DE69333676T2

DE69333676T2 - Abstimmschaltung für einen Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE69333676T2
Application number: DE69333676T
Authority: DE
Inventors: Michael Anthony Pugel; William Lester Lehmann
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: DE69332448D1; ES2181680T3; EP1049255A3; JPH06204806A; EP1049255A2; KR940005140A; EP0584717A1; MY108990A; ES2228353T3; SG44546A1; JP3038459B2; US5428828A; CN1037226C; DE69332448T2; EP0584717B1; PT1049255E; KR100274324B1; EP1049255B1; CN1083997A; DE69333676D1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrband-Fernsehtuner eines Fernsehempfängers mit einem relativ breiten Abstimmfrequenzbereich. Für ein solches mehrbandiges Abstimmen werden Tuner in bandgeschaltete Abschnitte von Frequenzbereichen aufgeteilt. Zum Beispiel kann ein Tuner einen UHF-Teil zum Empfangen von UHF-Rundfunkkanälen und manchmal „hohen" Kabelkanälen und einen VHF-Teil zum Empfangen von VHF-Rundfunk- und Kabelkanälen enthalten, wobei der VHF-Teil in zwei Bänder unterteilt ist. Die Bandumschaltvorkehrungen wählen verschiedene Schaltungsabstimmelemente zur Aufnahme in die Abstimmschaltung abhängig von dem Frequenzband des gewählten Kanals. Auch mit Bandumschaltung ist es jedoch immer noch ein Problem, den großen Frequenzumfang über jedes Band hinweg zu berücksichtigen, insbesondere bei den Frequenzen an den Rändern des Bandes. Beispiele für vorbekannte Bandumschalttuner finden sich in den US-Patenten Nr. 4,972,509 und 3,903,487.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstimmvorrichtung zur Verwendung in einem Empfänger gemäß Anspruch 1.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es kann auf die Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen gleiche Glieder mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet sind. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Übersicht eines Fernsehempfängers, einschließlich Aspekten der vorliegenden Erfindung.
2 ein Schaltbild einer in dem VHF-Verstärker von 1 verwendeten vorbekannten Abstimmschaltung.
3 ein Schaltbild einer VHF-Abstimmschaltung für den VHF-Verstärker von 1 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nunmehr mit Bezug auf 1 werden VHF-Signale aus einer entsprechenden VHF-Quelle, z.B. Rundfunkstation oder Kabel, an einen VHF-Eingangsanschluß 12 eines Empfängers 10 angekoppelt, werden durch einen VHF-Verstärker 14 verstärkt und in einem VHF-Mischer 18 mit durch einen VHF-Empfangsoszillator (LO) 16 erzeugten Empfangsoszillatorsignalen kombiniert, um ein ZF-Signal zu bilden. Das ZF-Signal aus dem VHF-Mischer 18 wird durch die ZF-Verarbeitungseinheit 20 auf ähnliche Weise verarbeitet, wie ZF-Signale, die aus einem UHF-Tunerteil abgeleitet werden, der einen (nicht gezeigten) UHF-Mischer enthält. Der Kanalselektor (Abstimmsteuerung) 24 entwickelt eine Abstimmspannung VT, die an Varaktordioden angelegt wird und Beträge aufweist, die jeweiligen an den VHF-Verstärker 14 angelegten HF-Trägersignalen entsprechen. Durch den Bandselektor 22 gelieferte Bandselektorspannungen und Kanalselektorspannungen werden an den VHF-Verstärkerteil 14 des Empfängers angekoppelt. Bei der beispielhaften Ausführungsform werden die VHF-Frequenzen in zwei Bänder unterteilt, nämlich ein unteres Frequenzband B1 und ein höheres Frequenzband B2, wobei das Umschalten von B1 zu Band B2 durch das Anlegen der Bandumschaltspannung BS1 bereitgestellt wird.
Wenn ein Betrachter im Betrieb einen Kanal auswählt, liefert der Bandselektor 22 Bandsteuersignale gemäß dem Band, in dem der gewählte Kanal angeordnet ist. Die Abstimmspannung und die Bandumschaltsignale werden außerdem an den Empfangsoszillator 18 angekoppelt, der ein Empfangsoszillatorsignal mit einer Frequenz erzeugt, die dem gewählten Kanal entspricht. Das an den Mischer 18 angekoppelte Empfangsoszillatorsignal wird mit dem gewählten HF-Signal kombiniert, um Summen- und Differenzfrequenzsignale bereitzustellen. Die Frequenz des Empfangsoszillatorsignals wird so gesteuert, daß eine nominale Bildträgerfrequenz z.B. 45,75 MHz in den Vereinigten Staaten beträgt.
Das ZF-Signal aus dem Mischer 18 wird an eine ZF-Verarbeitungseinheit 20 angekoppelt und dort verstärkt und gefiltert. Das Ausgangssignal der ZF-Verarbeitungseinheit 20 wird an eine Videoverarbeitungseinheit 28 und an eine Klangverarbeitungseinheit 30 angekoppelt. Die Videoverarbeitungseinheit 28 verarbeitet Chrominanz-, Luminanz- und Synchronisationssignale, die aus dem ZF-Signal abgeleitet werden, um auf der Bildröhre 32 ein Bild zu bilden, während die Klangverarbeitungseinheit 30 die aus dem ZF-Signal abgeleiteten Klangssignale verarbeitet, die durch Lautsprecher 34 in hörbare Signale umgewandelt werden.
Nunmehr mit Bezug auf 2 ist eine vorbekannte Abstimmschaltung für den VHF-Verstärker 14 gezeigt. Die Abstimmschaltung 34 enthält drei Induktivitäten, d.h. die Eingangs-Shunt-Induktivität 36, die Reiheninduktivitäten 38, 40 und eine Varaktordiode 42, die in der genannten Reihenfolge zwischen den Signaleingangsanschluß 41 über einen Gleichstromisolationskondensator 44 an die Gate-Elektrode 45 des HF-Verstärkers mit Doppelgate-FET (Feldeffekttransistor) 46 geschaltet wird. Der parallel zu der Induktivität 36 gekoppelte Kondensator 56 ist ein Kondensator mit einem kleinen Wert von etwa 2 pf (Picofarads) zum Trimmen der Schaltung. Eine Varaktordiode 50 ist von dem Verbindungspunkt der Varaktordiode 42 und der Induktivität 40 durch den Kondensator 54, der bei der interessierenden Frequenz keine bemerkenswerte Impedanz aufweist, an Masse angekoppelt. Die Abstimmspannung VT aus dem Kanalselektor 24 wird durch einen Isolationswiderstand 48 an die Kathode der Varaktordiode 42 angekoppelt und wird ferner durch den Isolationswiderstand 52 an die Kathode der Varaktordiode 50 angekoppelt. Somit werden die Kapazitäten der jeweiligen Varaktordioden 42, 50 gemäß dem abgestimmten Kanal verändert. Die Induktivität 36 liefert einen Gleichstromrückweg für die Varaktordiode 42 und 50.
Die Induktivitäten 38 und 40 weisen eine Gegeninduktionskopplung auf und wirken zur Erzeugung des Äquivalents einer Gegeninduktivität Lm zwischen ihrem Verbindungspunkt. Diese Ersatzschaltung ist in 2a gezeigt. Der Wert der Induktivität Lm wird durch die Werte der Induktivitäten 38 und 40 und der Gegeninduktivität zwischen den Induktivitäten 38 und 40 bestimmt. In der Praxis beträgt der maximale Wert der Gegeninduktivität etwa 0,8 für Induktivitäten mit Luftkern, so daß dem Wert der Induktivität Lm eine Obergrenze auferlegt wird.
Die Bandumschaltung wird folgendermaßen erreicht. Die Kathode der Bandumschalt-PIN-Diode 58 ist an dem Verbindungspunkt der Induktivitäten 38 und 40 angekoppelt, wobei die Anode über den Widerstand 60 aus dem Bandselektor 22 das Bandumschaltsignal BS1 empfängt. Der Kondensator 62 besitzt einen relativ großen Wert und ist im wesentlichen ein Bypasskondensator für das VHF-Signal, wenn die Diode 58 leitet, und ein Filterkondensator für das Bandumschaltsignal BS1. Wenn ein Kanal in dem Band B2 gewählt wird, wird bewirkt, daß das Bandumschaltsignal BS1 auf einem relativ hohen positiven Spannungspegel liegt, wodurch die Diode 58 durch den Widerstand 60 und durch die Induktivitäten 38 und 36 leitfähig wird. Dieses Leiten der Diode 58 koppelt die Ersatzgegeninduktivität Lm durch den Kondensator 62 auf Masse. Der Effekt des Einkoppelns der Induktivität Lm in die Schaltung durch Ankopplung an Wechselstrommasse durch den Kondensator 62 besteht darin, die effektive Induktivität in den Induktivitäten 38 und 40 zur Abstimmung auf das höhere Frequenzband B2 zu verringern.
Wenn ein gewählter Kanal in dem Band B1 liegt, wird bewirkt, daß die Bandumschalt-PIN-Diode 58 nicht leitfähig ist (das Signal BS1 ist relativ niedrig), und es wird die abgestimmte Schaltung für B1 gebildet, mit der maximalen Induktivität, einschließlich aller Induktivitäten 36, 38 und 40, wobei die Gegeninduktivität Lm aus der Schaltung herausgeschaltet wird.
Vorstromschaltkreise für den Transistor 46 sind nicht gezeigt. Dem Gate 47 des Transistors 46 wird in der Regel ein AGC-Signal zugeführt, und die Schaltkreise zur Bereitstellung eines solchen AGC-Signals sind nicht gezeigt.
Nunmehr mit Bezug auf 3, in der gleiche Glieder, die 2 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet wurden, enthält die Abstimmschaltung 34 vier Induktivitäten 36, 38, 40 und 66 und Varaktordioden 42 und 50, die zwischen dem Signaleingang 41 und über einen Gleichstromisolationskondensator 44 an die Gateelektrode 45 des FET-Transistors 46 geschaltet sind. Die Varaktordiode 50 ist von dem Verbindungspunkt der Varaktordiode 42 und der Induktivität 40 durch den Gleichstromisolationskondensator 54 an Masse angekoppelt. Die Induktivität 36 ist von dem Verbindungspunkt der Varaktordiode 42 und der Induktivität 40 an Masse angekoppelt, anstatt zwischen den Eingangsanschluß 41 und das Bezugspotential (Masse). Aus dem Kanalselektor 24 wird die Abstimmspannung VT wie oben in Verbindung mit 2 besprochen an die Kathoden der Varaktordioden 42 und 50 angekoppelt. Die Induktivität 36 liefert einen Rückweg für die Varaktordioden 42 und 50.
Die Induktivität 66 ist zwischen dem Eingangsanschluß 41 und die Induktivitäten 38 und 40 in Reihe geschaltet. Ein Bypasskondensator 70 und eine PIN-Diode 72 sind in Reihe parallel zu der Induktivität 66 geschaltet. Wenn das BS1-Signal durch den Widerstand 74 an den Verbindungspunkt des Kondensators 70 angelegt wird, schaltet die Diode 72 den Kondensator 70 über die Induktivität 66, wenn das Band B2 gewählt wird, wodurch die Induktivität 66 umgangen wird. Dies hat den Effekt des Verringerns der Induktivität in der Schaltung, wenn das höhere Frequenzband B2 gewählt wird. Andere Aspekte des Bandumschaltens und Kanalabstimmens werden wie oben in Verbindung mit 2 besprochen erreicht.
Die Induktivitäten 38 und 40 weisen eine Gegeninduktionskopplung auf und erzeugen ein Äquivalent der Gegeninduktivität Lm, wie oben besprochen. In der Schaltung von 2 beträgt der Wert der Gegeninduktivität Lm jedoch auch mit der maximalen Kopplung zwischen den Induktivitäten 38 und 40 etwas weniger als erwünscht. Der zu kleine Wert von Lm bewirkt ein Abfallen bei den oberen Frequenzen des höheren VHF-Bands B2. Um dieses Problem zu überwinden, wird in Reihe mit Lm eine kleine Induktivität 68 nach Masse hinzugefügt, wenn die Diode 58 leitet. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die Induktivität 38 eine kleine Induktivität, die in den Kupferschaltkreisen der (nicht gezeigten) Leiterplatte gebildet wird, auf der die Schaltkreise verdrahtet werden.
Die Schaltungsposition für die Induktivität 36 ist im Vergleich zu 2 geändert, da es wünschenswert ist, daß eine Abstimmschaltung so viel konstante Bandbreite über den Abstimmbereich wie praktisch möglich ist aufweist. Bei einer HF-Schaltung weist eine Reiheninduktivität tendenziell eine konstante Bandbreite auf, während eine Shunt-Induktivität tendenziell einen konstanten Widerstand aufweist. Die Position der Induktivität 36 wurde somit aus einer direkten Kopplung an Masse über den Anschluß 41 heraus zu einer Stelle nach den Induktivitäten 38 und 40 verlagert, um den Effekt des konstanten Widerstands auf weniger nachteilige Weise aufzuweisen. Um eine konstante Bandbreitenfrequenzkurve der Abstimmschaltung 34 zu verbessern, wird zusätzlich die Reiheninduktivität 66 in Reihe für das Band B1 hinzugefügt, um die Schaltungsinduktivität bei den niedrigeren Frequenzen zu verstärken, um einen flacheren Niederfrequenz-Abstimmfrequenzgang bereitzustellen.

Claims

Abstimmvorrichtung zur Verwendung in einem Empfänger, umfassend: einen Eingang (41) zur Bereitstellung einer Signalquelle von Hochfrequenzträgersignalen in einem Frequenzband; einen zwischen dem Eingang (41) und einer Steuerelektrode (45) eines Verstärkungsmittels (46) geschalteten Signalweg; eine Steuersignalquelle (22) zur Bereitstellung eines Bandumschaltsignals (BS1); ein erstes Signalauswahlmittel in dem Signalweg mit mehreren Induktivitäten (38, 40), die zwischen dem Eingang (41) und die Steuerelektrode (45) des Verstärkungsmittels (46) geschaltet sind; und ein Steuermittel zum Anlegen des Bandumschaltsignals (BS1) an das Signalauswahlmittel zur Abstimmung der Trägersignale; dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Induktivitäten in dem Weg eine erste (38) und eine zweite (40) Induktivität einem Schaltungsknoten an der gemeinsamen Verbindung dazwischen aufweist, die außerdem gegenseitig gekoppelt sind (M); wobei der Schaltungsknoten über eine Reihenschaltung einer dritten Induktivität (68) und eines Schaltmittels (58) an eine Quelle von Bezugspotential angekoppelt ist; und das Steuermittel ein Mittel (60) zum Anlegen des Bandumschaltsignals an das Schaltmittel (58) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandumschaltsignal (BS1) das Schaltmittel (58) steuert, um den Schaltungsknoten zwischen der ersten und zweiten Induktivität (38, 40) selektiv an den Punkt mit Bezugpotential anzukoppeln, um das erste Signalauswahlmittel in eine Schaltungskonfiguration umzuschalten, die einem zweiten Frequenzband entspricht, dessen Frequenz von dem ersten Frequenzband verschieden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem zweiten Punkt zwischen dem ersten Signalauswahlmittel und dem Verstärkungsmittel (46) ein zweites Signalauswahlmittel an dem Signalweg angekoppelt ist, wobei das zweite Signalauswahlmittel eine zwischen dem zweiten Punkt und ein Bezugspotential geschaltete vierte Induktivität (36) enthält und ferner ein Mittel (42, 50) enthält, das auf ein Abstimmsignal (TV) reagiert, um das Ansprechverhalten des ersten und des zweiten Signalauswahlmittels zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Signalauswahlmittel variable Kapazitätsmittel (42, 50) zum Aufweisen einer Kapazität als Reaktion auf das Abstimmsignal (TV) enthalten.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Abstimmsignal (TV) reagierenden Mittel (42, 50) parallel zu der vierten Induktivität (36) bzw. zwischen das zweite Signalauswahlmittel und das Verstärkungsmittel (46) geschaltet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel (58) eine Halbdiode (58) und einen Kondensator (62) in Reihenschaltung zwischen dem Schaltungsknoten zwischen der ersten und der zweiten Induktivität (38, 40) und der dritten Induktivität (68) umfaßt, wobei das Bandumschaltsignal (BS1) an einen gemeinsamen Knoten zwischen der Schaltdiode (58) und dem Kondensator (62) angekoppelt ist.