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Schaltungsanordnung zur Kopplung zweier Hochfrequenzkreise unterschiedlicher
Frequenz auf eine gemeinsame Leitung.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Eopplung zweier
Hochfrequenzkreise unterschiedlicher Frequenz auf eine gemeinsame Leitung. Die Schaltungsanordnung
ist insbesondere zur Kopplung zweier Ausgangskreise von Antennonverstärkern der
Bereiche I mit II, 1 mit III oder II mit III auf eine gemeinsame Ausgangsleitung
geeignet.
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Im allgemeinen ist fttr jeden Empfangsbereich ein eigener Verstärker
vorgesehen, wobei die Ausgänge der Verstärker Uber selektive Weichen auf eine gemeinsame
Ausgangsleitung geschaltet sind. Dabei sind die erforderlichen Weichen nur für eine
bestimmte, festliegende F#requenzkombination verwendbar
und verhältnismäßig
aufwendig. Sie können nicht zur Anwendung gelangen, wenn die einzelnen Verstärker
durchstimmbar und die jeweiligen Betriebsfrequensen bei der Herstellung noch unbekannt
sind.
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Es ist auch schon bekannt, mehrere Antennenverstärker ii sogenannten
Durchschleifverfahren auf eine gemeinsame Hf-Leitung zu schalten, an die die zu
den Empfängern fUhrende Leitung angeichlossen wird. Hierzu ist es jedoch erforderlich,
daß die Auskoppelglieder der verwendeten Verstärker selektiv sind, so daß jeweils
nur der verstärki Frequenzbereich oder Kanal durchgelassen und die Bereiche oder
Kanäle aller anderen anzuschließenden Verstärker gesperrt werden. Der Ausgangswiderstand
muß dabei ungefähr gleich dem halben Wellenwiderstand der Hf-Leitung sein.
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Dieses Verfahren erfordert also einen verhältnismäßig großen Aufwand
beim Vçrstärkerbau. Darüberhinaus können wegen des vom üblichen abweichenden Wertes
des Auggangswiderstandes der Verstärker nur speziell aufgebaute Verstärker Verwendung
finden. Zudem kann, insbesondere bei Verwendung durchstimmbarer Verstärker, die
erforderliche Selektivität der Auskoppelglieder nur schwer erreicht werden.
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Ziel der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung anzugeben,
die bei geringem Aufwand die Kopplung zweier Hochfrequenzkreise unterschiedlicher
Frequenz auf eine gemeinsame Leitung ermdglicht, ohne daß besondere Anforderungen
an
die Hf-Kreise gestellt werden müßten. Insbesondere sollen die Frequenzen der einzelnen
Hf-Kreise innerhalb des jeweiligen Bereichs beliebig gewählt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kreis der
niedrigersn Frequenz einen kapazitiven Fußpunkt, der der höheren Frequenz jedoch
einen induktiven Fußpunkt aufweist und zwischen die beiden Fußpunkte die Primärwicklung
eines Übertragers geschaltet ist, an dessen Sekundärwicklung die Resonanzfrequenzen
beider Kreise ein- bzw. auskoppelbar sind.
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Nach der Erfindung dient also iur Bin- bzw. Auskopplung der beiden
Kreise lediglich ein einziges Bauelement, nämlich ein Übertrager. Dabei wirkt der
kapazitive Fußpunkt für die höhere Frequenz, der induktive Fußpunkt fttr die niedrigere
Frequenz als Überbrückung zur Erde. Es findet also jeweils in Abhängigkeit von der
Frequenz eine Kopplung des gemeinsamen Aus- bzw. Eingangs tiber den Übertrager mit
dem zugehörigen Hochfrequenzkreis statt.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist insbesondere zur Auskopplung
der Ausgangskreise von Verstärkern auf eine gemeinsame Ausgangsleitung geeignet.
Darttberhinaus ist es aber beispielsweise auch möglich, fubpunktgekoppelte Eingangskreise
von
Verstärkern verschiedener Frequenz auf eine gemeinsame Antenne bzw. Speiseleitung
zu schalten. Genau wie bei den Ausgängen muß der Kreis mit der höheren Frequenz
einen induktiven und der Kreis mit der tieferen Frequenz einen kapazitiven Fußpunkt
aufweisen.
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Bei zwei Hochfrequenzkreisen mit induktivem Fußpunkt, wie sie in kapazitiv
durchstimmbaren Verstärkern vorteilhaft sind, wird dem induktiven Fußpunkt des Kreises
mit der niedrigeren Frequenz erfindungsgemäß eine Kapazität parallel geschaltet,
um so künstlich einen Kreis mit kapazitivem Fußpunkt zu schaffen.
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Soll die Antennenleitung gleichzeitig zur Speisung der Antennenverstärker
aus einem Netzgerät dienen, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das erdseitige
Ende der Sekundärwicklung des Übertragers über eine Kapazität geerdet ist, um einen
Kurzschluß der Betriebsgleichspannung zu vermeiden.
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Ist die Sekundärwicklung des Ubertragers derart einseitig geerdet,
so kann sie mit besonderem Vorzug gleichseitig als Teil eines LMK-Tiefpasses Verwendung
finden. Es kann in diesem Fall eine Induktivität und eine mit Erde verbundene Kapazität
des Tiefpasses entfallen.
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Eine besonders kleine Bauweise und sehr gute elektrische Werte erhält
man, wenn als übertrager ein Ringkern-Übertrager dient. Der Kern dieses Übertragers
besteht im allgemeinen aus Ferritmaterial.
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Vorzugsweise sind nach der Erfindung als Hochfrequenzkreise zwei Verstärkerausgangskreise
vorgesehen. Dabei kennen beispielsweise Bereichsverstärker oder fest abgestimmte
Kanalverstärker verwendet werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen,
Verstärkerkreise zu verwenden, welche mittels variabler Kapazitäten auf verschiedene
Frequenzen abstimmbar sind, da die Verwendung derartiger Kreise bei der erfindungsgemäßen
Kopplung ohne weiteres moglich ist.
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Es ist nach der Erfindung auch vorgesehen, daß mehrere Verstärker
eines Bereichs über eine Gabelsohaltung zussmmengeschaltet und diese Verstärkerkombination
zur Kopplung auf eine gemeinsame Leitung über die Prinärwicklung des Übertragers
mit dem Verstärker eines anderen Bereichs gekoppelt ist. Dabei kann als Gabelschaltung
beispielsweise eine Ringweiche, die Kombination zweier Tiefpässe od.dgl, eingesetzt
werden Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Sekundärwicklung des
Übertragers über eine Weichenschaltung mit einem weiteren Hochfrequenzkreis bzw.
mit der Antenne verbunden ist.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, sowie anhand
der Zeichnung. Hierbei zeigen: Fig.1 das prinzipielle Schaltbild, wobei lediglich
die Kopplung der Ausgangskreise zweier Hochfrequenzverstärker auf eine gemeinsame
Leitung dargestellt ist; Fig.2 eine Abwandlung der Fig. 1; Fig. 3 bis 8 verschiedene
Nöglichkeiten der Zusnmmenschaltung von Hochfrequenzkreisen auf eine gegemeinsame
Ausgangsleitung und Fig. 9 das Schaltbild eines durchstimmbaren Antennenverstärkers.
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In Fig. 1 sind die Ausgangskreise 1 und 2, wie sie in Fig. 9 durch
die strichpunktierte Linie angedeutet sind, zweier Antennenverstärker gezeigt. Der
greia 1 besteht aus der Parallelschaltung einer abstimmbaren Kapazität 3 mit zwei
in Reihe liegenden Induktivitäten 4 und 5. Beim Kreis 2 dagegen sind der Kapazität
6 mit festem Wert eine
Reihenschaltung aus einer Induktivität 7
und einer Kapazität 8 parallel geschaltet.
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Der Ausgangskreis 1 weist einen von der Spule 5 gebildeten induktiven
Fußpunkt 9 auf, während der Kreis 2 einen durch den Kondensator 8 gebildeten kapazitiven
Fußpunkt 10 besitzt.
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Dabei ist der Kreis 1 flir die höhere Frequenz, der Kreis 2 fur eine
gegenüber dem Kreis 1 niedrigere Frequenz ausgelegt.
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Zwischen die beiden Fiißpunkte 9 und 10 der Kreise 1 und 2 ist die
Primärwicklung 11 eines Übertragers 12, vorzugsweise eines RingUbertragers aus Ferritrohr,
eingeschaltet. An der Sekundärwicklung 13 des Übertragers 12 können die Resonanzfrequenzen
der Kreise 1 und 2 ausgekoppelt werden.
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Durch die Verwendung eines veränderlichen Kondensators 3 im Kreis
t ist es möglich, diesen Hochfrequenzkreis 1 auf die dem jeweiligen Kanal entsprechende
Frequenz genau abzustimmen. Es wäre jedoch auch mUglioh, den Kondensator 3 durch
einen Kondensator mit einem festen Wert zu ersetzen.
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Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig.
1 dadurch, daß der auf der rechten Seite gezeichnete Kreis 14 abgesehen von der
Dimensionierung der Bauteile dem Kreis 1 entspricht.
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Da der Kreis 14 parallel zur Kapazität 15 ebenfalls zwei Induktivitäten
16 und 17 aufweist, ist es erforderlich, parallel zu der mit Erde 18 verbundenen
Induktivität 17 eine Kapazität 19 zu schalten, um einen kapazitiven Fußpunkt 20
zu bilden.
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In den Fig. 3 bis 8 sind nunmehr verschiedene Einsatzmöglichkeiten
der erfindungsgemäßen Schaltung zur Auskopplung zweier Hochfrequenzkreise dargestellt.
Dabei werden stets Antennenverstärker mit induktivem Fußpunkt im Ausgangskreis verwendet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind drei-Yerstärker 20, 21
bzw. 22 fur die Fernsehbereiche I, III; bzw. V vorgesehen, an die jeweils bei 23
die von der Antenne kommende Leitung angeschlossen ist. Die Ausgänge der Verstärker
20 und 21 sind entsprechend Fig. 2 mittels eines Übertragers 12 auf die gemeinsame
Leitung 25 gekoppelt. Dabei ist dem Ausgang des Verstärkers 20 ein Kondensator 19
parallel geschaltet, um künstlich einen kapazitiven Fußpunkt zu schaffen. Die Sekundärwicklung
13 des Übertragers 12 ist ober einen Kondensator 24 an Erde gelegt.
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Das an die Leitung 25 angeschlossene Ende der Skundärwicklung t3 des Übertragers
12 ist mit einer Leitung 26 verbunden, die ueber einen aus den beiden Kapazitäten
27 und der Induktivität 28 gebildeten Hochpaß mit dem Verstärker 22 fUr den Bereich
V verbunden ist. An die Leitungen 25 bzw. 26 ist auch die zum Empfänger ftihrende
Leitung 29 angeschlossen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel dient die Leitung 29 gleichzeitig zur
Speisung der Verstärker 20, 21 und 22 aus dem Stromversorgung'steil. Zu diesem Zweck
zweigt von der Leitung 29 eine mit einer Drossel 30 versehene Leitung 3t ab.
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Die Verstärker sind an diese Leitung 51 bei 32 angeschlossen. In diesem
Fall dient der Kondensator 24 dazu, einen Kurzschluß durch die Sekundärw#icklung
13 des Übertragers 12 zu verhindern, während die Drossel 30 die Aufgabe hat, die
über die Leitungen 25 und 26 kommenden Hochfrequenzsignale von der Leitung 31 fernzuhalten.
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Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig.
3 lediglich dadurch, daß statt des Verstärkers 21 für den Bere#ch III ein Verstärker
33 für den UKW-Bereich II vorgesehen und in diesem Verstärker ein aus den beiden
Kapazitäten 34 und der Induktivität 35 gebildeter Hochpaß vorgeschaltet ist. Außerdem
ist die Leitung 31' nicht fest
angebracht, sondern kann bei Fernspeisungsbetrieb
eingesetzt werden, falls nicht bei 36 ein direkter Anschluß der Betriebsgleichspannung
aus einem Netzgerät erfolgt.
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Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind mittels des Übertragers 12 ein
Antennenverstärker 37 für den Bereich I und ein. Verstärker 58 fur den Bereich II
gemeinsam ausgekoppelt, Dabei ist wiederum dem Ausgang des Verstärkers 37 mit der
tieferen Frequenz ein Kondensator 39 parallel geschaltet.
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Dem Verstärker 38 ist entsprechend Fig. 4 ein aus den Bauelementen
34 und 35 bestehender Hochpaß vorgeschaltet Vor diesem Hochpaß zweigt von der Antennenleitung
23 des Verstärkers 38 eine Leitung 40 ab, die zu einem LMK-Tiefpaß führt. Dieser
Tiefpaß besteht aus den beiden Induktivitäten 42, 42 und der Kapazität 43. Außerdem
bilden aber auch die Sekundärwicklung 13 des Übertragers 12 als Induktivität und
der Erdungskondensator 24 ein weiteres Tiefpaßglied.
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Es liegt also durch die Verwendung der Sekundärwicklung 13 des Übertragers
12 und des Erdungskondensators 24 gleichsam ein zweistufiger LKM-Tiefpaß vor, der
ein besonders gute Trennung gewähleistet.
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An den freien Anschluß 25 der Sekundärwicklung 13 ist wiederum über
die Leitung 26 der aus den Kondensatoren 27 und
der Spule 28 bestehende
Hochpaß angeschlossen, welcher seinerseits mit einer Antenne für die Bereiche III,
IV oder V verbunden sein kann. Die Speisung der Verstärker erfolgt über die getrennte
Leitung 44.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich von dem der
Fig. 5 dadurch, daß statt des Verstärkers 37 für den Bereich I ein Verstärker 45
für den Bereich III vorgesehen ist. Aus diesem Grunde muß dem Verstärker 38 für
den Bereich II ein Kondensator 46 parallel geschaltet werden. Außerdem ist dem aus
den Bauteilen 27 und 28 aufgebauten Hochpaß ein Verstärker 47 für den Bereich V
vorgeschaltet.
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In Fig. 7 sind zwei Verstärker 48 bzw. 49 der Bereiche I über zwei
aus den Induktivitäten 50 bzw. 51 und den Kapazitäten 52 bzw. 55 bestehende Tiefpässe
miteinander verbunden. Der Verbindungspunkt 54 ist dabei über einen Kondensator
55 geerdet, so daß er als kapazitiver Fußpunkt dienen kann. Mit diesem kapazitiven
Fußpunkt 54 ist der Ausgang 56 eines Verstärkers 57 für den Bereich II über die
Pri,iärwicklung 1i des Übertragers 12 verbunden. Dem Verstärker 57 ist wieder in
der aus Fig. 5 und 6 bekannten Weise ein LMK-Tiefpaß parallel und ein Hochpaß vorgeschaltet.
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Bei der Anordnung nach Fig. 8 erfolgt die Zusammenschaltung
der
beiden Verstärker 58 für den Bereich III über eine Ringweiche 67. Diese Ringweiche
besteht in bekannter Weise aus den beiden »/4 Leitungen 68 und einem Widerstand
69.
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Der Knotenpunkt 65 bildet bei dieser Schaltungsanordnung den gemeinsamen
induktiven Fußpunkt der Verstärkergruppe mit der höheren Frequenz. Dieser Fußpunkt
ist über die Primärwicklung 11 des Ubertragers 12 mit dem Ausgang des Verstärkers
63 für den Bereich II verbunden. Dabei ist dem Ausgang des Verstärkers 63 mit der
niedrigeren Frequenz die Kapazität 64 parallel geschaltet, um so einen kapazitiven
Fußpunkt zu schaffen. Dem Eingang des Verstärkers 63 ist in bekannter Weise ein
Hochpaß aus den Bauteilen 34 und 35 vorgeschaltet.
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An der Sekundärwicklung 13 des ftbertragers 12 sind die Signale aller
drei Verstärker 58, 63 über die Leitung 29 auskoppelbar.
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In Fig. 9 ist schließlich ein Beispiel für die Schaltung eines einstufigen,
j Jedoch abstimmbaren Antennenverstärkers für den Fernsehbereich I dargestellt.
Rechts min der strichpunktierten Linie ist dabei ein den Kreisen 1 bzw. 14 der der
Fig. 1 und 2 entsprechender Ausgangakreis zu sehen.
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Das Eingangssignal wird bei 23 von der Antenne auf den Ver-. stärker
gegeben, während das verstärkte Signal bei 70 abgenommen werden kann. Da der Ausgang
70 wegen der Induktivität 71 einen induktiven Fußpunkt darstellt, muß bei gleichzeitiger
Auskopplung
des in Fig. 9 gezeigten Verstärkers und eines Verstärkers für eine höhere Frequenz
zwischen den Ausgang 70 und die Erde 72 ein Kondensator eingeschaltet werden.
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Die Speisung des Verstärkers erfolgt bei 32 über die Drossel 75 entweder
direkt aus einem Netzgerät oder auch entsprchend Fig. 3 oder 4 bei Fernspeisung
über eine mit einer Drossel 30 versehene Leitung 31 über die Antennenniederführung
29.
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Die Abstimmung des Verstärkers auf unterschiedliche Frequenzen erfolgt
mittels der beiden Drehkondensatoren 74 und 75, die im allgemeinen zu einem Doppelkondensator
zusammengefaßt sein werden.
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Ein Eingehen auf die Wirkungsweise des Verstärkers erübrigt sich,
da diese allgemein bekannt ist.