DE2714244A1

DE2714244A1 - Abstimmvorrichtung fuer einen fernsehempfaenger

Info

Publication number: DE2714244A1
Application number: DE19772714244
Authority: DE
Inventors: Edoardo Dipietromaria
Original assignee: Indesit Industria Elettrodomestici Italiana SpA
Current assignee: Sisvel SpA
Priority date: 1976-04-05
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1977-10-13
Also published as: NL7703657A; DE2714244C2; GB1555203A; IT1057837B; FR2347824A1; US4214212A; FR2347824B1

Description

Indesit Industria Elettrodomestici Italiana S.p.A. Rivaita (Turin), Italien

Abstiramvorrichtung für einen Fernsehempfänger "

Priorität: 5. April 1976, Italien, Nr. 67773-A/76

Die Erfindung betrifft eine Abstimmvorrichtung für einen Fernsehempfänger und insbesondere eine Schaltung zum Wählen eines Fernsehkanals, dessen Empfang gewünscht ist, und eine Frequenzumsetzschaltung zum Umsetzen des empfangenen Signals mit der Frequenz des gewählten Kanals in eine feste Zwischenfrequenz, mit der die Sxgnalverstärkungsschaltungen arbeiten. Die Auswähl- und Frequenzumsetzschaltungen werden allgemein als "Tuner" bezeichnet.

Es sind viele Tuner-Typen im Ha. del, die sich voneinander bezüglich der Anordnung der Schaltungen unterscheiden, denen jedoch allen die Kompliziertheit des Aufbaus gemeinsam ist, besonders hinsichtlich des Zusammenbaus der Komponenten und des Eichens der fertiggestellten Schaltung.

überdies muß man bedenken, daß die betroffenen Schaltungen mit

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Signalen zu tun haben, deren Frequenzen zwischen 48 MHz, dem niedrigsten Kanal des VHF-Bandes, und 855 MHz, dem höchsten UHF-Kanal liegen. Bei diesen Frequenzen ist der Einfluß der Position einzelner Komponenten oder des Layouts, d.h., des tatsächlichen körperlichen Verschaltungsplans, der Komponenten, die zu den Schaltungen gehören, nicht länger vernachlässigbar. Tatsächlich stellen bei hohen Frequenzen die zwischen den verschiedenen gesonderten Komponenten liegenden Verbindungen selbst Impedanzwerte dar, die bei der Schaltungsauslegung nicht vernachlässigt werden können. Genauso wenig kann die parasitäre Kapazität eines jeden Schaltungselements vernachlässigt werden. Zudem ändern sich die Werte dieser verteilten Elemente auch mit der Geometrie der Schaltungen, so daß deren Bestimmung von vornherein schwierig ist, und dies macht auch die Reproduzierbarkeit der Werte von einer zur anderen Schaltung schwer. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, im Entwurfsstadium für einige Komponentenwerte einen angemessenen Spielraum zu lassen, um ein Eichen der fertiggestellten Schaltungen zu ermöglichen, und zwar zu dem Zweck, eine richtige Arbeitsweise zu erhalten, da es aufgrund von Toleranzen der Schaltungskomponenten selbst für die fertiggestellte Schaltung erforderlich sein kann, daß sie durch Eichen einer beträchtlichen Einstellung unterzogen wird, bevor sie richtig arbeitet.

Um diesen Effekt zu reduzieren, neigten viele Konstrukteure dazu, die Länge der Verbindungen zwischen einzelnen Komponenten dadurch zu reduzieren, daß sie diese sehr dicht nebeneinander auf einer Platte einer gedruckten Schaltung montierten. Dies führt jedoch zu anderen Schwierigkeiten, da der Zusammenbau der einzelnen Komponenten auf der Platte sehr heikle Vorgänge umfaßt, und zwar auf-

709841/0884 grund der Nähe der Komponenten zueinander. '

Auf gelbe der vorliegenden Erfindung ist es, eine ÄbstinumÄrrichtung für eine Fernsehempfangsschaltung verfügbar zu machen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist, leichter und billiger herzustellen ist als bekannte Abstimmvorrichtungen und gänzlich zufriedenstellend arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Abstimravorrichtung für einen Fernsehempfänger mit einer ersten Frequenzumsetzschaltung, welche die Frequenz des empfangenen Signals in eine niedrigere Frequenz umsetzt, und mit einer ersten Oszillatorschaltung, die der Frequenzumsetzschaltung ein Signal zur Frequenzumsetzung liefert, welche Abstimmvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Frequenzumsetzschaltung Eingangssignale mit einer Frequenz innerhalb des UHF-Bandes zugeführt werden und daß wenigstens einige der Schaltungselemente dieser Vorrichtung durch Aufbringen leitenden Materials auf einen isolierenden Träger gebildet sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Abstimmvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Abstimmvorrichtung;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm, das einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbilds ausführlich darstellt.

Fig. 3 die geometrische Anordnung der in Fig. 2 schematisch ge-

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zeigten Verbindungen und Komponenten als eine mögliche Ausführungsform;

Fig. 4 eine weitere Darstellung der geometrischen Anordnung einiger der in Fig. 3 schematisch dargestellten Komponenten; und

Fig. 5 eine Konstruktionseinzelheit einer erfindungsgemäßen Abstimmvorrichtung .

Fig. 1 zeigt einen Eingangsanschluß 1, dem das empfangene Fernsehsignal zugeführt wird, das von (nicht gezeigten) Antennenschaltungen kommt. Die dem Anschluß 1 zugeführten Signale haben einen weiten Frequenzbereich zwischen 48 MHz, was die niedrigste Frequenz des Kanals 2 des VHF-Bandes ist, und 855 MHz, was die höchste Frequenz des Kanals 69 des UHF-Bandes ist.

Der Eingangsanschluß 1 ist mit einem Eingang einer Schaltung 2 mit gesteuerter variabler Dämpfung verbunden, die beispielsweise PIN-Dioden enthält und die von einem Signal zur automatischen Verstärkungssteuerung von den Videodetektorschaltungen gesteuert wird. Diese Schaltung 2 dämpft das Signal am Anschluß 1 in stärkerem oder schwächerem Maß in Abhängigkeit von diesem Signal zur automatischen Verstärkungssteuerung, um die Amplitude des Signals am Ausgang der Dämpfungsschaltung 2 im wesentlichen konstant zu halten, so daß sie von der Amplitude des empfangenen Signals unabhängig ist. Der Ausgang der üämpfungsschaltung 2 ist mit dem Eingang einer Hochpaßfilterschaltung 3 verbunden, welche die Frequenzen im UHF-Band durchläßt, sowie mit einer Tiefpaßfilterschaltung 4, welche die Frequenzen im VHF-Band durchläßt.

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Der Ausgang der Hochpaßfilterschaltung 3 ist mit einem ersten Eingang eines Schalterkreises 5 verbunden, dem ein Steuersignal 6 zugeführt wird, das den Schalter steuert, um die eine oder die andere Stellung in Abhängigkeit davon zu wählen, ob der Empfänger auf einen Kanal im VHF- oder im UHF-Band abgestimmt werden soll. Der Ausgang der Tiefpaßfilterschaltung 4 ist mit dem Eingang einer Breitbandverstärkerschaltung 7 verbunden, der außerdem das Steuersignal 6 zugeführt wird, das diese in Abhängigkeit davon, ob der für den Empfang gewählte Kanal in das VHF- oder in das UHF-Band fällt, ein- oder ausschaltet.

Der Ausgang des Verstärkers 7 ist mit dem Eingang einer Bandpaßfilterschaltung 8 verbunden, welche nur die Signale im VHF-Band passieren läßt. Der Ausgang der Bandpaßfilterschaltung 8 ist mit einem zweiten Eingang des Schalterkreises 5 verbunden. Der Ausgang des Schalterkreises 5 ist an einen ersten Eingang einer Frequenzumsetzerschaltung 9 angeschlossen, der außerdem an einem zweiten Eingang ein Bezugssignal feststehender Frequenz f von einer feststehenden Oszillatorschaltung 10 zugeführt wird und die eine Umsetzung der Frequenz f^ des Eingangssignals in eine Frequenz f~ bewirkt, bei welcher es sich um die Summe aus der Frequenz f ₁ und der Frequ. ~>z f _Λ handelt. Der Oszillatorschaltung 10 wird außerdem das Steuersignal 6 zugeführt, das die Oszillatorschaltung in Abhängigkeit davon, ob der für den Empfang gewählte Kanal ein UHF- oder ein VHF-Kanal ist, ein- oder ausschaltet. Die Frequenzumsetzerschaltung 9 ist so ausgelegt, daß sie, wenn sie von der Oszillatorschaltung 10 kein Signal empfängt, an ihrem Ausgang das ihrem ersten Eingang zugeführte Signal verstärkt abgibt.

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Der Ausgang der Frequenzumsetzerschaltung 9 ist mit einem ersten Eingang einer Bandpaßfilterschaltung 11 verbunden, die eine Bandbreite aufweist, die ausreicht, um wenigstens einen Fernsehkanal durchzulassen. Aus diesem Grund ist die Bandpaßfilterschaltung 11 in ihrer Frequenz veränderlich, und zwar mit Hilfe eines Steuersignals 12, das einem zweiten Eingang dieser Bandpaßfilterschaltung zugeführt wird, so daß es durch Verändern der Abstimmfrequenz möglich ist, das Filter 11 so abzustimmen, daß es irgendeinen der Kanäle eines gegebenen Bandes passieren läßt. Bei diesem Steuersignal kann es sich beispielsweise einfach um eine Spannung handeln, die einer im Filter 11 enthaltenen Varicapdiode (Kapazitätsdiode) zugeführt wird, um deren Kapazität zu ändern, bis die Filterschaltung 11 auf die Frequenz desjenigen Kanals abgestimmt ist, dessen Empfang gewUnscht ist.

Der Ausgang der Bandpaßfilterschaltung 11 ist mit einem ersten Eingang einer Frequenzumsetzungsschaltung 13 verbunden, die an einem zweiten Eingang ein Signal von einer variablen Oszillatorschaltung 14 erhält. Die Frequenzumsetzungsschaltung 13 setzt die Frequenz des Eingangssignals (der Einfachheit halber Frequenz f-j genannt) um in eine Ausgangsfrequenz f., bei der es sich um die Differenz zwischen der Frequenz (f₅ genannt) des variablen Oszillators 14 und der Eingangssignalfrequenz f₃ handelt. Dem variablen Oszillator 14 wird ebenfalls das Steuersignal 12 zugeführt, das diesen in solcher Weise steuert, daß die Frequenz f^ an seinem Ausgang in Abhängigkeit von dem vom Benutzer gewählten Kanal vorbestimmt ist und sich mit der Frequenz f₃ derart ändert, daß die Frequenz f₄ am Ausgang der Frequenzumsetzungsschaltung immer dieselbe ist, welcher Kanal auch gewählt sei. Die Fre-

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quenz f., die sogenannte Zwischenfrequenz, kann beispielsweise 38,9 MHz (die Frequenz des Videoträgers) sein, welches der richtige Wert für die italienische Norm ist. Der Ausgang der Frequenzumsetzungsschaltung 13 ist schließlich mit dem Eingang einer Bandpaßfilterschaltung 15 verbunden, die auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist und lediglich diese Frequenz durchläßt, aus dem ihr zugeführten Signal jedoch jegliche gegebenenfalls vorhandenen unerwünschten Frequenzen ausscheidet. Natürlich habendie Filterschaltungen 11 und 15 eine Bandbreite, die ausreicht, um einen ganzen Fernsehkanal durchzulassen. Am Ausgang der Schaltung 15 ist deshalb das Zwischenfrequenzsignal in geeigneter Form verfügbar, um den nachfolgenden Verstärker- und Detektorstufen des Empfängers zugeführt zu werden.

Die anhand der Fig. 1 beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen: Dem Anschluß 1 wird das von den Antennenschaltungen empfangene Signal zugeführt, und deshalb wird dieses Signal durch eine Vielzahl gesonderter Signale mit unterschiedlichen Frequenzen gebildet, von denen jedes die auf einem Fernsehkanal übertragene Information repräsentiert.

Wenn ein Kanal im UHF-Band empfangen werden soll, werden die geeigneten Steuerungen vorgenommen, um zu bewirken, daß das Steuersignal 6 den Verstärker 7 abschaltet, daß es den Schalterkreis 5 so betätigt, daß dieser Signale von der Filterschaltung 3 zur Frequenzumsetzungsschaltung 9 durchläßt, und daß es den feststehenden Oszillator 10 aussschaltet, so daß zum zweiten Eingang der Frequenzumsetzungsschaltung 9 keine Signale geliefert werden.

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Dann wird der Abstimmknopf betätigt, um die Filterschaltung 11 und den frequenzvariablen Oszillator 14 abzustimmen, und zwar durch Einstellen des Wertes des Steuersignals 12 derart, daß das gewünschte UHF-Signal zur Filterschaltung 15 durchgelassen wird.

Ein ausgewähltes UHF-Signal schlägt deshalb folgenden Weg ein: Es kommt über den Anschluß 1 an, wird in seiner Amplitude durch die gesteuerte Dämpfungsschaltung 2 gedämpft und wird durch die Hochpaßfilterschaltung 3 von den Signalen im VHF-Band getrennt. Dann wird es über den Schalter 5 und die Frequenzumsetzungsschaltung 9 geführt, die es, da der Oszillator 10 ausgeschaltet ist, lediglich verstärkt und auf die abgestimmte Bandpaßfilterschaltung 11 gibt, welche es von den anderen Signalen im UHF-Band trennt. Es gelangt dann zur Frequenzumsetzungsschaltung 13, welche es in die Zwischenfrequenz umsetzt, und schließlich gelangt es durch die abgestimmte Filterschaltung 15 und ist für die folgenden Schaltungen des Fernsehempfängers verfügbar.

Liegt dagegen der ausgewählte Kanal im VHF-Band, schaltet das Steuersignal 6 den Verstärker 7 ein, schaltet den Schalter 5 in den geeigneten Zustand und schaltet die Oszillatorschaltung 10 ein. Das ausgewählte Signal gelangt deshalb durch die Dämpfungsschaltung 2, zur Tiefpaßfilterschaltung 4, welche es von den Signalen im UHF-Band trennt; von da gelangt es durch die Verstärkerschaltung 7 und die Filterschaltung 8 und über den Schalterkreis 5 zur Frequenzumsetzungsschaltung 9. Da die Frequenz f der Oszillatorschaltung 10 so gewählt ist, daß die Frequenz f₂ am Ausgang der Frequenzumsetzungsschaltung 9 innerhalb des Frequenzbereichs des UHF-Bandes liegt, arbeiten die folgenden Schaltungen in der-

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selben Weise wie in dem Fall, in welchem ein UHF-Kanal ausgewählt ist. Auf diese Weise werden die Kanäle im VHF-Band, wenn sie ausgewählt sind, in UHF-Frequenzen umgesetzt, d.h., während des VHF-Empfangs findet eine doppelte Frequenzumsetzung statt.

Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform für einen Teil der
in Fig. 1 schematisch dargestellten Schaltung, d.h., die Blöcke S, 11, 13 und 14. Da die Schaltungen der Fig. 2 bei sehr hohen Frequenzen arbeiten, hat es sich als erforderlich erwiesen, Resonanzleitungen zu verwenden, um die erforderlichen Impedanzwerte zu erhalten.

Um ferner die bekannten Nachteile zu vermeiden, die sich aus Drahtanschlüssen an unabhängige Komponenten ergeben, und um enge Herstellungstoleranzen zu erhalten, ist d-'e Position und die Form der Resonanzlinien dadurch festgelegt, daß diese als niedergeschlagene leitende Komponenten auf einer Platte einer gedruckten Schaltung
gebildet sind,

Fig. 2 zeigt einen Eingangsanschluß 20, der dem ersten Eingang der Schaltung 9 in Fig. 1 entspricht. An den Anschluß 20 ist ein Ende einer Drosselspule 21 angesc*.' 2η, deren anderes Ende mit Erde
verbunden ist, sowie ein Ende ein Kondensators 22, der anderen
Endes mit dem Emitter eines PNP-Transistors 23 verbunden ist. Eine Eingangsquelle +V spannt den Emitter des Transistors 23 über einen Widerstand 24 und dessen Basis über einen Widerstand 25 vor. Die
Basis des Transistors 23 ist außerdem über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 26 und einem Kondensator 27 mit Erde verbunden. Der Kollektor des Transistors 23 ist mit Erde verbunden, und zwar

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einerseits über eine Resonanzleitung 28 und andererseits über eine Serienschaltung aus einer Kapazitätsdiode 29 und einem Kondensator 30. Die Kathode der Kapazitätsdiode 29 ist mit dem Kondensator 30 verbunden und erhält eine Vorspannung über einen Widerstand 31 und ein Potentiometer 32, das zwischen eine Spannungsquelle +V und Erde geschaltet ist und dessen Schleifer mit dem Widerstand verbunden ist.

An die Eingangsspannungsquelle +V ist außerdem ein zweites Potentiometer 33 angeschlossen, dessen Schleifer über einen Widerstand 34 mit der Kathode einer Kapazitätsdiode 35 verbunden ist, deren Anode über eine Resonanzleitung 36 an Erde angeschlossen ist. Die Kathode der Kapazitätsdiode 35 ist außerdem über einen Kondensator 37 mit Erde verbunden.

Die Resonanzleitung 36 ist mit einer Resonanzleitung 38 gekoppelt, die einen Endes mit Erde und anderen Endes mit einer Seite eines Kondensators 39 verbunden ist, dessen andere Seite an den Emitter eines PNP-Transistors 40 angeschlossen ist. Dessen Kollektor ist über einen Kondensator 41 mit Erde und außerdem über eine Spule mit einem Ausgangsanschluß 42 verbunden. Der Ausgangsanschluß 42 stellt den Ausgang der in Fig. 1 gezeigten Frequenzumsetzungsschaltung 13 dar. Der Emitter des Transistors 40 wird über zwei in Serie geschaltete Widerstände 44 und 45 von einer Spannungsquelle +V vorgespannt. Der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen 44, 45 ist über einen Kondensator 46 mit Erde verbunden. Der Emitter des Transistors 40 ist außerdem über einen Kondensator 47 und eine Spule 48 mit Erde verbunden. Die Basis des Transistors 40 wird über zwei in Serie geschaltete Wider-

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stände 49 und 50 von der Spannungsquelle +V vorgespannt.

Der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen 49 und 50 ist über einen Widerstand 51 und einen zu diesem parallel geschalteten Kondensator 52 geerdet. Die Basis des Transistors 40 ist außerdem über einen Kondensator 53 mit einer Resonanzleitung 54 verbunden, die einen Endes mit Erde und anderen Endes mit der Anode einer Kapazitätsdiode 55 verbunden ist, die an ihrer Kathode über ein Potentiometer 56 und einen Widerstand 57 eine Gleichspannung von der Eingangsquelle +V erhält.

Die Kathode der Kapazitätsdiode 55 ist über einen Kondensator 58 geerdet und außerdem über einen Kondensator 60 mit dem Emitter eines PNP-Transistors 59 verbunden, dessen Kollektor an die Anode der Kapazitätsdiode 55 angeschlossen ist. Die Spannungseingangsquelle +V spannt den Emitter des Transistors 59 über einen Widerstand 61 und dessen Basis über einen Widerstand 62 vor. Die Basis des Transistors 59 ist außerdem über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 63 und einem Kondensator 64 geerdet.

Die vorstehend beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen:

Ein Signal in einem zum UHF-Band gehörenden Kanal wird am Anschluß 20 zugeführt. Der Kondensator 22 und die Spule 21 bilden zusammen ein Hochpaßfilter, das dazu dient, unerwünschte Signale im VHF-Band daran zu hindern, über den Anschluß 20 hinaus zu gelangen. Ein vom Hochpaßfilter durchgelassenes Signal im UHF-Band wird von der vom Transistor 23 gebildeten Verstärkerstufe verstärkt, wobei sich der Transistor 23 in Basisschaltung befindet. Das Verstärker-

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ausgangssignal am Kollektor des Transistors 23 hat als Lastimpedanz die Resonanzleitung 28, die auf die durch die Kapazitätsdiode 29 und den Kondensator 30 gebildete Kapazität abgestimmt ist und dazu dient, lediglich den benötigten Fernsehkanal auszuwählen.

Die Länge der Resonanzleitung 28 ist kleiner als λ/4 für die zu verarbeitende maximale Frequenz, so daß die Resonanzleitung für jede Frequenz innerhalb des UHF-Bandes immer einen induktiven Wert aufweist. Durch Verändern des Wertes der Vorspannung, die der Ka pazitätsdiode 29 durch den Widerstand 31 und das Potentiometer 32 zugeführt wird, wird die Abstimmung des durch die Resonanzleitung 28, die Kapazitätsdiode 29 und den Kondensator 30 gebildeten Se rienresonanzkreises eingestellt. Das am Kollektor des Transistors 23 auftretende Signal wird elektromagnetisch über die Resonanzleitung 28 auf die benachbarte Resonanzleitung 36 gekoppelt. Letzere bildet mit der Kapazitätsdiode 35 und dem Kondensator 37 eine zweite Resonanzschaltung, die mit der erstgenannten Resonanzschaltung gänzlich identisch ist.

Funktion dieser zweiten Resonanzschaltung ist es, die Selektivität oder Trennschärfe der Vorrichtung zu verbessern. Und über die Re sonanzleitung 38, die eng mit der Resonanzleitung 36 gekoppelt ist, erreicht das Signal den Emitter des Transistors 40, der als Frequenzumsetzungsschaltung arbeitet, da der Basis des Transistors 40 ein Signal zugeführt wird, das von der durch den Transistor 59 und die diesem zugeordneten Komponenten gebildeten Oszillatorschaltung erzeugt wird. Somit ist am Kollektor des Transistors 40 das in die Zwischenfrequenz umgesetzte empfangene Signal verfügbar.

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Bei der durch die Spule 48 und den Kondensator 47 gebildeten Schaltung handelt es sich um einen gedämpften Serienresonanzkreis, der auf 36 MHz abgestimmt ist und als Sperrkreis wirkt, der verhindert, daß die Zwischenfrequenz zurück über die (nicht gezeigte) Fernsehantenne abgestrahlt wird, und die auch die Umsetzungsverstärkung erhöht.

Die Spule 43 und der Kondensator 41 bilden zusammen ein Tiefpaßfilter, das lediglich die Zwischenfrequenz aus den am Kollektor des Transistors 40 als Ergebnis der von diesem Transistor bewirkten Frequenzumsetzung vorhandenen Frequenzen auswählt.

Die Frequenz des mit dem Transistor 59 gebildeten Oszillators wird in Abhängigkeit von der Veränderung der Abstimmfrequenz verändert, auf welche die beiden Resonanzschaltung«^ abgestimmt sind, die durch die Resonanzleitung 28, die Kapazitätsdiode 29 und den Kondensator 30 und durch die Resonanzleitung 36, die Kapazitätsdiode 35 und den Kondensator 37 gebildet werden. Zu diesem Zweck wird die Spannung, welche den Kapazitätswert der Kapazitätsdioden 29, 35 und 55 steuert, allen drei Dioden gleichzeitig zugeführt.

Nachstehend sind in einer Ta₄. ¹ lie Werte der Komponenten der beschriebenen Schaltung aufgelistet, die bei einer experimentellen Ausführungsform verwendet worden sind, die sich als erfolgreich arbeitend erwiesen hat.

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21 Spule 0,1,uH

22 Kondensator 6,8 pF

23 Transistor BF 479

24 Widerstand 680/1

25 Widerstand 5,6 k JL

26 Widerstand 5,6 k Sl

27 Kondensator 27 pF

28 Leitung Z_Q » 50 Jl

29 Kapazitätsdiode BB 105 B

30 Kondensator 22 pF

31 Widerstand 39 k Jl

32 Potentiometer 470 k Sl

33 Potentiometer 470 k Sl

34 Widerstand 39 k Jl

35 Kapazitätsdiode BB 105 B

36 Leitung Z_Q = 50 Sl

37 Kondensator 22 pF

39 Kondensator 15 pF

40 Transistor BF 479

41 Kondensator 4,7 pF

43 Spule 0,15,UH

44 Widerstand 330 Jl

45 Widerstand 68 Λ

46 Kondensator 820 pF

47 Kondensator 100 pF

48 Spule 0,2.uH

49 Widerstand 330 Jl

50 Widerstand 68 A

51 Widerstand 1,2 k Sl

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52	Kondensator
53	Kondensator
54	Leitung
55	Kapazitätsdiode
56	Potentiometer
57	Widerstand
58	Kondensator
59	Transistor
60	Kondensator
61	Widerstand
62	Widerstand
63	Widerstand
64	Kondensator

	2714244	pF
820	pF
15	= 50/1
²O	105 B
BB	k/l
470	k Jl
39	pF
15	479
BF	pF
2,7	Jl
680	k Jl
5,6	kJl
5,6	pF.
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In Fig. 3, in der gleiche Bezugsziffern dieselben Komponenten wie in Fig. 2 kennzeichnen, ist die physikalische Gestalt einiger der in Fig. 2 gezeigten Komponenten dargestellt, während andere Komponenten schematisch gezeigt sind. Um die Bedeutung einiger der gewählten Lösungen in dem Aufbau der erfindungsgemäßen Abstimmvorrichtung zu verstehen (was auch für die Fig. 4 und 5 gilt), muß man beachten, daß man, um die bekannten Nachteile aufgrund der Schwierigkeiten beim überwinden der verteilten Parameter auszuschalten, versucht hat, möglichst viele der Komponenten der Schaltung durch Drucken oder durch Niederschlagen herzustellen.

Daher sind die Resonanzleitungen und die Verbindungen durch Drucken aufgebracht worden, und die Widerstände und Kondensatoren sind auf demselben Träger wie die Resonanzleitungen und Verbindungen durch die Schichtaufbringung mittels Dickfilmtechnik hergestellt worden.

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Als Träger für die gesamte Schaltung ist ein Keramikträger verwendet worden: Ein solcher Träger hat optimale Eigenschaften sowohl in Hinblick auf elektrisches Verhalten als auch in Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen Spannungen, die insbesondere während des Niederschiagens der Widerstände auftreten.

Fig. 3 zeigt die generelle Anordnung der Resonanzleitungen und der Schaltungen, die vom Entwurf her gesehen am kritischsten sind. In Fig. 3 sind außerdem schematisch die Widerstände und Kondensatoren gezeigt: Die Anordnung dieser Komponenten ist im allgemeinen weniger kritisch als die Anordnung der anderen Komponenten, und sie kann auf vielen Wegen bewirkt werden, die sich hinsichtlich der Ergebnisse nicht wesentlich unterscheiden. Fig. 4 zeigt eine der vielen möglichen Lösungen für den Niederschlag einiger der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Kondensatoren.

Die in Fig. 3 gezeigten Resonanzleitungen sind vom "Streifenleitungstyp", d.h., es handelt sich bei ihnen um Leitungen, die aus einem Leiter gebildet sind, der auf eine Platte aus isolierendem Material gedruckt ist, und auf der anderen Seite des isolierenden Materials ist eine leitende Substanz auf der gesamten Plattenoberfläche vorgesehen. Die elektrischen Eigenschaften hängen deshalb von dem elektromagnetischen Feld ab, das sich zwischen der oberen Streifenleitung und dem Leiter auf der entgegengesetzten Oberfläche der isolierenden Trägerplatte bildet.

Die tatsächlichen Abmessungen beispielsweise für die in Fig· 3 gezeigte Resonanzleitung 28 sind: Länge 15 mm, Breite 0,7 mm.

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Die in Fig. 3 gezeigten Löcher dienen zur Kopplung der Anschlüsse einiger der Komponenten mit der unteren leitenden Schicht auf der isolierenden Trägerplatte. Was den Niederschlag der Widerstände betrifft, so können diese durch Methoden gebildet werden, wie sie gewöhnlich auf dem "Dickfilm"-Gebiet verwendet werden, und eine Eichung kann mit Hilfe eines Lasers durchgeführt werden oder durch irgendeine der anderen bekannten Methoden; solche Eichmethoden sind bekannt und werden hier nicht ausführlicher beschrieben. Es sei hier folgendes bemerkt: Wenn für die Eichung aller dieser mittels der "Dickfilmtechnik" erzeugten Widerstände auf einen ausgewählten Wert ein Laser verfügbar ist, besteht die Möglichkeit, die drei Potentiometer 32, 33 und 56 durch drei Widerstände zu ersetzen und diese dann mit Hilfe des Lasers während der Überprüfung und des Tests der fertiggestellten Schaltung solchermaßen zu eichen, daß die erforderlichen Produktionswerte erhalten werden. Somit kann die Abstimmvorrichtung, d.h. der Tuner, durch Einstellen genau definierter Parameter geeicht werden und ohne das Erfordernis, Parameter einzustellen, wie die Induktivität kleiner Spulen, die schwer zu bestimmen sind. Es ist auch möglich, den gesamten Eichvorgang zu automatisieren.

Die Kondensatoren der Schax '~<?<?n können durch eine von zwei verschiedenen Methoden niedergeschlagen werden. Eine Methode beruht auf der Verwendung des Keramikmaterials des Trägers als Dielektrikum. Die andere Methode umfaßt die Erzeugung eines gesonderten Dielektrikums, das ebenfalls auf der Trägerplatte niedergeschlagen wird. Die erste Methode hat den Vorteil, daß es möglich ist, einige der Verbindungen zwischen den Platten der Kondensatoren und den restlichen Komponenten der Schaltung zu eliminieren. Auf diese Weise

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wird die Anzahl derjenigen Elemente, welche im Entwurfsstadium schwer zu steuern sind, reduziert, und folglich werden die Toleranzen der zusammengebauten Anordnung verringert.

Wenn beispielsweise die Kondensatoren, die eine geerdete Platte aufweisen, direkt auf der Keramikträgerplatte niedergeschlagen sind und wenn die leitende Schicht auf der anderen Oberfläche der Keramikträgerplatte (die geerdet ist) als zweite Platte verwendet wird, sind die Erdverbindungen der Kondensatoren mit beträchtlichem Vorteil eliminiert. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß solche Kondensatoren eine beträchtliche Fläche der Trägerplatte einnehmen können, da die relative Dielektrizitätskonstante £ der Keramik 9 ist, so daß auf einer 0,6 mm dicken Keramikplatte erzeugte Kondensatoren eine Kapazität von 13,3 pF/cm² haben. Wenn stattdessen sowohl die beiden Platten als auch das Dielektrikum eines Kondensators auf dem Keramikträger niedergeschlagen werden, besteht die Möglichkeit, dielektrische Schichten zu erhalten,

die zu einer Erhöhung der erhältlichen Kapazität/cm führen, wodurch durch Kondensatoren belegter Platz gespart wird. In diesem Fall ist es erforderlich, die Verbindungswege sorgfältig zu überlegen und Löcher im Keramikträger vorzusehen, durch welche die richtigen Platten der Kondensatoren mit Erde verbunden werden können. Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Kompromisses zwischen den beiden zuvor erwähnten Methoden für den Erhalt von Kondensatoren. Lediglich jene Kondensatoren, die in Hinblick auf die Verbindungen am kritischsten sind, d.h., die in Fig. 2 mit den Bezugsziffern 27, 30, 37, 41, 58 und 64 bezeichneten Kondensatoren, sind unter Verwendung des Keramikträgers als Dielektrikum niedergeschlagen worden. Die restlichen Kondensatoren können dann durch Niederschlagen so-

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wohl der Platten als auch des Dielektrikums auf dem Keramikträger erzeugt werden. Auf diese Weise wird eine optimale Lösung erzielt insofern, als der von den Kondensatoren belegte Raum in einem bestimmten Ausmaß reduziert ist, während die kritischeren Verbindungen vermieden sind.

Eine weitere Anordnung, die beim Aufbau des Niederschlags der Kondensatoren und der Geometrie der Verbindungen verwendet werden kann, ist in Fig. 5 gezeigt. In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 70 die Dicke der im Schnitt dargestellten Keramikplatte; der Leiterstreifen der Resonanzleitung 28 ist ebenfalls im Schnitt zu sehen, wie auch die Kapazitätsdiode 29 und der Kondensator 30. Der Kondensator 30 ist durch eine Platte 71 gebildet, bei welcher es sich um die auf den Träger 70 gedruckte untere leitende Schicht handelt, eine dielektrische Schicht 72, die auf der unteren leitenden Schicht 71 niedergeschlagen ist, und eine leitende Schicht 73, die auf der dielektrischen Schicht 72 aufgebracht ist. Ein Loch 74 führt durch die gesamte Anordnung, um eine Verbindung zwischen der Kapazitätsdiode 29 und dem Kondensator 30 zu ermöglichen. Die beiden Anschlüsse der Kapazitätsdiode 29 sind mit 75 und 76 gekennzeichnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie es ermöglicht, die geerdeten Kondensatoren durch lediglich zwei Niederschlagsvorgänge (den für die dielektrische Schicht 72 und den für die die Platte bildende leitende Schicht 73) zu erzeugen, wodurch die Notwendigkeit vermieden ist, getrennte Verbindungen zwischen den Kondensatorplatten und Erde herzustellen. Diese Anordnung hat außerdem den Vorteil, daß die Kondensatoren relativ kleine Flächen einnehmen und daß die Kapazitätsdiode 29 schließlich, durch das Loch 74 örtlich festgelegt ist, wodurch eine Fehlanordnung der

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Kapazitätsdiode gegenüber der ihr zugedachten Position während des Zusammenbaus vermieden wird. Auf diese Weise werden die Herstellungstoleranzen gelockert und die Eichungen leichter gemacht.

Dank der strengen Kontrolle der Anordnung der Komponenten und der starken Verringerung der Länge der Verbindungen zwischen Komponenten sind Abweichungen der Entwurfswerte der Schaltung sehr stark reduziert: Tatsächlich kann in einer ersten Näherung der Hauptanteil solcher Abweichungen der hergestellten Schaltungen den Änderungen der Eigenschaften der Kapazitätsdioden zugeordnet werden. Aus diesem Grund werden die drei verwendeten Kapazitätsdioden vor dem Einbau selektiert, um drei Dioden zu wählen, welche möglichst gleiche Eigenschaften besitzen. Ferner werden Restunterschiede in ihrem Verhalten weiter dadurch verringert, daß die drei Potentiometer 32, 33 und 56 dann geeicht werden, wenn die Schaltung in ihrem kritischsten Zustand arbeitet, d.h., wenn sie für den Empfang des höchsten Kanals eingestellt ist, wenn die Kapazität der Kapazitätsdioden auf ihrem Minimum sein muß und wenn deshalb die Differenz zwischen der Kapazität einer jeden Kapazitätsdiode und der parasitären Kapazität am größten ist.

Aus der vorausgehenden Beschreibung sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung augenscheinlich, besonders, was die Einfachheit der Eichung betrifft. Tatsächlich werden gegenüber der Anzahl der Eicharbeitsgänge, die bei einer Abstimmvorrichtung herkömmlichen Aufbaus benötigt werden (welche Anzahl gewöhnlich im Bereich von 7 oder 8 liegt), bei der erfindungsgemäßen Abstimmvorrichtung nur drei Eichvorgänge benötigt. Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwendung gedruckter Leitungen aus leitendem Material

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auf einem Träger mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten. Tatsächlich ist die Verwendung der erwähnten Leitungen aus leitendem Material, abgesehen davon, daß sie einen Vorteil vom konstruktiven Gesichtspunkt darstellt, auch nützlich insofern, als sie die Abstrahlung von Störsignalen reduziert.

Diese Verbesserung ist möglich, da das elektromagnetische Feld, das durch die in den gedruckten Leitungen fließenden Ströme induziert wird, weitgehend auf ein Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten und nicht auf Luft eingeschränkt ist.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abweichungen möglich. Beispielsweise könnte anstelle des Oszillators 10 ein Oszillator mit variabler Frequenz verwendet werden. Dc ~ Schalten der Frequenz dieses Oszillators sollte auftreten, wenn die im VHF-Band arbeitende Schaltung vom Empfang eines Signals im Band I zum Empfang eines Signals im Band III übergeht. Gleichermaßen könnte die Abstimmfrequenz des Filters 8 umgeschaltet werden, um das Signal/Rauschverhältnis zu verbessern. Eine weitere mögliche Abänderung besteht darin, die Frequenz des illators 10 kontinuierlich veränderlich zu machen, und zwar zu dem Zwt' die VHF-Kanäle durch Einstellen der Frequenz des Oszillators 10 abzustimmen und die Frequenz des Oszillators 14 feststehend zu halten.

Patentansprüche

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Claims

27H244 Patentansprüche

1. Abstimmvorrichtung für einen Fernsehempfänger mit einer ersten Frequenzumsetzungsschaltung, welche die Frequenz des empfangenen Signals in eine niedrigere Frequenz umsetzt, und mit einer ersten Oszillatorschaltung, die der Frequenzumsetzungsschaltung ein Signal für die Umsetzung zuführt, dadurch gekennzeichnet , daß der Frequenzumsetzungsschaltung (13) Eingangssignale bei einer Frequenz im UHF-Band zugeführt werden und daß wenigstens einige der Schaltungselemente (27, 28, 30, 36, 37, 38, 41, 54, 58, 64) durch Niederschlagen leitenden Materials auf einem isolierenden Träger gebildet sind.

2. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Niederschlag gebildeten Schaltungselemente wenigstens eine Resonanzleitung (28, 35, 38, 54) umfassen.

3. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Niederschlag gebildeten Schaltungselemente wenigstens einen Kondensator (27, 30, 37, 41, 58, 64) umfassen.

4. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Niederschlag gebildeten Schaltungselemente wenigstens einen Widerstand umfassen.

5. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Träger eine relative

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ORIGINAL INSPECTED

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Dielektrizitätskonstante von mehr als 5 aufweist.

6. Abstinunvorrichtung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzleitung oder Resonanzleitungen (28, 35, 38) mit Hilfe der Mikrostreifenleitertechnik hergestellt ist bzw. sind.

7. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Oberflächen des isolierenden Trägers im wesentlichen vollständig mit einer Schicht aus leitendem Material bedeckt ist.

8. Abstimmvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Platte des Kondensators (30) durch einen Teil der Schicht leitenden Materials auf der einen Oberfläche des isolierenden Trägers (70) gebildet ist.

9. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Kondensator (30) dadurch hergestellt ist, daß auf einer Oberfläche des isolierenden Trägers zwei Platten (71, 73) niedergeschlagen werden, die durch eine isolierende Schicht (72) get- ^nt sind, deren Dielektrizitätskonstante höher als diejenige des isolierenden Trägers (70) ist.

10. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand mit Hilfe einer "Dickfilm"-Niederschlagsmethode hergestellt ist.

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11. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Oszillatorschaltung (13) eine erste Kapazitätsdiode (29) umfaßt, der eine steuerbare Gleichspannung von einem ersten Potentiometer (32) zugeführt wird, wodurch die Frequenz der ersten Oszillatorschaltung (13) gesteuert wird, daß eine variabel abstimmbare selektive Schaltung (33, 34, 35, 36, 37) vorgesehen ist, die eine zweite Kapazitätsdiode (35) enthält, der ebenfalls eine steuerbare Gleichspannung von einem zweiten Potentiometer (33) zugeführt wird, und daß der minimale Kapazitätswert der beiden Kapazitätsdioden (29, 35) durch Einstellung der beiden Potentiometer (32, 33) gleichgemacht ist.

12. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Potentiometer (32, 33) als Dickfilmwiderstände ausgebildet sind und daß deren Einstellung dadurch bewirkt ist, daß ein Teil des die Dickfilmwiderstände bildenden Widerstandsmaterials entfernt ist.

13. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl von Kanälen im VHF-Band erhältlich ist durch Umsetzen der Frequenz von Signalen im VHF-Band in UHF-Signale mit Hilfe einer zweiten Frequenzumsetzungsschaltung (9) und einer zweiten Oszillatorschaltung (10).

14. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oszillatorschaltung (10) eine feststehende Schwingungsfrequenz aufweist.

15. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich-

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net, daß die zweite Oszillatorschaltung (10) eine Schwingungsfrequenz aufweist, die von einem vorbestimmten Wert zu einem anderen umgeschaltet wird, wenn die Abstimmvorrichtung vom Empfang eines Signals im Band I zum Empfang eines Signals im Band III umgeschaltet wird.

16. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oszillatorschaltung (1O) eine Schwingungsfrequenz aufweist, die zum Abstimmen der Abstimmvorrichtung auf einen ausgewählten Fernsehkanal kontinuierlich veränderlich ist, und daß die erste Oszillatorschaltung (14) eine feststehende Frequenz aufweist.

17. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Frequenzumsetzungsschaltung (9) derart beschaffen ist, daß sie als Verstärker arbeitet, wenn ihr von der zweiten Oszillatorschaltung (10) keine Signale zugeführt werden.

18. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine selektive Verstärkerschaltung (7) vorgesehen ist, die lediglich dann erregt wird, wenn die Abstimmvorrichtung für den Empfang von Signalen im VHF-Band eingestellt ist,und die der zweiten Frequenzumsetzungsschaltung (9) vorgeschaltet ist.

19. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Ausgang der Antennenschaltungen verbundene steuerbare Dämpfungsschaltung (2) vorgesehen ist, die das empfangene Signal in Abhängigkeit

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von einem empfangenen Steuersignal dämpft, um die Amplitude des von ihr an die folgenden Frequenzumsetztungs- und Selektionsschaltungen (3,4,5,7,8,9,10,11,12,13,14,15) gelieferten Signals trotz Schwankungen des empfangenen Signals konstant zu halten.

20. Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem selektiven Verstärker (7) und der zweiten Frequenzumsetzungsschaltung (9) ein Schalterkreis (5) vorgesehen ist, der unter der Steuerung eines Steuersignals (6) umschaltbar ist zwischen einer ersten Position, in der er zur zweiten Frequenzumsetzungsschaltung (9) UHF-Signale von der Dämpfungsschaltung (2), und einer zweiten Position, in der er zur zweiten Frequenzumsetzungsschaltung (9) VHF-Signale von der selektiven Verstärkerschaltung (7) durchläßt.

21. Fernsehempfänger mit einer Abstimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20.

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