DE2001660A1

DE2001660A1 - Abstimmschaltung fuer eine Vielzahl elektronisch abstimmbarer Schaltkreise

Info

Publication number: DE2001660A1
Application number: DE19702001660
Authority: DE
Inventors: Nikolai Goncharoff; Jabbar Kamil Yusif
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1969-01-15
Filing date: 1970-01-15
Publication date: 1971-02-11
Also published as: JPS4933881B1; GB1293122A; BR7016032D0; FR2028403A1; ES375367A1; DE2001660B2; US3617899A

Description

Abstimmschaltung für eine Vielzahl elektronisch, abstimmbarer Schaltkreise

Die Erfindung "betrifft eine Ab Stimmschaltung für die gleichzeitige Abstimmung einer Vielzähl von Schwingkreisen auf unterschiedliche Frequenzen, wobei jeder Schwingkreis eine spannungsabhängig veränderliche Kapazität umfasst, mit einer ä Gleichstromvorspannungsschaltung, die an einer Gleichstromquelle liegt und veränderliche Gleichstromspannungen liefert.

Die elektronische Abstimmung von Rundfunkempfängern ist insbesondere beim Autoradio attraktiv, da sie die Möglichkeit der Einstellung des Hundfunkempfängers auf eine-gewünschte Station von einem entfernt gelegenen Punkt aus zulässt. So kann z.B. die Abstimmeinrichtung in der Armlehne.der vorderen Tür oder der hinteren Tür eines Automobils"angeordnet sein, wogegen der einzustellende Rundfunkempfänger irgendwo innerhalb

Fs/wi des

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des Kraftfahrzeugs untergebracht ist. Um die elektronische Abstimmung für Autoradios besonders anziehend zu machen, und zwar sowohl vom Standpunkt der leichten Bedienbarkeit aus als auch auf Grund wirtschaftlicher Überlegungen, ist es besonders wünschenswert, die Abstimmung mit einem einzigen Knopf durchführen zu können, wobei die für die Abstimmung vorgesehene Gleichstromvorspannung allen abzustimmenden Schwingkreisen gleichzeitig zugeführt wird. Um dies möglich zu machen, sollen Einrichtungen geschaffen werden, mit denen dieselbe veränderliche Gleichstromvorspannung in den unterschiedlichen Schwingkreisen verschiedene Frequenzen einstellt, ohne dass es notwendig ist, für diesen Zweck zusätzlich Trimmkondensatoren vorzusehen.

Ausserdem soll eine mit verhältnismässig billigen Elementen versehene Einrichtung zum Stabilisieren der Gleichstromvorspannung geschaffen werden, die zur Veränderung der Kapazität eines spannungsabhängig veränderlichen Kondensators verwendet wird, so dass die Abstimmung des Rundfunkempfängers von Änderungen des Potentials der Versorgungsspannung unbeeinflusst bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abstimmschaltung zu schaffen, mit der gleichzeitig verschiedene Schwingkreise elektronisch abstimmbar sind, die spannungsabhängig veränderliche Kapazitäten umfassen und auf unterschiedliche Frequenzen mit Hilfe einer von einem Potentiometer gelieferten Gleichstromvorspannung abgestimmt werden. Dabei sollen die einzelnen Schwingkreise des Empfängers durch angelegte Bezugsspannungen um bestimmte Frequenzabstände gegeneinander versetzt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mit der Gleichstromquelle eine Schalteinrichtung verbunden ist, die unterschiedliche Gleichstrombezugsspannungen liefert, dass ferner die unterschiedlichen Gleichstrombezugsspannungen an

- 2 - unterschiedliche

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unterschiedliche^esonanzschwingkreise angelegt werden, die jeweils einen spannungsabhängig veränderlichen Kondensator umfassen, und dass Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, um veränderliehe Gleichstromvorspannungen zur gleichzeitigen vbStimmung der Schwingkreise diesen zuzuführen, wobei die ochwingkreise eine bestimmte Versetzung aufweisen, welche von den unterschiedlichen Gleichstrombezugsspannungen bewirkt wird.

Weitere Merkaale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche,

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In vorteilhafter Weise ist die Erfindung in einer Abstimm- % schaltung verwirklicht, bei der die abzustimmenden Schwingkreise eines Rundfunkempfängers Kondensatoren mit spannungsabhängig veränderlichen Kapazitäten umfassen. An diese spannungsabhängig veränderlichen Kapazitäten wird eine Gleichstromvorspannung angelegt, wobei zumindest die Kondensatoren von zwei Schwingkreisen auf unterschiedlichen Gleichstrombezugsspannungen liegen. Somit unterscheidet sich die resultierende Spannung an den Abstimmkondensatoren der beiden Schwingkreise, wenn die Gleichstromvorspannung geändert wird, um einen Betrag, der von der Differenz der Gleichstrombezugsspannung und der Gleichstromvorspannung bestimmt wird. Dies ermöglicht die Abstimmung von Schwingkreisen auf unterschiedliche Frequenzen mit einer einzigen Gleichstromvorspannung, i wobei die Abstimmfrequenzen der einzelnen Schwingkreise sich während des Abstimmens miteinander mit einer bestimmfen Versetzung verschieben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

- 3 - Fig.

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Fig. 2 eine Spannungs-Frequenzcharakteristik, die der Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltung gemäss Fig. 1 dient.

In Fig. 1 ist ein Hundfunkempfänger dargestellt, bei dem eine antenne 10 an einem die Impedanz anpassenden Punkt mit einer Primärwicklung Ir? des Antennenschwingkreises 11 verbunden ist. Dieser ^ntennenschwingkreis 11 umfasst einen Trennkondensato;· 16 und ein spannungsabhängig veränderliches Resktanzelement 14, das im vorliegenden Fall aus einer spannungsabhängig veränderlichen Kapazität besteht. Diese spannungsabhängig verän- ~ derliche Kapazität I^ besteht aus einer Halbleiteranordnung " mit einem PH-Übergang, deren Kapazität sich proportional mit der angelegten Gleichstromvorspannung ändert. Durch diese Änderung der GIeichstromvorspannung kann die spannungsabhängig veränderliche Kapazität 14- dazu benutzt v/erden, die ;.ntenne lü in einem bestimmten H-iT-Bereich abzustimmen und anzupassen.

Das empfangene Signal wird sodann in einem HF-Verstärker 15 verstärkt und in einem die Impedanz abpassenden Punkt in die Primärwicklung 19 eines HF-ochwingkreüses 18 eingespeist. Dieser HF-cchwingkreis 18 umfasst eine zv/eite spannungsabhängig veränderliche Kapazität 20 sowie einen Trennkondensator 22. Die vom HF-Verstärker Iy gelieferten Signale werden ausser- ^ dem dem einen Eingang einer Mischerstufe 33 zugeführt, in •■.elcher sie den o:\gnaleri überlagert werden, die von einem die Impedanz anpassenden Funkt der Primärwicklung k'7 eines dritten abgestimmten Schwingkreises 30 im Überlagerungsoszillator <5 3US angelegt v/erden. Jer abgestimmte Schwingkreis yj besitzt ebenfalls einen Trennkondensator ^9 und eine spannungsabhängig veränderliche Kapazität Jl.

Von der Mischerstufe 33 wird ein ZF-rii.gnal geliefert, das in einem ZF-Verstsrker 35 verstärkt und von diesem an einen Detektor 3⁷ angelegt wird. Das .-.usgengrr-; gr.el des Detektors 37

- 4 - wi rd

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BAD

wird einem NF-Verstärker 40 zugeführt, dessen Ausgangssignal einen Lautsprecher 42 ansteuert.

Die abgestimmten Schwingkreise 11, 18 und 30 sind gleichartig aufgebaut, jedoch besitzt der abgestimmte Schwingkreis 30 einen zusätzlichen Trennkondensator 32, der zwischen dem Kathodenanschluss, der spannungsabhängig veränderlichen Kapazität 31 und dem an Masse geschalteten Ende der Wicklung 27 liegt. Alle diese Schwingkreise werden in gleicher Weise durch eine änderung der an die Kapazität angelegteh Gleichstromvorspannung abgestimmt. Diese Gleichstromvorspannung wird über Entkopplungswider stände 46, 47, 48 an die Anodeii der entsprechenden s'pannungsabhängig veränderlichen Kapazitäten 14, 20 und 31 über eine Leitung ^l zugeführt, die mit dem Ausgang einer stabilisierten. Gleichstromversorgungsschaltung 50 verbunden ist. Diese Gleichstromversorgungsschaltung 50 ist als Brückennetzwerk aufgebaut und liegt zwischen einer Versorgungsspannung B+ und Massepotential.

Die Gleichstromversorgungsspannung 5O· besteht aus vier Zweigen, von denen der erste, zweite und dritte Zweig aus einem Widerstand 55j 56 bzw. 52 besteht. Der vierte Zweig umfasst zwei mit einer Zener-Diode 5^- in Serie geschaltete Siliciumdioden 53· Die Brückendiagonale zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstandes- 52 und den Dioden 53 sowie dem Verbi^ndungspunkt zwischen den Widerständen 55 und 56 enthält ein Potentiometer 57» das mit einem Widerstand 58 in Serie geschaltet ist. Der Abgriff des'Potentiometers 57 ^is"k an die Leitung 5I angeschlossen, über welche die veränderliche Gleichstromvorspannung zur Abstimmung der Schwingkreise des Empfängers an die spannungsabhängig veränderlichen Kapazitäten 14, 20 bzw. 31 angelegt wird. . ·

■"-..- 5 - ' Am

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Am Abgriff des Potentiometers 57 steht auf Grund der Verwendung einer spannungsstabilisierten Spannungsquelle gemäss Pig. 1 eine in hohem Masse stabilisierte Gleichstromspannung zur Verfügung. Dies ist sogar trotz der Verwendung einer Leistungs-Zener-Diode 5^ der Fall, d.h. einer Zener-Diode, an der kein absolut konstanter Spannungsabfall auftritt, wenn sich der durch die Zener-Diode fliessende Strom in Abhängigkeit von den von der Gleichstromquelle B+ aus auf die Brücke einwirkenden Spannungsänderungen ändert. Dies wird dadurch erreicht, dass der Widerstand 55 einen wesentlich grösseren Wert besitzt als der Widerstand 56, so dass die Änderungen des Spannungsabfalls am Widerstand 56 im wesentlichen gleich den Änderungen des Spannungsabfalls sind, die an der Zener-Diode 5^ im normalen Schwankungsbereich auftreten, der bei der Spannungsversorgung B+ erwartet werden kann. Mit einer derart abgestimmten Schaltung kann die Potentialdifferenz zwischen den beiden Anschlusspunkten für das Ausgangssignal, d.h. die Potentialdifferenz am Potentiometer 57 und dem Widerstand 58, auf einem relativ konstanten Pegel gehalten werden, unabhängig von den Schwankungen, die von der Gleichstromquelle B+ aus einwirken. Wenn z.B. der Spannungsabfall an der Zener-Diode y\ in einem Bereich zwischen 9,0 und 9,5 Volt für den gesamten Schwankungsbereich der Versorgungsspannung liegt, so wird der Widerstand 56 derart ausgewählt, dass er einen Spannungsabfall im Bereich zwischen 1,0 und 1,5 Volt für dieselben Schwankungen der Versorgungsspannung besitzt. Auf diese Weise bleibt die Gleichstromvorspannung, die über die Leitung 51 zur Abstimmung an die spannungsabhängig veränderlichen Kapazitäten angelegt wird, für eine gegebene Einstellung des Potentiometerabgriffes konstant, obwohl die Versorgungsspannung in einem gewissen Bereich schwankt.

Im Interesse eines Gleichlaufs für die Abstimmung der Schwingkreise 11, 18 und 30, und im Interesse einer gewünschten Spannungsabweichung, so dass diese Schwingkreise mit derselben

- 6 - Gleichstromvorspannung

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werden, ist es notwendig, eine Spannüngsversetzung für die. verschiedenen abstimmbaren Schwingkreise vorzusehen. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Bezugsspannung für den Schwing- ' "kreis 30 vom Verbindungspunkt der Widerstände 55» 56 und 58 aus an den Verbindungspunkt zwischen der Kathode des spannungsabhängig veränderlichen Kondensators 31 und dem Trennkondensetor 32 über die Leitung 59 angelegt wird. Auf Grund des am Widerstand 56 auftretenden Spannungsabfalls liegt diese Bezugsspannung etwas über dem Massepotential. Gleichzeitig liegen die Kathoden der spannungsabhängig veränderlichen Kondensatoren 14 und ,20 im Antennenschwingkreis 11 und dem HFrSchwingkreis 18 an Masse. Somit wird durch dasselbe Steuerpotential, welches an die Anoden der spannungsabhängig veränderlichen Kondensatoren 14, 20 und 31 vom Abgriff des Potentiometers 57 aus angelegt wird, an den Kondensatoren 14 und 20 eine grossere Spannung wirksam als am Kondensator 31, da dessen Kathodenseite über die Leitung 59 auf einem höheren Bezugspotential liegt.

Diese Differenz in den gesamten an die spannungsabhängig, veränderlichen Kapazitäten angelegten Gleichstromvorspannungen bewirkt, dass am Kondensator 31 eine geringere Gleichstromvorspannung wirksam ist, wodurch dieser für eine gegebene Einstellung des Potentiometerabgriffes eine höhere Kapazität besitzt als dies für die Kondensatoren 14 und 20 der Fall ist. Dies trifft deshalb zu, da die verwendeten Kondensatoren einen Kapazitätsabfall mit ansteigender Spannung aufweisen. Als Folge davon liegt die Hesonanzfrequenz der Schwingkreise 11 und 18 hoher als die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 51 für jede beliebige Vorspannung, vorausgesetzt dass alle übrigen Para*- meter der Schwingkreise gleich sind. Damit kann die gewünschte Frequenzversetzung zwischen dem Antennenschwingkreis und dem HF-Schwingkreis gegenüber dem Oszillatorschwingkreis vorgesehen Werden, ohne dass besondere Trimmkondensatoren in der Schaltung benötigt werden. Die vorgesehene Versetzung der

- 7-..;"— fiesonanzfrequenzen 00988*? ''_"* 2 O V

BAD ORlGlNAU

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Resonanzfrequenzen in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Gleichstromvorspannungen für die Abstimmung bleibt für den gesamten Abstimmbereich der Schaltung erhalten. Der Widerstand 58 dient dazu, die untere Grenze des Potentials festzulegen, welches an die Kondensatoren 14, 20 und 31 der entsprechenden Schwingkreise angelegt wird.

Die Spannungsversetzung und die entsprechende Frequenzversetzung der Schwingkreise 11, 18 und 30 sind auch aus Fig. 2 erkennbar. Die Linie B zeigt die Änderung der Resonanzfrequenz mit zunehmender Spannung an den beiden Schwingkreisen 11 und 18, wogegen die Linie A die Änderung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 30 mit zunehmender über die Leitung 51 angelegter Gleichstromvorspannung zeigt.

Auf Grund der Darstellung gemäss Fig. 2 kann man erkennen, dass die Resonanzfrequenz der Schwingkreise 11 oder 18 entsprechend der Linie B höher liegt als die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 30, deren Änderung dem Verlauf der Linie A entspricht. Diese Frequenzversetzung wird durch zwei vertikal verlaufende gestrichelte Linien angedeutet. Da die beiden Linien i-. und B parallel verlaufen, ist die Frequenzversetzung für die über die Leitung 51 eingespeiste ansteigende Gleichstromvorspannung konstant. Damit werden die Schwingkreise 11, 18 und 30 genau gleichlaufend, jedoch mit der gewünschten Frequenzversetzung abgestimmt.

Für die Dioden 53 werden vorzugsweise Siliciumdioden verwendet, die auf Grund ihres charakteristischen Verhaltens bei einer Änderung der Umgebungstemperatur in Durchlassrichtung arbeiten, um eine Versetzung des Spannungsabfalls an der Zener-Diode 54 zu verursachen, welcher von derselben ,Änderung der Umgebungstemperatur ausgelöst wird. Auf Grund der Verwendung von Siliciumdioden 53 in Serie zu der Zener-Diode 54 ist es möglich, eine Schaltung zu schaffen, die in einem Temperatur-

- 8 - bereich

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BAD ORIGINAL

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bereich von ungefähr -40⁰C bis +75°C eine konstante'Ausgangs-· spannung liefert. Wenn diese Gleichstromversorgungsschaltung in einer Umgebung arbeitet, in welcher sich die Umgebungstemperatur nur geringfügig ändert, ist es möglich, die Dioden 53 zu eliminieren, wobei die übrige Schaltung unverändert bleibt.

~ 9 - . Patentansprüche 009837/1242

Claims

Patentansprüche

Abstimmschaltung für die gleichzeitige Abstimmung einer Vielzahl von Schwingkreisen auf unterschiedliche Frequenzen, wobei jeder Schwingkreis eine spannungsabhängig veränderliche Kapazität umfasst, mit einer Gleichstromvorspannungsschaltung, die an einer Gleichstromquelle liegt und veränderliche Gleichstromspannungen liefert, dadurch gekennz ei chnet, dass mit der Gleichstromquelle eine Schalteinrichtung verbunden ist, die unterschiedliche Gleichstrombezugsspannungen liefert, dass ferner die unterschiedlichen Gleichstr.ombeZugspannungen an unterschiedliche Resonanzschwingkreise angelegt v/erden, die jeweils einen spannungsabhängig veränderlichen Kondensator umfassen,, und dass Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, um veränderliche Gleichstromvorspannungen zur gleichzeitigen Abstimmung der Schwingkreise diesen zuzuführen, wobei die Schwingkreise eine besbimmte Versetzung aufweisen, welche von den unterschiedlichen Gleichstrombezugsspannungen bewirkt wird.
2. Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Gleichstromquelle gelieferte Spannung stabilisiert isb.

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3. Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass die Gleichstromquelle eine Brückenschaltung umfasst, die"zwischen einer nicht stabilisierten Gleichstromquelle und einem Bezugspotential liegt, dass die Brückenschaltung in einem Brückenzweig ein Bezugsspannungselement besitzt, das für einen bestimmten, das Element durchfliegenden Strom einen relativ stabilen Spannungsabfall liefert, und dass die die Gleichstrom- · Vorspannungen liefernden Schaltungseinrichtungen die eine Brückendiagonale bilden.
4. Abstimmschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t_r dass die unterschied- | liehen Gleichstrombezugsspannungen an zumindest zwei verschiedenen Verbindungspunkten der Brückenschaltung abgreifbar sind, die auf unterschiedlichem öpannungsniveau liegen.
5. Abstimmschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, dass die eine Gleichstrombezugsspannung der an die Brücke angelegten Bezugsspannung entspricht, und dass die andere Gleichstrombezugsspannung am Verbindungspunkt von zwei Brückenzweigen und der Brückendiagonale abgreifbar ist.
6. Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - % zeichnet, dass die aus vier Brüekenzweigen aufgebaute Brücke in drei Brückenzweigen Widerstände umfasst, und dass der vierte Brückenzweig Schaltelemente zur Erzeugung eines bestimmten Spannungsabfalles innerhalb eines bestimmten Bereiches des über diesen Brückenzweig fliessenden Stromes besitzt, und dass die Schaltungseinrichtungen zur Erzeugung der Gleichstromvorspannuiigen in der Diagonalen vom Verbindungspunkt des ersten und zweiten Widerstandes zum Verbindungspunkt des dritten

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Widerstandes mit dem Schaltelement liegt, wogegen die Gleichstromquelle zwischen den Verbindungspunkt des ersten und dritten Widerstandes und den Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes mit den Schaltelementen geschaltet ist.
7. Abstimmschaltung nach Anspruch 6," dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente deß vierten Brückenzweiges aus einer Zener-Diode bestehen, und dass

' die Schalteinrichtungen zur Erzeugung der Gleichstromvorspannungen ein Potentiometer umfassen, dessen Abgriff mit dem gleichen Anschlusspunkt in allen Resonanzschwingkreisen verbunden ist.
8. Abstiaunschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromvorspannung für zumindest einen Resonanzschwingkreis vom Abgriff des Potentiometers abgenommen wird, und dass die Gleichstrombesugsspannung für zumindest einen anderen Resonanz-Bchwingkreis von einem Verbindungspunkt abgegriffen wird, an welchen die Gleichstromquelle anliegt.

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