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Frequenzwandler mit Transistorbestückung
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elektrode 15, die zweite Emitterelektrode 17 und die Kollektorelektrode 18 nebst den zugehörigen Lei- tungsverbindungen ein. Die Qszillatoreingangsschaltung einschliesslich der Kopplungsspule 27 und dem
Oszillatortankkreis 28 - 29 ist regenerativ an den Oszillatoreingangskreis gekoppelt, der eine Rückkopp- lungswicklung 25 einschliesst. Für Oszillatorfrequenzen stellt die ZF-Ausgangsschaltung, die in Serie zwi- schen die Kopplungsspule 27 und der Kollektorelektrode 18 geschaltet ist, eine niedrige Impedanz dar.
Der Signalteil der Wandlerstufe enthält die Basiselektrode 15, die zweite Emitterelektrode 17 und die
Kollektorelektrode 18 in Verbindung mit den zugeordneten Verbindungsleitungen. Die Schaltwege von der Basiselektrode 15 zu Masse und von der Kollektorelektrode zu Masse durch die das Arbeitspotential liefernde Energiequelle, sind sowohl dem Oszillator, als auch der Signalstufe des Empfängers gemein- sam.
Der innere Widerstand der Basiselektrode der Transistorvorrichtung 12 ist auch dem Oszillator- und dem Signalteil derWandlerstufe gemeinsam, und zufolge der Nichtlinearität des inneren Basiswiderstan- des werden die Oszillatorwelle und die empfangene signalmodulierte Trägerwelle einander überlagert, um die Schwebungsfrequenzsignale zu liefern, welche auch das gewünschte Zwischenfrequenzsignal ent- halten.
Eine Regelung der Verstärkung des Wandlers lässt sich ohne abträgliche Beeinflussung der schwin- gungserzeugenden Aufgaben der Schaltung erreichen, da der in dem ersten Emitter 16 fliessende Strom praktisch unabhängig von dem in dem zweiten Emitter fliessenden Strom ist. Der Kellektorstrom ist na- türlich dieSumme des im ersten Emitter 16 und des im zweiten Emitter 17 fliessenden Stromes. Bei klei- nen Signalen und einer den Maximalwert zeigenden Mischverstärkeng ist der Strom des Emitters 16 ein
Maximum und der Strom des Emitters 17 eine Funktion der Parameter des Oszillatorteiles. Indem die
Stärke des empfangenen Signals ansteigt, nimmt der Strom des Emitters 16 ab, bis der im Kollektor 18 fliessende Strom ausschliesslich eine Folge jenes Stromes sein wird, der durch den zweiten Emitter 17 fliesst.
Da die signalführenden Teile der Schaltung die mit der Emitterelektrode 16 verbunden sind, dem
Oszillatorteil des Wandlers nicht gemeinsam sind, ergibt sich eine ausserordentlich gute Regelung der
Mischverstärkung des Frequenzwandlers. Mit andern Worten heisst dies, dass bei durch eine Verstärkungs- regelspannung gesperrter Verbindung zwischen dem Emitter 16 und der Basis 15 nur sehr wenig der Signalspannung über den andern Schaltungen des Wandlers entwickelt wird, so dass die resultierende Zwischen- frequenzwelle ganz klein sein wird. In praktisch ausgeführten Schaltungen ist eine Verstärkungsverminderung in der Grössenordnung von 50 Decibel Dämpfung erreicht worden, ohne dass dies mit einer nachteiligen Beeinflussung der Arbeitsweise des Oszillatorteiles verbunden gewesen wäre.
Wenn der Strom des e'sten Emitters 16 in Gegenwart eines starken Signals auf den Wert Null vermindert wird, so arbeitet die Wandlerstufe 12 als eine passive Dämpfungseinrichtung für empfangene Radiosignale. Die Wirksamkeit der Konverterstufe als eine Dämpfungseinrichtung für sehr starke Signale kann herabgesetzt werden, wenn starke empfangene Signale durch Streupfade an die Oszillatorschaltungen angekoppelt werden, wie z. B. die Rückkopplungswicklung 25, die abgestimmte Scnaltung welche die Induktivität 28 einschliesst oder der Kondensator 29 veränderbarer Grösse oder die Kupplungsspule 27.
In einem solchen Falle kann der Oszillatorteil des Wandlers als ein gewöhnlicher Wandler arbeiten, der sowohl für die empfangenen Signale, als auch für den Oszillator nach dem Prinzip der gemeinsamen Basis wirkt. Um die Verstärkungsregelungswirkung sowie die Wirkungsweise der Wandlerstufe als eine bei Anwesenheit von starken Signalen als Dämpfungseinrichtung in Erscheinung tretende Einrichtung zu begünstigen, kann es sich empfehlen, die Wicklungen 25, 27 und 28 abzuschirmen indem man sie, wie dies dargestellt ist, in einen Behälter einschliesst, der einen leitenden Überzug aufweist, um eine Verseuchung der empfangenen Signale durch Streufelder zu vermindern.
Fig. 2 zeigt eine Transistorvorrichtung mit zwei Emittern eines Aufbaues, wie er für Überlagerungsfrequenzwandler der in Fig. l dargestellten Art verwendet werden kann. Die Vorrichtung ist normalerweise eingekapselt und besitzt eine Basis 40 die mit einer leitenden Tragvorrichtung 41, die von einem von aussen zugänglichen Anschlussleiter 42 getragen wird, in leitender Verbindung steht. Eine erste Emitterelektrode 43 und eine zweite Emitterelektrode 44, die den Emitterelektroden 16 und 17 der Fig. l entsprechen, sind an die eine Seite der Basis, und eine Kollektorelektrode (nicht dargestellt) ist an die gegenüberliegende Seite der Basis anlegiert.
Die erste und die zweite Emitterelektrode 43 und 44 und die Kollektorelektrode sind von aussen vermittels der Anschlussleiter 45,46 bzw. 47 zugänglich.
Die Basis 40 besteht aus einem diffusen, der n-Leitfähigkeitstype angehörigen Bereich mit variierender Verunreinigungskonzentration. Die Verunreinigungsverteilung ist ein Maximum an der Verbindung-
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stelle der Emitter und vermindert sich auf einen konstanten Wert, der nahe der Kollektorstossstelle erreicht wird. Eine solche Verteilung der Verunreinigungen ist empfehlenswert, weil daraus mit solchen Gebilden bessere Frequenzwiedergabe, höhere Verstärkung und kleinere Rückkopplungskapazitäten verwirklicht werden können. Die Peripherie des Kollektors schliesst die beiden Emitter ein und sichert so das Einsammeln der von jedem Emitter injizierten Träger.
Um zu verhindern, dass die mit den beiden Emittern verbundenen Schaltungen sich gegenseitig als Folge des geringen Widerstandes beeinflussen, der in der Zone der maximalen Verunreinigungen besteht, ist ein Teil des zwischen den beiden Emittern bestehenden Bereiches bis auf einen geringere Verunreinigungen und daher grösseren Widerstand zeigenden Bereich durchgeätzt.
Das schematische Schaltbild nach Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Frequenzwandlers vor. In Fig. 3 ist aus Gründen der Deutlichkeit lediglich die Frequenzwandlerstufe dargestellt worden. Ansonsten ist die in Fig. 3 dargestellte Schaltung jener nach Fig. l ähnlich, jedoch mit derAusnahme, dass dieSignaleingangskopplungsspule 13'in die gemeinsame Eingangsschaltung des Signals und der Oszillatorteile der Eingangsschaltung gelegt ist. Genauer gesagt ist die das hohe Signalpotential führende Seite der Wicklung 13'mit der Basiselektrode 15'und die dem niedrigen Signalpotential zugeordnete Seite dieser Wicklung durch die Nebenschlusskondensatoren 20'und 19'mit der ersten Emitterelektrode 16'verbunden.
Anders ausgedrückt heisst das, dass die Wandlerstufe hinsichtlich der empfangenen Signale wie mit einem gemeinsamen Emitter arbeitet, hingegen für den Schwingungszustand wiemit einer gemeinsamen Basis.
Wie für den Fall der Fig. l wird die Verstärkerregelspannung der ersten Emitterelektrode zugeführt, so dass die Verstärkung des Wandlers ohne Beeinflussung der Wirkungsweise der Oszillatorstufe geregelt werden kann. Ein weiterer Unterschied der Wandlerstufe nach Fig. 3 besteht darin, dass die Kopplungsspule 27 weggelassen ist und der Stromweg des Kollektors 18'durch einen Teil der zum Tankkreis des Oszillators gehörenden Induktivität 18 vervollständigt wird.
Da der die Eingangswicklung 13'beinhaltende Signaleingangskreis dem Oszillator- und dem Signalteil der Wandlerstufe gemeinsam ist, muss der Tatsache Aufmerksamkeit gewidmet werden, dass der Os- zillatorteil der Wandlerstufe die Neigung entwickeln könnte, nach Art der bekannten Wandlertype zu arbeiten, wenn der Emitterstrom 16'durch zu starke Signale ermässigt oder beseitigt wird. Ein solches Verhalten würde die Wirkung der Verstärkungsregelautomatik beseitigen.
Um die Fähigkeit desOszi1latorteiIes des Wandlers als selbstschwingenderWandler zu arbeiten, herabzusetzen, kann man die Widerstands-Kondensatorkombination 24'. als für empfangene Signale nicht aber für Oszillatorsignale degenerativ ausführen.
Fig. 4 zeigt schematisch das Schaltbild eines transistorisierten Rundfunkempfängers, in welchem der mit Transistoren bestückte Frequenzwandler von einem Hochfrequenzverstärker getrieben wird. Die von einer Antenne 60 aufgenommenen signalmodulierten Trägerwellen werdender Basiselektrode eines Hochfrequenzverstärkertransistors 62 zugeführt.
Der Hochfrequenzverstärker beinhaltet permeabilitätsabgestimmte Eingangs- und Ausgangsschaltun- gen um eine gewünschteHochfrequenzträgerwelle auszuwählen. Die vom Hochfrequenzverstärker 62 verstärkten Signale werden der ersten Emitterelektrode 64 der mit Transistoren bestückten Wandlerstufe 12 zugeführt. Die Transistorstufe des Wandlers 12 der in Fig. 4 dargestellt ist, hat den in Zusammenhang mit Fig. 2 erläuterten Aufbau. Der hauptsächliche Unterschied, der zwischen der Wandlerschaltung nach Fig. 4 und jener nach der Fig. l besteht, ist darin gelegen, dass der Oszillatorteil der Schaltung nach Fig. 4 permeabilitätsabgestimmt ist, und dass die Verstärkungsregelspannung der Basiselektrode und nicht der ersten Emitterelektrode zugeführt wird.
Die erste Emitterelektrode 64 ist über einen Emitterwiderstand 66 an eine ein Arbeitspotential liefende Leitung 67 angeschlossen. Die zweite Emitterelektrode 68 ist ebenfalls mit der das Arbeitspotential
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cher von der permeabilitätsabgestimmteninduktivität 74 und den Kondensatoren 75 und 76 gebildet ist, an Masse gelegt. Die Induktivität 74 ist zwecks Einknopfbedingung mechanisch im Gleichlauf mit den permeabilitätsabgestimmten Hochfrequenzverstärkereingang-und Ausgangskreisen gebracht, wie dies durch die strichlierten Linien angedeutet ist.
Wie im Zusammenhang mit Fig. l bemerkt, ist die Induktivität 74 durch einen Becher aus leitendem Material abgeschirmt, um die Aufnahme von Streufeldern auf einem Minimum zu halten. Die Oszillatorspannung hat die Neigung mit abnehmender Frequenz anzusteigen, weil die Oszillatorlastimpedanz mit abnehmender Frequenz ansteigt. Ein Widerstand 78 ist über die Induktivität 74 gelegt, um die Oszillator-
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frequenz über das Frequenzband ziemlich konstant zu halten.
ZF-Signale, die über dem abgestimmten Ausgangskreis 72 entwickelt werden, werden einem ZF-Ver- stärker 80 angelegt. Die verstärkten Signale werden über einen ZF-Transformator 82 eine Audio-Gleich- richterstufe oder einer weiteren ZF-Verstärkerstufe (nicht dargestellt) zugeführt.
Die Primärwicklung des Zwischenfrequenztransformators 82 ist mittels eines Kondensators 84 an einen die Verstärkungsregelspannung verarbeitenden Gleichrichter 86 gekoppelt. Die Anode des Gleichrichters
86 ist mittels eines Paares von Widerständen 87 und 88, die zwischen Masse und der Arbeitspotential- quelle 67 liegen, auf einen fixen Arbeitspunkt gelegt, und die Kathode des Gleichrichters 86 ist anfäng- lich auf ein Potential vorgespannt, welches jenem des Anodenpotentials nahekommt was durch ein span- nungsteilendes, aus den Widerständen 70, 89,90 und 91 bestehendes Netzwerk erreicht wird. das eben- falls zwischen Masse und der Arbeitspotentialleitung 67 geschaltet ist.
Die Zwischenfrequenzwelle wird vom Gleichrichter 86 gleichgerichtet um so eine verstärkungsre- gelnde Spannung zu erzeugen. Es ist ersichtlich, dass der Gleichrichter 86 zwei parallele Gleichstrom - wege umfasst, von denen der eine durch die Widerstände 88,90 und 91 und der andere durch die Wider- stände 70,87 und 89 verläuft. Die über diesen verschiedenen Widerständen auf Grund der Gleichrich- tung der ZF-Welle auftretenden Gleichstromkomponenten verursachen, dass sich das Potential des zwei- ten Emitters 68 und der Basis 92 der Transistorvorrichtung in derselben Richtung verschieben. Mit ändern
Worten heisst dies, dass sich mit sich ändernder Signalstärke die Potentialdifferenzen zwischen der Basis
92 und dem zweiten Emitter 68 nicht hinreichend ändern, um den Oszillatorteil der Wandlerschaltung zu beeinflussen.
Eine Wellensperre 94, die auf Zwischenfrequenz abgestimmt ist, liegt zwischen dem Wi- derstand 89 und der Kathode der Diode 86, um eine Dämpfung des Zwischenfrequenzsignals zu vermei- den.
Wie schon weiter oben dargelegt, ändert sich das Potential der Basis 92 als Funktion des empfangenen
Signals. Wenn das Signal stärker wird, so wird die Basis mehr positiv. Da das Gleichspannungspotential des ersten Emitters 64 vergleichsweise fix ist, bedeutet dies, dass das Verstärkungsregelpotential die Umkehrvorspannung zwischen der Basis 92 und dem Emitter 64 vergrössert und dadurch das Verstärkungsaus- mass der Wandlerstufe vermindert. Diese vergrösserte Mischverstärkung vermindert den Stromfluss in dem Emitterwiderstand 64 und verursacht, dass das Emitterpotential weniger negativ (mehr positiv) wird.
Dieser Potentialwechsel geht in der richtigen Richtung vor sich um eine Verstärkungsregelspannung für die Basiselektrode der Hochfrequenzverstärkerstufe 62 zu schaffen, und demgemäss ist die Emitterelektrode 64 an die Basiselektrode des Hochfrequenzverstärkers über einen Widerstand 94 angeschlossen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Frequenzwandler mit Transistorbestückung, wobei eine erste Emitterelektrode (16), eine Basiselektrode (15) und eine Kollektorelektrode (18) vorhanden ist, mit einem Eingangskreis (13) für signalmodulierte Trägerwellen, der zwischen die erste Emitterelektrode (16) und die Basiselektrode (15) ge- schaltet ist sowie mit einem an die Kollektorelektrode (18) gekoppelten Zwischenfrequenzausgangskreis (31), ferner mit einer zweiten Emitterelektrode (17) und schliesslich mit Kopplungsspulen (25,26) zur regenerativen Kopplung dieser Basis-Kollektor- und zweiten Emitterelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass eineVerstärkungsregelspannung zwischen diese Basiselektrode (15) und die erste Emitterelektrode (16) geschaltet ist, um die Verstärkung des Frequenzwandlers regeln zu können.