DE4418432A1 - Frequenzveränderbare Oszillatoranordnung - Google Patents

Frequenzveränderbare Oszillatoranordnung

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DE4418432A1 DE4418432A DE4418432A DE4418432A1 DE 4418432 A1 DE4418432 A1 DE 4418432A1 DE 4418432 A DE4418432 A DE 4418432A DE 4418432 A DE4418432 A DE 4418432A DE 4418432 A1 DE4418432 A1 DE 4418432A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine frequenzveränderbare Oszilla­ toranordnung, die ein Verstärkernetzwerk und ein Rückkopp­ lungsnetzwerk enthält.
Frequenzveränderbare Oszillatoren werden beispielsweise als Überlagerungsoszillatoren (Lokaloszillatoren) in Tunern verwendet, um aus dem hochfrequenten Antennensignal ein Signal bei einer fest vorgegebenen Zwischenfrequenz zu erzeu­ gen. Eine solche Oszillatoranordnung ist beispielsweise in dem Lehrbuch Limann/Pelka, "Fernsehtechnik ohne Ballast", 14. Auflage, 1993, Seiten 91 bis 93, gezeigt. Dabei ist das Verstärkernetzwerk innerhalb einer integrierten Schaltung realisiert. Das Rückkopplungsnetzwerk ist als äußere Beschal­ tung der integrierten Schaltung aus diskreten Bauelementen aufgebaut. Das Verstärkernetzwerk ist symmetrisch realisiert, so daß Störeinflüsse von und nach außen nicht wirksam werden. Das Rückkopplungsnetzwerk ist umschaltbar, so daß es für beide VHF-Frequenzbänder verwendet werden kann. Das Rückkopp­ lungsnetzwerk weist allerdings den Nachteil einer unsymmetri­ schen Realisierung auf. Dies bedeutet, daß die Schaltung hochfrequenzmäßig auf Bezugspotential einwirkt. Dies hat zur Folge, daß erhöhter Aufwand zur Abschirmung und Stabilisie­ rung der Schaltung notwendig ist.
Darüber hinaus sind weitere Lösungen bekannt, bei denen zwar Oszillatoren mit symmetrischen Rückkopplungsnetzwerken ver­ sendet werden, die allerdings nicht umschaltbar sind. Für jeden der VHF-Frequenzbänder ist dann ein eigener Oszillator notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine frequenzverän­ derbare Oszillatoranordnung anzugeben, die in Bezug auf die Hochfrequenzwirkung symmetrisch arbeitet und eine Umschaltung zwischen verschiedenen Frequenzbereichen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine frequenzveränderbare Oszilla­ toranordnung gelöst, enthaltend ein Verstärkernetzwerk und ein Rückkopplungsnetzwerk, das über einen ersten und einen zweiten Anschluß an das Verstärkernetzwerk angeschlossen ist und die folgenden Merkmale aufweist: Die Reihenschaltung einer ersten und einer zweiten Schwingkreisinduktivität und einer ersten Schwingkreiskapazität ist zwischen die Anschlüs­ se geschaltet, die Schwingkreiskapazität ist mit dem zweiten Anschluß verbunden, die Reihenschaltung einer veränderbaren Schwingkreiskapazität und einer zweiten Schwingkreiskapazität ist zwischen die Anschlüsse geschaltet, an den Kopp­ lungsknoten von erster und zweiter Schwingkreisinduktivität sind Schaltmittel angeschlossen, durch die in Abhängigkeit von einem Schaltsignal der Kopplungsknoten in bezug auf Hochfrequenzsignale mit dem zweiten Anschluß verbindbar ist.
Durch die symmetrisch wirkende Schaltung ergibt sich der Vor­ teil, daß versorgungsspannungsseitig keine Störeinflüsse auf die Schaltung einwirken. Darüber hinaus bewirkt die symmetri­ sche Ausführung, daß kaum Hochfrequenzabstrahlung auftritt. Aufwendige Vorkehrungen zur Abschirmung sind deshalb nicht notwendig. Durch die Möglichkeit der Umschaltung zwischen verschiedenen Frequenzbereichen kann dasselbe Rückkopplungs­ netzwerk für beide VHF-Frequenzbänder benutzt werden. Insge­ samt ergibt sich also eine symmetrisch wirkende Schaltung mit geringem Bauelementeaufwand.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Oszillatoranordnung,
Fig. 2 ein Ersatzschaltbild des Rückkopplungsnetzwerks für einen ersten Frequenzbereich und
Fig. 3 ein Ersatzschaltbild des Rückkopplungsnetzwerks für einen zweiten Frequenzbereich.
Die Oszillatoranordnung gemäß Fig. 1 enthält einen Diffe­ renzverstärker 1 in Bipolarausführung, der üblicherweise als integrierte Schaltung realisiert wird. Eingänge 31, 34 und Ausgänge 32, 33 des Verstärkers werden nach außen geführt, um mit einem Rückkopplungsnetzwerk 100 verbunden zu werden. Das Rückkopplungsnetzwerk 100 weist einen ersten Anschluß 35 und einen zweiten Anschluß 36 auf, die jeweils über Koppelkonden­ satoren 2 . . . 5 mit den Ein- bzw. Ausgängen des Verstärkers 1 verbunden sind.
Das Rückkopplungsnetzwerk enthält zwischen den Anschlüssen 35, 36 die Reihenschaltung aus einer ersten und einer zweiten Induktivität 6, 7 und eines Kondensators 8. Die Induktivitä­ ten 6, 7 bilden hochfrequent wirksame Schwingkreisinduktivi­ täten, der Kondensator 8 eine hochfrequent wirksame Schwing­ kreiskapazität. Die Spule 6 ist dabei an den Anschluß 35 angeschlossen, der Kondensator 8 an den Anschluß 36. Der Kopplungsknoten zwischen den Spulen 6, 7 ist mit dem Bezugs­ zeichen 30 bezeichnet.
Parallel zur genannten Reihenschaltung liegt eine Reihen­ schaltung aus einem weiteren als Schwingkreiskondensator wirkenden Kondensator 15 und einer veränderbaren Kapazität 18. Die veränderbare Kapazität 18 ist als Kapazitätsdiode ausgeführt, deren Anodenanschluß an den Kondensator 15 und deren Katodenanschluß an den Anschluß 36 gekoppelt ist. Zur Gleichstromversorgung ist der Kopplungsknoten zwischen Diode 18 und Kondensator 15 über einen Widerstand 19 mit Bezugspo­ tential (Masse) verbunden. Der wirksame Kapazitätswert der Diode 18 wird über einen Anschluß 22, der über einen Wider­ stand 20 mit der Katode der Diode 18 verbunden ist, einge­ stellt. Am Anschluß 22 liegt üblicherweise eine Abstimmspan­ nung T an. Zur Entkopplung der übrigen Schaltung von Gleich­ signalanteilen wird der Knoten zwischen Widerstand 20 und Diode 18 über einen Kondensator 16 an den Anschluß 36 ange­ koppelt. Das Symbol ∞ am Kondensator 16 soll andeuten, daß dieser Kondensator für niedrigfrequente Signale und Gleich­ strom-/Gleichspannungssignale als Leerlauf, für Hochfrequenz­ signale jedoch als Kurzschluß wirkt.
Der Verbindungsknoten 30 zwischen den Spulen 6, 7 ist mit einem Schaltmittel 9, 17, 21 verbunden. Durch einen entspre­ chenden Signalpegel eines Signals S am Anschluß 21 kann der Knoten 30 hochfrequenzmäßig mit dem Anschluß 36 des Rückkopp­ lungsnetzwerks verbunden werden. Dies bewirkt, daß die Spule 7 und der Kondensator 8 unwirksam sind. Die Schaltmittel enthalten im einzelnen eine Diode 9, deren Anode mit dem Knoten 30 und deren Katode über einen Widerstand 7 mit dem Anschluß 21 verbunden ist. Die Katode der Diode 9 ist über einen Kondensator 13 mit dem zweiten Anschluß 36 des Rück­ kopplungsnetzwerks verbunden. Anodenseitig wird eine kon­ stante Spannung eingespeist, vorzugsweise in der Mitte der Versorgungsspannung. Dies erfolgt zweckmäßigerweise mittels eines zwischen die Versorgungsspannungsanschlüsse geschalte­ ten ohmschen Spannungsteilers 11, 12. Der Kondensator 13 ist wiederum derart dimensioniert, daß er für Hochfrequenzsignale als Kurzschluß wirkt. Es sind zwei weitere Kondensatoren 10, 14 vorgesehen, die parallel zur Induktivität 7 bzw. zwischen die Katode der Diode 9 und den ersten Anschluß 35 des Rück­ kopplungsnetzwerks geschaltet sind. Diese Kondensatoren 10, 14 dienen zur Gleichlaufeinstellung und zur Verbesserung des Temperaturgangs.
Die Schaltung arbeitet wie nachfolgend beschrieben: Als erster Fall wird betrachtet, daß das Signal S am Anschluß 21 einen H-Pegel aufweist. Die Diode 9 ist dann in Sperrichtung vorgespannt. Zwischen den Anschlüssen 35, 36 ist dann der in Fig. 2 gezeigte Schwingkreis wirksam. Dieser besteht im wesentlichen aus den Induktivitäten 6, 7, zu denen der Kon­ densator 8 in Reihe liegt. Parallel dazu liegt der Kondensa­ tor 15 sowie die einstellbare Kapazität 18′. Der Kondensator 14 wirkt zwischen den Anschlüssen 35, 36, der Kondensator 10 parallel zur Induktivität 7. Die einstellbare Kapazität 18′ dient zur Feinabstimmung auf den eingestellten Sender im Frequenzband.
Als zweiter Fall wird betrachtet, daß das Signal S am An­ schluß 21 einen L-Pegel aufweist. Dann ist die Diode 9 in Flußrichtung vorgespannt, so daß deren Katode über den hoch­ frequenzmäßig als Kurzschluß wirkenden Kondensator 13 mit dem Anschluß 36 verbunden wird. Dadurch werden die Kondensatoren 8, 10 und die Induktivität 7 kurzgeschlossen. Der zwischen den Anschlüssen 35, 36 wirksame Schwingkreis besteht dann im wesentlichen aus der Induktivität 6, zu der jeweils der Kondensator 14 und die Reihenschaltung aus dem Kondensator 15 und der einstellbaren Kapazität 18′ parallel liegen. Durch das Fehlen der frequenzbestimmenden Elemente 7, 8 wird der Oszillator in einem anderen Frequenzband betrieben. Mittels der einstellbaren Kapazität 18′ kann wiederum innerhalb dieses Frequenzbands auf einen speziellen Sender abgestimmt werden.

Claims (7)

1. Frequenzveränderbare Oszillatoranordnung enthaltend ein Verstärkernetzwerk (1) und ein Rückkopplungsnetzwerk (100), das über einen ersten und einen zweiten Anschluß (35, 36) an das Verstärkernetzwerk (1) angeschlossen ist und die folgen­ den Merkmale aufweist:
  • - die Reihenschaltung einer ersten und einer zweiten Schwing­ kreisinduktivität (6, 7) und einer ersten Schwingkreis­ kapazität (8) ist zwischen die Anschlüsse (35, 36) geschaltet,
  • - die Schwingkreiskapazität (8) ist mit dem zweiten Anschluß (36) verbunden,
  • - die Reihenschaltung einer veränderbaren Schwingkreis­ kapazität (18, 20, 22) und einer zweiten Schwing­ kreiskapazität (15) ist zwischen die Anschlüsse (35, 36) geschaltet,
  • - an den Kopplungsknoten (30) von erster und zweiter Schwing­ kreisinduktivität sind Schaltmittel (9, 17, 13, 21) ange­ schlossen, durch die in Abhängigkeit von einem Schaltsignal (S) der Kopplungsknoten (30) in bezug auf Hochfrequenzsi­ gnale mit dem zweiten Anschluß (36) verbindbar ist.
2. Oszillatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel umfassen:
  • - eine Diode (9), deren Anode mit dem Kopplungsknoten (30) verbunden ist und deren Katode mit einem Eingang (21) für das Schaltsignal verbunden ist,
  • - eine Spannungsquelle (11, 12), die mit der Anode der Diode (9) verbunden ist,
  • - eine erste Entkopplungskapazität (13) zur Entkopplung von Gleichsignalanteilen, durch die die Katode der Diode (9) mit dem zweiten Anschluß (36) verbunden ist.
3. Oszillatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle ein ohmscher Spannungsteiler (11, 12) ist.
4. Oszillatoranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (17) zwischen die Katode der Diode (9) und den Eingang (21) für das Schaltsignal (S) geschaltet ist.
5. Oszillatoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Anode der Diode (9) und dem mit den Schwingkrei­ sinduktivitäten (6, 7) verbunden Anschluß der Schwingkreiska­ pazität (8) ein Kondensator (10) geschaltet ist und daß zwischen die Katode der Diode (9) und den ersten Anschluß (36) ein weiterer Kondensator (14) geschaltet ist.
6. Oszillatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Schwingkreiskapazität enthält:
  • - eine Kapazitätsdiode (18), deren Anode über die zweite Schwingkreiskapazität (15) mit dem ersten Anschluß (35) verbunden ist und deren Katode über eine zweite Entkopp­ lungskapazität (16) zur Entkopplung von Gleichsignalantei­ len mit dem zweiten Anschluß (36) verbunden ist,
  • - einen Widerstand (20), der zwischen die Katode der Kapazi­ tätsdiode (18) und einen Anschluß (22) für ein Abstimmsi­ gnal (T) geschaltet ist.
7. Oszillatoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Kapazitätsdiode (18) über einen Widerstand (19) mit Bezugspotential (Masse) verbunden ist.
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