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Schaltungsanordnung für die Anpassungs- und Frequenzbe-
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reichsumschaltung der frequenzbestimmenden Elemente und der Verstärkerelemente
in einer Abstimmeinrichtung, d.h. sogenanntem Tuner, eines Fernsehempfängers Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für die Anpassungs- und Frequenzbereichsumschaltung
der frequenzbestimmenden Elemente und der Verstärkerelemente in einer Abstimmeinrichtung,
d.h. sogenanntem Tuner, eines Fernsehempfängers mit Hilfe von Schaltdioden, die
sowohl in dem Eingangs- als auch in dem Misch- sowie Oszillatorkreis angeordnet
sind und mit Hilfe einer von außen zugeführten, dem betreffenden gewünschten Bereich
zugeordneten Schaltspannung eingeschaltet werden und die derart angeordnet sind,
daß bei ihrem Einschalten die frequenzbestimmenden Elemente zu den Schwingkreisen
dazu oder von diesen ab bzw.
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wirkungslos geschaltet werden.
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Derartige Schaltungsanordnungen sind aus zahlreichen Fernsehempfängerschaltungen
bekannt, u.a. auch für die Frequenzumschaltung eines Oszillators aus der DE-PS 21
16 901 sowie aus den Tunern der Anmelderin VD1/UD1 sowie aus dem sogenannten Tunerkonzept
der Anmelderin V314/Mark I und II.
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In einem älteren Vorschlag nach P 28 28 015.1 der Anmelderin wurde
bereits eine Schaltungsanordnung für die Schaltspannungsversorgung der Umschaltdioden
in einem Tuner eines Fernsehempfängers vorgeschlagen, die bereits den Einsatz von
Kapazitätsdioden vermeiden sollte und bei der ein
Schalttransistor
für Band I wie bekannt auf Durchlaß geschaltet wurde und für Band III als Oszillator.
Die Schwingungen dieses Oszillators wurden gleichgerichtet und lieferten eine negative
Schaltspannung. Die Oszillatordiode wurde über entsprechend geschaltete weitere
Dioden für Band I und III unmittelbar aus den Bereichsschaltspannungen umgeschaltet.
Die Belastung des Oszillators durch die Schalt spannung entfiel.
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Eine derartige Schaltungsanordnung mit einem besonderen Oszillator
ist für einfache Fernsehempfänger recht aufwendig und es bestand daher die Aufgabe,
nach anderen Möglichkeiten der Schaltungen für die Schaltdioden zu suchen, die ein
einfacheres und preisgünstigeres Konzept ergaben.
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Für einfachere Fernsehempfänger, d.h. für Fernsehempfänger der niedrigeren
Preisklassen, sind auch in den Abstimmeinrichtungen preisgünstige Tuner zu verwenden,
die aber in hochfrequenztechnischer Hinsicht nicht schlechter sein dürfen, weil
nämlich auch das einfachere Empfangsgerät keinen schlechteren Empfang, d.h. keine
schlechteren Bilder haben darf, weil es sonst unverkäuflich wird.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe werden bei einer Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art nach der Erfindung die Koppelspulen für die beiden Frequenzbereiche
für den Mischtransistor in Reihe mit je einem ohmschen Widerstand derart geschaltet,
daß die ohmschen Widerstände am Emitter des Mischtransistors und die eine Koppelspule
für den einen Frequenzbereich mit der Katode und die andere Koppel spule für den
anderen Frequenzbereich mit der Anode einer Schaltdiode verbunden sind, und die
Katode dieser Schaltdiode über eine Bandfilterspule für den einen Frequenzbereich
und eine weitere Schaltdiode mit der Schaltspannung für diesen einen Frequenzbereich
und mit der Anode über eine Bandfilterspule für den anderen Frequenzbereich
und
eine weitere Schaltdiode sowie eine Schwingkreisspule für den einen Frequenzbereich
mit der Schaltspannung für den anderen Frequenzbereich derart verbunden und die
Schaltelemente derart bemessen sind, daß sich an ihr beim Einschalten der Schaltspannung
für den einen Frequenzbereich eine negative Sperrspannung von mehreren Volt und
beim Einschalten der Schalt spannung für den anderen Frequenzbereich eine positive
Schaltspannung von mehreren Volt aufbaut.
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Bei Einsatz der Erfindung gelingt es nicht nur, ein einfaches Konzept
für die Anordnung von Schaltdioden nunmehr auch für die einfacheren Fernsehempfangsgeräte
anzubieten, sondern die Schaltung besitzt gleichzeitig den Vorteil, daß mit der
Bereichsumschaltung auch eine Anpassungsumschaltung des Mischers, d.h. des Mischtransistors,
erfolgt, und zwar derart, daß an der betreffenden Schaltdiode im Mischkreis eine
negative Spannung ohne Zuhilfenahme einer besonderen positiven Spannung erzeugt
werden kann. Dies hat den sehr großen Vorteil, daß ein derartiger Tuner nicht wie
bisher üblich noch eine zusätzliche positive Versorgungsspannung haben muß, sondern
er benötigt lediglich die beiden Schaltspannungen für die betreffenden Frequenzbereiche
bzw. drei Schaltspannungen, wenn drei Frequenzbereiche eingebaut werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schaltungsanordnung
für die Schaltdioden auch noch bezüglich des Eingangskreises und des Oszillatorkreises
sehr günstig ausgelegt. Dazu können die Schaltspannungen an Eingangsschaltdioden
derart geführt und diese derart angeordnet sein, daß im durchgeschalteten Zustand
je ein Kondensator parallel zur betreffenden Koppelspule zur Bedämpfung des unerwünschten
Frequenzbereiches geschaltet werden. Auch können die Schaltspannungen für die Frequenzbereichsumschaltung
des Oszillators für den einen Frequenzbereich über eine Oszillatorschaltdiode über
einen Vorwiderstand an den Emitter des
Oszillatortransistors und
für den anderen Frequenzbereich über eine weitere Oszillatorschaltdiode an das HF-seitige
Ende der Oszillatorschwingkreisspule für den einen Frequenzbereich und diese durch
Parallelschalten eines Kondensators bedämpfend über diese gleichzeitig dem Emitter
des Oszillatortransistors zugeführt werden.
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Bei Anwendung dieser weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gelingt
es, ein Schaltungskonzept zum Umschalten für einen, wie in diesem Beispiel gezeigt,
VHF-Tuner anzubieten, der besonders einfach im Aufbau und sehr preisgünstig in der
Herstellung ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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In der Schaltung ist 1 die Antenne und die Anschlußklemmen für die
Schaltspannungen sind für den einen Frequenzbereich mit I und für den anderen Frequenzbereich
mit III bezeichnet, entsprechend der europäischen Norm für die Bereiche I und III.
Weitere Anschlüsse sind der gemeinsame Masseanschluß. Nicht eingezeichnet ist in
diese Schaltungsanordnung die Zufuhr der Abstimmspannung UD, die im allgemeinen
an die abstimmbaren Kapazitätsdioden geführt wird. Diese Kapazitätsdioden sind in
der beiliegenden Schaltung als veränderbare Kondensatoren C bezeichnet, und zwar
befindet sich ein derartiger Kondensator am Kollektor des Transistors T1 im Eingangskreis,
ein Kondensator auf der Emitterseite des Mischers in der Nähe der noch zu beschreibenden
Spule L3 und ein Kondensator an den Kollektor des Oszillatortransistors T3. Ein
weiterer Anschluß des Tuners ist die automatische Verstärkungsregelungsspannung,
kurz mit AVR bezeichnet. Sie wird an dem Basisanschluß des Eingangstransistors Ti
zugeführt.
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Die Eingangsschaltungsanordnung des Tuners nach dieser Erfindung besteht,
wie im allgemeinen üblich, aus Eingangsbandfiltern, die auch abstimmbar ausgeführt
sein könnten, wenn hier Abstimmkapazitätsdioden in bekannter Weise eingesetzt werden.
Der eine Frequenzbereich I besteht aus einem Bandfilter. Es sind in bekannter Weise
in Serie geschaltet die Kondensatoren Clo mit den Spulen bzw. Induktivitäten L10.
Am Fußpunkt des Bandfilters befindet sich der Anschluß der Koppelspule LK2 in Serie
mit dem Kondensator CK2. In gleicher Weise ist der Eingangskreis bzw. das Eingangsbandfilter
für den Frequenzbereich III aufgebaut. Hier sind zwei Spulen L11 in Serie mit Cii
geschaltet. Der gemeinsame Fußpunkt ist wieder über die gemeinsame Koppelspule LK1
in Serie mit CKi gegen Masse geschaltet. Jeweils vom HF-seitigen Ende des Ausgangsschwingkreises
führt eine Verbindung zum Eingangskreistransistor Ti. An dessen Ausgangskreis liegen
die zu einem weiteren Bandfilter gehörenden Spulen L8 für den Frequenzbereich III
und L7 für den Frequenzbereich I.
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Sie liegen in Serie mit einem Kondensator C9 gegen Masse.
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Dieses Bandfilter hat auf der Sekundärseite zwei Spulen L6 für den
Frequenzbereich III und L3 für den Frequenzbereich I.
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Von diesen führen wiederum Koppelspulen L5 für den Frequenzbereich
III und L4 für den Frequenzbereich I zum Emitter des Mischtransistors T2. Am Ausgang
des Mischtransistors liegt eine Spule Lz, die auf die Zwischenfrequenz abgestimmt
ist und über den Kondensator CZ erfolgt bei A die Auskopplung des Zwischenfrequenzsignals.
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Der Oszillatortransistor ist mit T3 bezeichnet. An seinem Kollektor
liegen in Serie eine Spule L1 für den Frequenzbereich III, eine Spule L2 für den
Frequenzbereich I und in Serie jeweils noch die Kondensatoren C8 und C7.
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Die gleichstrommäßige Versorgung der Schaltungsanordnung ist wie folgt:
Zunächst die Eingangsschaltungsanordnung:
Der Emitter des Eingangstransistors
T1 liegt über einen Widerstand R1 und eine Diode D1 an der Schaltspannung I für
den Frequenzbereich I, oder in dem anderen Fall über einen Widerstand R2 und die
Diode D2 an der Schaltspannung III für den Frequenzbereich III. Der Oszillatortransistor
liegt über die Diode D6, die Drossel Dr2 und den Widerstand R8 mit seinem Emitter
an der Schaltspannung I. Gleichzeitig liegt seine Basis über den Spannungsteiler
R9/R10 ebenfalls über die Drossel Dr2 und die Diode D6 an der Schaltspannung I.
Eine weitere Verbindung besteht vom Spannungsteiler R9/RiO über die Oszillatorschwingkreisspule
L2 und die Diode D5 zur Schaltspannung III hin.
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Der Mischertransist * ann von den Schaltspannungen I und III in verschiedener
Weise versorgt werden, und zwar bei Einschaltung von III gelangt die Schalt spannung
über die Spule L7, die Diode D3, die Spule L6 und die Diode D4 über L4 und R4 an
den Emitter des Transistors und auch von der Spule L6 über die Spule L5 und den
Widerstand R3 an den Emitter des Transistors. Ferner von D4 über die Spule L3 und
den Spannungsteiler R5/R6 an die Basis des Transistors.
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Für den Fall des Einschaltens vom Bereich I, also Einschalten der
Schaltspannung I für den Frequenzbereich I, gelangt die Schaltspannung über die
Diode D7 und die Spule L3 sowie die Spulen L4 und R4 an den Transistor T2.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist nun wie folgt: Wird
die Schaltspannung für den Bereich III eingeschaltet, dann gelangt diese über die
Diode D5 an die Spule L2 und von hier aus auf den Spannungsteiler R9/R10 gegen Masse.
Da die Diode D5 auf Durchlaß geschaltet ist, wird der Kondensator C6 parallel zur
Oszillatorschwingkreisspule L2 geschaltet und diese damit bedämpft. Der Oszillator
kann also nur auf den Bereich III schwingen. Gleichzeitig erfolgt über den Spannungsteiler
aus den Widerständen R9 und Mo
eine Versorgung der Basis des Transistors
und über den Widerstand R8 eine Versorgung des Emitters des Transistors.
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Die Diode D6 erhält an ihrer Katode eine positive Spannung und ist
daher gesperrt. Weiterhin gelangt die Schaltspannung III an die Diode D2 im Eingangskreis
und schaltet diese durch, so daß der Kondensator C2 parallel zur Spule LK2 eingeschaltet
wird und diese bedämpft. Daher kann der Eingangskreis nicht mehr im Bereich I wirksam
werden, sondern nur noch im Bereich III. Die Spannung gelangt weiterhin über den
Widerstand R2 an den Eingangstransistor T1 und versorgt diesen gleichstrommäßig.
Üb er R1 steht jetzt eine positive Schaltspannung an D1 und sperrt diese.
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Die Schaltspannung III gelangt weiterhin über die Spule L7 an die
Schaltdiode D3. Wenn diese Schaltdiode durchschaltet, schaltet sie den Kondensator
C5 parallel zur Spule L7 und macht diese unwirksam, d.h. auch dieses Bandfilter
kann nur im Bereich III wirksam sein. Weiterhin gelangt die Schaltspannung von der
Schaltdiode D3 aus über die Spule L6 an die Diode D4 und wenn D4 durchschaltet,
dann liegt L6 über C5 an Masse parallel zur Spule L3 und damit wird auch diese Spule
wirkungslos geschaltet, weil nämlich das Windungszahlverhältnis dieser beiden Spulen
stark unterschiedlich ist, z.B. hat die Spule L6 nur 3 1/2 Windungen, während die
Spule L3 etwa 10 i/2 Windungen hat. So ist auf diese Art und Weise auch die Spule
L3 unwirksam. Die Schaltspannung gelangt weiterhin über L4 und R4 an den Emitter
des Transistors T2, wobei R4 durch eine Kapazität C4 hochfrequenzmäßig überbrückt
ist. über die Spule 14 und den Kondensator C4 gelangt ein geringer Teil der Hochfrequenzspannung
zum Mischer, weil diese vorwiegend für den Bereich Band I koppeln. Die eigentliche
Mischerankopplung geschieht aber jetzt in diesem Fall über die Spule L5 und den
Kondensator C3.
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Wird die Schaltspannung III ab- und die Schaltspannung I
zugeschaltet
bzw. angeschaltet, so ist die Spannungsversorgung wie folgt: Der Oszillatortransistor
T3 erhält an seinem Emitter und an seiner Basis nunmehr über die Schaltdiode D6
und über die Drossel Dr2 eine Spannung über den Widerstand R8 an den Emitter und
über den Spannungsteiler R9/R10 an seine Bais.
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Weiterhin läuft die Schalt spannung I noch über die Spule L2 an die
Diode D5, und zwar an ihre Katode, die damit positiv vorgespannt und gesperrt wird.
Der Transistor T3 bzw. der Oszillator kann also im Bereich I arbeiten, weil nunmehr
die Spulen L1 und L2 in Serie hintereinander geschaltet wirksam werden. Im Eingangskreis
ist wieder die gleiche Umschaltung wie für Bereich III vorgesehen, nur diesmal an
der anderen Spule bzw. am anderen Bandfilter. Die Schaltspannung I gelangt wieder
über D1 an die Koppelspule LKi und wenn Dl durchgeschaltet ist, dann wird C1 parallel
zu LK1 gelegt und diese damit bedämpft. Die Schaltspannung gelangt weiterhin über
Ri an den Emitter des Eingangstransistors T1 ünd über R2 an die Katode der Diode
D2 und sperrt diese.
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Im Mischkreis gelangt die Schaltspannung I über die Diode D7 und die
Spule L3 an die Katode der Diode D4 und baut dort eine positive Spannung auf. Diese
Diode ist daher gesperrt.
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Sie gelangt weiterhin über L4 und R4 an den Emitter des Transistors
T2. Da die Spulen L5 und L4 andere Widerstände aufweisen, aber da im wesentlichen
die ohmschen Widerstände R3 und R4 stark unterschiedlich dimensioniert sind und
da am Widerstand R4 ein Spannungsabfall von etwa 3 V auftritt, so ist diese Spannung
am Emitter des Transistors auch in etwa die gleiche wie die Spannung an der Anode
der Diode D4.
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Sie ist also um 3 V kleiner als die Spannung an der Katode der Diode
D4. Mithin ist also durch diese Schaltungsanordnung der Elemente L4, R4, R3, L5
eine Anordnung getroffen, die
es möglich macht, eine negative Spannung
von mehreren Volt an die Diode D4 zu dessen wirksamer Sperrung zu legen, was besonders
wichtig ist, damit L6 unwirksam bleibt. Damit die Schaltspannung I auch die Diode
D3 sperren kann, gelangt sie über L6 an die Diode D3. Wenn die Schaltspannung I
z.B.
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i2 V beträgt, so ist sie an der Katode der Diode D4 etwa noch ii,5
V und an der Anode noch 8 V, so daß diese Diode D4 mit einer Spannung in der Größenordnung
von -3 V gesperrt wird.
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In beiden Fällen, also sowohl bei Einschaltung der Schaltspannung
I als auch bei Einschaltung der Schaltspannung III, gelangendiese Schaltspannungpgauch
an den Spannungsteiler R5 und R6 zur Versorgung der Basis des Transistors T2. In
dem einen Falle für die Schalt spannung I gelangt diese über die Diode D7 unmittelbar
an den Widerstand R5, während im anderen Falle bei Einschalten der Schaltspannung
III die Schalt spannung von der Katode der Diode 1)4 über die Spule L3 an den Widerstand
R5 gelangt.
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Zur gleichspannungsmäßigen Versorgung der Transistoren sind noch die
Kollektoren mit dem Gleichstromnetz zu verbinden bzw. mit Masse. Dies geschieht
beim Eingangstransistor Ti über die Drossel Drei, beim Mischertransistor T2 über
die Drossel Dr7 und beim Oszillatortransistor T3 über die Drossel Dr3.
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Es verbleibt noch zu sagen, daß die Erzeugung der Vorspannungen bzw.
der Sperrspannungen für die Dioden im Eingangskreis wichtig sind, damit dort keine
Ubertragung stattfinden kann. Die Dioden finden ihr Potential im gesperrten Zustand
über die Widerstände R7 und R17, z.B. die Diode Di wird wirksam gesperrt über die
Schaltspannung, die über Ri an Di kommt, weil ihre Anode über R11 an Masse liegt.
In gleicher Weise liegt die Anode der Schaltdiode D2 über R7 an Masse.
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Über die Typen bzw. Größen der verwendeten Elemente seien noch folgende
Angaben gemacht: Der Transistor T1 war vom Typ BF 939, der Transistor T2 war vom
Typ BF 324, der Transistor T3 war vom Typ BF 926.
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Die Schaltdioden D1, D2, D3, D4 und D5 waren vom Typ BA 244, während
die Schaltdioden D6 und D7 vom Typ BAW 62 waren.
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Die Kondensatoren Ci, CK1, C2, CK2, C3, C4, CZ, C5, C6, C8, C9 und
C12 waren je 1 nF. Der Kondensator C7 war 100 pF, der Kondensator Ci3 war 10 nF
und die Widerstände hatten die folgenden Werte: R1 und R2 je = 470 Ohm, R7 = 22
kOhm, R3 = 100 kOhm, R8 = 1 kOhm, R4 = 820 Ohm, R9 = 4,7 kOhm, R5 = 3,3 kOhm, R10
= 6,8 kohm, R6 = 10 kOhm, Ril = 22 kOhm.