DE2354630C3

DE2354630C3 - HF-Verstärker

Info

Publication number: DE2354630C3
Application number: DE2354630A
Authority: DE
Inventors: Seiichi Tokio Watanabe; Takashi Kawasaki Kanagawa Yoshikawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1979-12-20
Also published as: NL177370B; IT999194B; US3886467A; NL7315100A; CA999345A; DE2354630B2; ES420220A1; JPS4982646U; GB1411040A; DE2354630A1; NL177370C; BR7308542D0

Description

Die Erfindung betrifft einen HF-Verstärker entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei einem bekannten HF-Verstärker, wie er später anhand der Fig. 1 erläutert wird, ist ein Parallelresonanzkreis an den Ausgangsanschluß eines Verstärkungstransistors angeschlossen. Wenn ein weiterer Kreis mit einer niedrigen Eingangsimpedanz an den HF-Verstärker angeschlossen wird, ist es notwendig, eine Sekundärwicklung an der Spule des Parallelresonanzkreises vorzusehen, damit die Ausgangsimpedanz des HF-Verstärkers niedrig bleibt. Ein HF-Verstärker dieser Art hat jedoch den Nachteil, daß sich die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises entsprechend der Änderung der Eingangsimpedanz der Eingangsstufe des nächsten, an den HF-Verstärker angeschlossenen Kreises ändert. Außerdem tritt bei Ausbildung des Verstärkers in Form eines integrierten Kreises eine Verschlechterung der Güte (?des Resonanzkreises auf, so daß keine ausreichende Selektivität erhalten wird. Die Verwendung einer Sekundärwicklung am Resonanzkreis ist wegen der Ausbildung als integrierter Kreis unzweckmäßig.

Verstärkerschaltungen, bei denen ähnliche Probleme auftreten, sind auch aus der Zeitschrift »Funkschiui«. 1961, Heft 1, Seite 5. und der DE-AS 12 92 207 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen HF-Verstärker in IC-Technik mit niedriger Ausgangsimpedanz zu schaffen, dessen Frequenzverhalten durch eine nachgeschaltete Stufe möglichst wenig beeinflußt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unueransprüchen.

in Durch die vorgeschlagene Ausbildung kann auf die Sekundärwicklung der Spule des Resonanzkreises, d. h. auf einen Transformator verzichtet werden, so daß die Schaltung in IC-Technik herstellbar ist. Da die Ausgangsstufe des Verstärkers ein Emitterfolger ist, wf^rd das Frequenzverhalten des Verstärkers durch eine nachgeschaltete Stufe nicht beeinflußt. Unerwünschte HF-Komponenten können dadurch beseitigt werden, daß der Impedanzanpassungskreis auch als Tiefpaßfilter wirkt

Verwendet man solch einen Verstärker in dem Kanalwähler eines Fernsehempfängers, so kann das erzeugte ZF-Signal der nächstfolgenden Stufe mit einem Koaxialkabel übertragen werden, ohne daß das Koaxialkabel auf die Ausgangsstufe oder die nächstfolgende Stufe einen störenden Einfluß hat. Die Zuführung der Betriebsspannung für den Verstärkungskreis über den Emitterfolger und den Impedanzanpassungskreis führt zu einem vereinfachten Schaltungsbau, d. h. die Anzahl der erforderlichen Anschlüsse des Verstärkers ίο ist geringer.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten HF-Verstärke rs,

)i Fig. 2 ein Schaltbild eines Beispiels des HF-Verstärkers gemäß der Erfindung und

Fig.3 eine weitere Ausführungsform des HF-Verstärkers gemäß der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst ein Beispiel eines bekannten HF-Verstärkers für einen Fernsehempfänger anhand der Fig. I beschrieben.

Beim Stand der Technik besteht ein Tunerkreis

hauptsächlich aus einem HF-Verstärker 2, einem

4> Wandlerkreis 3 und einem Überlagerungsoszillator 4.

Von dem Wandlerkreis 3 wird ein ZF-Ausgangssignal abgegeben.

Ein von einer Antenne 1 empfangenes Fernsehsignal wird dem HF-Verstärker 2 zur Verstärkung und dann einem HF-Signaleingangsanschluß 6 des Wandlerkreises 3 zugeführt. Der HF-Signaleingangsanschluß 6 ist über einen Koppelkondensator Q an die Basis eines Transistors Q\ angeschlossen, der als Verstärker in Emitter-Basis-Schaltung arbeitet. Das Überlagerungs-5ϊ Schwingungssignal des Überlagerungsoszillators 4 wird auf einen Überlagerungsschwingungssignal-Eingangsanschluß 7 des Wandlerkreises 3 gegeben. Der Anschluß

7 ist über einen Koppelkondensator d an die Basis des Transistors Q\ angeschlossen. Die Basis des Transistors Q₁ ist über einen Widerstand R_t mit einem Erdanschluß

8 und auch über einen Widerstand R, mit der Basis eines Transistors Q₁ verbunden, der als Verstärker in Hasis-Emittcr-Schaltung wirkt. Der Emitter des Transistors Q\ ist über eine Parallelschaltung eines ßypaß-

(>-> Kondensators Ci und eines Widerstands R₂ mit dem Erdanschluß 8 verbunden, während der Kollektor des Transistors Q\ mit dem Emitier des Transistors Q₂ verbunden ist. Somit bilden die Transistoren Q\ und Q₂

einen Kaskadenverstärker. Die Basis des Transistors Qi ist ober einen Bypaß-Kondensator Q mil dem Erdanschluß 8 und auch über einen Widerstand ftt mit einem Energiequellenanschluß 9 des Wandlerkreises 3 verbunden, an den eine Energiequelle 12 angeschlossen ist, während der Kollektor des Transistors Qi über einen Abstimmkondensator G mit dem Energiequellenanschluß 9 verbunden ist Der Erdanschluß 8 ist geerdet und der Energiequellenanschluß 9 erhält von der Energiequelle 12 Betriebsspannung. Die Primärwick lung L\ eines ZF-Transformators 13 ist über Anschlüsse 11 und 12 des Wandlerkreises 3 parallel zu dem Kondensator Cs geschaltet. Der Kondensator Cs und die Wicklung L\ bilden einen Parallelresonanzkreis und seine Resonanzfrequenz ist so gewählt, daß sie eine Zwischenfrequenz und im Falle eines UF-Fernsehempfängers 45,75 MHz ist. Das ZF-Signal, das über der Sekundärwicklung Li des ZF-Transformators 13 erhalten wird, wird über ein Koaxialkabel 14 einem ZF-Verstärker 5 mit niedriger Eingangsimpedanz zugeführt, der entfernt von dem Tunerkreis angeordnet ist. Ein ZF-Signalausgangsanschluß 15 ist a&s dem ZF-Verstärker 5 herausgeführt

Es sei angenommen, daß ein Kanal-2-Fernsehsignal mit einer Frequenz von 55,25 MHz empfangen wird. Wenn die Schwingungsfrequenz des Oberlagerungsoszillators 4 zu 101,0MHz gewählt wird, kann ein Ausgangssignal, das Frequenzkomponenten mit 45,75MHz (= 101.0 MHz -55.25 MHz), 55.25MHz, 101,0 MHz und 156.25 MHz(= 101,0 MHz+55,25 MHz) M enthält, als Ausgangssignal des Wandlerkreises 3 erhalten werden. Da die Resonanzfrequenzen des Resonanzkreises, der von dem ZF-Transformator 13 gebildet wird, zu 45,75 MHz gewählt ist, wenn Q des Resonanzkreises hoch genug ist, nur die Signalkompo- y> nente mit der Frequenz 45.75 MHz in den obigen Signalkomponenten ausgewählt und dem ZF-Verstärker 5 zugeführt.

Zieht man den Fall in Erwägung, daß der Wandlerkreis 3, der durch eine gestrichelte Linie in F i g. 1 umgeben ist, als integrierter Kreis ausgeführt wird, muß die Kollektorelektrode des Transistors Qi an einer Seite eines Halbleiterplättchens ähnlich seiner Basis und seinem Emitter gebildet werden. Daher wird die Ausgangsimpedanz des Wandlerkreises 3 verringert, Q des Resonanzkreises, der durch den Zf'-Transformator 13 gebildet ist, wird ebenfalls verringert, und daher wird der Frequenzdurchlaßbereich des Resonanzkreises groß. Dadurch durchläuft ein unerwünschtes Signal, z. B. ein Signal mit der Frequenz 35,25 MHz, den ZF-Verstär- w ker 5 und verursacht die Erzeugung eines Schwebungssignals mit der Frequenz 9,5 MHz (= 55,25 MHz — 45,75MHz) in dem ZF-Verstärker 5, das einen schlechten Einfluß auf das wiedergegebene Bild haben kann. »

Die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der von dem ZF-Transformator 13 gebildet wird, wird durch die Änderung der Eingangsimpedanz des daran angeschlossenen ZF-Verstärkers beeinträchtigt, so daß es notwendig ist, die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises t>o entsprechend der Abweichung der Eingangsimpedanz des ZF-Verstärkers 5 zu regeln bzw. einzustellen. Wenn daher der Abstimmkreis und der ZF-Verstärker, die zuvor getrennt hergestellt wurden, zur Bildung eines Fernsehempfängers nonticrl werden, erfordert ihre b^r> Einstellung viel Zeit.

Bei einer Ausführung!.f jrm des HF-Verstärkers gemäß der Erfindung, der von den oben erwähnten Nachteilen des Standes der Technik frei ist, wird im folgenden anhand der Fig,2 beschrieben, in der die gleichen Bezugsziffern bzw, -zeichen wie in Fig. I die gleichen Elemente bezeichnen und ihre Beschreibung unterbleibt daher der Kürze halber.

Der durch den gestrichelten Block 3 in Fig.2 umgebene Teil zeigt einen integrierten Kreis, Der Kollektor des Transistors Qi, der mit dem Transistor CPi einen Kaskadenverstärker bildet, ist über einen Anschluß 16, eine Impedanzanpassungsspule L₃ und einen Anschluß 17 mit der Basis eines Transistors Q₃ verbunden, der einen Emitterfolger bildet. Der Kollektor des Transistors Qi ist an den Energiequellenanschluß 9 und auch über einen Widerstand Rs an dessen Basis angeschlossen, während der Emitter des Transistors Qi über einen Widerstand Ri mit dem Erdanschluß 8 und auch über einen Widerstand R% mit einem Anschluß 18 verbunden ist. Der Widerstandswert des Widerstands Rj ist so gewählt, daß die Verstärkung und der Rauschabstand des Emitterstroms der Transistors Qi möglichst günstig sind, und beträgt z. ß. 3 Kilo-Ohm. Außerdem ist die Ausgangsimpedanz des Emitterfolgers sehr niedrig, so daß, um die Impedanzanpassung zwischen dem Koaxialkabel 14, das an den Anschluß 18 angeschlossen ist, und den ZF-Verstärker 5 zu erreichen, der Widerstandswert des Widerstands Rj gleich dem Wellenwiderstand des Koaxialkabels 14 und der Eingangsimpedanz des ZF-Verstärkers 5, d.h. zu 75 Ohm gewählt wird.

Außerdem ist bei der Ausführungsform in F i g. 2 zur Erreichung der Impedanzanpassung zwischen der Ausgangsimpedanz des Kaskadenverstärkers und der Eingangsimpedanz des Emitterfolgers ein Impedanzanpassungsnetzwerk vorgesehen, das aus der Spule L₃ und einem Kondensator G besteht. Hierbei sind die Spule L₃ und der Kondensator Q dem Wert nach so gewählt, daß die impedanz, gesehen vom Transistor Qi in Richtung des Anpassungsnetzwerks, gleich der Ausgangsimpedanz des Transistors Qi, und die Impedanz, gesehen vom Transistor Qi in Richtung des Anpassungsnetzwerks, gleich der Eingangsimpedanz des Transistors Q₃ ist Dies bedeutet, daß der Impedanzwert der Spule L₃ z. B. zu 1,8 bis 3,0 μΗεητν und der Kapazitätswert des Kondensators Q z. B. zu 2 bis 3 pF gewählt wird.

Durch Anordnung des Anpassungsneizwerks wird das Ausgangssignal des Transistors Qi wirksam auf den Transistor Q₃ gegeben. Da das Anpassungsnetzwerk außerdem als Tiefpaßfilter wirkt, wenn es als Wandlerkreis verwendet wird, kann ein unerwünschtes Störsignal mit hohen Frequenzkomponenten unterdrückt werden.

Den Transistor Q\ und Qi wird über den Vorspannungswiderstand y?5 des Transistors Q₃ und die Anpassungsspule Li Betriebsspannung zugeführt, so daß keine Drosselspule für die Zuführung der Betriebsspannung zu den Transistoren Q\ und Qi erforderlich ist und die Transistoren Q\ und Q2 als Vorspannungswiderstände für den Transistor Q₃ dienen, so daß kein Vorspannungswideriiand zwischen der Basis des Transistors Q₃ und dem Erdanschluß 8 notwendig ist. Daher wird die Schaltungsanordnung innerhalb des integrierten Kreises und die außerhalb des integrierten Kreises einfach, so daß der integrierte Kreis selbst und ein externer Kreis leicht hergestellt werden können.

Da der Widerstanoswert des Vorspannungswiderstandes Ri relativ niedrig, z.B. zu 430 0hm gewählt wird, um den Transistoren Q\ und Qi die Betriebsspannung zuzuführen, wirkt der Vorspannungswiderstand Rs

als Dämplungswiderstand für den Emitterfolger und macht dessen Betrieb stabil.

Außerdem wird die Ausgangsimpedanz des Wandlerkreises 3 konstant und infolge der Verwendung des Emitterfolgers und des Anpassungswiderstandes rüekkopplungsfrci, so daß die Frequenzeigenschaften des Wandlerkreises 3 nicht von der Eingangsimpedanz des ZF-Verstärkers 5 beeinflußt werden.

Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der die gleichen Bezugsziffern und -zeichen wie in den F i g. I und 2 die gleichen Elemente bezeichnen und ihre Beschreibung unterbleibt daher der Einfachheit halber.

Der Wandlcrkrcis 3 in F i g. 3 hat einen Kondensator G>, der zwischen den Anschluß 18 und den Erdansehluß 8 geschaltet ist, um zusammen mit dem Anpassungswiderstand Rs ein Tiefpaßfilter zu bilden. Der Kapazitätswert des Kondensators G, ist z. B. zu 8 pl·' gewählt, um ein unerwünschtes Störsignal mit hohen Frequcnzkomponenten.das in dem Wandlcrkrcis erzeugt werden kann, zu unterdrücken. Die Ausführungsform in F i g. 3 unterdrückt daher das Fehlersignal im Vergleich zu derjenigen der F i g. 2 stärker.

Der übrige Schallungsaufbau der Fig. 3 ist im wesentlichen der gleiche wie derjenige in F i g. 2. so daß seine Beschreibung unterbleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. HF-Verstärker beispielsweise für den Kanalwähler eines Fernsehempfängers, bestehend aus einem Verstärkungskreis und einer Ausgangsstufe in Form eines Transistor-Emitter-Folgers, gekennzeichnet durch einen Impedanzanpassungskreis mit einem ersten Kondensator (C7), der zwischen den Ausgang des Verstärkungskreises (3) und Masse geschaltet ist, und mit einer Spule (L 3), die zwischen den Ausgang des Verstärkungskreises (3) und die Basis des Emitterfolgers (Q 3) geschaltet ist, und dadurch, daß die Betriebsspannung für den Verstärkungskreis (3) über den Vorspannungswiderstand (R 5) des Emitterfolgers (Q3) und die Spule (Li) des Impedanzanpassungskreises zugeführt wird.

2. H F-Verstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Widerstand (R 8), der zwischen den Emitter des Transistors (Q 3) des Emitterfolgers und den Ausganges) des Verstärkers geschaltet ist.

3. HF-Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Widerstandes (RS) in etwa gleich der Eingangsimpedanz eines Lastkreises (5) gewählt ist, der an den Verstärkerausgang (18) angeschlossen ist.

4. H F-Verstärker nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein zwischen den Verstärkerausgang (18) und Masse geschalteten Kondensator (C9), der mit dem ebenfalls mit dem Verstärkerausgang (18) verbundenen Widerstand (R 8) ein Tiefpaßfilier bildet.

5. HF-Verstärker nach einem ter Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Ausbildung als mehrstufiger Kaskadenverstärker.

6. HF-Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen des Verstärkers in IC-Technik ausgebildet sind.