DE2742578A1

DE2742578A1 - Frequency converter for community antenna system - has two mixers supplied with fundamental and first harmonic from same local oscillator

Info

Publication number: DE2742578A1
Application number: DE19772742578
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Eisenlohr; Heinz Dipl Ing Stadler
Original assignee: HIRSCHMANN RADIOTECHNIK; Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk
Current assignee: HIRSCHMANN RADIOTECHNIK; Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-05

Abstract

The frequency converter, for community antenna systems, has a first mixer converting the input into an IF signal. The IF signal is BP filtered and amplified and passed to a second mixer that produces the final output signal. Both mixers are supplied from the same local oscillator (2) via a frequency coupler (3) that passes the fundamental to one mixer and the second harmonic to the other. The advantage lies in simplicity and low cost.

Description

PatentanceldungPatent registration

Freguenz-setzer-Binheit Mit zwei Mischstufen Frequenzumsetzer-Einheiten nach dem Oberbegriff des Anspruches sind aus der Praxis bekannt und werden z.B. in Gemeinschafts-Empfangsantennenanlagen eingesetzt, wobei gegebenenfalls noch Vor-, Zwischen- und Nachverstärker eingeschaltet sind.Frequency converter unit With two mixer stages, frequency converter units according to the preamble of the claim are known from practice and are e.g. used in communal receiving antenna systems, with additional pre-, Repeater and post-amplifier are switched on.

Die Technik dieser sog. Doppelumsetzer wird zur Vermeidung von Eigenstörungen angewendet, die bei Einfachumsetzern und bestimmten lanalkombinationen auftreten. Die Störsignale entstehen dabei durch den kubischen Anteil der im Idealfall quadratisch verlaufenden Kennlinie des Mischers.The technique of this so-called double converter is used to avoid intrinsic disturbances which occur with single converters and certain channel combinations. The interfering signals arise from the cubic part of the square, ideally running characteristic of the mixer.

Ihre Frequenzen bestimmen sich rechnerisch zu fa = 2 fe + fo 0 bzw. fa - 2 fo + fe , je nachdem ob aufwärts oder abwärts gemischt wird. Beispielsweise entsteht bei einer Einfachumsetzung von kanal 7 = @ 188 .... 195 MKz) in kanal 4 (fa = 61 ..... 68 MHz) außer dem Nutzsignal mit der Frequenz fa w fe - f, ein Störsignal der Frequenz 2 fo - fe (59 ... 66 HHz).Their frequencies are mathematically determined as fa = 2 fe + fo 0 or fa - 2 fo + fe, depending on whether the mix is up or down. For example results from a single conversion of channel 7 = @ 188 .... 195 MKz) in channel 4 (fa = 61 ..... 68 MHz) apart from the useful signal with the frequency fa w fe - f, an interfering signal the frequency 2 fo - fe (59 ... 66 HHz).

Weitere Eigenstörungen durch Glieder höherer Ordnung können wegen der geringen Amplitude der entsprechenden Störprodukte im allgemeinen außer Betracht bleiben.Further intrinsic perturbations by members of a higher order can be due to The low amplitude of the corresponding interference products is generally not taken into account stay.

Durch eine zweistufige Umsetzung (Doppelumsetzung) Uber eine Zvischenfrequenz können bei geeigneter Wahl der Oszillatorfrequenzen und gegebenenfalls durch Einschaltung eines Zwischenfrequenz-Filters derartige Störungen wirksam vermieden werden. Diese Lösung des Problems funktioniert zwar einwandfrei, ist jedoch gegenUber der Einfachumsetzung durch die Verwendung von jeweils zwei Mischern und zwei Oszillatoren mit einem erheblichen technischen und wirtschaftlichen Mehraufwand belastet.Through a two-stage implementation (double implementation) over an intermediate frequency can with a suitable choice of the oscillator frequencies and, if necessary, by switching on an intermediate frequency filter such interference can be effectively avoided. These The solution to the problem works fine, but is against the simple implementation by using two mixers each and two oscillators with a substantial additional technical and economic effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfachen und preisgunstigen, aber dennoch sicher funktionierenden Schaltungsaufbau fUr einen Doppelumsetzer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffen.The invention is based on the object of creating a system that is as simple as possible and inexpensive, but nevertheless reliably functioning circuit structure for one To create double converter according to the preamble of claim.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruches angegebenen schaltungstechnischen Maßnahmen gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part this claim specified circuitry measures solved.

Dadurch ist in vorteilhafter Weise anstatt eines teueren zweiten Oszillators lediglich eine einfache Frequenzveiche nötig, die dem einzigen Oszillator zweckmässigerweise unmittelbar nachgeschaltet ist, prinzipiell aber auch am Ausgang des entsprechenden Mischers angeschlossen sein kann. Dabei ist es grundsätzlich gleichgUltig, welcher Mischer mit welcher der beiden Oszillatorfrequenzen angesteuert wird.This is advantageous instead of an expensive second oscillator only a simple frequency crossover is necessary, which is conveniently the single oscillator is immediately downstream, but in principle also at the output of the corresponding Mixer can be connected. It is basically irrelevant which one Mixer with which of the two oscillator frequencies is controlled.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass beim Oszillator das normalerweise benötigte Oberwellenfilter eingespart werden kann, weil eine entsprechende UnterdrUckung der nicht benutzten Oberwellen schon in der Frequenzweiche erfolgt.Another advantage of the invention is that the oscillator the normally required harmonic filter can be saved because a corresponding The unused harmonics are already suppressed in the crossover network.

Die erfindungsgemässe Schaltung ist fUr alle Doppelumsetzungen geeignet, bei denen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches die Zwischenfrequenz frei wählbar (und nicht - z.B. durch die genormte Fernseh-Zvischenfrequenz - fest vorgegeben) ist, weil damit unabhängig von der Frequenzkombination des Umsetzers die Oszillatorfrequenzen so bestimmbar sind, dass - wie es die Verwendung der Ausgangssignale eines einzigen Oszillators bedingt - das Verhältnis der höheren zur niedrigeren ganzzahlig und grösser als 1 ist.The circuit according to the invention is suitable for all double conversions, in which, according to the preamble of claim, the intermediate frequency freely selectable (and not - e.g. due to the standardized television intermediate frequency - fixed given), because it is independent of the frequency combination of the converter the oscillator frequencies can be determined so that - as is the use of the output signals of a single oscillator - the ratio of the higher to the lower is an integer and greater than 1.

FUr die Praxis kommt dem Verhältnis 2 s 1 die grösste Bedeutung zu, weil dabei einerseits die Amplitudenunterschiede der beiden Oszillatorsignale am geringsten sind und zum anderen alle praktisch möglichen tombinationen von Abwärts - und Aufwärtsmischungen = £e I fol + fa fZ + fo2, fz fe + fol / fa fZ fol) an den beiden Mischstufen störungsfrei realisierbar sind.In practice, the ratio 2 s 1 is of the greatest importance, because on the one hand the differences in amplitude of the two oscillator signals am are the lowest and on the other hand all practically possible combinations of downwards - and upward mixes = £ e I fol + fa fZ + fo2, fz fe + fol / fa fZ fol) to the both mixing stages can be implemented without interference.

Besonders zweckmässig ist die Wahl von Grund - und erster Oberwelle, weil deren Amplituden fUr die Weiterverarbeitung im allgemeinen noch ohne Verstärkung gross genug sind.The choice of fundamental and first harmonic is particularly useful, because their amplitudes are generally still without amplification for further processing are big enough.

In der Figur ist das Blockschaltbild eines Anwendungsbeispieles der erfindungsgemässen Frequenzumsetzereinheit zum Umsetzen des Fernsehkanales 7 (fe s 188 ... 195 MHz) in den kanal 4 (f2 = 61 ... 68 MHz)dargestellt, bei dem die dem Oszillator unmittelbar nachgeschaltete Frequenzweiche dem einen Mischer die Grundwelle und dem anderen die erste Oberwelle zufUhrt.In the figure, the block diagram of an application example is the frequency converter unit according to the invention for converting the television channel 7 (fe s 188 ... 195 MHz) in channel 4 (f2 = 61 ... 68 MHz), in which the dem Oscillator immediately downstream crossover the one mixer the fundamental and feeds the first harmonic to the other.

Bei beiden Mischern wird, wie dies fUr Abwärtamischung üblich ist, als Ausgangsfrequenz die Differenz von Eingangs- und Oszillatorfrequenz verwendet; es gilt also : fz = fe - fol und fa = f2 - fo2 Aus diesen Beziehungen und der vorgegebenen Bedingung fol = 2 fo2 errechnen sich folgende Oszillatorfrequenzen f02 = 1/3 (fe - £a) = 42 1/3 MHz fol = 2fo2 = 84 2/3 MHz Das im Vorverstärker 1 verstärkte Eingangssignal und das vom Oszillator 2 über die Frequenzweiche 3 zugefUhrte Signal mit der Frequenz f01 werden im Mischer 4 in die Zwischenfrequenzlage umgesetzt. Dabei entstehen neben dem Nutzsignal fz = fe - fol noch weitere Signale (ohne Berücksichtigung der Glieder höherer als dritter Ordnung ' fe' 2 fe' 3 few fOl 2 f01, 3 f01, + fol' 2fe#fol' 2 fol#fe), die jedoch nicht in den Nutz-Zwischenfrequenzbereich fallen und somit keine Eigenstörung hervorrufen. Zur Verbesserung der Selektion des benutzten Zwischenfrequenzsignals sind entsprechende Kanalpaßfilter 5, 6 vorgesehen, welche die genannten Frequenzen sperren.In both mixers, as is customary for downward mixing, the difference between the input frequency and the oscillator frequency is used as the output frequency; The following applies: fz = fe - fol and fa = f2 - fo2 From these relationships and the given one Condition fol = 2 fo2 the following oscillator frequencies are calculated f02 = 1/3 (fe - £ a) = 42 1/3 MHz fol = 2fo2 = 84 2/3 MHz The input signal amplified in preamplifier 1 and the signal supplied by the oscillator 2 via the crossover 3 with the frequency f01 are converted into the intermediate frequency position in mixer 4. Thereby arise beside the useful signal fz = fe - fol still further signals (without taking into account the terms higher than third order 'fe' 2 fe '3 few fOl 2 f01, 3 f01, + fol' 2fe # fol ' 2 fol # fe), which, however, do not fall within the useful intermediate frequency range and thus do not cause self-interference. To improve the selection of the intermediate frequency signal used Corresponding channel pass filters 5, 6 are provided, which the frequencies mentioned lock.

Bei anderen Mischungskombinationen (z.B. Aufwärtamischung mit fz = fe - fol' f = f + fOl und fo2 s 5 fol) verhindern diese Filter zusätzlich Störungen des Ausgangssignales durch die genannten Frequenzen.With other mix combinations (e.g. up mix with fz = fe - fol 'f = f + fOl and fo2 s 5 fol), these filters also prevent interference of the output signal through the frequencies mentioned.

Im Mischer 8 wird also nur das Nutz-Zwischenfrequenzsignal mit dem vom zweiten Zweig der Frequenzweiche 3 zugeführten Oszillatorsignal der Frequenz fo2 (Grundwelle) in den Ausgangskanal umgesetzt. Auch am Ausgang dieser zveiten Mischstufe ergeben sich durch die nicht rein quadratisch verlaufende Mischerkennlinie neben den Mutzsignal der Frequenz fa = fz-fo2 noch eine Reihe weiterer Signale 2 fz' 3fz' fo2' 2 fo2' 3 fo2' 2 fz# fo2' 2fo2 # fz), die aber nicht in den xusgangskanal fallen und somit ebenfalls keine Eigenstörung hervorrufen. Sie beinträchtigen jedoch die Selektionseigenschaften des Umsetzers und werden daher durch entsprechende Filter gesperrt, die - in der Figur nicht dargestellt - in einem Nachverstärker 9 eingebaut sind, welcher den Nutzsignalpegel auf die gcwllnschte Größe anhebt.In the mixer 8, only the useful intermediate frequency signal with the from the second branch of the crossover 3 supplied oscillator signal of the frequency fo2 (fundamental wave) converted into the output channel. Also at the exit of this second Mixing stages result from the mixer characteristic curve, which is not purely square In addition to the noise signal of the frequency fa = fz-fo2, a number of other signals 2 fz '3fz' fo2 '2 fo2' 3 fo2 '2 fz # fo2' 2fo2 # fz), but the not fall into the output channel and thus also do not cause any intrinsic interference. However, they affect the selection properties of the converter and are therefore blocked by appropriate filters, which - not shown in the figure - in one Post-amplifier 9 are installed, which adjusts the useful signal level to the desired level Size increases.

Zur Vermeidung von Störungen durch nicht benutzte Oberwellen des Oszillators 2 ist in diesem normalerweise ein Oberwellensperrfilter angeordnet.To avoid interference from unused oscillator harmonics 2, a harmonic blocking filter is normally arranged in this.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung nach der Figur erübrigt sich dies, weil die Frequenzweiche 3 gleichzeitig als Sperrfilter für unbenutzte Oberwellen dient.In the circuit according to the invention according to the figure, this is unnecessary, because the crossover 3 doubles as a notch filter for unused harmonics serves.

Gegenüber den bekannten Doppelumsetzern der genannten Art benötigt also der hier beschriebene anstatt zweier Oszillatoren nur eine Weiche und einen einzigen Oszillator mit vereinfachtem Aufbau.Compared to the known double converters of the type mentioned required So the one described here has only one crossover and one instead of two oscillators single oscillator with a simplified structure.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claim frequency converter unit with two mixer stages, whose first converts the input signal into an intermediate frequency signal of a selectable frequency and the second intermediate frequency signal, which is optionally supplied via a filter brings into the starting frequency position, characterized in that only one Oscillator (2) is provided, which via a corresponding frequency switch (3) two mixers with signals of different frequencies generated by it, preferably the base and the first top pellet feeds.