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Mehrstufiger, in der Verstärkung regelbarer Transistorverstärker
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de Strom geringer gemacht, so wird sein Widerstand grösser. Die drei regelbaren Widerstände Dl, D2 und D3 werden nun mittels der sie durchfliessenden Gleichströme so gesteuert, dass zur Erhöhung der Übertragungsdämpfung des gesamten Vierpols der Widerstand von D2 grösser und der von Dl und D3 kleiner wird.
Zweckmässig ist es hiebei jedoch, nicht den gesamten möglichen Widerstandsbereich für die Regelung der Übertragungsdämpfung auszunutzen. Vielmehr empfiehlt es sich, in Reihe mit Dl einen Widerstand an sich geringen Wertes, z. B. 20 Ohm, einzufügen, und vor allem nur wechselspannungsmässig parallel zu D2 einen Widerstand nennenswert höheren Widerstandswertes, z. B. 200 Ohm, zu schalten. In Reihe mit D3 wäre gegebenenfalls ein ähnlicher Widerstand wie in Reihe zu Dl zu legen.
Bei Ausbildung der auf den Kopplungsvierpol in Übertragungsrichtung darauffolgenden Transistorstufe als Basisschaltung kann der veränderbare Widerstand D3 mit Vorteil fortgelassen werden.
Als zweckmässig hat sich für die Regelung die Bedingung J1 + J2 = konstant herauskristallisiert, wenn J1 den Gleichstrom durch den veränderbaren Widerstand Dl und J2 den Gleichstrom durch den veranderbaren Widerstand D2 bedeutet.
Ein etwas grösserer Regelbereich bzw. ein etwas besseres frequenzmässiges Verhalten lässt sich demgegenüber noch erreichen, wenn J1 und J2 gemäss der Bedingung gewählt werden, dass J1 so lange Null sein soll als J2 ungleich Null ist und umgekehrt. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn, wie vorstehend erwähnt, in Reihe zu D1 und parallel zu D2 wechselstrommässig Widerstände geschaltet werden, die den Änderungsbereich im Widerstandswert durch den Querzweig nach niedrigen Widerstandswertenhinbegrenzen und für den Längszweig nach hohen Widerstandswerten hin.
Vor allem bei Anwendung mehrerer, in der Übertragungsdämpfung regelbarer Kopplungsvierpole hat es sich gezeigt, dass es völlig ausreichend ist, nur einen regelbaren Widerstand in dem einzelnen Kopplungsvierpol vorzusehen. Derartige Kopplungsvierpole sind an sich bekannt.
Für Breitbandverstärker, z. B. mit einer Bandbreite von etwa 40 MHz und einer zulässigen Frequenzgangsänderung von etwa 0, 5 Dezibel, erhält ein derartiger Regelvierpol vorteilhaft einen Regelbereich von etwa 10 bis 15 Dezibel. Soll ein Verstärker einen grösseren Regelbereich haben, so ist es vorteilhaft, in der Weise vorzugehen, dass, wie in Fig. 2 angedeutet, mehrere Regelvierpole, die vorzugsweise jeweils nur einen regelbaren Widerstand enthalten, vorgesehen werden, die über vorzugsweise zweistufige Transistorverstärker verbunden sind. Bei Schmalbandverstärkern gibt man dem Regelvierpol unter Umständen einen grösseren Regelbereich.
Den Verstärkungswert, der zwischen aufeinanderfolgenden Regelvierpolen liegenden Verstärkerstufen bemisst man zweckmässig im Absolutwert etwa gleich der maximal möglichen Übertragungsdämpfung des jeweils vorausgehenden Regelvierpols.
Die einzelnen Regelvierpole könnten an sich alle gleichzeitig geregelt werden. Für einenBreitbandverstärker, beispielsweise für einen Frequenzbereich von 50 bis 90 MHz, ist es jedoch, wie im folgenden noch ausgeführt wird, vorteilhaft, eine bevorrechtete Regelung in der Weise vorzunehmen, dass bei ansteigendem Eingangspegel zunächst der in Übertragungsrichtung letzte Regelvierpol des gesamtenVerstärkers wirksam wird, u. zw. solange, bis er seine maximale Übertragungsdämpfung erreicht. Bei weiter an- steigendem Eingangspegel behält dieser Regelvierpol seine maximale Übertragungsdämpfung bei und der unmittelbar vorausgehende Regelvierpol wird wirksam gemacht, u. zw. ebenfalls bis er seinen Maximalwert erreicht.
Steigt der Eingangspegel noch weiter an, so bleiben beide Regelvierpole auf ihrem maximalen Übertragungsdämpfungswert eingestellt und der nächste unmittelbar vorausgehende Regelvierpol wird in gleicher Weise wirksam gemacht.
Diese Art der Bevorrechtung, der hinsichtlich der Anzahl der Regelvierpole keine Grenzen gesetzt sind, hat für Breitbandverstärker den grossen Vorteil, dass die Frequenzcharakteristik des Verstärkers innerhalb des Regelbereiches günstig beeinflusst werden kann. Man kann nämlich in den einzelnen Regelvierpol frequenzabhängige Widerstände so einfügen, dass sich für minimale Übertragungsdämpfung des Vierpols und für maximale Übertragungsdämpfung desselben praktisch gleiche Frequenzcharakteristiken ergeben. Nur in dem dazwischenliegenden Regelbereich ist dann eine geringfügige Änderung der Frequenzcharakteristik gegeben.
Da bei der bevorrechteten Regelung jeweils nur ein Regelvierpol diese Änderung der Frequenzcharakteristik zeigen kann, wird somit auch bei vielen Regelstufen, entsprechend einem sehr grossen Regelbereich, die Änderung der Frequenzcharakteristik des Gesamtverstärkerssehrgering gehalten.
Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Schaltung zeigt Fig. 3, in der ein 10-stufiger TransistorVerstärker mit drei Regelvierpolen versehen ist. Die Regelvierpole sind hiebei jeweils durch gestrichelte Linien hervorgehoben und entsprechend mit I, II und III bezeichnet. Die einzelnen Verstärkerstufen sind jeweils in Basisschaltung ausgeführt, wodurch sich die Schaltung des einzelnen Regelvierpols in der Weise vereinfacht, dass der in Übertragungsrichtung zweite Querwiderstand D3 (vgl. Fig. l) entfallen kann. Die
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hochfrequenzmässige Kopplung des für einen Frequenzbereich von beispielsweise 50 bis 90MHz bestimm - ten Breitbandverstärkers besteht aus einer Spule mit Kopplungskapazität und aus Widerständen.
Zu der vorerwähnten Korrektur der Frequenzcharakteristik bei der Ausregelung des einzelnen Regelvierpols dient die hochfrequenzmässige Parallelschaltung aus der im Wert einstellbaren Kapazität von beispielsweise 6 bis 30 Picofarad und dem Widerstand R4. Diese Parallelschaltung liegt in Reihe mit Dl. Der Widerstand hat z. B. einen Wert von etwa 20 Ohm. Parallel zum regelbaren Längswiderstand D2 des Regelvierpols ist die
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dienenden Kapazität vorgesehen. Zusätzlich liegt zumindest hochfrequenzmässig parallel zu D1 ein wei- terer Widerstand R6 von z. B. 200 Ohm. Die Widerstände R4, R5, R6 begrenzen den Regelbereich des Vier- pols.
Die Speisung von D1 bzw. D2 erfolgt in der bereits angegebenen Weise, nämlich derart, dass J1 so lange gleich Null ist, als J2 ungleich Null ist, und J2 so lange gleich Null, als J1 ungleich Null ist. Die
Flussrichtungen der Ströme sind bei der gewählten Polung der Dioden gegensätzlich, was durch-Ur und +Ur im Schaltbild angedeutet ist.
Die Ableitung der Regelspannungen vor allem hinsichtlich der Bevorrechtung zwischen den Regelvier- polen I, II und III kann in der Weise erfolgen, dass die Ausgangsspannung des Verstärkers gleichgerichtet und drei Regelspannungsstufen parallel zugeführt wird. Jeder dieser Regelspannungsstufen ist ein bestimm- ter, von Regelspannungsstufe zu Regelspannungsstufe steigender Schwellwert der gleichgerichteten Span- nung zugeordnet, ab dem die Stufe wirksam wird. Weiterhin ist jede Stufe derart auszubilden, dass sie bis zum Wirksamwerden den Querwiderstand ihres zugehörigen Regelvierpols hochohmig und den Längswider- stand niederohmig steuert und beim Wirksamwerden die entsprechende Umsteuerung vornimmt.
Insgesamt ergibt sich für den Verstärker nach Fig. 3 ein Pegelverlauf längs der Verstärkers, wie in Fig. 4 schematisch gezeigt ist. Es sind vier Fälle mit unterschiedlicher Eingangsspannung gezeigt. Die stark ausgezogene Kurve Eo gilt für den Fall, dass jede Regelstufe ihre minimale Übertragungsdämpfung hat, d. h., dass das Eingangssignal noch unter dem Wert liegt, für den die Regelung einsetzen soll. Bei einem etwas höheren Eingangssignal ergibt sich der Pegelverlauf El, u. zw. für Eingangssignale, die innerhalb des Regelbereiches des Regelvierpols III liegen. Für noch grössere Eingangssignale ergeben sich sinngemäss noch die Pegelverläufe E2 und E3.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrstufiger Transistorverstärker mit zwischen einzelnen Stufen eingeschalteten, in der Übertragungsdämpfung regelbaren, vorzugsweise Dioden enthaltenden Vierpolen als Kopplungsnetzwerke, dadurch gekennzeichnet, dass bei zunehmendem Eingangspegel jeweils zunächst der in Übertragungsrichtung letzte regelbare Kopplungsvierpol seinen Regelbereich voll überstreicht und erst bei weiterem Zunehmen des Eingangspegels der in Übertragungsrichtung davorliegende Kopplungsvierpol wirksam wird, wobei der einzelne regelbare Kopplungsvierpol frequenzabhängige Schaltelemente derart enthält, dass sich für den einzelnen Kopplungsvierpol bei maximaler Übertragungsdämpfung wenigstens näherungsweise die gleiche Frequenzcharakteristik ergibt wie bei minimaler Übertragungsdämpfung.