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Schaltung zur Erzeugung zweier gleicher um 180° phasenverschobener
mäanderförmiger Impulsfolgen Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung
zweier gleicher, um 180° phasenverschobener mäanderförmiger Impulsfolgen mittels
einer sinusförmigen Steuerspannung, die in Gegentakt zwei Verstärkerelementen zugeführt
wird. Bekanntlich kann man durch übersteuerung eines Verstärkerelementes erzielen,
daß durch Begrenzung oder Abschneiden im Verstärkeredement ein block- Ader pulsförmiger
Strom fließt. Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine symmetrische Pulsschwingung
zu erzeugen, d. h., daß die Dauer der positiven Periode der Blockspannung der der
negativen Periode gleich ist.
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Eine derartige symmetrische Blockspannung kann für verschiedene Anwendungsgebiete
vorteilhaft sein-. Insbesondere in Modulationsschaltungen, wobei die einer Modulationsspannung
überlagerte Blockspannung einem Gleichrichter oder einem im Sperrpunkt betriebenen
Verstärker zugeführt wird, kommt es zur Vermeidung von ungewünschten Modulationsprodukten
besonders auf die Symmetrie der Blockspannung an.
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Eine Unsymmetrie der Blockspannung kann dadurch erfolgen, daß die
Übersteuerung des Verstärkers für die eine Halbwelle bei einem anderen Wert der
Spannung als für die andere Halbwelle einsetzt; mit anderen Worten, die Spannung,
bei der der Verstärker entsperrt wird, bzw. die Spannung, bei der die Begrenzung
des Verstärkers einsetzt, sind: nicht symmetrisch gegenüber der Gleichspannungseinstellung
an der Steuerelektrode des Verstärkers, Zwar kann man durch richtige Wahl der Gleichspannungseinstellung
eine symmetrische Blockspannung erhalten, aber eine derartige Einstellung muß bei
jeder Auswechslung des Verstärkerelementes aufs neue vorgenommen werden und ist
auch im übrigen von Schwankungen in den Eigenschaften des Verstärkerelementes abhängig.
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Dieses Bedenken gilt insbesondere, wenn Röhren als Verstärkerelemente
verwendet werden. Bei der Verwendung von Transistoren kann man zwar die Eigenschaft
ausnutzen, daß die zum Entsperren des Transistors benötigte Spannung besonders gering
ist sowie daß die Spannung, bei der der Transistor zu begrenzen beginnt, praktisch
nur dadurch bestimmt wird, daß die Emitter-Kollektor-Spannung bis auf Null herabsinkt,
aber ein derartiger Sättigungsbetrieb des Transistors hat den Nachteil, daß durch
die Ladungsspeicherung in der Basiszone des Transistors Trägheitserscheinungen hervorgerufen
werden, die Verzerrungen der Blockspannung veranlassen.
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Die Erfindung betrifft eine besonders einfache und elegante Lösung
und ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transistoren in Gegentakt durch die sinusförmige
Steuerspannung bis über den Sperrpunkt ausgesteuert werden, so daß beim Sperren
des einen- Transistors eine im gemeinsamen Emitterkreis liegende Impedanz eine starke
Gegenkopplung im anderen Transistor hervorruft und daß vorzugsweise gleichzeitig
ein weiterer Anstieg des Basisstromes in diesem Transistor durch Verwendung eines
ausreichenden hochohmigen Basisvorspannurngswiderstandes verhindert wird und die
beiden Impulsfolgen an den Ausgangselektroden der beiden Transistoren abgenommen
werden.
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Die Erfindung wird an Hand des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 näher
erläutert.
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Fig. 2 und 3 veranschaulichen Spannungs-Zeit-Diagramme zur Erläuterung
der Wirkung dieses Ausführungsbeispiels.
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Die Schaltung nach Fig. 1 enthält zwei Transistoren 1 und 2, deren
Emitter gemeinsam über eine Impedanz 3 (vorzugsweise einen ohmschen Widerstand)
mit der Speisequelle verbunden sind. Die Basisvorspannungen der Transistoren 1 und
2 werden mittels hochohmiger Widerstände 4, 5 geliefert. Eine sinusförmige Steuerspannung
wird über den Transformator 6 den beiden Basiselektroden der Transistoren 1 und
2 im Gegentakt zugeführt. Diese Steuerspannung ist so groß, daß die Transistoren
abwechselnd gesperrt und entsperrt werden, wobei aber eine Sättigungsaussteuerung
der Transistoren vermieden wird.
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In Fig. 2 und 3 stellt Vbo die durch den Spannungsteiler 4, 5 bedingte
Basisvorspannung dar. Die Basisspannungen
der Transistoren 1 und
2 setzen sich aus dieser Vorspannung und aus der sinusförmigen Steuerspannung am
Übertrager 6 zusammen. Sie sind in Fig. 2 und 3 gestrichelt wiedergegeben. Sobald
die Basisspannung positiv wird, wird der Transistor nichtleitend. Solange die beiden
Transistoren leitend sind,. ändert sich die Spannung über dem Widerstand 3 praktisch
nicht. Sobald aber der eine Transistor nichtleitend wird, steigt der Strom im anderen
Transistor wegen der dann durch die Impedanz 3 erfolgenden starken Gegenkopplung
nur noch in geringem Maße an. Der Strom wird dann durch die voll ausgezogenen- Kurven
in Fig. 2 bzw. 3 wiedergegeben.
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Dieser Effekt wird noch wesentlich verbessert durch Verwendung hochohmiger
Basiswiderstände 4 und 5. Die Parallelschaltung der Widerstände 4 und 5 ist dabei
ausreichend groß zu wählen gegenüber der inneren Basiseingangsimpedanz der Transistoren
1 bzw. 2, aber andererseits auch nicht so groß, daß Temperaturschwankungen zu große
Schwankungen in der Pulsamplitude hervorrufen. Der durch den Spannungsteiler 4,
5 bedingte Gleichstrom verteilt sich gleichmäßig über die Basiselektroden der beiden
Transistoren. Durch die sinusförmige Steuerspannung steigt der Strom zur Basis des
einen Transistors an, und gleichzeitig vermindert sich der Strom zur Basis des anderen
Transistors. Die Summe der beiden Ströme bleibt aber bei Einhaltung obenerwähnter
Bedingung praktisch konstant. Sobald also die Steuerspannung zeitweilig einen so
großen Wert erreicht hat, daß der Basisstrom im einen Transistor Null wird, d. h.
also, daß dieser Transistor gesperrt wird, fließt im anderen Transistor der durch
den Spannungsteiler 4, 5 bedingte Maximalstrom, der beim weiteren zeitweiligen Anstieg
der Steuerspannung dann nicht größer werden kann.
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Die Schaltung ist besonders für Modulationszwecke geeignet. Die an
den beiden Kollektoren der Transistoren 1 bzw. 2 erzeugten Blockspannungen können
ohne gegenseitige Rückwirkung belastet werden. Die Blockspannungen können z. B.
einem üblichen Gleichrichter-Ringmodulator zugeführt bzw. einer Modulationsspannung
überlagert werden und einer nachfolgenden, in C-Betrieb eingestellten Transistorstufe
zugeführt werden. Die Verzerrung und die Trägerfrequenzabweichung sind dann besonders
gering.
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In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurden Transistoren vom Typ
ASZ 20 mit einem Eingangsinnenwiderstand von 500 Ohm verwendet. Die Widerstände
3, 4 und 5 waren 0;47, 1,5 und 3 kOhm.