DE3027376A1

DE3027376A1 - Mehrkanal-frequenzmodulator

Info

Publication number: DE3027376A1
Application number: DE19803027376
Authority: DE
Inventors: Shigeaki Ashida
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1980-07-18
Publication date: 1981-02-19
Also published as: US4442415A; JPS5617711U; GB2057215B; JPS622813Y2; AU543098B2; CA1163332A; AU6044180A; GB2057215A; DE3027376C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrkanal-Frequenzmodulator oder einen Mehrkanal-Oszillator.

Bei einem aus der US-PS 3 974 452 bekannten Mehrkanal-Oszillator werden mehrere piezoelektrische Resonatoren, wie KrI-Stallresonatoren, verwendet, die zur Oszillation mit einem einzigen Schaltkreis verbunden sind. Im Betrieb wird einer dieser Resonatoren wahlweise erregt, um eine dem ausgewählten Resonator eigene Oszillatorfrequenz abzugeben.

Ferner ist ein Mehrkanal-Kristallfrequenzmodulator mit einem derartigen Oszillator bekannt (vgl. "Handie-Com" MH 70 Series FM Radio der Firma Motorola Inc.). In dem Modulator weist der Kristalloszillator-Sehaltkreis eine spannungssteuerbare Reaktanz, beispielsweise einen Varactor (Kapazitätsdiode) auf.

Die Oszillation wird frequenzmoduliert oder -ausgesteuert, und zwar durch Änderung der Lasbkapazität gegenüber dem Kristallresonator durch Ändern der angelegten Spannungen (d.h. ein Modulationssignal und eine Vorspannung). Bei diesem Modulator ist die Reaktanz der Oszillatorschaltkreisseite nicht für die Eigenfrequenzen der zugehörigen Kristallresonatoren festgelegt. Die Standardfrequenzen und die KapazitätsVerhältnisse der Kristallresonatoren sind nicht gleichförmig. Diese Ungleichförmigkeit ergibt sich unausweichlich bei der Herstellung. Die Kapazität des Varactors ist bei inverser Vorspannung nicht unveränderbar. Diese Veränderungen führen zu großen Veränderungen der Oszillatorfrequenzen und der Modulationsempfindlichkeiten der zugehörigen Kanäle. Die Oszillationsfrequenzen und die Modulationsempfindlichkeiten müssen daher auf feste Werte eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist für jeden Kanal zum Einstellen der Oszillatorfrequenz eine veränderbare Induktanz vorgesehen. Ferner ist ein

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variabler Spannungsteiler vorgesehen, um zum Einstellen der Modulationsempfindlichkeit die Größe des den Varactoren zugeführten Modulationseingangssignals zu ändern. Ferner werden die Vorspannungen (Gleichspannungen) über Widerstände den zugehörigen Varactoren zugeführt. Um eine Spannungsteilung der Vorspannungen durch die Spannungsteiler zu verhindern, sind Jeweils zwischen dem variablen Spannungsteiler und dem Varactor überbrückungskondensatoren vorgesehen. Der Modulator vermag die Oszillatorfrequenzen und die Modulationsempfindlichkeiten der zugehörigen Kanäle unabhängig einzustellen. Bs ist jedoch eine große Anzahl an Bauelementen einschließlich solcher mit großem Platzbedarf, wie die überbrückungskondensatoren, erforderlich. Es ist daher schwierig, einen derartigen Modulator mit kleinen Abmessungen aufzubauen und ihn in Form eines hybriden integrierten Schaltkreises herzustellen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kleinen Mehrkanal-Frequsnzmodulator ohne Verschlechterung der Frequenzstabilität herzustellen. Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende

Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: 25

Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten 3-Kanal-Frequenz-

modulators,
Fig. 2 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen 3-Kanal-Frequenzmodulators und Fig. 3 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen 3-Kanal-Frequenzmodulators.

Der in Fig. 1 dargestellte 3-Kanal-Krsitalloszillator 1 ist ein sogenannter Colpitts-Oszillator (Oszillator mit kapazitiver Rückkopplung) mit gemeinsamem Kollektor und weist u.a. folgende Bestandteile auf: Einen Transistor 10, Vorspannungs-

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widerstände 11 und 12, einen Vorstromwiderstand 13» Kondensatoren 14 und l6, überbrückungskondensatoren 15 und 17, einen Kanalschalter oder -wähler 18, Kristallresonatoren 19 bis 21, variable Induktivitäten 22 bis 24, eine Spule 25 sowie Varactoren 26 bis 28. Die Kanalumschaltung erfolgt durch den Schalter 18, so daß dieser wahlweise einen der Kristallresonatoren 19 bis 21 mit verschiedenen Grundfrequenzen mit dem Oszillator verbindet. In dem Oszillator 1, der mit der dreifachen Grundfrequenz jedes Kristallresonators 19 bis 21, d.h. mit der dritten Oberwelle, schwingt, wird die Oszillation durch ein den Varactoren 26 bis 28 zugeführtes Modulationssignal moduliert, deren Kapazitäten durch das Modulationssignal verändert werden. Das modulierte Signal erscheint am

Anschluß 3.
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Ein Spannungsstabilisator (z.B. der Schaltkreis uPC 78ID8 der Nippon Electric Co., Ltd., Tokio, Japan) führt den Varactoren 26 bis 28 über zugehörige Widerstände 42 bis 44 und 39 bis 41 eine Gleichstrom-Vorspannung zu. Das am Eingangsanschluß 2 anliegende Modulationssignal wird über einen tiberbrückungskondensator 31 geführt und von dort zu veränderbaren Spannungsteilern 36 bis 38, wo es in geeigneter Weise öpannungsgeteilt wird. Die spannung^ ge teil ten Signale werden als Modulationssignale den Varactoren 26 bis 28 über zugehörige Überbrückungskondensatoren 32 bis 34 und Widerstände 39 bis 41 zugeführt. Die so anliegenden Modulationssignale modulieren, wie vorstehend ausgeführt, die Oszillatorfrequenzen.

Die variablen Induktivitäten 22 bis 24 sind zum Einstellen

der Oszillatorfrequenzen auf die zugehörigen gewünschten Frequenzen der einzelnen Kanäle vorgesehen. Die variablen Spannungsteiler 36 bis 38 stellen die Modulationsempfindlichkeiten der Kanäle auf die gewünschten Werte ein. Die überbrükkungskondensatoren 32 bis 34 lassen das Modulationssignal

durch, verhindern jedoch die Spannungsteilung der Ausgangssignale des Spannungsstabilisators 30 durch die Widerstände

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42 bis 44 und die variablen Spannungsteiler 36 bis 38. Die Widerstände 39 bis 41 sind jeweils vorgesehen, um ein übersprechen der Oszillatorfrequenzkomponente des Oszillators zu den variablen Spannungsteilern 36 bis 38 und dem Spannungsstabilisator 30 zn verhindern. Daher können diese Widerstände durch Drosselspulen ersetzt werden. Ein Kondensator 35 reduziert eine eventuelle Brummspannung. Wenn die Versorgungsspannung +V stabil ist, so kann der Spannungsstabilisator 30 weggelassen werden; in diesem Fall kann die Quellenspannung mittels sogenannter Brutwiderstände spannungsgeteilt und dann den Widerständen 42 bis 44 zugeführt werden.

Der Nachteil dieses Modulators besteht insbesondere in der großen Anzahl der Einzelteile. Dies gilt insbesondere dann, wenn Bauteile mit großem Platzbedarf, wie die überbrückungskondensatoren 32 bis 34, entsprechend der Kanalanzahl verwendet werden müssen. Dies erschwert den Aufbau eines kleinen Frequenzmodulators in Form eines hybriden, integrierten

Schaltkreises.
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Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrkanal-Frequenzmodulators, der die vorstehenden Nachteile vermeidet. In Fig. 2 sind gegenüber Fig. 1 gleiche oder äquivalente Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. In der nachstehenden Beschreibung wird insbesondere auf die unterschiedlichen Merkmale gegenüber Fig. 1 Wert gelegt.

Der Ausgang des Spannungsstabilisators 30 liegt als inverse Gleichstrom-Vorspannung über variable Spannungsteiler 50 bis 52 und Widerstände 39 bis 41 an Varactoren 26 bis 28 an. Das am Eingangsänschluß 2 anliegende Modulationssignal durchläuft die Kondensatoren 31 und 53 und wird an den variablen Spannungsteilern 50 bis 52 spannungsgeteilt. Die spannungs-

geteilten Signale werden dann als Modulationssignale den

Varactoren 26 bis 28 zugeführt. Der· Kondensator 53 dient L -I

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zur Verringerung der Brumm spannung wie der Kondensator

35 in Fig. 1 sowie zum Ableiten des Eingangs-Modulationssignals.

Der Ausgang des Spannungsstabilisators 30 wird den Varactoren 26 bis 28 über die variablen Spannungsteiler 50 bis 52 zugeführt und nicht über die Widerstände 42 bis 44/im Falle der Fig. 1. Daher sind die beim Schaltkreis gemäß Fig. 1 verwendeten überbrückungskondensatoren 32 bis 34 und die Wlderstände 42 bis 44 überflüssig.

Bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform, des erfindungsgemäßen Mehrkanal-Frequenzmodulators sind gleiche Bauteile wie bei den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Oszillator 4 ist ein mit der dritten Oberwelle arbeitender Colpitts-Oszillator mit gemeinsamer Basis und weist insbesondere die folgenden Bauelemente auf: Einen Transistor 10, Vorspannungswiderstände 11 und 12, Kristallresonatoren 19 bis 21, variable Induktivitäten 22 bis 24, Varactoren 26 bis 28, Vo rs t ro mv/i der st an de 60 bis 63, Rückkopplungskondensatoren 65 und 66, überbrückungskondensatoren 67 bis 69, einen Kanalumschalter 70 sowie Schaltdioden 71 bis 73· Es sei angenommen, daß der Kanalumschalter 70

die in der Fig. mit durchgezogener Linie eingezeichnete Po-

sition einnimmt. Die Diode 72 ist dann leitend, und der Kristallresonator 20, die variable Induktivität 23 sowie der Varactor 27 sind mit dem Transistor 10 verbunden, so daß ein Oszillator gebildet wird. Das Modulationseingangs-» signal wird wie im Falle der Fig. 2 über die Kondensatoren

31 und 53 dem variablen Spannungsteiler 51 und dann über den Widerstand 40 dem Varactor 27 zugeführt. Das frequenzmodulierte Signal erhält man am Ausgangsanschluß 3·

Die bei den vorstehenden Ausführungsformen verwendeten Kri-35

stallr'esonatoren können durch andere geeignete piezoelektrische Resonatoren, wie Keramikresonatoren, ersetzt werden.

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Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht eine Verringerung der Bauelemente, insbesondere der Bauelemente mit großen Abmessungen, wie die Uberbrückungskondensatoren. Dies erleichtert die Herstellung des Prequenzmodulators in Form eines hybriden, integrierten Schaltkreises, der wiederum die Miniaturisierung des Frequenzmodulatorgehäuses sowie des Geräts insgesamt ermöglicht.

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-3-

Leerseite

Claims

VOSSlUS VOSSlUS TAUCHiSIEiR · M EUNEMANN · RAUH

PATENTANWÄLTE

SIEBERTSTRASSE Λ ■ BOOO MÜNCHEN 8Θ · PHONE: (Ο89) 47 4Ο7Β CABLE: BEN ZOLPATENT MÖNCHEN · TELEX 5-29 453 VOPAT D

u.Z.: P 702 (He/ko) 18. Juli I980

Case: P-2446

NIPPON ELECTRIC CO., LTD.

Tokio, Japan
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¹¹ Mehrkanal -Frequenzmodulator "
Priorität: 20. Juli 1979, Japan, Nr. 99 29^/79 (GM) '

Patentansprüche

η

\Λ»Ι Mehrkanal -Frequenzmodulator zum Frequenzmodulieren mehrerer Oszillationen durch ein an einem EingangsanSchluß (2) anliegendes Modulationssignal, wobei das frequenzmodulierte Signal an einen AusgangsanschluS (3) abgegeben wird, g e · kennzeichnet durch

a) einen Oszillator (1), mit dem der Ausgangsanschluß (3) verbunden ist,

b) mehrere wahlweise mit dem Oszillator (1) verbindbare Re-Senatoren (19-21),

c) mehrere Varactoren (26-28), die den entsprechenden Resonatoren(19-21) zugeordnet sind,

d) mehrere Spannungsteiler (50-52) mit ersten, zweiten und dritten Anschlüssen,

e) eine erste Einrichtung (31,53) zum Ankoppeln des Eingangsanschlusses (2) an die ersten Anschlüsse,

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\ f) eine zweite Einrichtung (30) zum Anlegen einer Vorspannung an die zweiten Anschlüsse und durch

g) mehrere dritte Einrichtungen (39-²H) zwischen den dritten Anschlüssen und den Varactoren (26-28), um diesen über die dritten Einrichtungen (39-11) das Modulationssignal zuzuführen und die Komponenten der Oszillationsfrequenzen wesentlich zu schwächen.
2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen Kondensator (3D aufweist.
3. Modulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen Kondensator (53) aufweist, der zwischen den zweiten Anschluß und einen vorgegebenen Potentialpunkt geschaltet ist.
H, Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung einen Spannungsstabilisator (30) aufweist.
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5. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Resonatoren Kristallresonatoren (19-21) verwendet werden.
6. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Einrichtungen Widerstände (39-aufweisen.

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