NL8401174A - Afsteminrichting. - Google Patents

Description

* l *' j *** PHN 11.005 1 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Msteminrichting. _

De uitvinding betreft een af stentinrichting bevattende een_____ af stemtere HF-kring, een daarmede gekoppelde mengtrap, een oscillator-schakeling met een afstembare resonantiekring en een voor beide kringen gemeenschappelijke afstemming op onderling verschillende resonantie-5 frequenties, waarvan althans de kring met de hogere resonantiefrequentie een parallelschakeling bevat van enerzijds een kringinduktantie en anderzijds een serieschakeling van een afstemkondensatcsr en een trimmer (padding) kondensatcr.

Een dergelijke afsteminrichting is bekend uit "Philips Data-10 handbook - Components and Materials", Part 2, december 1982, p« 19-35 onder de aanduiding EDC 2005.

In de bekende afsteminrichting worden de heide kringen afgestemd door middel van onderling gelijke variabele capaciteitsdioden, waaraan vanuit de gemeenschappelijke afstemspanningsingang eenzelfde 15 afstemspanning is toegevoerd. Daarbij ligt de af stemfrequentie van de oscülatorresonantiekring hoger dan die van de HF-kring, zodat een variatie van de afstemspanning resulteert in een variatie van de afstemr frequentie, welke voor de oscülatorresonantiekring groter is dan voor de HF-kring. Deze van de afstemspanning afhankelijke variatie van de 20 af stemfrequentie - ook wel afstemsteilheid genoemd - van de oscillator-resonantiekring wordt door middel van de trhomer (padding) kondensator gereduceerd. Daardoor wordt de frequentie-afhankelijke afwijking van het verschü tussen de afstemfrequenties van de beide kringen weliswaar verminderd, maar wordt slechts in een beperkt deel van het afstemgebied 25 een acceptabele parallelloop van deze afstemfrequenties bereikt: vooral bij lagere afstemfrequenties blijkt het genoemd verschü ongewenst sterk met de frequentie af te nemen. Om dit te voorkomen kan de trirnnerkonden-sator naar een lagere capaciteitswaarde worden omgeschakeld bijvoorbeeld door een kringcapaciteit daarmee in serie te schakelen.

30 De uitvinding beoogt een afsteminrichting aan te geven, waar in een nauwkeurige parallelloop van de afstemfrequenties van de beide kringen over tenminste een groter deel van het afstemgebied mogelijk is dan bij de békende afsteminrichting zonder een omschakeling van. de—--- 8401174 ” " % ΡΗΝ 11.005 2 Τ Ί

» A

trimmerkondensator naar een andere waarde.

Een afsteminrichting van de In de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding, vertoont daartoe het kenmerk, dat in de laatstgenoemde kring de triimnerkondensator overbrugd is door een spoel, welke. -5 de capaciteit van de trimmerkondensator in het afstemgebied van deze kring althans gedeeltelijk schijnbaar vermindert en de door de spoel en de trimmerkondensator bepaalde resonantiefrequentie beneden de laagste af stemfrequentie van de betreffende kring ligt.

Bij toepassing van de maatregel volgens de uitvinding wordt 10 door middel van de spoel een extra vrijheidsgraad geïntroduceerd, waarmede bij een afnemende af stemfrequentie een continu toenemende vergro-\ ting van het reduktie-effekt van de trimmerkondensator qp de afstemsteil-heid van de betreffende kring mogelijk is. Daardoor wordt de afname van het verschil tussen de afstemfrequenties van de beide kringen bij een 15 afnemende af stemfrequentie sterk beperkt, zonder de eigenlijke capaci-teitswaarde van de trimmerkondensator te verminderen.

Een voorkeursuitvoering van een afsteminr ichting volgens de uitvinding, vertoont het kenmerk, dat de genoemde kring met de hogere resonantiefrequentie de resonantiekring van de oscillatorschakeling is 20 en de spoel het afstemgebied van deze kring aan de lage frequentiezijde begrenst.

Bij toepassing van deze maatregel kan een afstemming op een frequentie buiten het toelaatbare afstemgebied - bijvoorbeeld zoals gedefinieerd in het Duitse Amtsblatt no. 69/1981.1.5 - worden voorkomen.

25 Een verdere voorkeursuitvoering .van een afsteminrichting vol gens de uitvinding, vertoont het kenmerk, dat het afstemgebied van de afsteminrichting althans de gestandaardiseerde televisie-frequentieband VHF I omvat en de resonantiefrequentie van de oscillatorresonantiekring de grootte-orde van 40 MHz boven die van de HF-kring ligt, waarbij de 30 trimmerkondensator de grootte-orde van 120 pF en de spoel .de grootte-orde van 70 nH bedraagt.

Bij toepassing van deze maatregel wordt althans voor de gehele gestandaardiseerde VHF I-frequentieband een effektieve gelijkloopcor-rectie verkregen.

35 De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand van de in de tekening bij wijze van voorbeeld weergegeven figuren.

Daarin toont:

Figuur 1 een afsteminrichting volgens de uitvinding; •8401174 * i 5 ESN 11.005 3 * *

Figuur 1A de oscillatorresonantiekring van de afsteminrichting van figuur 1 ;

Figuur 2A-C het effèkt van de spoel op de ligging van de re-sonantiefrequentie van de oscillatorresonantiekring bij een drietal a£-5 stemfrequenties.

Figuur 1 toont een afsteminrichting volgens de uitvinding, waarin duidelijkheidshalve de maatregels ten behoeve van de werkinstel-ling van de schakelingen zijn weggelaten en koppelkondensatoren, welke geen signaalfunktie bezitten maar bijvoorbeeld slechts dienen voor de 10 blokkering van de afstemspanning, aangeduid zijn met C^. De afsteminrichting bevat achtereenvolgens met een antenne A gekoppeld: een breedbandig ingangsnetwerk 1, een afstembare HF-kring 2, via een koppel-filter een selectieve versterkertrap 3, welke één of meer niet getoonde afstembare kringen kan bevatten en een mengtrap 4. Aan de meng-15 trap 4 worden vanuit een oscillatorschakeling 6 oscillatorsignalen toegevoerd, waarmee het met de HF-kring 2 en de selectieve versterkertrap 3 geselecteerde en aan de mengtrap 4 toegevoerde HF-signaal in frequentie wordt geconverteerd naar een vaste middenfrequentie, welk MF-signaal aan een uitgang 5 beschikbaar is.

20 De HF-kring 2 bevat een parallel IC-resonantienetwerk L.j,L2, C.j met in de induktieve tak een geaarde induktantie , waaraan parallel via een in de praktijk met een schakeldiode gerealiseerde schakelaar een induktantie L2 schakelbaar is, en in de capacitieve tak een variabele capaciteitsdiode , waar-25 van de anode aan massa ligt en waarvan de kathode via een koppelkonden-sator C^. net de induktantie Lj.is gekoppeld. Aan de kathode van deze diode C.j wordt vanuit een afstemspanningsingang v een variabele afstem-spanning toegevoerd.

De oscillatorschakeling 6 bevat een oscillatartransistor T, 30 waarvan de basis via een koppelkandensator Cj, aan massa ligt en waarvan de collector gekoppeld is aan enerzijds een resonantiekring C2, Cp, L·^,

Lg, Lc en anderzijds via een koppelkondensator aan de mengtrap 4. De resonantiekring C2, Cp, L^, Lc is wisselstroommatig getoond in figuur 1A en bevat een tweetal parallelle takken waarvan de ene tak een geaarde 35 induktantie bevat, waaraan (zie figuur 1) via een in de praktijk eveneens met behulp van een schakeldiode gerealiseerde schakelaar S2 een induktantie parallel schakelbaar is en waarvan de andere tak een serieschakeling bevat van een variabele capaciteitsdiode C2 en een ge- 8401174 ΡΗΝ 11.005 4 » * ί aarde trimnerkondensator Cp. De trimmerkondensator Cp is overbrugd door een geaarde nog nader te bespreken spoel Lc· Het knooppunt van de diode C2 en de trimmerkondensator Cp is voor een regeneratieve terugkoppeling van het oscillatorsignaal via een koppelkondensator en een koppelweer-5 stand gekoppeld aan de emitter vande oscillatortransistor T. De kathode van de diode C2 is daarbij naar het genoemd knooppunt gericht, waaraan vanuit de afstemspannings ingang' via de spoel dezelfde afstemspanning

Vtun toe9evoer(^· wrdt als aan de kathode van de diode .

De tot dusver beschreven afsteminrichting met uitzondering van 10 de spoel Lc komt overeen met de hiervoor genoemde bekende W-afstemin-richting ELC 2006 en is geschikt voor een afstemming op een gewenst TV-signaal in onder meer de lage VHF-band welke behalve de gestandaardiseerd de VHF I-band (48,25 “62,25 MHz) tevens het frequentiegebied boven deze gestandaardiseerde VHF I-band tot aan 105,25 MHz omvat en na sluiting van 15 de schakelaars en voor een afstemming op een gewenst TV-signaal in de hoge VHF-band (112,25 - 294,25 MHz) volgens de CCIR systeemnorm B.

Het door de HF-kring 2 en de selectieve versterkertrap 3 geselecteerde TV-signaal wordt daarbij in de mengtrap 4 in frequentie geconverteerd naar een vaste middenfrequentie van 38,9 MHz en de af stemfrequentie van 2o de oscillatorresonantiekring ligt daarbij in hoofdzaak over een frequen-tie-waarde van de grootte-orde van 40 MHz hoger dan die van de HF-kring 2. Het doorstenmen over de beide banden vindt’plaats door de afstemspanning V^ in elk van deze VHF-frequentiebanden over in hoofdzaak hetzelfde afstemspanningsgebied (ongeveer 1 tot 28 V) te variëren. De capaci-25 teiten van de beide dioden en variëren daardoor in elk der beide VHF-frequentiebanden eveneens over een onderling in hoofdzaak gelijk capaciteitsgebied (ongeveer van 40 tot 3 pF). Zoals bekend varieert de diodecapaciteit daarbij in een richting tegengesteld aan die van de afstemspanning en die van de afstemfrequentie.

30 Om het bruikbare diodecapaciteits-variatiegebied optimaal te benutten bepaalt de diode in de kring met de lagere afstemfrequentie, dit is C,j in de HF-kring 2, in hoofdzaak de kringcapaciteit. Dit resulteert in een bepaalde grootte van het afstemfrequentiegebied en een bepaald verloop van de afstemsteilheid daarin, welke afwijken van die van de 35 in afstemfrequentie hoger gelegen oscillatorresonantiekring.. Een zekere reduktie van deze afwijkingen met name voor een. afstemming in de hoge VHF-frequentieband wordt verkregen door middel van de trimmerkondensa-tor Cp, welke de relatieve variatie van de kringcapaciteit en daarmede 8401174 PHN 11.005 5 ë- « t ft.

de afstemsteilheid van de oscillatacresonantiekring vermindert.

Wordt echter in de bekende afsteminrichting de triiimerkonden-sator Cp voldoende groot gekozen cm een acceptabele parallelloop aan de hoge frequentiezijde van het afstemgebied (bijvoorbeeld bovenaan in s de hoge VHF-frequentiéband) te verkrijgen, dan blijkt in de praktijk in het lagere deel van het afstemgebied in het bijzonder in de genoemde lage VHF-band de afstemfrequentie van de oscillatorresonantiekring bij afhemende frequentie ongewenst dicht die van de HF-kring te benaderen.

Om althans aan de hoge frequentiezijde van de lage VHF-fre-10 quentieband een te grote afname van het verschil tussen de kringafsterrr frequenties te voorkomen wordt in de bekende afsteminrichting de trim-merkondensator Cp bij de overgang van de afsterrming van de laagste afstemr frequentie (112,25 MHz) van de hoge VHF-band naar de hoogste afstemfrequentie (105,25 MHz) van de lage VHF-band verkleind door een (niet ge-15 toonde) extra kringcapaciteit daarmee in serie te schakelen. Hiervoor is echter een (niet getoonde) schakeldiode noodzakelijk. Daarbij' is nauwelijks te voorkomen, dat de schakelstrocm van een dergelijke schakeldiode de kring doorloopt en een brcmren/of andere laagfrequente stoorspanr rting over de variabele capaciteitsdiode C2 veroorzaakt. Deze laagfrequen-20 te stoor spanning kan ontoelaatbaar groot zijn en aanleiding geven tot een storende frequentie-modulatie van het oscillatorsignaal.

Wordt daarentegen de trinmerkondensator Cp voldoende klein gekozen voor een acceptabele parallelloop in de lage VHF-frequentiéband dan blijkt bij een afstemming in de hoge VHF-frequentiéband de afstem-25 frequentie van de oscillatorresonantiekring zich bij toenemende frequentie ongewenst ver van die van de HF-kring te verwijderen.

De keuze van de waarde van de trimmerkondensator Cp wordt bovendien beperkt door de vereiste onderlinge aanpassing in grootte van de afstangebieden van de beide kringen.

30 . In de getoonde afsteminrichting volgens de uitvinding is de triitmerkondensator Cp evenals bij de békende afsteminrichting voldoende groot gekozen om aan de hoge frequentiezijde van het afstemgebied, dat wil zeggen in de genoemde hoge VHF-frequentiéband een acceptabele gelijkloop te realiseren en vindt bij een afnemende afstemfrequentie, in 35 tegenstelling met de békende afsteminrichting, een toenemende reduktie van de schijnbare of effektieve capaciteit van de triitmerkondensator Cp plaats door het uitstem-effekt van de spoel Lc. Daardoor wordt het reduktie-effekt van de triitmerkondensator Cp op de afstemsteilheid bij 8401174

V

HM 11.005 6 * * afnemende frequentie verder versterkt. Deze spoel is daarbij zodanig gekozen, dat de door deze spoel Lc en de triirmerkondensator Cp bepaalde resonantiefrequentie beneden de laagste frequentie in het afstemgebied van de oscillatorresonantièkring valt. In dit afstemgebied varieert 5 de reduktie van de schijnbare capaciteit, van de trimmerkondensator Cp, zoals bekend, in hoofdzaak evenredig met het kwadraat van het quotiënt van enerzijds de afstemfrequentie van de oscillatarresonantiekring en anderzijds de laatstgenoemde resonantiefrequentie van Lc en Cp. Door een juiste keuze van deze. resonantiefrequentie ten opzichte van de af— 10 stemfrequentiegebieden van de beide kringen wordt niet alleen een acceptabele parallelloop mogelijk over het gehele VHF-afstemgebied maar wordt door middel van de spoel tevens voorkomen dat de oscillatorresonantie-kring bij de laagst voorkomende afstemspanning, dat wil zeggen de hoogste capaciteitswaarde van de capaciteitsdiode C^, beneden de laagst toelaat-15 bare afstemfrequentie kan resoneren.

In een praktische uitvoering van een afsteminrichting volgens de uitvinding vertoonden de toegepaste elementen de volgende waarden:

Kondensator: Waarde: Spoelen: Waarde:

20 Cp 120 pF L1 190 nH

L2 40 nH

L3 100-400 nH

L4 160 nH

L- 40 nH

5

25 Lc 70 nH

De variabele kondensatoren en C2 2ijn gerealiseerd door middel van variabele capaciteitsdioden van het typeBB909B, welke-in.een afstemspanningsvariatie-gebied van 28 tot 1 V een capaciteitsvariatie tonen van 3 tot 40 pF.

30 ’ Het spreekt vanzelf, dat in een afsteminrichting, waarbij de oscillatorresonantièkring in frequentie benéden de HF-kring ligt, toepassing van de uitvinding mogelijk is door de kringcapaciteit. van de HF-kring uit te voeren als die· van. de getoonde oscillatorresonantièkring en omgekeerd. Verder zal het duidelijk zijn dat de uitvinding niet be-35 perkt is tot W-afsteminrichtingen en/of tot het gebruik van spannings-gestuurde variabele capaciteitsdioden maar bijvoorbeeld ook toepasbaar is op kringen, welke afstembaar zijn door middel van gemeenschappelijk 840 1 1 74 .............- « % * ^ EHN 11.005 7 bediende draaikandensatoren bijvoorbeeld in radio-afsteminrichtingen..

Figuren 2A tot en met 2C tonen met respektievelijk krommen hf^ tot en met hfg de vorm en. ligging van de totale (overall) frequentie-, karakteristiek van de HF-kring 2 en de. selectieve versterker 3 zoals 5 toegepast in de in figuur 1 getoonde afsteminrichting bij. respektievelijk af stemfrequenties 105,25 MHz, 55,25 MHz en 48,25 MHz. Kramen tot en met tonen de vorm en ligging van de frequentiekarakteristiek van de (niet getoonde) oscillatorresonantiekring zonder de spoel Lc en krctmen f^' toten net f^1 die van.de oscillatorresonantiekring met 10 de spoel L^, zoals getoond in figuur 1, bij dezelfde respektievelijk genoemde af stemfrequenties.

Het effëkt van de spoel Lc is bij de hoogste afstemfreguentie 105,25 MHz in de lage VHF-band verwaarloosbaar klein en komt bij een afnemende frequentie tot uiting in een toenemende verhoging van de reis sonantiefrequentie van de oscillatorresonantiekring. Enerzijds wordt daardoor bereikt, dat de frequentie-afstand tussen de. geselecteerde HF-beelddraaggolf en de oscillatorfrequentie in het gehele frequentie-gebied van de lage VHF-band vrijwel constant 38,9 MHz bedraagt. Anderzijds heeft dit tot gevolg, dat voor een zekere frequentie-afhame bij 20 lagere frequenties een grotere afname van de afstemspanning nodig is dan bij hogere frequenties. Een afname van de afstemfrequentie beneden de laagste frequentie (48,25 MHz) van de lage VHF-band vergt daardoor een dermate sterke reduktie van de afstemspanning dat de onder grens van het regelgebièd van deze afstemspanning snel bereikt is, 25 zodat een afstaming op een niet toegestane afstemfrequentie verhinderd wordt.

30 1 8401174 ..........

Claims (3)

1. Af steminrichting bevattende een afstembare HF-kring, een daarnede gekoppelde mengtrap, een oscillatorschakeling met een afstemr bare resonantiekring en een voor beide, kringen gemeenschappelijke afstemming op onderling verschillende resonantiefrequenties, waarvan al- 5 thans de kring met de hogere resonantiefrequentie een parallelschakeling bevat van enerzijds een kringinduktantie en anderzijds een serieschake-ling van een afstemkondensator en een trimmer (padding) kondensator, met het kenmerk, dat in de laatstgenoemde kring de trimmerkondensator overbrugd is door een spoel, welke de capaciteit van de trimmerkondensator 10 in het afstemgebied van deze kring althans gedeeltelijk schijnbaar vermindert en de door de spoel en de trimmerkondensator bepaalde resonan- . tiefrequentie beneden de laagste afstemfrequentie van de betreffende kring ligt.

2. Afsteminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de 15 genoemde kring met de hogere resonantiefrequentie de resonantiekring van de oscillatorschakeling is en de spoel het afstemgebied van deze kring aan de lage frequentiezijde begrenst.

3. Af steminrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het afstemgebied van de afsteminrichting althans de gestandaardi- 20 seerde televis ie-frequentieband VHF I omvat en de resonantiefrequentie van de oscillatorresonantiekring de grootte-orde van 40 MHz boven die van de HF-kring ligt, waarbij de trimmerkondensator de grootte-orde van 120 pF en de spoel de grootte-orde van 70 nH bedraagt. 25 30 1 8401174