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Schaltung zur Regelung der Amplitude einer elektrischen Schwingung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Regelung der Amplitude einer elektrischen
Schwingung in Abhängigkeit des Momentanwertes eines sich langsam ändernden Signals,
wobei die Schwingung der Regelelektrode eines ersten und das Signal der Regelelektrode
eines zweiten Verstärkers, vorzugsweise eines Transistorverstärkers, zugeführt werden
und die Verstärker über eine gemeinsame Impedanz mit der von der Regelelektrode
abgewendeten Klemme der Schwingungs- und Signalquelle verbunden sind. Eine derartige
Schaltung wird z. B. für Modulations-oder für Kontrastregelungszwecke angewendet.
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Man erhält eine einfache und bei geringem Aufwand zuverlässige Anordnung
dieser Art, wenn gemäß der Erfindung die Impedanz als nicht überbrückter Widerstand
ausgebildet ist, und die über einem Ausgangswiderstand des ersten Verstärkers erzeugte
Spannung über einen derartig bemessenen Widerstand einer über einem Ausgangswiderstand
des zweiten Verstärkers erzeugten Spannung zugeführt wird, daß am letzteren Widerstand
eine Spannung erzeugt wird, welche dem Produkt der Spannungen aus der Schwingung
und dem Signal proportional ist und in welcher die Schwingung größtenteils kompensiert
ist.
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An sich ist eine Schaltung mit ähnlichem Aufbau vorbekannt, in der
aber eine Schaltspannung dem ersten Verstärker und eine sinusförmige Wechselspannung
höherer Frequenz dem zweiten Verstärker zugeführt wird. In einer derartigen Schaltung
wird somit nicht eine Unterdrückung der Wechselspannung erzielt.
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Es sei bemerkt, daß auch ein Frequenzwandler bekannt ist, bei dem
zwei Elektronenröhren mit Anode. Kathode, Schirmgitter und Bremsgitter parallel
geschaltet sind und bei dem die Ausgangsschwingungen den verbundenen Anoden der
Röhren entnommen werden. Dabei werden die Schwingungen der einen Frequenz dem Steuergitter
der ersten Röhre zugeführt, während die Schwingungen der anderen Frequenz am Steuergitter
der anderen Röhre wirksam gemacht werden. Im gemeinsamen Kathodenzweig ist ein Resonanzkreis
angeordnet. Es handelt sich dabei nicht um eine echte Modulationsanordnung, bei
der die Trägerfrequenz der Ausgangsschwingungen gleich ist der Frequenz der Eingangsschwingungen,
und insbesondere ist dort nicht ein Widerstand zwischen den Anoden beider Röhren
enthalten, so daß nicht bei fehlendem Fingangssignal das Ausgangssignal Null sein
kann.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig.
1 ein Ausführungsbeispiel.
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Fig.2 Spannungszeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise dieses
Ausführungsbeispiels und Fig. 3 bzw. d die Ausgangsschwingung als Funktion der Quellenspannungen
veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt zwei Transistoren 1 und 2, deren Emitterelektroden über
einen gemeinsamen Widerstand 3 mit Masse verbunden sind. Eine OOuelle elektrischer
Schwingungen 4 ist zwischen Masse und der Basiselektrode des Transistors 1 eingeschaltet.
Eine Quelle eines langsam variierenden Signales 5 ist zwischen Masse und der Basis
des zweiten Transistors 2 eingeschaltet. Die über dem Kollektorwiderstand 6 des
Transistors 1 erzeugte Spannung wird über einen nachregelbaren Widerstand 7 der
über dem Kollektorwiderstand 8 des Transistors 2 erzeugten Spannung zugefügt. Der
@@Tiderstand 7 ist dabei so eingestellt, daß bei einer Signalspannung L'5 gleich
17u11 die Schwingung an der Ausgangsklemme 9 gerade kompensiert wird. Dies wird
dadurch ermöglicht, daß die durch die Kollektorströme der Transistoren 1 bzw. 2
über den Widerständen 6 bz-,v. 8 erzeugten verstärkten Schwingungen entgegengesetzte
Phasen aufweisen und die über den Widerstand 6 entstehende Schwingung dabei die
größte Amplitude hat, so daß über den Widerstand 7 eine kompensierende Schwingung
dem Widerstand 8 zugeführt wird.
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Zur richtigen Phaseneinstellung bei hohen Frequenzen kann der Widerstand
7 von einem geeignet beinessenen Kondensator (nicht dargestellt) überbrückt sein.
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Die Schaltung wirkt folgendermaßen: Bei einer positiven Spannung 7'S
der Quelle 5 (Fig. 2) wird die Verstärkung des Transistors 2 erniedrigt und, infolge
der
Kopplung mittels des Widerstandes 3, die Verstärkung des Transistors 1 erhöht. Die
in den beiden Transistoren 1 und 2 verstärkten Schwingungen werden also jetzt an
der Ausgangskle::ime 9 nicht mehr kompensiert, so daß eine resultierende Ausgangssch-,vingung
l'9 erzeugt wird, deren Amplitude der Gleichspannung VS der Quelle 5 innerhalb des
Arbeitsbereiches der Schaltung praktisch proportional ist. Zu diesem Zweck werden
die Transistoren vorzugsweise in einem Teil ihrer Charakteristik betrieben, wo für
möglichst große Quellenspannungen der Strom quadratisch niit diesen Spannungen verläuft.
Da fürkleine Amplituden der Schwingung V4 die Verstärkung in den beiden Transistoren
als linear zu betrachten ist, erhält man also eine Ausgangsschwingung l'9, die dein
Produkt aus der Signalspannung L'$ und der Schwingung l'4 proportional ist. Dabei
wird die Schwingung bei Abwesenheit der Signalspannung 1'S praktisch kompensiert.
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In einem praktischen Ausführungsbeispiel hatte der Widerstand 3 einen
Wert von 1 kOhm, die Widerstände 6 und 8 hatten je 10 kOhni, die Basiswiderstände
je ein Spannungsteilerverhältnis von 10 : 1, und der Widerstand 7 war auf etwa 2
kOhm eingestellt. Der für die Schwingungen der Quelle 4 durchlässige Kondensator
12 betrug 22000 pF. Es wurden Transistoren des Typs 0C/71 verwendet, und die Speisespannung
war -6 Volt. Die Amplitude der durch die Quelle 4 erzeugten Schwingung, sowie die
von der Quelle 5 über den Spannungsteiler 10-11 (100 bzw. 3,3 kOhm) an der Basis
des Transistors 2 wirksame Spannung konnten von 0 bis 10 mV geändert werden, in
welchem Falle an der Klemme 9 eine Produktschwingung mit einer Verzerrung unterhalb
3% erzeugt werden konnte. Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die mit diesem Ausführungsbeispiel
erzeugte Ausgangsspannung T"9 an der Klemme 9 als Funktion der Quellenspannungen
V5 (wobei h4 auf 10 mV konstant gehalten wird) bzw. Tl4 (wobei hs auf 1 Volt konstant
gehalten wird).
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Obschon man eine ähnliche Schaltung mit Röhren bestücken kann.wird
die Anwendung von Transistoren deswegen bevorzugt, weil diese eine viel größere
Ausgangsspannung als Funktion der beiden Quellenspannungen erzeugen und mit viel
kleinerer Speisespannung arbeiten können, so daß auch eventuelle Störspannungen
(Speisespannungsbrumm) viel stärker unterdrückt werden.