DE4036866C2

DE4036866C2 - Überlagerungsoszillatorschaltung

Info

Publication number: DE4036866C2
Application number: DE4036866A
Authority: DE
Inventors: Masaki Yamamoto
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2010-11-20
Also published as: JPH0394841U; GB2240227B; GB9022514D0; GB2240227A; DE4036866A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungsosziliator schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In einem Superhet-Empfänger wird ein empfangenes Signal in ein Zwischenfrequenzsignal vorbestimmter Frequenz umgesetzt, indem ein empfangenes Signal mit einem von einem Überlagerungsoszillator innerhalb des Empfängers erzeugten Überlagerungssignal gemischt wird. Um bei spielsweise das empfangene Signal für zwei verschiedene Frequenzbänder (Tiefband und Hochband) in eine vorbe stimmte Frequenz umzusetzen, muß die Überlagerungs frequenz des Überlagerungsoszillators für jedes Band umgeschaltet werden. Hierzu kann man z. B. die im folgenden beschriebenen zwei Schaltungen verwenden.

Zunächst soll anhand des in Fig. 7 gezeigten Schalt plans eine erste herkömmliche Schaltung erläutert werden. Gemäß Fig. 7 ist eine Abstimmschaltung, die durch eine Tiefband-Abstimmspule 1, eine Hochband- Abstimmspule 2, eine veränderliche Abstimm-Kapazitäts diode 11 und einen Abstimm-Kompensationskondensator 12 gebildet wird, an den Kollektor eines Oszillatortran sistors 16 angeschlossen. Veränderliche Kapazitäts dioden 5 und 7 sind als Rückkopplungselemente zwischen Kollektor und Emitter bzw. zwischen Emitter und Masse des Transistors 16 geschaltet. Als Kompensationselemente dienende Kondensatoren 6 und 8 sind parallel zu den Kapazitätsdioden 5 und 7 geschaltet. Die Kathode einer Schaltdiode 13 ist an einen Punkt angeschlossen, an welchem die Tiefband-Abstimmspule 1 und die Hochband- Abstimmspule 2 verbunden sind, um zwischen Hochband und Tiefband umzuschalten. Die Anode der Schaltdiode 13 ist über einen Kondensator 14 auf Masse gelegt und über einen Speisewiderstand an den Hochband anschluß B angeschlossen. Eine Auswahlspannung V_Hi wird diesem Hochbandanschluß B zugeführt. Die Kondensa toren 3 und 4 dienen zum Blockieren von Gleichströmen, und der Kondensator 15 dient zum Erden der Tiefband- Abstimmspule 1. Der Punkt, an dem dieser Kondensator 15 und die Tiefband-Abstimmspule 1 verbunden sind, ist über einen Speisewiderstand an den Tiefbandanschluß A angeschlossen. Diesem Tiefbandanschluß A wird eine Aus wahlspannung V_LO zugeführt. Ein Widerstand 9 dient zum Zuführen einer Abstimmspannung, wobei ein Anschluß des Wider stands an einen Abstimmungsanschluß C angeschlossen ist, dem eine Abstimmspannung V_TU zugeführt wird. Ein Widerstand 10 dient zum Anlegen einer Gleich-Vorspannung an die Kapazitätsdioden 5 und 11.

Eine solche Schaltung ist - abgesehen von den Kapazitätsdioden im Rückkopplungskreis - z. B. bekannt aus der Service-Anleitung 40 der Fa. VEB Fernsehgerätewerke, Straßfurt, "Fernsehgerät Luxotron 116", Ausg. Nov. 1974.

Bei dem oben erläuterten Schaltungsaufbau wird beim Hochband-Em pfang eine Auswahlspannung V_Hi an den Hochbandanschluß B gelegt, die Schaltdiode 13 wird eingeschaltet, und es wird von der Hochband-Ab stimmspule 2 und die kombinierte Kapazität von Abstimmkondensator 12 und Kapazitätsdiode 11 ein Resonanzkreis gebildet. Die in Fig. 8 gezeig te Colpitts-Oszillatorschaltung wird gebildet durch den Rückkopplungs kreis der Kapazitätsdioden 5 und 7 und die Kondensatoren 6 und 8 sowie den Transistor 16. Bei Tiefband-Empfang wird an den Tiefband anschluß A eine Auswahlspannung V_LO gelegt, und die Schaltdiode 13 wird ausgeschaltet. Dadurch wird gemäß Fig. 9 durch die Tiefband- Abstimmspule 1 ein Resonanzkreis gebildet.

Beim Empfang beider Bänder wird die Kapazität der Kapazitätsdiode 11 abhängig von der Auswahlspannung V_TU, die an den Abstimmspannungs anschluß C gelegt wird, variiert, so daß die Überlagerungsfrequenz sich ändert.

Aus der US-PS-3 370 254 ist ein abstimmbarer, transistorierter Oszilla tor mit Kapazitätsdiode im Rückkopplungszweig bekannt.

Als nächstes soll anhand der Fig. 10 eine zweite herkömmliche Schal tung erläutert werden. Eine solche Schaltung ist - was den AFT-Teil angeht - aus der W 1-202013 A bekannt.

Gemäß Fig. 10 ist ein Belag des Kondensators 18 zur Rückkopplung an die Kathodenseite der Kapazitätsdiode 7 angeschlossen. An den anderen Anschluß des Kondensators 18 sind ein Speisewiderstand 19 für eine AFT (Automatische Feinabstimmung) und die Kathode der Kapazitäts diode 20 für die AFT angeschlossen. Der andere Anschluß des Speise widerstands 19 ist an einen AFT-Anschluß D angeschlossen, und die Anode der Kapazitätsdiode 20 liegt auf Masse.

Bei diesem Schaltungsaufbau wird beim Hochbandempfang eine Aus wahlspannung V_Hi an den Hochbandanschluß B gelegt, und die Schaltdio de 13 wird eingeschaltet, wodurch sich die in Fig. 11 dargestellte Kon figuration ergibt. Beim Tiefbandempfang wird an den Tiefbandanschluß A eine Auswahlspannung V_LO angelegt, und die Schaltdiode 13 wird ausgeschaltet, so daß die in Fig. 12 dargestellte Konfiguration entsteht. Beim Empfang beider Bänder wird die Kapazität der Kapazitätsdiode 11 veranlaßt, sich abhängig von der Auswahlspannung V_TU zu ändern, die an den Abstimmspannungsanschluß C gelegt wird, wodurch die Schwingungsfrequenz variiert. Um solche Änderungen der Oszillations frequenzen zu vermeiden, die durch Temperatureinflüsse oder Versor gungsspannungsschwankungen veranlaßt sind, wird an den AFT-An schluß D eine AFT-Spannung V_AFT gelegt, damit die Kapazität der Kapa zitätsdiode 20 variiert. Eine Kapazität, die mit derjenigen des Kondensa tors 18 kombiniert wird, wirkt auf die Kapazität der Kapazitätsdiode 7 ein, so daß die Oszillationsfrequenz stabilisiert ist.

In dem Colpitts-Überlagerungsoszillator gemäß Fig. 7 und 10 läßt sich, weil der Kapazitätswert für jeden Abschnitt der Schaltung für das Hoch band und das Tiefband der gleiche ist, der Bereich, in welchem die Oszillationsfrequenz variabel ist, nicht für jedes Band beliebig einstellen. Der Kapazitätswert jedes Abschnitts eines Rückkopplungskreises muß in geeigneter Weise nach Maßgabe der Schwingungsfrequenz eingestellt werden, um den Schwingungszustand stabil zu halten. Die Beziehung zwischen diesen Kapazitätswerten sollten folgendermaßen aussehen: Bei Hochbandempfang wird die Kapazität zwischen dem Kollektor und dem Emitter kleiner gemacht, und die Kapazität zwischen Emitter und Basis wird vergrößert; bei Tiefbandempfang hingegen wird die Kapazität zwischen Kollektor und Emitter größer, und die Kapazität zwischen Emitter und Basis kleiner. Bei dem erläuterten Aufbau der Überlage rungsoszillatorschaltung läßt sich jedoch die Beziehung der Kapazitäts werte nicht in der oben erläuterten Weise realisieren. Bei der in Fig. 10 gezeigten Überlagerungsoszillatorschaltung ist die AFT-Kapazität (die kombinierte Kapazität aus der Kapazitätsdiode 20 für die AFT und dem Kondensator 18)- die gleiche sowohl beim Hochband- als auch beim Tiefband-Empfang, und der veränderliche AFT-Bereich (der Bereich der veränderlichen Frequenz aufgrund der AFT-Spannung V_AFT) ist propor tional zu der Überlagerungsfrequenz. Folglich unterscheiden sich die veränderlichen AFT-Bereiche für die beiden Bänder. D.h.: Es ergibt sich das Problem, daß der veränderliche AFT-Bereich bei Hochband empfang größer und bei Tiefbandempfang kleiner ist.

Aus der US-A-3 940 714 ist eine AFT-Schaltung bekannt, bei der an den Knoten zwischen Tiefband- und Hochbandinduktivität und die Ka thode einer AFT-Kapazitätsdiode eine zuschaltbare Kapazität liegt, die für gleich große AFT-Empfindlichkeit in beiden Frequenzbereichen sorgen soll. Zwischen Kollektor und Emitter eines Oszillatortransistors liegt ein Rückkopplungskondensator fester Kapazität. Wird ein für die zuschaltbare Kapazität vorgesehener Schalter geschlossen, so wird die Tiefbandinduktivität überbrückt, so daß nur noch die Hochbandindukti vität zwischen dem Kollektor des Oszillatortransistors und dessen Basis liegt. Die erwähnte zuschaltbare Kapazität wird dadurch einer Kapazi tätsdiode für die AFT parallel geschaltet.

Wenn der erwähnte Schalter geöffnet wird, liegt die Tiefbandinduktivität mit der Hochbandinduktivität in Reihe als Serieninduktivität zwischen Kollektor und Basis des Oszillatortransistors. Demgemäß liegt die zu schaltbare Kapazität zwischen dem Knoten zwischen Tiefband- und Hochbandinduktivität einerseits und einem Verbindungsknoten zwischen einem Kondensator und einer Diode einer an den Kollektor des Oszilla tortransistors angeschlossenen Serienschaltung andererseits. Es handelt sich bei der zuschaltbaren Kapazität also nicht um einen Rückkopplungs kondensator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlagerungsoszillator schaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art derart auszugestalten, daß das Schwingen des Oszillators in beiden Fre quenzbereichen sehr stabil erfolgt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patent anspruchs angegebenen Merkmale.

Wie am Schluß des Patentanspruchs angegeben ist, wird durch die erfin dungsgemäße Verschaltung erreicht, daß der Rückkopplungskondensator bei hohem Frequenzband pazallel zu der Kapazitätsdiode für die AFT und bei niedrigem Frequenzband parallel zu einem für die AFT vor gesehenen Kondensator und einer der im Rückkopplungskreis liegenden Kapazitätsdioden geschaltet wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan des Aufbaus einer Überlagerungs oszillatorschaltung,

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der Schaltung nach Fig. 1 für Hochbandempfang,

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild der Schaltung nach Fig. 1 für Tiefbandempfang,

Fig. 4 ein Schaltbild des Aufbaus einer Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 5 ein Ersatzschaltbild der Schaltung des Ausführungsbeispiels für Hochbandempfang,

Fig. 6 ein Ersatzschaltbild der Ausführungs form für Tiefbandempfang,

Fig. 7 einen Schaltplan des Aufbaus einer ersten Aus führungsform aus dem Stand der Technik,

Fig. 8 ein Ersatzschaltbild für den Hochbandempfang dieser Schaltung,

Fig. 9 ein Ersatzschaltbild für den Tiefbandempfang der ersten Ausführungsform aus dem Stand der Technik,

Fig. 10 einen Schaltplan einer zweiten Ausführungsform aus dem Stand der Technik,

Fig. 11 ein Ersatzschaltbild für den Hochbandempfang dieser zweiten Ausführungsform aus dem Stand der Technik, und

Fig. 12 ein Ersatzschaltbild für den Tiefbandempfang einer zweiten Ausführungsform aus dem Stand der Technik.

Fig. 1 ist ein Schaltplan, der den Aufbau einer Schaltung ohne AFT-Teil zeigt. In der Figur sind solche Teile, die mit der herkömmlichen Schaltung nach Fig. 7 identisch sind, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen, und diese Teile werden nicht nochmal er läutert. Zwischen dem Punkt, an dem die Tiefband- Abstimmspule 1 und die Hochband-Abstimmspule 2 ver bunden sind, und der Kathodenseite der Kapazitätsdioden 5 und 7 ist anstelle der in Fig. 7 gezeigten Kondensatoren 6 und 8 hier ein Rückkopplungskondensator 21 vorgesehen.

Mit diesem Schaltungsaufbau wird bei Hochbandempfang, bei dem eine Auswahlspannung V_Hi an den Hochband anschluß B gelegt wird, wodurch die Schaltdiode 13 ein geschaltet wird, der Rückkopplungskondensator 21 auf Masse gelegt. Daher ist der Rückkopplungskondensator 21 äquivalent parallel zu der Kapazitätsdiode 7 ge schaltet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wodurch die Kapazität zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors vergrößert ist.

Beim Tiefbandempfang, wenn eine Auswahlspannung V_LO an den Tiefbandanschluß A gelegt wird, wodurch die Schal tungsdiode 13 ausgeschaltet wird, liegt der Rück kopplungskondensator 21 über die Hochband-Abstimmspule 2 am Kollektor des Transistors 16. Damit ist der Rückkopplungskondensator 21 äquivalent parallel zu der Kapazitätsdiode 5 geschaltet, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wodurch die Kapazität zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors vergrößert ist.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird bei dieser Schaltung während des Hochbandempfangs die Kapazität zwischen dem Kollektor und dem Emitter verringert, und die Kapazität zwischen dem Emitter und der Basis wird erhöht. Beim Tiefbandempfang wird die Kapazität zwischen dem Kollektor und dem Emitter erhöht, während die Kapazität zwischen dem Emitter und der Basis verringert wird. Im Ergebnis wird im Hochbandempfang, da zwischen dem Kollektor und dem Emitter keine feste Kapazität liegt, der veränderliche Frequenzbereich erweitert, während darüber hinaus die Schwingung beim Tiefbandempfang stabilisiert werden kann.

Im folgenden wird anhand der Fig. 4 eine Aus führungsform der Erfindung erläutert. Gleiche Teile wie in Fig. 10 sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und werden hier nicht nochmal erläutert. Die Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Punkt, an dem die Tiefband-Abstimmspule 1 und die Hochband-Abstimmspule 2 miteinander verbunden sind, und dem Punkt, an welchem der Kondensator 18 und die Kathodenseite der Kapazitätsdiode 20 für die AFT verbunden sind, anstelle des in Fig. 10 darge stellten Kondensators 6 ein Rückkopplungskondensator 22 angeordnet ist.

Mit dem oben beschriebenen Schaltungsaufbau wird bei Hochbandempfang, wenn eine Auswahlspannung V_HI an den Hochbandanschluß B gelegt wird, wodurch die Schalt diode 13 eingeschaltet wird, ein Anschluß des Rück kopplungskondensators 22 über den Kondensator 14 auf Masse gelegt. Daher ist der Rückkopplungskondensator 22 äquivalent parallel zu der Kapazitätsdiode 20 geschaltet, wie aus Fig. 5 hervorgeht.

Beim Tiefbandempfang ist, wenn eine Auswahlspannung V_LO an den Tiefbandanschluß A angelegt wird, wodurch die Schaltdiode 13 eingeschaltet wird, ein Anschluß des Rückkopplungskondensators 22 über die Hochband- Abstimmspule 2 an die Kollektorseite des Transistors 16 angeschlossen. Daher ist der Rückkopplungskonden sator 22 äquivalent parallel zu dem Kondensator 18 für die AFT und der Kapazitätsdiode 5 geschaltet, wie aus Fig. 6 hervorgeht.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird beim Hochbandempfang, wenn der Rückkopplungskondensator 22 parallel zu der Kapazitätsdiode 20 für die AFT hinzu kommt, der veränderliche Bereich für die AFT verringert. Beim Tiefbandempfang, wenn der Rückkopplungskondensator 22 als Serienkapazität der Kapazitätsdiode für die AFT hinzukommt, nimmt der veränderliche AFT-Bereich zu. Folglich wird der variable AFT-Bereich für beide Bänder gleichmäßig. Wegen des Rückkopplungskondensators 22 wird beim Hochbandempfang der Wert der Kapazität zwischen dem Emitter und der Basis größer, und beim Tiefbandempfang wird die Kapazität zwischen dem Kollektor und dem Emitter größer. Als Ergebnis wird die Schwingung beim Empfang jedes Bandes stabilisiert, und der Bereich, in welchem die Schwingungsfrequenz variabel ist, läßt sich für jedes Band auf relativ willkürlichen Einstellwerte festlegen.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß erfin dungsgemäß der Bereich veränderlicher Frequenz bei Hochbandempfang verbreitert werden kann, ohne daß dazu eine Erhöhung der Anzahl von Bauelementen erfor derlich ist. Ein Vorteil besteht darin, daß die Schwingung stabilisiert werden kann und der veränder liche AFT-Bereich für jedes Band gleich groß ist.

Claims

Überlagerungsoszillatorschaltung, mit einem Parallelschwingkreis, der eine erste und eine zweite Induktivität (1, 2) in Reihe zwischen dem Kollektor und der Basis eines rückgekoppelten Oszillatortransistors (16) und eine zu den Induktivitäten parallel geschaltete Serienschaltung aus einer Serienkapazität (12) und einer Abstimm-Kapazitätsdiode (11) ent hält, wobei zur Frequenzbandumschaltung eine Schaltdiode (13) mit ihrer Kathode an den Verbindungspunkt der Induktivitäten (1, 2) angeschlossen ist, welche an ihrer Anode eine Schaltspannung empfängt, und wobei ein Rückkopplungskondensator (22) direkt an den Verbindungspunkt der Induktivitäten (1, 2) geschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Rückkopplungskreis des Oszillatortransistors (16) an dessen Emitter zwei weitere Kapazitätsdioden (5, 7) angeschlossen sind, so daß sich deren Kapazität ebenso wie diejenige der Abstimm-Kapazitätsdiode (11) in Abhängigkeit der angelegten Abstimmspannung ändert,
daß eine Spannung (V_AFT) für eine automatische Feinabstimmung an die Kathode einer Kapazitätsdiode (20) gelegt wird, deren Kathodenseite über den Rückkopplungskondensator (22) an den Verbindungspunkt zwischen der Tiefbandinduktivität (1) und der Hochbandinduktivität (2) angeschlossen ist, und deren Anodenseite auf Masse gelegt ist, derart daß der Rückkopplungskondensator (22) bei hohem Frequenzband parallel zu der Kapazitätsdiode (20) für die automatische Feinabstim mung, und bei niedrigem Frequenzband parallel zu einem für die auto matische Feinabstimmung vorgesehenen Kondensator (18) und einer der im Rückkopplungskreis liegenden Kapazitätsdioden (5) geschaltet ist.