FR2534758A1

FR2534758A1 - High-frequency head for television receiver.

Info

Publication number: FR2534758A1
Application number: FR8217297A
Authority: FR
Inventors: Alain Patin
Original assignee: Orega Electronique et Mecanique
Current assignee: Orega Electronique et Mecanique
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1984-04-20
Also published as: FR2534758B3

Abstract

High-frequency head for television receiver, intended for translating radiofrequency signals from the VHF and UHF bands to a single IF band. It comprises: a VHF channel 70 and a UHF channel 80 for radio frequency RF amplification, which can be tuned at the same time as the local oscillators 120, 170 respectively, a combination circuit 200 combining on a single output the RF signals supplied by these channels 70, 80 in order to feed a single mixer-translator 210 which is common to the two frequency bands, VHF and UHF, and is equipped with at least one Schottky diode. Application to receivers of televised broadcasts.

Description

TETE HAUTE-FREQUENCE POUR RECEPTEUR DE TELEVISION
La présente invention concerne des têtes hautes-fréquence pour récepteurs de télévision qui sont destinées à recevoir le signal radio-fréquence (VHF ou UHF) capté par l'antenne, l'amplifient et le transposent sur une fréquence intermédiaire (Fl > unique. Elle se rapporte, plus particulièrement, à des têtes haute-fréquence, appelées "tuners" dans la littérature de langue anglaise, de type superhétérodyne à conversion de fréquence unique.HIGH FREQUENCY HEAD FOR TELEVISION RECEIVER
The present invention relates to high-frequency heads for television receivers which are intended to receive the radio-frequency signal (VHF or UHF) picked up by the antenna, amplify it and transpose it to an intermediate frequency (Fl> single. It relates more particularly to high-frequency heads, called "tuners" in the English-language literature, of the superheterodyne type with single frequency conversion.

La plupart des récepteurs de télévision de l'état actuel de la technique sont munis de deux têtes haute-fréquence respectivement destinées à la réception des signaux des bandes VHF (I et 11) et UHF (IV et V), les unes étant situées au-dessous de -300 MHz (ondes métriques) et les autres au-dessus (ondes décimétriques), dont chacun comporte un étage mélangeur-transposeur. Dans certains types de "tuners" connus, le mélangeur VHF est utilisé en tant qu'amplificateur FI pour la réception UHF, cte-st-à-dire que son entrée est alors couplée à la sortie du mélangeur UHF.Il serait également possible de recevoir des signaux UHF en utilisant une double transposition vers le bas, le mélangeur UHF transposerait alors son signal de sortie vers une première fréquence intermédiaire prédéterminée et fixe, située dans la bande VHF, qui serait ensuite. Most television receivers of the current state of the art are provided with two high-frequency heads respectively intended for the reception of the signals of the bands VHF (I and 11) and UHF (IV and V), the ones being located at the - below -300 MHz (VHF) and the others above (UHF), each of which has a mixer-transposer stage. In some types of known tuners, the VHF mixer is used as an IF amplifier for UHF reception, i.e. its input is then coupled to the output of the UHF mixer. It would also be possible to receive UHF signals using a double down transposition, the UHF mixer would then transpose its output signal to a first predetermined and fixed intermediate frequency, located in the VHF band, which would then be.

transposée une seconde fois par le mélangeur VHF, pour une position du sélecteur de canal VHF prédéterminée. Il est bien connu d'utiliser, pour équiper des étages mélangeurs hétérodynes, des tubes à vide à grilles (triodes, pentodes, hexodes, heptodes ou "pentagrid"), des transistors bipolaires ou à effet. de champ et des diodes semi-conductrices à jonction, à contact en pointe dite "cristal" (pour les UHF et SHF) ou à barrière de Schottky (jonction métal-semiconducteur), par exemple. II existe également des étages dits "convertisseurs de fréquence" auto-oscillants dans lesquels l'oscillateur et le mélangeur ne comporte qu'un seul élément actif (à trois ou plusieurs électrodes) fonctionnant en oscillateur, le signal à transposer étant appliqué à son électrode de commande (base ou grille, par exemple) pour faire varier la polarisation de celle-ci (en utilisant la non-linéarité de sa caractéristique de transfert pour obtenir le produit).transposed a second time by the VHF mixer, for a predetermined position of the VHF channel selector. It is well known to use, to equip heterodyne mixer stages, vacuum tubes with grids (triodes, pentodes, hexodes, heptodes or "pentagrid"), bipolar or effect transistors. field and junction semiconductor diodes, so-called "crystal" point contact (for UHF and SHF) or Schottky barrier (metal-semiconductor junction), for example. There are also so-called self-oscillating "frequency converters" stages in which the oscillator and the mixer have only one active element (with three or more electrodes) operating as an oscillator, the signal to be transposed being applied to its electrode. control (base or grid, for example) to vary the polarization thereof (using the non-linearity of its transfer characteristic to obtain the product).

La figure 1 représente un schéma synoptique d'une tête hautefréquence ou radio-fréquence classique pour récepteur de télévision, qui utilise le mélangeur UHF comme premier étage d'amplification
FI pour la réception de signaux UHF.FIG. 1 represents a block diagram of a conventional high-frequency or radio-frequency head for a television receiver, which uses the UHF mixer as the first amplification stage
FI for receiving UHF signals.

Les antennes VHF 1 et UHF 2 sont réunies par leurs sorties à l'aide d'un dispositif (adaptateur d'impédance) non représenté, qui permet de combiner leurs signaux de sortie dans un câble coaxial 3 (ou bifiliaire) unique sans qu'elles soient désadaptées. Dans le récepteur ou en amont de ses entrées d'antenne, et les signaux VHF et UHF sont séparés à l'aide d'un dispositif d'aiguillage 4 composé de filtres passe-bas et passe-haut, par exemple, et respectivement aiguillés vers les entrées 5, 6 des tuners VHF 7 et < JHF 8. The VHF 1 and UHF 2 antennas are joined by their outputs using a device (impedance adapter) not shown, which makes it possible to combine their output signals in a single coaxial cable 3 (or bifiliary) without they are mismatched. In the receiver or upstream of its antenna inputs, and the VHF and UHF signals are separated using a switching device 4 composed of low-pass and high-pass filters, for example, and respectively routed to inputs 5, 6 of the VHF 7 and <JHF 8 tuners.

Le tuner VHF 7 comprend en cascade un étage d'amplification radio-fréquence 9 et un premier filtre passe-bande sélectif 10, accordables. La sortie du premier filtre passe-bande 10 est couplée à l'entrée de signal 110 d1un premier mélangeur hétérodyne ou amplificateur Fl (pour l'UHF) 11 dont l'entrée d'onde locale d'hétérodynage 111 reçoit celle engendrée par un premier oscillateur local VHF 12 qui est accordable simultanément avec l'accord des éléments 9 et 10 situés en amont (les couplages de l'accord simultané ou de syntonisation A ont été indiqués par des tirets). The VHF tuner 7 comprises in cascade a radio-frequency amplification stage 9 and a first selective bandpass filter 10, tunable. The output of the first bandpass filter 10 is coupled to the signal input 110 of a first heterodyne mixer or amplifier F1 (for UHF) 11 whose local heterodyning wave input 111 receives that generated by a first local oscillator VHF 12 which can be tuned simultaneously with the tuning of elements 9 and 10 located upstream (the couplings of simultaneous tuning or tuning A have been indicated by dashes).

La sortie du premier mélangeur 11 alimente à travers un second filtre passe-bande 13 accordé de façon fixe sur la fréquence intermédiaire (FI), la sortie Fil 14 du tuner. The output of the first mixer 11 feeds through a second band-pass filter 13 fixedly tuned to the intermediate frequency (IF), the output Wire 14 of the tuner.

Le tuner UHF -8 comporte en cascade un second amplificateur radio-fréquence 15, un troisième filtre passe-bande 16 et un convertisseur (ou transposeur) de fréquence auto-oscillant 17 qui a été mentionné antérieurement, accordables simultanément (par la liai son mécanique ou électrique- B également symbolisée par des tirets). The UHF -8 tuner comprises in cascade a second radio frequency amplifier 15, a third bandpass filter 16 and a self-oscillating frequency converter (or transposer) 17 which has been mentioned previously, which can be tuned simultaneously (by mechanical link or electric- B also symbolized by dashes).

Le convertisseur 17 peut évidemment être remplacé par un mélangeur et un oscillateur UHF séparés. La commutation entre la réception VHF et UHF est effectuée à l'aide d'un double inverseur
18 qui, en position haute, réunit par son contact mobile 19, la sortie de l'oscillateur VHF 12 à l'entrée d'onde locale 111 du premier mélangeur 11 et par son second contact mobile 20, la sortie du premier filtre passe-bande 10 à l'entrée de signal 110 du premier mélangeur 11.En position basse, le premier contact 19 de l'inverseur double 18 réunit l'entrée 111 du premier mélangeur 11 à un circuit bouchon 21 accordé sur la fréquence intermédiaire, et le second contact mobile 20 réunit la sortie. du convertisseur''de fréquence
UHF 17 à l'entrée 110 de ce mélangeur 11 de telle sorte qu'il ne constitue plus un mélangeur mais un premier étage d'amplification
FI pour la réception en UHF, permettant de compenser le gain plus faible des transistors bipolaires classiques dans cette bande de fréquences.The converter 17 can obviously be replaced by a mixer and a separate UHF oscillator. Switching between VHF and UHF reception is carried out using a double inverter
18 which, in the high position, brings together by its movable contact 19, the output of the VHF oscillator 12 to the local wave input 111 of the first mixer 11 and by its second movable contact 20, the output of the first pass filter strip 10 at the signal input 110 of the first mixer 11. In the low position, the first contact 19 of the double inverter 18 joins the input 111 of the first mixer 11 to a plug circuit 21 tuned to the intermediate frequency, and the second mobile contact 20 connects the output. of the frequency converter
UHF 17 at the input 110 of this mixer 11 so that it no longer constitutes a mixer but a first amplification stage
FI for UHF reception, to compensate for the lower gain of conventional bipolar transistors in this frequency band.

Il est possible d'agencer la commutation VHF/UHF de manières différentes que l'on peut retrouver dans la littérature ou ne la faire qu'en sortie des deux mélangeurs 11, 17, car les transistors bipolaires ou à effet de champ modernes présentent des gains par étage comparables en VHF en UHF. Toutefois, si l'on utilise en VHF un mélangeur à transistor et en UHF un mélangeur à diode unique ou à plusieurs diodes (équilibré), le- gain de conversion est supérieur dans le premier cas (VHF). It is possible to arrange the VHF / UHF switching in different ways that can be found in the literature or do it only at the output of the two mixers 11, 17, because modern bipolar or field effect transistors have comparable gains per stage in VHF and UHF. However, if a transistor mixer is used in VHF and a single diode or multi-diode (balanced) mixer in UHF, the conversion gain is higher in the first case (VHF).

La tête haute-fréquence, objet de l'invention, permet d'obtenir un équilibrage au moins approximatif des gains et des facteurs de bruit de voies VHF et UHF. The high-frequency head, object of the invention, makes it possible to obtain an at least approximate balancing of the gains and noise factors of VHF and UHF channels.

Suivant l'invention, une tête haute-fréquence pour récepteur de télévision permettant de transposer des signaux reçus en bande
VHF et UHF à une fréquence intermédiaire Fi unique, comprenant des voies VHF et UHF dont chacune comprend un amplificateur radio-fréquence de type passe-bande accordable, respectivement alimentés par les signaux captés par les antennes VHF et UHF, est remarquable notamment par le fait qu'elle comprend un mélangeur unique à diode recevant les signaux fournis par les voies VHF et
UHF à travers un circuit de combinaison et l'onde engendrée par l'un des deux oscillateurs locaux VHF ou UHF, suivant la bande désirée, et alimentant un amplificateur ou filtre Fl de type passe-bande.According to the invention, a high-frequency head for a television receiver for transposing received signals in band
VHF and UHF at a single intermediate frequency Fi, comprising VHF and UHF channels, each of which comprises a tunable bandpass type radio-frequency amplifier, respectively supplied by the signals picked up by the VHF and UHF antennas, is remarkable in particular by the fact that it includes a single diode mixer receiving the signals supplied by the VHF channels and
UHF through a combination circuit and the wave generated by one of the two local oscillators VHF or UHF, according to the desired band, and supplying an amplifier or filter F1 of the bandpass type.

L'invention sera mieux comprise et d'autres de ses objets, caractéristiques et avantages apparaîtront de la description qui suit et des dessins annexés s'y rapportant, donnés à titre d'exemple, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique d'une tête haute-fréquence de l'état de la technique, décrite antérieurement; et - la figure 2 - est un schéma synoptique d'un mode de réalisation avantageux d'une tête haute-fréquence selon l'invention. The invention will be better understood and other of its objects, characteristics and advantages will appear from the description which follows and from the appended drawings relating thereto, given by way of example, in which: - Figure 1 is a block diagram a high-frequency head of the state of the art, described previously; and - Figure 2 - is a block diagram of an advantageous embodiment of a high-frequency head according to the invention.

Sur la figure 2, les mêmes éléments que ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes numéros (repères) et ne seront plus décrits que dans leurs différences par rapport à celle-ci. In FIG. 2, the same elements as those in FIG. 1 have been designated by the same numbers (marks) and will no longer be described except in their differences from it.

Comme sur la figure 1, les antennes VHF 1 et UHF 2 alimentent un même câble 3 qui aboutit au séparateur de bandes 40 composé d'un filtre passe-bas (VHF) et d'un filtre passe-haut (UHF) pour respectivement alimenter les entrées 5 et 6 des voies VHF 70 et UHF 80. As in FIG. 1, the VHF 1 and UHF 2 antennas supply the same cable 3 which terminates in the band splitter 40 composed of a low pass filter (VHF) and a high pass filter (UHF) to supply respectively inputs 5 and 6 of the VHF 70 and UHF 80 channels.

Sur la figure 2, les voies VHF 70 et UHF 80 ne comprennent chacune qu'un amplificateur radio-fréquence 90, 150 équipé d'un transistor à effet de champ bigrille (pour la commande automatique de gain) et un filtre passe-bande sélectif 100, 160 accordable. Les sorties respectives de ces filtres 100, 160 alimentent deux entrées d'un circuit de combinaison de signaux 200 des deux bandes, qui est composé de deux filtres, de préférence symétriques, dont l'un est de type passe-bas et l'autre de- type passe-haut (qui peut être à la rigueur un condensateur de faible capacité). La principale qualité de ces filtres doit être leur impédance de sortie (celle mesurée entre leurs bornes de sortie) élevée et une fonction de transfert inverse faible - (forte atténuation en sens inverse) en dehors de leurs bandes passantes respectives. Plus précisément, le filtre passe-haut doit présenter dans la bande VHF une très forte impédance de sortie et un gain de transmission en sens inverse (entre la sortie et l'entréè) très faible et le filtre passe-bas - doit présenter des qualités analogues en ce qui concerne la bande UHF. Les sorties de ces filtres sont reliées ensemble et constituent la sortie unique du circuit de combinaison 200 qui alimente l'entrée de signal 211 d'un mélangeur commun aux deux voies 210. In FIG. 2, the VHF 70 and UHF 80 channels each only comprise a radio frequency amplifier 90, 150 equipped with a bigrille field effect transistor (for the automatic gain control) and a selective bandpass filter 100, 160 tunable. The respective outputs of these filters 100, 160 supply two inputs to a signal combination circuit 200 of the two bands, which is composed of two filters, preferably symmetrical, one of which is of the low-pass type and the other high-pass type (which may be a low capacity capacitor). The main quality of these filters must be their high output impedance (that measured between their output terminals) and a low reverse transfer function - (strong attenuation in the opposite direction) outside their respective passbands. More specifically, the high pass filter must have a very high output impedance in the VHF band and a very low reverse gain (between output and input) and the low pass filter - must have qualities analogs with respect to the UHF band. The outputs of these filters are connected together and constitute the single output of the combination circuit 200 which supplies the signal input 211 of a mixer common to the two channels 210.

Le mélangeur unique VHF/UHF 210 est équipé d'une diode à barrière de Schottky, dite diode de Schottky, prépolarisée en direct, contrairement aux mélangeurs UHF classiques qui utilisaient des diodes appelées cristaux (avec contact métal-semi-conducteur à pointe). Le couplage à l'oscillateur local VHF 120 est effectué par la même entrée 211 que celle du signal radio-fréquence, reliée à son anode, par l'intermédiaire d'une capacité 121 de faible valeur (ou d'un additionneur capacitif qui doit s'intégrer au filtre passe-haut du circuit 200). The VHF / UHF 210 single mixer is equipped with a Schottky barrier diode, known as a Schottky diode, directly prepolarized, unlike conventional UHF mixers which used diodes called crystals (with metal-semiconductor contact with tip). The coupling to the local oscillator VHF 120 is carried out by the same input 211 as that of the radio-frequency signal, connected to its anode, via a capacitor 121 of low value (or of a capacitive adder which must integrate with the high-pass filter of circuit 200).

Le couplage à l'oscillateur local UHF 170 est, de préférence, inductive et symbolisée par une boucle 171 entourant connexion de l'autre électrode (cathode) de la diode Schottky 210 à la masse. Dans son mode de réalisation préféré, l'oscillateur UHF 170 comprend comme circuit oscillant une ligne de quart d'onde résonnante en micro-bande. La liaison entre la cathode de la diode Schottky 21 et la masse est alors également un tronçon de ligne de quart d'onde, orienté parallèlement à celle de l'oscillateur 170 et à faible distance de celle-ci, sans interposition de métal (la séparation est uniquement diélectrique), afin d'assurer un couplage suffisant entre eux, dans toute la bande de fréquences désirée. The coupling to the local UHF oscillator 170 is preferably inductive and symbolized by a loop 171 surrounding the connection of the other electrode (cathode) of the Schottky diode 210 to ground. In its preferred embodiment, the UHF 170 oscillator comprises, as an oscillating circuit, a resonant quarter-wave line in micro-band. The connection between the cathode of the Schottky diode 21 and the ground is then also a quarter-wave line section, oriented parallel to that of the oscillator 170 and at a short distance from it, without interposition of metal (the separation is only dielectric), in order to ensure a sufficient coupling between them, in all the desired frequency band.

Le gain de conversion d'un mélangeur à diode 210 étant négatif, c'est-à-dire constituant une perte ou atténuation du signal (contrairement aux mélangeurs à transistors bipolaires ou TEF), il est nécessaire d'insérer un étage de préamplification Fl 130 entre lrentrée/sortie 211 du mélangeur 210 et la sortie 14 du "tuner" pour disposer sensiblement d'un même gain global qu'un "tuner" classique (voir figure 1). Toutefois, un transistor bipolaire ou TEF destiné à fonctionner à la fréquence intermédiaire 130 et une diode Schottky 210 avec ses deux oscillateurs locaux 120, 170 est moins coûteux qu'un transistor pour convertisseur de fréquence 17 ou mélangeur actif en UHF et un autre en VHF 10 avec son oscillateur local 12.La commutation VHF/UHF dans le circuit de la figure 2 peut se limiter à l'application alternée de la tension d'alimentation à l'un des oscillateurs locaux 120 ou 170 éventuellement complétée à celle de l'élément actif 90 ou 150 des voies 70 ou 80 en amont du mélangeur commun 210. The conversion gain of a diode mixer 210 being negative, that is to say constituting a loss or attenuation of the signal (unlike mixers with bipolar transistors or TEF), it is necessary to insert a preamplification stage F1 130 between the input / output 211 of the mixer 210 and the output 14 of the "tuner" to have substantially the same overall gain as a conventional "tuner" (see FIG. 1). However, a bipolar transistor or TEF intended to operate at the intermediate frequency 130 and a Schottky diode 210 with its two local oscillators 120, 170 is less expensive than a transistor for frequency converter 17 or active mixer in UHF and another in VHF 10 with its local oscillator 12. The VHF / UHF switching in the circuit of FIG. 2 can be limited to the alternating application of the supply voltage to one of the local oscillators 120 or 170 possibly supplemented with that of the active element 90 or 150 of channels 70 or 80 upstream of the common mixer 210.

L'expérience a montré qu'avec un "tuner" à mélangeur commun du type de celui de la figure 2, on obtient une plus grande uniformité du gain et du facteur de bruit en fonction de la fréquence (bandes I et II et UHF) ainsi qu'une intermodulation moindre et une meilleure reproductibilité des paramètres électriques (notamment en ce qui concerne la diode de Schottky dont la capacité à polarisation inverse, le courant direct - et le bruit propre présentent peu de dispersion). L'utilisation d'un mélangeur unique équilibré à deux ou quatre diodes de Schottky en demi-pont ou en pont, connu en soi, permet encore- d'améliorer les résultats. Experience has shown that with a common mixer "tuner" of the type of that in FIG. 2, greater uniformity of the gain and of the noise factor is obtained as a function of the frequency (bands I and II and UHF). as well as a lesser intermodulation and a better reproducibility of the electrical parameters (in particular as regards the Schottky diode whose capacity with reverse polarization, the direct current - and the own noise present little dispersion). The use of a single balanced mixer with two or four Schottky diodes in half-bridge or in bridge, known per se, still makes it possible to improve the results.

Claims

1. High-frequency head for television receiver making it possible to transpose signals received in VHF and UH-F- band to a single intermediate frequency (IF), comprising VHF (70) and UHF (80) channels, each of which comprises an amplifier tunable bandpass type radio frequency, respectively supplied by the signals picked up by the VHF (1) and UHF (2) antennas, characterized in that it comprises a single diode mixer (210) receiving the signals supplied by the VHF channels and UHF- (70, 80) through a combination circuit (200) and the wave generated by one of the two local oscillators VHF (120) or UHF (170), depending on the desired band, and supplying an amplifier or Bandpass type IF filter (13).

2. High-frequency head according to claim 1, characterized in that the combination circuit coupling the respective outputs of the VHF (70) and UHF (80) channels to a single output supplying the input (211) of the diode mixer, includes filters, one of which is low pass and the other high pass and the respective output impedances of which are very high outside their respective passbands, so as not to overload the other.

3. High-frequency head according to any one of the preceding claims, characterized in that the diode or diodes fitted to the mixer are of the Schottky barrier type.

4. High-frequency head according to any one of the preceding claims, characterized in that the switching between the VHF and UHF bands is carried out in particular by cutting off the voltage supply to one of the local oscillators (120, 170 ) and the predetermined (nominal) polarization of the other.

5. High-frequency head according to any one of the preceding claims, characterized in that the radiofrequency signal is applied to one of the electrodes (211) of the diode

Schottky (210) prepolarized directly, the other electrode being galvanically connected to ground, and in that the local UHF heterodyning wave is applied to the other electrode by inductive coupling.

6. High-frequency head according to claim 5, of the type in which the oscillating circuit of the UHF oscillator (170) is mainly constituted by a section of resonant line in micro-band, characterized in that the inductive coupling between this oscillator (170) and the diode mixer (210) is obtained by making the connection between the other electrode of the Schottky diode and the ground by means of another similar section of line, parallel to the preceding section and of the same length as that here, the separation between these sections being carried out only in dielectric material.