DE4418432A1 - Frequenzveränderbare Oszillatoranordnung - Google Patents
Frequenzveränderbare OszillatoranordnungInfo
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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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