. 4 zeigt einen Drain-Widerstand 13, einen Bypass-Kondensator 14, einen Kondensator 12 zum Blockieren einer Gleich-Vorspannung, einen Widerstand 11 zum Erreichen einer Gate-Vorspannung für den FET 7 und zum simultanen Bestimmen des Q-Faktors einer Antennen-Abstimmschaltung, die eine Spule 1 und einen Kondensator 2 enthält. Wenn der FET 7 mit dem Drain-Widerstand 13, dem Source-Widerstand 9 und dem Gate-

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Vorspannungswiderstand 11 und dem Drainsignal-Bypasskondensator 14 wie gemäß Fig. 5 verbunden ist, ergibt sich eine Ruhe-Charakteristik (quiescent characteristic) einer Gate/ Source-Spannung gegenüber einer Drain-Spannung wie gemäß Fig. 5.

Wenn eine durch Glätten eines AM-Erfassungssignals gebildete positive Spannung einem AGC-Anschluß 15 zugeführt wird, steigt die Gate-Spannung des FET 7 an und nimmt der Drain-Strom zu. In diesem Fall fällt die Drain-Spannung, da der Drain-Widerstand vorgesehen ist, so daß die Spannung zwischen der Drain-Elektrode und der Source-Elektrode klein wird und auch gm klein wird. Als Ergebnis hat die Verstärkungsregelung (AGC) eine Einwirkung auf das von der Source-Elektrode abgegebene bzw. erzeugte Ausgangssignal.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Antennen-Abstimmschaltung gemäß der Erfindung. Eine Spule 16 mit einem Abgriff mit einer Induktivität, die im wesentlichen gleich

einem

der der Ferritkernantenne ist, wirkt mit veränderbaren Kondensator 2 zur Bildung einer Abstimmschafcung zusammen. Der Abgriff der Spule 16 ist mit einer externen Antenne 17 zum Einfangen von Rundfunkwellen wie einer Schleifenantenne verbunden. Da die Impedanz der externen Antenne 17 niedrig ist, kann externes Rauschen kaum in einem Draht induziert werden, der sich von der externen Antenne 17 zu dem Abgriff der Abstimmspule 16 erstreckt. Weiter wirfP^opf- oder Schalenkern für die Abstimmspule 16 zu deren magnetischem Abschirmen gegenüber externem Rauschen verwendet und wird ein Abschirmgehäuse 18 für die Abstimmschaltung zu deren elektrischer Abschirmung gegenüber externem Rauschen verwendet. Deshalb kann die Schaltungsanordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel Wirkungen erreichen, die mit denen in Fig. 2 durch die Vollinie 23 dargestellten vergleichbar sind bezüglich der Kurzwellen-Störung und der praktischen Trennschärfe.

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Gemäß der Erfindung kann das Problem von Kurzwellenstörungen bei der herkömmlichen Anordnung bei dem Mittelwellen-AM-Rundfunkempfanger um bis zu 4OdB verbessert werden, weshalb in der Praxis eine erhebliche Verbesserung für den Empfängerbetrieb erreichbar ist. Weiter kann die praktische Empfindlichkeit um 3 bis 7dB im Vergleich zur herkömmlichen Antennen-Abstimmschaltung verbessert werden. Die zusätzliche Verwendung der einfachen Verstärkungsregelung kann die nützlichen Wirkungen ohne Erhöhung der Herstellkosten und irgendwelcher Probleme bei starken Eingangssignalen erreichen.

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Claims

ANSPRÜCHE

ntennen-Abstimmschaltung für Langwellen- und Mittelwellen-AM-Rundfunkempfänger/ mit

einer um einen Ferritkern gewickelten Abstimmspule und einem parallel zur Abstimmspule geschalteten veränderbaren Kondensator,
gekennzeichnet durch,

einen Feldeffekttransistor (7) (FET), wobei ein Ende der Abstimmspule (1) mit der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors (7) direkt oder über ein Impedanzglied ( 12) verbunden ist, wobei das andere Ende der Abstimmspule (1) geerdet ist bzw. an Masse liegt und wobei ein Ausgangssignal der Antennen-Abstimmschaltung von einer ausgewählten von Source- oder Drainelektrode des Feldeffekttransistors (7) herausgeführt ist.
2. Antennen-Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster und ein zweiter Widerstand (13, 9) und ein

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Bypass-Kondensator (14) vorgesehen sind, daß der erste Widerstand (13) zwischen der Drain-Elektrode und einer externen Versorgungsquelle (8) für den Feldeffekttransistor (7) angeschlossen ist,

daß der zweite Widerstand (9) zwischen der Source-Elektrode und Erde bzw. Masse angeschlossen ist, daß eine Aufwärtsregelungsspannung (Vorwärts-AGC-Spannung) der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors (7) zugeführt ist und

daß das Ausgangssignal der Antennen-Abstimmschaltung von der Source-Elektrode herausgeführt ist.
3. Antennen-Abstimmschaltung für einen Langwellen- und Mittelwellen-AM-Rundfunkempfänger,
gekennzeichnet durch,

eine externe Antenne (17),

eine mit der externen Antenne (17) verbundene Abstimmspule (16) und

einen Feldeffekttransistor (7), wobei die Abstimmspule (16) magnetisch abgeschirmt ist und an einem Ende mit der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors (7) direkt über ein Impedanzglied (11, 12) verbunden ist und an dem anderen Ende geerdet ist bzw. an Masse liegt.
4. Antennen-Abstimmschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß ein erster und ein zweiter Widerstand (13, 9) und ein Bypass-Kondensator (14) vorgesehen sind, daß der erste Widerstand (13) zwischen der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors (7) und einer externen Versorgungsquelle (8) angeschlossen ist,

daß der zweite Widerstand (9) zwischen der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors (7) und Erde bzw. Masse angeschlossen ist,

daß der Bypass-Kondensator (14) zwischen der Drain-Elekttrode des Feldeffekttransistors (7) und Erde bzw. Masse angeschlossen ist,

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daß eine Aufwärtsregelspannung der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors (7) zugeführt ist und daß ein Ausgangssignal von der Antennen-Abstimmschaltung von der Source-Elektrode herausgeführt ist.
5. Antennen-Abstimmschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abstimmspule (1, 16) der veränderbare Kondensator (2) , der Feldeffekttransistor (7), ein zwischen dem stromführenden Anschluß der Abstimmspule (16) und der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors (7) geschalteter Kondensator (1.2) und ein mit der Gate-Elektrode verbundener Widerstand (11) elektrisch abgeschirmt sind.

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