FI89990B - Diodblandare - Google Patents

Description

1 89990

Diodisekoittaja - Diodblandare

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista 5 diodisekoittajaa, erityisesti radiopuhelimissa käytettävää radiotaajuista diodisekoittajaa.

Diodisekoittajat ovat alalla yleisesti tunnettuja. Kuviossa 1 on kaaviollisesti esitetty eräs diodisekoittajan 100 tyy-10 pillinen toteutus, jossa sekoittaja käsittää rf-muuntajan 105, kaksi diodia 103 ja 104, ylipäästösuodattimen 101 ja alipäästösuodattimen 102. Tällainen diodisekoittaja soveltuu erityisen hyvin sellaisiin tapauksiin, joissa sekoitettava taajuus RF ja sekoitustulos IF eivät ole lähellä toisiaan, 15 jolloin signaalit voidaan erottaa toisistaan suodattimilla.

Paikallisoskillaattorisignaali LO erotetaan muuntajalla, rf-muuntajan tehtävänä on muodostaa diodeille 103, 104 yhtä suuret ja vastakkaisvaiheiset signaalit, jolloin diodien yhteisessä sekoituspisteessä MP paikallisoskillaattorisig-20 naali on huomattavasti vaimentunut. Vaimennus on välttämätön, koska paikallisoskillaattorisignaali muutoin pääsisi joko ali- tai ylipäästösuodattimien kautta sekoittajaan kytkettyihin muihin asteisiin. Muuntajan tehtävänä on myös estää tasajännitteen muodostuminen diodien napoihin. Sellainen 25 ilmiö syntyy diodeissa tapahtuvan tasasuuntauksen ja diodien kapasitanssien vaikutuksesta.

Radiopuhelimien kehityksessä pyritään voimakkaasti pienentämään rakenteita. Nykyisin tunnetuissa sekoittajissa muun-30 taja vie suurimman osan sekoittajan vaatimasta tilasta ja muodostaa myös pääosan sekoittajan kokonaishinnasta. Siten keksinnön tavoitteena on yksinkertaisemman piiriratkaisun löytäminen, heikentämättä sekoittajan sähköisiä ominaisuuksia.

Tämä tavoite toteutetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien avulla. Sekoitusdiodien rinnalle kytketään keksinnön mukaisesti piiriväline, joka johtaa paikallisoskillaattoripii- 35 3 9 990 2 rissä virtaa siten, ettei diodien väliseen sekoituspistee-seen muodostu tasajännitepotentiaalia. Piiriväline voidaan toteuttaa joko kelalla tai diodeilla. Tällöin suodattimet edullisesti ovat kaistanpäästösuodattimia.

5

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin oheiseen piirustukseen viitaten, jossa: kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaisen, muuntajalla to-10 teutetun diodisekoittajan; kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen yksinkertaistetun diodisekoittajan erään suoritusmuodon, jossa käytetään kelaa; 15 kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen diodisekoittajan yksityiskohtaisen piirikaavion; ja kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen yksinkertaistetun diodisekoittajan erään toisen suoritusmuodon, jossa käytetään 20 yhteensä neljää diodia.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen diodisekoittajan periaatekaavio. Kuviossa 1 esitetty rf-muuntaja 105 on korvattu kelalla 5, ja yli- ja alipäästösuodattimet 101 ja vas-25 taavasti 102 on korvattu kaistanpäästösuodattimilla 1 ja 2.

Paikallisoskillaattorisignaali LO johdetaan suoraan diodeille 3 ja 4 (Dl, D2) kytkemällä signaali diodin 3 anodille. Koska diodit ovat sarjassa, ne ovat yhtä aikaa johtavina ja johtamattomina, samalla tavalla kuin muuntajalla toteutetus-30 sa, kuvion 1 mukaisessa tunnetussa kytkennässä. Diodien na poihin muodostuvan tasajännitepotentiaalin muodostuminen on estetty kytkemällä kela 5 (LI) diodin 3 anodilta diodin 4 katodille eli diodien rinnalle. Paikallisoskillaattorisig-naalin LO vaimennus välitaajuuslähtöön IF ja radiotaajuiseen 35 tuloon RF on vaimennettu korvaamalla kuvion 1 yli- ja alipäästösuodattimet 101, 102 kaistanpäästösuodattimilla 1 ja vastaavasti 2.

8 9 990 3

Suurilla taajuuksilla kela LI voidaan toteuttaa liuskajohto-na.

* Kaistanpäästösuodattimet 1 ja 2 voidaan toteuttaa millä ta- 5 hansa suodatintekniikalla, mutta edullisena pidetään yksinkertaista kelan ja kondensaattorin muodostamaa sarja-resonanssipiiriä.

Kuviossa 3 on esitetty käytännössä toteutettu sekoittaja.

10 Radiotaajuinen tulosignaali RF johdetaan sekoitusdiodien 3 ja 4 välissä olevaan sekoituspisteeseen MP kelan L160 ja kondensaattorin C161 muodostaman sarjaresonanssipiirin kautta. Vastaavasti välitaajuus IF saadaan diodien 3, 4 sekoi-tuspisteestä kelan LI61 ja kondensaattorin Cl62 muodostaman 15 sarjaresonanssipiirin kautta. Diodit 3, 4 on toteutettu sa massa komponentissa U160. Paikallisoskillaattorisignaali on johdettu oleellisesti suoraan diodin 3 anodille kondensaattorin C160 kautta, jolla erotetaan tasajännitepiirit toisistaan. Tällainen rakenne toimii hyvin, kun sekoitettavat taa-20 juudet ovat etäällä toisistaan. Jos sen sijaan sekoitettavat taajuudet ovat lähellä toisiaan, on käytettävä kaksoisbalan-soitua sekoittajaa, joka käsittää esim. kaksi muuntajaa ja neljä diodia. Useimmissa käytännön sovellutuksissa sekoitettavat taajuudet RF, IF sekä paikallisoskillaattoritaajuus LO 25 ovat kaukana toisistaan, jolloin kuvion 3 erittäin yksinkertainen sekoittaja toimii yhtä hyvin kuin muuntajan avulla toteutettu sekoittaja. Kuvioissa 2 ja 3 esitetyissä ratkaisuissa piirivälineen eli kelan, kuristimen tai liuskajohdon tehtävä on päääasiassa pitää diodien biasointi nollassa, ...30 toisin sanoen estää tasa jännitteen muodostuminen paikal- lisoskillaattorisignaalin ja epäsymmetrisen kuormaimpedans-sin ja diodien kapasitanssin ansiosta.

Kela, kuristin tai liuskajohto voi siten edustaa vaikkapa 35 ääretöntä impedanssia paikallisoskillaattoritaajuudella, eikä se näin ollen osallistu signaalin johtamiseen maahan.

4 8 9 990

Jos piirivälineenä on kaksi diodia, on sekoittajan paikal-lisoskillaattoriportin impedanssi symmetrinen molemmilla puolijaksoilla, jolloin tasajännitettä ei muodostu sekoitta-jadiodien napoihin eivätkä diodit siten ajaudu jatkuvasti 5 johtavaan tilaan.

Kuviossa 3 esitetyt komponenttiarvot ovat esimerkinomaisia, erästä määrättyä toteutusta varten käytettyjä arvoja. Alan ammattilainen voi tässä esitettyjen suuntaviivojen perus-10 teella luonnollisesti vaihtaa komponenttiarvot kulloiseenkin sovellutukseen sopiviksi sinänsä tunnettuja suunnittelumenetelmiä hyödyntäen.

Voidaan selvyyden vuoksi huomauttaa, että esitetyllä keksin-15 nön mukaisella diodisekoittajalla saavutetaan pienempi koko kuin tekniikan tason ratkaisulla (kuvio 1). Vastaavasti keksinnöllä pienennetään kustannuksia. Lisäksi taajuuskaistan ulkopuolisten signaalien suodatustarve IF-signaalin osalta pienenee, koska ennen diodeja eli rf-tulossa käytetään kais-20 tanpäästösuodatusta.

Kuviossa 4 on esitetty periaatekaaviona keksinnön toinen suoritusmuoto, jossa kuvion 2 kela 5 on korvattu kahdella diodilla 5' ja 5". Paikallisoskillaattorisignaalin LO toisen 25 puolijakson aikana diodit 3 ja 4 johtavat signaalin sekoi- tuspisteeseen MP ja edelleen signaalimaahan GND; vastaavasti toisen puolijakson aikana diodit 5' ja 5" johtavat signaalin toiseen suuntaan. Näin estetään RF-signaalin tasasuuntautu-minen ja tasajännitteen muodostuminen diodien napoihin.

30

Kuvion 4 mukainen diodiratkaisu on houkutteleva, koska se on helppo toteuttaa integroituna piirinä. Tällä hetkellä tässä hyväksi harkitussa ratkaisussa on vähäisenä puutteena se, että paikallisoskillaattorin signaalin LO tehosta puolet 35 menee tavallaan hukkaan diodeihin 5' ja 5" (D3 ja D4).

Kuvioissa 2, 3 ja 4 esitetyt diodit 3 ja 4 (Dl, D2) voidaan myös kytkeä toisin päin, ts. niin että ne johtavat signaalin 5 >39990 signaalimaasta GND paikallisoskillaattorin tuloon LO. Tällöin kuvion 4 diodit 5' ja 5" (D3, D4) luonnollisesti myös kytketään toisin päin.

5 Esitettyihin esimerkkeihin voi alan ammattilainen keksinnön puitteissa tehdä lukuisia muunnelmia, kuten esim. edellä on mainittu suodattimien osalta. Lisäksi voitaisiin ajatella piirivälineen 5 toteuttamista jollakin muulla komponentilla kuin tässä on esimerkein esitetty. Oleellista on se, että 10 paikallisoskillaattorisignaali kytketään oleellisesti suoraan sekoittajadiodeille, ilman välissä olevaa muuntajaa.

Claims (9)

1. 39990
2. 1. Diodisekoittaja, jonka sekoituspisteeseen (MP) johdetaan radiotaajuinen signaali ensimmäisestä tulosta (RF) suodatuksen (1) kautta ja oskillaattorisignaali toisesta tulos-5 ta (LO) kahden diodin (3, 4) ja sekoituspisteeseen (MP) nähden oleellisen nollapotentiaalin muodostavan piirijärjeste-lyn (5; 5', 5") kautta, jolloin diodit (3, 4) on samansuuntaisina kytketty sarjaan oskillaattorisignaalin tulon (LO) ja signaalimaan (GND) välille siten, että sekoituspiste (MP) 10 on diodien välissä, ja jolloin sekoituspisteessä (MP) oleva signaali johdetaan suodatuksen (2) kautta lähtöön (IF) lähtöä ignaaliksi, tunnettu siitä, että nollapotentiaalin muodostava piirijärjestely (5; 5', 5") käsittää mainittujen sekoittajadiodien (3, 4) rinnalle kytketyn, joko oskillaat-15 toritaajuudella huomattavan impedanssin muodostavan induktanssin (5) tai virtaa vain toiseen suuntaan johtavan dio-dijärjestelyn (5', 5"), joka estää tasajännitteen muodostumisen sekoittajadiodien napoihin.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen diodisekoittaja, tunnet- tu siitä, että piiriväline muodostuu kelasta (5).
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen diodisekoittaja, tunnet-tu siitä, että piiriväline muodostuu liuskajohdosta. 25
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen diodisekoittaja, tunnettu siitä, että piiriväline muodostuu toisesta diodiparista (5', 5"), joiden diodien päästösuunta on sekoittajadiodien (3, 4) vastainen. .30
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen diodisekoittaja, tunnettu siitä, että toisen sekoittajadiodin (3) toiseen napaan oleellisesti suoraan kytketty paikallisoskillaattorisignaali (LO) toisella puolijaksolla johtuu sekoittajadiodien (3, 4) 35 kautta signaalimaahan (GND), ja toisella puolijaksolla toisen diodiparin (5', 5") kautta signaalimaahan (GND). 8 9 990
7. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen dio-disekoittaja, tunnettu siitä, että mainitut suodatukset ovat kaistanpäästösuodatuksia (1, 2).
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen diodisekoittaja, tunnet tu siitä, että suodatukset (1, 2) toteutetaan kelan ja kondensaattorin muodostamassa sarjaresonanssipiirissä (L160, C161 ja vast. L161, C162).
9. 10 Patentkrav