DE1148605B

DE1148605B - Transistor amplifier automatically controlled by a control voltage

Info

Publication number: DE1148605B
Application number: DEB42159A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Johannes Backwinkel
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1956-10-17
Filing date: 1956-10-17
Publication date: 1963-05-16
Also published as: DE1230097B

Description

Durch eine Regelspannung automatisch geregelter Transistorverstärker Die Erfindung betrifft einen durch eine zugeführte Regelspannung automatisch geregelten Transistorverstärker, dem eine Diode als spannungsabhängiger Widerstand parallel zum Eingangskreis geschaltet ist, insbesondere für die Hochfrequenz- oder Zwischenfrequenzstufe eines Rundfunk- oder Fernsehempfängers.Transistor amplifier automatically controlled by a control voltage The invention relates to a device that is automatically regulated by a supplied control voltage Transistor amplifier with a diode in parallel as a voltage-dependent resistor is connected to the input circuit, especially for the high frequency or intermediate frequency stage a radio or television receiver.

Besonders schwierig wird eine derartige Regelung, wenn, wie dies z. B. bei den Eingangsstufen von Rundfunkempfängern verlangt wird, sowohl Eingangssignale von wenigen Mikrovolt als auch solche von einigen Volt einwandfrei verarbeitet werden sollen. Bei Röhrenverstärkern macht diese Forderung infolge der flach verlaufenden Kennlinien der Regelröhren im allgemeinen keine Schwierigkeiten. Dagegen ist die Lösung dieser Aufgabe bei Empfängern mit Transistoren durch eine gleichartige Regelung nicht einfach, da die Kennlinien der zur Verfügung stehenden Transistoren einen starken unteren Knick aufweisen.Such a scheme is particularly difficult if, as z. B. is required at the input stages of radio receivers, both input signals of a few microvolts as well as those of a few volts can be processed properly should. With tube amplifiers this makes a requirement due to the flat running Characteristic curves of the control tubes in general no difficulties. Against it is This problem is solved in receivers with transistors by a similar control not easy, because the characteristics of the available transistors make one have a strong lower kink.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für einen Transistorverstärker zu finden, der in der Lage ist, große Eingangssignale einwandfrei zu verarbeiten, ohne daß die Empfindlichkeit des Gerätes bei kleinen Signalen herabgesetzt wird. Es müssen demnach vor allem schwach eintreffende Signale eine möglichst große Verstärkung erfahren.The invention is now based on the object of a circuit for a Find a transistor amplifier that is able to handle large input signals flawlessly to process without reducing the sensitivity of the device for small signals will. Accordingly, weakly arriving signals must be as large as possible Experience reinforcement.

Verwendet man eine automatische Verstärkungsregelung, wie sie bei Röhrenverstärkern üblich ist, so wird der Arbeitspunkt des Transistors bei einem großen Eingangssignal unter den unteren Kennlinienknick heruntergeregelt. Die Folge davon sind starke Verzerrungen, insbesondere Modulationsgradändetungen bei amplitudenmodulierten Signalen, die so groß werden können, daß bei einem Eingangssignal mit 3011/o Modulation hinter dem Transistor ein Modulationsgrad von weit mehr als 100% auftritt.One uses an automatic gain control, as it is with Tube amplifiers is common, so the operating point of the transistor at a large input signal below the lower curve bend. The consequence of these are strong distortions, especially changes in the degree of modulation in the case of amplitude-modulated ones Signals that can become so large that an input signal with 3011 / o modulation a degree of modulation of far more than 100% occurs behind the transistor.

Es ist bekannt, vor dem Transistoreingang die Eingangsamplitude derart zu bedämpfen oder zu begrenzen, daß an den Transistor nur so schwache Signale gelangen können, daß noch keine störenden Verzerrungen entstehen. So ist z. B. bei einem bekannten Empfänger für frequenzmodulierte Signale vor dem Eingang des Transistors eine Begrenzerdiode vorgesehen, die das Eingangssignal auf der Seite begrenzt, an dem es keine Begrenzung durch den Transistoreingang erfährt. Die Begrenzerdiode liegt daher parallel zum Eingang des Transistors und ist so gepolt, daß die Durchlaßrichtung der Diode entgegengesetzt zu der Durchlaßrichtung des Transistoreingangs liegt.It is known to set the input amplitude in front of the transistor input in this way to attenuate or limit that only weak signals reach the transistor that no disturbing distortions arise. So is z. B. at one known receiver for frequency-modulated signals in front of the input of the transistor a limiter diode is provided, which limits the input signal on the side which is not limited by the transistor input. The limiter diode is therefore parallel to the input of the transistor and is polarized so that the forward direction of the diode is opposite to the forward direction of the transistor input.

Eine derartige Schaltung weist jedoch nicht nur den Nachteil auf, daß sie nur bei frequenzmodulierten Signalen verwendet werden kann, sondern bewirkt bei einem größer werdenden Signal eine gleichfalls größer werdende Dämpfung der Eingangskreise, was sich im Hinblick auf die Selektion nachteilig auswirken kann.However, such a circuit not only has the disadvantage that it can only be used with frequency-modulated signals, but causes with an increasing signal, a likewise increasing attenuation of the Input circles, which can have a negative effect on the selection.

Alle diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn gemäß der Erfindung die Diode galvanisch mit der Eingangselektrode des Transistors verbunden ist und mit ihrer Durchlaßrichtung - von der Eingangselektrode her gesehen - in der gleichen Richtung liegt wie die der Eingangsstrecke des Transistors und wenn die Regelspannung dem Transistor über die Diode zugeführt ist.All these disadvantages can be avoided if according to the invention the diode is galvanically connected to the input electrode of the transistor and with their forward direction - seen from the input electrode - in the same Direction is like that of the input path of the transistor and when the control voltage is fed to the transistor via the diode.

In den Eingangskreis von Transistoren Dioden mit entsprechender Polung zu legen, ist zwar bekannt, jedoch dienen dabei die Dioden vorwiegend der Konstanthaltung des Arbeitspunktes des Transistors, wogegen beim Erfindungsgegenstand die Diode als spannungsabhängiger Widerstand geschaltet ist, dessen Widerstand durch eine Regelspannung geregelt wird.In the input circuit of transistors diodes with appropriate polarity is known, but the diodes are mainly used to keep them constant the operating point of the transistor, whereas in the subject matter of the invention the diode is connected as a voltage-dependent resistor, its resistance by a Control voltage is regulated.

Bei kleineren Signalamplituden wirkt die Diode durch eine entsprechende kleine Regelspannung als großer Parallelwiderstand und beeinträchtigt die Funktion der Transistorstufe nicht. Wird jedoch das Eingangssignal und damit auch die Regelspannung größer, so verringert die Regelspannung den Durchgangswiderstand der Diode, da der Arbeitspunkt auf der Kennlinie der Diode immer weiter in den Kennlinienknick verschoben wird. Gleichzeitig vergrößert sich aber durch das Ansteigen der Regelspannung der Eingangswiderstand des Transistors, so daß bei nahezu gleichbleibender Belastung des Vorkreises die Diode immer stärker als Nebenanschluß wirksam wird, wenn der Widerstandsverlauf des Transistoreingangswiderstandes ähnlich dem der Diode ist. In. der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.With smaller signal amplitudes, the diode acts through a corresponding one small control voltage as a large parallel resistance and impair the function the transistor stage does not. However, this is the input signal and thus also the control voltage larger, the control voltage reduces the volume resistance of the diode, since the Working point on the characteristic curve of the diode shifted further and further into the characteristic curve kink will. At the same time, however, the increase in the control voltage increases the Input resistance of the transistor, so that with an almost constant load of the pre-circuit, the diode is always more effective as a shunt connection when the Resistance curve of the transistor input resistance is similar to that of the diode. In. the drawing shows an embodiment of the invention.

In einer Transistoreingangsstufe eines Empfängers befindet sich ein p-n-p-Transistor 1 in Emitter-Basis-Schaltung. Das Eingangssignal gelangt über eine Antenne 2 auf ein Eingangsfilter 3 und von dort über einen Ankopplungskondensator 4 auf die Basiselektrode des Transistors 1. Der Kollektor des Transistors liegt über einen Arbeitswiderstand 5 am negativen Pol einer Betriebsspannungsquelle, während die Emitterelektrode über einen Widerstand 6, der hochfrequenzmäßig durch einen Kondensator 7 überbrückt ist, mit dem Chassis in Verbindung steht. Parallel zum Eingang des Transistors liegt eine Diode 8, deren Katode mit der Basiselektrode des Transistors gaalvanisch verbunden ist und deren Anode über ein Siebglied 9, 10 eine Regelspannung zugeführt ist.In a transistor input stage of a receiver there is a pnp transistor 1 in an emitter-base circuit. The input signal reaches an input filter 3 via an antenna 2 and from there to the base electrode of the transistor 1 via a coupling capacitor 4 is bridged by a capacitor 7, is in communication with the chassis. In parallel with the input of the transistor there is a diode 8, the cathode of which is galvanically connected to the base electrode of the transistor and the anode of which is supplied with a control voltage via a filter element 9, 10.

Bei größer werdendem Eingangssignal wird auch das Potential der Regelspannung stärker positiv, wodurch das Potential an der Anode der Diode 8 gegenüber dem der Katode ebenfalls in positiver Richtung, d. h., die Diode wird immer weiter in den Durchlaßbereich gesteuert, ihr Widerstand nimmt daher ab. über die Diode 8 gelangt aber auch ein Teil der Regelspannung an die Basiselektrode des Transistors 1, deren Potential nun gleichfalls stärker positiv wird, -wodurch die Eingangsstrecke (Basis-Emitter-Strecke) immer weiter in den Sperrbereich gesteuert wird. Der Eingangswiderstand des Transistors nimmt daher ständig zu. Durch diese Veränderung der beiden zum Eingang parallelliegenden Widerstände wird der für die Steuerung des Transistors ausschlaggebende Eingangssignalstrom immer stärker über die Diode 8 und den Siebkondensator 9 gegen Chassis abgeleitet. Hierdurch kann bei geeigneter Bemessung der Schaltung vermieden werden, daß eine störende Übersteuerung des Transistors eintritt.As the input signal increases, so does the potential of the control voltage more positive, whereby the potential at the anode of the diode 8 compared to that of the Cathode also in positive direction, i.e. i.e., the diode will keep going in the Passband controlled, so their resistance decreases. passes through the diode 8 but also a part of the control voltage to the base electrode of the transistor 1, whose Potential now also becomes more positive, -which means the input path (base-emitter path) is controlled further and further into the restricted area. The input resistance of the transistor therefore increases steadily. By changing the two that are parallel to the entrance Resistors become the critical input signal current for controlling the transistor increasingly derived through the diode 8 and the filter capacitor 9 against the chassis. This can be avoided with a suitable dimensioning of the circuit that a disturbing overload of the transistor occurs.

Bei der Einstellung der Gleichspannungspotentiale ist darauf zu achten, daß der Widerstandsverlauf der Diode ähnlich dem des Transistors ist, d. h. daß der Widerstand der Diode in annähernd gleichem Maße abnimmt, wie der Eingangswiderstand des Transistors zunimmt.When setting the DC voltage potentials, make sure that that the resistance curve of the diode is similar to that of the transistor, d. H. that the resistance of the diode decreases to approximately the same extent as the input resistance of the transistor increases.

Die erfindungsgemäße Transistorregelung ist nicht an die Verwendung in der unmittelbar hinter dem Antenneneingang liegende Eingangsstufe gebunden, sie kann auch hinter einer anderen Stufe, z. B. einer Vorverstärkerstufe, liegen bzw. mit einer anderen Signalquelle verbunden sein. Ebenso ist auch die Verwendung in einer anderen Transistorschaltung bzw. bei einem anderen Transistoraufbau möglich, jedoch muß dann eine entsprechende Polung der Diode vorgenommen werden. Bei einem n-p-n-Transistor wäre z. B. eine umgekehrte Polung der Diode erforderlich.The transistor control according to the invention is not compatible with the use tied to the entrance stage immediately behind the antenna input, she can also be behind another stage, e.g. B. a preamplifier stage, or connected to another signal source. The use in another transistor circuit or with a different transistor structure possible, however, the diode must then be polarized accordingly. At a n-p-n transistor would be e.g. B. a reverse polarity of the diode required.

Claims

PATENT CLAIM: By a supplied control voltage automatically controlled transistor amplifier, a diode is connected as a voltage-dependent resistor in parallel with the input circuit, in particular for high-frequency or intermediate frequency stage of a radio or television receiver, characterized in that the diode is electrically connected to the input electrode of the transistor and with its forward direction - seen from the input electrode - lies in the same direction as that of the input path of the transistor and d'ass the control voltage is fed to the transistor via the diode. Considered publications: German Auslegeschrift N 10190 VIII a / 21a 4 (published on January 26, 1956); U.S. Patent No. 1949 $ 48; "IRE Transactions" (CT-3), March 1956, p. 67; "Transistor-Electronics" by Lo, Endres, Zawels, Waldhauer and Cheng, Englewood Cliffs, 1955, pp. 429 and 430. Prior patents considered: German Patents No. 1103 993, 1108 277.