DE1591764C

DE1591764C - Oscillator circuit with a capacitively tunable parallel resonance circuit

Info

Publication number: DE1591764C
Authority: DE
Inventors: Willi 8070 Ingolstadt Minner
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Publication date: 1972-09-21

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Oszillatorschaltung mit einem kapazitiv durchstimmbaren Parallelresonanzkreis, insbesondere zur Verwendung in Abstimmeinheiten für wenigstens zwei Frequenzbereiche, mit einem Verkürzungskondensator zur Veränderung der Kapazitätsvariation der einstellbaren Oszillatorkreiskapazität und mit einem Schalter zur stufenweisen Veränderung der Osziliatorkreisinduktivität zwecks Frequenzbereichumschaltung. The present invention relates to an oscillator circuit having a capacitively tunable Parallel resonance circuit, especially for use in tuning units for at least two Frequency ranges, with a shortening capacitor to change the capacitance variation of the adjustable oscillator circuit capacitance and with a switch for gradual change of the oscillator circuit inductance for the purpose of frequency range switching.

Bei einer derartigen bekannten Schaltung für Lang-, Mittel- und Kurzwelle bei Rundfunkempfänger sind vier in Reihe geschaltete' Induktivitäten vorgesehen, wobei je eine für Mittel-, Kurz- und Langwelle vorgesehen ist und bei Empfang der Langwellen alle eingeschaltet sind, bei Mittelwelle die Langwelleninduktivität kurzgeschlossen ist und bei Empfang von Kurzwellen auch die Mittelwelleninduktivität kurzgeschlossen ist. Eine Induktivität dient als Drossel für die Anodeazuleitung zur Röhre. Den drei frequenzbestimmenden Induktivitäten ist ein variabler Kondensator in Reihe mit einem Festkondensator parallel geschaltet. Weiterhin ist zwischen die Langwelleninduktivität und die variable Kapazität ein Verkürzungskondensator für Langwelle und ein Verkürzungskondensator für die Kurzwellen eingeschaltet, wobei derjenige für die Langwelle beim Empfang der Kurzwelle mit kurzgeschlossen wird. Bei derartigen Schaltungen dient bekanntlich der Verkürzungskondensator im Oszillatorkreis dazu, die Kapazitätsvariation des Drehkondensators für die einzelnen Bereiche derart zu erweitern bzw. zu verringern, daß trotz erforderlicher anderer Kapazitätsvariationsbereiche in den einzelnen Frequenzbereichen immer der gleiche Drehkondensator verwendet werden kann. Da in der Regel der Oszillator-Drehkondensator mit demjenigen der I-!F-Kreise auf einer Achse sitzt, kann dies nicht durch eine besondere Antriebsvorrichtung in einfacher Weise geschehen.In such a known circuit for long, medium and short wave in radio receivers are four inductors connected in series are provided, one each for medium, short and long wave and when the long waves are received all are switched on, with medium wave the long wave inductance is short-circuited and when receiving short waves, the medium wave inductance is also short-circuited. An inductance serves as a choke for the anodea feed line to the tube. The three frequency-determining inductors is a variable capacitor connected in series with a fixed capacitor in parallel. Furthermore, between the long wave inductance and the variable capacitance switched on a shortening capacitor for long wave and a shortening capacitor for short wave, wherein the one for the long wave is short-circuited when receiving the short wave. With such circuits As is well known, the shortening capacitor in the oscillator circuit serves to reduce the capacitance variation of the To expand or reduce the variable capacitor for the individual areas in such a way that despite the necessary other capacitance variation ranges always the same in the individual frequency ranges Variable capacitor can be used. As usually the oscillator rotary capacitor with that the I-! F circles sit on one axis, cannot do this done in a simple manner by a special drive device.

Entsprechende Schaltungen, sind auch bei Verwendung von Kapazitätsvariationsdioden für Abstimmzwecke erforderlich, da diejenigen von Eingangsund Oszillatorkreis gemeinsam über einen Spannungsteiler eingestellt werden.Corresponding circuits are also available when using capacitance-varying diodes for tuning purposes required because those of the input and oscillator circuit share a voltage divider can be set.

Durch die eben erwähnte Schaltung ist es möglich, diese erforderlichen Kapazitätsvariationen zu erreichen. Jedoch wird durch die Anordnung des kurzzuschließenden Verkürzungskondensators in Reihe mit der Induktivität für den tieferen Frequenzbereich der Resonanzwiderstand des Parallelschwingkreises verkleinert. Dies kann zur Folge haben, daß bei den unteren Abstimmfrequenzen des tieferen Frequenz-• bereiches die Oszillatorschwingungen aussetzen.The circuit just mentioned makes it possible to achieve these required variations in capacitance. However, by arranging the shorting capacitor to be short-circuited in series with the inductance for the lower frequency range the resonance resistance of the parallel resonant circuit scaled down. This can have the consequence that at the lower tuning frequencies of the lower frequency area exposed to the oscillator vibrations.

Mit der vorliegenden Erfindung soll unter anderem die Aufgabe gelöst werden, eine Oszillatorschaltung so aufzubauen, daß die Kapazitätsvariation der Oszillatorkreiskapazität umgeschaltet werden kann, ohne daß der Resonanzwiderstand des Schwingkreises verringert wird. Weiterhin soll zur Umschaltung von zwei Frequenzbereichen lediglich ein einziger Schalter vorgesehen sein.The object of the present invention is to be achieved, inter alia, an oscillator circuit to be built so that the capacitance variation of the oscillator circuit capacitance can be switched without reducing the resonance resistance of the resonant circuit will. Furthermore, only a single switch should be provided for switching over two frequency ranges being.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verkürzungskondensator in Reihe zur einstellbaren Kapazität liegt und für den tiefsten Frequenzbereich (z. B. VHF-Band I) ausgelegt ist und in Reihe mit diesem eine Induktivität geschaltet ist, die in diesem Frequenzbereich praktisch unwirksam ist, jedoch den Verkürzungskondensator im höheren Frequenzbereich (z. B. VHF-Band III) auf einen hierfür erforderlichen' höheren Kapazitätswert transformiert. This object is achieved in that the shortening capacitor in series with adjustable capacitance and is designed for the lowest frequency range (e.g. VHF band I) and is in An inductance is connected in series with this, which is practically ineffective in this frequency range, however, the shortening capacitor in the higher frequency range (e.g. VHF band III) on one for this required 'higher capacity value transformed.

Durch diese, erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird erreicht, daß bei Einschaltung des tieferen Frequenzbereiches, d. h., wenn beide frequenzbestimmenden Induktivitäten eingeschaltet sind, die Schaltung so wirkt, als ob nur der veränderbare Kondensator und die Verkürzungskapazität vorhanden seien. Zur Einschaltung des höheren Frequenzbereiches braucht lediglich die frequenzbestimmende Induktivität des tieferen Frequenzbereiches kurzgeschlossen zu werden. Da für den höheren Frequenzbereich die dem Verkürzungskondensator in Reihe geschaltete Induktivität wirksam wird, wirkt sich dies so aus, als ob die Verkürzungskapazität vergrößert sei. Hierdurch tritt die gewünschte Vergrößerung der Kapazitätsvariation des Oszillatorkreises ein. Die Erfindung ist beispielsweise besonders vorteilhaft anwendbar in den Fernsehfrequenzbereichen Band I und Band III, da bei diesen die Oszillatorfrequenzvariation vom Band I von 1,16 auf 1,24 Band III geändert werden muß.This circuit arrangement according to the invention ensures that when the lower Frequency range, d. i.e., when both frequency-determining inductors are switched on, the circuit acts as if only the changeable capacitor and the shortening capacity are present. To switch on the higher frequency range, only the frequency-determining inductance is required to be short-circuited in the lower frequency range. Since for the higher frequency range the the shortening capacitor in series inductance becomes effective, this has the effect of whether the shortening capacity is increased. This results in the desired increase in the capacity variation of the oscillator circuit. The invention can be used particularly advantageously, for example in the television frequency ranges Band I and Band III, since in these the oscillator frequency variation from Volume I must be changed from 1.16 to 1.24 Volume III.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße Reiheninduktivität zum Verkürzungskondensator eine Gleichlaufabstimmung im höheren Frequenzbereich möglich macht. Dies kommt dadurch zustande, daß eine geringe ÄnderungAnother advantage of the invention is the fact that the series inductance according to the invention for The shortening capacitor enables synchronization in the higher frequency range. this comes about because of a slight change

der Induktivität vorwiegend bei den tiefsten Oszillatorfrequenzen des höheren Frequenzbereiches wirksam ist, während bei den höchsten Frequenzen praktisch keine Beeinflussung vorhanden ist.the inductance mainly effective at the lowest oscillator frequencies of the higher frequency range while at the highest frequencies there is practically no interference.

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Außerdem ist von besonderem Vorteil, daß bei Verwendung von Schalterdioden zur Frequenzbereichumschaltung far die Zufuhr der Vorspannung für die Schalterdioden kein besonderer Gleichstromweg erforderlich wird, wie dies bei den bekannten Schaltungen notwendig ist. Bei letzteren muß nämlich der Verkürzungskapazität eine Drossel parallel geschaltet v/erden. Diese entfällt beim erfindungsgemäßen Schaltungsaufbau. It is also of particular advantage that when using switch diodes for frequency range switching no special direct current path is required for the supply of the bias voltage for the switch diodes becomes, as is necessary in the known circuits. In the case of the latter, the Shortening capacitance v / earth a choke connected in parallel. This does not apply to the circuit structure according to the invention.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind" nachfolgend εη Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels beschrieben.Further advantageous details of the invention are illustrated below in the drawing Embodiment described.

F i g. 1 zeigt eine bekannte Schaltung der eingangs beschriebenen Art undF i g. 1 shows a known circuit of the type described in the opening paragraph and

F i g. 2 die erfindungsgemäße Schaltung.F i g. 2 the circuit according to the invention.

Es sei angenommen, daß die Schaltungen für die. Fernsehfrequenzbereiche Band I und Band III ausgelegt werden sollen.It is assumed that the circuits for the. TV frequency ranges Band I and Band III designed should be.

In F i g. 1 besteht der Oszillator-Parallelresonanzkreis aus den Induktivitäten L₁ und L₂ in Reihe mit einem Verkürzungskondessator C₄ im einen Parallel-., zweig und aus dem variablen Kondensator C₂ und einem Verkürzungskondensator C₃ im anderen Parallelzweig. Der Verbindungspunkt 1 ist durch einen Schalter 2 mit Masse verbindbar, wodurch die Induktivität L₂ und der Verkürzungskondensator C₄. überbrückt werden. Der Hochpunkt 3 des Parallelschwingkreises ist mit der Ausgangselektrode eines Verstärkerelementes 4 verbunden, und gleichzeitig ist zwischen dem Hochpunkt 3 und der Eingangselektrode des Verstärkerelementes 4 ein Rückkopplungskondensator C₁ vorgesehen, der noch mit in die Kreiskapazität des Oszillatorkreises eingeht.In Fig. 1, the oscillator parallel resonance circuit consists of the inductors L ₁ and L ₂ in series with a shortening _{capacitor C 4} in a parallel branch and from the variable capacitor C ₂ and a shortening _{capacitor C 3} in the other parallel branch. The connection point 1 can be connected to ground by a switch 2, as a result of which the inductance L ₂ and the shortening capacitor C ₄ . be bridged. The high point 3 of the parallel resonant circuit is connected to the output _{electrode of an amplifier element 4, and at the same time a feedback capacitor C 1 is} provided between the high point 3 and the input electrode of the amplifier element 4, which is also included in the circular capacitance of the oscillator circuit.

Die Werte von C₂ und C₃ sind so ausgelegt, daß bei geschlossenem Schalter 2 eine Kapazitätsvariation von 1,24, d.h. im Band III von 266 bis 214MHz, erzielbar ist. Bei Umschaltung auf Band I, d. h. durch öffnen des Schalters 2, wird C₄ in den Kreis eingeschaltet und durch diesen die Kapazitätsvariation auf 1,16 abgesenkt, so daß der Oszillator für Band I zwischen 101 und 87MHz durchstimmbar ist. Die Induktivität L₁ ist in bekannter. Weise für Band III und L₁ + L₂ für Band I ausgelegt. Wie an Hand der Fig. 1 leicht festzustellen, wird im Band-I-Betrieb der Resonanzwiderstand des Kreises durch den Kondensator C₄ herabgedrückt, was aus folgender Gleichung ebenfalls ersichtlich ist: The values of C ₂ and C ₃ are designed in such a way that when switch 2 is closed, a capacitance variation of 1.24, ie in band III from 266 to 214 MHz, can be achieved. When switching to band I, ie by opening switch 2, C _{4 is switched on} in the circuit and this lowers the capacity variation to 1.16 so that the oscillator for band I can be tuned between 101 and 87 MHz. The inductance L ₁ is known in. Way designed for Volume III and L ₁ + L ₂ for Volume I. As can be easily seen from FIG. 1, in band I operation the resonance resistance of the circuit is suppressed by the capacitor C ₄ , which can also be seen from the following equation:

Die in F i g. 2 gezeigte erfindungsgemäße Schaltung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten dadurch, daß der Kondensator C₃ durch den Kondensator C₅ und die mit diesem in Reihe geschaltete Induktivität L₃ ersetzt ist und daß der Kondensator C₄ wegfällt. Erfindungsgemäß ist der Verkürzungskondensator C₅ so ausgelegt, daß er in" Band I die erforderliche Frequenzvariation erzeugt. In diesem Frequenzbereich ist die Induktivität L₃ praktisch unwirksam. Sie besteht beispielsweise aus nur zwei Windungen eines Drahtes. Geringe Änderungen der Induktivität der Spule L₃ haben hierbei praktisch keinen Einfluß auf die Oszillatorfrequenz. Im Band III ■hingegen ist die Induktivität der Spule L₃ so hoch, daß die Schwingkreiskapazität derart erhöht erscheint, daß die Frequenzvariation im Band III den erforderlichen Wert von 1,24 aufweist.The in F i g. The circuit according to the invention shown in FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1 in that the capacitor C _{3 is} replaced by the capacitor C ₅ _{and the inductance L 3} connected in series with it and that the capacitor C ₄ is omitted. According to the invention, the shortening capacitor C ₅ is designed so that it generates the required frequency variation in "Band I. In this frequency range, the inductance L _{3 is} practically ineffective. It consists, for example, of only two turns of a wire. Slight changes in the inductance of the coil L ₃ have In band III, however, the inductance of coil L _{3 is} so high that the resonant circuit capacitance appears to be increased to such an extent that the frequency variation in band III has the required value of 1.24.

Der Kondensator C₅ ist so groß zu wählen, daß er 'den Wert der in Reihe geschalteten Kondensatoren C₃ . und C₄ der F i g. 1 entspricht, also:The capacitor C ₅ is to be selected so large that it 'has the value of the capacitors C ₃ connected in series. and C ₄ of FIG. 1 corresponds, so:

~⁵ ~ C₃ + C₄ ■~ ⁵ ~ C ₃ + C ₄ ■

Die Induktivität L₃ ist so zu bemessen, daß im Band-HI-Betrieb die Verkürzungskapazität dem Wert des Kondensators C₃ der Fig. 1 entspricht, d.h., es muß sein:The inductance L ₃ is to be dimensioned in such a way that the shortening capacitance _{corresponds to the value of the capacitor C 3} in FIG. 1 in band-HI operation, that is, it must be:

r·r C₃ =C ₃ =

L₂) - L ₂ ) -

C₄ C ₄

50 1 - W²L₃ · C₅ " 50 1 - W ² L ₃ · C ₅ "

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anwendbar bei zwei Frequenzbereichen, bei denen eine unterschiedliche Frequenzvariation vorhanden ist.. Sie ist jedoch auch verwendbar für mehrere Frequenzbereiche, wobei in an sich bekannter Weise die Induktivitäten durch Umschaltung vergrößert bzw. verkleinert werden, und zusätzlich wird erfindungsgemäß die Spule L₃ so dimensioniert, daß sie durch Zu- oder Abschaltung von Induktivitätsteilen in mehreren Frequenzbereichen wirksam bzw. unwirksam wird. Hierdurch ist zwar für die Spule L₃ ein besonderer Schalter erforderlich, jedoch wird durch diese Spule der Vorteil des Gleichlaufabgleichs in den einzelnen Bändern weiterhin erreicht, und auch die Drosselspulen bei Verwendung von Schalterdioden sind zur überbrückung des Kondensators C₄ der bekannten Schaltungen nicht erforderlich.The invention can be used particularly advantageously in two frequency ranges in which there is a different frequency variation L ₃ is dimensioned in such a way that it becomes effective or ineffective in several frequency ranges by connecting or disconnecting inductance parts. Although this requires a special switch for the coil L ₃ , this coil still has the advantage of synchronism adjustment in the individual bands, and the choke coils when using switch diodes are _{not required to bypass the capacitor C 4 of} the known circuits.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. oscillator circuit having a capacitively tunable parallel resonant circuit, in particular for use in Abstimmeinheitea for at least two frequency ranges, with a shortening capacitor for varying the capacitance variation of the variable oscillator circuit capacitance and a switch for the incremental change * of Osziliatorkreisinduktivität order frequency range conversion, characterized in that the padding capacitor (R ₅ ) is in series with the adjustable capacitance (C ₂ ) and is designed for the lowest frequency range (e.g. VRF band I) and an inductance (L ₃ ) is connected in series with this, which is practically ineffective in this frequency range , but the shortening co _{-capacitor (C 5} ) in the higher frequency range (e.g. VHF Band III) transforms a higher capacity value required for this

2. ' Oscillator circuit according to Claim 1, characterized in that the variable oscillator circuit capacitance can be set together with variable circuit capacitances of at least one input or band filter circuit and voltage-dependent capacitors which are connected to a common adjustable voltage source serve as the variable capacitances.

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