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"Elektronischer, zwei Transistoren aufweisender Umschalter zum Umschalten
eines Fernsehempfänger-Kanalwählers" Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen,
zwei Transistoren aufweisenden Umschalter zum Umschalten eines Fernsehempfänger-Kanalwählers
z.B. im VHF-Bereich von Band I auf Band III, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruches
1 beschrieben.
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Ein derartiger Umschalter für einen Kanaiwähler ist z.B.
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in einem nicht veröffentlichten Kanalwähler der Anmelderin verwendet.
Das Prinzip dieses zu verbessernden Umschalters ist in Fig. 1 gezeigt und wird anhand
der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die Nachteile dieses Umschalters bestanden
darin,
daß der Basisstrom und der R1/R2-Spannungsteiler-Querstrom das Abstimmpotentiometer
belasteten. Die unvermeidbare Temperaturabhängigkeit des Potentiometerwiderstandes
und damit der Spannung am Abstimmpotentiometer-Teilerpunkt UA bewirkte eine temperaturabhängige
Schwankung der Abstimmlage des Tuners. Die Schwankung wurde umso größer, Je größer
die zusätzliche Strombelastung war.
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Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, unter Aufrechterhaltung des
gleichen Prinzips der Umschaltung Mittel anzugeben, um diese unangenehme Drift der
Abstimmspannung zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei dem elektronischen, zwei Transistoren
aufweisenden Umschalter zum Umschalten des Fernsehempfänger-Kanalwählers der eingangs
genannten Art nach der Erfindung Maßnahmen vorgeschlagen, wie im Kennzeichen des
Patentanspruches 1 angegeben.
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Zur Verbesserung der Einsatzpunkte des Schalters und zur Erhöhung
seiner Schaltsteilheit werden nach der Erfindung Maßnahmen vorgeschlagen, wie in
den Unteransprüchen 2, 3 und 4 näher beschrieben.
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Bei Anwendung der Maßnahmen nach der Erfindung ist die Drift der Abstimmspannung
nicht mehr feststellbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 den zu verbessernden elektronischen
Umschalter, Fig. 2 den elektronischen Umschalter nach der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt den zu verbessernden elektronischen, zwei
Transistoren
aufweisenden Umschalter zum Umschalten eines Fernsehempfänger-Kanalwählers z.B.
im VHF-Bereich von Band I auf Band III. Der Umschalter besteht aus einer Schaltungsanordnung,
die einen Steuertransistor Tr1 und einen Schaltertransistor Tr2 aufweist. Die Umschaltung
im VHF-Bereich geschieht durch die Umschaltdioden D1 und D2, denen noch weitere
parallelgeschaltet sein können. Das Umschalten vom VHF-Bereich auf den UHF-Bereich
erfolgt durch Abschalten der Speisespannungsquelle UBI durch eine Schaltungsanordnung,
die nicht Gegenstand der Erfindung und daher hier nicht näher dargestellt ist.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung war im einzelnen wie folgt:
Ausgehend von einer Abstimmspannung von 0 V am unteren Ende des VHF-Bereiches im
Band I sind in diesem Zustand die Transistoren Tr1 und Tr2 gesperrt. Sie führen
also keinen Strom. Bei der einsetzenden Abstimmng wird die Abstimmspannung UA langsam
größer, d.h. positiver. Die Schaltungsanordnung war z.B. derart ausgelegt, daß bei
einer Abstimmspannung UA = ? 10 V der Punkt A in der Schaltungsanordnung nach Fig.
1 einen Spannungswert von ca. + 1,2 V gegen tasse erreichte. Dies war der Punkt
für die Basis-Emitter-Spannung des Steuertransistors Tr1, in dem dieser voll öffnen
konnte.
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Gleichzeitig bedeutet eine Abstiinmspannung UA = + 10 V den Punkt,
bei dem von Band I auf Band III umzuschalten war.
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Ausgehend von oben gesagten, der Transistor Tr1 hatte also geöffnet,
bedeutet dies, daß die Spannung am Punkt B an der Basis des Schaltertransistors
Tr2 zusammenbricht und etwa 0 V wird. Dadurch wird schlagartig eine Basis-Emitter-Spannung
am Schaltertransistor Tr2 erreicht, die diesen öffnet. Der Schaltertransistor Tr2
führt also Strom und damit auch über den Diodenvorwiderstand RD die Umschaltdioden
DI, D2 usw.,
die schließlich in hier nicht dargestellten Schaltungsanordnungen
ein Umschalten des Kanalwählers von Band I auf Band III bewirken.
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Während der geschilderten Schaltvorgänge bleibt der Steuertransistor
Tr1 mit seiner Eingangsdiode stets mehr oder weniger weit geöffnet, weil die positive
Abstimmspannung UA an seiner Basis steht und sein Emitter an einem gegenüber der
positiven Abstimmspannung negativen gemeinsamen Bezugspunkt, z.B. Masse, liegt.
Dadurch kann über den Widerstand R1 ein Strom von der Abstimmspannungsquelle über
die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors Tr1 in einer Größenordnung bis etwa
z.B. 50 /uA fließen. Die augenblickliche Größe dieses Stromes ist abhängig von der
augenblicklichen Abstimmspannung UA.
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Dieser Nachteil sollte nach der Erfindung vermieden werden, und die
Maßnahmen dazu sind in dem elektronischen Umschalter nach Fig. 2 gezeigt. Dieser
elektronische Umschalter besteht aus einer Schaltungsanordnung mit zwei pnp-Transistoren.
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Die Anordnung wirkt aber völlig anders wie die nach Fig. 1.
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Ausgehend von einer Abstimmspannung von 0 V am unteren Ende des VHF-Bereiches
am Anfang von Band I ist in diesem Zustand, da die Abstimmspannung 0 V an der Basis
des Steuertransistors Tr3 steht, dieser Steuertransistor geöffnet. Dann ist aber
auch gleichzeitig der Punkt C in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auf einem Potential,
das positiver als das Potential an dem Emitter des Schaltertransistors Tr4 ist.
Dieser Transistor ist also bei der Abstimmung im Band 1 gesperrt.
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Wird die Abßtimmspannung langsam größer, so wird die Basis-Emitter-Spannung
am Steuertransistor Tr3 immer kleiner, weil sich nämlich die Abstimmspannung langsam
der Größe der Spannung der Speisespannungsquelle UB1 nähert. Schließlich wird die
Basis-Emitter-Spannung
am Steuertransistor Tr3 zum Umschaltzeitpunkt von Band I auf Band III so klein,
daß der Steuertransistor Tr3 sperrt. In diesem Augenblick wird der Schaltpunkt C
und damit die Basis des Schaltertransistors Tr4 erheblich negativer als dessen Emitter
und der Transistor Tr4 schaltet schlagartig durch. Wenn der Schaltertransistor Tr4
Strom führt, fließt wieder ein Strom durch die Umschaltdioden Dl und D2 und schalter
den Kanalwähler auf Band III.
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Im Gegensatz zur Schaltungsanordnung nach Fig.. 1 steht aber Jetzt
die positive Abstimmspannung UA an der Basis des Steuertransistors Tr3 und die Spannung
am Emitter dieses Steuertransistors Tr3 ist negativ, da dieser Emitter über den
Vorwiderstand R5 und den Spannungsteilerwiderstand R8 mit dem gemeinsamen Bezugspunkt,
z.B. Masse, verbunden ist. Auf dem Wege von der Abstimmspannungs-Speisespannungsquelle
UA über den Widerstand R6, die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors Tr3 und
die beiden Widerstände R5 und R8 fließt also Jetzt gegen die Diodendurchlaßrichtung
der Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors Tr3 nur ein kleiner Reststrom.
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Es sei betont, daß dieser Reststrom also gegen die Eingangsdiodenstrecke
des Transistors fließt, während im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bei der zu verbessernden
Schaltungsanordnung der Strom in der Durchlaßrichtung der Eingangsdiode des Steuertransistors
im UHF-Bereich floß.
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Der Strom, der hier stören könnte, ist aso von Haus aus schon erheblich
kleiner. Praktische Werte zeigen Ströme, die kleiner als 8 /uA sind, und diese Ströme
können noch weiter verkleinert werden, weil es jetzt möglich ist, in die Zuleitung
von der Abstimmspannungs-Speisespannungsquelle zur Basis des Steuertransistors eine
Diode D4 einzuschalten, die die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nicht behindert
und
nur den Reststrom weiter herabdrückt. Damit ist die Drift der
Abstimmspannung völlig behoben und die Speisespannungsquelle für die Abstimmspannung
von diesem Strom entlastet.
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Zur Erhöhung der Schaltsteilheit kann der Widerstand R8 durch eine
Zenerdiode Dz1 ersetzt werden, die z.B. eine Durchbruchsspannung von 5,6 V aufweist.
Dadurch wird die Schaltspannung von z.B. 12 V auf 5,6 V für die Umschaltung von
Band I auf Band III herabgesetzt.
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Eine weitere Stabilisierung der Steuerstufe stabilisiert den Ansprechpunkt
in dieser für besonders hohe Anforderungen, d.h. besonders steile Schaltspannungssprünge.
Zu diesem Zweck. wird der Vorwiderstand R5 des Schaltertransistors Tr4 über einen
weiteren Vorwiderstand R9 mit dem Schaltungspunkt UB1' verbunden, der seinerseits
außerdem noch mit dem Emitter des Steuertransistors Tr3 verbunden ist. Die Verbindung
von diesem Emitter zu dem einen Anschlußpunkt des Vorwiderstandes R5 entfällt dann.
Der Schaltungspunkt U31 ist über eine Zenerdiode Dz2 mit der Speisespannungsquelle
UB1 verbunden. Die Durchbruchs spannung dieser Zenerdiode Dz2 kann z.B. bei 10 V
liegen.
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Praktische Ausführungsbeispiele derartiger Schaltungsanordnungen wurden
mit den folgenden Werten verwirklicht: In Fig. 1 waren die Transistoren Tr1 vom
Typ BC 548 und Tr2 vom Typ BC 558, die Dioden D1 und D2 vom Typ BA 243, und die
Widerstände konnten etwa folgende Werte aufweisen: R1 = 1 MOhm, R2 = 50 kOhm, R3
= 10 kOhm, R4 = 220 Ohm und Rd = 1,5 kOhm.
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In Fig. 2 waren die Transistoren Tr3 vom Typ BC 558 und Tr4 vom Typ
BC 558, die Dioden D1, D2 und D4 wieder vom
Typ BA 243, die Diode
Dz1 vom Typ BZX 5V6 und die Diode Dz2 vom Typ BZX 10. Die Widerstände hatten etwa
die folgenden Werte: R5 = 220 Ohm, R6 r 1 MOhm, R7 = 10 k0hm, R8 = 220 Ohm, Rd =
1,5 k0hm und R9 = 560 Ohm.
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Die Speisespannung war in beiden Fällen + UB1 = 12 V.
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PATENTANSPRßCHE: