DE3108993C2 - HF-Eingangsfilterschaltung eines Tuners - Google Patents

Abstract

Eine zwischen dem Antennenanschluß (8) und den Eingang (3) des HF-Eingangsverstärkers (2) eines Tuners (1) geschaltete HF-Eingangsfilterschaltung (19) besteht aus einem abstimmbaren und umschaltbaren Schwingkreis (6) und einer diesem vorgeschalteten, ebenfalls zur Einstellung auf mehrere Empfangsfrequenzbänder umschaltbaren Antennenanpaßschaltung (7). Vom Antennenanschluß aus gesehen, weist die Antennenanpaßschaltung eine Fußpunktinduktivität (10) und eine den Antennenanschluß mit dem Schwingkreis verbindende Serieninduktivität (12) auf. Beide Induktivitäten sind aus der Reihenschaltung wiederum zweier Induktivitäten (L3, L4; L5, L6) gebildet, deren letztere Verbindungspunkte (21, 22) durch eine Schaltdiode (D3) miteinander verbunden sind. Im leitenden Zustand der Schaltdiode schaltet diese die zwischen ihr liegende Induktivität (L4, L5) parallel und bildet mit einem Kondensator (C2), der einer dieser Induktivitäten parallel liegt, einen auf ein störendes Empfangsfrequenzband abgestimmten, verhältnismäßig breitbandigen Sperrkreis, dem über die geringe verbleibende Fußpunktinduktivität (L3) der Antennenwiderstand (R ↓a) dämpfend parallel liegt.

Description

mit folgenden Bestandteilen:

a) mit einem durchstimmbaren Resonanzschwingkreis und

b) mit einer Antennenanpaßschaltung,

— die eine zwischen dem Antennenanschluß und dem hochfrequenzmäßigen Bezugspotectial (z. B. Masse) angeordnete Fußpunktinduktivität und eine zwischen dem Antennenanschluß und dem Resonanzschwingkreis angeordnete Serieninduktivität aufweist,

— und deren Induktivitäten so bemessen sind, daß sie in den einzelnen Empfangsfrequenzbändern den Eingang der HF-Eingangsstufe einschließlich des Resonanzschwingkreises an den Antennenwiderstand anpassen,

c) ferner mit HF-Schaltern, die zur Umschaltung der EmpfangsfreqiiinzbäriJerTeile der Induktivitäten der Anten.ienanpaßschaltung kurzschließen,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

d) sowohl die Fußpunktinduktivität (10) als auch die Serieninduktivität (12) besteht aus einer Reihenschaltung von wenigstens zwei Induktivitäten (L 3, L 4; L 51, L 52, L 6)

e) die HF-Schalterelemente (D2 ... D5) sind einerseits an einen inneren Anschlußpunkt (21) der Reihenschaltung (L 3, L 4) der Fußpunktinduktivität und andererseits an einen inneren Anschlußpunkt (22, 24) der Reihenschaltung (L 5\, L52, LS) der Serieninduktivität angeschlossen, derart, daß bei einem kurzgeschlossenen HF-Schalterelement die von ihm überbrückten Induktivitäten (L 4: L 51, L 52) der Fußpunktinduktivität und der Serieninduktivität parallel geschaltet sind,

f) zwischen dem Antennenanschluß (8) einerseits und einem inneren Anschlußpunkt (21) der Antennenanpaßschaltung (7) andererseits ist ein Kondensator (C2) angeschlossen, der bei kurzgeschlossenem HF-Schalterelement parallel zu den parallelgeschalteten Induktivitäten der Antennenanpaßschaltung angeordnet ist und mit diesen Induktivitäten einen Sperrkreis (25) für eine vorgegebene Frequenz bildet.

2. HF-Eingangsfillerschallung n;iuh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß clic l'ußpunktinduktiviiäl (10) der Antennenanpaßschaltung (7) eine Reihenschaltung aus zwei induktivitaicn (L 3, /.4) ist und daß der Kondensator (C2) parallel zu der an

den Antennenanschluß (8) angeschlossenen Induktivität (L 4) dieser Reihenschaltung geschaltet ist.

3. HF-Eingangsfilterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Sperrkreises (25) eine Spiegelfrequenz (f_spo) des Tuners (1) ist

4. HF-Eingangsfilterschaltung nach einem der vorherghenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Schalterelemente Schaltdiode (D2 ...D 5) sind.

5. HF-Eingangsfilterschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C2) bei nichtleitendem HF-Schalteretement (D2 ... D5) der Antennenanpaßschaltung (7) mit der an den Fußpunkt angeschlossenen Induktivität (L 3) der aus einer Reihenschaltung bestehenden Fußpunktinduktivität (10) der Antennenanpaßschaltung einen Saugkreis mit einer vorgegebenen Frequenz (fm) bildet

6. HF-Eingangsfilterschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmfrequenz des Saugkreises (CX L4) etwa die Mittenfrequenz (fm) des Empfangsfrequenzbandes (III) ist, auf das die HF-Eingangsfilterschaltung (7) bei kurzschließenden HF-Schalterelementen (D2, Di) abgestimmt ist.

Die Erfindung betrifft eine HF-Eingangsfilterschaltung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Zur Erfüllung der immer höher werdenden Ansprüehe an die Trennschärfe und Störunempfindlichkeit eines HF-Tuners ist es erforderlich, zwischen den Antennenanschluß des HF-Tuners und dessen erste HF-Verstärkerstufe, der sogenannten Vorverstärkerstufe, eine abstimmbare Filterschaltung anzuordnen. Mit dieser Eingangsfilterschaltung wird bereits am Tunereingang eine Vorselektion der am Antenneneingang anliegenden empfangbaren Senderfrequenzen vorgenommen. Außerdem müsssen Maßnahmen vorgesehen werden, die Eingangsfilterschaltung einschließlich des Eingangs der HF-Vorverstärkerstufe des Tuners an den Antennenwiderstand anzupassen, um ein größtmögliches Signal der Empfangsfrequenz, auf die der Tuner abgestimmt ist, an den Eingang der H F-Vorverstärkerstufe zu übertragen. Dazu enthält die Eingangsfiltcrschallung eine Antennenanpaßschaltung, die den Eingang des Tuners möglichst optimal an die Antenne anpaßt, wobei davon ausgegangen wird, daß die Antenne einen genormten Antennenwiderstand aufweist.

In vielen Fällen ist der HF-Tuner auf mehrere Empfangsfrequenzbänder umschaltbar, innerhalb denen der HF-Tuner auf die einzelnen Empfangsfrequenzen der Bänder abstimmbar ist. In diesem Fall ist meist auch die Eingangsfilterschaltung umschaltbar ausgebildet.

Beispielsweise ist bei einem aus der Zeitschrift Funk-Technik 1974, Heft 21, Seiten 743-745 bekannten VHF'Fernsehtuner vor dem Eingang der VHF·Vorstufe dieses Tuners ein mittels einer Kapazitätsdiode abstimmbarer Parallelschwingkreis angeordnet, dessen Kreisinduktivität zur ßandumschallung vom I'crnsch-

h5 band I auf das I'crnsehband III durch Kur/üchlicUcn eines Teiles :;cincr Kreisindukiivitüi mittels einer Schaltdiode verkürzt wird. Zur Anpassung an den ;ini Antcnncnanschluß des bekannten Tuners wirkenden

Antennenwiderstandes der an diesen Anschluß angeschlossenen Antenne, ist dem Schwingkreis der Filterschaltung die Reihenschaltung von drei Induktivitäten als Antennenanpaßschaltung parallelgeschalteL Vom Antennenanschluß her gesehen bildet die eine Induktivität dieser Reihenschaltung eine Fußpunktinduktivität und die beiden anderen, von denen eine durch eine Schaltdiode zur Bandumschaltung kurzschließbar ist, eine Scrieninduktivität zur Vorverstärkerstufe hin.

Die HF-Eingangsfilierschaltung soll so bemessen sein, daß Empfangsfrequenzen außerhalb der am Tuner einstellbaren Empfangsfrequenzbänder weitgehend unterdrückt werden. Das gilt vor allem für die sogenannten am Antennenanschluß liegenden Spiegelfrequenzen zu der Empfangsfrequenz, auf die der Tuner abgestimmt ist. Da in vielen Fällen die Spiegelselektion der HF-Eingangsfilterschaltung nicht ausreicht, die Spiegelfrequenz genügend zu unterdrücken, ist es bekannt, zwischen den Antennenanschluß und den Eingang der HF-Eingangsfilterschaltung einen Sperrkreis oder einen Saugkreis zu schalten. Diese Kreise weisen jedoch nicht die erforderliche Bandbreite der Sperrdämpfung für die zu sperrenden Spiegelfrequenzen auf. Außerdem verursachen sie unzulässige Anhebungen des Signals der anliegenden Empfangsfrequenzen, die oft außerhalb des eingestellten Empfangsfrequenzbandes liegen und ebenfalls zu Übertragungsstörungen im Tuner führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingungs angegebene HF-Eingangsfilterschaltung für einen Tuner mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß sie an der Stelle vorgegebener Frequenzen, insbesondere an der Stelle störender Spiegelfrequenzen, eine zusätzliche Dämpfung genügender Bandbreite aufweist und daß die zu dieser Dämpfung erforderlichen Mittel keine zusätzlichen störenden Anhebungen der Übertragungskennlinie der HF-Eingangsfilterschaitung verursachen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen technischen Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß mit nur wenigen zusätzlichen Mitteln, z. B. mit nur einem zusätzlichen Kondensator und einer zusätzlichen Induktivität, eine hohe Sperrdämpfung genügender Bandbreite bei den erforderlichen Frequenzen erreicht wird und daß zur Erreichung dar erforderlichen Bandbreite der Sperrdämpfung der Antennenwiderstand selbst ausgenutzt werden kann. Außerdem weist die Erfindung noch den Vorteil auf, daß mit den Mitteln der Erfindung, ohne zusätzlichen Aufwand, z'isätzlich ein Saugkreis gebildet wird, der in einer Weiterbildung der Erfindung so bemessen werden kann, daß an einer weiteren Stelle störender Frequenzen im Übertragungsbereich der HF-Eingangsfilterschaltung eine ausgeprägte Sperrdämpfungauftritt.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines an eine Antenne angeschlossenen, an sich bekannten HF-Tuners mit einem der HF-Eingangsfilterschaltung vorgeschalteten, getrennten Sperrkreis,

F i g. 2 ein Diagramm der Übertragungskennlinie von HF-Eingangsfilterscnaltungen mit kurzgeschlossenen Schaltdioden,

F i g. 3 ein Schaltbild eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels einer HF-Eingangsfilterschaltung,

F i g. 4 ein Diagramm der Übertragungskennlinie der in Fig.3 dargestellten HF-Eingangsfilterschaltung mii nichtleitenden Schaltdioden.

In F i g. 1 umfaßt die strichpunktierte Umrandung 1 einen HF-Tuner, von dem in dem Symbol 2 der HF-Eingangsverstärker der Tunerschaltung dargestellt ist. Dem Eingang 3 des Vorverstärkers 2 ist über einen Kondensator Cl eine HF-Eingangsfilierschaltung4 einer an sich bekannten Ausbildung mit einem an einem Abstimmittel 5 stetig durchstimmbaren Schwingkreis 6 und einer Antennenanpaßschaltung 7 vorgeschaltet Die Antennenanpaßschaltung 7 ist zur impedanzanpassung des Schwingkreises 6 und des Eingangs 3 an den wirksamen Antennenwiderstand R₃ einer an den Antennenanschluß 8 des Tuners angeschalteten Antenne 9 vorgesehen und enthält eine Fußpunktinduktivität 10 und eine den Eingang 11 der HF-Eingangsfilterscbaltung 4 mit dem Schwingkreis 6 verbindende Serieninduktivität IZ Ist der Antennenanschluß 8 über die gestrichtelt dargestellte elektrische Verbindung 13 div kt mit dem Eingang 11 der HF-Eingangstiiterschaiiun·; verbunden, dann ist der Verlauf der Übertragungskennlinie der HF-Eingangsfilterschaltung 4 die Kurve 14 im Diagramm der F i g. 2, wenn der Tuner auf die Frequenz /i abgestimmt te«. Die Diagramme der F i g. 2 und 4 zeigen den Verlauf der relativen Ausgangsspannung Uhf der HF-Eingangsfilterschaltung für am Antennenanschluß 8 auftretende Empfangsfrequenzen f gleicher Signalgröße.

Liegen die Spiegelfrequenzen für die dta im Tuner eingestellte Empfangsfrequenzband begrenzenden Frequenzen f\ und /i zwischen dem Frequenzwert f_sfl\ und f_Sp2, dann werden am Antennenanschluß anliegende Empfangsfrequenzen im Frequenzbereich der Spiegelfrequen;:en ungenügend gedämpft. Ihr aus der Frequenzmischung im Tuner gebildetes Mischprodukt gelangt in erheblichem Anteil zusätzlich in den ZF-Kanal und stört das daraus demodulierte Nutzsignal erheblich. Wird zur Vermeidung der genannten Störungen in bekannter Weise anstelle der elektrischen Verbindung 13 ein Sperrkreis 1.5 zwischen den Antennenanschluß 8 des Tuners und den Eingang 11 der HF-Eingangsfilterschaltung geschaltet, dann verläuft die Übertragungskennlinie der HF-Eingangsfilterechaltüng mit dem vor- geschalteten Sperrkreis 15 nach der Kurve 16 des Diagrammes der F i g. 2. Der Sperrkreis 15, der auf die mittlere Frequenz f_spa des störenden Spiegelfrequenzbereiches abgestimmt ist, verursacht im Bereich der Frequenz f_spo einen sehr schmalbandigen Dämpfungseinbruch 17, der jedoch nicht den gesamten Spiegelfrequenzbereich zwischen der Frequenz f_sp\ und f,_p 2 erfaßt, und verursacht außerdem unterhalb des Bereiches der Spiegelfrequenzen eine störende Anhebung 18 der Uber,.a^ungskuve 16, die zu einem störenden Übersprechen der auf den Empfangsfrequenzen aufmodulierten Information führen kann, wenn die in dieseiTi Bereich am Antennenanschluß liegenden Empfangsfrequenzen eine hohe Empfangsstärke aufweisen.

In Fig. 3 ist das Schaltbild mit den wesentlichen Schaltungselementen eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels einer HF-Eingangsfilterschaltung 19 eines Tuners dargestellt. Die HF-Eingangsfilterschaltup.3 19 ist zwischen den Antennenanschluß 8 und den Trennkondensator CX vor den Eingang 3 des HF-Eingangsverstärkers 2 des Tuners geschaltet und besteht im wesentlichen aus einer Antennenanpaßschaltung 7 und einem dieser nachgeschalteten, abstimmbaren Schwingkreis 6. Der Schwingkreis 6 besteht aus den in Serie geschalte-

ten Induktivitäten L I und L 2 und einer hierzu parallel geschalteten Kapazitätsdiode Dl, die ihre Abstimmspannung Ua über einen Widerstand R 1 erhält. Die Antennenanpaßschaltung 7 enthält zwischen dem Antennenanschluß 8 und dem Bezugspotentia! »Masse« eine Fußpunktinduktivität 10, die aus einer Reihenschaltung von zwei Induktivitäten L 3 und L 4 besteht. Außerdem enthält die Antennenanpaßschaltung eine Serieninduktivität 12, die aus der Reihenschaltung der Induktivitäten L 5 und L 6 besteht und den Antennenanschluß 8 mit dem Schwingkreis 6 verbindet. Zwischen dem inneren Schaltungspunkt 20 der Reihenschaltung der Induktivitäten de? Schwingkreises 6 und Masse ist als HF-Schalter eine Schaltdiode D 2 angeordnet. Eine weitere Schaltdiode D3 ist zwischen den inneren Anschlußpunkten 21 und 22der Reihenschaltungen der Induktivitäten L 3, L 4 und L 5, Z. 6 der Antennenanpaßschaltung angeordnet. Die beiden Schaltdioden D 2 und D 3 sind ^Mr Kincti*ljMpcT vu/f*ii*r nntprcr^HiprilicHf^r Fmnfa η ty ei re*- quenzbänder 1 und III vorgesehen und erhalten über die Widerstände R 2 und R 3 eine Schaltspannung U, 1. Soll die HF-Eingangsfilterschaltung 19 auf ein weiteres, beispielsweise auf ein zwischen den Empfangsfrequenzbändern I und III liegenden Empfangsfrequenzband Il eingestellt werden können, bildet die fußpunktnahe Induktivität L 2 des Schwingkreises eine Reihenschaltung zweier Induktivitäten L 21 und L 22, an deren Verbindungspunkt 23 eine weitere, mit Masse verbundene Schaltdiode D 4 angeschlossen ist, und die antennenanschlußnahe Induktivität LS der Serieninduktivität 12 der Antennenanpaßschaltung eine Reihenschaltung zweier Induktivitäten L 51 und Z. 52, an deren Verbindungspunkt 24 eine mit dem inneren Ar.schlußpunkt 21 der Fußpunktinduktivität 10 verbundene Schaltdiode DS angeschlossen ist. Zur Einstellung des Empfangsfrequenzbandes II erhalten die Schaltdioden D3 und D4 eine Schaltspannung L/, 2 über die Widerstände R 3 und R 4. Die Schaltung zur Einstellung eines Empfangsfrequenzbandes Il ist in Fig. 3 als nur beispielsweise Darstellung gestrichelt gezeichnet.

Parallel zur antennenanschlußnahen Induktivität L 4 der Fußpunktinduktivität 10 der Antennenanpaßschaltung 7 ist ein Kondensator C2 angeordnet.

Im nichtleitenden Schaltzustand der Schaltdiode D2 bis Z?4 sind alle Induktivitäten der Reihenschaltungen der Induktivitäten der Antennenanpaßschaltung 7 und des Schwingkreises 6 wirksam, so daß in der HF-Eingangsfilterschaltung 19 das niederfrequente Empfangsfrequenzband I eingeschaltet ist. Die Kurven 26 und 27 des in F i g. 4 dargestellten Diagrammes zeigen die Übertragungskenrünie der HF-Eingangsfilterschaltung 19 in der Einstellung, in der alle Schaltdioden nichtleitend sind. Kurve 26 gibt die Übertragungskennlinie der Filterschaltung 7 in einer Einstellung des Schwingkreises 6 für das untere Bandende /3 des Empfangsfrequenzbandes I wieder. Kurve 27 die Übertragungskennlinie für das obere Bandende /« des Bandes I. Der Kondensator C bildet mit der fußpunktnahen Induktivität L 3 der Antennenanpaßschaltung 7 einen Saugkreis, der etwa auf die Mittenfrequenz /in des Empfangsfrequenzban- to des III. in Jem die Schaltdioden Z? 2 und D3 einen Kurzschluß bilden, abgestimmt ist. Die Übertragungskennlinien 26 und 27 der HF-Eingangsfilterschaltung 19 enthalten deshalb bei dieser Frequenz /in einen Dämpfungseinbruch, so daß die in diesem Frequenzbereich b5 am Antenncnanschluß 8 anstehenden Signale in vorteilhafter Weise zusätzlich erheblich gedämpft werden.

Sind die Schaltdioden D 2 und D 3 zur Einstellung des höherfrequenten Empfangsfrequenzbandes III durch eine entsprechende Schaltspannung U, 1 in den kurzschließenden Zustand eingestellt, so ist im Schwingkreis 6 hochfrequenzmäßig die Induktivität L 1 unmittelbar mit Masse verbunden und die Induktivität L 2 kurzgeschlossen. In der Antennenanpaßschaltung 7 verbindet die Schalldiode D3 im kurzschließenden Zustand unmittelbar den inneren Anschlußpunkt 22 der Serieninduktivität 12 mit dem inneren Anschlußpunkt 21 der Fußpunktinduktivität 10, so daß die Serieninduktivität 12 um die Induktivität Z. 5 und die Fußpunktinduktivität 10 um die Induktivität L 4 verkürzt ist. Die verbleibenden Induktivitäten L 3 und L 6 bilden im wesentlichen die Anpassung an die an den Antennenanschluß 8 angeschlossene Antenne 9 mit ihrem in den Antennenanschluß wirkenden Antennenwiderstand /?.,. Durch die kurzschließende Schaltdiode D 3 werden die dem Antennenanschluß 8 zunächstliegcnden Induktivitäten /-4 und L5 parallel-I7i»i:rh:i jtfl tr\H:iß Cm rMlrall/»} /urn k^cinriont^i lr»r Γ' 2 \\ⁿ gen und mit diesem Kondensator einen Sperrkreis 25 bilden, der zwischen dem durch die Schaltdiode D3 gebildeten Verbindungspunkt der Fußpunktinduktivität (L 3) und der Serieninduktivität (Z. 6) und dem Antennenanschluß 8 angeordnet ist. Die Sperrfrequenz dieses Sperrkreises ist beispielsweise auf die Mittenfreqiien/ fspu des unterhalb des eingestellten Empfangsfrequenzbandes III liegenden, störenden Bandes der Spiegelfrcquenz s'jestimmt. Die in dieser Bandeinstellung verhältnismäßig niederohmige Fußpunktinduktivität Z. 3 schaltet den Widerstand R₁ der Antenne so wirksam parallel zum Sperrkreis 25, daß dieser durch den Antennenwiderstand erheblich gedämpft wird und in den Übertragungskennlinien 23 und 30 (F i g. 2) der auf das höherfrequente Empfangsfrequenzband III eingestellten HF-Eingangsfilterschaltung 19 an der Stelle des von den Spiegelfrequenzen f_sp ι und f,_pi begrenzten Spiegelfrequenzbandes einen Dämpfungseinbruch 31 erzeugt, der breitbandig genug ist, den gesamten Frequenzbereich des Spiegelfrequenzbandes genügend zu dämpfen. Die Dämpfung reicht auch aus, eine unerwünschte Anhebung der Übertragungskennlinie 29 und 30 außerhalb des Empfangsfrequenzbandes zu verhindern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1. H F-Eingangsfilterschaltung,

   — die zwischen einem Antennenanschluß und einer ersten H F-Eingangsstufe eines Tuners angeordnet ist,

   — auf wenigstens zwei Empfangsfrequenzbänder umschaltbar ist,

   — und in jedem Empfangsfrequenzband stetig durchstimmbar ist,