DE3213790C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Verstärker- oder Tunerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der Druckschrift "Funktechnik", 1976, Heft 24, Seiten 814 bis 818, insbesondere Bild 10 auf Seite 815 ist eine solche Tunerschaltung bekannt. Dort ist ein zweikreisiges Bandfilter zwischen einer vorausgehenden Vorstufe und einer nachfolgenden Mischstufe vorgesehen. Der Primärkreis wie der Sekundärkreis des Bandfilters weist je zwei in Serie geschaltete Spulen auf, deren Fußpunkte über eine gemeinsame Fußpunktinduktivität gleichstrommäßig an Masse angeschaltet sind und deren Hochpunkte über einen Koppelkondensator miteinander verbunden sind. Der Hochpunkt des Primärkreises liegt gleichstrommäßig am Ausgang des vorausgehenden Vorstufen-Verstärkerelements, während der Hochpunkt des Sekundärkreises über eine mit dem Frequenzband umschaltbare Längsinduktivität mit dem Eingang der nachfolgenden Mischstufe verbunden ist. Parallel zum Primärkreis wie zum Sekundärkreis des Bandfilters liegt je eine von einer Abstimmspannung zu steuernde Kapazitätsdiode, deren Fußpunkte über einen Tiefpaß gleichstrommäßig verbunden und hochfrequenzmäßig an Masse angeschaltet sind. Zur Frequenzbandumschaltung des Bandfilters von einem niederen in ein höheres durchstimmbares Frequenzband und umgekehrt ist der Verbindungspunkt der Spulen des Primärkreises über die Serienschaltung aus zwei gegensinnig gepolten Bandschaltdioden und einen zwischen die Bandschaltdioden eingefügten Trennkondensator an den Verbindungspunkt der Spulen des Sekundärkreises angeschlossen. Der hochfrequenzmäßig über den Trennkondensator getrennte, gleichstrommäßig jedoch über Entkopplungswiderstände verbundene gemeinsame Verbindungspunkt der Bandschaltdioden ist dabei zusätzlich über eine Fußpunktinduktivität hochfrequenzmäßig an Masse geschaltet. Bei diesem Schaltungsaufbau erfolgt die Auskopplung der Hochfrequenzenergie aus dem Bandfilter über die umschaltbare Längsinduktivität vom Hochpunkt des Sekundärkreises zum Eingang der nachfolgenden Mischstufe. Bei dieser Schaltungsanordnung wird zwar in jedem Frequenzband eine Anpassung des induktiven Längswiderstandes an den Frequenzbereich vorgenommen, jedoch weist eine Induktivität bei höheren Frequenzen auch einen höheren Scheinwiderstand auf. Dadurch ergibt sich eine Bevorzugung der tieferen Frequenzen im jeweiligen Frequenzband. Außerdem ist eine durch einen elektronischen Schalter dargestellte Frequenzbandumschalteinrichtung mit nachgeschalteten Entkopplungswiderständen und der Trennkondensator zwischen den Bandschaltdioden im Bandfilter erforderlich. Da bei dieser bekannten Tunerschaltung die Kopplung des Bandfilters rein induktiv erfolgt, läßt sich der Kopplungsfaktor, insbesondere bei weit auseinanderliegenden durchzustimmenden Frequenzbereichen, wie sie bei Fernsehtunern für die Bereiche I und III gegeben sind, nur schwierig konstant halten.

Auch die aus der Druckschrift "IEEE Transactions on Consumers Electronics", August 1976, Seiten 203 bis 209, insbesondere Fig. 2 auf Seite 205 bekannte Tunerschaltung erfolgt die Auskopplung der Hochfrequenzenergie nur über Festkapazitäten vom Hochpunkt des Sekundärkreises zur nachfolgenden Stufe.

Schließlich ist aus der GB-PS 11 47 507, insbesondere Fig. 1 eine Tunerschaltung bekannt, bei der die Auskopplung der Hochfrequenzenergie aus dem Sekundärkreis des Bandiflters allein über eine feste transformative Kopplung erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verstärker- oder Tunerschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der im unteren Frequenzband eine überwiegend transformative und im oberen Frequenzband eine überwiegend kapazitive Auskopplung an die nachfolgende Stufe erreicht wird und die Stromversorgung für die Frequenzbandumschaltung sowie für die vorangehende Stufe ein Minimum an Schaltelementen erfordert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Bei einem Schaltungsaufbau nach der Erfindung wird die vorangehende Stufe über die Spulen der Bandfilter gespeist, wobei die Bandumschaltung durch Anlegung der Versorgungsspannung an unterschiedliche Einspeisepunkte erfolgt. Das ist einmal der gleichstrommäßige gemeinsame Verbindungspunkt der Bandschaltdioden im Bandfilter, wodurch über diese Bandschaltdioden die Stromversorgung der vorausgehenden Stufe erfolgt und gleichzeitig je eine der Spulen des Bandfilters annähernd kurzgeschlossen und außerdem die weitere Schaltdiode in den Sperrzustand versetzt wird. Die Auskopplung im dann eingeschalteten höheren Frequenzband vom Hochpunkt des Sekundärkreises des Bandfilters zum Eingang der nachfolgenden Stufe erfolgt dann über die spannungsgesteuerte Koppelkapazitätsdiode, die an die gleiche Abstimmspannung wie die dem Bandfilterkreisen zugeordneten Kapazitätsdioden angeschaltet ist. Dabei vermindert die dem Eingang vorgeschaltete Koppelkapazitätsdiode zu höheren Frequenzen hin ihren Kapazitätswert, so daß die von der Eingangskapazität der nachfolgenden Stufe herrührende kapazitive Belastung des Bandfilters nach höheren Frequenzen hin vermindert wird. Dadurch erhöht sich der Frequenzabstimmbereich des Bandfilters in jedem Frequenzbereich. Dabei kann der kapazitive Kopplungsweg zum Eingang der nachfolgenden Stufe insbesondere auf den Frequenzbereich im oberen Frequenzband optimal abgestimmt sein, weil bei einer Frequenzbandumschaltung die Versorgungsspannung an die weitere Schaltdiode derart angelegt wird, daß sie ihrerseits in Flußrichtung beaufschlagt wird und über die Spulen des Primärkreises ebenfalls die vorausgehende Stufe speist. Dann werden jedoch die Bandschaltdioden im Bandfilter in Sperrichtung beaufschlagt, so daß die für den höheren Frequenzbereich ausgelegte, an den gemeinsamen Verbindungspunkt der Bandschaltdioden angeschaltete Fußpunktinduktivität wirkungslos wird und dafür die den Fußpunkten des Bandfilters zugeordnete Fußpunktinduktivität wirksam wird. Diese Fußpunktinduktivität ist in Verbindung mit der zwischen die Fußpunkte der Bandfilterspulen geschalteten Koppelinduktivität für eine optimale Auskopplung der Hochfrequenzenergie im unteren Frequenzband bemessen, nachdem vom Fußpunkt der Spulen des Sekundärkreises über die in Flußrichtung betriebene weitere Schaltdiode die Hochfrequenzenergie auf den Eingang der nachfolgenden Stufe geschaltet ist. Dabei bleibt der kapazitive Kopplungsweg vom Hochpunkt des Bandfilters zum Eingang erhalten. Durch die Auskopplung von Hochfrequenzenergie im Bereich des Fußpunktes des Bandfilters im unteren Frequenzbereich erfolgt ebenfalls eine sehr geringe kapazitive Belastung des Bandfilters und damit keine besondere Beschränkung des Durchstimmbereiches.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Schaltungsskizze eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Über einen Spannungsteiler aus ohmschen Widerständen 1 und 2 und einem Abblockkondensator 3 zur Arbeitspunkteinstellung ist eine Source-Elektrode eines FET- Transistors an eine Spannungsquelle U₁ angeschlossen. Die Drain-Elektrode des FET-Transistors 4 liegt am Hochpunkt des Primärkreises eines Bandfilters. Der Primärkreis umfaßt eine einseitig gegen Masse geschaltete Kapazitätsdiode 6, die über einen Trennkondensator 7 an den Hochpunkt angeschaltet ist. Von diesem Hochpunkt führt auch die Serienschaltung aus zwei Schwingkreisspulen 8 und 9 zu einer Fußpunktinduktivität 10, die über einen Abblockkondensator 11 gegen Masse geschaltet ist. Vom Hochpunkt des Primärkreises führt ein Koppelkondensator 12 zum Hochpunkt eines Sekundärkreises, der wieder eine gegen Masse geschaltete Kapazitätsdiode 23 und einen damit in Serie liegenden, an den Hochpunkt angeschalteten Trennkondensator 24 aufweist. Vom Hochpunkt des Sekundärkreises führen in Serie geschaltete Schwingkreisspulen 19 und 20 zu einer Koppelinduktivität 15, die an die Fußpunktinduktivität 10 angeschlossen ist. Die Schwingkreisspulen 8 und 19 sind dabei für den höherfrequenten Frequenzbereich ausgelegt, während die Serienschaltung aus den Schwingkreisspulen 8, 9 bzw. 19, 20 jeweils für den niederfrequenteren Frequenzbereich bemessen sind. Um hierbei eine Umschaltung der Frequenzbereiche vornehmen zu können, ist zwischen die Verbindungspunkte der Schwingkreisspulen 8, 9 bzw. 19, 20 die Serienschaltung aus zwei gegensinnig gepolten Schaltdioden 17, 18 angeschaltet. Vom gemeinsamen Verbindungspunkt der Schaltdioden, im vorliegenden Fall den Anoden, führt eine weitere Koppelinduktivität 14 über einen Abblockkondensator 13 gegen Masse, während eine Gleichstromverbindung über eine Hochfrequenzdrossel 16 zu einem Anschluß einer Versorgungsspannungsquelle U₃ führt. Eine weitere Schaltdiode 21 ist an den Verbindungspunkt der Spulen 15, 20 angeschlossen und führt andererseits über eine Hochfrequenzdrossel 22 zu einer Anschlußstelle für eine weitere Versorgungsspannungsquelle U₄. Die Schaltdiode 21 ist dabei so in den Stromkreis gelegt, daß bei Anlegen der Versorgungsspannungsquelle U₄ ihre Stromflußrichtung gegensinnig zu der der Schaltdioden 17, 18 ist. Von der mit der Hochfrequenzdrossel 22 verbundenen Anode der Schaltdiode 21 führt ein Kondensator 29 zum Eingang einer nachfolgenden Stufe 31, beispielsweise einer Mischstufe. An den Eingang der Stufe 31 ist auch eine Koppelkapazitätsdiode 28 angeschlossen, die über eine Koppelkapazität 25 an den Hochpunkt des Sekundärkreises angeschlossen ist. Von dort führt auch ein Trimmkondensator 36 zum Eingang der Stufe 31. Die Kathoden der Kapazitätsdioden 6, 23, 28 sind über ohmsche Widerstände 5, 27 bzw. 26 an eine Abstimmspannungsquelle U₂ angeschlossen, deren Spannungshöhe variierbar ist. Dabei führt von der Anode der Koppelkapazitätsdiode 28 ein ohmscher Widerstand 30 an Masse, der zugleich Gleichspannungspotential an den Eingang der Stufe 31 legt.

Zur Veränderung der Charakteristik des Bandfilters kann zur Schwingkreisspule 9 noch ein Widerstand 32 parallel und in Serie zur Schwingkreisspule 20 ein Widerstand 34 sowie vom Verbindungspunkt der Kathode der Schaltdiode 18 mit der Schwingkreisspule 19 ein Widerstand 35 gegen Masse geschaltet sein. Die Widerstände 32 und 35 dienen zur Bandbreitenangleichung im niederfrequenten Band, während mit dem Spannungsteiler 34, 35 eine Stromsymmetrierung der Schaltdioden 17 und 18 erfolgt, wobei Kondensatoren 33 und 36 die Gleichlaufeigenschaften im höher-frequenten Frequenzband verbessern. Ein Kondensator 38, der parallel zum Widerstand 34 liegt, schließt letzteren hochfrequenzmäßig kurz. Um eine sichere Sperrung der Schaltdioden 17, 18 im niederfrequenten Frequenzband zu erreichen, ist an die Hochfrequenzdrossel 16 auf der Gleichstromseite ein Widerstand 37 angeschlossen, der andererseits an Masse liegt.

Für einen Betrieb dieser Schaltungsanordnung im niederfrequenten Frequenzband wird die Versorgungsspannungsquelle U₄ angeschaltet, so daß ein Strom über die Schaltdiode 21, die Koppelinduktivität 15 und die Schwingkreisspulen 8, 9 zur Drain-Elektrode der vorangehenden Stufe 4 fließen kann. Über die Spulen 9, 20 wird dabei gleichzeitig Spannung an die Kathoden der Schaltdioden 17, 18 gelegt, die hierdurch in Sperrichtung betrieben werden und damit die Koppelinduktivität 14 unwirksam machen. Über der dem Primärkreis wie dem Sekundärkreis des Bandfilters gemeinsamen Koppelinduktivität 10 wird die von der vorangehenden Stufe 4 verstärkte Hochfrequenzenergie abgegriffen und über die Koppelinduktivität 15 am Fußpunkt des Sekundärkreises eingespeist. Von dort wird auch über die in Flußrichtung betriebene Schaltdiode 21 die selektierte Hochfrequenz über den Kondensator 29 auf den Eingang der nachfolgenden Stufe 31 geschaltet.

Die Werte der Kapazitäten 25, 28 und 36 sind dabei so klein gewählt, daß im unteren Frequenzband eine relativ geringe Hochpunktkopplung eintritt, die auch über die Abstimmspannung U₂ und damit die Koppelkapazitätsdiode 28 nicht wesentlich beeinflußt wird. Die überwiegende Kopplungsenergie wird hier über die induktive Fußpunktkopplung erzielt. Wird dagegen die Spannungsquelle U₄ abgeschaltet, bzw. der entsprechende Anschluß an Masse gelegt, und dafür die Versorgungsspannungsquelle U₃ angeschaltet, dann werden die Schaltdioden 17, 18 in Flußrichtung beaufschlagt, so daß dann die vorangehende Stufe 4, über die dann in Parallelschaltung betriebenen Schaltdioden 17, 18 und die damit in Serie liegenden Bauelemente gespeist wird. Hierdurch entsteht gleichzeitig zwischen den Verbindungspunkten der Spulen 8, 9 und 19, 20 ein hochfrequenzmäßiger Kurzschluß, so daß die Spulen 9, 10, 15 und 20 unwirksam werden. Dagegen liegt dann die Fußpunktinduktivität 14 am neugeschaffenen Fußpunkt, der für das höhere Frequenzband bemessenen Schwingkreisspulen 8, 19 und bewirkt eine induktive Fußpunktkopplung. Zusätzlich ist jedoch eine kapazitive Hochpunktkopplung über den Koppelkondensator 12 vorgesehen, der in diesem oberen Frequenzbereich eine gewünschte Kopplung erzeugt. Nachdem die Schaltdiode 21 auf jeden Fall gesperrt ist, besteht somit nur ein kapazitiver Kopplungsweg zur nachfolgenden Stufe 31 über die Kapazitäten 25, 28 und 36, wobei die Ankopplung zu den höheren Frequenzen hin durch die gleichsinnige Steuerung mit den Abstimmdioden 6, 23 verringert wird und eine Übersteuerung der nachfolgenden Stufe 31 vermieden wird. Dabei dient der Trimmkondensator 36 ebenso wie der Trimmkondensator 33 am Hochpunkt des Primärkreises zur Bandbreitenregulierung im höherfrequenten Frequenzband und insbesondere am oberen Frequenzende.

Claims (7)

1. Verstärker- oder Tunerschaltung mit einem Bandfilter zwischen einer vorausgehenden Stufe und einer nachfolgenden Stufe, wobei der Primärkreis und der Sekundärkreis aus je zwei in Serie geschalteten Spulen besteht, mit Bandschaltdioden zum An- bzw. Abschalten je einer Spule der Kreise zur Frequenzbandumschaltung zwischen einem oberen und unteren Frequenzband, wobei die Verbindungsstelle der Spulen des Primärkreises über zwei gegensinnig gepolte, in Serie liegende Bandschaltdioden an die Verbindungsstelle der Spulen des Sekundärkreises angeschaltet ist und der Verbindungspunkt der Bandschaltdioden über eine Fußpunktinduktivität hochfrequenzmäßig an Masse geschaltet ist, und mit von einer Abstimmspannung gesteuerten Kapazitätsdioden zum Abstimmen der Kreise, wobei der Hochpunkt des Primärkreises gleichstrommäßig mit dem Ausgang des vorausgehenden Verstärkerelementes sowie über einen Koppelkondensator mit dem Hochpunkt des Sekundärkreises verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandschaltdioden (17, 18) am gemeinsamen Verbindungspunkt (D) direkt verbunden sind, daß dieser gemeinsame Verbindungspunkt (D) im oberen Frequenzband gleichstrommäßig an eine erste Versorgungsspannungsquelle (U₃) angeschlossen ist, daß die Fußpunkte (C, E) der Spulen (9, 20) über eine Koppelinduktivität (15) gleichstrommäßig miteinander verbunden sind und der Fußpunkt (C) der Spule (9) des Primärkreises über eine weitere Fußpunktinduktivität (10) hochfrequenzmäßig an Masse geschaltet sind, daß an den Fußpunkt (E) der Spule (20) des Sekundärkreises eine in Stromflußrichtung gegensinnig zu den Schaltdioden (17, 18) der Kreise gepolte weitere Schaltdiode (21) gelegt ist, die mit ihrem anderen Anschluß hochfrequenzmäßig an den Eingang der nachfolgenden Stufe (31) angeschlossen und gleichzeitig im unteren Frequenzband an eine weitere Versorgungsspannungsquelle (U₄) angeschaltet sowie im oberen Frequenzband gesperrt ist, und daß der Hochpunkt des Sekundärkreises über eine von der Abstimmspannung gesteuerte Koppelkapazitätsdiode (28) mit dem Eingang der nachfolgenden Stufe (31) verbunden ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hochpunkt des Sekundärkreises und die Koppelkapazitätsdiode (28) eine Koppelkapazität (25) geschaltet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisation der zweiten Spannungsquelle (U₄) positiver als die der ersten Spannungsquelle (U₃) für ein unteres Frequenzband und umgekehrt für ein oberes Frequenzband ist.

4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Serienschaltung der Koppelkapazität (25) und der Koppelkapazitätsdiode (28) ein Trimmkondensator (36) geschaltet ist.

5. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt (D) der Bandschaltdioden (17, 18) gleichstrommäßig über einen Widerstand (37) gegen Masse geschaltet ist.

6. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt der Koppelkapazitätsdiode (28) mit dem Eingang der folgenden Stufe (31) über einen Widerstand 30 an Masse geschaltet ist.

7. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitätsdioden (6, 23) der Kreise über Trennkondensatoren (7, 24) an den Hochpunkt ihres Kreises angeschlossen sind.