DE4426015B4

DE4426015B4 - Schaltung zum Umschalten eines Ausgangs zwischen zwei HF-Signal-Eingängen

Info

Publication number: DE4426015B4
Application number: DE19944426015
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl.-Ing. Muschallik; Helmut Hirt
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2014-07-23
Also published as: DE4426015A1

Abstract

Schaltung zum Umschalten eines Ausgangs (c) zwischen zwei HF-Signal-Eingängen (ZF1, ZF2), bei der jeweils in den Signalwegen (1, 2) zwischen den Eingängen und dem Ausgang durch eine Schaltspannung (Us) wechselweise leitend und nichtleitend gesteuerte Schaltdioden liegen, wobei jeweils ein Signalweg (1, 2) im Längsweg eine Reihenschaltung von zwei gleichsinnig gepolten Schaltdioden (D1, D2 bzw. D3, D4) aufweist, und wobei der Mittelpunkt (a, b) der Reihenschaltung über einen Kondensator (C5 bzw. C6) geerdet ist, dessen Kapazität groß ist gegenüber der Sperrkapazität der Dioden, und wobei die Dioden (D1, D2; D3, D4) in den beiden Signalwegen entgegengesetzt gepolt sind.

Description

Die Erfindung geht von einer Schaltung zum Umschalten eines Ausgangs zwischen zwei HF-Signal-Eingängen aus. Eine derartige Schaltung wird z.B. in einem Fernsehempfänger benötigt, um den Eingang eines ZF-Verstärkers zwischen den ZF-Ausgängen von zwei getrennten Tunern umzuschalten. An eine derartige Schaltung werden hohe Anforderungen an die Durchlaßdämpfung und die Sperrdämpfung gestellt. Einfache Schaltungen mit nur einer Schaltdiode in dem Signalweg können diese hohen Anforderungen nicht erfüllen. Schaltungen, die diese Anforderungen erfüllen, sind recht aufwandreich und benötigen eine Vielzahl von Bauteilen.

Aus der DE 36 12 732 A1 ist eine Schaltung zum Schalten eines HF-Signal-Eingangs auf einen Ausgang bekannt, bei der in einem Signalweg zwischen dem Eingang und dem Ausgang durch eine Schaltspannung wechselweise leitend und nicht-leitend gesteuerte Schaltdioden liegen, wobei der Signalweg im Längsweg eine Reihenschaltung von zwei gleichsinnig gepolten Schaltdioden aufweist, und wobei der Mittelpunkt der Reihenschaltung über einen Kondensator geerdet ist, dessen Kapazität groß ist gegenüber der Sperrkapazität der Dioden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltung zu schaffen, die die Forderung nach einer geringen Durchlaßdämpfung und einer hohen Sperrdämpfung erfüllt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung zum Umschalten eines Ausgangs zwischen zwei HF-Signal-Eingängen, liegen jeweils in den Signalwegen zwischen den Eingängen und dem Ausgang durch eine Schaltspannung wechselweise leitend und nichtleitend gesteuerte Schaltdioden. Jeweils ein Signalweg weist im Längsweg eine Reihenschaltung von zwei gleichsinnig gepolten Schaltdioden auf. Der Mittelpunkt der Reihenschaltung ist über einen Kondensator geerdet, dessen Kapazität gegenüber der Sperrkapazität der Dioden groß ist. Die Dioden sind in den beiden Signalwegen entgegengesetzt gepolt.

Durch die erfindungsgemäße Schaltung kann eine Sperrdämpfung im jeweils abgeschalteten Signalweg von 60 bis 65 dB erreicht werden, während die Durchlaßdämpfung bei durchgeschaltetem Signalweg nur etwa 1 dB beträgt. Trotzdem ist die Schaltung relativ einfach und benötigt jeweils in einem Signalweg im wesentlichen nur zwei Schaltdioden und einen Kondensator. Die vorteilhafte Wirkung beruht unter anderem darauf, daß der Kondensator bei durchgeschaltetem Signalweg wegen der Niederohmigkeit der Dioden praktisch keine Bedeutung hat, bei gesperrten Signalweg aber zusammen mit der geringen Sperrkapazität der Schaltdioden eine hohe Sperrdämpfung bewirkt.

Vorzugsweise kann jeweils an ein Ende der Reihenschaltung eine feste Gleichspannung und an das andere Ende der Reihenschaltung die Schaltspannung mit zwei unterschiedlichen Werten angelegt.

Jeweils zwischen dem Eingang und der Reihenschaltung kann eine Emitterfolger-Transistorstufe liegen.

Vorteilhafterweise können die beiden Reihenschaltungen über je einen Kondensator mit dem Ausgang verbunden sein.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Schaltung so bemessen sein, daß jeweils in einem Signalweg bei leitend gesteuerten Schaltdioden die Grenzfrequenz des durch die Dioden und den Kondensator gebildeten Tiefpasses mit etwa 250 MHz weit oberhalb der Frequenz des HF-Signals von ca 40 MHz liegt. Dann entsteht fast keine Durchlaßdämpfung für den durchgeschalteten Signalweg.

Vorteilhafterweise kann jeweils in einem Signalweg bei nichtleitenden Dioden durch deren Sperrkapazitäten und durch den Kondensator ein komplexer Spannungsteiler gebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
Darin zeigen:
1 ein Schaltbild für eine Ausführungsbeispiel,
2 das Ersatzschaltbild für einen gesperrten Signalweg,
3 das Ersatzschaltbild für einen durchgeschalteten Signalweg und
4 ein praktisches Ausführungsbeispiel für die Schaltung nach 1.
Die in 2, 3 verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung:
C1 Sperrkapazität der Diode D1
C2 Sperrkapazität der Diode D2
rD1 Sperrwiderstand der Diode D1
rD2 Sperrwiderstand der Diode D2
rD3 Durchlaßwiderstand der Diode D3
rD4 Durchlaßwiderstand der Diode D4.
In 1 ist ein erster ZF-Eingang ZF1 über den Signalweg 1 mit dem Kondensator C7, den Schaltdioden D1, D2 und dem Kondensator C3 mit dem Eingang c des ZF-Verstärkers 3 verbunden. Ein zweiter ZF-Eingang ZF2 ist über den Signalweg 2 mit dem Kondensator C8, den Schaltdioden D3, D4 und dem Kondensator C10 mit dem Eingang c des ZF-Verstärkers 1 verbunden. Der Mittelpunkt a der Reihenschaltung D1/D2 ist über den Kondensator C5 und der Mittelpunkt der Reihenschaltung D3/D4 über den Kondensator C6 mit Erde verbunden.
Die Schaltspannung Us, die wahlweise den Wert 0 Volt oder +12 Volt haben kann, ist über den Widerstand R5 an die Schaltdioden D1, D2 und über den Widerstand R6 an die Schaltdioden D3, D4 angelegt. Das andere Ende der Schaltdioden liegt jeweils über Widerstände R1, R4 an einer konstanten Gleichspannung von +12 Volt. Es sei jetzt angenommen, daß die Schaltspannung Us den Wert von +12 Volt hat. Die Dioden D1, D2 sind dadurch gesperrt, so daß der Eingang ZF1 nicht auf den Eingang c durchgeschaltet ist.
2 zeigt das Ersatzschaltbild für den gesperrten Signalweg 1. Die Entkopplung des Signals, d.h. die Trennung von Signaleingang ZF1 vom Punkt c erfolgt durch einen komplexen Teiler. Die Sperrkapazitäten C1 und C2 der Schaltdioden D1 und D2 haben nur eine Kapazität von 1pF, während der Kondensator C5 eine Kapazität von etwa 12 pF hat. Die Sperrwiderstände rD1 und rD2 sind mit einige MOhm sehr hoch und können vernachlässigt werden.
Durch die Schaltungsspannung Us von +12 Volt sind gemäß 3 die Dioden D3, D4 im Signalweg 2 leitend gesteuert, so daß der Eingang ZF2 auf den Eingang c durchgeschaltet ist. Die Durchlaßwiderstände rD4 und rD5 betragen nur wenige Ohm, so daß die Grenzfrequenz des Tiefpasses mit C6=12 pF bei etwa 250 MHz und dadurch weit oberhalb der Betriebsfrequenz von ca 40 MHz liegt. Dadurch entsteht aber kaum eine Durchlaßdämpfung für den durchgeschalteten Signalweg 2.
Wenn die Schaltspannung Us den Wert null hat, sind die Dioden D1, D2 leitend gesteuert und die Dioden D3 und D4 gesperrt. Dann ist der Signalweg 1 durchgeschaltet und der Signalweg 2 abgeschaltet.
4 zeigt ein praktisch erprobtes detailliertes Schaltbild der Schaltung nach 1. Die Eingänge ZF1 und ZF2 sind jeweils von den Reihenschaltungen der Dioden durch Impedanzwandler in Form der Emitterfolger-Stufen T1, T2 entkoppelt. Der Transistor T3 wirkt als Schalttransistor für die Zuführung der Schaltspannung Us. Diese Schaltung hat eine gemessene Durchlaßdämpfung von etwa 1dB und eine Sperrdämpfung von mehr als 65 dB.
Bei einer praktisch erprobten Schaltung hatten die Bauteile gemäß 1, 4 folgende Werte.

R1: 2,7 kOhm

R2: 10 kOhm

R3: 2,7 kOhm

R4: 10 kOhm

R5: 2,7 kOhm

R6: 2,7 kOhm

R7: 75 Ohm

R8: 75 Ohm

C3: 10 nF

C4: 1 μF

C5: 12 pF

C6: 12 pF

C7: 10 nF

C8: 10 nF

Dioden D1 – D4 Typ BA 582
Transistoren T1, T2 Typ BF 799
Transistor T3 Typ BC 547

Claims

Schaltung zum Umschalten eines Ausgangs (c) zwischen zwei HF-Signal-Eingängen (ZF1, ZF2), bei der jeweils in den Signalwegen (1, 2) zwischen den Eingängen und dem Ausgang durch eine Schaltspannung (Us) wechselweise leitend und nichtleitend gesteuerte Schaltdioden liegen, wobei jeweils ein Signalweg (1, 2) im Längsweg eine Reihenschaltung von zwei gleichsinnig gepolten Schaltdioden (D1, D2 bzw. D3, D4) aufweist, und wobei der Mittelpunkt (a, b) der Reihenschaltung über einen Kondensator (C5 bzw. C6) geerdet ist, dessen Kapazität groß ist gegenüber der Sperrkapazität der Dioden, und wobei die Dioden (D1, D2; D3, D4) in den beiden Signalwegen entgegengesetzt gepolt sind.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an ein Ende der Reihenschaltung eine feste Gleichspannung und an das andere Ende der Reihenschaltung die Schaltspannung (Us) mit zwei unterschiedlichen Werten angelegt ist.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen dem Eingang (ZF1, ZF2) und der Reihenschaltung eine Emitterfolger-Transistorstufe (T1, T2) liegt.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reihenschaltungen über je einen Kondensator (C3, C10) mit dem Ausgang (c) verbunden sind.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung so bemessen ist, daß jeweils in einem Signalweg bei leitend gesteuerten Schaltdioden (D1, D2; D3, D4) die Grenzfrequenz des durch die Dioden und den Kondensator (C5, C6) gebildeten Tiefpasses oberhalb der Frequenz des HF-Signals liegt.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in einem Signalweg bei nichtleitenden Dioden (D1, D2; D3, D4) durch deren Sperrkapazitäten und durch den Kondensator (C5, C6) ein komplexer Spannungsteiler gebildet ist.