AT395501B - Fernseh-zwischenfrequenzverstaerkerschaltung - Google Patents

Description

AT 395 501B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenfrequenzverstärkerschaltung für Femsehzwecke mit einer ersten und einer zweiten Verstärkerstufe, die gleichstrommäßig in Kaskade miteinander verbunden sind.

In einem üblichen Femseh-ZF-Verstäikerteil werden normalerweise mehrere Verstärkerstufen hintereinander geschaltet, um eine hohe Verstärkung für das ZF-Signal zu ergeben, welches von der Tuner- und Mischschaltung 5 zugeführt wird. Da dieses ZF-Signal unterschiedliche Signalstärken haben kann, werden generell eine oder mehrere

Verstärkerstufen hinsichtlich ihres Verstäikungsgrades geregelt, so daß die letzte ZF-Verstärkerstufe ein Signal im wesentlichen konstanter Stärke an den Videodemodulator liefert.

Wenn jedoch die Verstärkung der geregelten Stufe oder Stufen in üblicher Weise vorwärts oder rückwerts geregelt wird, dann verändern sich die Arbeitspunkte der Verstärkerstufen notwendigerweise, wenn sich die in den 10 Verstärkerstufen fließenden Gleichströme ändern. Diese Gleichstrom-Arbeitspunktverschiebungen übertragen sich auf die nachfolgenden Stufen im Verstärker, wenn diese Stufen galvanisch miteinander gekoppelt sind, wie es derzeit üblich ist Man erhält dann unerwünschte Änderungen der Arbeitspunkte auch der nachfolgenden Stufen, wenn die sich verändernden Gleichströme durch die hintereinander geschalteten Verstärkerstufen übertragen werden. Weiterhin verursachen die Gleichströme Änderungen im Gleichspannungspegel des verstärkten Signals, welche die 15 Wirkungsweise des Videodemodulators und der Regelschaltung nachteilig beeinflussen können. Es besteht daher das Bedürfnis nach einer derartigen Verstärkungsregelung des ZF-Verstärkers, daß Verschiebungen der Arbeitspunkte der Verstärkerelemente vermieden werden.

Durch die US-PS 3 641450 wurde ein zweistufiger Differenzverstärker der eine Stromteilungs-Verstäfkungs-regelung in der ersten Stufe und eine Emittergegenkopplung in der zweiten Stufe aufweist bekannt 20 Die Verstärkungsregelung der ersten Stufe arbeitet bei der bekannten Lösung durch Aufteilen des Stromes des

Verstärkungstransistors. Dies führt aber nicht zu einer Verschiebung der Kollektor-Lastlinie. Da aber im bekannten Fall die Lastlinie unverändert bleibt und der Kollektorstrom sinkt, muß sich der Gleichstrom-Arbeitspunkt der ersten Stufe ändern. Dadurch sind aber störende Einflüsse auf die Größe des Gleichstromes unvermeidlich.

Ziel der Erfindung ist es, einen Verstärker der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine Änderung 25 der Verstärkung mit einer praktisch vemachlässigbaren Beeinflussung des Arbeitspunktes möglich ist

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dieersteVerstäikerstufeeinen ersten in Emittergrundschaltung arbeitenden Verstärkertransistor, an dessen Basis die Eingangssignale anliegen und an dessen Kollektor die Ausgangssignale auftreten und dessen Anschlüsse mit einer Vorspannungsschaltung verbunden sind, eine erste Quelle für einen ersten Verstärkungssteuerstrom und eine erste Verstärkungsregeleinrichtung aufweist, die mit dem 30 Kollektor des ersten Transistors zur in Bezug auf den ersten Verstärkungssteuerstrom inversen Regelung der Verstärkung dieses Transistors verbunden ist und die zweite Verstärkerstufe einen zweiten Verstärkertransistor an dessen Basis die Eingangssignale anliegen und an dessen Kollektor die Ausgangssignale auftreten und dessen Anschlüsse mit einer Vorspannungsschaltung verbunden sind, die den zweiten Transistor in Emitterschaltung betreibt, eine zweite Quelle für einen zweiten Verstärkungssteuerstrom und eine zweiteVerstärkungsregeleinrichtung 35 aufweist, die mit dem Emitter des zweiten Transistors zur in Bezug auf den ersten Verstärkungssteuerstrom direkten

Regelung der Verstärkung dieses Transistors verbunden ist und daß die erste Verstärkungsregeleinrichtung mit ihrer Basis mit dem Kollektor des ersten Verstärkungstransistors und mit ihrem Emitter mit der ersten Quelle für einen ersten Verstärkungssteuerstrom und mit ihrem Kollektor mit einem Bezugspotential (Masse) verbunden ist, und daß die zweite Verstärkungsregeleinrichtung mit ihrer Basis mit dem Emitter des zweiten Transistors und mit ihrem 40 EmittermitderzweitenQuellefürden Verstärkungssteuerstrom und mitihrem Kollektor mit einem Bezugspotential (Masse) verbunden ist.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß praktisch die gesamten Verstärkungsregelgleichströme durch die veränderbaren Impedanzeinrichtungen Stromwegen fließen, welche von den Verstärkertransistoren getrennt sind, wobei eine nennenswerte Veränderung der Arbeitspunkte dieser Verstärkertransistoren vermieden wird. Weil die 45 Arbeitspunkte der verschiedenen Stufen bei der Verstärkungsregelung praktisch unbeeinflußt bleiben, können die einzelnen Stufen so bemessen werden, daß sie bei optimalen, praktisch unveränderlichen Vorspannungspunkten arbeiten. Die veränderbaren Impedanzeinrichtungen, welche bei den erfindungsgemäßen Verstärkern benutzt werden, können entweder als Kollektorlasten oder als Emitterimpedanzen für die Verstärkertransistoren geschaltet werden. Sind sie als Kollektorlasten geschaltet, dann erreicht man die Verstärkungsregelung durch Veränderung 50 der Lastlinien (Arbeitsgeraden) der Verstärker. Schaltet man sie dagegen als Emitterimpedanzen, dann erreicht man die Verstärkungsregelung durch eine Veränderung der Emittergegenkopplung. Zur Verringerung der Verstärkung einer Verstärkungsstufe mit veränderbarer Kollektorlast wird der Verstärkungsregelstrom erhöht, welcher der veränderbarenlmpedanzeinrichtungzugeführt wird; zur VerringenmgderVerstärkungeineremittergegengekoppelten Verstärkerstufe wird der Verstärkungsregelstrom herabgesetzt, welcher der veränderbaren Impedanzeinrichtung 55 zugeführt wird. Wenn man nur Stufen mit veränderbarer Kollektorlast verwendet, dann würde man für minimale Verstärkung einen maximalen Verstärkungsregelstromfluß benötigen entsprechend würde man bei ausschließlicher Verwendung von emittergegengekoppelten Stufen bei maximaler Verstärkung einen maximalen Verstärkungs- -2-

AT 395 501B regelstrom benötigen. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung werden diese beiden Techniken der Verstärkungsregelung in jeweils verschiedenen Verstärkerstufen angewandt, und damit verringert man den Maximalbetrag des Verstärkungsregelstroms,derbei irgendeinem bestimmtenPunktdes Verstäikungsregelvorgangs gebraucht wird, und man verringert dadurch auch den Stromverbrauch des Regelsystems.

Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß eine dritte verstärkungsgeregelte Verstärkerstufe einen dritten Verstärkertransistor in Emittergrundschaltung enthält, dessen Basis galvanisch mit dem Kollektor des ersten Verstärkertransistors und dessen Kollektor galvanisch mit der Basis des zweiten Verstärkertransistors gekoppelt ist, und daß ein dritter Transistor veränderbarer Impedanz mit seiner Basis galvanisch an den Kollektor des dritten Verstäikertransistors gekoppelt ist und sein Basis-Emitterübergang eine Impedanz aufweist, welche sich in Abhängigkeit von einem dem Emitter des dritten Transistors zugeführtenRegelstrom ändert, und daß die den ersten Verstärkungssteuerstrom liefernde Quelle mitdem Emitter des dritten Transistorsgekoppeltist,derart, daß die Verstärkung der dritten Verstärkerstufe mit zunehmendem Stromfluß abnimmt.

In den ersten beiden Stufen erfolgt die Verstärkung über eine veränderbare Kollektorlast, und die letzte Stufe benutzt eine geregelte Emittergegenkopplung. Da die veränderbaren Impedanzeinrichtungen in den Emitterkreis der letzten Verstärkerstufe geschaltet sind, verursachen sie keine Amplitudenintermodulationsverzemmg in den verstärkten Signalen, welche auftreten könnte, wenn sie an den Kollektor des Transistors der dritten Stufe angeschlossen wäre, wo Signale hohen Pegels auftreten. Die bevorzugte Ausführungsform macht auch von einer Reihenfolge der Verstärkungsherabsetzung Gebrauch, bei welcher die veränderbaren Impendanzelemente der letzten Stufe gesperrt werden, ehe das der ersten und zweiten Stufe zugeführte ZF-Signal seine Maximalamplitude erreicht hat, und dadurch wird weiterhin sichergestellt, daß die letzte Verstärkerstufe bei starkem Signal keine Verzerrung im verstärkten Signal entstehen läßt

In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 ein Schaltbild eines dreistufigen ZF-Verstärkers, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist und Fig. 2 eine Veranschaulichung der Erfordernisse für den Verstärkungsregelstrom bei der Schaltung nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 sind drei ZF-Differenzverstärkerstufen (1), (100) und (200) in Reihe geschaltet, und ein Rückkopplungszweig (300) verläuft von der dritten Stufe (200) zur ersten Stufe (100). Die drei Stufen werden durch Regelströme in ihrer Verstärkung geregelt, welche von einer Regelschaltung (40) zugeführt werden, während eine Vorspannungsschaltung (70) Vorspannungen für den Verstärker liefert. Über die Eingangsanschlüsse (32) und (34), welche mit den Basen von Puffertransistoren (50) und (52) der ersten Stufe (1) gekoppelt sind, werden Video-ZF-Gegentaktsignale zugeführt. DieKollektoren der Puffertransistoren (50) und (52) sind mit der Vorspannungsschaltung (70) gekoppelt, und ihre Emitter sind an die Basen Verstärkertransistoren (10) und (12) angeschlossen. Die Vorspannung der Emitter-Basis-Strecken der Transistoren (50) und (10) sowie (52) und (12) erfolgt über Widerstände (54), (56) und (58). Ein Masse-Gleichstromrückschluß für die Emitter der Transistoren (10) und (12) verläuft über die Widerstände (66), (67) und (69) und einen Widerstand (68). Der Widerstand (68) dient auch zur Stabilisierung von Stromverstärkungsschwankungen der Transistoren der ersten Stufe, die zwischen einzelnen Schaltungen bei einer Massenherstellung der Verstärker in integrierter Form auftreten können.

Die Wechselstrom-Emitterimpedanz der Transistoren (10) und (12) wird durch einen Widerstand (62) und einen Anhebungskondensator (64) bestimmt, welche in Parallelschaltung zwischen den Emittern dieser Transistoren liegen. Jeder Verstärkertransistor (10) oder (12) hat eine Lastimpedanz miteinem zwischen seinen Kollektor und die Vorspannungsschaltung (70) gekoppelten Widerstand (18) bzw. (20), und ein veränderbares Impedanzelement. Der Kollektor des Transistors (10) ist mit der Basis eines veränderbaren Impedanzelementes (14) und der Kollektor des Transistors (12) mit der Basis eines veränderbaren Impedanzelementes (16) gekoppelt Die veränderbaren Impedanzelemente (14) und (16) sind mit ihren Kollektoren an ein Bezugspotential (Masse) geschaltet und ihren zusammengeschalteten Emittern wird über einen Widerstand (22) von der Regelschaltung (40) ein Regelstrom zugeführt.

Die Ausgangssignale an den Kollektoren der Verstärkertransistoren (10) und (12) werden galvanisch auf die Basen von Puffertransistoren (150) und (152) der zweiten Verstärkerstufe (100) gekoppelt. Die zweite Verstäfkerstufe (100) ist ähnlich wie die erste Verstärkerstufe (1) aufgebaut und einander entsprechende Schaltungselemente sind mit denselben Bezugszahlen gegenüber der ersten Stufe allerdings um 100 erhöht, bezeichnet Diezweite Stufe (100) unterscheidet sich von der ersten Stufe insofern, als siekeinen Anhebungskondensator und Widerstand enthält Zwischen dem Emitterwiderstand (169) und Masse ist eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (170) geschaltet welche mit den Verstärker- und Puffertransistoren in der zweiten Stufe zusammenarbeitet, um den Kollektoren der Transistoren (10) und (12) zu Vorspannungs- und Temperaturstabilisierungszwecken einen Gleichsspannungsbeitrag von 3V{)e zuzuführen. Man kann sehen, daß der Kollektor des Transistors (10) über die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren (150) und (110) unddie Diode (170) vorgespannt ist Entsprechend erhält der Kollektor des Transistors (12) eine Gleichvorspannung über die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren (152) und (112) und die Diode (170). -3-

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Aufbau und Betriebsweise der ersten beiden Verstärkerstufen (1) und (100) sind im einzelnen in der US-PS 4 344 043 beschrieben.

Wie dort erläutert ist, wird die Verstärkung der Verstärkerstufen verändert durch Veränderung der Spannung und damit des Stromes, welche den veränderbaren Impedanzelementen (14), (16) und (114) und (116) zugeführt wird. 5 Bei maximaler Verstärkung wird diesen Elementen wenig oder gar kein Strom zugeführt, und ihre Basis-Emitter-Wechselstromimpedanz ist relativ hoch. Die Impedanz liegt parallel zu jeweils einem Kollektorlastwiderstand (18), (20), (118) oder (120), und die kombinierten Impedanzen bestimmen die Lastlinie (Arbeitsgrade) des Verstärkers. Wenn die Amplitudedes den Verstärkern zugeführten ZF-Signals anwächst, dann wächstauch der den veränderbaren Impedanzelementen von der Kegelschaltung (40) zugeführte Strom. Dies führt zu einem Absinken der Basis-Emitter-10 Impedanzen dieser Elemente, da in ihren Basis-Emitter-Zonen Ladung gespeichert wird. Infolge der absinkenden

Impedanz dieser Elemente verringert sich die Kollektorimpedanz der Verstärkertransistoren (10), (12), (110), (112), welche ihre Lastlinien in Richtung niedrigerer Verstärkung verschieben. Wenn die Verstärkerstufen bei völlig herabgesetzter Verstärkung arbeiten, dann hat der den veränderbaren Impedanzelementen zugeführte Strom einen maximalen Wert, der in der Größenordnung einiger Milliampere liegt. Die Hauptstromwege für den von der 15 Regelschaltung (40) gelieferten Strom verlaufen durch die Emitter-Kollektor-Strecken der veränderbaren Impedanzelemente (14), (16), (114) und (116). Damit fließt praktisch kein Verstärkungsregelgleichstrom von der Regelschaltung in die Kollektoren der Verstärkertransistoren (10), (12), (110) und (112). Die Gleichvorspannung der Verstärkertransistoren istdaherpraktischkonstant, wenn dieBereicheder Verstärkungsregelung der Verstärkerstufen durchlaufen werden. 20 Die Kollektoren der Verstärkertransistoren (110) und (112) der zweiten Stufe sind jeweils galvanisch mit den

Basen von Puffertransistoren (250) und (252) der dritten Verstärkerstufe (200) gekoppelt. Die Kollektoren der Puffertransistoren (250) und (252) werden von der Vorspannungsschaltung (70) vorgespannt, und ihre Emitter sind über Widerstände (254), (256) und (258) an Masse geführt. Die Emitter der Puffertransistoren (250) und (252) sind auch jeweils an die Basen der Verstärkertransistoren (210) bzw. (212) geführt. 25 Die Kollektoren der Verstärkertransistoren (210) und (212) sind jeweils über Lastwiderstände (218) und (220) mit der Vorspannungsquelle (70) verbunden. Die Emitter der Verstärkertransistoren (210) und (212) liegen über Widerstände (262), (264), (266) an Masse. Zwischen dem Widerstand (266) und Masse ist eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (270) geschaltet, welche eine ähnliche Funktion wie die Diode (170) ausübt und mit den Puffer- und Verstärkertransistoren (250), (252), (210) und (212) zusammenwirkt, um an die Kollektoren der Verstärker-30 transistoren (110) und (112) der zweiten Stufe einen Ruhegleichspannungsbeitrag von 3ν^ zu liefern.

Zwischen die Emitter der Transistoren (210) und (212) ist ein Widerstand (260) geschaltet. Die Emitter der Transistoren (210) und (212) sind auch mit den Basen jeweils veränderbarer Impedanzelemente (214) bzw. (216) gekoppelt, deren Kollektoren an Masse geführt sind, während ihren Emittern über einen Widerstand (222) von der Regelschaltung (40) ein Verstärkungsregelstrom zugeführt wird. 35 Die dritte Verstärkerstufe (200) entspricht in Aufbau und Betriebsweise dem in der US-PS Nr. 4 345 214 beschriebenen Verstärker.

Der Emitterwiderstand jeden Verstärkertransistors enthält den halben Wert des Widerstandes (260) (wegen des komplementären Betriebs der Verstärkertransistoren aufgrund der Gegentakt-ZF-Signale) in Parallelschaltung mit derBasis-Emitter-Impedanz eines veränderbaren Impedanzelementes und eines weiteren Vorspannungs widerstandes. 40 Die veränderbaren Impedanzelemente (214) und (216) können in gleicher Weise wie die veränderbaren Impedanzelemente (14), (16), (114) und (116) aufgebaut sein und sind gekennzeichnet durch eine Basis-Emitter-Wechselimpedanz, welche abnimmt, wenn der ihnen von der Regelschaltung (40) zugeführte Strom ansteigt. Bei maximaler Verstärkung der dritten Verstärkerstufe (200) hat der den veränderbaren Impedanzelementen zugeführte Strom ein Maximum. Dies ergibt eine niedrige Emitterimpedanz für die Verstärkertransistoren (210) und (212), so 45 daß dieEmittergegenkopplungrelativ niedrig wird. Wenn der Verstärkungsregelbereich des Verstärkers inRichtung auf minimale Verstärkung durchlaufen wird, dann nimmt der den veränderbaren Impedanzelementen zugeführte Strom ab, und dadurch erhöht sich die von diesen Elementen dargestellte Wechselstromimpedanz für die Verstärkertransistoren. DieEmittergegenkopplungwirdgrößer,und damit wird derVerstärkungsgradder Verstärkung verringert. Wie im Falle der zuvor beschriebenen veränderbaren Impedanzelemente verläuft die Hauptstromstrecke 50 für den von der Regelschaltung (40) gelieferten Regelstrom über die Emitter-Kollektor-Strecken der Impedanz Elemente (214) und (216), wodurch Veränderungen der Gleichvorspannung der Varstärkertransistoren (210) und (212) minimal werden, wenn der Verstärkungsregelbereich der Verstärker durchlaufen wird.

An den Kollektorlastwiderständen (218) und (220) entsteht ein verstärktes ZF-Signal, welches von den Kollektoren der Transistoren (210) und (212) über Transistoren (301) und (303) einem Videodemodulator (400) zugeführt wird. 55 Die Transistoren (301) und (303) sind als Emitterfolger geschaltet, und ihren Kollektoren wird von der Vor-spannungsschaltung (70) eine Betriebsspannung zugeführt, während ihre Emitter über entsprechende Widerstände (304) und (306) an Masse liegen. Diese Transistoren dienen als Puffer für die Lastwiderstände (218) und (220) der -4-

AT 395 501B dritten Verstärkerstufe (200) gegen die Eingangsimpedanz des Videodemodulators, und sie sorgen für eine niederohmige Quellenimpedanz an ihren Emittern. Die Emitter der Transistoren (301) und (303) sind auch an den Rückkopplungszweig (300) angekoppelt. Die Transistoren (301) und (303) liefern einen Ruhegleichspannungsbeitrag an den Kollektoren der Transistoren (210) und (212) von 3ν^ zusammen mit den Transistoren (10), (50), 5 (12) und (52) der ersten Stufe und dem Rückkopplungszweig (300).

Der Rückkopplungszweig weist zwei Gleichstromwege auf, für jede Seite des symmetrischen Verstärkers einen. Zwischen dem Emitter des Transistors (301) und die Basis des Transistors (52) der ersten Stufe ist ein Rückkopplungszweig mit in Reihe geschalteten Widerständen (318), (314), (324) und (328) geschaltet. Ein zweiter Rückkopplungsweg mit in Reihe geschalteten Widerständen (310), (316), (326) und (330) liegt zwischen dem 10 Emitter des Transistors (303) und der Basis des Transistors (50).

Der Rückkopplungszweig (300) enthält zwei Entkopplungsschaltungen, welche die verstärkten Ausgangs-ZF-Signale gegen den Eingang der ersten Stufe entkoppeln. Eine erste Entkopplungsschaltung enthältPufferwiderstände (310) und (318) und einen Kondensator (312), und eine zweite Entkopplungsschaltung enthält Pufferwiderstände (314) und (316) und Überbrückungskondensatoren (322) und (320). Die Widerstände (310) und (318) isolieren den 15 Ausgang an den Emittern der Transistoren (301) und (303) gegen den Kondensator (312). Der Kondensator (312) ist über die beiden Gleichstromwege gekoppelt, um die aus diesen Wegen entstehenden komplementären ZF-Signale erheblich zu dämpfen. Jegliche restlichen ZF-Signalkomponenten, welche an den beiden Belägen des Kondensators (312) auftreten, werden dann über die Pufferwiderstände (314) bzw. (316) den Überbrückungskondensatoren (322) bzw. (320) zugeführt. Die Überbrückungskondensatoren (322) und (320) leiten dann jegliche restliche ZF-20 Signalkomponenten nach Masse ab. Die Entkopplungsschaltungen wirken als Tiefpaßfilter für die ZF-Signale mit

Grenzfrequenzen unterhalb des gewünschten ZF-Signalbereiches, so daß praktisch nur Gleichspannungssignale zu den Pufferwiderständen (324) und (326) gelangen. Die Werte der Widerstände sind so gewählt, daß die Rückkopplungsgleichspannungssignale nicht über einen Pegel hinaus gedämpft werden, bei welchem sie den gewünschten Grad an Rückkopplungskompensation in der ersten Stufe (1) bewerten. 25 Die Pufferwiderstände (324) und (326) sind über Anschlüsse (334) und (332) und Isolationswiderstände (328) bzw. (330) mit den Eingangstransistoren (52) und (50) gekoppelt. Zwischen den Anschlüssen (332) und (334) liegt ein weiterer Überbrückungskondensator (333). Die Isolationswiderstände (328) und (330) dienen der Isolation der Eingänge der ersten Verstärkerstufe (100) gegen den Überbrückungskondensator (320). Der Überbrückungskondensator (333) bestimmt zusammen mit den Widerständen (324), (314), (318) und (326), (316), 30 (310) den Punkt für den Verstärkungsgrad (1) des ZF-Verstärkers und der Rückkopplungsschleife, um die Stabilität des Systems sicherzustellen. Die Rückkopplungsschleife ist in näheren Einzelheiten in der US-PS 4 342 005 beschrieben.

Im Gegensatz zu einigen bekannten ZF-Verstärkersystemen benötigt der erfindungsgemäße ZF-Verstärker keinen zusätzlichen Verstärker im Rückkopplungszweig (300). Ein solcher zusätzlicher Verstärker war bei den 35 bekannten Schaltungen notwendig, weil diese wegen der ausschließlichen Verwendung von emittergegengekoppelten

Verstärkerstufen eine niedrige Gleichspannungsverstärkung haben. Verringert man die Verstärkung dieser Stufen, dann verringert sich auch die Gleichspannungsverstärkung, und daher wird ein zusätzlicher Verstärker zur Verstärkung des Rückkopplungsgleichspannungssignals benötigt. Von den drei Verstärkerstufen der erfindungs-gemäßen Schaltung benutzt nur die dritte Stufe eine Verstärkungsregelung über die Emittergegenkopplung. Die 40 GleichspannungsverstärkungderdrittenStufewirdhauptsächlichbestimmtdurchdieEmitterwiderstände(260),(262) und (264), und damit hat die dritte Stufe eine hohe Eingangsimpedanz und eine Verstärkung von etwa 10 db. Die erste und zweite Verstärkerstufe, welche zur Verstärkungsregelung ihre Lastlinien verändern, haben jeweils Gleichspannungsverstärkungen von etwa 20 db. Die Gleichspannungsverstärkung der drei hintereinander geschalteten Stufen wird über den vollen Bereich der Verstärkungsregelung gut konstant gehalten und ändert sich über diesen 45 ganzen Bereich um nicht mehr als 6 db. Diese Stabilität der Gleichspannungsverstärkung beruht darauf, daß die Gleichvorspannung der Verstärkerstufen nicht verändert wird, weil veränderbare Impedanzelemente benutzt werden, deren Regelung die Gleichvorspannung der Verstärkertransistoren praktisch nicht beeinflußt.

Durch Anwendung einer Verstärkungsregelung über eine veränderbare Lastlinie an der Kollektorseite in den ersten beiden Verstäikerstufen und durch eine geregelte Emittergegerikopplung in der dritten Stufe wird der 50 maximale Wert des für die Verstärkungsregelung benötigten Stromes und damit der Leistungsverbrauch in der erfindungsgemäßen ZF-Verstärkerschaltung herabgesetzt. Der Regelstrom wird den veränderbaren Impedanzelementen der rasten beiden Stufen über einen gemeinsamen Anschluß (42) der Regelschaltung (40) zugeführt. Der Verstärkungsgrad dieser beiden Stufen wird durch Erhöhung des Regelstroms herabgesetzt. Der Regelstrom wird den veränderbaren Impedanzelementen der dritten Stufe über einen getrennten Anschluß (44) 55 zugeführt, und der Verstäikungsgrad dieser Stufe wird herabgesetzt, indem der Stromfluß des der dritten Stufe von der Regelschaltung (40) zugeführten Stromes herabgesetzt wird.

Ein Beispiel der Wirksamkeit des Regelstromes bei dem hier beschriebenen ZF-Verstärkersystem ist in Fig. 2 -5-

AT 395 501B veranschaulicht, wo die ausgezogene Linie (502) die Größedes Regelstroms über dem Verstärkungsregelbereich der Schaltung nach Fig. 1 darstellt und die gestrichelte Linie (504) die Größe des Regelstroms veranschaulicht, welcher bei einem nur über die Emittergegenkopplung geregelten System nach dem Stand der Technik zeigt und die gepunktete Linie (506) die Größe des Regelstroms veranschaulicht, der bei einem nur kollektorseitig über die 5 Lastlinien verstärkungsgeregelten ZF-Verstärker wiedergibt. Für das hier beschriebene Beispiel sei angenommen, daß die Verstärkung des Verstärkers von maximaler zu minimaler Verstärkung reduziert wird und daß die dritte Stufe zuerst in ihrer Verstärkung herabgesetzt wird, und erst danach die Verstärkungsgrade der ersten und zweiten Stufe gleichzeitig verringert werden.

Wenn alle drei Verstärkerstufen in der bekannten Weise mit Emittergegenkopplung arbeiten würden oder die 10 geregelte Emittergegenkopplungsstufe benutzen würden, wie sie für die dritte Stufe (200) veranschaulicht ist, dann würden alledrei Stufen gleichzeitig einen maximalen Verstäikungsregelstrom für maximale Verstärkung benötigen, und dieser wäre mit Bezug auf Fig. 2 mit 8 mA pro Stufe, insgesamt also mit 24 mA, anzusetzen. Wird der Regelbereich in Richtung minimaler Verstärkung durchlaufen, dann nimmt der Regelstrom von 24 mA auf 0 mA ab, wie es die gestrichelte Linie (504) zeigt. Wenn andererseits alle drei Stufen in der Art der Stufen (1) und (100) 15 aufgebautwären,alsokollektorseitigangeschlossenegeregelteImpedanzelementebenutzenwürden,dannwürdefür maximale Verstärkung kein Regelstrom notwendig und bei minimaler Verstärkung benötigte man die gesamten 24 mA.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung benötigen für maximale Verstärkung die kollektorseitig geregelten Stufen keinen Regelstrom, und die dritte Stufe benötigt ihren maximalen Regelstrom von 8 mA. Mit zunehmender 20 Herabsetzung der Verstärkung sinkt der der dritten Stufe zugeführte Regelstrom während des anfänglichen Teils der

Verstärkungsverringerung auf 0. Wenn die Verstärkung der dritten Stufe vollständig herabgesetzt wird, dann liefert die Regelschaltung keinen Regelstrom an den Verstärker. Während des letzten Teils der Verstärkungsreduzierung wird zunehmend S trom an die ersten und zweiten Stufen geliefert, wenn deren Verstärkungsregelbereich in Richtung minimaler Verstärkung durchlaufen werden. Bei minimaler Verstärkung teilen schließlich die erste und zweite Stufe 25 den Regelstrom von 16 m A zwischen sich auf. Man sieht, daß der Regelstrombedarf niemals größer als 16 mA ist, und dies bedeutet eine Verbesserung gegenüber dem maximalen Bedarf von 24 mA bei den anderen Schaltungen.

Man sieht, daß die Regelstromlinie (502) ihre Richtung an demjenigen Punkt ändert, wo der der dritten Stufe zugeführte Strom den Wert Null erreicht und der Stromfluß in der ersten und zweiten Stufe beginnt Dies erfordert eine präzise Kontrolle der Regelschaltung, damit sichergestellt wird, daß da* Übergang der Verstärkungsregelung 30 von der dritten auf die erste und zweite Stufe ohne jegliche Diskontinuität in der Regelabfolge vor sich geht Jedoch ist eine Präzision bei einer tatsächlichen Ausführung der Schaltung nach Fig. 1 nicht leicht erreichbar. Daher wird bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung der Regelstrom für diedritte Stufeauf etwa4 mA herabgesetzt, und an diesem Punkt beginnt in der ersten und zweiten Stufe Regelstrom zu fließen. Damit wird ein weicher Übergang der Verstärkungsregelung von der dritten auf die erste und zweite Stufe sichergestellt. Danach wird der Regelstrom 35 für die dritte Stufe auf Null herabgesetzt und der ersten und zweiten Stufe wird zunehmend Strom zugeführt. Der Regelstrom für die erste und zweite Stufe erreicht bei minimaler Verstärkung seinen maximalen Wert von 16 mA.

Es sei bemerkt, daß die Reihenfolge der Verstärkungsverringerung, wie sie bei der Schaltung gemäß Fig. 1 angewandt wird, nicht notwendigerweise so sein muß, wie sie beim obigen Beispiel veranschaulicht ist So kann die Verstärkungsregelung der Verstärkerstufen etwa auch gleichzeitig oder in irgendeiner anderen gewünschten 40 Reihenfolge vor sich gehen. Beispielsweise können die Verstärkerstufen auch gleichzeitig oder in irgendeiner anderen gewünschten Reihenfolge geregelt werden. Auch können die kollektor- oder emitterseitig geregelten Stufen in einer anderen Reihenfolge angeordnet sein, als es Figur 1 zeigt, wo die ersten beiden Stufen kollektorseitig und diedritteStufeemitterseitig geregelt wird. Jedoch stelltdieAnordnungnachFigur leinebevorzugte Ausführungsform dar, bei welcher die erste Stufe kollektorseitig und die dritte Stufe emitterseitig geregelt ist Durch Schaltung der 45 veränderbaren Impedanzelemente als Kollektorlasten in der ersten Stufe bleibt die Eingangsimpedanz der ersten Stufe über den Verstärkungsregelbereich praktisch konstant. Dies ist wichtig, weil die stabile Eingangsimpedanz nicht zu Fehlabstimmungen vorangehender Selektionsschaltungen im Fernsehempfänger führt, was andernfalls bei Anwendung einer Emittergegenkopplungsregelung in der ersten Verstärkerstufe der Fall sein kann. Weiterhin entstehen die am höchsten verstärkten ZF-Signale an den Kollektoren der Verstärkertransistoren (210) und (212) der 50 dritten Stufe. Würde man die veränderbaren Impedanzelemente in die Kollektorkreise dieser Transistoren anstatt in die Emitterkreise schalten, dann würde die Zuführung der hochpegeligen ZF-Signale zu diesen Elementen Intermodulationsverzerrungen in den Ausgangssignalen ergeben. Dies wird dadurch verhindert, daß man die Elemente für die Emittergegenkopplungsregelung in der dritten Verstärkerstufe (200) verwendet. Durch die Verstärkungsherabsetzung schließlich in der dritten Stufe, wie bei dem anhand der Fig. 2 beschriebenen Beispiel, 55 werden schließlich die veränderbaren Impedanzelemente (214) und (216) dann gesperrt, wenn der Pegel der von der zweiten Stufe der dritten Stufe zugeführten Signale noch niedrig sind. Damit sind bei starken Signalen, wo das -6-

Claims (5)

1. AT 395 501B Auftreten von Intermodulationsverzerrungen am wahrscheinlichsten sind, die Elemente (214) und (216) vollständig gesperrt, undman vermeidet die Möglichkeit, daß durch dieRegelung dieser Elementelntermodulationsverzerrungen im System auftreten. PATENTANSPRÜCHE 1. Zwischenfrequenzverstärkerschaltung für Femsehzwecke mit einer ersten und einer zweiten Verstärkerstufe, die gleichstrommäßig in Kaskade miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verstärkerstufe (1) einen ersten in Emittergrundschaltung arbeitenden Verstärkertransistor(lO), an dessen Basis dieEingangssignale anliegen und an dessen Kollektor die Ausgangssignale auftreten und dessen Anschlüsse mit einer Varspannungsschaltung (70) verbunden sind, eine erste Quelle (42) für einen ersten Verstärkungssteuerstrom und eine erste Verstärkungsregeleinrichtung (Transistor (14)) aufweist, die mit dem Kollektor des ersten Transistors (10) zur in Bezug auf den ersten Verstärkungssteuerstrom inversen Regelung der Verstärkung dieses Transistors verbunden ist und die zweite Verstärkerstufe (200) einen zweiten Verstärkertransistor (210), an dessen Basis dieEingangssignale anliegen und an dessen Kollektor die Ausgangssignale auftreten und dessen Anschlüsse mit einer Varspannungsschaltung (70) verbunden sind, die den zweiten Transistor in Emitterschaltung betreibt, eine zweite Quelle (44) für einen zweiten Verstärkungssteuerstrom und eine zweite Verstärkungsregeleinrichtung (Transistor (214)) aufweist, die mit dem Emitter des zweiten Transistors (210) zur in Bezug auf den ersten Verstärkungssteuerstrom direkten Regelung der Verstärkung dieses Transistors verbunden ist und daß die erste Verstärkungsregeleinrichtung (Transistor (14)) mit ihrer Basis mit dem Kollektor des ersten Verstärkungstransistors (10) und mit ihrem Emitter mit der ersten Quelle (42) für einen ersten Verstärkungssteuerstrom und mit ihrem Kollektor mit einem Bezugspotential (Masse) verbunden ist, und daß die zweite Verstärkungsregeleinrichtung (Transistor (214)) mit ihrer Basis mit dem Emitter des zweiten Transistors (210) und mit ihrem Emitter mit der zweiten Quelle (44) für den Verstärkungssteuerstrom und mit ihrem Kollektor mit einem Bezugspotential (Masse) verbunden ist
2. 2. Zwischenfrequenzverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte verstärkungsgeregelte Verstärkerstufe (100) einen dritten Verstärkertransistor (110) in Emittergrundschaltung enthält, dessen Basis galvanisch mit dem Kollektor des ersten V erstärkertransistors (10) und dessen Kollektor galvanisch mitder Basis des zweiten Verstärkertransistors(210) gekoppeltist, und daß ein dritter Transistor (114) veränderbarer Impedanz mit seiner Basis galvanisch an den Kollektor des dritten Verstärkertransistors (110) gekoppelt ist und sein Basis-Emitter-Übergang eine Impedanz aufweist, welche sich in Abhängigkeit von einem dem Emitter des dritten Transistors (114) zugeführten Regelstrom ändert, und daß die den ersten Verstärkungssteuerstrom liefernde Quelle (42) mit dem Emitter des dritten Transistors (114) gekoppelt ist, derart, daß die Verstärkung der dritten Verstärkerstufe (100) mit zunehmendem Stromfluß abnimmt.
3. 3. Zwischenfrequenzverstärkerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verstärkerstufe (1) einen vierten Verstärkertransistor (12) enthält, der mit dem ersten Verstärkertransistor (10) als Differenzverstärker geschaltet ist, daß mitdem Kollektor des vierten Verstärkertransistors (12) eine Lastimpedanz (20) gekoppeltist, und daß ein vierter Transistor (16) veränderbarer Impedanz mit seiner Basis an den Kollektor des vierten Verstärkertransistors (12)undmitseinemEmitteran den Emitter des ersten Transistors (14) veränderbarer Impedanz galvanisch gekoppelt ist, daß die zweite Verstärkerstufe (200) einen fünften Verstärkertransistor (212) enthält, der mit dem zweiten Verstärkertransistor (210) als Differenzverstärker geschaltet ist, und daß ein fünfter Transistor (216) veränderbarer Impedanz mit seiner Basis an den Emitter des fünften Verstärkertransistors (212) und mit seinem Emitter an den Emitter des zweiten Transistors (214) veränderbarer Impedanz galvanisch angeschlossen ist, und daß die dritte Verstärkerstufe (100) einen sechsten Verstärkertransistor (112) enthält, der mit dem dritten Verstärkertransistor (110) als Differenzverstärker geschaltet ist und mit seiner Basis galvanisch an den Kollektor des vierten Verstärkertransistors (12) angeschlossen ist und mit seinem Kollektor galvanisch an die Basis des fünften Verstärkertransistors (212) angeschlossen ist und daß ein sechsterTransistor (116) veränderbarer Impedanz mit seiner Basis an den Kollektor des sechsten Verstärkertransistors (112) und mit seinem Emitter an den Emitter des dritten Transistors (114) veränderbarer Impedanz galvanisch angeschlossen ist, und daß die Basis-Emitterübergänge des vierten, fünften und sechsten Transistors veränderbarer Impedanz eine Impedanz aufweisen, die sich in Abhängigkeit -7- AT395 501B von dem Verstärkungssteuerstrom verändert, welcher jeweils dem Emitter des vierten, fünften und sechsten Transistors veränderbarer Impedanz zugeftthrt ist
4. 4. Zwischenfrequenzvers täikerschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den veränderbaren Verstärkungssteuerstrom liefernde Quelle eine Schaltung (40,22,122) zur Minimalisierung des Stromflusses in der ersten und in der dritten Verstärkerstufe im Zustand hoher Verstärkung der Verstärkerschaltung eine Schaltung (40, 222) zur Minimalisierung des Stromflusses in der zweiten Verstärkeistufe bei einem Zustand niedriger Verstärkung der Verstärkerschaltung enthält
5. 5. Zwischenfrequenzverstärkerschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verstärkungsteuerstrom liefernde Quelle eine Schaltung (40,222) zur Verminderung des Stromflusses in der zweiten Verstärkerstufe für die Herabsetzung der Verstärkung der Schaltung von einem Zustand hoher Verstärkung zu einem Zustand mittlerer Verstärkung und eine Schaltung (40,22,122) zur Erhöhung des Stromflusses in der ersten und in der dritten Verstärkerstufe für die Herabsetzung der Verstärkung der Schaltung von einem Zustand mittlerer Verstärkung zu einem Zustand niedriger Verstärkung enthält. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -8-