DE1067082B

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Info

Publication number: DE1067082B
Application number: DE1957T0013424
Authority: DE
Priority date: 1957-03-27
Filing date: 1957-03-27
Publication date: 1959-10-15

Description

DEUTSCHES

In einer Transistormischstufe erzielt man maximale Mischverstärkung sowie optimales Signal-Rausch-Verhältnis bei einem bestimmten Emittergleichstrom, der maßgebend für den Arbeitspunkt ist, und einer bestimmten Oszillatorwechselspannung. Es ist jedoch bei einer selbstschwingenden Mischstufe mit Transistor schwierig, den Emitterstrom und die Oszillatorspannung auf einem größeren Frequenzgebiet konstant zu halten.. Je näher die Oszillatorfrequenz in das Gebiet der Grenzfrequenz des Transistors kommt, um so stärker macht sich eine Änderung der Kennwerte des Transistors bemerkbar, was zur Folge hat, daß zu höheren Frequenzen hin die Oszillatoramplitude absinkt. Ferner verhält sich in vielen Oszillatorschaltungen der Emittergleichstrom proportional der Schwingspannung; dann ist also auch der Arbeitspunkt frequenzabhängig. So besteht bei selbstschwingenden Transistormischstufen die Schwierigkeit, optimales Signal-Rausch-Verhältnis sowie maximale Verstärkung auf dem gesamten zu bestreichenden Bereich, z. B. dem Mittelwellenbereich, zu erzielen. Im allgemeinen werden solche Oszillatorschaltungen so ausgelegt, daß die Schwingamplitude in der Mitte des Frequenzbereiches am größten ist und nach beiden Seiten hin abfällt. Auch macht sich die Exemplarstreuung der Transistorkennwerte auf Oszillatoramplitude und Emittergleichstrom störend bemerkbar, so daß es nur schwer gelingt, mit einer Anzahl Transistoren gleiche Schwingamplitude sowie gleichen Emitterstrom zu erzielen.

Die Erfindung zeigt eine selbstschwingende Mischschaltung für einen größeren Frequenzbereich, die diese Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß liegt an der Basiselektrode des Transistors eine so gewöhnlich große Vorspannung (negativ beim pnp-Transistor), daß die Anschwingsteilheit größer als die im Betrieb sich einstellende Steilheit ist, und es wird vom Schwingungskreis des Oszillators ein Teil der Oszillatorspannung abgegriffen und mittels einer ohne Schwellenwert arbeitenden Diode gleichgerichtet und die Richtspannung zu der Basiselektrode mit einer der \'^rorspannung dieser Elektrode entgegengesetzten Polarität zugeführt und die Größe der Vorspannung und der gegenwirkenden die Vorspannung niemals überwiegenden Richtspannung so bemessen, daß der Emitterstrom und zugleich die Oszillatoramplitude unter dem Einfluß der resultierenden Gleichspannung im Sinne des optimalen Signal-Rausch-Verhältnisses und der maximalen Mischverstärkung auf dem ganzen Frequenzbereich und unabhängig von Streuungen der Transistorexemplare konstant gehalten werden.

Es ist bekannt, in einer Schaltung zur Umformung einer niedrigen Gleichspannung in eine hohe Gleich-Selbstschwingende Mischstufe
mit Transistor

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Reinhold Olschewski, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

spannung mittels eines Transistor-Oszillators, eines Transformators und eines Gleichrichters die Amplitude des Oszillators mit einer Regelspannung, die durch Gleichrichtung der erzeugten Schwingungen in einer vorgespannten Diode erzeugt wird, so zu beeinflussen, daß die Ausgangsgleichspannung möglichst unabhängig von Belastungsschwankungen ist. An der Basiselektrode liegt jedoch keine negative Vorspannung oder wenigstens nur eine so kleine, wie sie durch die Spannungsteilung zwischen dem großen Sperrwiderstand des erwähnten Gleichrichters und seinem Belastungswiderstand zustande kommt. Deshalb ist die Anschwingsteilheit entsprechend klein (bei fehlender Vorspannung sogar gleich Null). Bei Anwendung dieser bekannten Schaltung auf eine selbstschwingende Mischstufe könnten wegen der fehlenden bzw. kleinen Vorspannung der Basiselektrode nicht die erfindungsgemäß erzielten Wirkungen erreicht werden.

Es hat sich gezeigt, daß in der erfindungsgemäßen Schaltung die Abhängigkeit des Emitterstromes und der Schwinganiplitude von der Betriebsspannung kleiner ist als in normalen selbstschwingenden Mischschaltungen. Ein weiterer Vorteil ist die geringere Belastung der Betriebsspannungsquelle, da der zur Erzeugung der Basisvorspannung notwendige Spannungsteiler hoChohmiger bemessen werden kann. Schwingt ein Oszillator in Basisschaltung des Transistors (Basiselektrode hochfrequenzmäßig an Masse gelegt), so ist allgemein die Anschwingsteilheit des Transistors kleiner als die im Schwingbetrieb sich einstellende Steilheit. In der erfindungsgemäßen Schaltung ist die Anschwingsteilheit und damit die Sicherheit des Anschwingens dagegen größer als die sich dann einstellende Steilheit, weil die negative Vorspannung der Basis so viel größer als sonst bemessen

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werden muß. daß sie im Schwingzustand durch die positive Richtspannung auf den günstigsten Wert reduziert wird.

Bei selbstschwingenden Mischstufen mit Röhre ist es bekannt, als negative Gittervorspannung die gleichgerichtete Oszillatorwechselspannung zu verwenden, um zu vermeiden, daß der Empfangskreis durch den Gitterstrom gedämpft wird. Diese Aufgabe tritt bei Mischstufen mit Transistor nicht auf, weil Transistoren mit einer Stromsteuerung arbeiten und deshalb der Basisstrom nicht unterdrückt werden kann. Dagegen kommt es auf einen festliegenden Arbeitspunkt durch. Konstanthaltung des Emitterstromes und auf eine konstante Oszillatorspannung an, wenn man erreichen will, daß die selbstschwingende Mischstufe die maximale Mischverstärkung und das größtmögliche Signal-Rausch-Verhältnis hat.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße selbstschwingende Mischstufe mit Transistor.

Fig. 2 dient zur Erklärung der Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung.

In Fig. 1 dient der pnp-Transistor T mit Basis b, Emitter e und Kollektor k zur Mischung der von der Ferritantenne F empfangenen Schwingungen mit den im Schwingungskreis O erzeugten Oszillatorschwingungen. Die durch die Mischung gebildeten Zwischenfrequenzschwingungen werden nach Siebung im Bandfilter Z₁Z₂ im Transistor T₂ verstärkt. Der Drehkondensator C_E dient zur Abstimmung des Empfangskreises und der Drehkondensator C zur Abstimmung des Oszillatorkreises.

Über den Widerstand R₁ von z. B. 1 1<Ω fließt der Emittergleichstrom des Transistors T. Die Rückkopplungsspannung für die Schwingungserzeugung wird von der unteren Anzapfung der Schwingkreisspule L des Oszillatorschwingungskreises O abgegriffen und über den Kondensator C₁ von z. B. 1 nF dem Emitter zugeführt. Der Kollektor k des Transistors T liegt an einer weiteren Anzapfung, um die Einflüsse der Kollektorkapazität auf den Schwingkreis klein zu halten. An dieselbe Anzapfung ist in diesem Ausführungsbeispiel über den Kondensator C₂ (z. B. 1 nF) die Kristalldiode D gelegt. Ihr Belastungswiderstand besteht aus der Parallelschaltung des Eingangswiderstandes des Transistors und des Widerstandes R₃ (z. B. 6OkQ). Der Widerstand R₂ dient zur Schließung des Gleichstromweges über die Diode. Die positive Richtspannung der Diode wird der Basiselektrode b des Transistors T zugeführt. Ferner erhält die Basis über den Widerstand R₃ unter Mitwirkung der anschließenden, mit ihm einen Spannungsteiler bildenden Schaltelemente eine den Arbeitspunkt bestimmende negative Vorspannung gegen den Emitter, die durch entsprechende Bemessung von 7?₃ so bemessen ist, daß sie im Schwingzustand durch die Richtspannung auf den normalen günstigsten Wert von z. B. 0,15 V verringert wird. C₃ und C₄ dienen der hochfrequenten Verblockung.

Die Kennlinien in Fig. 2 veranschaulichen die Abhängigkeit der Oszillatorspannung U _0S2 und des Emittergleichstromes J_K von der Frequenz / z. B. im Bereich der für einen Mittelwellenempfänger erforderlichen Oszillatorfrequenz. Die gestrichelten Kennlinien gelten für drei in ihren Kennwerten verschicdenen Transistoren in einer bisher üblichen Oszillatorschaltung. Die ausgezogenen Kennlinien sind für die gleichen drei Transistoren in der, erfindungsgemäßen Schaltung gültig. Wie man sieht, verlaufen diese ausgezogenen Kennlinien geradlinig und liegen außerdem viel näher beieinander.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstschwingende Mischstufe mit Transistor für einen größeren Frequenzbereich, z. B. den Mittelwellenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß an der Basiselektrode des Transistors eine so ungewöhnlich große Vorspannung (negativ beim pnp-Transistor) liegt, daß die Anschwingsteilheit größer als die im Betrieb sich einstellende Steilheit ist, und daß vom Schwingungskreis des Oszillators ein Teil der Oszillatorspannung abgegriffen und mittels einer ohne Schwellenwert arbeitenden Diode gleichgerichtet wird und daß die Richtspannung zu der Basiselektrode mit einer der Vorspannung dieser Elektrode entgegengesetzten Polarität zugeführt wird und daß die Größe der Vorspannung und der gegenwirkenden die Vorspannung niemals überwiegenden Richtspannung so bemessen sind, daß der Emitterstrom und zugleich die Oszillatoramplitude unter dem Einfluß der resultierenden Gleichspannung im Sinne des optimalen Signal-Rausch-Verhältnisses und der maximalen Mischverstärkung auf dem ganzen Frequenzbereich und unabhängig von Streuungen der Transistorexemplare konstant gehalten werden.

2. Mischstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Basiselektrode von einem Spannungsteiler entnommen wird, der die Diode in Durchlaßrichtung und deren Belastungswiderstand (R₂) enthält.

3. Mischstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler für die Vorspannung der Basiselektrode hochohmiger als in entsprechenden Schaltungen ohne regelnde Richtspannung ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 882 103;
USA.-Patentschrift Nr. 2 764 674;
Proceedings of the IRE, November 1955, S. 782.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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