DE2358695A1

DE2358695A1 - Automatischer frequenznachstimmkreis

Info

Publication number: DE2358695A1
Application number: DE2358695A
Authority: DE
Inventors: Kokichi Morii
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-11-25
Filing date: 1973-11-24
Publication date: 1974-05-30
Also published as: CA996194A; JPS4990012U; GB1424467A; NL178112C; FR2208238A1; US3852686A; FR2208238B1; NL178112B; JPS5313304Y2; DE2358695C2; NL7316173A

Description

It 2659

SONY CORPORATION Tokyo / Japan

Automatischer Frequenznachstimmkreis

Die Erfindung betrifft allgemein einen automatischen Frequenznachstimmkreis und insbesondere einen automatischen Frequenznachstiinmkreis, der zur Verwendung in einem HF-Radiöempfanger geeignet ist.

Ein typischer bekannter Kreis, der zur Verwendung in einem HF·^ Empfänger geeignet ist, hat ein durch Spannung veränderbares Kapazitätselement, das mit einem Resonanzkreis zusammengeschaltet ist, um die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises entsprechend einer daran angelegten Steuerspannung zu andern* Ein derartiges, durch Spannung veränderbares Kapazitätselement, das verwendet wurde, ist die Kapazitätsdiode* Wenn jedoch eine Kapazitätsdiode an einen Resonanzkreis wie einen LC*-Schwingkreis angeschlossen wird, besteht die Möglichkeit, daß die Schwingungsspännüng, die von dem .Resonanzkreis erzeugt wird, die Kapazitätsdiode in Durchlaßrichtung vorspannt, so daß von dieser eine Gleichrichtung durchgeführt wird» Solch eine tsleichrich'-tüng hat eiiie ^nachteilige Einwirkung auf die automatische FreqüenznäGhStimmung■.

ORIGINAL INSPECTED

Um dieses Problem zu überwinden, das bei der Verwendung von Kapazitätsdioden in automatischen Frequenznachstimmkreisen entsteht, ist es bekannt, eine im wesentlichen konstante Sperrvorspannung an die Kapazitätsdiode anzulegen. Dadurch, daß die Kapazitätsdiode auf diese Weise in Sperrichtung vorgespannt wird, nimmt man an, daß die Beeinträchtigungen der automatischen Frequenznachstimmung durch Diodengleichrichtung verringert werden können. Die Sperrvorspannung wird von einer Zenerdiode erzeugt, die z.B. an die Kathode der Kapazitätsdiode angeschlossen ist, um über der Kapazitätsdiode eine im wesentlichen konstante Sperrvorspannung zu erzeugen. Ein Kreis, der eine Zenerdiode verwendet, ist jedoch relativ teuer. Außerdem ist eine Zenerdiode eine Quelle unerwünschter Störsignale, so daß eine Kompensationsschaltung wie ein sehr großer Kondensator notwendig ist, um die Störsignale abzuleiten. Dadurch werden die Kosten eines automatischen Frequenznachstimmkreises ebenfalls erhöht.·

Wenn die Zenerdiode durch einen Widerstand ersetzt wird, um die Kapazitätsdiode in Sperrichtung vorzuspannen, führen Änderungen der Versorgungsspannung der Energiequelle zu entsprechenden Änderungen der Sperrvorspannung. Dadurch kann die Schwingungsfrequenz des automatischen Frequenznachstimmkreises einer unerwünschten Abweichung unterliegen .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten automatischen Frequenznachstimmkreis zu schaffen, der von den Nachteilen des Standes der Technik frei ist und der zur Verwendung in einem Empfänger geeignet ist.

Durch die Erfindung wird ein automatischer Frequenznachstimmkreis geschaffen, der einen LC-Resonanzkreis hat, der an einen Transistor angeschlossen ist, um einen Oszillatorkreis zu bilden. Der Transistor erhält eine Versorgungsspannung. Eine Kapazitätsdiode ist wechselspannungs-

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mäßig parallel zu dem Kondensator des LC-Resonanzkreises geschaltet und ist außerdem an den Kollektor des Transistors angeschlossen, um von diesem eine Sperrvorspannung zu erhalten. Ein Frequenzsteuersignal wird der Kapazitätsdiode zugeführt, um deren Kapazität zu ändern, so daß die Schwingungsfrequenz der Oszillatorkreises entsprechend geändert wird. Ein Gleichspannungs-Rückkopplungspfad zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors hält eine im wesentlichen konstante Kollektorspannung aufrecht.

Der automatische Frequenznachstimmkreis enthält somit eine Kapazitätsdiode, die durch eine konstante· Spannung in Sperrichtung vorgespannt wird.

Bei dem automatischen Frequenznachstimmkreis wird ein Transistor eines Oszillatorkreises verwendet, um infolge seiner negativen Kollektor-Basis-Rückkopplung eine konstante Spannung.zu erzeugen, von der die Kapazitätsdiode in Sperrichtung vorgespannt wird, um eine unerwünschte Gleichrichtung des Oszillatorausgangssignals zu beseitigen. ■

Der automatische Frequenznachstimmkreis ist billig und einfach im Aufbau und benötigt keine teuere Zenerdiode, wie bisher vorgeschlagen wurde. .

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Transistor und der LC-Resonanzkreis in Form eines Hartley-Oszillators geschaltet. Bei dieser Anordnung ist der Kollektor des Transistors an die Kapazitätsdiode angeschlossen und außerdem durch einen ersten Widerstand mit einer Energiequelle verbunden. Ein zweiter Widerstand bildet den Gleichspan-,nungs-Rückkopplungspfad, um den Kollektor und die Basis des Transistors zu verbinden. .

Bei einer weiteren Ausführungsform sind der Transistor- und der LC-Resonanzkreis in Form ep^ne.s. Colpitts-Oszillators geschaltet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:.

Figur 1 ein Schaltbild eines bekannten automatischen Frequenznachstiininkreises,

Figur 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform des AFN-Kreises gemäß der Erfindung,

Figur 3 ein Schaltbild eines Teils des Kreises der Fig. 2,

Figur 4 ein Diagramm, aus dem die Sperrvorspannungs-Energiequellenspannungs-Kennlinie der Ausführungsform der Fig. 2 hervorgeht,

Figur 5 ein Diagramm, aus dem die Schwingungsfreguenzabweichungs-Energiequellenspannungs-Kennlinie der Ausführungsform der Fig. 2 hervorgeht, und

Figur 6 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des AFN-Kreises gemäß der Erfindung.

Ein bekannter AFN-Kreis, der in einem HF-Radioempfänger verwendet wird, wird nun anhand der Fig. 1 beschrieben. In Fig. 1 bezeichnen 1 und 2 eine Abstimmspule und einen Abstimmkondensator eines Oszillatorkreises des Radioempfängers. Ein Ende der Parallelschaltung aus Abstimmspule und Abstimmkondensator ist geerdet und das andere Ende ist über einen Koppelkondensator 31 mit einem Anschluß einer Kapazitätsdiode 3 verbunden. Der andere Anschluß der Kapazitätsdiode ist über eine Konstantspannungsdiode 4 wie eine Zenerdiode geerdet.

Der Verbindungspunkt zwischen den Dioden 3 und 4 ist mit einer Quelle einer Versorgungsspannung +Vcc und auch über

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einen Kondensator 6 mit'Erde verbunden. Der Kondensator ist zur Beseitigung von Störsignalen vorgesehen. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 31 und der Kapazitätsdiode 3 ist über Serienwiderstände 32 und 34 mit einem AFN-Signaleingangsanschluß 5 und der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 32 und 34 ist über eine Kapazitätsdiode 35 geerdet. In diesem Kreis bilden der Widerstand 34 und der Kondensator 35 ein Tiefpaßfilter, das HF-Komponenten beseitigen kann, die in einem AFN-Spannungssignal enthalten sind, das an denEingangsanschluß 5 angelegt wird.

In der Schaltung der Fig. 1 wird, wenn eine AFN-Spannung an den Eingangsanschluß 5 angelegt wird, die Kapazität der Kapazitätsdiode 3 proportional zu dem AFN-Spannungssignal geändert, um eine Änderung der Schwingungsfrequenz des Oszillatorkreises zu erreichen und dadurch die auto- . matische Frequenznachstimmung durchzuführen. Die Konstantspannungsdiode 4 ist vorgesehen, um die Kapazitätsdiode 3 in Sperrichtung vorzuspannen und die Gleichrichtung eines Schwingungssignals (im allgemeinen etwa 7 Volt Spitze-Spitze) durch die Kapazitätsdiode 3 zu verhindern, das an der Spule 1 und dem Kondensator 2 erhalten wird; die Gleichrichtung würde die automatische Frequenznachstimmung nachteilig beeinflußen.

Die Verwendung einer Konstantspannungsdiode 4 in einem AFN-Kreis erhöht jedoch nicht nur die Kosten des Kreises, sondern die Diode 4 ist auch eine Störsignalquelle und es ist daher notwendig, daß der Kondensator 6 zur Ableitung von Störsignalen eine große Kapazität hat. Dadurch werden die Kosten des Kreises ebenfalls erhöht.

Wenn ein Widerstand anstelle der Konstantspannungsdiode 4 vorgesehen wird, dann führen Änderungen der Energiequellenspannung +Vcc zu einer Änderung der Sperrvorspannung der

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Kapazitätsdiode 3,· so daß eine Abweichung der Schwingungsfrequenz hervorgerufen werden kann.

Es wird nun anhand der Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei der gleiche Bezugsziffern wie in Fig. 1 die gleichen Elemente bezeichnen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 wird ein abgewandelter Hartley-Oszillator als Oszillatorkreis verwendet. Die Basis eines zur Erzeugung einer Schwingung geeigneten Transistors 7 ist an eine Bezugspotentialquelle wie Erde über einen Kondensator 8 und einen LC-Resonanzkreis aus der Parallelschaltung einer Spule 1 und eines Kondensators 2 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 7 ist mit einem Mittelabgriff der Spule 1 und außerdem mit der Basis über einen Kondensator 9 verbunden. Der Kollektor des Transistors ist durch Serienwiderstände 11 und 12 mit einem Energiequellenanschluß 10 verbunden, der eine Versorgungsspannung +Vcc erhalten kann. Der Verbindungspunkt 20 zwischen den Widerständen 11 und 12 ist an die Basis des Transistors 7 über einen Widerstand 13 angeschlossen. Die Basis des Transistors 7 ist durch einen Widerstand 14 geerdet. Eine Elektrode wie die Kathode der Kapazitätsdiode 3 ist mit dem Verbindungspunkt 20 verbunden, der durch einen Kondensator

15 geerdet ist. Die andere Elektrode der Kapazitätsdiode

3 ist mit dem AFN-Spannungseingangsanschluß 5 durch Widerstände 16 und 17 und auch mit dem LC-Resonanzkreis aus der Spule 1 und dem Kondensator 2 durch einen Kondensator 18 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen

16 und 17 ist durch einen Kondensator 19 geerdet. Das Schwingungssignal wird über eine an die Spule 1 transformatorisch angekoppelte Sekundärspule abgenommen. Der Widerstand 11 wird zur Verringerung der Streuung der Parameter des Transistors 7 verwendet. Wenn die Widerstandswerte der Widerstände 11 und 12 R₁₁ und R₁- sind, und wenn die Bedingung R₁₁^C ^Ri2 ^erfüllt ist, kann der Widerstand 11 weggelassen werden.

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Ein· Wechselspannungsersatzschaitbild des Transistors 7 in der Ausführungsform der Fig. 2 ist in Fig. 3 gezeigt. Ein negativer Gleichspannungsrückkopplungspfad ist zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 7 vorgesehen. Dieser Rückkopplungspfad besteht aus dem Widerstand 11, der einen relativ kleinen Widerstandswert zuläßt, und dem Widerstand 13. Da die Gleichspannung V₃₀ an dem Verbindungspunkt 20 unabhängig von den Änderungen der Energiequellenspannung +Vcc im wesentlichen konstant ist, bildet der Mittelabgriff der Spule 1 für den Emitter des Transistors einen Gleichstrompfad nach Erde. Da in diesem Kreis eine Elektrode der Kapazitätsdiode 3 mit dem Verbindungspunkt 20 verbunden ist, erhält die Kapazitätsdiode eine konstante Sperrvorspannung. Die Kapazitätsdiode 3 ist wechselspannungsmäßig durch die Kondensatoren 15 und 18 parallel zu der Spule 1 geschaltet, so daß, wenn an den Eingangsanschluß 5 eine AFN-Spannung angelegt wird, die Kapazitätsdiode durch,die Vorspannung andern Verbindungspunkt 20 gesperrt und die automatische Frequenznachstimmung durchgeführt wird.^

Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, die graphisch die Einwirkung von Änderungen der Energiequellenspannung Vcc auf die Sperrvorspannung V₂ der Kapazitätsdiode 3 und die Einwirkung von Änderungen der Energiequellenspannung Vcc auf die Schwingungsfrequenzabweichung (die Mittenfrequenz beträgt z.B. 108,7 MHz) zeigen, ist die Stabilität der Sperrvorspannung V₂ im wesentlichen die gleiche wie die einer Konstantspannungsquelle. Somit kann ein stabiles Schwingungsausgangssignal erhalten werden.

Der. AFN-Kreis gemäß der Erfindung benötigt, daher keine relativ teμre Konstantspannungsdiode und ,keinen Kondensator mit einem großen Kap^z^tatswert./.^die bisher in den bekannten AFN-Kreisen des in Fig.. 1 gezeigten Typs ver-

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wendet wurden. Daher ist der AFN-Kreis gemäß der Erfindung einfach und billig und bewirkt dennoch eine stabile und zwangsläufige automatische Frequenznachstimmung.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der die gleichen Bezugsziffern wie in den vorherigen Figuren zur Bezeichnung der entsprechenden Elemente verwendet sind.

In Fig. 6 ist der Transistor 7 an die Spule 1 und den Kondensator 2 zur Bildung eines abgewandelten Colpitts- / Oszillators angeschlossen. Die Spule 1 hat einen relativ niedrigen Gleichspannungs-Widerstandswert.- Ein negativer Gleichspannung-Rückkopplungspfad ist zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors vorgesehen und besteht aus der Spule 1 und dem Widerstand 13. Der Kollektor des Transistors 1 ist auch durch die Spule und den Widerstand 12 mit dem Energiequellenanschluß 10 verbunden. Wie gezeigt ist, ist die Kathode der Kapazitätsdiode 3 mit dem Kollektor des Transistors 7 verbunden. Daher wird der Kapazitätsdiode von dem Kollektor ähnlich wie bei den Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 eine im wesentlichen konstante Sperrvorspännung zugeführt. Eine stabile und zwangsläufige automatische Frequenznachstimmung wird in Abhängigkeit von der Zufuhr einer AFN-Spannung an den Ausgangsanschluß 5 erhalten. Die Kapazitätsdiode ist durch die Kondensatoren 15 und 18 wechselspannungsmäßig zu der Spule 1 und dem Kondensator 2 parallelgeschaltet. Das Schwingungsausgangssignal wird von dem von der Spule 1 erzeugten Signal abgeleitet und kann von der an die Spule 1 transformatorisch angekoppelten Sekundärwicklung 21 abgenommen werden.

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. ORIGINAL INSPECTED

Claims

A η s ρ r ü c h e

.) Automatischer Frequenznachstimmkreis, bestehend aus einem LC-Resonanzkreis, einem zur Bildung eines Oszillatorkreises an den LC-Resönanzkrei's angeschlossenen Transistor mit einem Kollektor, der zur Bildung eines Gleichspannungs-Rückkopplungspfads an dessen Basis angeschlossen ist, und einer Versorgungsspannungsquelle, die durch einen ersten Widerstand für die Zufuhr einer Versorgungsspannung an den Kollektor angeschlossen ist, -gekennzeichnet durch eine Kapazitätsdiode, die zu der Kapazität des LOResonanzkreises wechselspannungsmäßig parallelgeschaltet und außerdem mit dem Kollektor des Transistors zur Aufnahme einer Sperrvorspannung angeschlossen ist, und eine Einrichtung für die Zufuhr eines Frequenzsteuersignals zu der Kapazitätsdiode, um deren Kapazität zu ändern, wodurch die Schwingungsfrequenz des Oszillatorkreises entsprechend geändert wird.
2. Frequenznachstimmkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor mit dem LC-Resonanskreis einen Hartley-Oszillator bildet, und das der Gleichspannungsrückkopplungspfad, der den Kollektor und die Basis des Transistors verbindet, einen zweiten Widerstand aufweist.,
3. Frequenznachstimmkreis nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine transformatorisch an die Spule des LC-Resönanzkreises angekoppelte Signalausgangseinrichtung, und einen Steuersignaleingangsanschluß# der an die Kapazitätsdiode zur Aufnahme des Frequenzsteuersignals angekoppelt ist.
4. Frequenznachstimmkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* daß der Transistor mit dem LC-Resonanzkreis einen Colpitts-Oszillator bildet.

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5. Frequenznachstimmkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgangseinrichtung eine erste Spule und einen ersten Kondensator aufweist, die in Reihe zwischen den Kollektor des Transistors und eine Bezugsspannungsquelle geschaltet sind, wobei ein Ausgangssignal von dem Signal abgeleitet wird, das von der ersten Spule erzeugt wird, und durch einen Steuersignaleingangsansehluß, der an die Kapazitätsdiode zur Aufnahme des Frequenzsteuersignals angekoppelt ist.

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