DE1106818B - Breitband-Mischstufe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Mischstufen, in denen aus zwei Eingangsfrequenzen eine Ausgangsfrequenz abgeleitet wird, welche gleich der algebraischen Summe der Eingangsfrequenzen ist, worunter die Summe oder Differenz zu verstehen ist.

Eine bekannte Schwierigkeit, die bei Mischstufen auftritt, besteht darin, daß, wenn die Leistung derart ist, daß eine einzige Röhre oder Kristalldiode ungenügend ist und eine Mehrzahl von Röhren oder Kristalldioden verwendet werden muß, damit die Eingangs- und Ausgangskapazitäten der Mischstufe vergrößert werden, wodurch das Frequenzband, über das die Mischstufe befriedigend betrieben wird, in unerwünschter Weise entsprechend begrenzt wird.

Es ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Mischstufe zu schaffen, die über ein breites Frequenzband mit beträchtlich höheren. Leistungen betrieben werden können, als es bei vergleichbaren, bereits bekannten Mischstufen der Fall war.

Erfindungsgemäß wird das bekannte Prinzip des ao Kettenverstärkers auf eine Mischstufe in der Weise angewendet, daß die Mischstufe aus mehreren Verstärkerelementen (Röhren oder Transistoren) zusammengesetzt ist, denen entsprechend den beiden Eingangsfrequenzen zwei Eingangsfilterleitungen oder eine den beiden Eingangsfrequenzen gemeinsame Eingangsfilterleitung zugeordnet ist und deren Ausgangselektroden mit einer Ausgangsfilterleitung verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Mischstufe hat im Falle der den beiden Eingangsfrequenzen gemeinsamen Eingangsfilterleitung den Vorteil der Einfachheit und des geringeren Raumbedarfes gegenüber der Verwendung von zwei Eingangsfilterleitungen.

Es ist bekannt, den einen Pol von zwei Mischgleichrichtern über verschieden große Induktivitäten mit dem Eingangsschwingungskreis zu verbinden und den anderen Pol der beiden Gleichrichter miteinander und dem gemeinsamen Zwischenfrequenzkreis zu verbinden. Die Eigenkapazitäten der Gleichrichter bilden mit den erwähnten Induktivitäten Serienresonanzkreise. Bei der einen Resonanz ist nur der eine Gleichrichter und bei der anderen Resonanz nur der andere Gleichrichter wirksam, so daß es mit dieser Anordnung nicht möglich ist, eine größere Leistung zu übertragen.

Die Ausgangsfilterleitung ist vorzugsweise derart bemessen, daß sie die Eingangsfrequenzen nicht durchläßt, und der Durchlaßbereich der Ausgangsfilterleitung ist vorzugsweise derart ausgelegt, daß unerwünschte Mischfrequenzen abgesperrt werden.

Bei Mischstufen mit einer einzigen Mischanordnung ist es bekannt, in die Zuleitungen zur Mischanordnung ein Sieb für die Zwischenfrequenz und in

Anmelder:

Marconi's Wireless Telegraph Company
Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 25. Mai und 14. Oktober 1959

Boleslaw Marian Sosin, Great Baddow, Essex

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

die Ausgangsleitung ein Sieb für die Empfangs- und Oszillatorfrequenz zu legen.

Die Erfindung wird nun mit den Zeichnungen erläutert, in denen Fig. 1 und. 2 zwei Ausführungsformen der Erfindung schematisch darstellen.

In Fig. 1 werden die beiden zu mischenden Frequenzen über ein Anpassungsnetz (nicht dargestellt) und die Klemme 1 zu einer Eingangsfilterleitung geleitet, die aus den Abschnitten Fl, F 2, F 3 ... Fn-2, Fn-I, Fn besteht. Die induktiven Zweige jedes dieser Filterabschnitte enthalten gleiche Induktivitäten, die alle gegenseitig gekoppelt sind, wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Die kapazitiven Arme der Filterabschnitte F1 und Fn bestehen aus den Kondensatoren C1 bzw. Cn, während die kapazitiven Arme der Filterabs chnittei^T2_J F 3 .. . Fn-2 und Fn-I gebildet werden durch die Kondensatoren C 2, C 3 . . . Cn-2, Cn-I zusammen mit den Eingangs- und Streukapazitäten der Röhren Vl, V2 . .. Vn-I, Vn, mit deren Steuergittern die entsprechenden Filterabschnitte verbunden sind. Die Eingangsfilterleitung wird durch den Anpassungswiderstand Rd abgeschlossen.

Die Eingangsfilterleitung ist derart gewählt, daß sie einen geeigneten Wellenwiderstand aufweist sowie einen Durchlaßbereich, der alle Frequenzen des Bereiches umfaßt, auf dem die Mischstufe arbeiten soll. Darüber hinaus sind die einzelnen Filterabschnitte derart gewählt, daß der Unterschied der Phasenverzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Röhren-Steuergittern entlang der Leitung im wesentlichen linear mit der Frequenz im fraglichen Frequenzbereich

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variiert. Die Konstruktion einer solchen Filterleitung beruht auf einer bekannten Technik, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.

Die Anoden der Röhren sind mit verschiedenen Punkten entlang der Ausgangsfilterleitung verbunden, die durch eine einzige Wicklung L sowie durch die Anoden- und Streukapazitäten der Röhren Vl, V 2 ... Vn-I, Vn gebildet wird. Diese Filterleitung wird an dem einen Ende durch einen Anpassungswiderstand RA und an dem anderen Ende durch ein Anpassungsnetzwerk (nicht dargestellt) und einen Verbraucher (ebenfalls nicht eingezeichnet), der mit der Ausgangsklemme 2 verbunden ist, abgeschlossen. Die Ausgangsfilterleitung bildet ein Tiefpaßfilter, dessen Durchlaßbereich so beschaffen ist, daß sie die Differenz der Eingangsfrequenzen über den Bereich, in dem die Mischstufe arbeiten soll, durchläßt, während sie die einzelnen Eingangsfrequenzen nicht durchläßt. Der Wellenwiderstand der Ausgangsfilterleitung ist in Abhängigkeit von den einzelnen Röhrencharakteristiken gewählt, und die Anoden der Röhren sind an solchen Stellen mit der Ausgangsfilterleitung verbunden, daß die Phasenverzögerung über den erforderlichen Bereich der Ausgangsfrequenzen zwischen aufeinanderfolgenden Röhrenanoden im wesentlichen gleich ist mit der Differenz der Phasenverzögerungen bei den entsprechenden Eingangsfrequenzen zwischen den Steuergittern der entsprechenden. Röhren. Darüber hinaus ist die Variation der Phasenverzögerung entlang der Ausgangsfilterleitung mit der Frequenz über dem gewünschten Betriebsbereich derart, daß sie im wesentlichen linear ist, was in bekannter Weise durch die gegenseitige induktive Kopplung zwischen, angrenzenden Teilen der Wicklung L erreicht wird. Hier ist wiederum keine weitere Konstruktionsbeschreibung der Ausgangsfilterkette erforderlich, da die technischen Ausführungsformen bekannt sind.

Man sieht, daß bei der oben beschriebenen Mischstufe die Anodenströme der Röhren Vl, V 2 ... Vn-I, Vn (bei der Differenzfrequenz der beiden Eingangssignale) sich im wesentlichen in Phase in Richtung auf den Verbraucher zu addieren.

In der obigen Beschreibung wurden die Eingangsfrequenzen an das eine Ende der Eingangsfilterleitung gelegt. Dies ist jedoch keine Notwendigkeit, d. h., die beiden Frequenzen können auch an entgegengesetzte Enden gelegt werden, vorausgesetzt, die Filterleitung ist derart beschaffen, daß sie die erforderliche Phasenbeziehung an den Röhren-Steuergittern aufrechterhält.

Fig. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine an sich bekannte Gegentakt-Mischstufe. Die Blocks M stellen Mischstufen dar, wie sie in Fig. 1 näher erläutert sind. Die eine Frequenz wird über ein Anpassungsnetzwerk (nicht dargestellt) zu den Klemmen der Primärwicklung P1 eines Transformators Tl geleitet, und eine zweite Frequenz wird über ein Anpassungsnetzwerk (nicht dargestellt) zwischen dem Mittelabgriff der Sekundärwicklung des Transformators T1 und der Erde geleitet. Die Enden der Sekundärwicklung des Transformators T1 sind mit den Eingangsklemmen 1 der Mischstufe M verbunden, deren Ausgangsklemmen 2 mit den Enden der Primärwicklung P 2 des Ausgangstransformators T 2 verbunden sind. Der Mittelabgriff in dieser Wicklung ist geerdet, und die Sekundärwicklung des Transformators T 2 leitet Ausgangssignale (mit einer Frequenz

ίο der Differenz zwischen den beiden Eingangsfrequenzen) zu einem Anpassungsnetzwerk und einem Verbraucher (nicht dargestellt).

Eine solche Gegentaktanordnung hat den Vorteil, daß geradzahlige Harmonische der Ausgangsfrequenz und geradzahlige Harmonische der Eingangsfrequenzen an der Ausgangsseite beseitigt werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Breitband-Mischstufe, gekennzeichnet durch

zo die Anwendung des Prinzips des Kettenverstärkers in der Weise, daß die Mischstufe aus mehreren Vefstärkerelementen (Röhren oder Transistoren) zusammengesetzt ist, denen entsprechend den beiden Eingangsfrequenzen zwei Eingangsfilterleitungen oder eine den beiden Eingangsfrequenzen gemeinsame Eingangsfilterleitung zugeordnet ist und deren Ausgangselektroden mit einer • Ausgangsfilterleitung verbunden sind.

2. Mischstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsfilterleitung aus mehreren mit der Eingangselektrode je eines Verstärkerelementes verbundenen Teilen besteht, von denen jedes Teil aus der Parallelschaltung einer Spule und eines Kondensators besteht, wobei die einzelnen Spulen gegeninduktiv miteinander gekoppelt sind.

3. Mischstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsfilterleitung so bemessen ist, daß sie die Eingangsfrequenzen nicht " durchläßt.

4. Mischstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsfilterleitung so bemessen ist, daß der Durchlaßbereich unerwünschte Mischfrequenzen ausschließt.

5. Gegentakt-Mischstufe, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei gleichen Mischstufen nach Anspruch 1 mit einer einzigen Eingangsfilterleitung besteht, denen die eine Eingangsfrequenz mittels eines mittelangezapften Transformators im Gleichtakt und die andere Eingangsfrequenz im Gegentakt zugeführt wird, während die Ausgangsfrequenz mit Gegentakt entnommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 889 037, 902 509;

H. F. M at are, »Empfangsprobleme im Ultrahochfrequenzgebiet«, 1951, S. 27 (Verlag R. Oldenbourg, Münden).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen