DE1100722B - Gegentakt-Frequenzdemodulator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gegentakt-Frequenzdemodulator mit einem Diskriminatornetzwerk, das die Signalschwingungen in zwei im Mittelwert untereinander um 90° phasenverschobene Schwingungen umwandelt, die durch zwei mit diesem Netzwerk gekoppelte Gleichrichter dadurch in Gegentakt demoduliert werden, daß die eine dieser Schwingungen die Gleichrichter gleichphasig, die andere aber die Gleichrichter gegenphasig durchläuft.

Bekannte Demodulatoren dieser Art werden im Zusammenbang mit Röhrenschaltungen benutzt, die einen hohen Eingangswiderstand haben. Die Zusammenschaltung derartiger Anordnungen mit Transistoren führt zu einer wesentlichen Dämpfung der Resonanzkreise oder zu sehr ungünstigen Anpassungsverhältnissen. Man kann diese Nachteile dadurch vermeiden, daß die Kreise bei niedrigen Impedanzwerten angezapft sind, jedoch bringt dies praktisch Schwierigkeiten hinsichtlich der Bemessung und der richtigen Lage des Anzapfpunktes mit sich und ergibt nur eine geringe Empfindlichkeit bzw. Verstärkung.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art werden diese Nachteile vermieden, und auch mit Transistoren erhält man eine gute Empfindlichkeit, wenn gemäß der Erfindung der Sekundärkreis des Diskriminatornetzwerkes als Reihenschwingkreis ausgebildet ist, in dessen Stromlauf als Gleichrichter die entgegengesetzt geschalteten, durch Spulen überbrückten Emitter-Basis-Strecken zweier Transistoren liegen, deren Emitter-Kollektor~S trecken so geschaltet sind, daß die darin gleichgerichteten Ströme unter Differenzbildung das Demodulationsprodukt ergeben.

Die bekannten Diskriminatorschaltungen, die in Zusammenhang mit Röhren arbeiten, enthalten Parallelresonanzkreise, und die angeschalteten Gleichrichter sind während eines großen Teiles der Schwingungsperiode gesperrt und werden nur an den Spitzen des diesen Gleichrichtern zugeführten Signals geöffnet. Bei einem Demodulator nach der Erfindung wird jedoch ein Reihenschwingungskreis gebildet, der die Emitter-Basis-Strecken der Transistoren als Gleichrichterelemente enthält. Diese sind normalerweise leitend und dämpfen somit den Reihenresonanzkreis nicht. Nur an den Spitzenwerten des Stromes werden die Transistoreneingangsstrecken nichtleitend und bewirken somit die gewünschte Demodulation in ihrem gemeinsamen Ausgangskreis. Da dieser Ausgangskreis von den Emitter-Basis-Strecken getrennt ist, ergibt sich somit auch eine rückwirkungsfreie Entnahme des Demodulationsproduktes. Durch die Bildung eines Reihenresonanzkreises erhält man außerdem eine vorzügliche Anpassung zwischen dem Diskriminatornetzwerk und dem Eingang der Transistoren, die außerdem eine Verstärkung bewirken.

Gegentakt-Frequenzdemodulator

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilanipenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Marie Marcel Antoine Arnold Ghislain Verstraelen,
Hendrik Volkers und Gerardus Rosier,

Hilversum (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

Die Erfindung wird an Hand des in der Figur veranschaulichten Schaltschemas beispielsweise näher erörtert.

Die Schaltung enthält einen ersten Transistor \, der z. B. in der letzten ZF-Verstärkerstufe eines UKW-(Frequenzmodulations-) Empfängers eingeschaltet ist. Im Ausgangskreis dieses Transistors 1 liegt ein Resonanzkreis 2, bestehend aus einem Kondensator 3 und einer Selbstinduktionsspule 4. Dieser Kreis' ist auf die Mittelfrequenz der zu demodulierenden Schwingungen abgestimmt und induktiv mit einem Resonanzkreis 5 gekoppelt.

Nach der Erfindung wird dieser Kreis 5 durch eine mittelangezapften Spule 6 und Kondensatoren 7 und 8 gebildet und schließt sich über als Gleichrichter geschaltete Transistoren 9 und 10. Die Emitter und Basen der Transistoren 9 bzw. 10 sind dabei über ZF-Drosselspulen 11 und 12 miteinander verbunden, und der demodulierte Strom fließt über diese Transistoren 9 bzw. 10 und diese Drosseln 11 bzw. 12 gegenphasig nach einer Ausgangsklemme 13., die mittels eines Kondensators 14 für die Frequenz der zu demodulierenden Schwingungen mit Masse verbunden ist.

Die Kondensatoren 7 und 8 sind vorzugsweise gleich groß, und ihre Reihenschaltung mit der ganzen Spule 6 ist auf der Mittelfrequenz der zu demodulierenden Schwingungen abgestimmt. Somit werden im Kreis 5 Signalströme erzeugt, die für die Mittelfrequenz 90° in der Phase verschoben sind gegenüber den über dem Kondensator 15 der Mittelanzapfung der Spule 6 zugeführten Signalströme; die Transistoren 9

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bzw. 10 werden von den erstgenannten Signalströmen gegenphasig, von den letztgenannten Signalströmen aber gleichphasig durchflossen. In dieser Weise wird eine ausreichende Empfindlichkeit der Schaltung bei guter Anpassung erhalten.

Der Transistor 1 wird vorzugsweise durch genü- gend große Aussteuerung als Kollektorbegrenzer der Spannung über den Kreis 3-4 geschaltet. Mittels des Kondensators 15 kann dann die Empfindlichkeit des Detektors in bezug auf eine Amplitudendemodulation des Eingangssignals weitgehend unterdrückt werden. Die begrenzende Wirkung kann nötigenfalls noch verbessert werden durch Anwendung eines Gleichrichters 16, der den Kollektor des Transistors 1 mit einer geeigneten Schwellenwertspannung (z. B. das Doppelte der Speisespannung) verbindet.

Meistens erübrigt sich jedoch der Gleichrichter 16, und auch die Kondensatoren 15 und 3 können sogar weggelassen werden. Die Kondensatoren 7 und 8 sind nämlich über die Spule 6 parallel zur Spule 4 wirksam, und durch geeignete Bemessung der Spulen 4 und 6 wird schon ohne den Kondensator 3 die für gute Begrenzerwirkung erforderliche Resonanz des Kreises 3 erhalten. Meistens jedoch wird für 3 ein kleiner Trimmerkondensator angewendet, um eine Nachregelung zu ermöglichen. Aus gleichem Grunde ist parallel zur Spule 6 ein Trimmerkondensator 17 angeordnet. Die parallel zur Spule 4 wirksame Kapazität wird jedoch zum größeren Teil von den Kondensatoren 7 und 8 gebildet.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurden Schaltelemente folgender Typen und Werte verwendet: Transistoren 1, 9 und 10 des Typs OC 44, Spule 4 = 630 μΗ, Spule 6 = 550 μΗ mit Mittelanzapfung, Kondensatoren 7 und 8 = 230 pF, Drosseln 11 und 12 = 3 mH, Trimmerkondensatoren 3 und 17 bis 62 pF, Kondensator 15 = 100 pF, Kopplung 4-6 = 0,02.

Falls erwünscht, kann man statt der induktiven Kopplung zwischen den Kreisen 2 und 5 bzw. außer dieser Kopplung eine kapazitive Kopplung herbeiführen, z. B. wenn die Kondensatoren 7 und 8 verschieden groß gewählt werden. Auch kann man den Kondensator 15 mit einer in bezug auf die Mitte versetzten Anzapfung der Spule 6 verbinden. Dadurch wird aber die Linearität der Demodulationskennlinie beeinträchtigt. Weiter könnte man anstatt des einzelnen Kondensators 15 den Kreis 2 über je einen Kondensator mit einem Ende der Spule 6 verbinden, was aber einen.größeren Aufwand an Schaltelementen bedeutet.

Claims (4)

Patentansprüche.·

1. Gegentaktfrequenzdemodulator mit einem Diskriminatornetzwerk, das die Signalschwingungen in zwei im Mittelwert untereinander um 90° phasenverschobene Schwingungen umwandelt, die durch zwei mit diesem Netzwerk gekoppelte Gleichrichter dadurch in Gegentakt demoduliert werden, daß die eine dieser Schwingungen die Gleichrichter gleichphasig, die andere aber die Gleichrichter gegenphasig durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis des Diskriminatornetzwerks als Reihenschwingkreis ausgebildet ist, in dessen Stromlauf als Gleichrichter die entgegengesetzt geschalteten, durch Spulen überbrückten Emitter-Basis-Strecken zweier Transistoren liegen, deren Emitter-Kollektor-Strecken so geschaltet sind, daß die darin gleichgerichteten Ströme unter Differenzbildung das Demodulationsprodukt ergeben.

2. Frequenzdemodulator nach' Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenresonanzkreis aus der Reihenschaltung einer Selbstinduktionsspule (6), eines ersten Kondensators (7) der erwähnten Emitter-Basis-Strecken der Transistoren (9, 10) und eines zweiten Kondensators (8) in der vorstehenden Reihenfolge besteht.

3. Frequenzdemodulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kondensatoren (7, 8) zwischen die Emitter der beiden Transistoren (9, 10) und die Selbstinduktionsspule (6) geschaltet sind.

4. Frequenzdemodulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbstinduktionsspule (6) induktiv an den Primärkreis des Diskriminatornetzwerkes gekoppelt ist und die beiden Kondensatoren (7, 8) gleich groß sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 596 519;

W. D. Beviitt: »Transistors Handbook«, McGraw-Hill Book-Comp., 1956;

»Radio-Mentor«, 1949, Heft 6, S. 280 bis 288;

»Transistor Electronics«, Prentice-Hall Englewood-Cliffs, 1955, S. 328.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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