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Eingangsstufe für Tfansistorverstärker zur Video-Signalverstärkung
in Fernsehkameras Die Erfindung betrifft eine Eingangsstufe für Transistorverstärker
zur Video-Signalverstärkung in Fernsehkameras, vorzugsweise mit Vidiconröhre, bei
der ein Transistor in Emitterschaltung vorgesehen ist, dessen Basiselektrode über
einen hochohinigen Widerstand mit dem Spannungsteiler zur Erzeugung det Vorspannung
verbunden ist. Die Verwendung eines Transistorverstärkers zur Video-Signalverstärkung
in Fernsehkameras ist bekannt und bietet infolge des geringen Raumbedarfs und des
Fortfalls der Erwärmung große Vorteile. Es ist jedoch schwierig, mit derartigew
Verstärkern wegen der Niederohnligkeit- ihres Eingangs einen dem Röhrenverstärker
entsprechenden Rauschabstand auf dem gesamten zu übertragenden Video-Frequenzband
zu erreichen. Dabei bereitet es besondere Schwierigkeiten ' den-die Eingangsstufe
des Verstärkers bildenden Transistor an die durch die Fernsehröhre, z. B-. die Signalplatte
einer- Vidiconröhre, gebildete hochohinige Signalquelle annähernd anzupassen. Bekannte
Schaltungen benutzen in der ersten Verstärkerstufe frequenzabhängige Gegenkopplungswege,
um ein möglichst günstiges Signal-Rausch-Verhältnis# zu erreichen. Der Erfolg ist
jedoch bei diesen- Schaltungen verhältnismäßig gering, da mit dem Rauschen zugleich
auch das Nutzsignal gegengekoppelt wird. Es ist auch bekannt, in der Eingangsstufe
auf eine Gegenkopplung zu verzichten und besonders-geeig,nete Transistoren hierfür
auszusuchen. Im Kollektörkreis enthält die bekannte Schaltung einen- Arbeitswiderstand
üblicher Größe und ein Stabilisierungsglied.
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Gemäß der Erfindung wird eine Schaltung angegeben, die bei geringem
Aufwand ermöglicht, eine relativ hochohmige Transistor-Eingangsstufe zu erreichen,
deren Hochohmigkeit bei gleichzeitig ausreichender Temperaturstabilisierung erhalten
bleibt, wodurch ein Signal-Rausch-Abstand erreicht wird, der etwa dem mit den üblichen
Verstärkerröhren in Kaskodeschaltung erzielten entspricht. Gegenüber der genannten
bekannten Schaltung läßt sich dadurch auch eine Verstärkerstufe einsparen. Die -Schaltung
gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Kollektorelektrode über einen
außergewöhnlich großen Widerstand gespeist wird, während der Arbeitswiderstand durch
den verhältnismäßig niederohmigen Basisspannungsteiler der folgenden Stufe gebildet
wird. Mit Vorteil wird ein Transistor mit hoher Stroniverstärkung vorgesehen.
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Der Frequenzgang der Eingangsstufe wird zweckmäßig in. nur einer weiteren,
vorzugsweise der zweiten Stufe entzerrt. Eine Resonanzdrossel zur Verbesserung des
Rauschabstandes bei sehr hohen Frequenzen kann zwischen Koppelkondensator und Basisanschluß
des ersten Transistors vorgesehen werden, wie bei üblichen Röhrenverstärkern bekannt
ist. Gemäß der weiteren Erfindung ist vorgesehen, daß eine veränderliche Gegenkopplung
durch einen in der Emitterzuleitung der Entzerrerstufe liegenden Widerstand erfolgt,
dem ein Kondensator parallel geschaltet ist und der mittels eines einstellbaren
Abgriffs durch einen großen Kondensator teilweise überbrückt werden kann. Dadurch
wird erreicht, daß einmal der Frequenzgang der Eingangsstufe bis zu Frequenzen von
etwa 4 MHz linearisiert wird und zum anderen die Exemplarstreuungen des Eingangstransistors
bezüglich Eingangswiderstand und Stromverstärkung in weiten Grenzen kompensiert
werden, ohne daß der Arbeitspunkt des Transistors dabei verschoben wird. Zweckmäßig
werden die hohen Frequenzen oberhalb 4 MHz durch eine Induktivität im Kollektorkreis
der Entzerrerstufe entzerrt. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung läßt sich die
gesamte Schaltung dadurch vereinfachen, daß die in den Kollektorkreisen der Transistoren
liegenden Widerstände so groß gewählt werden, daß sie zusammen mit einem verhältnismäßig
großen Koppelkondensator und der Eingangsinipedanz der nachfolgenden Stufe als Siebglied
wirken, während der Arbeitswiderstand durch den Widerstand der nachfolgenden Stufe
zwischen Basis und Emitter bzw. dem positiven Pol der Spannungsquelle festgelegt
wird, der mit einem zwischen Basis und Kollektor bzw. dem negativen Pol der Spannungsquelle
liegenden Widerstand einen Spannungsteiler bildet. Damit können spezielle Siebglieder
in den Kollektorzuleitungen und
RC-Gheder zur Temperaturstabilisierung
in den Emitterzuleitungen entfallen.
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Ein Schaltungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend beschrieben.
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Mit 1 ist die das Signal liefernde Femsehröhre, z. B. Vidiconröhre,
bezeichnet, deren Signalelektrode 2 über den Kondensator 3 mit der Basiselektrode
des Transistors 4 verbunden ist. Gegebenenfalls kann eine mehr oder weniger gedämpfte
Resonanzdrossel 22 zur Verbesserung des Rauschabstandes bei hohen Frequenzen um
5 MHz zwischengeschaltet werden. Die Vorspannung für die Basiselektrode des
Transistors 4 wird von dem aus den Widerständen 5 und 6 gebildeten
Spannungsteiler über den Widerstand 7 zugeführt. Der Widerstand
7 besitzt einen verhältnismäßig hohen Wert (100 kOhm). Damit bleibt
der hohe Eingangswiderstand des ersten Transistors 4 erhalten. Für den Transistor
4 wählt man ein Exemplar hoher Stromverstärkung aus, das gleichzeitig einen verhältnismäßig
hohen Eingangswiderstand bei tiefen Frequenzen besitzt, damit mindestens für die
tiefen Frequenzen am Ausgang der ersten Stufe ein relativ hohes Signal erhalten
wird. Bei Transistoren ist nämlich im Bereich der tiefen Frequenzen im Gegensatz
zu Elektronenröhren die Rauschamplitude besonders hoch.
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Bei dem dargestellten Schaltungsbeispiel wird der erste Transistor
ohne Wechselstromgegenkopplung betrieben. Der Kondensator 9 und der Widerstand
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im Emitterkreis dienen neben den Widerständen 6
und 18 lediglich
zur Temperaturstabilisierung.
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Der gesamte Frequenzgang der Eingangsstufe und deren Exemplarstreuungen
bezüglich Eingangswiderstand werden in der zweiten Stufe kompensiert, die den Transistor
10 enthält. Hierzu ist im Emitterkreis der mit einem einstellbaren Abgriff
versehene Widerstand 11 vorgesehen. Durch Verschieben des Abgriffs, an dem
der Kondensator 12 angeschlossen ist, läßt sich eine Kompensation der tiefen Frequenzen
erreichen, ohne daß gleichzeitig der Arbeitspunkt des Transistors verändert wird.
Die Grenzfrequenz (etwa 100 kHz) ist dabei durch den Kondensator
13, den Widerstand 14 und den von dem Kondensator 12 nicht überbrückten Teil
des Widerstandes 11 gegeben. Eine einstellbare Kompensation der hohen Frequenzen
wird durch Abgleich der Induktivität 15, die im Kollektorkreis des Transistors
10 in Reihe mit dem Widerstand 21 liegt, erreicht. An die Entzerrerstufe
schließen sich weitere Verstärkerstufen mit den Transistoren 16 und
17 an. Wie durch die unterbrochenen Linien zwischen den Transistoren
16 und 17 angedeutet ist, können bei Bedarf entsprechende Stufen zugeschaltet
werden, die in gleicher Weise wie die durch den Transistor 16 gebildete Stufe
geschaltet sind. Bei allen Verstärkerstufen liegt der Spannungsteiler zur Gewinnung
der Basisvorspannung zwischen dem positiven Pol der Spannungsquelle bzw. Masse und
dem Kollektor. Der Arbeitswiderstand wird dabei nicht durch den verhältnismäßig
hohen Kollektorwiderstand, z. B. Widerstand 18, gebildet, sondern durch den
Spannungsteilerwiderstand 19 der nachfolgenden Stufe. Diese Schaltungsart
hat folgende Vorteile: Ein RC-Glied, das nur zur Temperaturstabilisierung dient,
entfällt im Emitterkreis, da die Temperaturstabilisierung durch das Zusammenwirken
der Widerstände des Spannungsteilers für die Basisvorspannung mit dem Kollektorwiderstand
ausreichend gewährleistet ist. Im Emitterkreis liegen lediglich RC-Glieder, die
den Frequenzgang des betreffenden Transistors selbst kompensieren. Ferner kann ein
RC-Glied zur Siebung in der Kollektorleitung entfallen, da eine Siebung durch den
Kollektorwiderstand in Verbindung mit dem Kopplungskondensator, z. B. 20, und dem
Widerstand 19
zwischen Basis und Masse sowie dem dazu parallel liegenden Eingangswiderstand
des Transistors 10 erfolgt. Ferner ergibt sich für sehr tiefe Frequenzen
eine Kompensation: Wird der Scheinwiderstand des Kopplungskondensators zwischen
den Stufen in seiner Größe mit dem Widerstand zwischen Basis und Masse vergleichbar,
so erhöht sich der wirksame Arbeitswiderstand und damit die Verstärkung des Transistors.
Die untere Grenzfrequenz des Transistors 10 ergibt sich beispielsweise in
Näherung zu
Praktisch sind alle zu R" und RI, parallel liegenden Impedanzen mit zu berücksichtigen.