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Transistorisierte Zweidrahtverstärkerstation
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der Basis des Transistors TR2 über den Kondensator C4 verbunden. Der negative Pol einer Gleichspannungsquelle (-) ist über die Widerstände R5, R3 an die Basis des Transistors TR1 und über die Widerstände P6, R4 an die Basis des Transistors TR2 angeschlossen. Die Emitter der Transistoren TR1, TR2 sind über die Widerstände R7 bzw. R8 an den positiven Pol (+) der Gleichspannungsquelle geschaltet. Die Netzwerke Rl, Cl bzw. R2, C2 liegen jeweils an den Verbindungspunkten der Sekundärwicklungen der Übertrager und dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle. Der Kollektor des Transistors TRI ist an den Verbindungspunkt der Widerstände R3 und R5 über den Widerstand R9 angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors TR2 ist über die Sekundärwicklung ml und den Widerstand Rl an den Verbindungspunkt der Widerstände R6 und R4 angeschlossen. Zwischen dem Kollektor des Transistors TRI und der Wicklung n2 des Übertragers T2 liegt ein Tiefpassfilter TPI, der aus den Elementen L,C,C und Cg besteht.
Die Transistoren werden also in Emitterschaltung betrieben, die sich als besonders geeignet erwiesen hat, um eine günstige Verstärkung in beiden Richtungen und eine gleichzeitige Anpassung beider Leitungen zu ermöglichen. Diese Schaltung kann besonders günstig im Zusammenhang mit unsymmetrischen Differentialübertragern verwendet werden, so dass ein niedriger Ausgangswiderstand und ein hoher Eingangswiderstand des Verstärkers und damit optimale Verstärkung gewährleistet ist.
Wenn die Differentialübertrager richtig an die Leitung angepasst sind, ist die Leistungsübertragung von der Leitung auf den Verstärkereingang gleich dem Verhältnis zwischen der Eingangsimpedanz des einen Verstärkers und der Summe von Eingangs- und Ausgangsimpedanz beider Verstärker. Der Leistungsverlust zwischen Verstärkerausgang und Leitung ist also komplementär zu der genannten Verstärkung mit Bezug auf die Verstärkung 1.
Es ist im allgemeinen erwünscht, dass an der Leitung die maximale Ausgangsleistung zur Verfügung steht. Der optimale Ausgangswiderstand ist im allgemeinen sehr viel kleiner als der Ausgangsscheinwiderstand des Verstärkers. Der Kollektorwiderstand kann also nicht an den Leitungswiderstand angepasst werden. Eine derartige Fehlanpassung würde aber die Leitungsanpassung stören. Da bei der erfindungsge- mässt : n Verstärkerschaltung infolge der Emitterschaltung der Transistoren eine Gesamtverstärkung von etwa 15 db erreicht wird, anderseits aber im allgemeinen nur etwa 7 db Verstärkung gefordert werden, kann diese zusätzliche Verstärkung für eine Gegenkopplung benutzt und damit eine gure Leitungsa. 1passung trotz der oben genannten Fehlanpassung erzielt werden.
Ausserdem wird durch die Gegenkopplung natürlich die Stabilität des Verstärkers erhöht.
Die Gleichstromversorgung für den Transistor TRl erfolgt über die Widerstände R3, R5 und R9 und ist von der Gleichstromversorgung des Transistors TR2 verschieden. Die Widerstände können so dimensioniert sein, dass die Überbrückung der Basisseite hochohmig ist, während die Überbrückung an der Kollektorseite verhältnismässig niederohmig ist. Dadurch kann eine gute Anpassung zwischen dem Transistor TR1 und dem Übertrager T2 erzielt werden. Der effektive Widerstand zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors TRI ist sehr hoch Und beeinflusst die Transistoreigenschaften. Das Netzwerk R3, R5, R9 stabilisiert diese Parameter insbesondere bezüglich Temperaturschwankungen.
Mit Hilfe des den Kollektor überbrückenden Widerstandes R9 ist eine gute Anpassung des Ausgangswiderstandes des Transistors TR1 möglich.
Ein weiterer Vorteil des an dem Transistor TR1 angeschlossenen Ausgangsnetzwerkes besteht darin, dass über die Wicklung h2 des Übertragers T2 kein Gleichstrom fliesst. Dieser Übertrager kann daher mit einem Kern hoher Permeabilität z. B. Permalloy versehen werden. Die Impedanz des Übertragers T2 ist darum auch bei tiefen Frequenzen so hoch, dass eine gute Anpassung erzielt wird und damit keine Gefahr bezüglich Unstabilitäten bei tiefen Frequenzen vorhanden ist. Der Abfall der Umlaufverstärkung wird nur von den Kondensatoren C3 und C4 bestimmt.
Wegen der gewünschten Leistungsabgabe kann an dem Transistor TR2 keine entsprechende Widerstandsüberbrückung angebracht werden. Es fliesst daher ein kleiner Gleichstrom von etwa 5 mA über die Wicklung nl des Übertragers Tl, dessen Anpassung an den Verstärkerausgang aber trotzdem auch bei tiefen Frequenzen noch ausreichend ist.
Die Leitungsanpassungsnetzwerke Rl, Cl bzw. R2, C2 können für den Einsatz des Verstärkers auf verschiedene Leitungen geändert werden, ohne dass die Verstärkerschaltung selbst verändert werden muss.
Es kann zweckmässig sein, zwischen der Leitung und dem Verstärker ein Korrekturnetzwerk anzubringen.
Ein besonderer Vorteil bei der Anpassung des Kollektorausganges des Transistors TR2 und damit der Leitung ZI kann dadurch erzielt werden, dass R2, C2 in der Weise dimensioniert werden, dass der Übertrager T2 fehlangepasst ist. Wenn das Netzwerk R2, C2 höhere Werte hat als für die Anpassung erforderlich ist, wird vom Ausgang des Transistors TRI in den Eingang des Transistors TR2 ein Strom fliessen, so dass für die Übertragung von Zl nach Z2 eine weitere Gegenkopplung erzielt wird. Dadurch wird die Schwing-
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neigung in der Schleife, die durch Fehlanpassung bei Frequenzen an den Übertragungsbandgrenzen auftreten könnte, vermindert. Die Fehlanpassung des Übertragers T2 wirkt sich so aus, dass das Nyquist-Diagramm derUmlaufverscärkung von dem Punkt -1 weiter entfernt ist.
Damit wird die Stabilität der Schaltung besonders bei den Frequenzen erhöht, bei denen die Induktivitäten der Übertrager Tl und T2 einen niedrigen Scheinwiderstand aufweisen.
Für die praktische Ausführung eines Verstärkers nach der Erfindung sind folgende Werte der einzelnen Elemente verwendet worden :
Batteriespannung 48 V
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<tb>
<tb> R1 <SEP> 260 <SEP> Ohm <SEP> LI <SEP> 2,875 <SEP> H
<tb> R2 <SEP> 360 <SEP> Ohm <SEP> L2 <SEP> 2, <SEP> 875 <SEP> H <SEP>
<tb> R3 <SEP> 2FOKOhm <SEP> L <SEP> 150 <SEP> mH <SEP>
<tb> R4 <SEP> ISOKOhm <SEP> C <SEP> 4 <SEP> F
<tb> R5 <SEP> 2400 <SEP> Ohm <SEP> C2 <SEP> 4 F
<tb> R6 <SEP> 4300 <SEP> Ohm <SEP> C3 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> {iF <SEP>
<tb> R7 <SEP> 660hm <SEP> C <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> F
<tb> R8 <SEP> 185 <SEP> Ohm <SEP> Cs <SEP> l/lF <SEP>
<tb> R9 <SEP> SKOhm <SEP> Cg <SEP> l <SEP> F
<tb> C7 <SEP> 10000 <SEP> pF
<tb> C <SEP> 10000 <SEP> pF
<tb> Cg <SEP> 10000 <SEP> pF
<tb>
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de mit einem Pegel von + 7 db, d. h., 30 mW versorgt.
Die Induktivitäten LI, L2 können in bekannter Weise einen gemeinsamen Eisenkern besitzen.
Die Eingangsimpedanz des zwischen dem Transistor TR1 und dem Übertrager T2 angeordneten Filters soll etwas kleiner sein als die Ausgangsimpedanz des Transistors TRI und die Impedanz an der Wicklung n2 des Übertragers T2. Damit wird eine flache Durchlasskurve erzielt, wobei die Spulengüte der Spule L3 berücksichtigt ist.
Durch Änderung der Emitterwiderstände R7 und R8 kann eine Verstärkungsregelung in beiden Richtungen erzielt werden. Ein Verstärkungsanstieg kann dadurch erreicht werden, dass die Emitterwiderstände durch Kondensatoren überbrückt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Transistorisierte Zweidrahtverstärkersation, die über Differentiallibertrager an die Leitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklungen der Übertrager (Tl, T2) an die Leitung und je eine Sekundärwicklung (m1, m2) an je einen in Emitterschaltung betriebenen Transistor (TRI, TR2) angeschlossen sind, dass jeweils die Basis des einen Transistors mit dem Kollektor des andern Transistors über die Sekundärwicklungen (ml, nl bzw. n2, m2) je eines Übertragers verbunden ist und dass zwischen dem einen Pol einer Gleichspannungsquelle und je einem Verbindungspunkt der Sekundärwicklungen (Verbindungspunkt von ml mit nl bzw. Verbindungspunkt von m2 mit n2) der Übertrager je ein Leitungsanpassungsnetzwerk angeordnet ist.