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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger mit
einem abstimmbaren Parallelresonanzkreis, der über ein Koppelnetzwerk mit
einem Eingang einer Transistorschaltung gekoppelt ist, wobei dieses
Koppelnetzwerk einen Koppelkondensator aufweist.
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Fernsehtuner
von Philips vom Typ UV816 umfassen ein abstimmbares Bandpassfilter,
das durch das VHF-Tiefband hindurch, das, sagen wir, einen Bereich
hat von 48 bis 168 MHz, abgestimmt werden kann. Das abstimmbare
Bandpassfilter ist zwischen einem HF-Eingangsverstärker und
einer Mischschaltung vorgesehen, die einen Teil einer integrierten
Schaltung bildet. Es umfasst zwei parallele Schaltungsanordnungen,
die miteinander gekoppelt sind. Einer der zwei Parallelresonanzkreise
ist mit dem HF-Eingangsverstärker gekoppelt.
Der andere Kreis der zwei Resonanzkreise ist über ein Koppelnetzwerk mit
dem Eingangstransistor der Mischschaltung gekoppelt, wobei dieses
Netzwerk einen Koppelkondensator und eine Kapazitätsdiode
vom Typ BB131. Der Kapazitätsdiode
wird eine Abstimmspannung zugeführt,
damit die Kapazität über das VHF-Tiefband variiert.
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US 3.519.737 zeigt ein Transistor-ZF-Verstärkersystem
mit einer Transistor-Eingangsstufe.
Ein Anpassungsnetzwerk an einer Ausgangsklemme des Bandpassnetzwerkes
umfasst einen Widerstand und einen Kondensator, die in Reihe zwischen
der Ausgangsklemme und der Basiselektrode des Transistors vorgesehen sind.
Mit einer Eingangsklemme des Bandpassnetzwerkes ist ein HF-Tuner
gekoppelt.
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US 4.403.347 beschreibt
eine verbesserte Antennenabstimmschaltung für einen LW- und einen MW-AM-Rundfunkempfänger. Eine
Antennenabstimmschaltung umfasst eine Abstimmwicklung, die um einen Ferritkern
gewickelt ist, einen variablen Kondensator, der zu der Abstimmspule
parallel geschaltet ist, und einen Feldeffekttransistor. Ein Ende
der Abstimmspule ist direkt oder über ein Impedanzmittel mit
der Gate-Elektrode
verbunden, während
das andere Ende der Abstimmspule geerdet ist. Das Ausgangssignal
der Antennenabstimmschaltung wird einer selektierten Elektrode der
Source- oder Drain-Elektrode
des Feldeffekttransistors entnommen, wodurch der Störabstand
wesentlich verbessert wird.
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Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Empfänger der
beschriebenen Art zu verbessern, wodurch eine kosteneffizientere
Implementierung möglich
wird.
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Der
Patentanspruch 1 definiert einen Empfänger nach der vorliegenden
Erfindung.
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Der
Patentanspruch 2 definiert eine vorteilhafte Ausführungsform.
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Die
vorliegende Erfindung berücksichtigt
die nachfolgenden Aspekte. Die Transistorschaltung soll vorzugsweise
gesehen werden als wäre
sie eine Quellenimpedanz, die im Wesentlichen konstant bleibt, während die
abstimmbare Parallelresonanzschaltung abgestimmt wird. Abstimmbare
Parallelresonanzschaltungen haben aber im Allgemeinen eine Resonanzfrequenzimpedanz,
die beim Abstimmen beträchtlich
variiert. Das Koppelnetzwerk soll deswegen die Abstimmabhängigkeit
von der Resonanzfrequenzimpedanz der abstimmbaren Parallelresonanzschaltungen
möglichst
befriedigend ausgleichen. Wenn das Koppelnetzwerk dies nicht macht,
wird die Signalverarbeitung dies in Termen von Störung, Verstärkung und
Frequenzkennlinien spüren.
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In
dem Stand der Technik ist es wesentlich, dass das Koppelnetzwerk
die Kapazitätsdiode
enthält,
der die Abstimmspannung zugeführt
wird. Wenn die Kapazitätsdiode
nicht vorhanden gewesen wäre,
hätte der
bekannte Tuner an einer relativ schlechten Signalverarbeitung in
Termen von Rauschen und Verstärkung
gelitten. Weiterhin wäre
die abstimmbare Parallelresonanzschaltung nicht genau genug durch
das ganze betreffende Frequenzband hindurch, wobei es sich um das
VHF-Niedrig-Band handelt, abgestimmt gewesen, und zwar als Ergebnis
eines Folgefehlers mit einer Oszillatorresonanzschaltung in dem
bekannten Tuner.
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Nach
der vorliegenden Erfindung fehlt in dem Koppelnetzwerk eine Kapazitätsdiode,
es enthält
aber einen Koppelwiderstand, der mit dem Koppelkondensator in Reihe
geschaltet ist. Der Koppelwiderstand und der Koppelkondensator,
die in Reihe geschaltet sind, schaffen eine gleichwertige Überbrückungskapazität zwischen
der abstimmbaren Parallelresonanzschaltung und der Transistorschaltung.
Die gleichwertige Überbrückungskapazität variiert
als eine Funktion der Frequenz auf dieselbe Art und Weise wie die
Kapazität
der Kapazitätsdiode
mit Hilfe der Abstimmspannung in dem Stand der Technik variiert
wird. Folglich ermöglicht
die vorliegende Erfindung einen Ausgleich der Abstimmabhängigkeit
von der Resonanzfrequenzimpedanz der abstimmbaren Parallelresonanzschal tung,
und zwar ohne die Verwendung einer Kapazitätsdiode. Kapazitätsdioden
sind relativ teuer, insbesondere die Kapazitätsdiode, die in dem bekannten
Koppelnetzwerk verwendet wird. Auf diese Weise ermöglicht die
vorliegende Erfindung eine kosteneffizientere Implementierung als
der Stand der Technik.
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Weiterhin
ermöglicht
die vorliegende Erfindung aus Implementierungen, die gegenüber dem
Stand der Technik eine vergleichbare Leistung haben. Auf den ersten
Blick kann dies befremdend sein, weil in der vorliegenden Erfindung
der Koppelwiderstand eine potentielle Störquelle ist, die genau in einen
Signalweg gesetzt wird. Deswegen könnte man ein Nachteil erwarten
in Termen von Rauschleistung. In den meist praktischen Fällen wird
der Nachteil relativ gering sein, weil die Resonanzfrequenzimpedanz
der abstimmbaren Parallelresonanzschaltung gegenüber der Impedanz des Koppelwiderstandes
im Allgemeinen hoch genug sein wird, damit vermieden wird, dass
der Koppelwiderstand eine vorherrschende Störquelle ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden
Fall näher
beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNG
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1a ist
eine Darstellung der Grundlagen der vorliegenden Erfindung.
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1b ein
gleichwertiges Schaltbild zur weiteren Erläuterung der Grundlagen der
vorliegenden Erfindung.
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2 eine
Darstellung eines zusätzlichen
Merkmals, das ggf. zur vorteilhaften Implementierung der vorliegenden
Erfindung angewandt werden kann.
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3 ein
Schaltbild eines Beispiels eines Empfängers nach der vorliegenden
Erfindung.
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DETALLIERTE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Zunächst werden
einige Bemerkungen über
die Verwendung von Bezugszeichen gemacht. Gleiche Elemente werden
in der Zeichnung durch entsprechende Bezugszeichen angegeben. In
einer einzigen Zeichnung können
mehrere gleiche Elemente dargestellt sein. In dem Fall wird dem
Bezugszeichen eine Zahl hinzugefügt
um gleiche Elemente voneinander unterscheiden zu können.
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1a zeigt
die Grundlagen der vorliegenden Erfindung. In 1 ist
eine abstimmbare Parallelresonanzschaltung PRC über ein Koppelnetzwerk CNW
mit einem Eingang IN einer Transistorschaltung TRC gekoppelt. Das
Koppelnetzwerk CNW umfasst einen Koppelkondensator Cc und einen
Koppelwiderstand Rc, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Das
Koppelnetzwerk CNW hat keine Kapazitätsdiode.
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1b ist
ein Schaltbild, das dem aus 1a entspricht. 1b zeigt
eine Resonanzfrequenzimpedanz Rp der abstimmbaren Parallelresonanzschaltung
PRC, eine Eingangskapazität
Ci der Transistorschaltung TRC und, gestrichelt, eine Quellenimpedanz
Rg, die von der Transistorschaltung TRC an dem Eingang IN "gesehen" wird. Weiterhin
zeigt 1b einen Überbrückungswiderstand Rb und eine Überbrückungskapazität Cb. Diese
sind beide parallel zwischen der abstimmbaren Parallelresonanzschaltung
PEC und dem Eingang IN der Transistorschaltung TRC vorgesehen. Die
parallel geschalteten Überbrückungswiderstand
Rb und Überbrückungskapazität Cb sind
die Äquivalenten
des in Reihe geschalteten Koppelwiderstandes Rc und Koppelkondensators
Cc aus 1a.
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Die
Resonanzfrequenzimpedanz Rp wird mit Hilfe der Überbrückungskapazität Cb, des Überbrückungswiderstandes
Rb und der Eingangskapazität
Ci der Transistorschaltung TRC zu der Quellenimpedanz Rg umgeformt.
Wenn die abstimmbare Parallelresonanzschaltung PRC auf höhere Frequenzen
abgestimmt wird, wird die Resonanzfrequenzimpedanz Rp um einen bestimmten
Betrag zunehmen. Die Quellenimpedanz Rg wird aber nicht in dem gleichen
Ausmaß zunehmen,
oder wird überhaupt
nicht zunehmen. Der Grund dafür ist,
dass die Überbrückungskapazität Cb mit
der Frequenz abnimmt. Diese Abnahme gleicht die Zunahme der Resonanzfrequenzimpedanz
Rp gewissermaßen
aus. Selbstverständlich
gilt Obenstehendes auch umgekehrt, wenn die abstimmbare Parallelresonanzschaltung
PRC auf niedrigere Frequenzen abgestimmt wird. Wenn auf diese Weise
die abstimmbare Parallelresonanzschaltung PRC abgestimmt wird, wird
eine Variation in der Quellenimpedanz Rg kleiner sein als die Variation
in der Resonanzfrequenzimpedanz Rp.
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2 zeigt
das nachfolgende zusätzliche
Merkmal. Der Koppelkondensator Cc hat eine Impedanz Z(Cc), die niedriger
ist als die Impedanz Z(Rc) des Koppelwiderstandes Rc in wenigstens
einem Teil eines Frequenzbereichs Fr, durch den hindurch die abstimmbare
Parallelresonanzschaltung abgestimmt werden kann. 2 ist
eine Impedanz (z)-zu-Frequenz (F) Graphik mit zwei Kurven, die durch
Cc und Rc bezeichnet sind. Die durch Cc bezeichnete Kurve zeigt
die Impedanz Z(Cc) des Koppelkondensators Cc. Die durch Rc bezeichnete
Kurve zeigt die Impedanz Z(Rc) des Koppelwiderstandes Rc. Die Graphik
zeigt ebenfalls eine Formel, welche die Überbrückungskapazität Cb als
eine Funktion der Impedanzen Z(Cc) und Z(Rc) des Koppelkondensators
Cc bzw. des Koppelwiderstandes Rc ausdrückt.
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Das
Merkmal der 2 basiert auf den nachfolgenden
Erwägungen.
Wenn die Impedanz Z(Cc) des Koppelkondensators Cc um wenigstens
eine Größenordnung
niedriger ist als die Impedanz Z(Rc) des Koppelwiderstandes Rc,
wird die Überbrückungskapazität Cb auf
eine Art und Weise variieren, die im Wesentlichen umgekehrt proportional
zu der Quadratwurzel der Frequenz ist. Das heißt, wenn die Frequenz um einen
Faktor 2 zunimmt, wird die Überbrückungskapazität Cb um
einen Faktor 2 der Quadratwurzel, d.h. 4, abnehmen. Wenn dagegen
die Impedanz Z(Cc) des Koppelkondensators Cc um wenigstens eine
Größenordnung
höher ist
als die Impedanz Z(Rc) des Koppelwiderstandes, wird die Überbrückungskapazität Cb als
eine Funktion der Frequenz um nur einen relativ geringen Betrag
variieren. Dadurch wird eine Variation in der Resonanzfrequenzimpedanz
Rp auch um einen relativ geringen Betrag ausgeglichen.
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Wenn
das Merkmal der 2 angewandt wird, wird die Überbrückungskapazität Cb als
eine Funktion der Frequenz um einen angemessenen Betrag innerhalb
des betreffenden Frequenzbereichs FR variieren. Dadurch wird ermöglicht,
dass das Koppelnetzwerk CNW im Wesentlichen eine Variation in der
Resonanzfrequenzimpedanz Rp kompensiert, damit die Quellenimpedanz
Rg durch den ganzen betreffenden Frequenzbereich FR auf einem relativ
konstanten Pegel beibehalten wird. Sollte dies der Fall sein, so
wird eine relativ gute Signalverarbeitung in Termen von Rauschen,
Verstärkung
und Frequenzkennlinien erzielt. Auf diese Weise liefert das Merkmal
der 2 einen Beitrag zu einer guten Signalverarbeitung.
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3 zeigt
ein Beispiel eines Empfängers
nach der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger nach 3 empfängt ein
Signal S(RF) mit einer hohen Frequenz RF innerhalb des VHF-LOW-Bandes
und verwandelt dieses Signal in ein Signal S(IF) mit einer Mittelfrequenz
IF von beispielsweise 40 MHz. Der Empfänger umfasst einen Eingangsverstärker RFA,
ein abstimmbares Filter TUF und eine integrierte Mischer-Oszillatorschaltung
MOIC. Einzelheiten des Eingangsverstärkers RFA, der ein weiteres
abstimmbares Filter an dem Eingang aufweist, sind weiterhin nicht
dargestellt. Aus Gründen
der Gedrängtheit
sind externe Elemente der integrierten Mischer-Oszillatorschaltung
MOIC nicht weiter dargestellt.
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Das
abstimmbare Filter TUF umfasst zwei abstimmbare Parallelresonanzschaltungen
PRC1 und PRC2. Die abstimmbare Parallelresonanzschaltung PRC1 empfängt ein
verstärktes
Signal von dem Eingangsverstärker
RFA. Die abstimmbare Parallelresonanzschaltung PRC2 überträgt ein verstärktes und
gefiltertes Signal zu einem Eingang IN der integrierten Mischer-Oszillatorschaltung
MOIC, und zwar über
ein Koppelnetzwerk CNW. Das Koppelnetzwerk CNW umfasst einen Koppelwiderstand
Rc mit einem Widerstandswert von 1 kOhm, und einen Koppelkondensator
Cc mit einer Kapazität
von 3,3 pF. Der Eingang IN der integrierten Mischer-Oszillatorschaltung
MOIC hat eine Eingangskapazität
Ci von beispielsweise 2,5 pF.
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Die
zwei abstimmbaren Parallelresonanzschaltungen PRC1 und PRC2 sind
mit Hilfe zweier Kopf-Koppelkondensatoren Ct1 und Ct2 und einer
Fuß-Induktivität Lf miteinander
gekoppelt. Die zwei abstimmbaren Parallelresonanzschaltungen PRC1
und PRC2 werden mit Hilfe von Kapazitätsdioden abgestimmt, denen
eine Abstimmspannung Vt zugeführt
wird. Die Kapazitätsdioden,
die kein Bezugszeichen haben, können
von dem Typ BB133 sein. Die Funktion anderer Elemente, die kein
Bezugszeichen haben, dürfte
dem Fachmann deutlich sein. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig,
diese Elemente näher
zu beschreiben.
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Der
Empfänger
nach 3 umfasst die nachfolgenden Elemente. Die Koppelkapazität des Koppelkondensators
Cc liegt innerhalb einer Größenordnung
der Eingangskapazität
Ci an dem Eingang IN der integrierten Mischer-Oszillatorschaltung
MOIC. Weiterhin haben der Koppelkondensator Cc und der Koppelwiderstand
Rc im Wesentlichen gleiche Impedanzwerte an einem unteren Ende des
VHF-LOW-Bandes, durch das hindurch die abstimmbare Parallelresonanzschaltung
PRC2 abgestimmt werden kann. Diese zusätzlichen Merkmale haben einen
Beitrag geliefert zu einer befriedigenden Leistung des Empfängers nach 3,
trotz der Tatsache, dass das Koppelnetzwerk CNW keine Kapazitätsdiode
hat.
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Die
nachfolgende Tabelle zeigt die Wirkungsweise des Koppelnetzwerkes
CNW in dem Empfänger nach 3.
In der Tabelle stellt Ftun eine Frequenz dar, auf die das abstimmbare
Filter TUF abgestimmt wird, Rp stellt die Resonanzimpedanz des abstimmbaren
Filters TUF dar, Cb stellt die Überbrückungskapazität zwischen
der abstimm baren Parallelresonanzschaltung PRC2 und dem Eingang
IN der integrierten Mischer-Oszillatorschaltung
MOIC dar, wie durch das Koppelnetzwerk CNW geschaffen, und Rg stellt
eine Quellenimpedanz dar, wie diese von der integrierten Mischer-Oszillatorschaltung
MOIC an dem Eingang IN "gesehen" wird.
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Die
oben stehende Tabelle zeigt deutlich, dass, obschon die Resonanzimpedanz
Rp des abstimmbaren Filters TUF mit der Frequenz stark ändert, diese
durch das Koppelnetzwerk CNW zu einer nahezu konstanten Quellenimpedanz
Rg herunter transformiert wird. Dadurch wird eine befriedigende
Signalverarbeitung erhalten. Insbesondere ermöglicht der Empfänger nach 3 eine
Verstärkung,
die durch das ganze VHF-LOW-Band, in dem er abgestimmt werden kann,
im Wesentlichen konstant ist.
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Die
Zeichnung und die oben stehende Beschreibung davon illustrieren
die vorliegende Erfindung anstelle, dass sie sie begrenzen. Es gibt
aber viele alternative Ausführungsformen,
die in den Rahmen der beiliegenden Patentansprüche fallen. In dieser Hinsicht
werden die nachfolgenden abschließenden Bemerkungen gemacht.
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Es
gibt viele Möglichkeiten
Funktionen oder funktionelle Elemente über mehrere Einheiten physikalisch
zu streuen. In dieser Hinsicht sind die Abbildungen sehr schematisch,
wobei diese je nur eine mögliche Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Das
Koppelnetzwerk CNW kann nebst dem Koppelkondensator Rc aus der Zeichnung
Elemente enthalten, beispielsweise einen zusätzlichen Koppelkondensator
parallel zu dem Koppelkondensator Cc und dem Koppelwiderstand Rc.
Was wichtig ist, ist, dass der Überbrückungskondensator
Cb aus 1b eine Kapazität hat, die
als eine Funktion der Frequenz variiert. In dieser Hinsicht können zusätzliche
Elemente die Art und Weise, wie die Kapazität als eine Funktion der Frequenz
variiert, verbessern, wodurch sie die Signalverarbeitung verbessern
können.
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Während die
vorliegende Erfindung mit großem
Vorteil in Fernsehempfängern
angewandt werden kann, insbesondere in der VHF-LOW-Bandschaltung,
werden Applikationen in anderen Typen von Empfängern überhaupt nicht ausgeschlossen.
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Eingeklammerte
Bezugszeichen sollen nicht als den betreffenden Patentanspruch begrenzend
betrachtet werden.
