PL165175B1 - Uklad przelaczania zakresów glowicy PL - Google Patents

Abstract

1. Uklad przelaczania zakresów glowicy za wierajacy wzmacniacze wstepne i urzadzenie przela- czajace z wyjsciowym zaciskiem przelaczajacym dla kazdego wzmacniacza wstepnego, przy czym kazdy wzmacniacz wstepny jest zbudowany z tetrody MOS, której pierwszy zacisk jest dolaczony, poprzez rezy- story pierwszego dzielnika napiecia, do zacisku napie- cia zasilania i zacisku potencjalu odniesienia, a drugi zacisk jest dolaczony, poprzez rezystory drugiego dzielnika napiecia, do zacisku napiecia zasilania i zacisku potencjalu odniesienia oraz zawiera zacisk wejsciowy dla sygnalu antenowego i zacisk wyjscio- wy, znamienny tym, ze kazdy wzmacniacz wstepny (1. 1’, 1” ) zawiera rezystor (10), którego pierwszy zacisk jest dolaczony do pierwszego zacisku (S) tetro- dy MOS (4), zas drugi zacisk jest dolaczony do wej- sciowego zacisku przelaczajacego (2, 2 ’, 2 ” ) wzmacniacza wstepnego (1,1’, 1” ), przy czym kazdy z wyjsciowych zacisków przelaczajacych (12, 12’, 12” ) urzadzenia przelaczajacego (9) jest polaczony bezposrednio z wejsciowym zaciskiem przelaczaja- cym (2,2’, 2” ) wzmacniacza wstepnego (1, 1’, 1” ). FIG 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do przełączania zakresów głowicy.

W głowicach telewizyjnych stosuje się zwykle dwie lub trzy, w znacznym stopniu niezależne, głowice zakresowe, pokrywające telewizyjne zakresy częstotliwości w pasmach VHF i UHF.

W tradycyjnych głowicach stosuje się obwody strojone wspólne dla dwóch lub trzech zakresów VHF, których indukcyjności częściowe przy przełączaniu zakresów włączane są za pomocą diod przełączających sterowanych napięciem stałym.

Przełączanie między zakresem vHf i zakresem UHF odbywa się za pomocą tranzystorów przełączających dołączonych emiterami do zacisku napięcia zasilającego, do których kolektorów przyłączone są głowice zakresowe. Bazy tych tranzystorów połączone są z wyjściowymi zaciskami przełączającymi układu scalonego, zwykle układu PLL, który stanowi urządzenie przełączające. Te wyjściowe zaciski przełączające stanowią wyjścia typu otwarty kolektor z ogranicznikiem prądu, które przy wybieraniu zakresu za pomocą elementów manipulacyjnych telewizora przechodzą w stan małej oporności i są zasilane prądem za pośrednictwem tranzystorów przełączających. Przełączanie zakresów VHF odbywa się w ten sposób, że tranzystor przełączający, wysterowany przez układ scalony, dostarcza prąd potrzebny do uaktywnienia diod przełączających.

Głowice rozszerzonego pasma VHF, czyli głowice na pasmo stosowane w sieciach kablowych, pokrywające częstotliwości od 300 do 470 MHz, składają się, z reguły z trzech, w zasadzie niezależnych elektrycznie, głowic zakresowych. Przełączanie pracujących w poszczególnych pasmach i zakresach obwodów rezonansowych w zakresie wyższych częstotliwości nie odbywa się za pomocą diod przełączających, lecz diody przełączające włącza się bezpośrednio na wejście antenowe, gdzie zależnie od wybranego zakresu, przyłączają odpowiednie wejście

165 175 antenowe urządzenia telewizyjnego. Przełączanie głowic zakresowych i diod przełączających odbywa się za pomocą tranzystorów przełączających.

Wiele rodzajów stosowanych obecnie głowic zaopatrzonych jest w układ scalony zawierający osobne oscylatory i mieszacze dla zakresów VHF i UHF. Taki układ scalony zawiera również blok funkcjonalny, który przy podaniu odpowiedniego sygnału sterującego, na przykład ustalonego poziomu napięcia, włącza potrzebny mieszacz i oscylator. Ten sygnał sterujący może być wytwarzany za pośrednictwem odpowiedniego dzielnika na podstawie napięcia roboczego głowicy zakresowej. Tranzystory przełączające przełączają w tym przypadku tylko prądy diod przełączających i napięcia robocze stopni wstępnych głowicy, w których jako wzmacniacze wielkiej częstotliwości pracują zwykle tetrody MOS. Przykładowo, na stronach 767 i 768 katalogu 1986/87 firmy Siemens Układy scalone elektroniki powszechnego użytku (ICs fur die Unterhaltungselektronik) opisane są dwa układy przełączania zakresów w głowicach telewizyjnych, z tetrodami MOS i układem scalonym do przełączania VHF/UHF.

Poza tym znana jest pod oznaczeniem UV 816 głowica firmy Philips nie wymagająca sterowania tranzystorami przełączającymi. Osiąga się to przez zastosowanie układu scalonego o wyprowadzeniach bez ograniczników prądowych, który pierwsze bramki nie wyłączonych tetrod MOS sprowadza do patencjału odniesienia. Powoduje to przejście tetrod MOS w stan bezprądowy i pozbawienie ich możliwości wzmacniania. Włączona pozostaje tylko tetroda zakresu aktywnego, przy czym odpowiadające jej wyprowadzenie układu scalonego pozostaje wysokoomowe i w związku z tym nieaktywne. Wadą tej zasady przełączenia jest to, że taka głowica wymaga urządzenia sterującego, a więc na przykład mikroprocesora odbiornika telewizyjnego z innym oprogramowaniem, niż opisane powyżej dotychczas stosowane głowice. W związku z tym taka głowica nie może być kompatybilna z głowicami dotychczas stosowanymi. Poza tym wolne wyprowadzenie stosowanego w takiej głowicy układu scalonego nie mogą być wykorzystane, w przeciwieństwie do obecnie stosowanego standardu, do wykonywania funkcji przełączających poza głowicą. Ponadto ten znany układ połączeń można stosować bez dodatkowych komplikacji tylko do takich głowic, które zawierają zarówno trzy głowice zakresowe, jak trzy wzmacniacze wstępne.

W opisie europejskiego zgłoszenia patentowego nr 299 578 jest przedstawiony układ do przełączania zakresów w głowicy, w którym każdemu zakresowi odbioru jest przyporządkowany wzmacniacz. Sygnał wejściowy wzmacniacza jest doprowadzony przez filtr, którego częstotliwości przenoszenia leżą w tym zakresie częstotliwości, który jest przyporządkowany wzmacniaczowi.

W opisie patentowym Wielkiej Brytanii nr 2 196 197 jest z kolei przedstawiona głowica dla trzech zakresów częstotliwości, w której każdemu zakresowi częstotliwości jest przyporządkowany oddzielny stopień wzmacniania. Stopnie wzmacniania są od strony anten połączone ze sobą i są uaktywniane przez diody przełączające.

W opisie patentowym USA 4 442 548 jest natomiast przedstawiona głowica dla odbiornika telewizyjnego, która posiada dla całego zakresu tylko jeden wzmacniacz szerokopasmowy.

Istotą układu przełączania zakresów głowicy, według wynalazku, zawierającego wzmacniacze wstępne i urządzenie przełączające z wyjściowym zaciskiem przełączającym dla każdego wzmacniacza wstępnego, w którym każdy wzmacniacz wstępny jest zbudowany z tetrody MOS, jest to, że każdy wzmacniacz wstępny zawiera rezystor, którego pierwszy zacisk jest dołączony do pierwszego zacisku tetrody MOS, zaś drugi zacisk jest dołączony do wejściowego zacisku przełączającego wzmacniacza wstępnego, przy czym każdy z wyjściowych zacisków przełączających urządzenia przełączającego jest połączony bezpośrednio z wejściowym zaciskiem przełączającym wzmacniacza wstępnego. Korzystne jest, gdy dla każdego wzmacniacza wstępnego zacisk wejściowy dla sygnału antenowego jest dołączony do katody diody przełączającej oraz poprzez rezystor, do wejściowego zacisku przełączającego, przy czym anoda diody przełączającej jest dołączona, poprzez człon sprzęgający, do zacisku doprowadzenia sygnału wielkiej częstotliwości oraz, poprzez rezystory dzielnika napięcia, do zacisku napięcia zasilania i zacisku potencjału odniesienia.

165 175

Zaletą układu przełączania zakresów głowicy, według wynalazku, jest jego kompatybilność pod względem funkcjonalnym programowanym ze znanymi głowicami zaś jego stopień skomplikowania i wymiary geometryczne są mniejsze w porównaniu ze znanymi układami.

Wynalazek w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat znanego układu przełączania zakresów głowicy z tranzystorami przełączającymi, a fig. 2 - schemat przykładu wykonania układu przełączania zakresów głowicy według wynalazku, przy czym na rysunku tym przedstawiono szczegółowo wykonanie układu przełączania dla zakresu VHF I, gdyż dla zakresów VHFII i UHF układy przełączania są podobne.

Na figurze 1 przedstawiono stopień wejściowy znanej głowicy telewizyjnej. Stopień wejściowy zawiera trzy wzmacniacze wstępne 1, 1' i 1” z tetrodami MOS 4, przeznaczone do wzmacniania doprowadzanego do zacisku 20 sygnału wielkiej częstotliwości z anteny. Za pośrednictwem członu sprzęgającego 21, korzystnie kondensatora sprzęgającego, sygnał ten doprowadzany jest do katod trzech diod przełączających 37,37' i 37”, których anody połączone są oddzielnie z zaciskami wejściowymi 7, 7' i 7” wzmacniaczy wstępnych 1, 1' i 1”.

Na każdym z zacisków wyjściowych 8, 8' i 8” uzyskuje się wzmocniony sygnał wielkiej częstotliwości zakresu odpowiadajacego danemu wzmacniaczowi wstępnemu 1, 1’ i 1”. Dla przejrzystości przedstawiony jest ze szczegółami elementowymi układu tylko wzmacniacz 1 dla pierwszego zakresu, w tym przypadku zakresu VHFI, to jest taki jaki znany jest ze wspomnianego wyżej katalogu firmy Simens 1987/87.

W celu ustawienia punktu pracy tetrody MOS 4 zacisk źródła 5 połączony jest z wyjściem pierwszego rezystancyjnego dzielnika napięcia 15, a zacisk pierwszej bramki G1 z wyjściem drugiego rezystancyjnego dzielnika napięcia 16. Obydwa dzielniki napięcia 15 i 16 włączone są między zacisk potencjału odniesienia 6 oraz zacisk 43, który poprzez tranzystor przełączający pnp 40 przyłączony jest do zacisku dodatniego napięcia zasilającego 5. Kolektor tego tranzystora połączony jest z zaciskiem 43, a jego baza, za pośrednictwem rezystora bazowego 42, połączona jest z wyjściowym zaciskiem przełączającym 14 urządzenia przełączającego 9. Emiter tranzystora przełączającego pnp 40 jest połączony poprzez rezystor emiterowy 41 z bazą tego tranzystora i bezpośrednio z zaciskiem napięcia zasilającego 5.

Sterowanie sygnałem wyjściowym na wyjściowym zacisku przełączającym 14 urządzenia przełączającego 9 odbywa się jednym lub wieloma sygnałami sterującymi, za pośrednictwem zacisku sterującego 11. Dodatkowo anoda diody przełączającej 37 dołączona jest za pośrednictwem rezystora 39 do zacisku 43 wzmacniacza wstępnego 1.

Podawane do zacisku sterującego 11 sygnały sterujące, jeden lub wiele, powodują, że wybraniu za pomocą elementów manipulacyjnych telewizora zakresu VHF I, wyjściowy zacisk 14 urządzenia przełączającego 9 przechodzi w stan niskoomowy i ma potencjał odniesienia, a zatem włącza tranzystor przełączający pnp 40. Do zacisku 43 dociera dodatnie napięcie z zacisku napięcia zasilania 5, wskutek czego wzmacniacz wstępny 1 dołączony zostaje do napięcia dodatniego i zostaje uaktywniony. Dioda przełączająca 37 przewodzi, gdyż teraz jej katoda ma niższy potencjał niż anoda. Prądu do włączania tej diody przełączającej 37 dostarcza tranzystor przełączający pnp 40. Doprowadzany do zacisku 20 i wzmocniony we wzmacniaczu wstępnym 1 sygnał antenowy jest dostępny na zacisku wyjściowym 8.

Przełączanie na inne zakresy, w tym przypadku włączenie kolejnych wzmacniaczy wstępnych 1' i 1” dla zakresów VHF II i UHF, odbywa się w podobny sposób za pośrednictwem wyjściowych zacisków przełączających 14' i 14” urządzenia przełączającego 9, jak również pozostałych elementów oznaczonych odnośnikami 7', 37’, 40’, 41’, 42’i 43' oraz 7”, 37”, 40”, 41”, 42” i 43”. Te same cyfry odnośników oznaczają przy tym analogiczne elementy funkcjonalne układu. Przy niskoomowym stanie wyjściowego zacisku przełączającego 14’ aktywny jest wzmacniacz wstępny 1’, podczas gdy przy niskoomowym stanie wyjściowego zacisku przełączającego 14”, za pośrednictwem włączonego tranzystora przełączającego 40”, dołączony jest do zacisku napięcia zasilającego 5 i tym samym jest aktywny wzmacniacz wstępny 1”.

Wyjściowe zaciski przełączające 14, 14' układu przełączającego 9 są wyjściami -typu otwarty kolektor z organicznikami prądu. Ogranicznik prądu w urządzeniu przełączającym 9 zapobiega płynięciu zbyt dużych prądów baz tranzystorów przełączających 40,40' i 40”.

165 175

Na figurze 2 przedstawiono przykład wykonania układu przełączania zakresów głowicy. Odnośniki takie same, jak na fig. 1 oznaczają takie same elementy funkcjonalne układu. W odróżnieniu od fig. 1 w tym przypadku anody trzech diod przełączających 17, 17’ i 17” połączone są z kondensatorem sprzęgającym 21, a każda z tych diod połączona jest swą katodą z jednym z zacisków wejściowych 7, 7’ i 7” wzmacniaczy wstępnych 1, 1’1”. Diody przełączające 17, 17’ i 17” nie są - jak to zostanie poniżej objaśnione - niezbędne z punktu widzenia podstawowej idei wynalazku.

W przeciwieństwie do przedstawionego fig. 1 układu połączeń, wyprowadzenie źródła 8 tetrody MOS 4 połączone jest w każdym wzmacniaczu wstępnym 1, 1’ i 1” za pośrednictwem rezystora 10 i zacisku 2 lub 2’ lub 2” z wyjściowym zaciskiem przełączającym 12 lub 12’ lub 12” układu przełączającego 9.

Zależnie od jednego lub wielu sygnałów sterujących przyłożonych do zacisku sterującego 11 układu przełączającego 9, jego wyjściowy zacisk przełączający 12 może być sprowadzany do potencjału odniesienia i tym samym dołączony do zacisku potencjału odniesienia 6, wskutek czego może być uaktywniona tetroda MOS 4, a zatem i wzmacniacz wstępny 1. Do tego, aby tetroda MOS 4 była wyłączana, kiedy wyjściowy zacisk przełączający 12 nie jest na potencjale odniesienia, służą dwa dołączone do tetrody MOS 4 dzielniki napięcia 15, 16, dopasowane do siebie i włączone między zaciskiem napięcia zasilającego 5 i zaciskiem potencjału odniesienia

6. Wyjście pierwszego, składającego się z dwóch rezystorów, dzielnika napięcia 15 połączone jest z zaciskiem źródła 5 tetrody MOS 4. Dzielniki napięcia, pierwszy 15 i drugi 16 są tak dobrane, że osiąga się na zacisku źródła S napięcie ujemne względem wyprowadzenia pierwszej bramki G1, które z jednej strony jest na tyle duże, aby zatkać powstający w tetrodzie MOS kolejnego wzmacniacza wstępnego 1 ’ kanał, a z drugiej strony nie przekracza progu zadziałania diod zabezpieczających przyłączonych do wyprowadzeń bramek tej tetrody MOS.

Dopóki wyjściowy zacisk przełączający 12 nie jest na potencjale odniesienia, przez tetrodę MOS 4 nie przepływa prąd i nie jest możliwe wzmacnianie przez nią sygnałów wielkiej częstotliwości. Jeżeli natomiast wzmacniacz wstępny 1 ma być aktywny, to wyjściowy zacisk przełączający 12 układu przełączającego 9 pod działaniem jednego lub wielu sygnałów sterujących przykładanych do zacisku wejściowego 11 układu przełączającego 9 dołączony zostaje do potencjału odniesienia i tym samym zacisk źródła S tetrody MOS 4 poprzez rezystor 10 zostaje połączony z zaciskiem potencjału odniesienia 6. Korzystne jest takie dobranie wartości tego rezystora 10, włączonego równolegle do jednego z rezystorów pierwszego dzielnika napięcia 15, aby ustalił się optymalny ze względu na wzmocnienie punkt pracy tetrody MOS.

W układzie według wynalazku do zacisku wejściowego 7,7’, 7” każdego ze wzmacniaczy wstępnych 1, 1’, 1” dołączona jest dioda przełączająca 17, 17’, 17”. Dla pierwszego wzmacniacza wstępnego 1 dioda przełączająca 17 dołączona jest katodą do zacisku wejściowego 7 i poprzez rezystor 18 o rezystancji dużej, w porównaniu z impedancją wejściową wzmacniacza wstępnego 1, połączona jest z wyjściowym zaciskiem przełączającym 12 urządzenia przełączającego 9, przy czym stosuje się trzeci, włączony między zacisk napięcia zasilającego 5 i zacisk potencjału odniesienia 6, dzielnik napięcia 19, którego wyjście połączone jest z anodą diody przełączającej 17. Połączeniaelementówdlanastępnych wzmacniaczy wstępnych 1’, 1” są takie same.

W ten sposób osąga się to, że dopóki wyjściowy zacisk przełączający 12 nie jest dołączony do potencjału odniesienia, dioda przełączająca 17 jest zatkana i tym samym do zacisku wejściowego 7 stopnia wstępnego 1 nie dochodzi sygnał z anteny. Dioda przełączająca 17 odłącza ten zakres, gdy jej anoda wskutek działania trzeciego dzielnika napięcia 19 ma potencjał bardziej ujemny niż jej katoda, która za pośrednictwem włączonego między katodę diody przełączające 17 i wyjściowy zacisk przełączający 12 rezystor 18 oraz rezystor 10 połączona jest z wyprowadzeniem S tetrody MOS 4. Jeżeli natomiast uaktywniony zostaje wzmacniacz wstępny 1 i tym samym włączona zostaje tetroda MOS 4 tego wzmacniacza wstępnego 1, przy czym wyjściowy zacisk przełączający 12 urządzenia przełączającego 9 sprowadzony zostaje do potencjału odniesienia, wówczas dioda przełączająca 17 przewodzi prąd, gdyż potencjał jej anody staje się bardziej dodatni niż potencjał katody.

165 175

Kolejne wzmacniacze wstępne 1' i 1” zakresów stosowanych zwykle w głowicy, jak to pokazano na fig. 2 połączone są w taki sam sposób z kolejnymi wyjściowymi zaciskami przełączającymi 12' i 12” układu przełączającego 9 i za pośrednictwem kolejnych diod przełączających 17’ i 17”dołączone są poprzez kondensator sprzęgający 21 do zacisku 20 doprowadzenia sygnału wielkiej częstotliwości. Wyjściowe zaciski przełączające 12’ i 12” dołączone są do zacisków 2’ i 2”, z których każdy z kolei połączony jest za pośrednictwem oddzielnego rezystora z tatrodą MOS własnego wzmacniacza wstępnego 1’ i 1’ ’ . Poaadto wtych wzmacniaczach wstępnych 1’ i 1” między katodę każdej z diod przełączających 17’ i 17” i zaciskiem wejściowymi’ i 2” danego wzmacniacza wstępnego 1’ i 1” włączony jest rezystor 18’ i 18”. Wyjściowe zaciski przełączające 12,12’ i 12” urządzenia przełączającego 9 przełączają wzmacniacze wstępne 1, 1’ i 1”, a zatem i zakresy VHF I, VHF II i UHF głowicy, zależnie od tego, które z tych wyjściowych zacisków przełączających 12,12’ i 12” pod działaniem przyłożonego do zacisku 11 sygnału sterującego urządzenia przełączającego 9 znajduje się na potencjale odniesienia.

Jako urządzenie przełączające 9 odpowiedni jest układ scalony, który na wykorzystywanych do przełączania zakresów wyjściowych zaciskach przełączających 12, 12’ i 12” nie musi mieć ogranicznika prądu. Szczególnie korzystnym jest to, że sterowanie z wyjściowych zacisków przełączających 12, 12’ i 12” może być wykonane jako kompatybilne w stosunku do oprogramowania sterującego znanych głowic. Urządzenie przełączające 9 może zawierać ponadto scalony układ PLL zawierający stopnie potrzebne do ustawiania częstotliwości i przełączania pasm.

Ponadto, parametry znajdujących się w urządzeniu przełączającym 9 tranzystorów dołączonych do wyjściowych zacisków przełączających 12 powinny być tak dobrane, aby przy wytrzymałości napięciowej około 12 V mogły one przełączać prąd rzędu 25 mA.

Zasada według wynalazku, czyli wyłączanie wzmacniacza wstępnego poprzez zmianę potencjału źródła tetrody MOS, nadaje się do zastosowania we wszystkich głowicach, zwłaszcza z obwodami rezonansowymi VHF, zarówno przełączanych diodami przełączającymi, jak i pracujących bez diod przełączających.

165 175

165 175

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ przełączania zakresów głowicy zawierający wzmacniacze wstępne i urządzenie przełączające z wyjściowym zaciskiem przełączającym dla każdego wzmacniacza wstępnego, przy czym każdy wzmacniacz wstępny jest zbudowany z tetrody MOS, której pierwszy zacisk jest dołączony, poprzez rezystory pierwszego dzielnika napięcia, do zacisku napięcia zasilania i zacisku potencjału odniesienia, a drugi zacisk jest dołączony, poprzez rezystory drugiego dzielnika napięcia, do zacisku napięcia zasilania i zacisku potencjału odniesienia oraz zawiera zacisk wejściowy dla sygnału antenowego i zacisk wyjściowy,znamienny tym, że każdy wzmacniacz wstępny (1.1’, 1”) zawiera rezystor (10), którego pierwszy zacisk jest dołączony do pierwszego zacisku (S) tetrody MOS (4), zaś drugi zacisk jest dołączony do wejściowego zacisku przełączającego (2, 2’, 2”) wzmacniacza wstępnego (1, 1’, 1”), przy czym każdy z wyjściowych zacisków przełączających (12, 12’, 12”) urządzenia przełączającego (9) jest połączony bezpośrednio z wejściowym zaciskiem przełączającym (2, 2’, 2”) wzmacniacza wstępnego (1,1’, 1”).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że dla każdego wzmacniacza wstępnego (11’, 1”) zacisk wejściowy (7,7’, 7”) dla sygnału antenowego jest dołączony do katody diody przełączającej (17,17’, 17”) oraz, poprzez rezystor (18,18’, 18”), do wejściowego zacisku przełączającego (2,2’, 2”), przy czym anoda diody przełączającej (17,17’, 17”) jest dołączona, poprzez człon sprzęgający (21), do zacisku (20) doprowadzenia sygnału wielkiej częstotliwości oraz, poprzez rezystory trzeciego dzielnika napięcia (19), do zacisku napięcia zasilania (5) i zacisku potencjału odniesienia (6).