<Desc/Clms Page number 1>
Schaltungsanordnung zur Verstärkungsregelung von Funknachrichtenempfängern
Die Erfindung betrifft Anordnungen zur Verstärkungs- oder Signalpegelregelung von Funknachrichtenempfängern ; insbesondere betrifft sie Anordnungen zur automatischen Verstärkungsregelung. Vor allem ist die Erfindung für Rundfunkempfänger geeignet, die Transistoren als Verstärker und Demodulatoren bzw. Diskriminatoren benutzen. Für die automatische Frequenzregelung ist es bekannt, von der Regelspannung gesteuerte Reaktanzröhren zu benutzen. Diese Methode lässtsichjedochnichtohne weiteres auf die automatische Verstärkungsregelung übertragen. Es ist auch bekannt, zur Dämpfungsregulierung von Schwingungskreisen diesen ein Regelrohr parallel zu schalten, dessen innerer Widerstand verändert wird (s. etwa die österr.
Patentschrift Nr. 136724). Insbesondere lassen sich ihrerseits die üblichen Methoden der automatischen Verstärkungsregelung nicht ohne weiteres auf Transistorenverstärker anwenden, da diese keine veränderbare Steuermöglichkeit zulassen und sehr niedrige Eingangsimpedanzen aufweisen. Es wurde jedoch auch eine Regelschaltung mit Transistor bekannt, bei welcher ein ohm'scher Widerstand in Serie mit dem Kollektor-Emitterwiderstand eines Regeltransistors liegt (s. USA-Patentschrift Nr. 2,544, 211).
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zur Verstärkungsregelung von Funknachrichtenempfängem mit mindestens einer einen Resonanzkreis enthaltenden Verstärkerstufe, deren Verstärkung regelbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Transistor an den Resonanzkreis angeschaltet ist, u. zw. derart, dass die zwischen zwei Elektroden des Transistors vorhandene Impedanz den Resonanzkreis belastet und eine Regelspannung (bzw. ein Regelstrom) derart an den Transistor angelegt ist, dass durch die Regelspannung (bzw.
den Regelstrom) die Impedanz veränderbar ist, die Kollektoren des Transistors der Transistorverstärkerstufe und des belastenden Transistors aus der gleichen Spannungsquelle über den gleichen Widerstand mit Strom versorgt werden und hiedurch die effektive Verstärkung der zugehörigen Ver-
EMI1.1
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, welche Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert.
Fig. l ist ein Schaltbild gemäss einem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel. Fig. 2 zeigt eine Alternativausführung zu einem Teil der Schaltung nach Fig. l.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 werden eine Anzahl Transistoren als Verstärker und Gleichrichter benutzt. Es sind vorzugsweise P-N-P-Transistoren, aber es können statt dessen auch Transistoren der Spitzenkontakttype benutzt werden. Die Emitter-, Basis- und Kollektorelektroden jedes Transistors sind mit e, b und c bezeichnet.
Für den Empfänger sind zwei, die Transistoren 1 und 2 aufweisende ZF-Stufen und die Transistoren 3 und 4 aufweisende Gleichrichter oder Demodulationsstufen vorgesehen. Die Emitter-Elektrode des Transistors 1 ist an eine vorhergehende (nicht dargestellte) Verstärker- oder Frequenzumsetzerstufe über einen Blockkondensator 5 angeschlossen und über den Widerstand 6 an eine geerdete Spannungsquelle 7 für kleine Vorspannungen (z. B. 1, 5 Volt). Die Basiselektrode ist mit Masse verbunden und die Kollektorelektrode über eine veränderbare Induktivität 9 und einen Widerstand 10 an eine geerdete negative Spannungsquelle 8 angeschlossen. Diese Spannungsquelle 8 kann z. B. eine Spannung von 24 Volt liefern.
Die gemeinsame Verbindung der Induktivität 9 mit dem Widerstand 10 ist über einen grossen Ableitkondensator 11 an Erde gelegt.
Die Kollektorelektrode des Transistors 1 ist weiterhin über einen Blockkondensator 11 und einen klei-
<Desc/Clms Page number 2>
nen Widerstand 13 von ungefähr 100 Ohm an die Emitter-Elektrode des Transistors 2 geschaltet. Die Emisionselektrode des Transistors 2 ist über einen Widerstand 14 an die Quelle 7 und die Basiselektrode an
Masse geschaltet.
Die Induktivität 9 und die Kapazität 12 bilden einen Resonanzkoppelkreu. der auf die ZF abgestimmt und durch den Widerstand 13 und den Emitter-Basis-Widerstand des Transistors 2 bedämpft oder belastet ist. Der Betrag, der durch diese Widerstände bewirkten Dämpfung soll derart gewählt sein, dass der Koppelkreis die gewünschte Bandbreite aufweist.
Die Kollektorelektrode des Transistors 2 ist über die Primärwicklung eines Transformators 15, der einen Teil des Demodulationskreises bildet, an die Quelle 8 angeschlossen. Die Primärwicklung ist auf die ZF mit Hilfe der Kapazität 16 abgestimmt. Die Emitter-Elektroden der Transistoren 3 und 4 bilden den Detektions- bzw. Demodulationskreis und sind im Gegentakt an die entgegengesetzten Enden der in der Mitte angezapften Sekundärwicklung des Transformators 15 angeschlossen, während die Basiselektroden an den Mittelabgriff angeschlossen sind.
Die beiden Kollektorelektroden sind miteinander verbunden und sind über ein Tiefpassfilter 16 und die Primärwicklung eines NF-Ausgangstransformators an die Quelle 8 angeschlossen. Das Tiefpassfilter kann, wie häufig üblich, lediglich aus einem einfachen (nicht dargestellten) Kondensator bestehen, der etwa so bemessen sein kann, dass er dieKollektorelektroden der Transistoren 3 und 4 mit Masse verbindet.
Die Sekundärwicklung des Transformators 17 ist über die Leitungen 18 und 19 an einen (nicht dargestellten) Ausgangskreis angeschlossen.
Die Emitter-Elektroden der Transistoren 3 und 4 sind in bezug auf die Basiselektroden nicht vorgespannt, so dass die Transistoren wechselweise durch diejenigen Halbwellen gesperrt werden, welche die Emitter-Elektroden negativ inbezug auf diebasiselektrodenwerden lassen. Da die beiden Emitter-Elektro- den unmittelbar zusammengeschaltet sind, besteht der an das Filter 16 abgegebene Strom aus einer Reihe von Halbwellen gleicher Polarität. Die Anordnung arbeitet also als Vollweggleichrichter. Die Zwischenfrequenz wird durch diese Gleichrichteranordnung verdoppelt, wodurch das Tiefpassfilter 16 einfach geschaltet sein kann.
Die effektive Verstärkung der beidenZF-Stufen wird mitHilfe der Kollektor-Emitter-Impedanz eines Transistors 20 geregelt, dessen Kollektorelektrode an die Kollektorelektrode des Transistors 1 angeschlossen ist und dessen Emitter-Elektrode an Masse geschaltet ist. Der Transistor 20 arbeitet wie eine nichtlineare Impedanz, die parallel zur Induktivität 9 geschaltet ist und deren Impedanz durch eine an die Ba- siselektrode des Transistors 20 angelegte Steuerspannung veränderbar ist. Diese Basiselektrode ist über eine Kapazität 21 an Masse geschaltet. Die Steuervorspannung für die Basiselektrode wird vom Demodulationskreis abgenommen, welcher zwei Transistoren 3 und 4 aufweist und eine grosse Kapazität 22 auflädt, die zwischen den Mittelabgriff der Sekundärwicklung des Transformators 15 und Masse geschaltet ist.
Ein regelbarer Widerstand 23 verbindet die obere Klemme des Kondensators 22 mit einer geerdeten Quelle 24 positiver Spannung, die als Verzögemngsspannung dient ; die Basiselektrode des Transistors 20 ist über einen Widerstand 25 gleichfalls mit dieser oberen Klemme verbunden.
Wenn keine ZF-Spannung über den Kondensator 5 angeliefert wird, so wird der Transistor 20 durch eine kleine positive Spannung gesperrt, die von der Quelle 24 über die Widerstände 23 und 25 an die Basiselektrode gelegt wird. Demgemäss wird die Kollektor-Emitter-Impedanz sehr hoch, so dass die Belastung für den Resonanzkoppelkreis sehr klein wird. Wenn jedoch ZF-Spannungen wachsender Amplitude an die Kapazität 5 gelegt werden, so wird die positive Ladung des Kondensators 22 durch den von den Transistoren 3 und 4 abgenommenen Gleichstrom progressiv verkleinert, bis der Kondensator entladen ist, so dass das an die Basiselektrode des Transistors angelegte Potential Null wird und dieser entsperrt wird.
Steigt der Pegel der ZF-Spannung weiter an, so wird der Kondensator 22 negativ aufgeladen und die an den Transistor 20 angelegte anwachsende negative Vorspannung verringert progressiv die Kollektor-Emitter-Impedanz, so dass die Belastung für den Resonanzkoppelkreis entsprechend progressiv anwächst und die wirksame Verstärkung der beiden ZF-Stufen entsprechend verringert wird. Der Pegel der ZF-Spannung am Ausgang des Transistors 2 wird schliesslich auf eine von der Grösse des Kondensators 21 und des Widerstandes. 25 abhängigen Wert stabilisiert und jede Abweichung von dem vorbestimmten Pegel verursacht eine Änderung der Vonpannung des Transistors 20, die die Belastung des Koppelkreises in einem die Pe" geländemng wieder ausgleichenden Sinne ändert.
Einer der Vorteile der Änderung der Verstärkung der beiden Verstärkerstufen (oder was dasselbe bedeutet, des Pegels der Ausgangs-ZF) besteht darin, dass die effektive Bandbreite des Koppe1kreises grösser ist, wenn die effektive Verstärkung klein ist als bei höherer Verstärkung. Dies hat zur Folge, dass die Anordnung eine schärfere Unterscheidung gegenüber Stargeräuschen vornimmt, wenn die einfallende Span-
<Desc/Clms Page number 3>
nung klein ist und eine höhere Bandbreite sowie einen qualitativ besseren Empfang liefert, wenn der Ein- gangspegel hoch ist.
Die Zeitkonstante für die Steuerung der Kollektor-Emitter-Impedanz des Transistors 20 wird durch die Wahl der Werte des Kondensators 21 und des Widerstandes 25 bestimmt. Die Empfindlichkeit der Re- gelung hängt beispielweise von der Stromverstärkung des Transistors ab (d. h. von dem Verhältnis der Änderung des Kollektorstromes zur Änderung des Basisstromes, von dem er abhängt) und teilweise von dem Wert des Widerstandes 23. Durch Veränderung des letzteren ist auch die Empfindlichkeit regelbar.
Wie bereits erläutert wurde, beginnt die Regelung erst dann, wenn der Pegel der ZF-Spannung am Aus- gang des Transistors 2 so gross ist, dass die von der Quelle 24 gelieferte positive Eingangsvorspannung ef- fektiv gegen Null verringert wird. Dieser Pegel hängt sowohl von dem Potential der Quelle 24 als auch von dem Wert des Widerstandes 23 ab. Man kann auch das Potential der Quelle 24 und die Grösse des Wi- derstandes 23 derart wählen, dass erst sowohl eine bestimmte Regelempfindlichkeit als auch ein bestimm- ter Ausgangspegel der ZF vorhanden sein muss, bevor die Regelung einsetzt. Es kann der Fall auch ein- treten, dass das Potential der Quelle 7 für die positive Eingangsvorspannnng für die Basiselektroden des
Transistors 20 ausreicht.
In diesem Fall kann die Spannungsquelle 24 fortgelassen werden und der Wider- stand 23 an die positive Klemme der Spannungsquelle 7 gelegt werden. Soll der Regeleinsatz nicht ver- zögert sein, so kann der Widerstand 23 direkt an Masse gelegt werden.
Der Regelbereich mit Hilfe des Transistors 20 kann sehr breit gemacht werden und die Kollektor-
Emitter-Impedanz kann sehr klein werden. Unter diesen Bedingungen kann der Strom des Transistors 20 sehr gross werden und demgemäss ist der Widerstand 10 eingeschaltet, um den Kollektorstrom zu begren- zen. Durch die erfindungsgemässe Einfügung des Widerstandes 10 wird das effektive Kollektor-Potential des Transistors 1 verringert, wenn der Kollektorstrom des Transistors 20 anwächst und dieses KollektorPotential kann so klein werden, dass der Arbeitspunkt zu dem nichtlinearen Teil der Charakteristik verschoben wird.
Wird jedoch die durch den Transistor 20 gebildete Belastungsimpedanz unter diesen Bedingungen sehr klein, so tritt keinerlei nennenswerte Verzerrung, jedoch eine Verstärkungsregelung in erhöhtem Masse durch die Effekte an beiden Transistoren auf.
Bei einem praktischen Beispiel nach Fig. l konnte gemessen werden, dass eine Verstärkungsänderung von wenigstens 60 db zu erzielen war, wenn der Basis-Elektrodenstrom des Transistors 20 von Null auf 120 Mikroamperes verändert wurde. Dies entsprach einer Potentialänderung für den Kondensator 22 von ungefähr 1/2 Volt.
Der Widerstand 13 hat den Zweck, einen passenden Eingangswiderstand für den Resonanzkoppelkreis zu liefern, um eine geeignete Bandbreite zu erzielen. Während die Emitter-Basis-Impedanz des Transistors 20 hiefür ausreicht, ist in der Praxis die Veränderung dieser Impedanz häufig für verschiedene Anwendungsbeispiele der Transistoren zu gross, und es ist daher ratsam, den Widerstand 13 einzufügen, um den prozentualen Bereich dieser Änderung zu verringern.
Fig. 2 zeigt eine Modifikation eines Teiles der Schaltung von Fig. l, bei welchem das Koppluggsnetzwerk eine Impedanztransformation bewirkt. In diesem Fall Ist die veränderbare Induktivität 9 durch eine feste Induktivität 26 ersetzt, welche mit einem Abgriff versehen ist, an den der Kondensator 12 angeschlossen ist. Ein veränderbarer Kondensator 27 Ist der Induktivität 26 parallel geschaltet und mittels dieses Kondensators wird der Koppelkreis auf die ZF abgestimmt. Der Transistor 20 ist wie im vorhergehenden Beispiel zwischen die Kollektorelektrode des Transistors 1 und Masse geschaltet, wodurch sie gleichzeitig parallel zur Induktivität 26 liegt. Der Kreis arbeitet in der bereits erläuterten Weise.
Die Verwendung eines Transistors hat den grossen Vorteil, dass sie den Regelstrom verstärkt, so dass die vom Diskriminator abgenommene Leistung nur sehr klein zu sein braucht.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestelltenP-N'P-Transistoren könnten natürlich auch durch N-P-N-Transistoren ersetzt werden, wobei lediglich die Polarität der Quellen 7, Bund 24 vertauscht zu werden brauchte. Ebenfalls können auch zusätzliche Verstärkerstufen bei der Schaltung nach Fig. 1 vor und/oder nach den beiden Transistorstufen verwendet werden. Gleichfalls Ist es möglich, z. B. den Transistor 2 fortzulassen, so dass durch das Resonanznetzwerk der Transistor 1 unmittelbar an den die Transistoren 3 und 4 enthaltenden Diskriminator gekoppelt wird.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.