DE3425950C2

DE3425950C2 - Hochfrequenzverstärker

Info

Publication number: DE3425950C2
Application number: DE3425950A
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Kakuda Miyagi Yamaguchi
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3425950A1; JPS6019220U; GB8415585D0; JPH051132Y2; GB2143694B; GB2143694A

Abstract

Ein Hochfrequenzverstärker, bei dem die Eingangsseite gut von der Ausgangsseite getrennt ist, enthält eine HF-Verstärkerschaltung und eine gedruckte Schaltungsplatine. Die HF-Verstärkerschaltung enthält einen ersten Kondensator, der zwischen einem Eingangsanschluß und einem eingangsseitigen Masseanschluß liegt und zur Frequenzgangkompensation dient. Außerdem enthält die HF-Verstärkerschaltung einen zweiten Kondensator, der zwischen einen Ausgangsanschluß und einen ausgangsseitigen Masseanschluß geschaltet ist und eine ähnliche Funktion hat wie der erste Kondensator. Die Platine besitzt elektrisch leitende Bahnen zum Verbinden verschiedener Masseanschlüsse, und sie enthält eine elektrisch leitende Bahn, die bei hohen Frequenzen eine Induktivität bildet. Die Ersatzschaltung des Verstärkers bildet, wenn man den Eingangsanschluß vom Ausgangsanschluß her betrachtet, eine Fangschaltung in Form eines überbrückten T-Glieds.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzverstärker, insbesondere einen solchen Hochfrequenzverstärker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zunächst soll der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Hintergrund anhand der F i g. 1 erläutert werden, die einen als Fernsehempfangseinrichtung dienenden Booster-Mischer 1 zeigt. In diesem Mischer wird das von einer Antenne 2 empfangene Videosignal über einen an die Antenne angeschlossenen Eingangsanschluß 3, ein Filter 4, einen Verstärker (Booster) 5, eine Verzweigung 6, ein Dämpfungsglied 7, einen Verstärker 8, ein Dämpfungsglied 9 und einen Verstärker 10 an einen Mischer 11 gegeben. Ein HF-Modulator 12 liefert über einen Eingangsanschluß 13 ein Signal an den Mischer 11, so daß dieses Eingangssignal mit dem von dem Verstärker 10 kommenden Videosignal gemischt wird. Das sich ergebende Ausgangssignal wird über einen Ausgangsanschluß 14 an ein Fernsehgerät 15 gegeben. Das von der Antenne 2 empfangene Videosignal gelangt außerdem aufgrund der Verzweigung 6 an ein Dämpfungsglied 16, und von diesem aus gelangt das Signal über einen Verstärker 17 und ein Dämpfungsglied 18 an einen Ausgangsanschluß 19, der für eine Bildaufzeichnung vorgesehen ist. Die Dämpfungsglieder 7 und 9 haben die Aufgabe, die an die Verstärker 8 bzw. 10 gelegten Eingangssignale auf den erforderlichen Pegeln zu halten. Folglich halten diese Dämpfungsglieder das Signal am Ausgangsanschluß 14 auf einem geeigneten Pegel.

In dem Booster-Mischer 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau streut ein Teil des Signals vom HF-Modulator 12 in die Antenne 2 ein, nachdem es den Mischer 11, den Verstärker 8 und das Filter 4 durchlaufen hat. Dieses Signal wird dann als Störwelle in die Luft abgestrahlt. Die Verstärker 5, 8 und 10 haben außerdem die Aufgabe, eine derartige Streu- oder Lecksignale zu unterdrücken, weil ein Verstärker oder Booster im allgemeinen ein richtungsabhängig arbeitendes Bauteil ist. Mit anderen Worten: Der Verstärker verstärkt jegliches Signal, welches von seiner Eingangsseite zu seiner Ausgangsseite fließt, er dämpft hingegen jegliches Signal, welches von der Ausgangsseite in Richtung Eingangsseile fließt. Ein Beispiel für einen herkömmlichen Verstärker nach dem Obcbegriff des Anspruchs 1 findet sich in der Zeitschrift »Elektronic Engineering«, April 1978, H. 604, S. 17.

In ähnlicher Weise streut dann, wenn an den Ausgangsanschluß 19 zur Bildaufzeichnung ein Videobandrekorder angeschlossen ist, das von dem in dem Rekorder befindlichen Tuner lokal erzeugte Signal in den mit der Antenne verbundenen Eingangsanscnluß 3 ein. Das Dämpfungsglied 16 und der Verstärker 17 sollen diese Signaleinstreuung unterdrücken, sie können jedoch unabhängig von der Arbeitsweise des jeweils verwendeten Tuners fortgelassen werden.

Das Einstreuen des Signals von dem HF-Modulator 12 in den Eingaflgsanschluß 3 innerhalb des Booster-Mischers 1 soll im folgenden näher betrachtet werden. Um den Pegel des Slreusignals unterhalb des von der FTZ-odcr FCC-Norm geforderten Werts zu halten, ,nuß die Trennung des Modulator-Eingangsanschlusses 13 von dem mit der Antenne verbundenen Eingangsanschluß 3 größer als 60 dB sein.

Für gewöhnlich ist der Signalpegel an dem Ausgangsanschluß 14 für das Fernsehgerät so eingestellt, daß er den Signalpegel am Antennen-Eingangsanschluß 3 um einige Dezibel übersteigt. Folglich liegt bei dem Booster-Mischer gemäß F i g. 1 die Verstärkung pro Verstärker etwa in dem Bereich von 0 dB bis 1 dB. Die Trennung pro Verstärker bei der bekannten Schaltung ist geringfügig höher als 20 dB unter der Voraussetzung, daß in der vorausgehenden Stufe ein Dämpfungsglied eingefügt ist, damit die Verstärkung dann wieder 0 dB beträgt. Um also die Trennung zwischen dem Antennen-Eingangsanschluß und dem Modulator-Eingangsanschluß 13 größer als 6OdB zu machen, werden drei oder noch mehr Verstärker benötigt, so daß hierdurch eine Herabsetzung der Herstellungskosten des Booster-Mischers und der Schaltungsminialurisierung Grenzen geset/l sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochfrequenzverstärker der eingangs genannten An

so zu schaffen, der eine ausgezeichnete Trennung zwischen Eingang und Ausgang aufweist, um die vorstehend genannten Beschränkungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch I angegebene Erfindung gelöst.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Boosier-Mischcrs mil herkömmlichen HF-Verstärkern,

F i g. 2 eine Schallungsskiz/.e eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen HF-Verstärkers,

F i g. 3 ein Ersatzschaltbild der Schaltung nach F i g. 2. F i g. 4 eine teilweise schematisierte Draufsicht auf eine gedruckte Schaltungsplatine, auf der die Schaltung nach F i g. 2 ausgebildet ist,

Fig. 5 ein Ersatzschaltbild eines HF-Verstärkers, der aus der Schaltung nach F i g. 2 und der Schaltungspkitine nach F i g. 4 besteht,

Fig.6 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen

H F-Verstärker verwendenden Booster-Mischers, und

F i g. 7 eine graphische Darstellung, die Meßwerte der Trennung von Eingangs- und Ausgangsseite in dem Booster-Mischer nach Fig.6 veranschaulicht, darüber hinaus Meßwerte von Trennpegeln bei Verwendung herkömmlicher HF-Verstärker, um einen Vergleich mit der Erfindung zu ermöglichen.

Fig.2 zeigt eine Schaltungsskizze einer Hochfrequenz-Verstärkerschaltung, die in einem erfindungsgemäßen Hochfrequenzverstärker eingesetzt wird und auf ίο einer gedruckten Schaltungsplatte ausgebildet ist. Die Schaltung enthält einen Eingangsanschiuß 20, einen eingangsseiligen Masseanschluß 21, einen Ausgangsanschluß 22, einen ausgangsseitigen Masseanschluß 23, einen Versorgungssf-annungsanschluß 24, über den eine Versorgungsspannung eingespeist wird, einen Transistor 25, Vorspannwiderstände 26, 27, 28 und 29, einen Rückkopplungswiderstand 30, einen Lastwiderstand 31, Kondensatoren 32 und 33 für die Wechr^Istromentkopplung, Ableitkondensatoren 34 und 35, einen Kondensator 36, eine Spule 37 und eine Drosselspule 38. Dies sind die Grundschaltungselemente des Verstärkers, ihre Bauelementwerte sind derart gewählt, daß die Schaltung als Breitbandverstärker arbeitet. Zu dieser Hochfrequenz-Verstärkerschaltung kommt eine gedruckte Schaltungsplatine (diese wird weiter unten beschrieben) sowie Kondensatoren 39 und 40 hinzu, die beide zur Bildung einer Fangschaltung und zum Kompensieren der Frequenzgänge im Bereich hoher Frequenzen verwendet werden.

F i g. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild für die in F i g. 2 gezeigte HF-Verstärkerschaltung, wobei der Grundschaltungsteil des Verstärkers durch das Bezugszeichen 41 angedeutet ist. Diese vereinfachte Schaltung besieht aus den Kondensatoren 39 und 40 für die Kompensation bei hohen Frequenzen und den Schaltungsabschnitt 41. Der Kondensator 39 befindet sich zwischen den Anschlüssen 20 und 21 auf der Eingangseite, während sich der Kondensator 40 zwischen den Anschlüssen 22 und 23 auf der Ausgangsseite befindet.

F i g. 4 zeigt das gedruckte Leitungsmuster der Schal-Uingsplatine 42, auf der die in Fi g. 2 gezeigte HF-Verstärkerschaltung ausgebildet ist. Die auf der Platine befindlichen Bauelemente tragen die gleichen Bczugszciehen wie in Fig.2. In dem von der gestrichelten Linie umrandeten Bereich befindet sich ein Transistor 25. Die Schaltungsplatine 42 besitzt elektrisch leitende Bahnen 43 bis 51. Außerdom ist eine elektrisch leitende Bahn 52 an die Masseanschlüsse des Vorspannwiderstands 26, des zur Kompensation bei hohen Frequenzen vorgesehenen Kondensators 39, des Ableitkondensators 35, des Vorspannwiderslands 28, des zur Kompensation bei hohen Frequenzen vorgesehenen Kondensators 40 und des Lastwiderstands 31 angeschlossen. Eine weitere elektrisch leitende Bahn 53 verbinden den eingangsseitigen Masseanschluß 21, den ausgangsseitigen Masseanschluß 23 und den Masseanschluß des Kondensators 36. Die Bahn 52 ist mit der Bahn 53 über eine elektrisch leitende Bahn 54 verbunden, die derart ausgebildet ist, daß sie bei hohen Frequenzen als Induktivität wirkt.

F i g. 5 zeigt ein Ersatzschaltbild für den aus der HF-Verstärkerschaltung nach Fig.2 bestehenden Hochfrequenzverstärker und die gedruckte Schaltungsplatine nach Fig.4. Der Haupt-Verstärkerschaltungsabschnitt 41 läßt sich als Impedanz auffassen, die von ihren Wider- c^r> Standsbauelementen beherrscht wird, wenn man die Eingangsseite von der Ausgangsseite her betrachtet. Im allgemeinen ist diese Ersatzschaltung identisch mit einer in Form eines überbrückenden T-Glieds ausgebildeten Fangschaltung, die in der Video-Zwischenfrequenzverstärkerschaltung eines Fernsehgeräts verwendet wird. Der in den Fig.2 und 4 dargestellte HF-Verstärker bildet mithin eine Fangschaltung, wenn man die Eingangseeite von der Ausgangsseite her betrachtet Folglich wird der Absorbier- und Dämpfungseffekt der Fangschaltung die Trennung weiter erhöhen.

F i g. 6 zeigt einen Booster-Mischer 55 mit einem erfindungsgemäßen Hochfrequenzverstärker. Dieser Booster-Mischer enthält zwei Hochfrequenzverstärker 56 und 57 sowie weitere Bauelemente, welche die gleichen Bezugszeichen haben wie bei der Schaltung nach Fig. 1. Durch Einstellen der Kapazitäten der Kondensatoren 39 und 40 für die die HF-Kennlinien kompensierenden Verstärker 56 und 57 wird die Frequenz, bei der eine Absorption und Dämpfung stattfindet, derart eingestellt, daß sie in den Frequenzbereich des HF-Modulators 12 fällt.

Fig.7 zeigt Meßwerte für die Trennung zwischen dem Modulator-Eingangsanschluß 13 und dem Antennen-Eingangsanschluß 3 dieses Booster-Mischers 55 in Gegenüberstellung mit entsprechenden Meßwerten eines herkömmlichen HF-Verstärker enthaltener. Booster-Mischers. Die Kurve 58 veranschaulicht die Trennung in dem in F i g. 6 gezeigten Mischer 55. Die Kurve 59 vei anschaulicht die Trennung in einem herkömmlichen Booster-Mischer mit zwei Hochfrequenzverstärkern. Die Kurve 60 veranschaulicht die Trennung eines herkömmlichen Booster-Mischers mit drei Hochfrequenzverstärkern. Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß die Trennung in dem Booster-Mischer mit den erfindungsgemäßen Hochfrequenzverstärkern in dem genutzten Frequenzbereich in der Nähe von 600 MHz abrupt ansteigt und —60 dB übersteigt und folglich die FTZ-Forderungen erfüllt. Andererseits ist die herkömmliche Booster-Schaltung mit zwei H F-Verstärkern nicht in der Lage, dieser Norm zu entsprechen, so daß drei oder noch mehr HF-Verstärker benötigt werden, um der Norm gerecht zu werden.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß der erfindungsgemäße Hochfrequenzverstärker eine verbesserte Trennung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite schafft. Folglich erfüllen zwei erfindungsgemäße Verstärker in einem Booster-Mischer die gleiche Funktion wie drei herkömmliche Verstärker, so daß die Kosten des Booster-Mischers herabgesetzt werden können und sich die Schaltung zur Miniaturisierung eignet. Da der Mischer eine geringere Anzahl von Verstärkern benötigt, wird auch der Rauschabstand verbessert. Der erfindungsgemäße HF-Verstärker läßt sich selbstverständlich in jeder Schaltung einsetzen, in der eine starke Trennung der Eingangsseite von der Ausgangsseite gefordert wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochfrequenzverstärker mit einer H F-Verstärkerschaltung, die einen ersten Kondensator (39) zum Kompensieren von Frequenzgängen und einen zweiten Kondensator (40) zum Kompensieren von Frequenzgängen aufweist, wobei der erste Kondensator (39) zwischen den Eingangsanschluß (20) und einen eingangsseitigen Masseanschluß (2ί) und der zweite Kondensator (40) zwischen einen Ausgangsanschluß (22) und einen ausgangsseitigen Masseanschluß (23) geschaltet ist, und die auf einer gedruckten Schaltungsplatine ausgebildet ist, weiche eine elektrisch leitende Verbindungsbahn (52), die an die Masseanschlüsse des ersten und des zweiten Kondensators (39, 40) angeschlossen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Masseanschluß an der Eingangsseite mit dem Masseanschluß an der Ausgangsseite verbindende Massebahn (53) und eine die Verbindungsbahn (52) mit der Massebahn (53) verbindende elektrisch leitende Bahn (54), die eine Induktivität bildet, vorgesehen sind, und daß die Ersatzschaltung des Hochfrequenzverstärkers — bei Betrachtung des Eingangsanschlusses vom Ausgangsanschluß her — eine Fangschaltung in Form einer Brücke bildet.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz, bei der Signale absorbiert oder gedämpft werden, von dem ersten und dem zweiten Kondensator eingestellt wird.