DE1196730B - Abstimmvorrichtung fuer hochfrequente elektrische Schwingungen - Google Patents

Description

• Abstimmvorrichtung für hochfrequente elektrische Schwingungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstimmvorrichtung zum Empfang von Sendungen in breiten oder weit auseinanderliegenden Wellenbereichen, z. B. auf Antennenverstärker, Eingangsschaltungen für FS-Geräte od. ä., bei dem mit einer Schaltungseinheit eine Durchstimmbarkeit über z. B. die FS-Bänder III, IV und V ermöglicht wird. Das wird bei einer vorgeschlagenen Anordnung dadurch erreicht, daß der Innenleiter eines Topfkreises an oder nahe einem Ende mit einer Abstimmkapazitäi, vorzugsweise einer Kapazitätsdiode und am anderen Ende über eine Induktivität mit Masse verbunden ist, wobei der Innenleiter im Bereich der niedrigsten vorkommenden Frequenzen als Zuleitung zur Induktivität wirkt und daß zur Einschaltung von Wellenbereichen höherer Frequenz für den Innenleiter mehrere wahlweise einstellbare Kurzschlüsse vorgesehen sind. Es wird dort auch schon vorgeschlagen, statt metallischer Kurzschlüsse Dioden zu verwenden, vorteilhaft Dioden mit niedrigem Bahnwiderstand, die leicht durch eine Gleichspannung fernbedienbar sind.-Gedacht war dabei an den Einsatz einer Schaltdiode (wie z. B. BAY 67), die in Sperrichtung betrieben etwa 1 pF Sperrschichtkapazität besitzt. Beim Einsatz einer derartigen Diode ergab sich jedoch, daß in der Schalterstellung »offen« (d. h. kein Kurzschluß) die dann in Sperrichtung betriebene Diode eine Festkapazität auf den Kreis transformiert und damit dessen Durchstimmbereich einschränkt. Diese Einengung des Durchstimmbereiches machte die Verwendung der Schaltung bei diodenabgestimmten Resonanzkreisen bzw. Verstärkern schwierig.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung der Schaltung mit »Diodenkurzschlüssen« auch für diodenabgestimmte Resonanzkreise zu ermöglichen. Die Erfindung besteht darin, daß die zusätzliche Diode eine Kapazitätsvariationsdiode ist und daß Schaltmittel vorgesehen sind, die die zusätzliche Diode zur Abstimmung des Gerätes innerhalb des niedrigen Frequenzbereichs an eine variable-Abstimmspannung legen und zur Einschaltung des höheren Frequenzbereichs in Flußrichtung schalten.
• Bei der erfindungsgemäßen Schaltung liegen die Kapazitätsdioden einander parallel. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß sich bei elektronisch - abgestimmten Kreisen die resultierende Abstimmkapazität dem jeweils eingeschalteten Frequenzbereich anpaßt. Das heißt, daß im tiefsten Frequenzbereich - für einen Verstärker im Band III -, bezogen auf gleiche Abstimmspannung (wie z. B. UD 3 - 2 V) eine dreimal so große Abstimmkapazität vorhanden ist wie in Band V und eine etwa zweimal so große in Band IV.
• Zur Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele an Hand von Zeichnungen beschrieben.
• F i g. 1 zeigt eine Prinzipschaltung und F i g. 2 eine bevorzugte konstruktive Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung.
• In F i g. 1 ist ein Verstärker für VHF- und UHF-Signale mit einem Transistor 1 dargestellt, dem über eia breitbandiges Eingangs-T-Glied, bestehend aus den Induktivitäten 2 und 3 und einer Trimmerkapazität 4 die Eingangssignale zugeführt werden. Der Kollektor des in einem Gehäuse 5 angeordneten in Basisschaltung betriebenen Transistors 1 ist an das obere Ende eines Topfkreisinnenleiters 6 mit einer in Serie geschalteten Induktivität 7 angeschlossen. Der Schwingkreis wird durch drei Kapazitätsdioden D1, D2 und D3 abgestimmt. Diese Dioden sind folgendermaßen angeordnet: D, ist einseitig am kollektorseitigen Ende des Topfkreisinnenleiters und mit ihrem anderen Ende an die Durchführungskapazität 8 angeschlossen. Die zweite Abstimmdiode D2 ist einseitig in einem passend gewählten Punkt A an dem Innenleiter und mit ihrem anderen Ende an der Durchführungskapazität 9 angeschlossen. Die dritte Diode D3 ist einseitig am Anschlußpunkt B der Induktivität 7 an den Innenleiter 6 angeschlossen, ihr anderes Ende ist mit der Durchführungskapazität 10 verbunden.
• Beim Betrieb im tiefsten Frequenzbereich des Verstärkers (Band 11I) sind die drei Abstimmdioden an eine die Dioden sperrende Spannung - UD angeschlossen, die zur Abstimmung veränderbar ist. Der Ausgangskreis ist dabei so dimensioniert, daß er bei einer Spannung von UD=-2V auf die niedrigste Frequenz des tiefsten Frequenzbandes (im Beispiel Band I11) abgestimmt ist. Bei Abstimmdioden des Types BAY 70 (Tfk) beträgt in diesem Fall die Kapazität jeder einzelnen Diode etwa C,=5 pF, d. h. die Abstimmkapazität beträgt etwa 15 pF. Die Auskopplung des verstärkten Signals erfolgt im Band III über eine Anzapfung der Induktivität 7.
• Bei Betrieb im mittleren Frequenzbereich des Verstärkers (im Beispiel das LTHF-Band IV), wird die Abstimmdiode D3 in Flußrichtung geschaltet, d. h. mit Hilfe des Schalters 11 an die positive Betriebsspannung -I- UB des Verstärkers angeschlossen. Ein Vorwiderstand 12 sorgt dafür, daß der Diodenstrom nicht über einen gewünschten Wert (im Beispiel 50 mA) ansteigt.
• Das Ersatzschaltbild der Diode in Sperrichtung besteht im Beispiel der Diode BAY 70 (UD=-2V) angenähert aus der Serienschaltung einer Induktivität von LS,:r 5 nH, eines Bahnwiderstandes von R3;" 1 Q und einer Kapazität von C, = 5 pF.
• Das Ersatzschaltbild der in Flußrichtung betriebenen Abstimmdiode dagegen ist die Serienschaltung einer Induktivität LS .^: 5 nH mit einem Serienwiderstand von RS 2 Sä und einer Diffusionskapazität von CD -zz:5 2 nF.
• In Flußrichtung betrieben wirkt hochfrequenzmäßig die Diode D3 als kleine gegen Masse geschaltete Induktivität, die die Spule 7 praktisch überbrückt. Damit wird der Ausgangskreis des Verstärkers zu einem Ä-4-Leitungskreis, der durch die in Sperrichtung betriebenen Dioden Dl und Dz abgestimmt wird. Die resultierende Abstimmkapazität, bezogen auf gleiche Sperrspannung, hat sich um die Abstimmkapazität der Diode D3 verringert und damit dem höheren Frequenzbereich des Verstärkers angepaßt.
• Für den Band-V-Betrieb, d. h. im höchsten Abstimmbereich des Verstärkers, wird auch die Diode DE in Flußrichtung geschaltet. Damit schaltet sich im Ankoppelpunkt A eine zusätzliche kleine Induktivität vom Innenleiter 6 gegen Masse, so daß sich der Frequenzbereich des Verstärkers erhöht.
• Als Abstimmdiode wirkt nun nur noch die Diode Dl. womit sich - wieder bezogen auf gleichen Arbeitspunkt - die resultierende Kreiskapazität weiter verringert, was für den gewählten Frequenzbereich von Nutzen ist. Die Auskopplung der verstärkten UHF-Signale erfolgt bei Band IV und Band V über eine Koppelschleife 13.
• Da ein derartiger Verstärker auf rein elektronische Weise, frei von jeder sich bewegenden Mechanik, abstimmbar ist, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, ihn in gedruckter oder geätzter Schaltungstechnik aufzubauen.
• In F i g. 2 ist dazu ein A-4-Topfkreis dargestellt, der als Ausgangskreis eines erfindungsgemäßen Verstärkers eingesetzt, sich mit Hilfe der Abstimmdioden D, und D., beispielsweise über zwei Frequenzbäader abstimmen läßt. Der .1-4-Kreis selbst besteht aus dem Innenleiter 6 und dem Außenleiter 5, wobei der Kreis im Beispiel aus einem doppelseitig kupferkaschierten, unter dem Handelsnamen »Teflon« bekannten Kunststoff aufgebaut ist. Die Dioden D1 und D2 sind hochfrequenzmäßig zwischen Innenleiter 6 und Außenleiter 5 angeschlossen.
• Im tiefen Frequenzbereich (beispielsweise Band IV) sind die Dioden D1 und D2 an die variable Abstimmsperrspannung angeschlossen. Beide Dioden dienen zur Variation der Resonanzfrequenz des Kreises.
• Im höheren Frequenzband dagegen wird die Diode D2 in Flußrichtung geschaltet, wodurch sich der Frequenzbereich des Kreises erhöht.
• F i g. 3 zeigt eine Weiterentwicklung der in F i g. 2 dargestellten Anordnung für drei zusätzliche Dioden gemäß F i g.1. Gleiche Schaltungselemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Abstimmvorrichtung für hochfrequente elektrische Schwingungen mit einem durch eine erste Kapazität, insbesondere eine Kapazitätsdiode, abstimmbaren Resonanzkreis, bei der Frequenzbereiche durch Kurzschließen von Induktivitäten oder Teilinduktivitäten mittels einer zusätzlichen Diode umgeschaltet werden, d adurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Diode eine Kapazitätsvariationsdiode ist und daß Schaltmittel vorgesehen sind, die die zusätzliche Diode zur Abstimmung innerhalb des niedrigen Frequenzbereichs an eine variable Abstimmspannung legen und zur Einschaltung des höheren Frequenzbereichs in Flußrichtung schalten.
2. 2. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die variable Abstimmspannung gelegte zusätzliche Diode der ersten Diode effektiv parallel geschaltet ist.
3. 3. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung von mehr als zwei Frequenzbereichen mehrere zusätzliche Dioden vorgesehen sind, die bei niedrigstem Frequenzbereich alle an die variable Abstimmspannung angeschlossen sind und einander effektiv direkt oder transformatorisch parallel liegen.
4. 4. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abstimmbare Resonanzkreis ein Leitungskreis ist, dessen Innenleiter an oder nahe einem seiner Enden mit der ersten Kapazität und an seinem anderen Ende einerseits über die zusätzliche Diode mit den Schaltmitteln und andererseits direkt oder über eine Induktivität mit Masse verbunden ist.
5. 5. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Dioden zur Einschaltung weiterer Frequenzbereiche vorgesehen sind, die zwischen Abgriffen des Innenleiters oder der Induktivität und den Schaltmitteln liegen.
6. 6. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel drucktastengesteuerte Kontakte enthalten, die wahlweise das der Induktivität abgewandte Ende der zusätzlichen Diode(n) mit einer Flußspannung oder der variablen Abstimmspannung verbinden.
7. 7. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Resonanzkreis in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführt ist. B. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter des Leitungskreises auf beiden Seiten eines dünnen, verlustarmen Dielektrikums angeordnet ist und daß der Innenleiter gegebenenfalls in Serie mit einer Induktivität durch Aussparung innerhalb des Außenleiters gebildet wird.