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Abgestimmter Transistor-Verstärker für zwei feste Frequenzen
Abgestimmte Verstärker für zwei feste Frequenzen werden z. B. in Radioempfängern benötigt, die einen sehr grossen Frequenzumfang bestreichen (UKW und Normalwellen). Der fixe Zwischenfrequenzverstärker für UKW arbeitet in üblicher Weise auf einer Frequenz in der Grössenordnung von 10 MHz, während der ZF-Verstärker für Mittelwellen auf eine Frequenz von zirka 0, 5 MHz eingestellt ist.
Für die Bereichsumschaltung ist es bekanntlich bei Röhrenverstärkern auf einfache Weise möglich, die analogen Kreise der beiden Verstärker jeweils in Serie zu schalten und nur den Verstärkereingang und - ausgang auf die jeweils geforderte Frequenz umzuschalten. Dies wird ermöglicht, weil die Ein- und Ausgangswiderstände der Röhren gross gegen die Resonanzwiderstände der Schwingungskreise sind, so dass eine wesentliche Bedämpfung durch die Röhren nicht entsteht und somit die Schwingungskreise direkt an die Röhren angeschaltet werden können.
Wesentlich anders liegen die Verhältnisse bei Transistcrverstärkern. Bei den derzeit gebräuchlichen Transistoren für HF liegt der Kollektorwiderstand wohl in der Grössenordnung von 100 kOhm, der Basiswiderstand dagegen bei 1 kOhm. Soll der Schwingungskreis an den Basiswiderstand angepasst werden, ergibt dies Abstimmkapazitäten so grosser Werte, dass sie mit der erforderlichen Güte derzeit wirtschaftlich nicht herstellbar sind. Damit ist es aber nicht mehr möglich, gleich aufgebaute Übertrager für die beiden Frequenzen direkt in Serie zu schalten. Bei induktiver Ankopplung der beiden Basiskreise an den zugehörigen Kollektorkreis wird die Übertragung für die kurze ZF, bei Ankopplung über eine gemeinsame kleine Kapazität die Übertragung beider Zwischenfrequenzen benachteiligt.
Eine optimale Übertragung für beide Zwischenfrequenzen ist zu erreichen, wenn erfindungsgemäss die beiden abgestimmten Kollektorkreise in üblicher Weise in Serie geschaltet am Kollektor liegen, die Basis des folgenden Transistors für die hohe ZF induktiv, für die niedere ZF dagegen über einen kapazitiven Spannungsteiler an den abgestimmten zugehörigen Kollektorkreis angeschlossen ist, wobei die Kopplungswicklung für die hohe ZF mit dem einen Ende an der Basis des folgender Transistors und mit dem andern Ende in Serie mit der an Masse liegenden Teilkapazität des ZF Kreises für die niedere ZF liegt.
Es tritt keine Benachteiligung der beiden Frequenzen ein, weil die induktive Kopplungsspule für die niedere Frequenz und die verhältnismässig grosse Kopplungskapazität (zirka 500 pF) für die hohe Frequenz einen verhältnismässig kleinen Widerstand darstellt.
Die Ausgänge der beiden Verstärker sind dadurch getrennt, daS der Verstärker für die hohe Frequenz vom letzten Kollektorkreis zumeist auf einen FM-Gleichrichter, der Verstärker für die niedere Frequenz auf einen AM-Gleichrichter arbeitet.
Die Eingänge der beiden Verstärker werden vorteilhafterweise kollektorseitig umgeschaltet. In diesem Falle kann die bei AM-ZF-Verstärkern gebräuchliche Dämpfungsdiode auf dem ersten ZF-Trafo fix angeschaltet bleiben. Die zur Basis führenden RC-Glieder der folgenden ZF-Verstärkerstufen mögen so dimensioniert werden, dass sie die bei FM-Betrieb gebräuchliche Zeitkonstante für AM-Begrenzung in den ZF-Stufen besitzen.
Die kapazitive Ankopplung in Transistorverstärkern ist in der österr. Patentschrift Nr. 198800 behandelt.
Eine Neutralisierung der ZF-Stufen für die höhere Frequenz ist in an sich bekannter Weise über eine mit dem Basiskreis 8 induktiv gekoppelte Spule 9, die über eine Neutralisierungskapazität 12, 13 an den Kollektor führt, zu erzielen. In gleicher Weise ist eine Anordnung mit vertauschten Elektroden wirksam.
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Es ist auch eine gleichzeitige Neutralisierung für beide Zwischenfrequenzen möglich, in dem in an sich bekannter Weise ein kapazitiver Spannungsteiler verwendet wird, wovon die eine Kapazität 25 als Fuss- punkts-Rückschlusskapazität der beiden Kollektorkreise geschaltet wird, während die zweite kleinere Kapazität 27,26 in Serie mit der ersten Kapazität zwischen Kollektorkreis-Fu. 8punkt und Basis liegt.
Um die Schwingneigung eines mehrstufigen Verstärkers, wie beschrieben, zu verkleinern oder die Neutralisierung einzusparen, wird in an sich bekannter Weise Doppelüberlagerung vorgesehen. Ein derart aufgebauter Verstärker wird z. B. folgenden Aufbau besitzen :
In der Zeichnung ist 1 der UKW-Mischtransistor, dem in bekannter Weise analog wie bei Rundfunkempfängern üblich, eine HF-Stufe vorgeschaltet werden kann. Es folgt ein Bandfilter 2, welches ein lib- liches Zweikreisfilter oder, wie gezeichnet, ein 'Filter sein kann. Letzteres ist in der österr. Patent- schrift Nr. 173841 angegeben und ergibt bei guter Oberwellenunterdrückung eine höhere Verstärkung und eine gute Anpassungsmöglichkeit an den Ausgangs- bzw. Eingangstransistor-Widerstand durch entsprechende Wahl der Querkapazitäten. Das Filter sei z.
B. auf 10,7 MHz abgestimmt. Es folgt eine zweite Mischstufe, die für die übrigen Bereiche die Eingangsstufe bildet. Die drei Elektroden dieses Transistors 3 werden in üblicher Weise auf die einzelnen Bereiche jeweils umgeschaltet. Es sind der Übersichtlichkeit halber nur deren zwei gezeichnet. Für die Kurzwellenbereiche ist eine Neutralisierung bekannter Art vorgesehen, wie eine solche beispielsweise mit der emitterseitigen Kopplungsspule 4 und der Neutralisierungskapazität 5 gezeichnet ist. Das gleiche Resultat wird umgekehrt auch mit einer basisseitigen Kopplungsspule mit der Neutralisierungskapazität an den Emitter erreicht.
Für den Mittel- und Langwellenbereich ist eine Neutralisierung der Mischstufe nicht vcrgesehen. Der Ausgang der zweiten Mischstufe ist umschaltbar auf die Primärkreise je eines Bandfilters (alternativ 1I'-Tilter) für z. B. 6,7 MHz (6) bzw.
460 kHz (7). Es folgen eine oder mehrere ZF-Stufen für beide Frequenzen ohne Umschaltung zwischen den Stufen in der erfindungsgemässen Kopplung. Für UKW-Empfang ist der Primärkreis 6 an den Transistor 3 angeschaltet. Ersterer ist über den Sekundärkreis 8 und die Kopplungsspule 9 an den ZF-Transistor 10 geschaltet. Die Spule 11 dient in Verbindung mit dem Widerstand 12 und der Kapazität 13 in bekannter Weise zur Neutralisierung der Verstärkerstufe im 6, 7 MHz-Bereich. Im Ausgang liegt der Primärkreis des FM-Gleichrichterfilters 14, dem zur Unterstützung der Begrenzerwirkung in bekannter Weise die Serienschaltung einer Diode 15 mit einer Kapazität 16 parallel geschaltet ist, wobei parallel zur Kapazität 16 ein Entladewiderstand 17 liegt. Der Ausgang des FM-Gleichrichters 18 führt über den Umschalter 19 zum Niederfrequenzverstärker.
Bei Empfang auf dem längeren Wellenbereich ist der Transistor 3 an den Primärkreis 7 geschaltet, der über den Sekundärkreis 20 mit dem Spannungsteiler 21 und die in diesem Falle vernachllilssigbare Spule 9 an der Basis des Transistors 10 liegt. Der Kollektorkreis 22 ist über den Sekundärkreis 23 an den AM-Gleichrichter 24 geschaltet, der die demodulierte Spannung über den Umschalter 19 an den nachfolgenden Niederfrequenzverstärker liefert.
Für den längeren Frequenzbereich ist ebenfalls eine Neutralisierung vorgesehen, die bei kleineren Verstärkungsgraden entfallen kann. Der kapazitive Spannungsteiler wird gebildet durch die Kapazitäten 25 und 26, wobei1etzterem zur Einstellung der richtigen Phasenlage in üblicher Weise ein kleiner Widerstand 27 vorgeschaltet ist. Die Kapazität 28 definiert das Bezugspotential für die 7F-Stufe. Die beiden andern Brückenzweige werden gebildet von der Kollektor-Basis- und der Kollektor-Emitter-Kapazi- tät.
Die Verstärkungsregelung bei AM erfolgt in bekannter Weise durch Regelung des Transistors 10 über die Widerstände 29 und 30, wobei die für AM-Empfang notwendige Zeitkonstante durch Einschaltung der grossen Kapazität 31 erzielt wird. Die Diode 24 erhält in üblicher Weise über den Spannungsteiler 32 und 33 eine Vorspannung in Durchlassrichtung zwecks Einstellung des günstigsten Arbeitspunktes.
Zur Vergrösserung des Regelbereiches bei AM-Empfang ist in bekannter Weise eine Dämpfungsdiode 34 vorgesehen.
Die angegebene Anordnung gestattet bei geringster Stufenzahl mit einem Mindestmass an Bestandteilen und Umschaltern einen möglichst stabilen Verstärker hohen Verstärkungsgrades für zwei oder mehrere Frequenzbereiche und zwei festen Zwischenfrequenzen in einem gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker aufzubauen, wobei lediglich Ein- und Ausgang des gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärkers umzuschalten sind, obwohl die Verstärkerelemente einen Eingangswiderstand ven so geringer Grösse besitzen, dass eine Serienschaltung abgestimmter Kreise in der bisher gebräuchlichen Bauart wirtschaftlich derzeit nicht erzielbar ist.
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