FI107969B - Piirijärjestely rf-signaalien kytkemistä varten - Google Patents

Description

107969

Piirijärjestely rf-signaalien kytkemistä varten - Kretsanordning för koppling av rf-signaler

Esillä oleva keksintö koskee rf-signaalikytkintä, jolla aikaansaadaan suuri eristys 5 lähteiden välille sekä aktivoidussa että ei-aktivoidussa tilassa.

Suurtaajuisen (rf-) vastaanottimen, kuten tv-vastaanottimen tai vastaanottimen viri-tintuloissa kytketään tavallisesti useita rf-signaalilähteitä. Sellaisessa järjestelyssä on taattava, että signaalilähteiden välillä on riittävä erotus. Yhdysvalloissa FCC vaatii vaimennusarvoja, jotka ovat yli 80 dB taajuuksille 220 MHz:iin saakka. Näitä 10 arvoja on noudatettava myös kun virta on kytketty päältä. Usein rf-signaalilähteet vaihtokytketään erityisten releiden avulla. Jotta nämä releet olisivat käyttökelpoisia radiotaajuuksilla, ne on toteutettava liuskajohtotekniikalla. Liuskajoh-to-reletekniikka on kuitenkin erittäin kallista, ja sellaista relettä varten tarvittava tila ja rakennetta ja piirijärjestelyä varten vaadittavat toimenpiteet ovat laajoja. Lisäksi 15 odotettavissa oleva käyttöikä on rajallinen liikkuvien osien johdosta.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on piirijäijestely, jolla voitetaan sellaiset puutteet.

Lyhyesti sanoen aikaansaadaan piirijäijestely rf-signaalien läpikytkemistä (kautta- ·Λ: kytkemistä) varten. Useammasta rf-signaalilähteestä tulevat signaalit kytketään oh- • · : ’·· 20 jättävien diodireittien kautta, jolloin varaktoridiodien kapasitanssi ei-aktiivisessa ti- lassa oikosulkee signaalit maahan, jolloin saavutetaan suuri erotus lähteiden välillä, kun kytkinjäijestelyä ei ole kytketty päälle. Sellainen järjestely on erityisen käyttö- : ‘ · kelpoinen tv-vastaanottimien ja satelliittilaitteistojen antennikytkimissä.

• · ··« • ♦ » ’·* * Voidaan viitata piirustuksiin, joissa ·:··: 25 kuvio 1 esittää antennikytkimen; • · · *:*’ kuvio 2 esittää kuvion 1 antennikytkimen esillä olevan keksinnön näkökohtien mukaisesti.

• · · • · • · ’!* Piirijärjestely käsittää kaksi haaraa 8 ja 9, joilla on kulloinenkin tuloliitäntä INI ja v · · : ’·· IN2, jolloin kulloisessakin tuloliitännässä oleva signaali voidaan valinnaisesti läpi- 30 kytkeä piirin S kautta lähtöliitäntään OUT. Päätös siitä, mikä tuloliitäntä (INI tai IN2) kytketään lähtöliitäntään (OUT) tuotetaan logiikkapiirillä SL.

2 107969

Logiikkapiiri SL tuottaa L-signaalin (Low, matala) ja H-signaalin (high, korkea), jotka mielivaltaisesti liitetään kulloinkin yhteen haaroista. Suoritusesimerkissä L-signaali on liitetty haaraan 8. Symbolisesti osoitetut koskettimet logiikkapiirissä SL on liitetty esitettyihin potentiaaleihin, joko plus tai maa. Jotta tuloliitännässä INI 5 oleva signaali kytkeytyisi lähtöliitäntään OUT logiikkapiiri SL kytkettäisiin nuolen esittämään asentoon L. Siinä asennossa positiivinen potentiaali kytketään ylempään haaraan 8, vastuksen Rl ja kondensaattorin Cl väliseen pisteeseen, sekä diodin Dl anodielektrodiin. Kondensaattori Cl on kytketty maahan. Lisäksi positiivinen potentiaali kytketään myös vastuksen R3 kautta diodien D2, D3 ja D5 anodielektro-10 deille. Diodin D3 katodi on kytketty piiristä SL tulevaan negatiiviseen potentiaaliin vastuksen R4 kautta, ja diodien D2 ja D4 katodit on kytketty negatiiviseen potentiaaliin vastuksen R2 kautta. Diodin D3 katodielektrodi on kytketty signaalimaahan vastuksen R4 ja kondensaattorin C2 kautta. Piiristä SL negatiivinen potentiaali on jäljestetty vastusten R5 ja R6 kautta diodin D4 anodille ja diodin D3 katodille. Si-15 ten pitkittäissuuntainen eli saijasignaali, joka kulkee diodien Dl, D2 ja D3 pääs-tösuuntaan (tai päästösuuntaa vastaan), on eteenpäin biasoitu ja tuloliitäntä INI on kytketty mainittujen diodien ja kondensaattoreiden C3 ja Cll kautta lähtöliitäntään OUT, vaikuttaen vastuksen R16 yli. Diodit D4 ja D5 on kytketty signaalimaahan kulloistenkin kondensaattoreiden C4 ja C5 kautta. Diodin D5 katodille syötetään 20 positiivinen estopotentiaali vastuksen R8 kautta. Kytkinasennossa L diodit D4 ja D5 ovat vastabiasoituja johtamattomaan tilaan eivätkä siten oikosulje signaalia maahan.

.Y: Alempaan haaraan 9 kohdistettu kytkinasennon L vastaava tarkastelu osoittaa, että vastaavat diodit ovat vastakkaisessa bias-tilassa siten, että kulloinkin vastaaville diodeille (Dl ja D6, D4 ja D9, D2 ja D7, D5 ja D10, sekä D3 ja D8) on johdettu : 25 vastakkaiset napaisuudet. Siten logiikkapiirin SL kytkinasennossa L alemman haa- .·. \ ran 9 diodit D6, D7 ja D8 on biasoitu estämään signaalin kulku liitännästä IN2 lii-

* M

täntään OUT, ja diodit D9 ja D10 on biasoitu johtaviksi, jolloin ne oikosulkevat • signaalin maahan niin että signaali tuloliitännässä IN2 on sekä saijamuotoisesti estetty että oikosuljettu maahan, ja erotettu tuloliitännässä IN 1 olevasta signaalista.

• · ·***: 30 Logiikkapiirin SL toisessa asennossa (H eli korkea signaali) toinen tuloliitäntä IN2 ·«· \ kytketään läpi lähtöliitäntään OUT haaran 9 kautta, tavalla joka vastaa haaran 8 läpi • · · *”·’ kytkettyä signaalia edellä selitetyssä L-asennossa. Maapotentiaali pääsee diodin D6 ' • · *·”* katodille vastusten R9 ja RIO kautta ja signaali kytkeytyy maahan kondensaattorin C6 kautta. Diodien D7, D8 ja D10 katodit on kytketty maapotentiaaliin vastuksen kautta, niin että diodi D6 on biasoitu johtavaksi. Diodin D9 katodi ja diodin D10 anodi ovat ac-maapotentiaalissa kondensaattorin C7 ja vastaavasti C8 kautta. Diodi :***: 35 Rl2 kautta. Diodin D6 anodi on kytketty positiiviseen potentiaaliin vastuksen Rll • · » 3 107969 D7 on biasoitu johtavaan suuntaan positiivisen potentiaalin avulla vastuksen Rl 1 kautta. Positiivinen potentiaali johdetaan myös diodille D8 vastusten R6 ja R15 kautta, jolloin se biasoi diodin johtavaksi. Vastus R15 on kytketty ac-maahan kondensaattorin C9 kautta. Tässä tapauksessa tuloliitäntä IN2 on kytketty lähtöliitän-5 tään OUT kondensaattoreiden CIO ja C12 kautta, ja johtavaan suuntaan biasoitu saijasignaali kulkee diodien D6, D7 ja D8 päästösuuntaan (tai päästösuuntaa vastaan). Diodit D9 ja D10 on biasoitu vastasuuntaan ja siten kytketty "pois päältä", eivätkä ne oikosulje signaalia ac-maahan. Kuten edellä logiikkapiirin SL ollessa L-asennossa selitettiin, niin kytkimen SL ollessa H-asennossa ylemmän haaran 8 10 vastaavilla diodeilla on vastakkaiset napaisuudet ja ne vaimentavat tuloliitännässä INI olevan signaalin.

Vastusten R2, R3 ja vastaavien vastusten Rll, R12 arvot diodeja D2 ja D7 varten valitaan niin, että logiikkapiirin SL kumpaakin asentoa varten näiden diodien kautta aikaansaadaan vastaavat estävät biasointijännitteet.

15 Kuten edellä mainittiin, on toivottavaa että erotus säilytetään tulolähteiden välillä, vaikka tv-vastaanottimelle tai vastaavalle ei ole kytketty jännitettä. Tämä suoritusmuoto esillä olevan keksinnön näkökohtien mukaisesti on esitetty kuviossa 2. Toivotun erotuksen saavuttamiseksi kun piirijäijestelylle taijotaan hyvin pieni jännite tai ei lainkaan jännitettä, diodit D4, D5, D9 ja D10 on jäljestetty kapasitiivisina va-20 raktoreina, joilla kapasitanssiominaisuuksiensa ansiosta virrattomassa tilassa on riit- • « *·*·* tävää suuruusluokkaa oleva kapasitanssi (esim. 5-40 pF), jotta ne oikosulkevat tu- : *** losignaalin vaaditun vaimennusarvon verran. Tulisi huomata, että riippuen siitä mi- ten suuri eristys vaaditaan, voi riittää että vain yksi maahan kytketyistä diodeista on kapasitiivinen varaktoridiodi. Sellaisessa tapauksessa muut oikosulkudiodit voivat 25 olla yksinkertaisesti kytkinpiidiodeja. Suoritusesimerkissä on toivottavaa, että vä-liinkytkentävaimennuksen minimoimiseksi sarjadiodeilla on riittävän pieni sisäinen resistanssi, kun ne on biasoitu johtaviksi (rs pienempi kuin 1 Ohm).

* * Kuviossa 2 on esitetty että piirissä käytetään varaktoridiodeja diodeilla D4, D5, D9 • · « ja D10. Varaktoridiodit D4, D5, D9 ja D10 voidaan kytkeä niiden kulloisillekin . 30 elektrodeille kytkettyjen biasointijännitteiden mukaisesti, ja kun vastaanotin on kyt- .···. ketty päälle, ne toimivat edellä kuvion 1 yhteydessä esitetyn selityksen mukaisesti.

• ·

Kun mitään aktivointijännitettä ei syötetä, varaktoridiodeilla on kuitenkin arvo 20 : **· pF - 40 pF ja kytkindiodeilla Dl, D2, D6 ja D7 on kapasitanssiako noin 0,8 pF, kun • · · niitä ei ole biasoitu johtaviksi, niin että liitäntöihin INI ja IN2 johdetuille lähdesig-35 naaleille tuloksena on kapasitiivinen jännitteenjakaja, esim. kapasitiivinen jännit-teenjakaja diodien Dl ja D4, D2 ja D5 sekä vastaavasti D6 ja D9, D7 ja D10 välillä.

4 107969 Tässä tapauksessa tulojen INI ja IN2 välille syntyy käänteinen porrasvaimennus-verkko, kun vastaanotinta ei ole aktivoitu.

Tässä suoritusmuodossa logiikkapiiri SL on invertteri 10, jolloin tuloliitäntään järjestetyt H- ja L-signaalit invertoidaan lähtöön 14. Liitännöistä 12 ja 14 saatavien 5 signaalien yhdistelmä muodostaa loogiset tilat, kuten kuviossa 1 on esitetty loogista piiriä SL varten.

Seuraavat komponentit ovat osoittautuneet sopiviksi piirijäijestelyä varten:

Rl: 2,2 kOhm Cl: 4,7 nF

R2: LOkOhm C2: 4,7 nF

10 R3: l.OkOhm C3: 1,0 nF

R4: 2,2 kOhm C4: 120 pF

R5: 56 Ohm C5: 120 pF

R6: LOkOhm C6: 4,7 nF

R7: 56 Ohm C7: 120 pF

15 R8: 56 Ohm C8: 120 pF

R9: 56 Ohm C9: 4,7 nF

RIO: 2,2 kOhm CIO: 1,0 nF

Rll: LOkOhm Cll: 33 pF

R12: 1,2 kOhm C12: 33 pF

.V: 20 R13: 56 Ohm j\. R14: 56 Ohm R15: 2,2kOhm .·. : R16: 560 Ohm

Vj Dl, D2, D3, D6, D7, D8: 1 SS 241 (Siemens) 25 D4, D5, D9, DIO: BB 811 (Toshiba) « « · • · · ♦ Tässä käytettynä vastaanotin käsittää esimerkiksi tv-vastaanottimet, videonauhurit, ·:··: satelliittivastaanottimet, ja vastaavat.

f·· • · * 1 · « • · · t « « « 1 »t · · t « · • · • · · * • · ♦ · · « « · • · « · « · «

Claims (3)

5 107969

1. Piirijäijestely, jossa on kaksi tuloliitäntää (INI, IN2) rf-signaalien lähtöliitän-tään (OUT) vaihtokytkentää varten useamman sarjaan kytketyn diodin (Dl, D2, D3, D6, D7, D8) kautta, ja kummassakin tulopiirissä ainakin yksi diodi jolla kytketään 5 sarjaan kytkettyjen diodien ainakin yksi välinen liitäntäpiste referenssipotentiaaliin, tunnettu siitä, että tulosta (INI) on sarjassa kytketty kolme diodia (Dl, D2, D3) lähtöön (OUT), jolloin diodien (Dl, D2) katodit on kytketty yhteen ja jolloin diodien (D2, D3) anodit on kytketty yhteen, ja että diodien (Dl, D2) katodit on kytketty ensimmäisen varaktoridiodin (D4) katodiin, jonka anodi on kytketty referenssipo-10 tentiaaliin kondensaattorin (C4) kautta, ja että diodien (D2, D3) anodit on kytketty toisen varaktoridiodin (D5) anodiin, jonka katodi on kytketty referenssipotentiaaliin kondensaattorin (C5) kautta, ja että tulosta (IN2) on Saijassa kytketty kolme diodia (D6, D7, D8) lähtöön (OUT), jolloin diodien (D6, D7) anodit on kytketty yhteen ja jolloin diodien (D7, D8) katodit on kytketty yhteen, ja että diodien (D6, D7) anodit 15 on kytketty kolmannen varaktoridiodin (D9) anodiin, jonka katodi on kytketty referenssipotentiaaliin kondensaattorin (C7) kautta, ja että diodien (D7, D8) katodit on kytketty neljännen varaktoridiodin (D10) katodiin, jonka anodi on kytketty referenssipotentiaaliin kondensaattorin (C8) kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piirijäijestely, tunnettu siitä, että mainitun 20 kahden tuloliitännän (INI, IN2) välinen eristys aikaansaadaan, kun piiriä ei ole ak- ti voitu. • · • · * · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen piirijäijestely, tunnettu siitä, että mai- ; nittu piiri on järjestetty televisiovastaanotinta varten. • · · » · • · • · · • · · • · • · · « · · 25 « · • · · * * • · · • · · • · · t·* • · · • · • · · • · • · • · · »·· • · • · * · · 6 107969