DE1186519B - Oszillator mit Tunnel-Diode, insbesondere fuer Fernsehempfaenger - Google Patents

Description

• Oszillator mit Tunnel-Diode, insbesondere für Fernsehempfänger Für den Fernsehempfang auf dem Dezimeterwellengebiet verwendet man bekanntlich einen sogenannten UHF-Tuner, der aus einer selbstschwingenden Mischröhre in Gitter-Basis-Schaltung (deutsche Patentschrift 1022 272) und einer Vorröhre und kapazitiv abstimmbaren #/2-Resonanzleitungen (Topfkreise mit Drehkondensator in Reihe zum Innenleiter) besteht. Wenn man die Mischröhre durch eine Tunnel-Diode, auch Esaki-Diode genannt, ersetzen möchte, so macht die Zuführung der Betriebsspannung zur Esaki-Diode Schwierigkeiten, weil eine kapazitiv abstimmbare V2-Resonanzleitung keinen Punkt auf dem Innenleiter hat, der auf dem ganzen Wellenbereich frei von Hochfrequenzspannung ist, denn der Spannungsknoten wandert auf dem Innenleiter nahezu von dem einen Ende zum anderen, nämlich zwischen den nahe an den Enden des Innenleiters angeschalteten Trimmerkondensatoren. Man ist deshalb gezwungen, die Bletriebsspannung über eine Hochfrequenzdrossel zum Innenleiter zuzuführen.
• Die dabei auftretende Schwierigkeit soll an Hand der F i g. 1 näher erläutert werden. F i g. 1 ist nur der Innenleiter 1 der Resonanzleitung, also nicht der Außenleiter (der Topf), dargestellt. An dem einen Ende des Innenleiters 1 befindet sich in bekannter Weise der Drehkondensator 2, und ferner sind an den Innenleiter die Trimmerkondensatoren 3 und 4 angeschaltet. Am anderen Ende des Innenleiters befindet sich die Tunnel-Diode 5. Da die Betriebsspannung der Tunnel-Diode nur 120 mV beträgt, wird an die Batterie 6 (z. B. 1 bis 4 V) ein aus den beiden Widerständen 7 und 8 bestehender Spannungsteiler angeschaltet. Die vom Widerstand 8 entnommene Betriebsspannung wird über die Hochfrequenzdrossel 11, z. B. 15 1iH, zu einem Punkt auf dem Innenleiter 1 geführt, an dem an dem einen Ende des Wellenbereiches der Spannungsknoten liegt nämlich dann, wenn der Drehkondensator 2 ganz herausgedreht ist.
• Es muß nun vermieden werden, daß der durch die Drossel 11 und die zusammen mit dieser Drossel 11 wirksamen Kapazitäten (alle am rechten Ende der Drossel 11 liegenden Kapazitäten) gebildete Schwingungskreis von derTunnel-Diode trotz des als Dämpfungswiderstand wirkenden Widerstandes 8 zu Eigenschwingungen angeregt wird. Wegen der sehr viel geringeren Dämpfung der Resonanzleitung mit dem Innenleiter 1 werden zwar immer die durch die Resonanzleitung bestimmten Schwingungen erzeugt werden, jedoch ist es auch möglich, daß zusätzlich noch periodisch unerwünschte Schwingungen auf einer durch den erwähnten Schwingungskreis gegebenen Frequenz auftreten können. Um solche unerwünschten Schwingungen zu vermeiden, ist es zunächst notwendig, den Widerstand 8 möglichst groß zu bemessen. Eine obere Grenze ist aber dadurch gegeben, daß derWiderstandswert des Widerstandes 8 dem Betrage nach kleiner sein muß als der Betrag des negativen Widerstandes der Tunnel-Diode. Beträgt der negative Widerstand z. B. - 150 Ohm, so darf der Widerstandswert des Widerstandes 8 höchstens 140 Ohm betragen, wobei angenommen ist, daß der Widerstand 7 sehr viel größer ist und deshalb nicht in Betracht gezogen zu werden braucht. Wäre der Widerstandswert von 8 ebenfalls 1.50 Ohm oder größer, so wäre die erforderliche Gleichstronistabilität nicht vorhanden. Dann würde nämlich die zu dem Widerstandswert des Widerstandes 8 gehörende Arbeitskennlinie flacher verlaufen als der abfallendeTeil der Kennlinie einer Tunnel-Diode. Deshalb wäre der Arbeitspunkt auf dem abfallenden Teil dieser Kennlinie, wo der Widerstand negativ ist, instabil, und der Arbeitspunkt würde auf einen der beiden ansteigenden Teile der Kennlinie der Diode springen. Eine Schwingungserzeugung wäre dann auch bei der gewünschten Frequenz unmöglich. Der maximale Widerstandswert des Widerstandes 8 ist also durch den negativen Widerstand der Tunnel-Diode gegeben.
• Damit ist aber auch der Maximalwert der Induktivität der Drossel 11 gegeben, denn bei zu großer Induktivität wäre der durch die Schaltelemente 8 und 11 gegebene Dämpfungsfaktor des störenden Schwingungskreises zu klein. Der Maximalwert muß für die höchste Eigenfrequenz des störenden Schwingungskreises bemessen werden, weil bei dieser Frequenz der Dämpfungsfaktor des Kreises am kleinsten ist. In der Praxis müßte man nahezu den zulässigen Maximalwert der Induktivität 11 verwenden, damit die gewünschten Schwingungen nicht zu sehr bedämpft werden. Andererseits ist es aber nachteilig, daß man mit dem Widerstandswert von 8 nahezu an die obere Grenze gehen muß, wodurch die Gleichstromstabilität gefährdet ist.
• Es ist bekannt (Zeitschrift »Electronics«, 10. 2.196 1, S. 68 bis 72, insbesondere Fig. 3 Q den durch die Drossel 11 und die rechts von ihr liegenden Kapazitäten gebildeten störenden Schwingungskreis durch einen parallel zur Drossel 11 geschalteten Widerstand 10 so stark zu bedämpfen, daß eine Stabilisierung auftritt. Dies hat aber den Nachteil, daß auch die gewünschten Schwingungen bedämpft werden, besonders wenn der Widerstand 8 sehr klein ist.
• Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit. Erfindungsgemäß wird in Reihe zu der Parallelschaltung von Drossel und Widerstand eine zweite Drossel geschaltet, wobei die zweite Drossel und der Widerstand so bemessen sind, daß der aus diesen Schaltelementen und den dort wirksamen Kapazitäten gebildete störende Schwingungskreis durch die Tunnel-Diode nicht zu Eigenschwingungen angeregt werden kann, und daß die erste Drossel so groß bemessen ist, daß die dämpfende Wirkung des Widerstandes nicht beeinträchtigt wird (F i g. 2 und 3).
• An Hand der F i g. 2 und 3 wird nun die Erfindung näher erläutert. F i g. 2 zeigt die durch die Erfindung erkänzte Schaltung nach F i g. 1. Die in F i g. 1 schon enthaltenen Schaltelemente haben in F i g. 2 dieselben Bezugszeichen. Zusätzlich ist die erfindungsgemäß eingeschaltete Drossel 9 (z. B. 0,3 gH) dargestellt. Man kann nun den Widerstandswert des Widerstandes 8 so klein bemessen, z. B. 40 Ohm statt 140 Ohm in dem obigen Beispiel, daß die Gleichstromstabilität mit Sicherheit vorhanden ist. Für die Bedämpfung des störenden Schwingungskreises ist nun hauptsächlich derWiderstand 10 maßgebend, der z. B. gleich 140 Ohm oder größer bemessen werden kann.
• Man kann zusätzlich den Widerstand 8 durch einen Kondensator 12 überbrücken, so daß nur der Widerstand 10 allein die Bedämpfung Übernimmt. Wenn man den Kondensator 12 dicht an den Widerstand 10 anschaltet, hat er den Vorteil, daß man die Leitung 13 beliebig lang bemessen kann.
• F i g. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem UHF-Tuner für Fernsehempfänger. Die beiden ersten Resonanzleitungen 14 bilden ein Eingangsbandfilter. Der Oszillatorschwingungskreis ist mit 15 bezeichnet. Die Bezugszeichen 1 bis 12 bezeichnen dieselben Schaltelemente wie in F i g. 2. Am Kondensator 16 wird die Zwischenfrequenz entnommen. Die Drossel 17 dient zur Schließung des Gleichstromkreises der Esaki-Diode 5. Parallel zur Drossel 17 liegt ein Widerstand 18, der zur Bedämpfung des störenden Schwingungskreises 16, 17 dient und außerdem den ersten Kreis des Zwischenfrequenzbandfilters bedämpft. Der erste Zwischenfrequenzkreis enthält die Induktivität 19 und die Kapazitäten 16, 20 und 21. Letztere dient zur kapazitiven Stromkopplung mit dem zweiten Zwischenfrequenzkreis 22, 23.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Oszillator mit Tunnel-Diode und mit einer insbesondere kapazitiv abstimmbaren A/2-Resonanzleitung, bei dem die Betriebsspannungsquelle über eine Hochfrequenzdrossel mit einem Punkt auf dem Innenleiter der Resonanzleitung verbunden ist und diese Flochfrequenzdrossel mit einem zur Stabilisierung bemessenen Widerstand überbrückt ist, insbesondere für die selbstschwingende Mischstufe eines UHF-Tuners für Fernsehempfänger, dadurch gekennz e i c h n e t, daß in Reihe zu der Parallelschaltung von Drossel (11) und Widerstand (10) eine zweite Drossel (9) geschaltet ist, wobei die zweite Drossel (9) und der Widerstand (10) so bemessen sind, daß der aus diesen Schaltelementen und den dort wirksamen Kapazitäten gebildete störende Schwingungskreis durch die Tunnel-Diode (5) nicht zu Eigenschwingungen angeregt werden kann, und daß die erste Drossel (11) so groß bemessen ist, daß die dämpfende Wirkung des Widerstandes (10) nicht beeinträchtigt wird (F i g. 2 und 3).
2. 2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannungsquelle (8) durch einen nahe an dem Widerstand (10) angeschlossenen Kondensator (12) so großer Kapazität überbrückt ist, daß sie einen Kurzschluß für alle Betriebsfrequenzen bildet (F i g. 2 und 3). In Betracht gezogene Druckschriften: »Electronics«, 10. 2. 1961, S. 70.