DK167468B1 - Transistorblandingstrin - Google Patents

Description

Ulv Ib/4b8 b I

o

Den foreliggende opfindelse angår transistorblandingstrin, og især angår opfindelsen sådanne som anvendes i afstemningsdelen i en fjernsynsmodtager.

Standard fjernsynsudsendelser i de Forenede Stater 5 og i mange andre lange er således tilvejebragt at der anvendes standardbærefrekvenser, som modsvarer de enkelte fjernsynsudsendelseskanaler. Praktisk taget alle fjernsynsmodtagere er idag superheterodynmodtagere, hvori anvendes et blandingstrin til frembringelse af 10 et mellemfrekvens signal (IF-signal) , som i de Forenede

Stater er fuldt standardiseret som 45,75 MHz for billed-bærebølgen og 41,25 MHz for lydbærebølgen. I praksis virker den lokaloscillator, som tilvejebringer et signal til heterodynbehandling eller blanding med et 15 modtaget radiofrekvenssignal (RF-signal) , således at der tilvejebringes IF-signaler, næsten altid ved en frekvens, som er højere end RF-signalets frekvens. Som følge heraf er de enkelte lokaloscillatorfrekvenser til korrekt indstilling af de forskellige kanaler fuldt ΛΛ standardiserede, eftersom oscillatorfrekvensen således er højere end den modtagne standard RF-frekvens med en størrelse, som er lig med den gennemstandardiserede IF--frekvens.

I en superheterodynmodtager kan der tilvejebringes 25 interferens ved parasitære IF-signaler, som er tilvejebragt ved heterodynbehandling i modtagerblandingstrinent mellem en harmonisk af et RF-indgangs signal og lokaloscillatorsignalet. Jfr. her eksemplvis K. Biair Benson, "Television Engineering Handbook", 1986, McGraw-Hill Book Company, qn

New York, side 13.92-13.93. Som følge af de særlige standardiserede frekvenstildelinger til fjernsynsudsendelser i de Forenede Stater kendes en særlig vanskelig interferensart på fjernsynskanal 6. Når fjernsynsmodtagere er korrekt indstillet til kanal 6 udsender lokaloscillatoren 35 (LO) et signal med frekvensen 129,0 MHz, dvs. 45,75 MHz over frekvensen for billedbærebølgen (PC) på 83,25 MHz 2 0 for kanal 6. Frekvensen af lydbærebølgen (SC) for kanal 6 er 87,75 MHz, (hvorved tilvejebringes en anden harmonisk komposant på 175,5 MHz). Farvebære- bølgen for kanal 6 har en frekvens på 86,83 MHz.

Overensstemmende hermed tilvejebringes følgende frekvens-5 sammensætninger i blandingstrinnet: (A) 129,0 MHz - 83,25 MHz = 45,75 MHz (B) 129,0 MHz - 86,83 MHz = 42,17 MHz (C) 129,0 MHz - 87,75 MHz = 41,25 MHz (D) (83,25 MHz + 87,75 MHz) - 129,0 MHz = 42,0 MHz 10 (E) (2 x 87,75) MHz - 129,0 MHz = 46,5 MHz idet (A), (B) og (C) henviser til henholdsvis IF-billed- bærebølgen, farvebærebølgen og lydbærebølgen. (D) og (E) er uønskede interferenskomposanter, som ligger indenfor 15 IF-pasbåndet. Komposanten (D) interfererer med farvebærebølgen, hvorved tilvejebringes et farvet mønster på fjernsynets billedskærm. Komposanten (E) interfererer med billedbærebølgen, hvorved tilvejebringes et luminansstød.

20 _

Interferenskomposantniveauet er lavere ved anvendelse af en "kvadratisk" indretning som blandingstrin. Jfr. eksempelvis Hector L. Gasquet, "The Channel 6 Color Beat - What can be done about it? ", IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers, BTR-18, 25 nr. 1, februar 1972, side 11-17. Med en sådan indretning multipliceret RF-signalet med lokaloscillatorsignalet, hvorved hovedsagelig kun tilvejebringes de Ønskede IF-bærebølger indenfor IF-pasbåndet. Imidlertid skal lokaloscillatorsignalets amplitude være betydelig større, 30 end RF-signalets amplitude for at formindske de interferenskomposanter, som tilvejebringes ved multiplikation mellem bærebølgesignalerne. En toportet MOSFET kan tilvejebringe en god virkning som blandingstrin i forhold til interferenskomposanter. Imidlertid kræves individuel forspændingsjustering for at opnå dette, og det er derfor udgiftskrævende i tilknytning til 35 3

Ul\ ΙΌ/Η-ΟΟ B I

produktion. Enkelt- og dobbelt-balancerede diodeblandingstrin kan ligeledes virke med godt resultat, men prisen herfor er relativ høj, og deres fysiske størrelse er større. Det er væsentligt med små størrelser 5 i tilknytning til afstemningsdele i moderne fjernsynsmodtagere. En bipolar transistor er forholdsvis billig, men virker kun marginalt dårligt som blandingstrin i en fjernsynsafstemningsdel i forhold til den art interferens, som er omtalt tidligere.

10 Ved opfindelsen er der således tilvejebragt et blan dingstrin som af hjælper ovennævnte ulemper, og er karakteristisk ved det i kravene 1-3's kendetegnende dele angivne.

Ifølge et aspekt af den foreliggende opfindelse indbefatter et blandingstrin, hvori blandes et første og 15 et andet signal for tilvejebringelse af et udgangssignal med et frekvensdifferenssignal en blandingstransistor med emitter-, basis- og kollektorelektroder. Det første og det andet signal påtrykkes mellem basis og emitter.

En ikke lineær impedansindretning er forbundet mellem 20 emitterelektroden og et referencepotentialpunkt.

Ifølge et andet aspekt af opfindelsen indbefatter den ikke lineære impedansindretning en diode.

Ifølge et tredje aspekt af opfindelsen er dioden således forspændt, at amplituden af parasitære signal-25 komposanter, som er tilvejebragt i udgangssignalet, formindskes i forhold til amplituden af frekvensdifferens-signalet.

I overensstemmelse med et fjerde aspekt af opfindelsen er et blandingstrin i en afstemningsdel forbundet med en 30 lokaloscillator til heterodynbehandling af radiofrekvenssignaler for tilvejebringelse af en mellemfrekvens. Blandingstrinnet indbefatter en transistoropstilling med emitter-, basis- og kollektorelektroder. Basiselektroden er forbundet med afstemningsdelens indgang og 35 med lokaloscillatoren. Kollektorelektroden er forbundet med afstemningsdelens udgang. En ikke lineær impedansindretning er forbundet mellem emitterelektroden og og et referencepotentialpunkt.

0

LUV ID /WO BA

4

Ifølge et femte aspekt af opfindelsen indbefatter den ikke lineære impedansindretning en diodeindretning.

Ifølge et sjette aspekt af opfindelsen indbefatter diodeindretningen en diode.

5 Ifølge et syvende aspekt af opfindelsen er en forspændingsindretning forbundet med dioden.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et blokdiagram for en fjernsynsmodtager 10 i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, fig. 2 er et kredsløbsdiagram for en blandingstrinopstilling ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 3 er en grafisk afbildning af en diodekarakteristik, som er gengivet af hensyn til forklaringen 15 af opfindelsen, fig. 4 er et kredsløbsdiagram for en blandingstrinsopstilling ifølge den foreliggende opfindelse.

I den i fig. 1 viste fjernsynsmodtager (TV-modtager) indbefatter en afstemningsdel 100 en radiofrekvensfor-20 stærker 102 med filter til behandling af et signal, som er overført til en indgangsklemme 104 på afstemningsdelen fra en kilde for RF-signaler 106. RF-udgangssignalet fra RF-forstærkeren 102 med filter overføres til et udvidet kvadratisk blandingstrin 108, hvormed tilvejebringes et 25 mellemfrekvenssignal (IF-signal) ved blanding af udgangs signalet fra RF-forstærkeren 102 og et lokaloscillatorsignal, som tilvejebringes fra en lokaloscillator 110. Driften af det udvidede kvadratiske blandingstrin 108 vil senere blive forklaret mere detaljeret. IF-signalet 30 filtreres i et IF-filter 112 og overføres over en udgangsklemme 114 på afstemningsdelen til en signalbe- » handlingsenhed 116. Signalbehandlingsenheden 116 behandler yderligere IF-signalet på kendt vis, hvori indgår en adskillelse af lydsignaler, billedsignaler og 35 synkroniseringssignaler, til drift af en kendt enhed 118 til frembringelse af fjernsynslyd og fjernsynsbillede, hvilken enhed også indbefatter den kendte afbøjningsindretning.

0

UK ID/HOO D I

5 I fig. 2 er anskueliggjort et udvidet kvadratisk blandingstrin i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, som er egnet til blandignstrinnet 100 i fjernsynsmodtageren i fig. 1. En NPN transistor 200 er 5 med emitteren forbundet til jord 202 over en modstand 204. Emitteren er ligeledes forbundet over en serieforbindelse med en kondensator 206 og en modstand 208 med en forspændings indgangsklemme 210. Forbindelsespunktet mellem kondensatoren 206 og modstanden 208 er forbundet 10 med jord over en diode 212. Transistoren 200 har sin basis forbundet med en indgangsklemme 214 over en koblingskondensator 216 og er forbundet med jord over en modstand 218. En strømforsyningsklemme 220 til modtagelse af en i forhold til jord positiv driftsspænding 15 er forbundet med kollektoren på transistoren 200 over en serieforbindelse med en modstand 222, en spole 224 og en modstand 226. Forbindelsespunktet mellem modstanden 222 og spolen 224 er forbundet med en blandingstrinsudgangsklemme 228 over en koblingskondensator 230, og er tillige 20 forbundet med basis på transistoren 200 over en serieforbindelse af to modstande 232 og 234. Forbindelsespunktet mellem modstandene 232 og 234 er forbundet til jord over en kondensator 236. Forbindelsespunktet mellem spolen 224 og modstanden 226 er forbundet med jord over 25 en kondensator 238.

Under drift tilvejebringes der ved den positive driftsspænding på forsyningsklemmen 220 en positiv spænding på basis af transistoren 200 ved den ved modstandene 222, 232, 234 og 218 .tilvejebragte spændingsdeler. Det 30 herved tilvejebragte spændingsfald over modstanden 204 bevirker, at der tilvejebringes en emitter- og kollektor-strøm i transistoren 200. Kollektorjævnstrømmen tilvejebringer kun et ubetydeligt spændingsfald over spolen 224, som er udformet med en lav jævnstrømsmodstand, og 35 over modstanden 226, som har en meget lille modstandsstørrelse, (eksempelvis 10 ohm), og som er indsat som et

O

6 "standseorgan" til forhindring af højfrekvensparasit-svingninger. (En ferrit-"perle" kan også anvendes til dette formål) . Ved forbindelsen mellem modstandene 232 og 234 tilvejebringes negativ jævnstrømstilbagekobling 5 for således at stabilisere kollektorstrømmen i transistoren 200 ved en forud fastsat størrelse. Kondensatoren 236 tilvejebringer en lavimpedanset kortslutning til jord, hvorved tilbagekoblingen gøres upåvirkelig for vekselstrøm. En positiv forspænding påtrykkes forspæn-10 dingsindgansklemmen 210 for tilvejebringelse af en strøm i dioden 212*s lederetning gennem modstanden 208. Kondensatoren 206 er tilvejebragt med en lav impedans overfor frekvenser indenfor driftsfrekvensområdet, således at den ikke lineære impedans i lederetningen 15 i dioden 212 virker som en shunt med modstanden 204.

Impedansen i dioden 212 kan indstilles ved ændring af forspændingen på forspændingsindgangsklemmen 210. RF-signaler og lokaloscillatorsignaler overføres til indgangsklemmen 214, f.eks., fra RF-forstærkeren 102 20 med filter og lokaloscillatoren 110. Blandingen finder sted i transistoren 200 på grund af dennes ikke linære overføringskarakteristik. Det derved tilvejebragte (IF)-differenssignal fremhæves herefter ved den afstemte kreds, som indbefatter spolen 224 og kondensatoren 238, 25 og overføres til udgangsklemmen 228 over kondensatoren 230.

Som ovenfor forklaret optræder uønskede interferens kompo s anter i IF-udgangssignalet, såsom farve- og luminansforstyrrelser, som optræder på kanal 6. I 30 et kendt transistorblandingstrin en komponent svarende til dioden 212 frembringes sådanne forstyrrelser med et uønsket højt niveau. Ved den foreliggende opfindelse er det registreret, at der tilvejebringes en betydelig reduktion af interferenskomposanterne (f.eks. 13 dB), når

OC

dioden 212 er tilvejebragt med en karakteristik i lederetningen af en sådan art, at den samlede karakteristik for transistoren 200 og dioden 212 er af den kvadratiske

O

7 DK 167468 Bl karakteristikart, som udstrækkes udover, hvad der er til rådighed, når den indre karakteristik af transistoren 200 virker uden dioden 212. Dioden 212 kan med fordel være tilvejebragt med en karakteristik, hvori strømmen i 5 lederetningen (IF) er tilnærmet proportionalt med kvar- dratet på spændingen i lederetningen. Karakteristikken for en egnet diode er vist i fig. 3.

Yderligere fordelagtige formindskelser af de interfererende komposanter opnås ved at forspænde dioden 10 212 til et indstillingspunkt, som ligger omtrent midt i det område, hvori dioden leder kvadratisk. Eftersom kondensatoren 206 blokerer for jævnstrømmen, kan jævnstrømmen i dioden 212 indstilles uafhængigt af jævnstrømmen i transistoren 200, medens det for vekselstrømssignalerne 15 gælder, at impedansen af dioden 212 stadig virker mellem emitteren på transistoren 200 og jord. En let formindskelse i forstærkningen forårsages ved dioden 212's impedans, og i praksis kan der udpeges et passende forspændingsindstillingspunkt, hvori der tilvejebringes en tilfreds-20 stillende formindskelse af de interfererende komposanter samtidig med, at forstærkningen kun formindskes ganske lidt. Dvs., at amplituden af de uønskede, parasitære komposanter nedsættes i forhold til det ønskede IF--differenssignal.

25 I fig. 4 er anskueliggjort en anden udførelsesform af den foreliggende opfindelse. Indbyrdes modsvarende dele i fig. 2 og‘ fig. 4 er anført med referencenumre, som har de samme to sidste cifre. Dioden 412 forspændes ved en selvforspændende indretning, som ikke har behov for en 30 særskilt forspændingskilde. En del af emitterjævnstrømmen i transistoren 400 shuntes fra dioden 412 ved en modstand 405. En modstand 403 afgrænser strømmen i dioden 412 og shuntes for frekvenser ovenover driftsfrekvensområdet af en kondensator 407, således at impedansen af dioden 35 412 effektivt optræder mellem emitteren på transistoren 400 og jord. IF-indgangssignalet overføres til en ud- 8

O

gangsklemme 428 ved et forbindelsesnet, som indbefatter spolerne 423, 425 og 427, samt kondensatorerne 430, 431 og 438.

Følgende komponentdata virkede på egnet vis i det 5 i fig. 4 viste kredsløb:

Transistor 400 NEC Type 2SC2759

Diode 412 RCA Type 1471922-1 eller NEC Type 1SS97 10 Modstand 403 330 ohm

Modstand 405 560 ohm

Modstand 418 2200 ohm

Modstand 426 22 ohm

Modstand 427 2700 ohm 15 Modstand 434 4700 ohm

Kondensator 407 0,01 microfarad

Kondensator 416 2200 picofarad

Kondensator 429 0,01 microfarad

Kondensator 430 15 picofarad 20 Kondensator 431 82 picofarad

Kondensator 438 15 picofarad

Spole 423 70 millihenry

Spole 425 0,65-1,1 microhenry

Spole 427 0,65-1,1 microhenry 25

Det vil kunne indses, at forskellige modifikationer vil kunne foretages i de forklarede udførelsesformer af opfindelsen. F.eks. kan der anvendes en transformerkobling i stedet for IF-udgangsforbindelsesnettet.

30 35

Claims (12)

1. Blandingstrin til blanding af et første og et andet signal for tilvejebringelse af et differenssignal heraf, idet blandingstrinnet indbefatter: 5 en blandingstransistor (200) med en emitterelek- trode, en basiselektrode og en kollektorelektrode, kendetegnet ved, at være tilvejebragt med ikke lineære impedansorganger (212, 412) for tilvejebringelse af en andengradskarakteristik, hvilke organer er for-10 bundne mellem emitterelektroden og et referencepotential-punkt, idet det første og det andet signal føres ind mellem basiselektroden og referencepotentialpunktet.

2. Blandingstrin i en afstemningsdel med en lokaloscillator (110) og med en indgang til et radiofre- 15 kvens-(RF)-signal (214) og en udgang (228) for et mellemfrekvens-(IF)-signal, idet blandingstrinnet i drift er forbundet med lokaloscillatoren for blanding efter heterodynprincippet med RF-signalet for tilvejebringelse af mellemfrekvensen, hvori blandingstrinnet indbefatter: 20 et referencepotentialpunkt (202), et transistororgan (200) med en emitterelektrode, en basiselektrode og en kollektorelektrode, idet basis er forbundet med indgangen og med lokaloscillatoren og kollektoren er forbundet med udgangen, kendeteg-25 net ved, at være tilvejebragt med ikke lineære impedansorganer (212, 412) for tilvejebringelse af en andengrads karakteristik, hvilke impedansorganer er forbundne mellem emitterelektroden og referencepotentialpunktet, idet radiofrekvens-(RF)-signalet og signalet fra 30 lokaloscillatoren føres ind mellem basiselektroden og referencepotentialpunktet.

3. Blandingstrin i en fjernsynsmodtager til blanding af et fjernsynsradiofrekvenssignal med et lokaloscillator-(LO)-signal for tilvejebringelse af et mellemfre- 35 kvens-(IF)-udgangssignal, som indbefatter et differens- 10 o signal mellem RF-signalet og LO-signalet, kendetegnet ved, at blandingstrinnet indebefatter: en blandingstransistor med en eraitterelektrode, en basiselektrode og en kollektorelektrode, ikke lineære 5 impedansorganer (212, 412) for tilvejebringelse af en andengrads karakteristik, hvilke impedansorganer er forbundne mellem emitterelektroden og referencepotential-punktet, medens radiof rekvens-RF-signalet og signalet fra lokalscillatoren føres ind mellem basiselektroden og 1. referencepotentialpunktet.

4. Blandingstrin ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved yderligere at indbefatte mellemfrekvens (IF) filterorganer (423, 425, 427, 430, 431, 438. forbundne med kollektorelektroden til overføring af 15 mellemfrekvens-IF-signalet.

5. Blandingstrin ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at de ikke lineære impedansorganer (212, 412) indbefatter diodeorganer.

6. Blandingstrin ifølge krav 5, kendeteg- 20 net ved, at diodeorganerne (212, 412) indbefatter en diode forspændt lederetningen.

7. Blandingstrin ifølge krav 5, kendetegnet ved, at diodeorganerne (212, 412) indbefatter en diode og at forspændingsorganer (208, 210, 405) er for- 25 bundet med dioden for tilvejebringelse af en strøm i forspændingsretningen heri.

8. Blandingstrin ifølge krav 5, kendetegnet ved, at en strøm løber igennem emitterelektroden, og at en del af denne strøm løber igennem en diode (412) 30. diodeorganerne med en retning, som svarer til forspænding i lederetningen.

9. Blandingstrin ifølge krav 5, kendetegnet ved, at jævnstrømme af i hovedsagen forskellige størrelser forløber henholdsvis i emitterelektroden og i 35 dioden. 11 UK Ib/4b» Bl o

10. Blandingstrin ifølge krav 7, kendetegnet ved yderligere at indbefatte forbindelsesorganer (206, 407) som er forbundne med forspændingsorganerne således, at vekselstrømme af hovedsagelig samme størrelse 5 løber gennem henholdsvis emitterelektroden og dioden.

11. Blandingstrin ifølge krav 7, kendetegnet ved, at strømmen i forspændingsretningen forspænder dioden i lederetningen.

12. Blandingstrin ifølge krav 11, kende-10 tegnet ved, at transistororganet er tilvejebragt med en indre overføringskarakteristik, og at dioden bevirker, at transistoren virker med en effektiv overføringskarakteristik, som er tilnærmet en andengrads formet overføringskarakteristik over et større drifts-15 strømsområde, end det område, hvor den indre overføringskarakteristik er tilnærmet en andengrads formet overføringskarakteristik. 20 25 30 35