DE3405683A1 - Hochfrequenz-oszillator - Google Patents
Hochfrequenz-oszillatorInfo
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Description
PLl-Hi Eilers/TEX2-Su - V~ 15.2.1984
If. R.Nr. 1805
Hochfrequenz-Oszillator
Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Oszillator mit einem Transistor
und einem ein spannungsgesteuertes Element umfassenden Resonanzkreis, insbesondere
spannungsgesteuerter HF-Oszillator mit Streifenleitungen für Empfangsschaltungen beim Satellitenfernsehen.
Neben den üblichen Oszillatoren für Tuner in Fernsehgeräten gewinnen in
letzter Zeit besondere, für sehr hohe Frequenzen ausgelegte Oszillatoren eine zunehmende Bedeutung. Vor allem im Zusammenhang mit dem Satellitenfernsehen,
welches z. B. den Empfang privater oder ausländischer Programme für Haushalte ermöglicht, wird für das einer Parabolantenne nachgeschaltete
Empfangsgerät ein Oszillator benötigt, der zum einen für hohe Frequenzen ausgelegt ist und zum anderen einen großen Durchstimm- bzw. Frequenzbereich
erfaßt.
Unter Verwendung von Streifenleitungen, insbesondere Mikrostreifenleitungen,
bereitet es grundsätzlich keine Schwierigkeiten, einen Oszillator aufzubauen, dessen Schwingfrequenz sich im Giga-Hertz-Bereich bewegt. Bisher wurden
solche Oszillatoren vorwiegend im kommerziellen Bereich - etwa für militärische Zwecke - eingesetzt, so daß der Aufwand für den Oszillator und die
Kosten nicht so sehr im Vordergrund gestanden haben. Es werden deshalb Oszillatoren mit aufwendigen Schaltungen in Hybrid-Technik verwendet, deren
Herstellungskosten erheblich sind.
PLI-Hi Eilers/TEX2-Su - ? - ^. 15.2.1984
-O - R.Nr. 1805
Mit der Einführung des Satellltenfernsehens und einhergehend damit auch
mit der Möglichkeit des direkten Empfangs von Satellitensendungen in Einzelhaushalten
muß man jedoch eine andere Bewertung zugrunde legen. Jetzt werden die Oszillatoren nämlich auch für die Konsumer-Anwendung interessant,
und es besteht daher das Bedürfnis, die entsprechenden Oszillatoren preisgünstig
auszulegen.
Es kommt aber noch ein weiterer Gesichtspunkt hinzu, der den Durchstimmbereich
des Oszillators betrifft. Bei den zur Rede stehenden Frequenzen muß nämlich ein großer Frequenzbereich erfaßt werden, und man arbeitet
deshalb bei den schon bekannten kommerziellen Geräten mit umschaltbaren Oszillatoren. So wird beispielweise ein Frequenzbereich von 800 MHz in zwei
Bereiche zu je 400 MHz unterteilt und der Oszillator entsprechend umgeschaltet.
nachträglich geändert
Übrigens ist die Umschaltung bisher so geläufig gewesen, daß man sie sogar
Ί9Ψ7
auf der internationalen Welt-Rundfunk-Konferenz ( für die Kanaleinteilung
berücksichtigt und die Kanäle entsprechend eingeteilt hat.
Jedoch bedingt ein umschaltbarer Oszillator einen zusätzlichen Aufwand,
der allenfalls noch bei kommerziellen Anwendungszwecken vertretbar sein mag.
PI.T-Hi E±lers/TEX2-Su -$- 15.2.1984
Q R.Nr. 1805
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochfrequenz-Oszillator
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, welcher preiswert mit geringem Aufwand herstellbar ist und einen großen Durchstimmbereich
ohne eine Umschaltung ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß das spannungsgesteuerte
Element durch eine Streifenleitung überbrückt ist, welche die Funktion einer Hubdehnungsspule besitzt.
In der konkreten Schaltungsausführung verläuft also parallel zu dem spannungsgesteuerten
Element eine Leiterbahn über einer durch ein Dielektrum getrennten Massefläche. Überraschend konnte dabei festgestellt werden, daß
eine solche Streifenleitung die Funktion einer Hubdehnungsspule besitzt, und
dies hat zur Folge, daß der Oszillator sich durch einen großen Durchstimmbereich
auszeichnet. Es ist beispielsweise ohne weiteres möglich, einen Frequenzbereich von 1,4 GHz bis 2,2 GHz zu erfassen, ohne daß eine Umschaltung
des Oszillators vorgesehen werden muß. Dadurch läßt sich der eigentliche Schaltungsaufwand für den Oszillator in vorteilhafter Weise verringern.
Das spannungsgesteuerte Element des Oszillators ist in zweckmäßiger Weise
durch einen als eine Baueinheit ausgebildeten Doppelvaraktor gebildet, welcher über einen Kondensator mit relativ geringer Kapazität an den Resonanzkreis
angekoppelt ist. In Versuchen hat es sich gezeigt, daß dadurch der gesamte Schaltungsaufwand für den Oszillator äußerst gering gehalten
PLl-Hi Eilers/TEX2-Su ~/~ 15.2.1984
-J£_ R. Nr. 1805
werden kann, was auch im Zusammenhang mit einer anderen vorteilhaften Weiterbildung
zu sehen ist, welche vorsieht, daß der frequenzbestimmende
Resonanzkreis an den Emitter des Transistors angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Oszillators kann dann am Kollektor des Transistors abgenommen werden, und dies hat den in Versuchen bestätigten Vorteil einer sehr gleichmäßigen Ausgangsleistung. Bei bekannten Oszillatoren war demgegenüber bisher über den gesamten Frequenzbereich eine schwankende Ausgangsleistung zu beobachten.
Resonanzkreis an den Emitter des Transistors angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Oszillators kann dann am Kollektor des Transistors abgenommen werden, und dies hat den in Versuchen bestätigten Vorteil einer sehr gleichmäßigen Ausgangsleistung. Bei bekannten Oszillatoren war demgegenüber bisher über den gesamten Frequenzbereich eine schwankende Ausgangsleistung zu beobachten.
Um parasitäre Schwingungen zu vermeiden, ist gemäß einer weiteren zweckmäßigen
Ausgestaltung der Erfindung eine Kollektorstromzuführung in Form eines Leitungskreises mit Serienresonanzsteile vorgesehen, die bedämpft
sein kann. Aus dem gleichen Grunde befindet sich in vorteilhafter Weise in der Basiszuführung des Transistors ein Leitungskreis mit Serienresonanzsteile.
sein kann. Aus dem gleichen Grunde befindet sich in vorteilhafter Weise in der Basiszuführung des Transistors ein Leitungskreis mit Serienresonanzsteile.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend an Hand des in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Prinzip-Blockschaltbild einer Empfangsschaltung
für Satellitenfernsehen, und
für Satellitenfernsehen, und
Fig. 2 das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Oszillators.
PLT-Hi Eilers/TEX2-SU -β- 15.2.1984
. <£_ R.Nr. 1805
In dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 wird über eine Parabolantenne 10 ein
Frequenzband von einem Fernsehsatelliten empfangen. An die Parabolantenne 10 schließt sich ein Konverter' 12 an, dessen Ausgang eine erste Zwischenfrequenz
liefert.
Über einen Verstärker 14 und einen Verteiler 16 gelangen die Signale zum
Kanalwähler 18. Dieser beinhaltet neben einem Verstärker 20 und dem Mischer 22 einen HF-Oszillator 24, welcher gemäß der Erfindung aufgebaut
ist, und der weiter unten noch näher erläutert wird.
Der Oszillator 24 ist mit einem Synthesizer 26 verbunden, und vom Ausgang
des Mischer 22 gelangt eine feste zweite Zwischenfrequenz (480 MHz) zu einem ZF-Verstärker/Demodulator 28.
An den Ausgang von 28 schließt sich eine Deemphasis 30 an, und von dort
gelangen die Signale zu einer Videobaugruppe 32. Von hier aus können Video- und Audiosignale in ein vorhandenes Kabelnetz eingespeist oder an
die Audio- und Videoeingänge eines Monitors oder Fernsehgerätes geführt werden. (Der sich in Fig. 1 an den Verteiler 16 anschließende Schaltungsteil kann nämlich als integrierter Bestandteil eines Fernsehgerätes ausgebildet
werden).
Der Oszillator 24 gemäß Fig. 2 umfaßt einen in Basisschaltung betriebenen
Transistor 34 mit einer Serien-Rückkopplung durch Streifenleitungen. Der Resonanzkreis ist am Emitter des Transistors 34 angeschlossen und
BLAITIJNKT-WERKE GMBH 340^683
PLI-Hi Eilers/TEX2-Su - ?- 15.2.1984
R.Nr. 1805
enthält unter anderem einen zu einer Baueinheit zusammengeiaßten Doppelvaraktor
40. Dieser ist durch eine kurze Streifenleitung 42 überbrückt,
welche die Funktion einer Hubdehnungsspule besitzt.
Die Ankopplung des Doppelvaraktors 40 an den Resonanzkreis erfolgt über
einen Kondensator 38, der eine relativ geringe Kapazität besitzt und mit dem Emitter des Transistors 34 verbunden ist. Außerdem ist an den Emitter
eine Streifenleitung 36 angeschlossen, von deren dem Emitter abgewandten Ende jeweils ein Widerstand 62 und ein Kondensator 60 nach Masse führen.
Über einen Widerstand 44 wird dem Doppelvaraktor 40 eine Durchstimmspannung
U, von etwa 0 bis 28 Volt zugeführt.
Übrigens ist es grundsätzlich auch möglich, anstelle des Doppelvaraktors
40 einen einzelnen Varaktor zu verwenden, jedoch hat sich gezeigt,
daß der Einsatz des Doppelvaraktors 40 besonders vorteilhaft ist. Bei Anwendung eines Einzelvaraktors muß die Streifenleitung 42 aufgetrennt und
mit einem Kondensator überbrückt werden.
Durch eine Kollektorstromzuführung in Form eines Leitungskreises mit
Serienresonanzstelle werden parasitäre Schwingungen vermieden. An den
Kollektor ist ein Netzwerk angeschlossen, das eine Streifenleitung 46 und einen Kondensator 48 umfaßt. Durch einen Widerstand 50 werden die
sich bildenden Resonanzen bedämpft.
PLI-Hi Eilers/TEX2-SU - ^- 15.2.1984
* 40 - R-Nr. 1805
An den Widerstand 50 schließt sich eine Streifenleitung 52 an, die mit
einer Betriebsspannung U1, verbunden ist. Außerdem führt von der Streifenleitung
52 noch ein Kondensator 54 nach Masse.
Das dem Kollektor des Transistors 34 abgewandte Ende der Streifenleitung
ist über zwei Widerstände 74 und 72 ebenfalls mit Masse verbunden, und der gemeinsame Verbindungspunkt der beiden Widerstände 74 und 72 führt über
eine Streifenleitung 68 sowie über eine weitere Streifenleitung 64 zur Basis des Transistors. Die beiden der Basis des Transistors 34 abgewandten
Enden der Streifenleitung 64 und der Streifenleitung 68 sind über je einen Kondensator 66 bzw. 70 an Masse geschaltet.
Die Auskopplung erfolgt in Fig. 2 am Kollektor des Transistors 34, und zu
diesem Zweck führt von dem Kollektor ein Kondensator 56 zu der Ausgangsklemme 58. Tn der gezeigten Schaltung besitzt die Auskopplung am Kollektor
den Vorteil, daß über den gesamten Frequenzbereich eine gleichmäßige Ausgangsleistung
entnommen werden kann.
Wie im übrigen die Zeichnung gemäß Fig. 2 schon optisch verdeutlicht, kann
der erfindungsgemäße Oszillator mit einem relativ geringen Aufwand hergestellt werden, und zudem gestattet die Verwendung der Streifenleitung 42,
welche den Doppelvaraktor 40 überbrückt, einen großen Durchstimmbereich, so daß auf einen umschaltbaren Oszillator verzichtet werden kann.
PLT-Hi Eilers/TEX2-SU -ßf - ι. 15.2.1984
'l R.Nr. 1805
Einem konkreten Schaltungsbeispiel des Oszillators liegen die folgenden
Werte zugrunde:
Widerstand 44 = 10 K-Ohm Widerstand 50 = 39 Ohm
Widerstand 62 = 470 Ohm Widerstand 72 = 3,9 K-Ohm Widerstand 74 = 2,2 K-Ohm
Für die verwendeten Kondensatoren ergeben sich folgende Werte: Kondensator 38 = 3 pF
Kondensator 48 = 6 pF Kondensator 54 = 22 nF Kondensator 56 = 150 pF Kondensator 60 = 6 pF
Kondensator 66 = 50 pF Kondensator 70 = 22 nF
Bezüglich der verwendeten Mikro-Streifenleitungen werden nachfolgend
jeweils der Wellenwiderstand Z und die "elektrische Länge" in cm angegeben (als Basismaterial ist Epoxid-Hartglasgewebe (FR 4) geeignet, und als
Transistor 34 kann der Typ BFR 92 A verwendet werden):
2, | 0 |
1, | 6 |
3, | 1 |
1, | 5 |
ο, | 6 |
2, | 5 |
PLI-Hi Eilers/TEX2-Su -/f-''*' 15.2.1984
R.Nr. 1805
ζ cm (el.)
Streifenleitung 36 80 Ohm
Streifenleitung 42 80 Ohm
Streifenleitung 46 115 Ohm
Streifenleitung 52 115 Ohm
Streifenleitung 64 80 Ohm
Streifenleitung 68 100 Ohm
Durch die Erfindung wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, die gesamte
Bandbreite der beim Satellitenfernsehen verwendeten ersten Zwischenfrequenz mit nur einem einzigen Oszillator 24 zu überstreichen, ohne daß Umschaltungen
erforderlich sind. Gleichzeitig besitzt der Oszillator 24 einen überraschend geringen Schaltungsaufwand.
Zu erwähnen ist noch, daß an den Kollektor des Transistors 34 ein in
Fig. 2 gestrichelt gezeichneter Kondensator 76 mit geringer Kapazität gegen Masse geschaltet werden kann, um die schon erwähnte Gleichmäßigkeit
der Ausgangsleistung über der Abstimmung noch weiter zu verbessern.
Ferner können der Doppelvaraktor 40 und die Streifenleitung 42 galvanisch
von Masse getrennt werden. In diesem Fall entfällt die von dem Punkt 82 direkt nach Masse führende Verbindung. Statt dessen werden der gestrichelt
gezeichnete Widerstand 78 mit dem Anschlußpunkt 84 sowie der nach Masse führende Kondensator 80 an den Punkt 82 angeschlossen.
PLl-Hi Eilers/TEX2-Su - W - ^^" 15.2.1984
R.Nr. 1805
Durch diese Maßnahme ist es möglich, den zweiten Anschluß (Punkt 82) des
Doppelvaraktors 40 über den Anschlußpunkt 84 zugänglich zu machen, wodurch z. B. ein Eingang für PLL-Systeme oder für eine FM-Modulation geschaffen
werden kann.
Claims (10)
- BLAUPUNKT-WERKK GMBH o/n,cooPLI-Hi Eilers/TEX2-SU ~X~ 15.2.1984R.Nr. 1805Patentansprüche\. Hochfrequenz-Oszillator mit einem Transistor und einem ein spannungsgesteuertes Element unifassenden Resonanzkreis, insbesondere spannungsgesteuerter HF-Oszillator mit Streifenleitungen für Empfangsschaltungen beim Satellitenfernsehen,
dadurch gekennzeichnet,daß das spannungsgesteuerte Element (40) durch eine Streifenleitung (42) überbrückt ist. - 2. Hochfrequenz-Oszillator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß das spannungsgesteuerte Element ein als eine Baueinheit ausgebildeter Doppelvaraktor (40) ist, der über einen Kondensator (38) relativ geringer Kapazität an den Resonanzkreis (36, 38) angekoppelt ist. - 3. Hochfrequenz-Oszillator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß der frequenzbestimmende Resonanzkreis (36, 38, 40, 42) an den Emitter des Transistors (34) angeschlossen ist.PLl-Hi Eilers/TEX2-Su - 2 - 15.2.1984R.Nr. 1805
- 4. Hochfrequenz-Oszillator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß der Ausgang (58) des Oszillators (24) mit dem Kollektor des Transistors (34) verbunden ist.
- 5. Hochfrequenz-Oszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet,daß die Stromzuführung für den Kollektor des Transistors (34) über einen Leitungskreis mit Serienresonanz (46, 48) erfolgt.
- 6. Hochfrequenz-Oszillator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß der Leitungskreis (46, 48 ) bedämpft (50, 52) ist.
- 7. Hochfrequenz-Oszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet,daß in der Basiszuführung des Transistors (34) ein Leitungskreis (64, 66) mit Serienresonanz angeordnet ist.PLI-Hi Eilers/TEX2-Su - 3 - 15.2.1984R.Nr. 1805
- 8. Hochfrequenz-Oszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Basis und an den Emitter des Transistors (34) angeschlossenen Streifenleitungen (64, 36) räumlich eng benachbart angeordnet sind, um eine Verkopplung zu erreichen.
- 9. Hochfrequenz-Oszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vom Kollektor des Transistors (34) ein Kondensator (76) geringer Kapazität nach Masse geschaltet ist.
- 10. Hochfrequenz-Oszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelvaraktor (40) und die den Doppelvaraktor (40) überbrückende Streifenleitung (42) galvanisch (78) von Masse getrennt sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843405683 DE3405683A1 (de) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | Hochfrequenz-oszillator |
EP84113589A EP0152547A3 (de) | 1984-02-17 | 1984-11-10 | Hochfrequenz-Oszillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843405683 DE3405683A1 (de) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | Hochfrequenz-oszillator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3405683A1 true DE3405683A1 (de) | 1985-08-22 |
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ID=6227990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0152547A3 (de) |
DE (1) | DE3405683A1 (de) |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |