FI92117C - Transistorisekoitin - Google Patents

Description

92117

Transistorisekoitin

Esillå oleva keksinto liittyy transistorisekoitti-miin kåytettavåksi televisiovastaanottimessa radiotaajui-5 sen televisiosignaalin ja paikallisoskillaattorisignaalin sekoittamiseksi sellaisen vålitaajuusulostulon aikaansaa-mista vårten, joka sisaltaå mainittujen radiotaajuus- ja paikallisoskillaattorisignaalien erosignaalin.

Normaalit yleisradiotelevisiolåhetykset Yhdysval-10 loissa ja monissa muissa maissa on nimetty kåyttåmåån standardeja kantoaaltotaajuuksia, jotka vastaavat vastaa-via TV-yleisradiokanavia. Nykyisin ovat kåytånnosså kaikki televisiovastaanottimet heterodynetyyppisiå kåyttåen se-koitinta tuottamaan vålitaajuussignaali (IF), joka on tål-15 la hetkellå standardisoitu Yhdysvalloissa taajuudeksi 45,75 MHz vålitaajuuskuvakantoaatoa vårten ja taajuudeksi 41,25 MHz åanikantoaaltoa vårten. Kåytånnosså paikallis-oskillaattori, joka tuottaa signaalin sekoitettavaksi vas-taanotetun radiotaajuisen signaalin (RF) kanssa, niin ettå 20 tuotetaan vålitaajuussignaalit, toimii låhes aina taajuu-della, joka on radiotaajuisen signaalin taajuuden ylåpuo-lella. Tåmån seurauksena vastaavat paikallisoskillaattori-taajuudet erilaisten kanavien oikeaa virittåmistå vårten on tehokkaasti standardisoitu, koska oskillaattoritaajuus 25 on silloin vastaanotettavaan, standardiin radiotaajuuteen nåhden suurempi mååran, joka on yhtå suuri kuin standardisoitu vålitaajuus.

Superheterodynevastaanottimessa voi aiheutua håiri-oitå håiriovålitaajuussignaaleista, jotka ovat seurausta 30 vastaanottimen sekoittimessa radiotaajuisen sisååntulosig- naalin harmonisen ja paikallisoskillaattorisignaalin våli-sistå erotaajuuksista. Katso esimerkiksi "Televison Engineering Handbook," K. Blair Benson, McGraw-Hill Book Company, New York; 1986, s. 13.92-13.93. Tiettyjen stan-35 dardien TV-yleisradiotaajuuksien nimeåmisen seurauksena 92117 2

Yhdysvalloissa tiedetåån TV-kanavalla 6 esiintyvån eråån erityisen haitallisen håiriomuodon. Kun televisiovastaan-otin on viritetty oikein kanavalle 6, paikallisoskillaat-torisignaali (LO) on taajuudella 129,0 MHz, ts. 45,75 MHz 5 verran kanavan 6 kuvakantoaaltotaajuuden (PC) 83,25 MHz ylåpuolella. Kanavan 6 åånikantoaalto (SC) on taajuudella 87,75 MHz, mistå on seurauksena toinen harmoninen komponentti taajuudella 175,5 MHz. Kanavan 6 våriapukantoaato on taajuudella 86,83 MHz. Taten sekoittimessa esiintyvåt 10 seuraavat taajuuskombinaatiot: (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 15 (E) (2 X 87,75) MHz - 129,0 MHz = 46,5 MHz (A), (B) ja (C) ovat vastaavasti vålitaajuuskuva- kantoaalto, våriapukantoaalto ja åånikantoaalto. (D) ja (E) ovat ei-toivottuja håiritseviå komponentteja, jotka osuvat vålitaajuuspååstokaistalle. Komponentti (D) sekoit- 20 tuu våriapukantoaaltoon tuottaen vårittyneen kuvion tele vision kuvaruudulle. Komponentti (E) sekoittuu kuvakanto-aaltoon tuottaen kirkkausvaihtelun.

Håiritsevien komponenttien taso on pienempi kun sekoitinta vårten kåytetåån "neliollistå" -tyyppiå olevaa 25 laitetta. Katso esimerkiksi "The Channel 6 Color Beat What can be done about it?", Hector L. Gasquet, IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers; helmikuu 1972, BTR-18, nro 1, sivut 11-17. Tållaisen laitteen yh-teydesså radiotaajuussignaali kerrotaan paikallisoskil-30 laattorisignaalilla, rnika tuottaa oleellisesti ainoastaan halutut vålitaajuuskantoaallot vålitaajuuspååstokaistan sisålle. Kuitenkin paikallisoskillaattorisignaalin amplitude tåytyy pitåå oleellisesti suurempana kuin radiotaa-juussignaalin amplitude, jotta våhennetåån håiritseviå 35 komponentte ja, jotka ovat seurauksena kantoaaltosignaalien i 3 9211 7 vålisestå kertolaskusta. Kaksihilainen MOSFET voi antaa sekoittimena hyvån suorituskyvyn mitå tulee håiritseviin komponentteihin. Kuitenkin se vaatii erillisen biasoinnin såadon tåmån saavuttamiseksi ja on tåmån vuoksi kallis 5 tuotannossa. Yksinkertaisesti tai kaksinkertaisesti balan-soidut diodisekoittimet voivat myos antaa hyvån suorituskyvyn, mutta niiden kustannukset ovat suhteellisen suuria ja niiden fyysinen koko on suurempi. Pieni koko on tårkeå tekijå nykyaikaisten televisiovastaanottimien virittimis-10 så. Bipolaaritransistori on suhteellisen edullinen, mutta antaa ainoastaan juuri ja juuri våhimmåisvaatimukset tåyt-tåvån huonon suorituskyvyn televisiovirittimen sekoittimena mitå tulee yllå selostetun tyyppiseen håirioon.

Keksinnon mukaiselle sekoittimelle, joka sekoitin 15 kåsittåå sekoitustransistorin, jossa on emitteri-, kanta-ja kollektorielektrodit, on tunnusomaista epålineaarinen impedanssivåline, jolla on neliollinen ominaiskåyrå ja joka on kytketty emitterielektrodin ja vertailupotentiaa-lipisteen våliin; ensimmåisen ja toisen signaalin ollessa 20 syotetty kantaelektrodin ja vertailupotentiaalipisteen våliin. Keksinnon eråålle sovellutusmuodolle, jossa on sisååntulo radiotaajuista signaalia vårten ja ulostulo vålitaajuussignaalia vårten, mainitun virittimen sisåltå-esså paikallisoskillaattorin, sekoittimen ollessa kytketty 25 paikallisoskillaattoriin radiotaajuussignaalin sekoittami- seksi vålitaajuudelle, jolloin mainittu sekoitin kåsittåå: vertailupotentiaalipisteen; transistorivålineen, jossa on emitteri-, kanta- ja kollektorielektrodit, kannan ollessa kytketty kuhunkin mainituista sisååntuloista ja paikal-30 lisoskillaattoriin ja kollektorin ollessa kytketty mainit- tuun ulostuloon, on tunnusomaista epålineaarinen impedans-sivåline, jolla on neliollinen ominaiskåyrå ja joka on kytketty emitterielektrodin ja vertailupotentiaalipisteen våliin; ensimmåisen ja toisen signaalin ollessa syotetty 35 kantaelektrodin ja vertailupotentiaalipisteen våliin.

92117 4

Keksinnon eraan edullisen sovellutusmuodon mukai-sesti epålineaarinen impedanssijårjestely sisåltåå diodin.

Edullisesti diodi on biasoitu, niin ettå se pienen-tåå ulostulosignaalissa olevien håiriosignaalikomponent-5 tien amplitudia suhteessa taajuuserosignaalin amplitudiin.

Keksinnon muille edullisille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitå jåljempånå olevissa patenttivaati-muksissa on esitetty.

Kuvio 1 esittåå esillå olevan keksinnon mukaisen 10 televisiovastaanottimen lohkokaaviomuodossa; kuvio 2 esittåa esillå olevan keksinnon mukaisen sekoitinj årj estelyn kytkentåkaaviomuodos s a; kuvio 3 antaa graafisen esityksen diodin ominais-kåyråstå, joka on kåyttokelpoinen keksinnon ymmårtåmisen 15 avustamisessa; ja kuvio 4 esittåå kytkentåkaaviomuodossa keksinnon-mukaisen sekoitinjårjestelyn.

Kuvion 1 televisiovastaanottimessa viritin 100 sisåltåå suurtaajuusvahvistimen ja -suotimen 102 radiotaa-20 juussignaalilåhteestå 106 virittimen sisååntulonapaan 104 syotetyn signaalin kåsittelemiseksi. Suurtaajuusvahvistimen ja -suotimen 102 suurtaajuusulostulo syotetåån laajen-netulle neliosekoittimelle 108, joka tuottaa vålitaajuus-signaalin (IF) sekoittamalla suurtaajuusvahvistimen 102 25 ulostuloon ja paikallisoskillaattorisignaalin, joka ai- kaansaadaan paikallisoskillaattorilla 110. Laajennetun neliosekoittimen 108 toiminta tullaan selostamaan yksi-tyiskohtaisesti myohemmin. Vålitaajuussignaali suodatetaan vålitaajuussuotimella 112 ja syotetåån virittimen ulostu-30 lonavan 114 kautta signaalin kåsittely-yksikolle 116. Signaalin kåsittely-yksikko 116 kåsittelee edelleen vålitaa-juussignaalia perinteisellå tavalla, mikå sisåltåå åånen-kuvan ja synkronoinnin erottamisen perinteisen television åånen - kuvan toistoyksikon 118 ohjaamiseksi, joka yksikko 35 sisåltåå myos tavanomaisen poikkeutuslaitteen.

92117 5

Kuvio 2 esittaa esilla olevan keksinnon mukaisen laajennetun neliosekoittimen, joka on sopiva kuvion 1 te-levisiovastaanottimen sekoittimeksi 100. NPN-transistorin 200 emitteri on kytketty maahan 202 vastuksen 204 kautta.

5 Emitteri on kytketty myos kondensaattorin 206 ja vastuksen 208 sarjakytkennån kautta biasointisisåantulonapaan 210. Kondensaattorin 206 ja vastuksen 208 liitospiste on kytketty maahan diodin 212 kautta. Transistorin 200 kanta on kytketty sisaantulonapaan 214 kytkentåkondensaattorin 216 10 kautta ja maahan vastuksen 218 kautta. Syottojånnitenapa 220/ joka vastaanottaa positiivisen toimintajånnitesyoton suhteessa maahan, on kytketty transistorin 200 kollekto-rille vastuksen 222, induktorin 224 ja vastuksen 226 sar-jakytkennån kautta. Vastuksen 222 ja induktorin 224 lii-15 tospiste on kytketty sekoittimen ulostulonapaan 228 kyt-kentakondensaattorin 230 kautta ja se on myos kytketty transistorin 200 kannalle kahden vastuksen 232 ja 234 kautta. Vastuksien 232 ja 236 liitospiste on kytketty maahan kondensaattorin 236 kautta. Induktorin 224 ja vastuk-20 sen 226 liitospiste on kytketty maahan kondensaattorin 238 kautta.

Toiminnassa positiivinen kayttojånnite syottonavas-sa 220 asettaa positiivisen jannitteen transistorin 200 kannalle jannitejakajaketjun avulla, joka kasittaå vastuk-25 set 222, 232, 234 ja 218. Jånnitepudotus, joka nain muo-dostetaan vastuksen 204 yli, aiheuttaa emitteri- ja kol-lektorivirran kulkemisen transistorissa 200. Kollektori-tasavirta aiheuttaa ainoastaan mitåttomån pienen jannite-pudotuksen induktorin 224 yli, jolla on pieni tasavirta-: 30 vastus ja vastuksen 226 yli, jolla on hyvin pieni arvo (esim. 10 ohmia) ja joka on mukana "pysåyttimena" estamås-sa suuritaajuisia loisvaråhtelyjå (tåtå tarkoitusta vårten voidaan kåyttåå myos "ferriitti helmeå"). Vastusten 232 ja 234 kytkentå aikaansaa negatiivisen tasavirta takaisinkyt-35 kennan transistorin 200 kollektorivirran stabiloimiseksi 92117 6 ennalta mååråttyyn arvoon. Kondensaattori 236 aikaansaa pieni-impedanssisen ohituksen maahan, mikå tekee takaisin-kytkennån toimimattomaksi vaihtovirralla. Positiivinen biasointijånnite syotetåån biasointisisååntulonapaan 210, 5 niin ettå aikaansaadaan myotåsuuntainen biasointivirta diodille 212 vastuksen 208 kautta. Kondensaattori 206 omaa pienen impedanssin toimintataajuusalueella, niin ettå dio-din 212 epålineaarinen myotåsuuntainen impedanssi esiintyy rinnakkain vastuksen 204 kanssa. Diodin 212 impedanssi on 10 såådettåvisså muuttamalla biasointijånnitettå biasoinnin sisååntulonavassa 210. Radiotaajuussignaali ja paikallis-oskillaattorisignaali syotetåån sisååntulonapaan 214 esi-merkiksi suurtaajuusvahvistimelta ja -suotimelta 102 ja paikallisoskillaattorilta 110. Transistorissa 200 tapahtuu 15 sekoitus sen epålineaarisesta siirto-ominaisuudesta joh-tuen. Seurauksena saatava erosignaali (IF) valitaan viri-tetyllå piirillå, joka kåsittåå induktorin 204 ja konden-saattorin 238, ja syotetåån ulostulonapaan 228 kondensaat-torin 230 kautta.

20 Kuten selostettiin vålitaajuusulostulossa esiintyy ei-toivottuja håiriokomponentteja, sellaisia kuten våri-ja valotiheys erosignaalit, joita esiintyy kanavalla 6. Tekniikan tason transistorisekoittimessa, jossa ei ole diodia 212, tållaisia erosignaaleja tuotetaan ei-toivotun 25 suurilla tasoilla. Esillå oleva keksijå on havainnut, ettå håiriokomponentteihin saadaan huomattava pieneneminen (esim. 13 dB), kun diodi 212 on tyyppiå, jolla on myotåsuuntainen johtavuuskåyrå, niin ettå transistorin 200 ja diodin 212 yhdistetty ominaiskåyrå on neliollinen ominais-30 kåyrå, joka ulottuu sen kåyrån ohi, joka on saatavissa kåyttåmållå transistorin 200 luontaista ominaiskåyråå ilman diodia 212. Diodilla 212 on edullisesti ominaiskåyrå, jossa myotåsuuntainen virta (IF) on suurinpiirtein verran-nollinen myotåsuuntaisen jånnitteen (VF) nelioon. Sopivan 35 diodin ominaiskåyrå on esitetty kuviossa 3.

i.

7 9211 7

Lisåetu håiriokomponenttien pienentåmisesså on saa-tu biasoimalla diodi 212 biasointipisteesså suurinpiirtein keskellå sitå aluetta, jossa sillå on neliollinen kåyttåy-tyminen. Koska kondensaattori 206 estaå tasavirran, diodin 5 212 tasavirtaa voidaan sååtaå riippumattomasti transisto- rin 200 tasavirrasta, kun taas vaihtovirtasignaaleille diodin 212 impedanssi yhå esiintyy transistorin 200 emit-terin ja maan vålisså. Diodin 212 impedanssista aiheutuu pieni vahvistuksen pieneneminen ja kaytannossa voidaan 10 valita kompromissina biasointipiste, jossa saavutetaan riittåvån suuri håiriokomponenttien pieneneminen vahvistuksen pienenemisen ollessa ainoastaan pieni. Toisin sa-noen ei-toivottujen håiriokomponenttien amplitudia pienen-netåån verrattuna haluttuun vålitaajuuserosignaaliin.

15 Kuvio 4 esittåå esillå olevan keksinnon toisen suo- ritusmuodon. Vastaavia osia kuvioissa 2 ja 4 merkitåån viitenumeroilla, joilla on samat 2 viimeistå numeroa. Diodin 412 biasointi on aikaansaatu itse biasointijårjeste-lyllå, joka ei vaadi erillistå biasointilåhdettå. Transis-20 torin 400 emitteritasavirran osa ohittaa diodin 412 vas-tuksen 405 avulla. Vastus 403 måårittåå virran diodissa 412 ja se ohitetaan kondensaattorilla 407 toimintataajuus-alueella. Niin ettå diodin 412 impedanssi esiintyy tehok-. kaasti transistorin 400 emitterin ja maan vålillå. Våli- 25 taajuusulostulo on kytketty ulostulonapaan 428 kytkentå-verkolla, joka kåsittåå induktorit 423, 425 ja 427 sekå kondensaattorit 430, 431 ja 438.

Seuraavat komponenttiarvot on havaittu tyydyttåvik-si kuvion 4:n piirisså: 30 Transistori 400 NEC tyyppi 2SC2759

Diodi 412 RCA tyyppi 1471922-1 tax NEC tyyppi 1SS97

Vastus 403 330 ohmia

Vastus 405 560 ohmia 35 Vastus 418 2200 ohmia 8 9 2Ί i 7

Vastus 426 22 ohmia

Vastus 427 2700 ohmia

Vastus 434 4700 ohmia

Kondensaattori 407 0,01 mF

5 Kondensaattori 416 2200 pF

Kondensaattori 429 0,01 mF

Kondensaattori 430 15 pF

Kondensaattori 431 82 pF

Kondensaattori 438 15 pF

10 Induktori 423 70 mH

Induktori 425 0,65-1,1 mH

Induktori 427 0,65-1,1 mH

On ymmårrettåvå, ettå erilaisia muunnelmia voidaan 15 tehdå selostettuihin suoritusmuotoihin. Esimerkiksi voidaan kåyttåå muuntajakytkentåå vålitaajuusulostulon kyt-kentåverkkona. Tållaiset muunnelmat ovat keksinnon suoja-piirin sisållå, joka suojapiiri mååritetåån seuraavilla patenttivaatimuksilla.

Claims (10)

92117

1. Sekoitin ensimmåisen ja toisen signaalin sekoittamiseksi niiden erosignaalin tuottamista vårten, mainitun 5 sekoittimen kåsittåesså: sekoitustransistorin (200), jossa on emitteri-, kanta- ja kollektorielektrodit, t u η n e t-t u epalineaarisesta impedanssivalineestå (212, 412), jolla on neliollinen ominaiskåyrå ja joka on kytketty emitterielektrodin ja vertailupotentiaalipisteen våliin; 10 ensimmåisen ja toisen signaalin ollessa syotetty kanta-elektrodin ja vertailupotentiaalipisteen våliin.

2. Sekoitin kåytettåvåksi virittimessa, jossa on sisååntulo radiotaajuista signaalia (214) vårten ja ulos-tulo (228) vålitaajuussignaalia vårten, mainitun viritti- 15 men sisåltåesså paikallisoskillaattorin (110), sekoittimen ollessa kytketty paikallisoskillaattoriin radiotaajuussig-naalin sekoittamiseksi vålitaajuudelle, jolloin mainittu sekoitin kåsittåå: vertailupotentiaalipisteen (202); tran-sistorivålineen (200), jossa on emitteri-, kanta- ja kol-20 lektorielektrodit, kannan ollessa kytketty kuhunkin maini-tuista sisååntuloista ja paikallisoskillaattoriin ja kol-lektorin ollessa kytketty mainittuun ulostuloon; t u n -n e t t u epalineaarisesta impedanssivålineestå (212, 412), jolla on neliollinen ominaiskåyrå ja joka on kytket-25 ty emitterielektrodin ja vertailupotentiaalipisteen våliin; ensimmåisen ja toisen signaalin ollessa syotetty kantaelektrodin ja vertailupotentiaalipisteen våliin.

3. Sekoitin kåytettåvåksi televisiovastaanottimessa radiotaajuisen televisiosignaalin ja paikallisoskillaatto- : 30 risignaalin sekoittamiseksi sellaisen vålitaajuusulostulon aikaansaamista vårten, joka sisåltåå mainittujen radiotaa-juus- ja paikallisoskillaattorisignaalien erosignaalin, tunnettu siitå, ettå sekoitin kåsittåå: sekoitin-transistorin, jolla on emitteri-, kanta- ja kollektori-35 elektrodit, radiotaajuus- ja paikallisoskillaattorisignaa- 92117 lien ollessa sybtetty kanta- ja emitterielektrodien va-liin; ja epSlineaarisen impedanssivålineen (212; 412), jolla on neliollinen ominaiskåyra ja joka on kytketty emitterielektrodin ja vertailupotentiaalipisteen vSliin; 5 mainitun ensimmSisen ja toisen signaalin ollessa syOtetty kantaelektrodin ja vertailupotentiaalipisteen vSliin.

4. Patenttivaatimusten 1, 2 tai 3 mukainen sekoi-tin, tunnettu siita, etta epaiineaarinen impedans-sivaiine (212, 412) kasittaa diodivaiineen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sekoitin, tun nettu siita, etta diodivaiine (212, 412) kasittaa diodin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sekoitin, tunnettu biasointivaiineesta, joka on kytketty mainit- 15 tuun diodiin biasointivirran muodostamiseksi siihen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sekoitin, tunnettu siita, etta mainittu biasointivirta biasoi mainitun diodin mydtåsuuntaisesti.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sekoitin, jossa 20 transistorivaiineelia on itseisjohtava siirtokayra, tunnettu siita, etta mainittu diodi saattaa mainitun transistorin omaamaan tehokkaan siirtokayran, joka aprok-simoi neliOllisen muotoista siirtokayraa suuremmalla toi-mintavira-alueella kuin mainittu itseisjohtava siirtokayra 25 aproksimoi mainittua nelibllisen muotoista siirtokayraa.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sekoitin, tunnettu siita, etta oleellisesti erisuuruiset tasavir-rat virtaavat emitterielektrodin ja vastaavasti diodin kautta. : 30

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sekoitin, tunnettu kytkentavaiineesta (206, 407), joka on kytketty mainittuun biasointivaiineeseen aikaan saamaan oleellisesti samansuuruisten vaihtovirtojen virtaaminen emitterielektrodin ja vastaavasti diodin kautta. 92117