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Empfangsfrequenzband-Schalter für Tuner Die Erfindung betrifft eine
Schaltungsanordnung für einen HF-Tuner, wie z. B. einen Fernseh-Tuner, bei dem Schaltdioden
zum Schalten eines Abstimm-Frequenzbandes dienen.
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Zahlreiche elektronische Tuner (Abstimmvorrichtungen oder Kanalwähler)
mit einer Kapazitätsdiode, wie z. B.
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einem Abstimm-Bauelement, verwenden eine Schaltdiode zum Schalten
von Abstirnm-Frequenzbändern (z. B. zum Schalten von Hoch- und Tiefbändern bzw.
Highband und Lowband in einem VHF-Tuner). Zum Schalten des Empfangsfrequenzbandes
in einem derartigen elektronischen Tuner wird eine Durchlaßspannung
an
die Schaltdiode in einem Frequenzband gelegt, um diese leitend zu machen, während
eine Sperrspannung in anderen Frequenzbändern angelegt wird, um die Diode zu sperren,
so daß eine Abstimminduktivität schaltbar ist. Daher sind eine positive und eine
negative Gleichspannung zum Ansteuern der Schaltdiode erforderlich. Die Verwendung
dieser bipolaren Gleichspanmtng erfordert somit eine zusätzliche Spannungsquelle
mit unterschiedlicher Polarität, da Fernsehempfänger gewöhnlich mit einer unipolaren
Spannungsquelle betrieben werden. Ein derartiges Vorgehen ist aber aufwendig.
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Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines elektronischen VHF-Tuners,
der in ewöhnlicher Weise geschaltet wird. In dieser Figur sind vorgesehen ein HF-Eingangsanschluß
1, eine Tuner-Eingangsstufe 2, ein aktives Bauelement 3 zur HF-Verstärkung, eine
mehrfach abgestimmte Zwischenstufe 4, ein aktives Bauelement 5 zur Schwingungserregung,
wie z. B. ein Transistor, ein Frequenzumsetzer 7 und ein Zwischenfrequenz-Ausgangsanschluß.
Die Tuner 2, 4, 6 haben Jeweils eine Abstimmkapazität mit Kapazitätsdioden (Kapazitäts-Variations-Dioden)
12, 13, 14, 15 und Kondensatoren 16, 17, 1S, 19, um Jeweils einer Korrektur zu folgen,
eine Abstimminduktivität mit Jeweils Spulen 24, 26, 28, 30 für Highband und Spulen
25, 27, 29, 31 für Lowband und ein Schaltglied mit Dioden 32, 33, 34, 35 zum Schalten
der Abstimminduktivität und Parallel- oder überbrückunskondensatoren 36, 37, 38,
39, die einen Gleichstrom verhindern. Ein Anschluß 9, an den eine Abstimmspannung
abgegeben wird, ist mit den Kapazitätsdioden 12, 13, 14, 15 der Tuner 2, 4, 6 Jeweils
über Widerstände 20, 21, 22, 23 verbunden. Eine Änderung der Abstimmspannung ermöglicht
eine Änderung der Abstimmfrequenz in Jedem Tuner.
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Eine Spannung zum Ansteuern der aktiven Bauelemente 3, 5, 7 (im folgenden
als +B-Spannung bezeichnet) liegt an einem Anschluß 10 zur Versorgung mit der +B-Spannung.
Ein Anschluß 11 zum Anlegen einer Bandschaltspannung ist mit den Dioden 32, 33,
34, 35 Jeweils über Widerstände 40, 41, 42, 43 verbunden. Wenn eine positive Spannung
am Anschluß 11 zum Anlegen der Bandschaltspannung liegt, um Jede Schaltdiode 32,
33, 34, 35 leitend zu machen, sind die Spulen 25, 27, 29, 31 für Lowband in Jedem
Tuner in HF-Richtung kurzgeschlossen, wobei lediglich die Highband-Spulen 24, 26,
28, 30 betrieben werden. Dies bewirkt einen Highband-Empfangsbetrieb. Das Anlegen
einer negativen Spannung an den Anschluß 11 zur Einspeisung der Bandschaltspannung
sperrt bzw.
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schaltet andererseits Jede Schaltdiode 32, 33, 34, 35 aus und bewirkt
so die Abstimminduktivität mit einer Reihenschaltung aus Spulen 24, 26, 28, 30 für
Highband und Spulen 25, 27, 29, 31 für Lowband, so daß ein Lowband-Empfangsbetrieb
vorliegt.
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Eine derartige Schaltungsanordnung erfordert Jedoch in unerwünschter
Weise eine bipolare, d. h. positive und negative Spannungsquelle zum Ansteuern der
Schaltdiode. Um die Verwendung der bipolaren Spannungsquelle-zu vermeiden, sind
gewöhnlich zwei prinzipielle Schaltungsarten vorgesehen: 1. Eine oberlagerungsschwingungs-(Überlagerungsoszillations-)
Spannung wird gleichgerichtet, um eine negative Spannungsquelle zu bilden, und 2.
Schaltdioden sind in Reihe in Gleichstromrichtung verbunden.
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Im folgenden werden die bei diesen beiden Schaltungsarten gewöhnlich
auftretenden Probleme näher erläutert.
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Die erste Schaltungsart kann mit einer zur Fig. 1 ähnlichen Schaltungsanordnung
verwirklicht werden und wird daher anhand dieser Figur erläutert. Beim Highbandempfang
liegt eine positive Spannung am Versorgungsanschluß 11 zum Schalten des Bandes,
um Jede Schaltdiode 32, 33, 34, 35 leitend zu machen. Beim Lowbandempfang ist dagegen
der Versorgungsanschluß 11 zum Schalten des Bandes mit keiner Spannung beaufschlagt
und wird offen gehalten. In diesem Zeitpunkt tritt eine negative Spannung am Anschluß
11 auf, da eine Uberlagerungsschwingungsspannung durch die Diode 35 und einen Kondensator
39 im Überlagerungsoszillator gleichgerichtet wird.
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Diese negative Spannung bewirkt, daß Jede Schaltdiode abgeschaltet
wird, und sie führt zum Lowband-Empfangsbetrieb.
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Es ist daher möglich, das Band lediglich mittels der unipolaren Spannungsversorgung
zu schalten, da die negative Spannung beim Lowbandempfang durch Gleichrichten der
Überlagerungsschwingungsspannung ohne äußere Beaufschlagung des Anschlusses 11 mit
einer negativen Spannung erzeugt wird. Diese Schaltungsart hat Jedoch die folgenden
Nachteile: Ein erster Nachteil ist eine geringe Stabilität der Überlagerungsschwingungsfrequenz.
Eine Änderung der Amplitude der Schwingungsspannung aufgrund von Änderungen der
Umgebungstemperatur oder der +B-Spannung führt zu einer Änderung der Sperrspannung
an der Schaltdiode, da diese Sperrspannung während des Lowbandempfanges durch Gleichrichten
der Überlagerungsschwingungsspannung erzeugt wird. Dies führt zu einer Änderung
der Übergangskapazität der Schaltdiode, was eine Fluktuation der Uberlagerungsschwingungsfrequenz
bewirkt.
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Ein zweiter Nachteil liegt darin, daß alle Schaltdioden in den Tunern
für ein Frequenzband (das Lowband in Fig. 1) gesperrt werden müssen, indem die Überlagerungsschwingungsspannung
gleichgerichtet verwendet wird, Diese Schaltungsart
ist z. B. dann
nicht anwendbar, wenn eine beliebige Schaltdiode in Durchlaßrichtung zur Erleichterung
des Schaltung;saufbaues während des Lowbandempfangs (mit geöffnetem Anschluß 11)
in Fig. 1 vorgespannt werden soll, Dies beruht darauf, daß ein großer Strom, der
vom Uberlagerungsoszillator abgegeben wird, in die in Durchlaßrichtung vorgespannte
Diode fließt, um eine große Last an den überlagerungsoszillator zu legen und die
normale Schwingung unmöglich zu machen.
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Der dritte Nachteil ist eine geringe AnsprechF;eschwindigkeit beim
Schalten der Schaltdiode vom leitenden in den sperren--den Zustand (vom Highband
zum Lowband in Fie. 1). Dies beruht darauf, daß die GeschwIndigkeit, mit der der
Kondensator 39 aufgeladen wird, durch die Zeitkonstante der Parallelschaltung aus
der Kapazität dieses Kondensators und den Sperr-Widerstandswerten der Schaltdioden
32, 33, 34 bestimmt ist, und diese Zeitkonstante ist groß. Um diesen dritten Nachteil
auszuschließen, kann der Anschluß 11 mit einem Widerstand geerdet sein, dessen Widerstandswert
viel kleiner als der Sperr-Widerstandswert der Dioden ist. Diese Möglichkeit ist
Jedoch aufgrund der Erläuterungen zum zweiten Nachteil ungünstig, da der Widerstand
für den Überlagerungsoszillator eine Last darstellt.
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Im folgenden wird die zweite Schaltungsart näher erläutert.
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Bei dieser sind die Schalt dioden in Reihe in Gleichstromrichtung
vorgesehen. Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines elektronischen VHF-Tuners,
der diese Schaltungsart verwendet. In der Fig. 2 sind einander entsprechende Bauelemente
mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1.
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Weiterhin sind Parallel- oder überbrückungskondensatoren 46, 47 und
48 zum Sperren des Gleichstromes vorgesehen. Ein Anschluß 44 zum Anlegen der +B-Spannung
während des Highbandempfanges ist über einen hochohmigen Widerstand 53 geerdet.
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Ein Anschluß 45 zum Anlegen der +B-Spannung während des Lowbandempfanges
ist über einen Widerstand 54 Jeweils mit den aktiven Bauelementen 3, 5, 7 und den
Schaltdioden 32, 33, 34, 35 verbunden. Hochohmige Widerstände 49, 50, 51, 52 sind
mit den entsprechenden Schaltdioden parallel geschaltet und versorgen die Schaltdioden
mit einer gewünschten Sperrspannung, wenn sie im ausgeschalteten Zustand betrieben
werden.
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Anhand der Fig. 2 wird im folgenden die zweite Schaltungsart näher
beschrieben.
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Die +B-Spannung liegt am Anschluß 44 während des Highbandempfanges
mit geöffnet gehaltenem Anschluß 45. In diesem Zeitpunkt wird die +B-Spannung an
Jedes aktive Bauelement 3, 5, 7 über die entsprechenden Schaltdioden gelegt, so
daß Jede Schaltdiode leitend gemacht wird und Jedes aktive Bauelement in Betrieb
ist. Während des Lowbandempfangs liegt dagegen am Anschluß 45 die +B-Spannung, während
der Anschluß 44 offen gehalten ist. In diesem Fall liegt die +B-Spannung an Jedem
aktiven Bauelement 3, 5, 7 über den Widerstand 54, und Jede Schaltdiode empfängt
eine Sperrspannung proportional zum Widerstandswert Jedes Widerstandes 49, 50, 51,
52 und wird abgeschaltet. Mit dieser Schaltungsart ist es daher möglich, Jede Schaltdiode
mittels der unipolaren Spannungsversorgung in den leitenden und den ausgeschalteten
Zustand zu schalten. Weiterhin empfängt bei diesem Verfahren die Schaltdiode die
Sperrspannung zwangsweise von außerhalb des Tuners im ausgeschalteten Zustand. In
dieser Hinsicht verbessert
die Schaltungsart wesentlich den Nachteil,
der während des Lowbandempfanges bei der ersten Schaltungsart auftritt; die gerade
beschriebene Schaltungsart hat Jedoch auch die folgenden Nachteile: Zunächst liegt
während des Highbandempfanges die +B-Spannung an Jedem aktiven Bauelement über alle
Schaltdioden, die während dieser Zeit die Durchlaßspannung empfangen, so daß die
an Jedem aktiven Bauelement liegende +B-Spannung um einen Betrag entsprechend dem
Durchlaßspannungsabfall aufgrund aller Dioden abfällt (ungefähr 0,7 V x 4 = 2,8
V beim Beispiel der Fig. 2), so daß der Wirkungsgrad bei der Spannungsversorgung
verringert wird. Es treten keine Probleme auf, wenn die Versorgungsspannung am Anschluß
44 ausreichend groß ist. Wenn Jedoch berücksichtigt wird, daß ein gewöhnlicher Tuner
insbesondere mit einer Spannungsquelle angesteuert wird, deren Spannung etwa 12
V beträgt, so ist es unerwünscht, die Dioden durch eine derartige Spannungsquelle
oder andere Quellen anzusteuern, deren Spannungen niedriger als diese ist.
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Weiterhin wird die +B-Spannung an Jedes aktive Bauelement über den
Widerstand 54 während des Lowbandempfanges gelegt, d. h., wenn die Schaltdiode im
ausgeschalteten Zustand verwendet wird. Der Widerstand 54 dient zum Erzeugen einer
Spannung, die an Jedes aktive Bauelement gelegt wird und so groß wie die Spannung
während des Highbandempfanges ist.
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Mit anderen Worten, da die Spannung am Anschluß 44 während des Highbandempfanges
ini allgemeinen gleich der Spannung am Anschluß 45 während des Lowbandempfanges
ist, wird ein Spannungsabfall während des Lowbandempfanges durch den Widerstand
54 um einen Betrag entsprechend dem Durchlaßspannungsabfall
aufgrund
der Schaltdiode während des Highbandempfanges verursacht, um so im wesentlichen
die gleichen +B-Spannungen zu erzeugen, die am aktiven Bauelement im Highband und
im Lowband liegen. Im Tuner ändert sich Jedoch der vom Anschluß 45 fließende Gleichstrom
abhängig von der Verstärkungsdämpfung, da die Verstärkungssteuerung insbesondere
durch Ändern des Betriebsgleichstromes des HF-Verstärkungs-Bauelements 3 durchgeführt
wird. Dies bewirkt daher die Änderung des Spannungsabfalles aufgrund des Widerstandes
54 und auch die Änderung der +B-Spannung an Jedem aktiven Bauelement 3, 5, 7. Dies
ist Jedoch unerwünscht, da Vorspannungen für Jedes aktive Bauelement 3, 5, 7 nicht
nur abhängig von der Verstärkungsdämpfung verschieden sind, sondern sich auch die
Sperrspannung an der Schaltdiode 35 im überlagerungsoszillator ändert, mit dem Ergebnis,
daß die überlagerungsschwingungsfrequenz fluktuiert oder der Frequenz-Umsetz-Verstärkungsfaktor
abnimmt.
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Um diese Probleme während des Lowbandempfanges zu vermeiden, kann
die gleiche Anzahl Dioden wie Schaltdioden anstelle des Widerstandes 54 vorgesehen
werden. Dies ist Jedoch sehr aufwendig und daher unerwünscht.
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Die bestehenden Schaltungsanordnungen wurden oben anhand der drei
Schaltungsarten erläutert; Jede dieser Schaltungsarten hat bestimmte Nachteile,
die im einzelnen beschrieben wurden.
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Im folgenden sind die Hauptnachteile der bestehenden Schaltungsarten
zusammengefaßt: 1. Bei der ersten Schaltungsart ist eine bipolare Positiv-Negativ-Gleichstromquelle
erforderlich;
2. bei der zweiten Schaltungsart ist die Überlagerungsschwingungsfrequenz
wenig stabil, da die Überlagerungsschwingungsspannung als Sperrspannung an der Schaltdiode
im Überlagerungsoszillator in dem Frequenzband gleichgerichtet wird, in dem die
Schaltdiode im gesperrten Zustand verwendet werden soll; und 3. bei der dritten
Schaltungsart liegt die +B-Spannung am aktiven Bauelement über alle Schalt dioden
oder Widerstände, so daß der Spannungsabfall aufgrund dieser Dioden oder Widerstände
so groß ist, daß der Wirkungsgrad der Spannungsversorgung abfällt und die überlagerungsschwingungsfrequenz
während der Verstärkungsdämpfung ebenfalls abnimmt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Empfangsfrequenzband-Schalter
anzugeben, der nicht die oben erläuterten Nachteile hat und ein Bandschalten lediglich
mit einer unipolaren Spannungsquelle ausführen kann.
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Der erfindungsgemäße Empfangsfrequenzband-Schalter für Tuner mit
einem aktiven Bauelement, wie vorzugsweise einem Transistor, zur HF-Verstärkung,
Frequenzumsetzung oder über lagerungsschwingungserzeugung und mit mehreren Schaltdioden
zum Schalten einer H?-Schaltung, die durch eine Gleichspannung angesteuert sind,
um ein Empfangsfrequenzband (z. B.
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Low- oder Highband für VHF) zu schaltern, zeichnet sich dadurch aus,
daß ein eIgener Gleichspannungsanschluß zum Ansteuern des aktiven Bauelements (zur
ausschließlichen Verwendung) für jedes Frequenzband vorgesehen ist. In einem Frequenzband
(z. B. im Highband bei den bereits bestehenden Schaltungsanordnungen), in dem eine
Schaltdiode in einem Überlagerungsoszillator im leitenden Zustand verwendet wird,
sind
Dioden so angeordnet, daß mehr als eine von allen Schaltdioden, die im leitenden
Zustand verwendet werden, einschließlich der Schaltdiode im Überlagerungsoszillator,
zwischen dem aktiven Bauelement und dem eigenen Anschluß (für die ausschließliche
Verwendung) in diesem Frequenzband liegt, während die übrigen Dioden zwischen dem
eigenen Anschluß (für ausschließliche Verwendung) und Erde oder einem beliebigen
anderen Konstantspannungsanschluß liegen, um alle Dioden leitend zu machen, wenn
eine Gleichspannung zum Ansteuern des aktiven Bauelementes am eigenen Anschluß (für
ausschließliche Verwendung) liegt. Jedes Frequenzband kann wahlweise empfangen werden,
indem die Gleichspannung zum Ansteuern des aktiven Bauelements an einen der eigenen
Anschlüsse (für ausschließliche Verwendung) in Jedem Frequenzband gelegt wird In
einem Empfangsfrequenzband, in dem die Schaltdiode im Überlagerungsoszi llator im
ausgeschalteten Zustand verwendet wird, empfängt die Schalt diode eine ausreichend
tiefe Sperrspannung, und der Spannunv;sabfall zwischen dem aktiven Bauelement und
dem Anschluß zum Anlegen der Gleichspannung (+B-Spannung) zum Ansteuern des aktiven
Bauelements kann auf einen erforderlichen Mindestwert verringert werden. Auf diese
Weise überwindet die Erfindung die Nachteile einer Verringerung des Wirkungsgrades
der Spannungsversorgung (Versorgungsspannungsabfall) und einer geringen Stabilität
der Überlagerungsschwingungsfrequenz bei den bestehenden Empfangsfrequenzband-Schaltern.
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Die Erfindung sieht also eine Schaltungsanordnung zum Schalten eines
Empfangsfrequenzbandes in einem Tuner vor, bei der eigene Gleichspannungs-Versorgungsanschlüsse
(zur ausschließlichen Verwendung) zum Ansteuern eines aktiven Bauelements, wie z.
B. eines Transistors, vorgesehen sind, der in einem HF-Verstärker, einem Frequenzumsetzer
oder einem Überlagerungsoszillator verwendet wird. In einem
Frequenzband,
in dem eine Schaltdiode im Überlagerungsoszillator im leitenden Zustand verwendet
wird, ist mehr als eine von allen Schaltdioden, die im leitenden Zustand verwendet
werden, einschließlich der Schaltdiode im Überlagerungsoszillator mit dem eigenen
Anschluß (für ausschließliche Verwendung) in diesem Band und dem aktiven Bauelement
verbunden, während die übrigen Dioden zwischen dem eigenen Anschluß (für ausschließliche
Verwendung) und einem Konstantspannungsanschluß liegen, so daß alle Dioden leitend
gemacht werden können, wenn der eigene Anschluß (für ausschließliche Verwendung)
die Gleichspannung zum Ansteuern des aktiven Bauelements empfängt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig, 1 und 2 Schaltbilder herkömmlicher elektronischer VHF-Tuner; Fig.
3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und Fig. 4-19 Schaltbilder
weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Im folgenden wird die Erfindung in Einzelheiten anhand der Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel dient zum Schalten
eines Highbandes und eines Lowbandes in einem VHF-Tuner wie beim herkömmlichen Beispiel.
Die Dioden 32, 33, 34, 35 zum Schalten von Abstimminduktivitäten in Jedem Tuner
2, 4, 6 sind so in Gleichstromrichtung angeordnet,
daß die Schaltdiode
35 für den Überlagerungsoszillator zwischen dem +B-Spannungsversorgungsanschluß
44 für das Highband und Jedem aktiven Bauelement 3, 5, 7 liegt, während die übrigen
Schaltdioden 32, 33, 34 zwischen dem Anschluß 44 und Erde über die Widerstände 40,
41, 42 vorgesehen sind.
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Zum leichteren Verständnis des oben erläuterten Schaltungsaufbaues
dient Fig. 4, die lediglich die Gleichstromverbindung des Schaltgliedes in Fig.
3 zeigt.
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In der Fig. 4 ist Jedes aktive Bauelement 3, 5, 7 in Fig. 3 allgemein
mit dem Bezugszeichen 55 versehen, Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
wird die Schaltdiode 35 im überlagerungsoszillator in Durchlaßrichtung leitend gemacht,
um die +B-Spannung an das aktive Bauelement 55 zu legen und einen Durchlaßstrom
entsprechend Jedem Widerstandswert der Widerstände 40, 41, 42 an die Schaltdioden
32, 33, 34 abzugeben, wenn die +B-Spannung am Anschluß 44 liegt, der geöffnet gehalten
ist. Die Schaltdioden 32, 33, 34, 35 werden daher leitend gemacht, um den Highbandempfang
zu erzielen. Wenn dagegen die +B-Spannung am Anschluß 45 bei geöffnetem Anschluß
44 liegt, empfängt die Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator eine Sperrspannung
entsprechend der +B-Spannung, da der Anschluß 44 über den Widerstand 53 geerdet
ist, während die anderen Dioden 32, 33, 34 auf Nullpotential liegen, wie dies aus
Fig. 4 folgt. Daher sind alle Schaltdioden ausgeschaltet, und es liegt der Lowbandempfang
vor.
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Aus dem vorliegenden Ausführungsbeispiel folgt, daß das Frequenzband
des Highbandes und des Lowbandes lediglich mit der unipolaren Spannung (+B-Spannung)
geschaltet werden kann. Weiterhin ist der Abfallpegel der +B-Spannung am
aktiven
Bauelement 5 während des Highbandempfanges lediglich bei ungefähr 0,7 V entsprechend
der Durchlaßspannung einer einzigen Diode. Daher können die Nachteile der bereits
bestehenden und anhand der Fig. 2 erläuterten Schaltungen überwunden werden. Weiterhin
empfängt während des Lowbandempfanges die Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator
eine ausreichend große Sperrspannung, die nicht der Änderung abhängig von der Verstärkungsdämpfung
wie bei den bestehenden Schaltungsanordnungen unterworfen ist, so daß die Stabilität
in der Überlagerungsschwingungsfrequenz gut ist und alle Nachteile der bestehenden
Schaltungsanordnungen überwunden sind.
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Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Schaltdioden
32, 33, 34 in den Schaltgliedern anders als der Überlagerungsoszillator 6, beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zwischen dem Anschluß 44 und Erde, nunmehr zwischen
dem Anschluß 44 und dem aktiven Bauelement 55 wie die Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator
liegen. Die Nachteile der bestehenden Schaltungsanordnungen werden wie beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 3 überwunden. Die Fig. 6 zeigt die Gleichstromverbindung der Schaltdioden
von Fig. 5. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, empfangen die Schaltdioden 32, 33, 34 in
der Schaltung anders als der Überlagerungsoszillator 6 auch eine Sperrspannung entsprechend
der +B-Spannung während des Lowbandempfangs und haben so den Vorteil einer geringeren
Übergangskapazität und einer größeren Sperrfähigkeit als die Schaltdioden beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 3.
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Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Widerstände 40, 41 42,
43 zur Steuerung des Durchlaßstromes dienen, der in die Schaltdioden 32, 33, 34
während des Highbandempfanges fließt, aber sie können weggelassen werden, wenn die
Schaltdioden
32, 33, 34, 35 verwendet werden, die nur eine kleine
Unregelmäßigkeit in der Durchlaßspannung haben. Diese Widerstände haben, selbst
wenn erforderlich, einen sehr kleinen Einfluß auf den auf ihnen beruhenden +B-Spannungs
ab fall während des Highbandempfanges ohne Jeden Nachteil der bestehenden Schaltungsanordnungen,
da ihr Widerstandswert etwas größer als der Durchlaßwiderstand der Diode ist.
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Wie aus dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel folgt, können die
Schaltdioden 32, 33, 34 anders als die Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator
6 zwischen dem Anschluß 44 und Jedem anderen Konstantspannungsanschluß vorgesehen
sein, wenn der Durchlaßstrom in diese fließt, während am Anschluß 44 die +B-Spannung
liegt. Die Fig. 7 zeigt hierfür ein besonderes Ausführungsbeispiel. In Fig. 7 ist
lediglich die Gleichstromverbindung der Schaltdioden dargestellt, wobei die Schaltdioden
32, 33, 34 zwischen dem Anschluß 44 und einem Spannungsanschluß liegen, bei dem
die +B-Spannung am aktiven Bauelement 55 durch Widerstände 56, 57 geteilt wird,
um die mit der Erfindung angestrebten Wirkungen zu erzielen. In diesem Fall empfängt
Jede Schaltdiode eine ausreichend große Sperrspannung während des Lowbandempfangs,
so daß die Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator 6 durch Jede andere Diode 32,
33, 34 ersetzt werden kann, während die mit der Erfindung angestrebten Wirkungen
erzielt werden.
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Die Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, und in Fig. 9
ist hierfür die Gleichstromverbindung dargestellt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Schaltdioden 32, 33, 34, die bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
in Gleichstromrichtung parallel geschaltet sind, nunmehr in Reihe zwischen dem Anschluß
44 und
Erde mit den gleichen Wirkungen vorgesehen. Weiterhin zeigt
die Fig. 10 die Gleichstromverbindung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem
die Schaltdioden 32, 33, 34 in Reihe und parallel geschaltet sind. Offenbar können
die Schaltdioden in Jeder Anordnung mit den gleichen Vorteilen vorgesehen sein,
obwohl die Dioden 33, 34 in Reihe und die Diode 32 hierzu parallel beim Ausführungsbeispiel
der Fig.
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10 vorgesehen sind. Weiterhin folgt daraus, daß die Schaltdioden 32,
33, 34 zwischen dem Anschluß 44 und einem anderen Konstantspannungsanschluß, wie
in den Fig. 6 und 7 dargestellt, mit den gleichen Vorteilen liegen können, obwohl
die Dioden 32, 33, 34 bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 8-10 zwischen dem Anschluß
44 und Erde vorgesehen sind.
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Die Fig. 11-13 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei oder
mehr Dioden in Reihe zwischen dem +B-Spannungsanschluß 44 für Highband und dem aktiven
Bauelement 55 liegen, wobei die gleichen Vorteile wie bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen
erzielt werden, die die Nachteile der bereits bestehenden Schaltungsanordnungen
überwinden. In Fig. 11 liegen die Schaltdiode 32 in der Abstimmeingangsstufe 2 und
die Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator in Reihe in Gleichstromrichtung zwischen
dem +B-Spannungs anschluß 44 für Highband und dem aktiven Bauelement 55, während
die Schaltdioden 33, 34 in der mehrfach abgestimmten Zwischenstufe 4 zwischen dem
Anschluß 44 und Erde vorgesehen sind. Die Gleichstromverbindung dieses Ausführungsbeispiels
ist in Fig. 12 dargestellt, wobei Widerstände 49, 52 zur Steuerung der Sperrspannung
an den Schaltdioden während des Lowbandempfangs dienen. Während des Lowbandempfanges
liegt an den Dioden 32, 35 eine Sperrspannung, die durch
Teilen
der +B-Spannung mit dem Widerstandsverhältnis der Widerstände 49, 52, 53 bestimmt
ist, und diese Dioden werden gesperrt. Die Schaltdioden 33, 34 sind dagegen auf
Nullpotential und ebenfalls gesperrt bzw. ausgeschaltet. Während des Highbandempfangs
sind alle Schaltdioden leitend, um das aktive Bauelement 55 mit der +B-Spannung
über die Schaltdioden 32, 35 zu versorgen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
wächst die zwischen dem Anschluß 44 und dem aktiven Bauelement einzufügende Diode
in der Anzahl im Vergleich mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen, so daß
der Abfallpegel der +B-Spannung am aktiven Bauelement 55 während des Highbandempfangs
entsprechend zunimmt, sie wird Jedoch halb so stark wie der Pegel bei der bekannten
Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verringert, so daß sich die gleichen Vorteile wie
beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel ergeben. Die Schaltdioden 32, 35 in Fig.
12 können mit den gleichen Vorteilen voneinander ersetzt werden. Weiterhin können
die Schaltdioden 32, 34 an das aktive Bauelement 55 oder Jede andere Konstantspannungsquelle
angeschlossen sein, wobei die gleichen Vorteile wie bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen
erreicht werden, obwohl sie in Fig. 12 geerdet sind. Weiterhin können die Schaltdioden
zwischen dem Anschluß 44 und dem aktiven Bauelement 55 aus Dioden einschließlich
der Schaltdiode im Uberlagerungsoszillator mit den gleichen Vorteilen bestehen,
obwohl sie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Diode 35 im Überlagerungsoszillator
und die Diode 12 in der Eingangsstufe umfassen.
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Die Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel und insbesondere
dessen Gleichstromverbindung. In den Fig. 11 oder 12 liegen die Schaltdioden 33,
34 zwischen dem Anschluß
44 und Erde. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
liegen sie Jedoch zwischen einer Verbindungsstelle 57 der Schaltdioden 32 und 35
und Erde mit den gleichen Vorteilen. Ein Widerstand 56 hält die Verbindungsstelle
57 im wesentlichen während des Lowbandempfanges auf Nullpotential.
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Die Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung,
bei der eine Schaltdiode vorgesehen ist, die während des Lowbandempfanges im leitenden
Zustand verwendet wird. Bei der Schaltungsanordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels
hat die Eingangs stufe 2 ein Bandpaßfilter. Die Eingangsstufe 2 in Fig. 14 hat ein
Bandpaßfilter mit Induktivitäten (Spulen) 58, 59, 60 und Kondensatoren 61, 62, 63,
um ein Lowbandsignal zu leiten und ein anderes Signal als das Lowbandsignal zu sperren,
und ein anderes Bandpaßfilter mit Induktivitäten (Spulen) 64, 65, 66 und Kondensatoren
67, 68, 69, um ein Highbandsignal zu leiten und ein anderes Signal als das Highbandsignal
zu sperren. Diese beiden Bandpaßfilter werden durch Dioden 73, 74 geschaltet, um
das Empfangsband zu schalten. Das Anlegen der +B-Spannung an den Anschluß 44 mit
geöffnetem Anschluß 45 bewirkt, daß die Diode 73 leitend und die Diode 74 gesperrt
wird, so daß die Eingangs stufe 2 lediglich das zum Highbandempfang betriebene Bandpaßfilter
zum Leiten des Highbandsignales aufweist. Das Anlegen der +B-Spannung an den Anschluß
45 mit offenem Anschluß 44 bewirkt andererseits, daß die Dioden 73 gesperrt und
die Diode 74 leitend wird, so daß die Eingangsstufe lediglich das Bandpaßfilter
zum Leiten des betriebenen Lowbandsignales hat und zum Lowbandempfang geschaltet
wird.
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Wie oben erläutert wurde, erfordert die in Fig. 14 dargestellte
Schaltung
eine Schaltdiode, die während des Lowbandempfangs leitet. Hierzu ist lediglich eine
ohne großen Aufwand durchzuführende Änderung der Schaltung erforderlich, um die
Nachteile der bekannten Schaltungen zu überwinden.
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Die Fig. 15 zeigt die Gleichstromverbindung der Schaltdioden in Fig.
14. Aus dieser Figur geht hervor, daß die Vorteile der Erfindung erzielt werden,
indem die im leitenden Zustand im Lowbandempfang zu verwendende Schaltdiode zwischen
den +B-Spannungsanschluß 45 für das Lowband und das aktive Bauelement 55 bei den
vorherigen Ausführungsbeispielen geschaltet wird. Ein Widerstand 75 hält den Anschluß
45 im wesentlichen auf Nullpotential während des Highbandempfangs. Bei einer derartigen
Schaltungsanordnung bewirkt das Anlegen der +B-Spannung an den Anschluß 44 mit geöffnetem
Anschluß 45, daß alle Schaltdioden 33, 34, 35, 73 leitend werden und die Diode 74
die Sperrspannung entsprechend der +B-Spannung empfängt und für Highbandempfang
gesperrt wird, während das Anlegen der +B-Spannung an den Anschluß 45 mit geöffnetem
Anschluß 44 bewirkt, daß die Diode 74 leitend wird und die Dioden 33, 34, 35, 73
für den Lowbandempfang gesperrt werden. Es braucht nicht besonders darauf hingewiesen
werden, daß die Schwierigkeiten der bestehenden Schaltungen nicht auftreten, da
an der Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator während des Lowbandempfanges eine
ausreichende Sperrspannung liegt.
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Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen wurde eine Schaltung erläutert,
bei der eine Diode während des Lowbandempfanges leitend sein soll, aber es ist selbstverständlich,
daß mehrere Dioden bei einer Schaltungsanordnung leitend sein können, bei der sie
in ähnlicher Weise vorgesehen sind wie die mit dem Anschluß 44 verbundene Schaltdiode
oder eine Schaltungsanordnung wie in den Fig. 3 bis 13.
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Die Fig. 16 zeigt die Gleichstromverbindung eines anderen Ausführungsbeispiels,
bei dem Schaltdioden im leitenden Zustand während des Lowbandempfanges verwendet
werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegen die Schaltdioden 33, 34 zwischen
den Anschlüssen 44 und 45 und sind leitend, wenn die +B-Spannung am Anschluß 44
vorgesehen ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders geeignet, wenn an den Dioden
33, 34 während des Lowbandempfanges eine niedrige Sperrspannung liegt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel empfangen die Schaltdioden 33, 34 eine Sperrspannung entsprechend
der +B-Spannung während des Lowbandempfanges (wobei der Anschluß 45 die +B-Spannung
empfängt und der Anschluß 44 geöffnet ist), so daß ein Schaltglied mit großer Sperrfähigkeit
entsteht. Die Diode 73 kann, wenn erforderlich, zwischen den Anschlüssen 44 und
45 liegen. Weiterhin kann die Schaltdiode 35 im Überlagerungsoszillator zwischen
den Anschlüssen 44 und 45 vorgesehen sein, wobei die Vorteile der Erfindung erzielt
werden, da an der Diode zwischen den Anschlüssen 44, 45 die niedrige (tiefe) oder
kleine Sperrspannung während des Lowbandempfanges liegt. Die Vorteile der Erfindung
werden auch erreicht, indem z. B. die Schaltdiode 33 oder 34 in der mehrfach abgestimmten
Zwischenstufe von Fig. 16 durch die Schaltdiode 35 im Uberlagerungsoszillator ersetzt
wird.
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Bisher wurde die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert,
bei denen zwei Bänder geschaltet werden; die Erfindung ist Jedoch auch vorteilhaft
zum Schalten von mehr als drei Bändern anwendbar. Dies wird an einem besonderen
Ausführungsbeispiel erläutert, das in Fig. 17 dargestellt ist. Die Fig. 17 zeigt
ein Blockschaltbild eines Tuners
für einen Fernsehempfänger, der
zum Empfang von drei Bändern, Lowband in VHF, Highband in VHF und UHF-Band, geeignet
ist. In dieser Figur sind Abstimminduktivitäten 78, 79, 80, 81 für ein UHF-Band
in Jedem Tuner, eine Koppelinduktivität 82 für UHF-Band in der mehrfach abgestimmten
Zwischenstufe, HF-Schaltdioden 83, 84, 85, 86, Gleichstrom-Sperr-Parallel-Kondensatoren
87, 38, 89, 90, Widerstände 91, 92, 93 zum Sperren des Gleichstrom-Durchlaßstromes
in den Schaltdioden 83, 84, 85 und ein Widerstand 94 zum Halten eines +B-Spannungsanschlusses
95 für UHF-Band auf Nullpotential bei geöffnetem Anschluß 95 vorgesehen. Die übrigen
Bauelemente arbeiten auf ähnliche Weise wie die mit den gleichen Bezugszeichen versehenen
Bauelemente der oben erläuterten Ausführungsbeispiele.
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Die Fig. 18 zeigt die Gleichstromverbindung der Schaltdioden in Fig.
17. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 17 und 18 näher erläutert. Während
des Empfangs des UHF-Bandes liegt am Anschluß 95 die +B- tpannung, und die Anschlüsse
44, 45 werden geöffnet. Während dieser Zeit wird die +B-Spannung an das aktive Bauelement
55 über die Schaltdiode 86 im Überlagerungsoszillator abgegeben, um die Schaltdiode
86 leitend zu machen und die Schaltdioden 83, 84, 85 so vorzuspannen, daß sie leitend
werden. Als Ergebnis sind die Abstimminduktivitäten in Jedem Tuner 2, 4, 6 und die
Spulen 24 bis 31 für High- oder Lowband in VHF in Richtung der Hochfrequenz kurzgeschlossen,
und lediglich die Induktivitäten 78, 79, 80, 81 für UHF-Band werden für UHF-band-Empfang
betrieben. Während des Highbandempfangs in VHF empfängt der Anschluß 44 die +B-Spannung
und die anderen Anschlüsse 45, 95 werden geöffnet. Während dieser Zeit werden auch
die Schaltdioden 32, 33, 34, 35 aus den gleichen
Gründen leitend
gemacht, die oben beim UHF-Band-Empfang erläutert wurden. Die Schaltdiode 86 im
Uberlagerungsoszillator empfängt dagegen eine Sperrspannung im wesentlichen entsprechend
der +B-Spannung. Dadurch wird bewirkt, daß die Diode 86 gesperrt wird und die Schaltdioden
83, 84, 85 auf Nullpotential geführt und ebenfalls gesperrt werden, so daß die Abstimminduktivität
in Jedem Tuner 2, 4, 6 Jeweils eine Serieninduktivität der Bauelemente 78 und 24,
eine Serieninduktivität der Bauelemente 79 und 26 und eine Serieninduktivität der
Bauelemente 81 und 30 aufweist, um einen Highbandempfangsbetrieb zu bewirken. Während
des Lowbandempfangs in VHF liegt die +B-Spannung am Anschluß 45, wobei der andere
Anschluß 44,95 geöffnet ist. Während dieser Zeit sind die Schaltdioden 35, 86 in
Sperrichtung um einen Betrag entsprechend der +B-Spannung vorgespannt und werden
gesperrt, während die anderen Dioden 32, 33, 34, 83, 84, 85 im wesentlichen auf
Nullpotential gehalten und ebenfalls gesperrt werden, so daß die Abstimminduktivität
in Jedem Tuner eine Serieninduktivität mit den Induktivitäten für UF-Band, den Induktivitäten
für Highband in VHF und den Induktivitäten für Lowband in VHF aufgrund der oben
erläuterten Ausführungen zum Highbandempfangsbetrieb aufweist. Dies bewirkt den
Lowbandempfangsbetrieb. Daraus folgt, daß die drei Bänder mit einer unipolaren Spannungsversorgung
(+B-Spannung) geschaltet werden können. Während des Lowbandempfanges haben die Schaltdioden
35, 86 im Überlagerungsoszillator eine ausreichend große Sperrspannung. Auch im
Highbandempfangsbetrieb liegt an der Schaltdiode 86 eine ausreichend große Sperrspannung.
Dies zeigt die gute Stabilität in der überlagerungsschwingungsfreqllenz und gewährleistet,
daß die bei den bisher bestehenden Schaltungsanordnungen auftretenden Probleme nicht
vorliegen. Weiterhin ist die Größe des Spannungsabfalles der +B-Spannung sehr klein
(ungefähr
0,7 V entsprechend der Durchlaßspannung einer Diode)
während des UHF-Band-Empfangs und des Highbandempfangs in VHF, so daß bei gutem
Wirkungsgrad der Spannungsversorgung die bei den bisher bestehenden Schaltungsanordnungen
auftretenden Probleme nicht vorliegen.
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Eine Schaltungsanordnung zum Schalten von drei oder mehr Bändern
kann entsprechend der Schaltungsanordnung in Fig. 3 bis 16 für Schalten von zwei
Bändern aufgebaut werden, ohne auf Schaltungsanordnungen zum Schalten Jeder Diode
beschränkt zu sein, die anhand des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert wurden.
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Die Fig. lg zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel zum Schalten von
drei Bändern. Dies ist eine Schaltungsanordnung, bei der die sechs Widerstände 40,
41, 42, 91, 92, 93 zum Steuern des in die Schaltdioden 32, 33, 34, 83, 84, 85 bei
der Schaltung der Fig. 17 oder 18 fließenden Durchlaßstromes auf drei Widerstände
96, 97, 98 verringert sind.
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Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Schalt dioden 83, 84,
85, die im ausgeschalteten Zustand im wesentlichen auf ullpotential während des
Highbandempfangs in Fig. 18 sind, im gesperrten oder ausgeschalteten Zustand verwendet
werden können, indem sie eine Sperrspannung im wesentlichen entsprechend der +B-Spannung
empfangen. Mit anderen Worten, das Anlegen der ausreichend großen Sperrspannung
bewirkt, daß die Übergangskapazität der Schaltdioden 83, 84, 85 klein wird und verbessert
die HF-Sperrfähigkeit.
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Die Erfindung wurde in Einzelheiten anhand besonderer Ausführungsbeispiele
mit den Fig. 3 bis 19 näher erläutert; ihre Wirkungen und Vorteile werden im folgenden
nochmals
zusammengefaßt: (1) Mehrere Frequenzbänder können mit
lediglich der unipolaren Spannungsquelle geschaltet werden.
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(2) Die Schaltdiode im Überlagerungsoszillator empfängt eine ausreichend
große Sperrspannung in einem Frequenzband, in dem sie gesperrt oder ausgeschaltet
verwendet werden muß, so daß eine gute Stabilität in der Überlagerungsschwingungsfrequenz
entsteht.
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(3) Der Abfallpegel der +B-Spannung am aktiven Bauelement wird auf
einen erforderlichen Mindestwert verringert, da der erforderliche Mindestwert an
Schaltdioden zwischen dem aktiven Bauelement und dem Anschluß zum Einspeisen der
+B-Spannung zur Ansteuerung des aktiven Bauelements liegen muß. Dies gewährleistet
daher einen hohen Betriebswirkungsgrad in der Spannungsversorgung, keine Fluktuation
der Spannung am aktiven Bauelement während der Verstärkungsdämpfung, wie dies bei
der Erläuterung der bereits bestehenden Schaltungsanordnungen beschrieben wurde,
und keine Fluktuation der Sperrspannung an der Schaltdiode im Überlagerungsoszillator
mit dem Ergebnis einer guten Stabilität in der Überlagerungsschwingungsfrequenz.
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(4) Der erfindungsgemäße Empfangsfrequenz-Schalter kann einfach aufgebaut
werden, wobei die Anzahl der Bauelemente im Vergleich zu den bestehenden Schaltungsanordnungen
nicht merklich erhöht ist.
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Wie oben erläutert wurde, ist der erfindungsgemäße Empfangsfrequenzband-Schalter
für Tuner vorteilhaft und überwindet die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen.
Bei
den erläuterten Ausführungsbeispielen sind die Schaltdioden in einer Schaltungsanordnung
vorgesehen, in der eine positive Spannungsquelle zum Ansteuern des aktiven Bauelements
dient; die Schaltdioden können Jedoch selbstverständlich in ihrer Richtung auch
umgekehrt angeschlossen werden, wobei die gleichen Wirkungen für eine Schaltungsanordnung
erzielt werden, bei der eine negative Spannungsquelle vorgesehen ist.