DE2545725C3

DE2545725C3 - Circuit arrangement for reducing the inter-channel modulation

Info

Publication number: DE2545725C3
Application number: DE19752545725
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. 7910 Neu-Ulm Kroitzsch; Joerg 7900 Ulm Logemann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-10-11
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2545725A1; LU75924A1; ATA748976A; DK453876A; CH611092A5; RO70237A; NL7611180A; DE2545725B2; ES452228A1; GB1554952A; AT351077B

Description

4 j4 y

Die wichtigsten Eigenschaften eines Mischers zur Transponierung hochfrequenter Signale auf eine Zwi schenfrequenz bei einem Funkempfänger sind:The most important properties of a mixer for transposing high-frequency signals to an intermediate The basic frequencies of a radio receiver are:

1. geringe Mischdämpfung,1. low mixed attenuation,

2. niedrige Rauschzahl,2. low noise figure,

3. möglichst gute Linearität,3. the best possible linearity,

4. möglichst gute Entkopplung des Hochfrequenz- und des Oszillatorfrequenzeingangs vom Zwischenfrequenzausgang. 4. The best possible decoupling of the high frequency and the oscillator frequency input from the intermediate frequency output.

Die Forderung nach niedriger Rauschzahl und möglichst guter Linearität gilt im übrigen für den bo gesamten Teil des Empfängers bis zum Quarzfilter.The requirement for a low noise figure and the best possible linearity also applies to the bo entire part of the receiver up to the crystal filter.

Falls der Mischer — oder eine der möglichst linearen Stufen bis zum Quarzfilter — starke Verzerrungen dritter Ordnung erzeugen, hat das eine schlechte Festigkeit gegen Interkanalmodulation zur Folge. In t>> F i g. 2 ist dargestellt, unter welchen Bedingungen der Empfang durch Interkanalmodulation gestört wird. Der Empfänger sei auf die Empfangsfrequenz /k eingestellt.If the mixer - or one of the linear stages possible up to the crystal filter - strong distortion generate third order, this results in poor resistance to interchannel modulation. In t >> F i g. 2 shows the conditions under which reception is disturbed by interchannel modulation. Of the The receiver is set to the receiving frequency / k.

Im Abstand Af bzw. 2Af bei den FrequenzenAt a distance of Af or 2Af for the frequencies

U₁=Ie+ ■«/.
U₁ = Ie+2 if U ₁ = Ie + ■ «/.
U ₁ = Ie + 2 if

mögen zwei leistungsstarke Störsender in Betrieb sein. Durch Verzerrungen dritter Ordnung erhält man dann ein Mischprodukttwo powerful jammers may be in operation. Third order distortions are then obtained a mixed product

/ = 2/s,, - Is₁₁ = Ie >/ = 2 / s ,, - Is ₁₁ = Ie >

das den Empfang auf der Frequenz feje nach Amplitude mehr oder weniger stark störtthe reception on the frequency fe depending on the amplitude more or less disturbs

Bei einem aus der DT-AS 12 63 113 bekannten Empfänger für frequenzmodulierte Signale ist ein dem Mischer nachgeschalteter ZF-Verstärker als Tiefpaßverstärker mit einem nichi näher spezifizierten RC- Filter ausgebildet Das ÄC-Filter soll dabei der Nachbarkanalselektion dienen. Es darf daher davon ausgegangen werden, daß dieses RC-Filter aufgrund seiner aufgabenspezifischen Beschaffenheit nicht dazu geeignet ist die Interkanalmodulationsfestigkeit eines Empfängers zu verbessern, zumal das Problem der Interkanalmodulation in der DT-AS 12 63 113 nicht angesprochen ist.In a receiver for frequency-modulated signals known from DT-AS 12 63 113, an IF amplifier connected downstream of the mixer is designed as a low-pass amplifier with an RC filter that is not specified in more detail. It can therefore be assumed that this RC filter, due to its task-specific nature, is not suitable for improving the interchannel modulation resistance of a receiver, especially since the problem of interchannel modulation in the DT-AS 12 63 113 is not addressed.

Aus der DT-OS 21 40 680 ist es bekannt bei einer Empfangsstelle für UKW-Tonrundfunksignale zum Zwecke eines störungsfreien Empfangs frequenzbenachbarter Sender mit großen Pegelunterschieden zwischen zwei Mischstufen einen Begrenzerverstärker anzuordnen, dem ein- und ausgangsseitig je ein ZF-Filter hoher Phasenlinearität zugeschaltet ist. Auch dieser Literaturstelle sind keine Maßnahmen zur Erhöhung der Interkanalmodulationsfestigkeit entnehmbar. From DT-OS 21 40 680 it is known at a receiving station for VHF audio broadcast signals for Purpose of interference-free reception of frequency-adjacent transmitters with large level differences to arrange a limiter amplifier between two mixer stages, one on the input and one on the output side IF filter of high phase linearity is switched on. Also this reference are no measures for Removable increase in interchannel modulation resistance.

Der deutschen Zeitschrift »cq-DL«, Band 8, 1973, Seiten 450 bis 458 ist bereits zu entnehmen, daß Gegentakt- oder Ringmischer mit Hochstrom-Feldeffekttransistoren einen besonders hohen Intermodulationsabstand haben.The German magazine "cq-DL", Volume 8, 1973, pages 450 to 458 can already be seen that Push-pull or ring mixers with high-current field effect transistors have a particularly high intermodulation distance to have.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, durch die die Interkanalmodulationsfestigkeit von Funkempfängern beträchtlich erhöht wird.The invention specified in claim 1 is based on the object of creating an arrangement by which the interchannel modulation resistance of radio receivers is increased considerably.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are given in the subclaims.

Mit Hilfe des Anpassungsnetzwerkes gemäß der Erfindung läßt sich die Festigkeit von Funkempfängern gegen Interkanalmodulation um mehr als 1OdB erhöhen, was in praxi ein beträchtlicher Vorteil ist.With the help of the matching network according to the invention, the strength of radio receivers can be increased increase by more than 1OdB against interchannel modulation, which is a considerable advantage in practice.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An advantageous embodiment of the invention is shown in FIGS. 1 and 2 and is shown below described in more detail.

Die Eingangsstufe des Zwischenfrequenzverstärkers ist im Ausführungsbeispiel mit niederohmigem Eingang des Zwischenfrequenzverstärkers ein bipolarer Hochstromtransistor in Basisschaltung.In the exemplary embodiment, the input stage of the intermediate frequency amplifier has a low-resistance input of the intermediate frequency amplifier a bipolar high-current transistor in a basic circuit.

F i g. 1 zeigt blockschaltbildlich einen Teil eines Funkempfängers, bestehend aus einer Empfangsantenne 1, einem transformierenden Hochpaß 2, je zwei Verstärkern 3 und Filtern 4, einem Mischer 5 mit Mischoszillator 6 zum Transponieren der hochfrequenten Empfangssignale auf eine Zwischenfrequenz, einem ZF-Verstärker 8 und einem Quarzfilter 9, bei dem zwischen den Mischer 5 und den ZF-Verstärker 8 ein Anpassungsnetzwerk 7 eingefügt ist, dergestalt, daß der Ausgang des Mischers zum einen über eine Reihenschaltung aus einer ersten Kapazität 71 und einemF i g. 1 shows a block diagram of part of a radio receiver, consisting of a receiving antenna 1, a transforming high-pass filter 2, two amplifiers 3 and 4 filters each, a mixer 5 with Mixing oscillator 6 for transposing the high-frequency received signals to an intermediate frequency, a IF amplifier 8 and a crystal filter 9, in which between the mixer 5 and the IF amplifier 8 a Matching network 7 is inserted, such that the output of the mixer on the one hand via a series circuit from a first capacity 71 and one

ersten ohmschen Widerstand 72 an Masse gelegt ist und zum andern über eine Reihenschaltung aus einer Induktivität 73 und einem zweiten ohmschen Widerstand 75 mit dem Eingang des ZF-Verstärkers verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen der Induktivität und dem zweiten ohmschen Widerstand über eine weitere Kapazität 74 an Masse angeschlossen ist.first ohmic resistor 72 is connected to ground and on the other hand via a series connection of a Inductance 73 and a second ohmic resistor 75 to the input of the IF amplifier is connected, the connection between the inductance and the second ohmic resistor is connected to ground via a further capacitance 74.

Am Ausgang des Mischers erscheinen folgende Signale: hjThe following signals appear at the mixer output: hj

1. das Zwischenfrequenzsignal, dessen Frequenz gleich der Differenz aus der Frequenz des hochfrequenten Empfangssignals und der Osziilatorfrequenz des Mischoszillators 6 ist,1. the intermediate frequency signal, the frequency of which is equal to the difference between the frequency of the high-frequency received signal and the oscillator frequency of the mixer oscillator 6,

2. ein Signal, dessen Frequenz gleich der Summe der empfangenen Hochfrequenz und der Oszillatorfrequenz ist,2. a signal whose frequency is equal to the sum of the received high frequency and the oscillator frequency is,

bedingt durch Unsymmetrien in den Übertragern und Dioden des Mischers (Ringmodulator) erscheinen auch noch:due to asymmetries in the transformers and diodes of the mixer (ring modulator) also appear still:

3. das Signal des Mischoszillators 6 mit seinen Harmonischen,3. the signal of the mixer oscillator 6 with its harmonics,

4. ein oder mehrere starke Hochfrequenzsignale der Antenne, die im Durchlaßbereich der Hochfre- ²^ quenzselektionsglieder 2 bis 4 liegen.4. one or more strong high-frequency signals of the antenna in the passband of the high-frequency quenzselektionsglieder ² ^ 2 are up. 4

Untersuchungen ha. en gezeigt, daß für alle diese Signale am Ausgang des Mischers eine Anpa sung vorgesehen sein muß, damit sie nicht in den Mischer jo reflektiert werden. Wird das nicht beachtet, verschlechtert sich die Festigkeit gegen Interkanalmodulatior. merklich.Investigations have shown that there is an adaptation for all of these signals at the mixer output must be provided so that they are not in the mixer jo be reflected. If this is not observed, the resistance to interchannel modulators deteriorates. noticeably.

Bei Verwendung eines Ringmodulators als Mischer mit einem Ausgangswiderstand von etwa 50 Ω, einer η Zwischenfrequenz von 10,7 MHz sowie eines Zwischenverstärkers mit einem Eingangswiderstand von 5 bis 10 Ω wird beispielsweise für die erste Kapazität 71 ein Wert von 180 pF, für den ersten ohmschen Widerstand 72 ein Wert von 33 Ω, für die Induktivität 73 ein Wert von 1 μΗ, für den zweiten ohmschen Widerstand ein Wert von 47 Ω und für die weitere Kapazität 74 ein Wert von 180 pF gewählt.When using a ring modulator as a mixer with an output resistance of around 50 Ω, one η Intermediate frequency of 10.7 MHz and an intermediate amplifier with an input resistance of 5 to 10 Ω becomes, for example, a value of 180 pF for the first capacitance 71 and for the first ohmic resistance 72 a value of 33 Ω, for the inductance 73 a value of 1 μΗ, for the second ohmic resistance Value of 47 Ω and for the further capacitance 74 a value of 180 pF was chosen.

Das ZF-SignaJ gelangt über die Induktivität 73 und den zweiten ohmschen Widerstand 75 zum Eingang des Zwischenfrequenzverstärkers. Der Abschlußwiderstand des Mischers für das Zwischenfrequenzsignal ist also hauptsächlich durch den zweiten ohmschen Widerstand 75 bestimmt, so daß Anpassung gegeben ist. Dieser ohmsche Widerstand bewirkt gleichzeitig eine Pegelabsenkung und eine ausgeprägte Stromsteuerung beim Zwischenfrequenzverstärker, wodurch nichtlineare Verzerrungen an eben dieser Stufe weitgehend vermieden werden. Interessanterweise wird die Empfindlichkeit des Funkempfängers durch den zweiten ohmschen Widerstand nicht beeinflußt, da der Verstärkungsverlust durch diesen Widerstand, der die Rauschzahl des Funkempfängers an sich verschlechtern müßte, offensichtlich durch die verbesserte Rauschanpassung nahezu ausgeglichen wird.The IF signal reaches the input of the via the inductance 73 and the second ohmic resistor 75 Intermediate frequency amplifier. The terminating resistance of the mixer for the intermediate frequency signal is mainly determined by the second ohmic resistor 75, so that adaptation is given. This Ohmic resistance causes a level reduction and a pronounced current control at the same time Intermediate frequency amplifier, which largely eliminates non-linear distortion at this stage be avoided. Interestingly, the sensitivity of the radio receiver is determined by the second Ohmic resistance is not affected, since the gain loss due to this resistance, which is the noise figure of the radio receiver itself would have to deteriorate, obviously due to the improved noise adaptation is almost balanced.

Der Teil des Oszillatorsignals und die Antennensignale am Ausgang des Mischers, die weiter oben unter 3. und 4. aufgeführt sind, gelangen über die erste Kapazität 71 (Kurzschluß für diese Signale!) zum Abschlußwiderstand in Form des ersten ohmschen Widerstandes 72, so daß ihre Energie nicht in den Mischer reflektiert wird. Dasselbe gilt für alle hochfrequenten Mischprodukte. Die Tiefpaßcharakteristik des Anpassungsnetzwerks verhindert ferner, daß die hochfrequenten Signale an dem Zwischenfrequenzverstärker neue unerwünschte Mischprodukte erzeugen.The part of the oscillator signal and the antenna signals at the output of the mixer, which are listed above under 3 and 4, reach the first capacity 71 (short circuit for these signals!) To the terminating resistor in the form of the first ohmic resistor 72, see above that their energy is not reflected in the mixer. The same applies to all high-frequency mixed products. The low-pass characteristic of the matching network also prevents the high-frequency signals from being transmitted generate new, undesired mixing products in the intermediate frequency amplifier.

Bei Verwendung eines ZF-Verstärkers mit höherem Eingangswiderstand (z. B. Feldeffekttransistor in Gate-Schaltung oder bipolarer Transistor in Emitterschaltung) kann der Wert des zweiten ohmschen Widerstandes 75 gleich null gewählt werden.When using an IF amplifier with a higher input resistance (e.g. field effect transistor in gate circuit) or bipolar transistor in emitter circuit) can be the value of the second ohmic resistor 75 can be chosen equal to zero.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for reducing the inter-channel modulation in radio receivers, characterized in that between the mixer (5) of the radio receiver, which is provided for transposing the high-frequency received signals to an intermediate frequency, and the intermediate frequency amplifier (8), a low-pass matching network ( 7) is arranged in such a way that the output of the mixer is connected to ground on the one hand via a series circuit consisting of a first capacitance (71) and a first ohmic resistor (72) and on the other hand via a series circuit made up of an inductance ( 73) and a second ohmic resistor (75) connected to the input of the intermediate frequency amplifier ^; st and that the connection between the inductance and the second ohmic resistor is connected to ground via a further capacitance (74) (FIG. 1).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the mixer (5) is a ring modulator is (Fig. 1).

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that when using one Mixer (5) with an output resistance of around 50 Ω, an intermediate frequency of 10.7 MHz and an intermediate frequency amplifier (8) with a low-impedance input for the first capacitance (71) a value of 18OpF, for the first ohmic resistor (72) a value of 33 Ω, for the Inductance (73) a value of 1 μΗ, for the second ohmic resistor (75) a value of 47 Ω and r> for the further capacitance (74) a value of 180 ρ F is selected (Fig. 1).

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the value of the second ohmic resistor (75) when using an intermediate amplifier with a higher Input resistance equal to zero can be selected.