HUT63277A - Circuit arrangement for switching high-frequency signals - Google Patents

Description

A találmány tárgya nagyfrekvenciás kapcsoló áramkör, melynek a bemenetel egymástól nagy mértékben el vannak választva mind bekapcsolt, mind kikapcsolt állapotban.

Ismeretes, hogy egy nagyfrekvenciás vevőkészülék, mint például egy televízió vevőkészülék, hangolóegységének a bemenetére több nagyfrekvenciás (RF) jelforrást kell rákapcsolni. Egy ilyen elrendezésben biztosítani kell azt, hogy a jelforrások között elegendően nagy csatolásmentesítés le• ··· ·

- 2 gyen. Az Amerikai Egyesült Államokban az FCC előírások 220 MHz frekvenciáig 80 dB, vagy ennél nagyobb csillapítást kívánnak meg. Ezt az értéket a készülék kikapcsolt állapotában is biztosítani kell. A nagyfrekvenciás jelforrásokat gyakran különleges jelfogókkal kapcsolják át. Annak érdekében, hogy a jelfogók nagyfrekvenciás áramkörökben is alkalmasak legyenek, azokat szalagvonalas megoldással kell kialakítani. A szalagvonalas jelfogó megoldás azonban nagyon költséges, az ilyen jelfogó helyigénye nagy, továbbá a szerkezeti kialakítás és az ehhez tartozó áramkörök nagyon nagyok. Ezen túlmenően a várható élettartamuk a mozgó alkatrészek miatt korlátozott.

A találmány elé célul tűztük ki egy olyan áramkör kialakítását, amellyel a fenti hátrányok kiküszöbölhetők.

A kitűzött célt egy nagyfrekvenciás jeleket kapcsoló kapcsolási elrendezéssel értük el. A különböző nagyfrekvenciás jelforrásoktól érkező jeleket vezérelt diódák útján kapcsoljuk, amelyeknél kikapcsolt állapotban varaktor diódák kapacitása a jelet föld felé söntöli, és ezáltal a jelforrások között nagyfokú csatolásmentesítés jön létre kikapcsolt állapotban is. Egy ilyen kapcsolási elrendezés különösen alkalmas televízió vevőkészülékek és műholdvevő rendszerek antennáinak kapcsolásánál.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezést az alábbiakban a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az

1. ábra egy antenna kapcsolót mutat, a

2. ábra az 1. ábra szerinti antenna kapcsolót mutatja a találmány szerinti kialakításban.

A kapcsolási elrendezésnek két 8 és 9 ága van, amelyek mindegyikének IN1 és IN2 bemeneti csatlakozója van, amely kapcsolási elrendezésben a megfelelő IN1, vagy IN2 bemeneti csatlakozón levő jel egymástól elválasztva kapcsolható az S áramkörön keresztül az OUT kimeneti csatlakozóra. Annak eldöntése, hogy melyik IN1, vagy IN2 bemeneti csatlakozó kerüljön csatolásba az OUT kimeneti csatlakozóval, egy SL logikai áramkör dönti el.

Az SL logikai áramkör L jelet (logikai alsó szint) és H jelet (logikai felső szint) állít elő, amely a 8 vagy 9 ágak egyikét megfelelően kijelöli. A bemutatott példaképpeni kiviteli alaknál az L jel a 8 ághoz tartozik. Az SL logikai áramkörben szimbólikusan jelölt érintkezők a jelzett pozitív potenciálra és földre csatlakoznak. Az IN1 bemeneti csatlakozón levő jelnek az OUT kimeneti csatlakozóra történő csatolásához az SL logikai áramkört az L állapotba kell kapcsolni, amint az a nyíllal jelölve van. Ilyen helyzetben a pozitív potenciál a felső 8 ág RÍ ellenállásának és Cl kondenzátorának csatlakozási pontjára kerül és így a Dl dióda anód elektródájára jut. A Cl kondenzátor a földre csatlakozik. Ezen túlmenően a pozitív potenciál egy R3 ellenálláson keresztül egy D2, D3 és D5 dióda anód elektródájára is rá van kapcsolva. A D3 dióda katódja az SL logikai áramkör negatív potenciáljára kerül az R4 ellenálláson keresztül és a D2, D4 diódák katódja a R2 ellenálláson keresztül a negatív potenciálra van kapcsolva. A D3 dióda katód elektródája az R4 ellenálláson és C2 kondenzátoron keresztül földre van kötve. Az SL logikai áramkörről érkező negatív potenciál R5 és R6 ellenálláson keresztül a D4 dióda anódjára és a D3 dióda katódjára van vezetve. ílymódon a Dl, D2 és D3 diódákból álló soros jelút nyitó irányban van előfeszítve és az IN1 bemeneti csatlakozó az említett diódákon keresztül a C3 és Cll kondenzátorokon át az R16 ellenállással átkötött OUT kimeneti csatlakozóra van kapcsolva. A D4 és D5 diódák a váltakozó feszültségi szempontból földre vannak kapcsolva a megfelelő C4 és C5 kondenzátorokon keresztül. A D5 dióda katódja R8 ellenálláson keresztül pozitív lezáró potenciálra van kapcsolva. Az L állapot bekapcsolása alatt a D4 és D5 diódák záró irányban vannak előfeszítve, amikoris azok nem vezetnek és így azok nem söntölik a jelet a föld felé.

Az alsó 9 ággal kapcsolatban az L kapcsolási állapotban végzett vizsgálat azt mutatja, hogy a megfelelő diódák

- 4 ellentétes irányú előfeszítést kapnak oly módon, hogy a megfelelő diódák (Dl és D6, D4 és D9, D2 és D7, D5 és D10, és D3 és D8) ellentétes polaritásra vannak kapcsolva.

ílymódon az SL logikai áramkör L kapcsolási állapotában a D6, D7 és D8 diódák az alsó 9 ágban úgy vannak előfeszítve, hogy lezárják a jel útját az IN2 bemeneti csatlakozó és az OUT kimeneti csatlakozó között és a D9 és D10 diódák úgy vannak előfeszítve, hogy a jelet a föld felé söntölik és így a jel az IN2 bemeneti csatlakozóról mind sorosan le van zárva, mind a föld felé söntölve van és így az IN1 bemeneti csatlakozó jel útja csatolásmentesítve van.

Az SL logikai áramkör másik kapcsolási állapotában (H jelnél) a másik IN2 bemeneti csatlakozó van az OUT kimeneti csatlakozóval összekötve a 9 ágon keresztül oly módon, amint az a 8 ágon keresztül az L kapcsolási helyzetben a fentiekben ismertetve volt. A földpotenciál eljut a D6 dióda katódjára az R9 és RIO ellenállásokon keresztül és a jel a földre hidegítve a C6 kondenzátoron át. A D7, D8 és D10 diódák katódja az R12 ellenálláson keresztül földre van vezetve. A D6 dióda anódja Rll ellenálláson át pozitív potenciálra van kapcsolva és így a D6 dióda vezető irányban van előfeszítve. A D9 dióda katódja és a D10 dióda anódja váltakozóáramú szempontból földpontenciálon van a megfelelő C7 és C8 kondenzátoron keresztül. A D7 dióda nyitó irányban van előfeszítve az Rll ellenálláson hozzávezetetett pozitív potenciállal. A pozitív potenciál a D8 diódára is rákerül az R6 és R15 ellenállásokon keresztül szintén nyitóirányú előfeszítést biztosítva annak. Az R15 ellenállás váltakozóáramú szempontból földre van kapcsolva a C9 kondenzátoron keresztül. Ebben az esetben az IN2 bemeneti csatlakozó az OUT kimeneti csatlakozóval csatolásban van a C10 és C12 kondenzátorokon keresztül, valamint a nyitó irányban előfeszített D6, D7 és D8 diódákon át. A D9 és D10 diódák záró irányban vannak előfeszítve, így azok ki vannak kapcsolva és nem söntölik a jelet váltakozóáramú szempontból a föld felé. Amint azt fentebb már ismertettünk, az SL logikai áramkör L • · • ·· · kapcsolási állapotában az SL kapcsoló H állapotban van, a felső 8 ág megfelelő diódái ellentétes polaritásra vannak kapcsolva és lecsillapítják az IN1 bemeneti csatlakozón levő jelet.

A D2 és D7 diódákhoz vezetett megfelelő R2, R3 ellenállások és a megfelelő Rll, R12 ellenállások értéke úgy van megválasztva, hogy az SL logikai áramkör mindegyik helyzetében a megfelelő lezáró feszültség jelenjen meg ezeken a diódákon keresztül.

Amint fentebb már említettük, kívánatos hogy az elválasztást a bemeneti jelforrások között akkor is fent lehessen tartani, amikor a televízió vevőkészülék, vagy hasonló készülék, kikapcsolt állapotban van. Egy ilyen, találmány szerinti kiviteli alak látható a 2. ábrán. Annak érdekében, hogy a kívánt csatoltásmentesítést elérjük akkor amikor nagyon alacsony feszültség vagy egyáltalán nem jut feszültség a kapcsolási elrendezésre, a D4, D5, D9 és D10 diódák, amelyek kapacitív varaktor diódák, és amelyeknek árammentes állapotukban a kapacitás karakterisztikája következtében akkora kapacitással rendelkeznek (pl. 5-40 pF), ami a bemenő jelet lesöntöli a kívánt csillapítással értékkel. Megjegyzendő, hogy attól függően, hogy mekkora elválasztásra van szükség, elegendő lehet egyetlen föld felé vezető diódának kapacitív varaktor diódával történő megvalósítása. Egy ilyen esetben a másik sönt diódák egyszerű szilícium kapcsoló diódák lehetnek. A kiviteli példában kívánatos, hogy a soros diódáknak elegendően kicsi belső ellenállások legyen nyitó irányú előfeszített állapotukban (rs kisebb, mint 1 ohm) annak érdekében, hogy a beiktatási csillapítást minimális értéken tarthassuk.

A 2. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezésben a D4, D5, D9 és D10 diódák varaktor diódák. A D4, D5, D9 és D10 varaktor diódák kapcsolhatók épp úgy, mint valamennyi többi dióda a megfelelő elektródájukra vezetett előfeszültséggel akkor, amikor a készülék bekapcsolt állapotban van, amikoris az 1. ábra kapcsán ismertetett leírás szerint működik.

Abban az esetben azonban amikor feszültségmentes állapotban van, akkor a varaktor diódák 20 - 40 pF kapacitással rendelkeznek és a Dl, D2, D6 és D7 kapcsoló diódák, amelyek nincsenek nyitó irányban előfeszítve, mintegy 0,8 pF kapacitásértékkel rendelkeznek, így a jelforrásról az IN1 és IN2 bemeneti csatlakozókra érkező jelek szempontjából egy kapacitív feszültségosztó van jelen, például egy kapacitív feszültségosztó a Dl és D4 diódák, a D2 és D5 diódák és megfelelően a D6 és D9, D7 és D10 diódák között. Ilyen esetben egy reciprok létra csillapító hálózat van az IN1 és IN2 bemeneti csatlakozók között a készülék kikapcsolt állapotában .

Az SL logikai áramkör ebben a kiviteli alakban egy 10 inverterrel van megvalósítva, amelynél a H és L jelek a 12 bemeneti csatlakozóra vannak vezetve, amelyet a 14 kimeneten invertálva állít elő. A 12 és 14 csatlakozókról vett jelek kombinációjával biztosíthatók a logikai állapotok, amint az az 1. ábrán az SL logikai áramkörre vonatkozóan vázlatosan jelölve van.

A következő alkatrész értékek bizonyultak alkalmasnak a kapcsolási elrendezéshez.

Rl:	2,2	kOhm	Cl;	4,7	nF
R2:	1,0	kohm	C2:	4,7	nF
R3:	1,0	kOhm	C3:	1,0	nF
R4:	2,2	kohm	C4:	120	pF
R5:	56	Ohm	C5:	120	pF
R6:	1,0	kOhm	C6:	4,7	nF
R7:	56	Ohm	C7:	120	pF
R8:	56	Ohm	C8:	120	pF
R9:	56	Ohm	C9:	4,7	nF
RIO:	2,2	kOhm	C10:	1,0	nF
Rll:	1,0	kOhm	Cll:	33	pF
R12:	1,2	kOhm	C12:	33	pF
R13:	56	Ohm
R14:	56	Ohm

• ·

R15: 2,2 kOhm

RÍ6: 560 Ohm

Dl, D2, D3, D6, D7, D8: 1 SS 241 (SIEMENS)

D4, D5, D5, D9, D10 : BB 811 (TOSHIBA)

A bemutatott kapcsolási elrendezés vevőkészülékekben, mint például televízió vevőkészülékekben, videó készülékekben, műhold vevőkészülékekben és hasonlókban alkalmazhatók.

Claims (3)

1. • * ♦ · ··· ··· * · ···· · « ···· ···· · *, _a>

   1. Kapcsolási elrendezés, amelynek két bemeneti csatlakozója (IN1, IN2) van nagyfrekvenciás jeleknek egy kimeneti csatlakozóra (OUT) történő átkapcsolására soros diódákon (Dl, D2, D3, D6, D7, D8) keresztül, mindegyik bemeneti csatlakozó áramkörben legalább egy olyan dióda van, amely a soros diódák közötti csomópont és egy vonatkoztatási feszültségű pont közé van iktatva, azzal jellemezve, hogy az egyik bemenetről (IN1) három sorosan kapcsolt dióda (Dl, D2, D3) csatlakozik a kimenetre (OUT), a diódák (Dl, D2) katódja egymással össze van kötve és a diódák (Dl, D2, D3) anódja egymással össze van kötve és a diódák (Dl, D2) katódja egy első varaktor dióda (D4) katódjával van összekötve, amelynek az anódja egy kondenzátoron (C4) keresztül a vonatkoztatási feszültségű pontra csatlakozik és a diódák (D2, D3) anódja egy második varaktor dióda (D5) anódjával van összekötve, amelynek a katódja egy kondenzátoron (C5) keresztül a vonatkoztatási feszültségű pontra csatlakozik, továbbá a másik bemenetről (IN2) három sorosan kapcsolt dióda (D6, D7, D8) csatlakozik a kimenetre (OUT), a diódák (D6, D7) anódja egymással össze van kötve és a diódák (D7, D8) katódja egymással össze van kötve és a diódák (D6, D7) anódja egy harmadik varaktor dióda (D9) anódjával van összekötve, amelynek a katódja egy kondenzátoron (C7) keresztül a vonatkoztatási feszültségű pontra csatlakozik és a diódák (D7, D8) katódja egy negyedik varaktor dióda (D10) katódjával van összekötve, amelynek az anódja egy kondenzátoron (C8) keresztül a vonatkoztatási feszültségű pontra csatlakozik.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a két bemeneti csatlakozó (IN1, IN2) az áramkör energiamentes állapotában egymástól szigetelt állapotban van.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy televízió vevőkészülékben van alkalmazva.

   A meghatalmazott

   GÖDÖLLE, KÉKES, MÉSZÁROS a SZABÓ Szabadalmi Ügyvivői Munkaközösség Kékes László szabadalmi ügyvivő

   I y.' - ' : '

   KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNY ^x sétf □ÖLLÉ, KÉKES, MÉSZÁROS & SZABÓ Szabadalmi Ügyvivői Munkakózo: Kékes László . t szabadalmi ügyvivő Γ

   KÖZZÉTÉTELI

   PÉLDÁNY *h-

   Fig.2

   DÖLLE, KÉKES, MÉSZÁROS % SZABÓ Szabadalmi Ügyvivői Munkaközossé >. Kékes László szabadalmi ügyvivő