NL8301099A - Afstembare ontvangeringangsschakeling. - Google Patents

Description

W r m Q 82.021 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabri&ken te Eindhoven "Afstembare ontvangeringangsschakeling"

De uitvinding heeft betrekking qp een afstembare ontvangeringangsschakeling bevattende een versterkende driepoolschakeling, een afstembaar resonantie netwerk met de karakteristiek van een serieresonantiekring, waarbij de driepoolschakeling met behulp van 5 het afstembare resonantienetwerk is tegengekoppeld en een met de driepoolschakeling gekoppelde mengschakeling.

Een dergelijke afstembare ontvangeringangsschakeling is bekend uit de duitse ter inzage gelegde aanvrage 29 52 793 en vindt onder andere toepassing in autoradio's voorzien van een passieve 10 of een zogeheten actieve antenne.

De afstembare ontvangeringangsschakeling met mengtrap heeft tot doel een antennes ignaal te selecteren en deze met behulp van een oscillator signaal om te zetten in een middenfrequent signaal van de ontvanger. Een dergelijke omzetting moet zo ruisarm als mogelijk 15 is en zo vrij van storingen ten gevolge van niet-lineaire effecten als mogelijk geschieden.

De genoemde duitse ter inzage gelegde aanvrage 29 52 793 toont een afstembare ontvangeringangsschakeling met een over een deel van het resonantie netwerk aangesloten ontvangergedeelte, welke 20 een mengschakeling bevat. Een dergelijke schakeling heeft het nadeel dat de mengschakeling zonder verdere lineariseringsmaatregelen wordt aangestuurd. Dit leidt ertoe dat, hoewel de ontvangen signalen toegevoerd aan de mengschakeling door het resonantie netwerk voorgeselecteerd zijn, en daarmede de mengschakeling voor het vormen van storingen 25 op de spiegelsignaalfrequentie voldoende beschermd is, er echter stoorprodukten van tweede en derde orde worden opgewekt vanwege ontbrekende lineariteit van de mengschakeling zelf.

In ontvangstgebieden met een zeer dichte belegging van de beschikbare frequentie banden leidt dit in het bijzonder bij 30 vermogenssterke zenders, tot aanzienlijke ontvangststoringen door < combinatie frequenties van de tweede en derde orde.

De uitvinding beoogt op zeer eenvoudige wijze voor een afstembare ontvangeringangsschakeling van de in de aanhef vermelde 8301099

HiQ 82.021 2 *. i soort de vorming van niet-lineaire stoorprodukten in de mengschakeling verregaand te vermijden.

De afstembare ontvangeringangsschakeling van de in de aanhef vermelde soort is overeenkomstig de uitvinding daardoor geken-5 merkt, dat de mengschakeling in een serieketen met de driepool- schakeling is opgencmen voor het lineariseren van de mengschakeling door middel van de door de driepoolschakeling vloeiende stroom.

Dit heeft het voordeel dat de frequentieafhankelijkheid van het resonantie netwerk in de tegenkoppeling van de driepoolschake-10 ling niet slechts selectief voor de mengschakeling werkt, maar ook voor het lineariseren van de mengschakeling werkt.

Een verder voordeel is dat de mengschakeling niet op een aftakking van het resonantienetwerk is aangesloten, waardoor het resonantie netwerk een zuivere tweepool kan zijn met het karakter 15 van een serieresonantieschakeling, hetgeen een zeer eenvoudig resonantienetwerk geeft, doordat een extra koppelnetwerk voor het koppelen van het resonantienetwerk met de mengschakeling is vermeden.

Volgens een verdere maatregel volgens de uitvinding is een afstembare ingangsschakeling, waarbij het resonantienetwerk in 20 de emitterketen van de driepoolschakeling is opgenomen daardoor gekenmerkt, dat de mengschakeling in de collectorketen van de driepoolschakeling is opgencmen.

Deze realisatie verzekert op de meest eenvoudige wijze dat de lineariserende werking van het resonantienetwerk door tegen-25 koppeling behalve voor de driepoolschakeling ook voor de mengschakeling wordt toegepast.

De uitvinding en haar voordelen zullen aan de hand van de in de figuren weergegeven uitvoerings voorbeelden nader worden toegelicht, waarbij overeenkomstigeidelen in de verschillende figuren 30 met dezelfde verwijzingstekens zijn aangeduid, daarbij toont:

Figuur 1 een uitvoeringsvoorbeeld van een afstembare ontvangeringangsschakeling volgens de uitvinding en

Figuur 2 een ander uitvoeringsvoorbeeld van een afstembare ontvangeringangsschakeling volgens de uitvinding.

35 Figuur 1 toont een afstembare ontvangeringangsschakeling met mengtrap voor toepassing in ontvangers welke naar keuze aangesloten kunnen worden op een passieve of een aktieve antenne. Het betreft in het bijonzder ontvangers voor motorvoertuigen, welke ontvangers 8301099 EHQ 82.021 3 ï « werken In het lange golf-, het middengolf- en het korte golf gebied.

De ontvangeringangsschakeling bevat een versterkende driepcolschakeling 1, waaraan via een stuuringang 2 een antenne signaal wordt toegevoerd. In de emitterketen van de driepoolschakeling 5 1 is een afstembaar resonantienetwerk 4 en een gelijkstroombron 5 opgenomen en in de collector keten een mengschakeling 6.

De versterkende driepoolschakeling 1 bevat een als emitter-volger geschakelde eerste transistor , welke als een veldeffect-transistor of als een bipolaire transistor uitgevoerd kan zijn, en een 10 daarop aangesloten uitgangstransistor T2, welke als hoogohmige stroombron voor de mengschakeling 6 dient. Het is evenwel mogelijk slechts één transistor als versterkende driepoolschakeling toe te passen of een combinatie van drie trans istoren bestaande uit een veldeffect ingangs-transistor in emittervolger schakeling en een daarop aangesloten, voor 15 hoge frequenties parallelgeschakelde, combinatie van twee bipolairen transistoren. Deze laatste configuratie bezit de karakteristiek van een veldeffect transistor met vergrote voorwaardse steilheid.

De in de emitterketen van de versterkende driepoolschakeling aangebrachte afstembare resonantie keten 4 heeft de karakteris-20 tiék van een serieresonantie kring. In figuur 1 is hiervan de eenvoudigste uitvoeringsvorm weergegeven bestaande uit de serieschakeling van een vaste spoel 7 en een in grootte regelbare condensator 8.

De voor de instelling van de transistoren en T2 vereiste gelijkstroom wordt door een parallel aan het resonantienet-25 werk geschakelde stroombron 5 af gegeven. In plaats van een stroombron kan ook een weerstand warden toegepast. Een stroombron heeft het voordeel dat deze een hogere wisselstroom impedantie heeft dan een gelijk-strocmweerstand, met een door de spanning van de voedingsbron en de grootte van de vereiste voedingsstroom bepaalde eindige waarde.

30 De ingangs impedantie van de ontvanger ingangsschakeling wordt gevormd door de serieschakeling van de impedanties van de basis-enitterovergangen van de trans istoren en T2 met de impedantie van het resonantienetwerk, zodat de actieve driepoolschakeling door deze impedantie is tegengekoppeld. Het resonantienetwerk is zo gedimen-35 sioneerd dat deze bij de gewenste bedrijfs-frequentie in resonantie is, welke resonantie door middel van de regelbare condensator 8 over • | de gehele vereiste frequentieband naar wens kan worden verschoven.

" '1 8301099 ♦ PHQ 82.021 4

Daar een serie resonantiekring bij resonantie zijn laagste impedantie vertoont, welke bovendien zeer laag is en nagenoeg reëel, is de versterkingsfaktor van de tegengekoppelde driepoolschakeling bij de werkfrequentie het grootste. De impedantie van éen seriekring 5 neemt snel toe met toenemende afstand van de frequentie ten opzichte van de resonantiefrequentie. Dientengevolge, neemt de versterkingsfaktor van de tegengekoppelde driepoolschakeling snel af met toenemende afstand van een ontvangen frequentie ten opzichte van de ingestelde resonantie frequentie.

10 Dit heeft tot gevolg dat de vorming van stoorprodukten tengevolge van intermodulatie en kruismodulatie in de actieve driepoolschakeling kleiner worden. Dit wil zeggen dat door de tegenkoppeling voor ongewenste signalen gelegen buiten de resonantiefrequentie in de mate van de tegenkoppelimpedantie wordt gelineariseerd.

15 De in de collectorketen van versterkende driepoolschakeling 1 opgenomen mengschakeling bevat twee trans is toren Tg en T^, waarvan de emitters met elkaar zijn doorverbonden en op de collectoruitgang 1-1 van de driepoolschakeling zijn aangesloten. Van deze trans is toren zijn de collectoren op een uitgangsschakeling 9 aangesloten en de basissen 20 op een oscillator 10 aangesloten. De oscillator stuurt de transistoren en Tj in tegenfase aan, d.w.z. differentieel, met een door de oscillator opgewekt oscillatorsignaal.

De op bekende wijze verkregen mengsignalen van het door de driepoolschakeling 1 versterkte ingangssignaal en het door de 25 oscillator 10 afgegeven oscillatiesignaal in de transistoren Tg en T4 worden in de uitgangsschakeling 9 gesommeerd. Deze bevat een transformator 11, welke een van een midden aftakking 12 voorziene eerste wikkeling 13 bevat aangesloten tussen de collectoren van de transistoren Tg en T^ en een secundaire wikkeling 14 bevat. De middenaftakking 30 12 is een voedingsaansluitklem waaraan een eerste voedingsspanning wordt toegevoerd. Een door de. instelling van de transistoren Tg en T^ vereiste gelijkstroom vloeit dan van de aansluitklem 12, de beide helften van de primaire wikkeling, de hoofdstrocmbanen van de transistoren Tg en T4 en via transistor Tg en de stroombron naar een punt van gemeen-35 schappelijke potentiaal.

Over de secundaire wikkeling 14 is een condensator 15 aangebracht, waarvan de capaciteit tesamen met de zelf indue tie van de secundaire wikkeling 14 een middenfrequentfilter vormt.

8301099 * HÏQ 82.021 5

Het middenfrequent signaal kan tassen de kleumen 16 en 17 warden af genomen.

De uitgangsschakeling 9 kan evenwel ook net behulp van sonmeerversterkers en een afzonderlijk middenfrequent filter worden 5 gerealiseerd.

Het bijzondere van deze afstembare ontvanger ingangs-schakeling is gelegen in het feit, dat de transistor T2 als een zeer lineaire stroombron voor de mengschakeling 6 wordt gebruikt.

De gezamenlijke stroom van de trans is toren en IQ van de mengschakeling wordt daardoor niet alleen door het resonantie-netwerk 4 geselecteerd, maar is door de tegenkoppeling van de als wisselstroomfaron werkende transistor T2 van de mengschakeling nagenoeg vrij van stoorprodukten van de tweede en derde orde. Dit komt omdat met het oog qp de onderdrukking van stoorprodukten van de tweede orde 15 de tegenkoppelimpendantie zich kwadratisch en met oog op de onderdrukking van stoorprodukten van de derde orde de tegenkoppelimpedantie zich als een derde macht manifesteert, hetgeen op eenvoudige wijze kan worden aangetoond. Daardoor werkt het resonantienetwerk 4 met het oog op het vermijden aan niet lineaire effecten van de tweede en derde 20 orde zeer effectief.

Ter verkrijging van een afstembare ontvangeringangs-schakeling met een zo groot mogelijke uitstuurbaarheid, kan de in de figuur 2 weergegeven uitvoeringsvorm worden toegepast.

Deze figuur toont een balansuitvoering van de in figuur 25 1 weergegeven ontvangeringangsschakeling. Behalve de in figuur 1 getoonde componenten bevat de versterkende driepoolschakeling een in twee richtingen equivalent geleidende transistor T,., bijvoorbeeld een FET, en is aan de uitgangstrans istor T2 een ccnplementaire uitgangs-transistor toegevoerd, waarvan de collector qp een tweede collector-30 uitgang 1-2 van de driepoolschakeling is aangesloten. Op deze tweede collector uitgang 1-2 is een in de mengschakeling aangebracht aan de trans istorschakel ing en ccnplementaire trans istorschakeling T| en aangesloten. De basissen van de transistoren en T| zijn respectievelijk met de basissen van de trans is toren en door- 35 verbonden, de emitters zijn aangesloten qp de tweede collectoruitgang 1-2 van de driepoolschakeling 1 en de collectoren zijn op een tweede primaire wikkeling 16 van de transformator 14 op de uitgangsschakeling 9 aangesloten. De middenaftakking 17 van de tweede primaire wikkeling 8301099 * EHQ 82.021 6 is een voedïngsspanningsklem waaraan een negatieve voedingsspanning wordt toegevoerd.

In plaats van een stroombron is in dit uitvoeringsvoor-beeld een weerstand 3 over de serieresonantieketen 4 aangesloten 5 voor de stuurstromen via de gemeenschappelijke potentiaal te laten vloeien.

De werking van de complementaire trans istorschakeling TZ, , en Tj en de tweede primaire transformatorwikkeling 16 komt geheel overeen met de werking van de transistorschakeling T2 / en 10 en de eerste primaire wikkeling 13 echter voor omgekeerde stroomrichting.

Deze balansuitvoering heeft enerzijds het voordeel dat geen instelstromen zijn vereist en een groter uitsturingsbereik wordt verkregen en heeft anderzijds het voordeel dat een verdere onder-15 drukking van de ongewenste kruismodulatieprodukten verkregen wordt.

Uit deze figuur blijkt verder dat het mogelijk is om in plaats van de uitgangen van de oscillator 10, de collectoruitgangen van de transistoren en °P de basissen van de transistor paren T^, Tj en Ty aan te sluiten en de oscillator 10 op de emitters 20 van de transistorparen T^, T4 en T^, T|.

Dit kan ook bij de schakeling volgens figuur 1 door de driepooolschakeling volgens fig. 2 uit te voeren en een uitgang van de oscillator met een gemeenschappelijke potentiaal te verbinden.

25 30 35 8301099

Claims (6)

1. Afstembare ontvangeringangsschakeling bevattende een versterkende driepoolschakeling, een afstembaar resonantienetwerk net de karakteristiek van een serie-resonantiekring waarbij de driepoolschakeling met behulp van het afstemhare resonantienetwerk is tegen-5 gekoppeld en een net de driepoolschakeling gekoppelde mengschakeling, daardoor gekenmerkt, dat de mengschakeling in een serieketen met de driepoolschakeling is opgenomen voor het lineariseren van de neng-schakeling door middel van de door de driepoolschakeling vloeiende stroom.

2. Afstembare ontvanger ingangsschakeling volgens conclusie 1, waarbij de driepoolschakeling een stuur ingang, een collectorketen en een emitterketen bevat en het resonantienetwerk in de emitterketen van de driepoolschakeling is opgenomen, daardoor gekenmerkt, dat de mengschakeling in de collectorketen van de driepoolschakeling is 15 opgenomen.

3. Afstembare ontvangeringangsschakeling volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt, dat de mengschakeling een eerste paar transis- toren bevat, waarvan de emitters onderling zijn doorverbonden en aange- j sloten zijn op een eerste collectoruitgang van de driepoolschakeling, 20 een oscillator bevat aangesloten op de basissen van het eerste paar transistoren voor het differentieel aansturen van dit paar transis-toren door een door de oscillator opgewekt oscillator signaal en een uitgangsschakeling aangesloten op de collectoren van het eerste paar transistoren bevat.

4. Afstembare ontvangeringangsschakeling volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt, dat de driepoolschakeling twee complementaire uitgangstrans is toren bevat waarvan de basissen gekoppeld zijn met de stuur ingang, de emitters onderling zijn doorverbonden en op de emitterketen zijn aangesloten en de collector van één van de complementaire 30 transistoren op de eerste collector uitgang van de driepoolschakeling i is aangesloten en de collector van de andere transistor op een tweede ' collectoruitgang van de driepoolschakeling is aangesloten, de meng- j schakeling een tweede paar transistoren bevat complementair aan het eerste paar waaraan de emitters onderling zijn doorverbonden en aange-35 sloten zijn op de tweede collectoruitgang van de driepoolschakeling de basissen zijn aangesloten op de oscillator voor het qp identieke wijze differentieel aansturen van deze basissen als die van het eerste paar transistoren en de collectoren van het twaede paar transistoren 8301099 PHQ 82.021 8 op de uitgangsschakeling zijn aangesloten.

5. Een ontvangeringangsschakeling volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt, dat de uitgangsschakeling een transformator bevat, welke een, van een middenaftakking voorziene eerste primaire wikkeling 5 bevat, welke tussen de collectoren van het eerste paar transistoren van de mengschakeling is aangesloten en waarvan de middenaftakking een voedingsaansluiiklem is voor het toevoeren van een eerste voedingsspanning en een secundaire winding bevat met een daaraan parallel geschakelde condensator voor het met de secundaire wikkeling vormen van 10 een middenfrequent filter.

6. Een ontvangeringangsschakeling volgens conclusies 4 en 5, daardoor gekenmerkt, dat de transformator een van een middenaftakking voorziene tweede primaire wikkeling bevat aangesloten tussen de collectoren van het tweede paar transistoren van de mengschakeling en 15 waarvan de middenaftakking een tweede voedingsspanningsklem is voor het toevoeren van een van de eerste voedingsspanning verschillende tweede voedingsspanning. 20 25 30 35 8301099