DE1075172B

DE1075172B - Selbstschwingende Mischstufe mit einem Transistor

Info

Publication number: DE1075172B
Application number: DENDAT1075172D
Authority: DE
Inventors: Berlin Wolfgang Lange
Original assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Current assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Publication date: 1960-02-11

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstschwingende Mischstufe mit einem Transistor, dessen Basis die Signalspannung zugeführt wird und in dessen Kollektorkreis ein auf die Mischfrequenz abgestimmter Resonanzkreis sowie ein auf die Oszillatorfrequenz abgestimmter Resonanzkreis in Reihe liegen, wobei von einer Anzapfung der" Induktivität des Oszillatorresonanzkreises ein Rückkopp lungs weg über eine Kapazität zu dem Emitter verläuft.

Ähnlich wie bei einer selbstschwingenden Röhreninischstufe kann man' bekanntlich auch bei einer Transistormischstufe das" mischende Element, nämlich den Transistor, gleichzeitig zur Erzeugung der Oszillatorfrequenz heranziehen. Bei der selbstschwingenden additiven Transistörmischstufe ergibt sich aber eine grundsätzliche Schwierigkeit dadurch, daß die Oszillatorfrequenz von dem Eingangswiderstand des Transistors, abhängig' ist. Der Eingangswiderstand des Transistors wiederum ändert sich mit der Amplitude des Trägers des'zu überlagernden Signals. Das ao bedeutet, daß die Oszillatorfrequenz bei Änderungen der Signalspannung Schwankungen ausführen wird.

Dieser Umstand macht sich besonders unangenehm bemerkbar bei trägbaren oder in Fahrzeugen untergebrachten Kraftfahrzjeugfunksprechgeräten, weil in diesen Fällen mit sehr'stark schwankenden Empfangsfeldstärken, gerechnet Werden muß. Es ist daher sehr schwierig, gerade bei.'diesen Empfängern eine konstante Oszillatorfrequenz zu erhalten, wenn man eine selbstschwingende Transistormischstufe verwendet.

Auch durch einen Steuerquarz in der Oszillatorschaltung läßt sich bei einer selbstschwingenden Transistormischstufe die erwähnte Schwierigkeit nicht in ausreichendem. Maße beseitigen. Die Erfahrung hat gezeigt, - daß die durch die sich ändernde Eingangsimpedanz bei Schwankungen der Signalspannung herbeigeführte wechselnde Belastung des Steuerquarzes ein Mitziehen des Steuerquarzes hervorruft. Diesem Mangel soll die Erfindung abhelfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Schwankungen der Oszillatorfrequenz einer selbstschwingenden Transistormischstufe bei Änderungen der Empfangsfeldstärke bzw. die Größe der Signalspannung möglichst weitgehend auszuschalten. Die Erfindung geht aus von einer bekannten selbstschwingenden Mischstufe mit einem Transistor, dessen Basis die Signalspannung zugeführt wird und in dessen Kollektorkreis ein auf die Mischfrequenz abgestimmter Resonanzkreis sowie ein auf die Oszillatorfrequenz abgestimmter Resonanzkreis in Reihe liegen, wobei von einer Anzapfung der Induktivität des Oszillatorresonanzkreises ein Rückkopplungsweg über eine Kapazität zu dem Emitter verläuft. Auch bei dieser bekannten Schaltung treten Selbstschwingende Mischstufe
mit einem Transistor

Anmelder:

Deutsche Elektronik G.m.b.H.,
Berlin-Wilmersdorf, Forckenbeckstr. 9-13

Wolfgang Lange, Berlin,
ist als Erfinder genannt worden

Schwankungen der Oszillatorfrequenz.auf, wenn sich die Eingansimpedanz, vornehmlich die Basis-Emitter-Impedanz des Transistors ändert. ' ~,~

Dieser Nachteil der bekannten selbstschwingenden Mischstufe wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in der Emitterleitung eine Hochfrequenzdrossel liegt, die so bemessen ist, daß ihre Impedanz zusammen mit der Impedanz der Anzapfung für die Oszillatorfrequenz klein gegen die Basis-Emitter-Impedanz des Transistors ist.

Der Erfindungsvorschlag ist besonders dann vorteilhaft, wenn man in der Schaltung eine Quarzstabilisierung tier Oszillatorfrequenz vorsehen will, die allein und ohne die erfindungsgemäße Maßnahme, wie schon erwähnt, nicht zu dem gewünschten Erfolg führt. In diesem Fall wird man in Weiterführung des Erfindungsvorschlages die Kapazität in dem Rückkopplungsweg durch einen auf die Oszillatorfrequenz abgestimmten Steuerquarz ersetzen, so daß der Oszillator durch den Quarz in Serienresonanzfrequenz stabilisiert wird.

Das Wesen der Erfindung beruht darauf," daß die Hochfrequenzdrossel in der Emitterleitung sowie die Anzapfung der Induktivität des Oszillatorresonanzkreises, die hochfrequenzmäßig in Reihe" parallel zu dem Steuerquarz liegen, für die Oszillatorfrequenz eine Impedanz haben, die klein gegen die Basis-Emitter-Impedanz des Transistors ist, so daß sich Änderungen der Basis-Emitter-Impedanz des Transistors praktisch nicht mehr auf den Steuerquarz auswirken können. Beispielsweise können die Impedanzen der Hochfrequenzdrossel und der Anzapfung bei der Oszillatorfrequenz zusammen etwa 50 Ohm betragen, wenn der reelle Teil R_e der Eingangsimpe-

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danz des Transistors beispielsweise 250 Ohm und der kapazitive Blindwiderstand C_e der Eingangsimpedanz beispielsweise 150 0hm betragen.

Sollte in der Emitterleitung des Transistors in an sich bekannter Weise zur Einstellung und Stabilisierung des Arbeitspunktes des Transistors ein ohmscher Widerstand vorgesehen sein, so muß dieser durch einen Kondensator überbrückt werden, der eine kleine Impedanz für die Oszillatorfrequenz darstellt, wenn die erfindungsgemäße Maßnahme zur Wirkung kommen soll.

Ferner kann es vorteilhaft sein, daß der Oszillatorresonanzkreis zwischen Kollektor und Mischfrequenzresonanzkreis liegt. Auf diese Weise gelingt es, den Einfluß des angeschlossenen Mischfrequenzverbrauchers, z. B. einer nachfolgenden Zwischenfrequenzstufe, auf den Oszillatorkreis klein zu halten.

In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele für die Erfindung die Schaltung einer quarzgesteuerten selbstschwingenden Transistormischstufe sowie das Ersatzschaltbild des Quarzanschlusses dargestellt.

Die zu überlagernde Signalfrequenz, d. h. die Empfangsfrequenz Ef, wird über einen Hochfrequenztransformator 1/2 in die Mischstufe eingespeist. An die Primärseite 1 des Transformators ist ein auf den Träger der Signalspannung abgestimmter Schwingkreis angeschlossen, während die Sekundärseite 2 des Transformators mit der Basis des Transistors T verbunden ist. Gleichstrommäßig wird die Spannung an der Basis des Transistors T durch einen aus Widerständen R₁ und R₂ bestehenden Spannungsteiler in an sich bekannter Weise festgelegt. Die zum Betrieb des Transistors T notwendige Gleichspannung, beispielsweise eine Batteriespannung, wird an den Klemmen 6 angeschlossen.

In der Kollektorleitung des Transistors T liegen ein auf die Oszillatorfrequenz Üf abgestimmter Parallelresonanzkreis 3 mit der Induktivität L₂, L₃ und der Kapazität C₁ sowie ein auf die Mischfrequenz Zf abgestimmter Parallelresonanzkreis 4 mit der Induktivität L₄ und der Kapazität L₅ in Reihe. Die Mischfrequenz wird dem Resonanzkreis 4 über einen Transformator 7 an den Klemmen 5 entnommen.

Von einer Anzapfung L₂ der Induktivität des Oszillatorresonanzkreises 3 führt ein Rückkopplungsweg über einen auf die Oszillatorfrequenz abgestimmten Steuerquarz Q zum Emitter des Transistors T. Zur Erzeugung der Oszillatorschwingung wird also in an sich bekannter Weise eine Dreipunktschaltung verwendet. Der Steuerquarz Q liegt dabei so im Rückkopplungsweg, daß seine Reihenresonanz die zur Aufrechterhaltung der Schwingung notwendige Energie in richtiger Phasenlage an die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T zurückführt.

In der Emitterleitung liegen eine Hochfrequenzdrossel L₁ sowie ein Widerstand R_s, der in an sich bekannter Weise zur Einstellung und Stabilisierung des Arbeitspunktes des Transistors T dient. Der Widerstand R₃ ist hochfrequenzmäßig durch einen Kondensator C₃ kurzgeschlossen. Der Kondensator C₃ stellt daher für die Signalfrequenz, die Oszillatorfrequenz und die Mischfrequenz praktisch einen Kurzschluß dar.

Gemäß der Erfindung ist die Hochfrequenzdrossel L₁ so bemessen, daß sie zusammen mit der Anzapfung L₂ für die Oszillatorfrequenz eine Impedanz darstellt, die klein gegen die Basis-Emitter-Impedanz des Transistors T ist. Wenn man sich das in Fig. 2 gezeigte Ersatzschaltbild für den Anschluß des Steuerquarzes Q ansieht, so erkennt man, daß die

ίο Hochfrequenzdrossel L₁ und die Anzapfung L₂ paralell zu dem Steuerquarz Q liegen. Andererseits liegen parallel zu der Hochfrequenzdrossel L₁ die kapazitive Komponente C_e sowie die ohmsche Komponente R_e der Eingangsimpedanz des Transistors T. Wenn nun, wie die Erfindung vorschreibt, die Impedanz von L₁ klein gegen die Eingangsimpedanz des Transistors T ist, so können sich auch die Schwankungen dieser Eingansimpedanz nur noch in stark verringertem Maße auf den Steuerquarz Q auswirken, da dessen Belastung vorwiegend durch L₁ und L₂ bedingt ist. Ein Mitziehen des Quarzes Q bei Änderungen von C_e oder R_e ist daher kaum noch zu befürchten.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstschwingende Mischstufe mit einem Transistor, dessen Basis die Signalspannung zugeführt wird und in dessen Kollektorkreis ein auf die Mischfrequenz abgestimmter Resonanzkreis sowie ein auf die Oszillatorfrequenz abgestimmter Resonanzkreis in Reihe liegen, wobei von einer Anzapfung der Induktivität des Oszillatorresonanzkreises ein Rückkopplungsweg über eine Kapazität zu dem Emitter verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in der Emitterleitung eine Hochfrequenzdrossel (L₁) liegt, die so bemessen ist, daß ihre Impedanz zusammen mit der Impedanz der Anzapfung, (L₂) für die Oszillatorfrequenz klein gegen die Basis-Emitter-Impedanz des Transistors ist.

2. Selbstschwingende Mischstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Emitterleitung etwa vorhandener, der Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors dienender ohmscher Widerstand (R₃) durch einen Kondensator (C₃) überbrückt ist, der eine kleine Impedanz für die Oszillatorfrequenz darstellt.

3. Selbstschwingende Mischstufe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillatorresonanzkreis (3) zwischen Kollektor und Mischfrequenzresonanzkreis (4) liegt.

4. Selbstschwingende Mischstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität in dem Rückkopplungsweg durch einen auf die Oszillatorfrequenz abgestimmten Steuerquarz (Q) ersetzt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche A-uslegeschrift Nr. 1 012 338;
USA.-Patentschriften Nr. 2 764 674, 2 841703; Funkschau, 1957, S. 526, Bild 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen