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Schaltungsanordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Modulation
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Modulation mit mindestens einem Transistor in Emitterschaltung und mit einem über einen Ausgangskreis an eine Speisespannung geführten Kollektor, bei der in einem die Basis-Emitter-Strecke des Transistors einschliessenden Eingangskreis zusätzlich zu der zu verstärkenden Spannung eine Regelspannung eingespeist ist, die von einer durch Gleichrichtung wenigstens eines Teiles der Ausgangsspannung in einer Gleichrichterschaltung gewonnenen Hilfsspannung abgeleitet ist und durch die bei Abnahme der Ausgangsspannung der Arbeitspunkt des Transistors im Sinne einer Erhöhung der Steilheit verschoben wird.
Mit "Steilheit" ist hier die Änderung des Kollektorstromes in Abhängigkeit von Änderungen der Basis-Emitter-Spannung bei konstanter Kollektor-Emitter-Spannung gemeint.
Bei derartigen Schaltungsanordnungen tritt häufig das Problem auf, eine Regelspannung in den Basis-Emitter-Kreis einzuspeisen und von einer Ausgangsspannung abzuleiten, die nicht auf Emitterpotential bezogen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Modulation mit konstanter Ausgangswechselspannung bei Last- und Eingangsspannungsschwankungen zu schaffen, die bei grossem Regelbereich mit einem minimalen Aufwand an Schaltungselementen auskommt.
Gemäss der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, dass die Basis des Transistors über den Ausgang der Gleichrichterschaltung an die, vorzugsweise in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Zenerdiode stabilisierte, Speisespannung geführt ist, und dass der Gleichrichter der Gleichrichterschaltung derart gepolt ist, dass die Regelspannung durch eine Differenzspannung aus der Speisespannung und der in der Gleichrichterschaltung gewonnenen Hilfsspannung gebildet ist. Durch diese Massnahmen ergibt sich der Vorteil, dass die Regelspannung zur Regelung der Schaltungsanordnung auf besonders einfache Weise gewonnen und gespeist wird.
Die Gleichrichterschaltung lässt sich in besonders einfacher Weise dadurch unmittelbar an den Ausgangskreis der Schaltungsanordnung anschliessen, dass ein dem Eingang und Ausgang der Gleichrichterschaltung gemeinsamer Anschluss an die Versorgungsspannung der Schaltungsanordnung gelegt ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, dass die Gleichrichterschaltung in an sich bekannter Weise einen am Ausgang liegenden, kapazitiv überbrückten Widerstand enthält. Es ist ferner zweckmässig, die Gleichrichterschaltung an die äusseren Anschlüsse einer mit einer Anzapfung an den Kollektor des Transistors geführten Primärwicklung eines Ausgangsübertragers anzuschliessen.
In Weiterbildung der Erfindung wird die in den Eingangskreis der Schaltungsanordnung eingespeiste Eingangsspannung und/oder eine in den Eingangskreis rückgekoppelte Sekundärspannung eines mit einer Primärwicklung in den Ausgangsstromkreis eingeschalteten übertragers in die Verbindung der Basis des Transistors mit dem Ausgang der Gleichrichterschaltung eingespeist, wobei im Falle von zwei Spannungen diese Spannungen in Serie zueinander eingespeist werden. Es ergeben sich dabei besonders vorteilhafte Regeleigenschaften, bei der Ausbildung der Schaltungsanordnung als
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modulierbarer Oszillator darüber hinaus besonders geringe Modulationsverzerrungen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung einer Transistorverstärkerstufe mit einem Transistor in Emitterschaltung sind in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen dargestellt. Schaltungselemente mit gleicher Funktion in den Schaltungen nach den Fig. l bis 4 werden im folgenden auch mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemässe Transistorverstärkerstufe mit einem npn-Transistor--l--in Emitterschaltung. Hiebei ist ein Eingangsübertrager--2--vorgesehen, dessen Primärwicklung--3das Eingangssignal zugeführt wird. Ein Ende der Sekundärwicklung --4-- des Eingangsübertragers --2-- ist an die Basis des Transistors--l--angeschlossen. Das andere Ende der Sekundärwicklung - -4-- liegt über einen Widerstand --5-- am positiven Potential der Speisespannung. An den Widerstand --5-- ist parallel zu diesem ein Kondensator --6-- angeschlossen, dem ein Gleichrichter--7--nachgeschaltet ist.
Der Gleichrichter --7-- führt weiter zum einen Ende einer Primärwicklung --8-- eines Ausgangsübertragers --9--, deren anderes Ende an das positive Potential der Speisespannung angeschlossen ist. Eine Anzapfung der Primärwicklung --8-- des
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--9-- istTransistors--l--liegt am negativen Potential der Speisespannung. über eine Sekundärwicklung --10-- des Ausgangsübertragers--9--kann das verstärkte Signal entnommen werden.
Bei fehlendem Eingangssignal ist das Potential der Basis des Transistors-l-durch den Wert des Widerstandes --5-- bestimmt. Bei dieser Basisspannung stellt sich ein Arbeitspunkt ein, dem eine bestimmte Steilheit der Eingangskennlinie entspricht. Bei Auftreten einer Eingangsspannung an der Primärwicklung --3-- des Eingangsübertragers --2-- wird der Transistor--l--durch den Sekundärstrom des Eingangsübertragers--2--so gesteuert, dass er einen dem Eingangssignal entsprechenden Kollektorstrom liefert. Dieser wird mittels des Ausgangsübertragers --9-- an den Ausgang übertragen.
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Ausgangsspannung. Im Falle eines selektiven Verstärkers wird der Ausgangsübertrager--9--mittels des Kondensators--11--abgestimmt.
Der Gleichrichter --7-- ist so gepolt, dass die am Widerstand --5-- auftretende Spannung
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als Basisvorspannung, die den Arbeitspunkt des Transistors--l--bei Verringerung der Ausgangsspannung im Sinne einer Erhöhung der Steilheit über den anfangs erwähnten Wert, d. h. eine Erhöhung des Kollektorstromes bei gleichbleibender Eingangsspannung verschiebt. Wird hingegen die Ausgangsspannung höher, so sinkt die Basisvorspannung und infolge der daraus resultierenden geringeren Steilheit auch das Ausgangssignal. Mit dieser Schaltung wird also eine konstante Ausgangsspannung erzielt und die relative Abweichung des Ausgangspegels vom Sollwert entspricht dem Verhältnis der notwendigen Basis-Ermitter-Vorspannungsänderung zur Betriebsspannung.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 nur dadurch, dass zur Stabilisierung der Betriebsspannung eine Zenerdiode --12-- vorgesehen ist, wobei in den Kreis der Betriebsspannung ein Widerstand --13-- eingeschaltet ist. Mit dieser Schaltung lässt sich eine besonders exakte Stabilisierung der Ausgangsspannung erzielen, da hiebei der Ausgangspegel auch bei Schwankungen der Betriebsspannung konstant bleibt.
Die erfindungsgemässe Schaltung kann aber nicht nur für Verstärkungszwecke verwendet werden, sondern auch als Oszillator betrieben werden. In diesem Fall wird die Ausgangsspannung an den Eingang rückgekoppelt, wie in Fig. 3 den Zeichnungen dargestellt ist. Bei dieser Schaltung wird der
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bei Anlegen der Betriebsspannung eine Ausgangsspannung konstanter Amplitude, deren Frequenz durch den mittels eines Kondensators--17--abgestimmten Ausgangskreis bestimmt ist. Die Ausgangsspannung wird hier direkt zwischen Emitter und Kollektor des Transistors--labgenommen.
Die Anwendung der erfindungsgemässen Transistorverstärkerstufe zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Schwingung zeigt Fig. 4. Diese Schaltung weist im wesentlichen denselben Aufbau auf, wie die Oszillatorschaltung nach Fig. 3. Bei der Modulatorschaltung nach Fig. 4 wird die aufzumodulierende Niederfrequenzspannung mittels der Sekundärwicklung--18--eines Übertragers
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Basis-Emitter-Spannung gegenüber der Betriebsspannung ergeben sich geringe Modulationsverzerrungen, weil die Betriebsspannung gleich ist der Summe aus der gleichgerichteten Hochfrequenzspannung, der
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Die erfindungsgemässen Schaltungen eignen sich beispielsweise zur Pilotfrequenzerzeugung in Trägerfrequenzsystemen, zur Regelung von Rundfunkempfängern, weiters als Oszillatoren mit konstantem Ausgangspegel und kleinem Klirrfaktor bzw. als Modulationsschaltungen mit kleinen Modulationsverzerrungen usw.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Modulation mit mindestens einem Transistor in Emitterschaltung und mit einem über einen Ausgangskreis an eine Speisespannung geführten Kollektor, bei der in einem die Basis-Emiiter-Strecke des Transistors einschliessenden Eingangskreis zusätzlich zu der zu verstärkenden Spannung eine Regelspannung eingespeist ist, die von einer durch Gleichrichtung wenigstens eines Teiles der Ausgangsspannung in einer Gleichrichterschaltung gewonnenen Hilfsspannung abgeleitet ist und durch die bei Abnahme der Ausgangsspannung der Arbeitspunkt des Transistors im Sinne einer Erhöhung der Steilheit verschoben
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Gleichrichterschaltung (5, 6, 7) an die, vorzugsweise in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Zenerdiode stabilisierte, Speisespannung geführt ist,
und dass der Gleichrichter (7) der Gleichrichterschaltung (5, 6, 7) derart gepolt ist, dass die Regelspannung durch eine Differenzspannung aus der Speisespannung und der in der Gleichrichterschaltung (5, 6, 7) gewonnenen Hilfsspannung gebildet ist.
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