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ZEmpisänger-Eingangsschaltung"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfänger-Eingangsschaltung, insbesondere
für den UKW-Bereich, mit einem Eingangstransistor, dessen Kollektor über ein Filter
mit einem in Basis schaltung betriebenen Mischstufentransistor verbunden ist.
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Derartige Empfänger-Eingangsschaltungen sind bekannt (vgl. z.B.
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Valvo Transistor Compendium, Teil II, Seite 14). Das Filter zwischen
dem Eingangstransistor und dem Mischstufentransistor ist dabei abstimmbar und schmalbandig,
so daß am Eingang des Mischstufentransistos stets nur ein Teil des Frequenzspektrums
des gesamten Empfangsbereichs anliegt.
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In der Praxis erfordern diese Eingangs schaltungen eine relativ große
Anzahl (6 bis 12) von Abgleichelementen
(z.B. Trimm-Kondensatoren
oder Spulen mit verstellbarem Kern), und der Abgleich dieser Abgleichelemente verteuert
die Fertigung dieser Empfänger-Eingangsschaltungen wesentlich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Empfänger-Eingangsschaltung
zu schaffen, die nur noch ein Minimum an Abgleichelementen aufweist.
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Ausgehend von einer Empfänger-Eingangs schaltung der eingangs genannten
Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filter ein wenigstens
den gesamten Abstimmbereich durchlassendes Breitbandfilter ist, dessen Ausgang mit
dem Mischstufentransistor verbunden ist und dessen Eingang über eine Breitband-Transformationsschaltung
mit dem Eingangsstransistor verbunden ist, die den Ausgangswiderstand des Eingangsstufentransistors
auf einen niedrigeren Wert transformiert.
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Dadurch, daß der Mischstufentransistor in Basisschaltung betrieben
wird, ergibt sich eine Leistungsanpassung an das Breitbandfilter, dessen Ausgangswiderstand
aufgrund seiner Breitbandigkeit relativ niedrig ist. Würde man ein derartiges Breitbandfilter
direkt an den Ausgang des Eingangsstufentransistors anschließen, dann ergäbe sich
nur eine sehr geringe Verstärkung der Eingangs schaltung und nur eine geringe Empfindlichkeit.
Die Breitband-Transformationsschaltung bewirkt aber eine Anpassung des Eingangs
des Breitbandfilters an den Ausgang des Eingangstransistors, so daß praktisch kein
Leistungsverlust auftritt und eine gute Empfindlichkeit gewahrt bleibt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einer in der Zeichnung dargestellten
Empfänger-Eingangsschaltung für den UKW-Bereich näher erläutert.
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Die Eingangsschaltung enthält einen Eingangstransistor 1 vom Typ BF
324, dessen Emitter über einen Widerstand 2 von 2,7 kOhm mit einer positiven Speisespannung
U3 verbunden und dessen Basis an den Abgriff eines Spannungsteilers angeschlossen
ist, der aus den zwischen U3 und Masse in Serie geschalteten Widerständen 3 von
2,2 kOhm und 4 von 6,2 kOhm besteht. Die Basis des Eingangstransistors 1 ist außerdem
über einen Kondensator 5 von 1 nF mit Masse verbunden, so daß der Transistor wechselstrommäßig
in Basisschaltung betrieben wird. Der Emitter des Transistors 1 ist außerdem an
die Ausgangselektrode d eines Breitbandfilters 6 angeschlossen, an das eine nicht
näher dargestellte Antenne entweder symmetrisch an den Eingängen a und b (Eingangsimpedanz
300 Ohm) oder unsymmetrisch an den Eingang a und c angeschlossen werden kann. Der
Eingang c dieses Filters ist an Masse angeschlossen.
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Das Filter 6 ist so ausgelegt, daß auch bei ungünstiger Kombination
der Toleranzen der gesamte UKW-Bereich durchgelassen wird. Das Filter 6 ist ein
Hybridfilter, d.h. es enthält auf einem Keramiksubstrat gedruckte Spulen und Kondensatoren.
Ein geeignetes Filter dieser Art ist z.B.
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das Filter BFWB3 der Firma Soshin.
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Der Kollektor des Transistors 1 ist über einen Kondensator 7 von 1
pF mit seiner Basis verbunden und außerdem über einen Widerstand 8 von 10 kOhm mit
Masse sowie über eine Luftspule 9 mit dem Verbindungspunkt einer weiteren Luftspule
10 und eines Kondensators 11 von 27 pF verbunden. Die Spule 9 besteht aus zwölf
Windungen von 0,35 cUL mit einem Windungs-Innendurchmesser von 4,5 mm, während die
Spule L2 aus fünf Windungen der gleichen Drahtstärke und des gleichen Innendurchmessers
besteht. Der andere Anschluß des Kondensators 11 ist einerseits über einen Widerstand
12 von 51 Ohm mit Masse und andererseits mit dem Eingang (a) eines Breitbandfilters
13 verbunden, das denselben Aufbau hat wie das Breitbandfilter 6 und ebenso wie
dieses den gesamten UKW-Bereich
durchläßt. Die aus den Elementen
7, 9, 10 und 11 bestehende Breitband-Transformationsschaltung transformiert den
relativ großen Ausgangswiderstand des Eingangstransistors 1 (einige kohm) in den
niederohmigen Eingangswiderstand des Breitbandfilters 13 (einige zehn Ohm). Die
Widerstände 8 und 12 dienen zur Bedämpfung von Resonanzeffekten innerhalb des UKW-Bereiches.
Das Antennen-Eingangssignal erfährt bis zum Ausgang d des Breitbandverstärkers 13
eine Verstärkung von etwa 6,5 dB.
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Der Ausgang d des Breitbandfilters 13 ist mit der Emitterelektrode
eines Mischstufentransistors 14 vom Typ BF 451 verbunden, der in Basisschaltung
betrieben wird. Der Betrieb einer UKW-Mischstufe war zu Beginn der Transistorisierung
von UKW-Empfangsschaltungen allgemein üblich, weil die Transitfrequenz der damals
zur Verfügung stehenden Transitortypen relativ niedrig war. Nachdem seit einer Reihe
von Jahren UKW-Mischstufentransistoren mit einer sehr hohen Transitfrequenz zur
Verfügung stehen, ist es allgemein üblich geworden, diese Transistoren in Emitterschaltung
zu betreiben, was einen höheren Eingangswiderstand und eine höhere Leistungsverstärkung
ergibt als bei Betrieb in Basisschaltung. Bei der Erfindung wird der Mischstufentransistor
Jedoch - wie auch bei den früheren Eingangs schaltungen - in Basis schaltung betrieben.
Dadurch ergibt sich eine gute Leistungs- und Rauschanpassung an den aufgrund seiner
Breitbandigkeit niederohmigen Ausgang des Breitbandfilters 13.
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Der Emitter des Mischstufentransistors 14 ist über einen Serienresonanzkreis
mit Masse verbunden, der aus einer Spule 15 mit einer Induktivität von 0,7 luH und
einen Kondensator 36 von 330 pF besteht und der für die in der Mj.schstufe erzeugte
Zwischenfrequenz einen Kurzschluß darstellt. Ein Widerstand 16 führt die positive
Speisespannung über die Spule 15 an den Emitter des Transistors 14. Die Basis des
Transistors 14 ist über einen Vorwiderstand 17 von 22 Ohm
mit dem
Abgriff eines aus zwei in Serie zwischen die Versorgungsspannung +UB und Masse geschalteten
Widerständen 18 von 2,2 k0hm und 19 von 10 k0hm bestehenden Spannungsteilers verbunden.
Der Abgriff des Spannungsteilers 18, 19 ist über einen Kondensator 20 von 1 nF,
der bs die Frequenzen im UKW-Bereich einen Kurzschluß darstellt, mit Masse verbunden.
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Die Oszillatorschwingung, die in der Mischstufe 14 mit den Eingangssignalen
gemischt wird, wird von einem gesonderten Oszillator erzeugt. Wäre die Mischstufe
14 als selbstschwingende Mischstufe ausgebildet, dann könnte diese - da das gesamte
Empfangsspektrum von 87,5 bis 108 MHz am Eingang dieser Mischstufe anliegt - auf
einen Sender synchronisiert werden, oder zu Schwingungsaussetzern neigen.
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Der Oszillator, der einen in Basis schaltung betriebenen Transistor
21 enthält, ist so ausgelegt, daß er auch bei ungünstigsten Kombinationen der Toleranzen
der frequenrbestimmenden Bauelemente Schwingungen mit der für den Empfang des gesamten
UKW-Bereichs erforderlichen Frequenz erzeugen kann. Das bedeutet im Normalfall,
daß der Oszillator beim Durchstimmen Schwingungen in einem Frequenzbereich oberhalb
und unterhalb des um die Zwischenfrequenz versetzten UKW-Bereichs erzeugt.
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Der Emitter des Oszillatortransistors 21 ist über einen Widerstand
22 von 1,2 k0hm mit der Versorgungsspannung UB verbunden, während die Basis dieses
Transistors an einen Spannungsteiler angeschlossen ist, der aus den Widerständen
23 von 2,2 k0hm und 24 von 10 k0hm besteht, die zwischen Masse und UB angeschlossen
sind. Der Basisanschluß des Transistors 21 ist außerdem über einen Kondensator 25
von 10 nF, der für die Oszillatorschwingungen einen Kurzschluß darstellt, it Masse
verbunden. Der Kollektor des Transistors 21 ist über einen Parallelschwingkreis
mit Masse verbunden, der aus der
Parallelschaltung eines Kondensators
26 von 15 pF, einer abgleichbaren Spule 27, einem Widerstand 28 von 2,2 k0hm und
der Serienschaltung eines Kondensators 29 von 1 nF und einer Abstimmdiode vom Typ
BB 106 besteht. Die Abstimmspannung wird dem Verbindungspunkt der Abstimmdiode 30
und des Kondensators 29 Uber einen Widerstand 31 von 10 k0hm zugeführt. Der Kollektor
des Oszillatortransistors 21 ist über einen Rückkopplungskondensator 32 von 8,2
pF mit seiner Basis verbunden.
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Die Spule 27 ist das einzige Element der Empfänger-Eingangsschaltung,
das abgeglichen werden muß. Der Abgleich erfolgt so, daß dann, wenn die Kapazität
der Kapazitätsdiode 30 ihren größten Wert erreicht hat (d.h. wenn die Abstimmspannung
am niedrigsten ist), die Oszillatorschwingung gerade eine Frequenz hat, die der
niedrigsten Empfangsfrequenz (87,5 MHz) zuzüglich bzw. abzüglich der Zwischenfrequenz
(10,7 MHz) entspricht. Dadurch wird erreicht, daß der Frequenzbereich unterhalb
von 87,5 NHz nicht empfangen werden kann, wie es Vorschrift ist. Für Länder, in
denen eine derartige Vorschrift nicht besteht, ist im Oszillatorkreis kein Abgleich
erforderlich.
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Der Emitter des Oszillatortransistors ist über einen Kondensator 33
mit der Basis des Mischstufentransistors 14 verbunden. Durch die Ankopplung des
Oszillatorsignals an der Basis wird erreicht, daß die Oszillatorfrequenz weitgehend
unabhängig wird von der Amplitude des Eingangssignals.
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Der Kollektor des Mischstufentransistors ist über einen Widerstand
34 von 560 Ohm mit Masse verbunden sowie mit dem Eingang eines auf die Zwischenfrequenz
von 10,7 MHz abgestimmten Keramikfilters 35, an dessen Ausgang ein nicht näher dargestellter
Zwischenfrequenzverstärker anschließbar ist. Zwischen der Eingangsstufe und der
Mischstufe werden Signale aus dem UKW-Bereich also nicht selektiert, sondern nur
im Zwischenfrequenzbereich
in Verbindung mit dem durchstimmbaren
Oszillator.
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Wie bereits erwähnt, besitzt die Empfänger-Eingangsschaltung nach
der Erfindung nur ein einziges abzugleichendes Element.
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Der Abgleich dieses Elementes ist sehr einfach, da damit keine Durchlaßkurve
oder dergleichen als Funktion der Frequenz eingestellt werden soll, sondern lediglich
gemessen werden muß, ob eine bestimmte Frequenz noch empfangen werden kann oder
nicht. Dieser Abgleich kann in einfacher Weise auch maschinell durchgeführt werden.
Die Empfänger-Eingangsschaltung nach der Erfindung ist daher sehr preisgünstig herzustellen.
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L e e r s e i t e