NL8701641A - Tv-hf ingangsschakeling. - Google Patents

Description

Η * ΡΗΝ 12.176 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven TV-HF ingangsschakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een TV-HF-ingangsschakeling voorzien van een HF-koppelinrichting via welke een antenne-ingang is gekoppeld aan eerste, tweede en derde parallel afstembare HF-resonantiekringen voor een paralelle selektie van een 5 gewenste frequentie in eerste, tweede en derde elkaar onderling in frequentie in hoofdzaak opvolgende TV-frequentiebanden, welke HF-koppelinrichting een hoogdoorlaat ïï sektie bevat voor een onderdrukking van frequenties beneden de eerste TV frequentieband voorzien van een capacitieve langstak en eerste en tweede induktieve dwarstakken welke 10 ïï sektie via een eerste serie induktantie is gekoppeld aan de eerste HF-resonantiekring.

Een dergelijke TV-HF-ingangsschakeling is toegepast in de TV-afstemeenheid van het type DV 636 van Philips en beschreven in het "Philips Data Handbook" Book C2, getiteld "Television tuners", 15 uitgegeven door Philips Electronic Components and Materials te Eindhoven, februari 1987.

In de bekende TV-afstemeenheid zijn de genoemde eerste, tweede en derde HF-resonantiekringen opgenomen in respektievelijk eerste, tweede en derde signaalwegen, welke onderling parallel zijn 20 geschakeld tussen de koppelinrichting enerzijds en een TV-MF-uitgang van de afstemeenheid anderzijds. Aan elk der genoemde HF-resonantiekringen wordt via de HF-koppelinrichting het gehele TV~ontvangstsignaal van de antenne breedbandig toegevoerd. De HF-resonantiekringen zijn vanuit één gemeenschappelijke afstemspanning parallel afstembaar over TV-25 frequentiebanden, welke elkaar in frequentie in hoofdzaak aaneengesloten opvolgen. Zo vindt met behulp van de eerste, tweede en derde HF-resonantiekringen een selektie plaats van een TV-kanaal in respektievelijk TV-frequentiebanden van ongeveer van 50 MHz tot 270 MHz, 280 MHz tot 400 MHz, en 400 MHz-800 MHz. Elke signaalweg bevat een 30 achter de HF-resonantiekring geschakelde versterkertrap, welke tevens als bandschakelaar fungeert, gevolgd door een verdere afstembaar TV-kanaalfilter en een mengtrap, waaraan vanuit een afstemoscillator een 8701641 * 5» ΡΗΝ 12.176 2 oscillatormengsignaal wordt toegevoerd. Door middel van een schakelsignaal wordt één der signaalwegen in werking gesteld, dat wil zeggen, wordt via de bandschakelaar in één der signaalwegen het in de aan deze bandschakelaar voorafgaande HF-resonantiekring 5 geselekteerde TV-kanaal doorgeschakeld voor een verdere selektie en conversie in een TV-MF-signaal.

De impedantie van de HF-resonantiekringen varieert echter sterk met de afstemming. De HF-koppelinrichting dient desondanks binnen het gehele TV-ontvangstfrequentiegebied een juiste impedantie-aanpassing 10 tussen de antenne-ingang enerzijds en de HF-resonantiekringen anderzijds te handhaven en tevens te voorkomen dat de HF-resonantiekringen elkaar onderling merkbaar belasten.

In de HF-koppelinrichting van de bekende TV-HF-ingangsschakeling wordt dit bereikt door middel van een 15 schakelinrichting, waarmee bij het in werking stellen van de derde signaalweg de ingang van de eerste HF-resonatiekring aan massa wordt gelegd, alsmede door middel van induktieve koppelelementen tussen de antenne-ingang enerzijds en elk der genoemde HF-resonantiekringen anderzijds. De genoemde hoogdoorlaat ïï sektie is in de bekende HF-20 koppelinrichting geplaatst voor de eerste HF-resonantiekring en onderdrukt signalen beneden het TV-frequentiegebied welke tot storingen aanleiding kunnen geven, bij voorbeeld radiosignalen en signalen op de TV-beeld- en geluidmiddenfrequentie.

De uitvinding beoogt een TV-HF-ingangsschakeling van de 25 in de aanhef vermelde soort aan te geven met minder schakelingselementen en een eenvoudigere schakelingsconfiguratie dan de bekende TV-HF-ingangsschakeling .

Een dergelijke TV-HF-ingangsschakeling volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat respektievelijk in de 30 eerste en tweede induktieve dwarstakken, tweede en derde serie induktanties van onderling gelijke grootte-orde zijn opgenomen, welke enerzijds gekoppeld zijn aan weerszijden van een in de capacitieve langstak opgenomen condensator en anderzijds aan respektievelijk de tweede en derde HF-resonantiekringen, welke eerste serie induktantie 35 althans enkele malen groter is dan elk der beide andere serie induktanties.

Bij toepassing van de maatregel volgens de uitvinding 8701641 * ψ ΡΗΝ 12.176 3 voorkomen de genoemde serie-induktanties zonder gebruik van schakelelementen, dat de HF-resonantiekringen elkaar onderling in ongewenste mate beïnvloeden en vormen de tweede en derde serie induktanties tevens tezamen met de condensator de genoemde tussen de 5 antenne-ingang en de eerste serie-induktantie geschakelde hoogdoorlaat ïï sektie. Hierdoor vervult de ir sektie zowel een filter- als een koppelfunktie en is een bijzonder eenvoudige en goedkope realisatie van de TV-HF ingangsschakeling mogelijk.

Een voorkeursuitvoering van een dergelijke TV-HF-10 ingangsschakeling volgens de uitvinding vertoont het kenmerk, dat de eerste, tweede en derde serie induktantie variaties in de impedantie van de respektievelijk daarmee gekoppelde HF-resonantiekringen bij variaties van de afstemming binnen de respektievelijk eerste, tweede en derde TV-frequentiebanden althans gedeeltelijk compenseren en deze impedanties 15 aanpassen aan de antenne-impedantie.

Deze maatregel berust op het inzicht dat in de hiervoor genoemde schakelingsconfiguratie een dimensionering van de serie-induktanties en de HF-resonantiekringen mogelijk is, waarbij onder behoud van de beide hiervoorgenoemde funkties van de π sektie 20 tevens een acceptabele impedantie aanpassing tussen de antenne-ingang en elk der HF-resonantiekringen verkregen wordt. Bij toepassing van deze maatregel is op eenvoudige en goedkope wijze zonder extra elementen de staande golfverhouding aan de antenne-ingang binnen acceptabele grenzen te houden.

25 Een praktische voorkeursuitvoering, waarin de eerste, tweede en derde TV-frequentiebanden in hoofdzaak gelegen zijn tussen respektievelijk 50 - 160 MHz, 160 - 470 MHz en 470 - 860 MHz toont het kenmerk, dat de condensator van de grootte-orde van 35 pF is en de eerste, tweede en derde serie-induktanties respektievelijk van de 30 grootte-orde zijn van 350 nH, 100 nH en 100 nH.

De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand van de in de tekening weergegeven enkele figuur welke slechts ter illustratie dient.

Deze figuur toont een TV-ingangsschakeling volgens de 35 uitvinding, welke is opgenomen in een TV-afstemeenheid met een HF-antenne-ingang RFI en een middenfrequentuitgang XFO. De TV-HF-ingangsschakeling bevat een MF-trapfilter 10 voor een onderdrukking van 8701 64 1 s· PHN 12.176 4 signalen op de TV beeld- en geluidmiddenfrequentie, via welke de HF-antenne-ingang RFI is gekoppeld aan een ingang van een hoogdoorlaat π sektie C,L2,L3. De ïï sektie C,L2,L3 bevat in een π-configuratie geschakeld een in een capacitieve langstak opgenomen condensator C, 5 waarvan de ene zijde aan de ingangszijde van de π sektie ligt en gekoppeld is aan een eerste induktieve dwarsstak en waarvan de andere zijde aan de uitgangszijde van de π sektie ligt en is gekoppeld aan een tweede induktieve dwarsstak. De uitgang van de π sektie is via een als zogenaamde eerste serie-induktantie fungerende transformatiespoel L1 10 gekoppeld aan een eerste HF-resonantiekring 11. De eerste en tweede induktieve dwarsstakken worden gevormd door als zogenaamde tweede en derde serie-induktanties fungerende transformatiespoelen L2 en L3.

Tussen enerzijds de transformatiespoelen L1 - L3 en anderzijds een ingang van een TV-MF-filter IF zijn eerste, tweede en 15 derde signaalwegen (11-14), (21-24) en (31-34) onderling parallel geschakeld. Deze signaalwegen komen in schakelingsconfiguratie en signaalverwerking in hoofdzaak met elkaar overeen. Zo bevatten deze eerste, tweede en derde signaalwegen respektievelijk aan de transformatiespoelen L1,L2 en L3 geschakeld de reeds genoemde eerste HF-20 resonantiekringen 11, en tweede en derde HF-resonantiekringen 21 en 31, welke gelijktijdig vanuit een voor alle kringen gemeenschappelijke afstemspanning Vt parallel afstembaar zijn over respektievelijk eerste, tweede en derde TV frequentiebanden I,II en III van 50 - 160 MHz, 160 - 470 MHz en 470 - 860 MHz. De HF-resonantiekringen 25 11, 21 en 31 zijn via koppelcondensators aan eerste poort-ingangen van respektievelijk tweepoort veldeffekttransistoren FET 12, 22 en 32 gekoppeld.

De FET's 12, 22 en 32 zijn in versterking regelbaar vanuit een gemeenschappelijke versterkingsregelspanning Va„„ welke aan ciyc 30 tweede poort-ingangen van deze FET's 12, 22 en 32 is toegevoerd via respektievelijk weerstanden R13; R13, R14; R13, R14 en R15, welke weerstanden R13 - R15 opeenvolgend in serie zijn geschakeld tussen Vagc en massa. Deze tweede poortingangen zijn via koppelcondensators hoogfrequentmatig geaard. De FET's 12, 22 en 32 hebben tevens een 35 schakelfunktie, dat wil zeggen, zij kunnen worden in- of uitgeschakeld door middel van een bandschakelspanning, welke via schakelsignaal ingangen L0, Hl en U en respektievelijk spanningsdelers R7, R8; R9, R10 870 1 64 1 Λ \ ΡΗΝ 12.176 5 en R11f R12 aan de respektievelijk eerste poortingangen wordt toegevoerd. De bandschakelspanningen voor de FET's 12, 22 en 32 zijn zodanig gekozen dat telkens slechts één dezer FET's in een activeringstoestand verkeert en als regelbare versterker fungeert, 5 terwijl de beide andere FET's buiten werking zijn gesteld en blokkeren.

De bronelektrodes (sources) van de FET's 12, 22 en 32 liggen aan geschikt gekozen voedingsspanningswaarden, welke worden verkregen aan het gemeenschappelijke knooppunt van respektievelijke weerstanden R16, R17; R17, R18 en R18, R19 van een tussen een 10 voedingsspanning vs en massa geschakelde weerstandsserieschakeling R16 - R19. Deze afvoerelektrodes liggen via koppelcondensators hoogfrequentmatig aan massa.

De afvoerelektrodes (drains) van de FET's 12, 22 en 32 zijn respektievelijk enerzijds via gelijkspanningsverzorgingsspoelen 15 Ls aan de voedingsspanning Vs en anderzijds via koppelcondensators gekoppeld aan verdere afstembare HF-resonantiekringen 13, 23 en 33 gevolgd door mengtrappen 14, 24 en 34, waaraan vanuit afstemoscillators 15, 25 en 35 een afstembaar lokaal oscillatorsignaal wordt toegevoerd voor een frequentieconversie van het geselecteerde HF-TV signaal naar 20 een MF-TV-signaal. De uitgangen van de mengtrappen 14, 24 en 34 zijn aan het genoemde gemeenschappelijke TV-MF-filter IF geschakeld, welke aan de HF-uitgang IFO een geselecteerd TV-MF-signaal levert.

Bij een afstemming op een TV-kanaal in de genoemde eerste TV-frequentieband is de eerste signaalweg in werking, terwijl de beide 25 andere signaalwegen zijn uitgeschakeld. In deze toestand wordt dus enkel vanuit de eerste signaalweg een TV-MF-signaal aan IF toegevoerd.

Hetzelfde geldt mutatis mutandis met betrekking tot de tweede en derde signaalweg bij een afstemming op een TV-kanaal in de genoemde tweede en derde TV-frequentieband.

30 De afstembare HF-resonantiekringen 11, 21 en 31 komen onderling in schakelingsconfiguratie in hoofdzaak overeen. Zo bevatten zij elk een afstembaar parallel LC kring, waaraan via de betreffende transformatiespoel althans een TV-frequentieband wordt toegevoerd en via een afstemingang een voor alle kringen gemeenschappelijke 35 afstemspanning Vfc. Door middel van een geschikte dimensionering wordt bereikt dat de kringen vanuit Vt onderling parallel afstembaar zijn over de respektievelijk genoemde TV-frequentiebanden. De HF- 8701 64 1

V

PHN 12.176 6 resonantiekringen 11, 21 en 31 worden respektievelijk gevormd door een kringspoel L4 in serie met een weerstand R1, waarover parallel een serieschakeling van een variabele capaciteitsdiode Cv1 en een gelijkstroom ontkoppel-condensator C1 staat, door een kringspoel L5, 5 waarover parallel een serieschakeling van een variabele capaciteitsdiode Cv5, en een gelijkstroom ontkoppelcondensator C2 staat en door een kringspoel L6, waarover parallel een serieschakeling van een variabele capaciteitsdiode Cv3 en een gelijkstroom ontkoppelcondensator C3 staat. De anodes van Cv1, Cv3 en Cv5 zijn daarbij verbonden met de top van de 10 respektievelijke kringen 11, 12 en 13. De voor de kringen 11, 21 en 31 gemeenschappelijke afstemspanning Vfc wordt respektievelijk via een weerstand R3, R5 en R6 aan de kathode van Cv1, Cv3 en Cv5 toegevoerd.

Vanwege het groot capaciteitsvariatiegebied dat in de kringen 11 en 21 nodig is ter verkrijging van een afstemvariatie over de 15 ten opzichte van de derde TV frequentieband betrekkelijk brede eerste en tweede TV frequentiebanden van 50 - 160 MHz en van 160 - 470 MHz, varieert ook de impedantie van deze kringen 11 en 21 betrekkelijk sterk. Om deze impedantie-variatie in voldoende mate te compenseren en een acceptabele impedantieaanpassing tussen de kringen 11 20 en 21 enerzijds en de FET's 12 en 22 anderzijds binnen het afstemgebied te handhaven, is parallel over Cv1 in kring 11 een serieschakeling van een variabele capaciteitsdiode Cv2 en een weerstand R2 respektievelijk parallel over Cv3 in kring 21 een serieschakeling van een variabele capaciteitsdiode Cv4 en een weerstand R4 geschakeld. De anodes van Cv2 25 en Cv4 liggen daarbij respektievelijk aan de anodes van Cv1 en Cv3 terwijl de kathodes van Cv2 en Cv4 respektievelijk aan de uitgangen van de kringen 11 en 21 liggen. De kathode van Cv5 is via een spoel L7 met de uitgang van de kring 31 verbonden.

In de getoonde uitvoering wordt het aan de antenne 30 ontvangen TV-HF-ontvangstsignaal na een MF-signaalonderdrukking toegevoerd aan de π sektie C, L2, L3. Voor een beschouwing in het TV frequentiegebied kan het MF trapfilter 10 kortgesloten worden gedacht. Voor signalen in het lagere deel van het TV-frequentiegebied, bijvoorbeeld voor de eerste TV-frequentieband van 50 - 160 MHz vormen de 35 kringen 21 en 31 via de kringspoelen L5 en L6 vrijwel een kortsluiting of ten hoogste een geringe induktantie en liggen de transformatiespoelen L2 en L3 van de π sektie schijnbaar aan massa. De ïï sektie is zodanig 8701 64 1 δ ΡΗΝ 12.176 7 gedimensioneerd dat deze althans voor signalen in de eerste TV-frequentieband enerzijds een hoogdoorlaatflank vertoont vlak onder de laagste TV-ontvangst-frequentie bijvoorbeeld op ongeveer 45 MHz zodat ongewenste signalen, zoals bijvoorbeeld HF radio-ontvangstsignalen, 5 onderdrukt worden en anderzijds een ingangsimpedantie heeft welke althans voor de eerste TV-frequentieband voldoende nauwkeurig de antenne-impedantie benadert om binnen dit frequentiegebied acceptabele impedantie-aanpassing (staande golfverhouding tussen 1 en 3) te realiseren.

10 De impedantie van de kring 11 varieert echter sterk met de afstemfrequentie. Met behulp van de transformatiespoel L1 wordt de impedantie-variatie van deze kring 11 binnen de TV-frequentieband I aan de uitgang van de ir sektie C, L2, L3 zodanig gereduceerd dat ook hier een acceptabele verliesarme impedantie-aanpassing verkregen wordt.

15 Signalen in de eerste TV-frequentieband worden zodoende vanuit de antenne vrijwel reflektievrij en zonder merkbaar energieverlies in de kringen 21 en 31 aan de eerste HF resonantiekring 11 toegevoerd.

Voor signalen in de tweede en derde TV-frequentiebanden is de condensator C vrijwel een kortsluiting en liggen L2 en L3 20 schijnbaar gemeenschappelijk aan de uitgang van het MF-trapfilter 10.

De transformatiespoel L1 is enkele malen groter gekozen dan L2 en L3, zodat L1 de toevoer van laatstgenoemde signalen naar de eerste HF-resonantiekring 11 blokkeert. De spoelen L2 en L3, welke zoals hiervoor vermeld onderdeel uitmaken van de hoogdoorlaat π sektie C L2, L3, 25 bewerkstelligen tevens een zodanige reduktie van de impedantie-variatie van de kringen 21 en 31 dat de serieschakeling van L2 en de kring 21 voor signalen in de tweede TV-frequentieband, respektievelijk de serieschakeling van 1*3 en de kring 31 voor signalen in de derde TV-frequentieband, vrijwel reflektievrij is aangepast aan de antenne-30 impedantie.

Voor signalen in de tweede TV-frequentieband vormt de serieschakeling van L3 en de kring 31 een induktantie, waarin geen signaalverliezen optreden en omgekeerd vormt de serieschakeling van L2 en de kring 21 een nagenoeg verliesvrije induktantie voor signalen in de 35 derde TV-frequentieband. Hierdoor worden signalen in respektievelijk de tweede en derde TV-frequentieband vanuit de antenne vrijwel reflektievrij en zonder merkbaar energieverlies in de kringen 11 en 31 870 1 64 1 PHN 12.176 8 respektievelijk 11 en 21 naar de tweede respektievelijk derde HF-resonantiekringen 21 en 31 toegevoerd.

In een praktische uitvoering waarin als eerste, tweede en derde TV-frequentiebanden zoals hierboven respektievelijk de TV-5 ontvangst frequentiegebieden 50 - 160 MHz, 160 - 470 MHz en 470 - 860 MHz gekozen werden, was de weerstand R1 3 Q en waren de weerstanden R2 -en R4 van de grootte orde van 50 KQ en R3, R5, R6 van de grootte-orde van 10 KQ, de spoelen L1 - L7 respektievelijk van de grootte-orde van 350,100,100,400,30,20 en 10 nH, de condensator C ongeveer 35 pF en de 10 condensators C1 - C3 van de grootte-orde van 1 nF.

De variabele capaciteitsdioden Cv1 en Cv3 waren van het type BB 909, Cv2 en Cv4 van het type BW 801 en Cv5 van het type BB 405, terwijl de afstemspanning Vt varieerde in een spanningsbereik van 0,5 V tot 28 V.

De antenne-impedantie bedroeg 75 Q terwijl de staande golfverhouding lag 15 tussen 1 en 3.

Het spreekt vanzelf dat de uitvinding niet beperkt is tot de hiervoor besproken en in de figuur getoonde uitvoering. Zo is het zeer wel mogelijk bij een voldoende MF-signaal onderdrukking in de hoogdoorlaat ïï sektie C, L2, L3, het MF trapfilter 10 achterwege te 20 laten en/of de tweede transformatiespoel L2 met de daarmee gekoppelde tweede signaalweg 21 - 24 en de derde transformatiespoel L3 met de daarmee gekoppelde derde signaalweg 31-34 onderling van plaats te verwisselen, dat wil zeggen L3 aan de ingangszijde van de ïï sektie en L2 tesamen met L1 aan de uitgangszijde van de π sektie te 25 plaatsen. Toepassing van de uitvindingsgedachte is tevens mogelijk bij een andere keuze van TV-frequentiebanden en/of bij een indeling van het TV-frequentiegebied in meer dan 3 TV-frequentiebanden. Ook kunnen in plaats van FET's als versterkerstrappen bipolaire transistors worden gebruikt. In dat geval kan een impedantie-aanpassing tussen de HF-30 resonantiekringen enerzijds en de genoemde bipolaire transistors anderzijds worden gerealiseerd door middel van extra transformatiespoelen in plaats van variabele capaciteitsdioden.

8701 64 1

Claims (3)

1. TV-HF-ingangsschakeling voorzien van een HF- koppelinrichting via welke een antenne-ingang is gekoppeld aan eerste, tweede en derde parallel afstembare HF-resonantiekringen voor een paralelle selektie van een gewenste frequentie in eerste, tweede en 5 derde elkaar onderling in frequentie in hoofdzaak opvolgende TV-frequentiebanden, welke HF-koppelinrichting een hoogdoorlaat ïr sektie bevat voor een onderdrukking van frequenties beneden de eerste TV-frequentieband voorzien van een capacitieve langstak en eerste en tweede induktieve dwarstakken welke π sektie via een eerste serie induktantie 10 is gekoppeld aan de eerste HF-resonantiekring, met het kenmerk, dat respektievelijk in de eerste en tweede induktieve dwarstakken, tweede en derde serie induktanties van onderling gelijke grootte-orde zijn opgenomen welke enerzijds gekoppeld zijn aan weerszijden van een in de capacitieve langstak opgenomen condensator en anderzijds aan 15 respektievelijk de tweede en derde HF-resonantiekringen, welke eerste serie-induktantie althans enkele malen groter is dan elk der beide andere serie-induktanties.

2. TV-HF-ingangsschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste, tweede en derde serie-induktanties variaties in 20 de impedantie van de respektievelijk daarmee gekoppelde HF-resonantiekringen voor variaties van de afstemming binnen de respektievelijk eerste, tweede en derde TV-frequentiebanden althans gedeeltelijk compenseren en deze impedanties aanpassen aan de antenne-impedantie. 25

3. TV-HF-ingangsschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de eerste tweede en derde frequentiebanden in hoofdzaak gelegen zijn tussen respektievelijk 50 - 160 MHz, 160 - 470 MHz en 470-860 MHz, de condensator van de grootte-orde van 35 pF is en de eerste, tweede en derde serie-induktanties respektievelijk van de grootte-orde 30 zijn van 350 nH, 100 nH en 100 nH. 870164 1