DE1159030B - Transistor-Modulatorverstaerker fuer Gleichspannungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transistor-Modulatorverstärker für Gleichspannungen, bei dem die Eingangsgleichspannung im Rhythmus einer Wechselspannung moduliert, verstärkt und anschließend demoduliert und integriert wird.

Wenn ein üblicher Transistorverstärker mit symmetrischem Eingang zur Verstärkung von Gleichspannungssignalen angewendet wird, ist es nicht möglich, Ausgangssignale von hoher Spannung zu erhalten, da die zulässige Höchstspannung an den Klemmen eines handelsüblichen Transistors in der Größenordnung von beispielsweise 20 V liegt. Andererseits haben die Transistorschaltungen den Vorteil, daß sie einen sehr geringen Eigenverbrauch haben und außerordentlich robust sind. Das Ziel der Erfindung ist es, diese Einschränkung für die Ausgangsspannung eines solchen Verstärkers unter Verwendung von Transistorschaltungen zu beseitigen. Wenn eine Erhöhung der Ausgangsspannung gelingt, kann man für einen gegebenen Verstärkungsfaktor dem Eingang ein größeres Spannungssignal zuführen und dadurch das Verhältnis zwischen dem Eingangssignal und den Speisespannungsschwankungen herabsetzen. Dadurch wird die Genauigkeit vergrößert.

Diese Aufgabe wird bei einem Transistor-Modulatorverstärker für Gleichspannungen, bei dem die Eingangsgleichspannung im Rhythmus einer Wechselspannung moduliert, verstärkt und anschließend demoduliert und integriert wird, nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Modulationskreis und mehrere Demodulationskreise, von denen jeder wenigstens einen durch eine Wechselspannung vorgespannten Transistor enthält, durch eine Übertragerkopplung miteinander verbunden sind und daß die Demodulationskreise vom Modulationskreis galvanisch isoliert und unter sich in Reihe geschaltet sind.

Infolge dieser Maßnahmen erhält man am Ausgang der in Reihe geschalteten Demodulationskreise eine Gleichspannung, welche ein der Zahl der Demodulationskreise entsprechendes Vielfaches der Eingangsgleichspannung des Modulationskreises beträgt. Bei der Erfindung wird also die Tatsache ausgenutzt, daß durch die Einfügung der Kopplungsübertrager die galvanische Verbindung zu dem Eingang des Verstärkers unterbrochen ist, was bei einem gewöhnliehen Verstärker im Falle der Verstärkung von Gleichspannungssignalen unmöglich ist.

Damit das Ausgangssignal sowohl positiv als auch negativ sein kann, enthält vorzugsweise jeder Modulationskreis und jeder Demodulationskreis zwei in Reihe geschaltete Transistoren, die gleichzeitig durch die gleiche Wechselspannung vorgespannt werden.

Transistor-Modulatorverstärker
für Gleichspannungen

Anmelder:

Ateliers de Constructions Electriques
de Charleroi (ACEC), Brüssel

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 27. März 1961 (Nr. 856 913)

Andre Vanavermaete und Paul Walch,

Charleroi (Belgien),
sind als Erfinder genannt worden

Die Erfindung eignet sich insbesondere für einen Verstärker mit symmetrischem Eingang und symmetrischem Ausgang. In diesem Fall werden zwei Modulationskreise vorgesehen, die jeweils mit einem der symmetrischen Ausgänge des Verstärkers verbunden sind, und es sind wenigstens zwei symmetrische Demodulationskreise vorhanden, die in Reihe geschaltet sind, wobei die zur Vorspannung dienenden Wechselspannungen in den symmetrischen Modulationskreisen und Demodulationskreisen vorzugsweise eine gegenseitige Phasenverschiebung um 180 elektrische Grade aufweisen.

Es ist ferner möglich, wenigstens die Sekundärwicklung und vorzugsweise auch die Primärwicklung des Kopplungstransformators während einer der Halbwellen der Vorspannung kurzzuschließen, damit in den Demodulationskreisen Signale erhalten werden, die nur eine Polarität haben. Die Detektorkreise ergeben dann ihre maximale Leistung.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert, welche ein Prinzipschaltbild eines nach der Erfindung ausgeführten Verstärkers mit symmetrischem Eingang und symmetrischem Ausgang zeigt.

Den beiden Eingängen 1 und 2 eines Verstärkers mit zwei Transistoren 3 und 3' werden zwei sym-

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metrische Signale zugeführt. Die an den Punkten 4 und 4' abgenommenen beiden Ausgangssignale werden zwei symmetrischen Modulationskreisen zugeführt, welche aus Transistorpaaren 12,12' bzw. 13, 13' bestehen. Als Vorspannung für diese Transistoren dient eine Wechselspannung, im vorliegenden Fall eine Rechteckspannung. Diese Wechselspannungen werden von den Sekundärwicklungen 8, 9, 10, 11 eines Übertragers 7 geliefert, der an den Ausgang eines Rechteckwellengenerators 6 angeschlossen ist. Der Generator 6 ist an die Gleichspannungsversorgungsleitungen 14 und 15 angeschlossen. Die von den Wicklungen 8, 9, 10, 11 abgegebenen Rechteckspannungen sind gegenseitig um 180 elektrische Grade phasenverschoben. Zur Kennzeichnung der Polarität oder Phase jeder Wicklung ist ein schwarzer Punkt neben dem die Wicklung darstellenden Rechteck entweder an der Basisseite oder an der Kollektorseite der Transistoren angebracht. Die Wicklungen 8, 9, 10, 11 sind zweimal in der Zeichnung dargestellt, und zwar einmal an dem Übertrager 7 und zum zweiten Mal an der Stelle der Schaltung, an der sie angeschlossen sind.

Unter dem Einfluß der zur Vorspannung dienenden Wechselspannungen werden die Transistoren 12,12' und 13,13' im Rhythmus der Rechteckspannung gesperrt und entsperrt, so daß den Primärwicklungen der Kopplungsübertrager 16 und 17 ein Rechtecksignal zugeführt wird. Diese Signale erscheinen erneut an den Sekundärwicklungen dieser Übertrager, wo sie 3u über Demodulationskreise, welche gleichfalls aus Transistorpaaren 20, 20' bzw. 21, 21' bestehen, Detektorkreisen zugeführt werden, die aus RC-Gliedern 22, 24 und 23, 25 bestehen und miteinander in Reihe geschaltet sind, so daß das Signal an den Klemmen 26, 27 die Summe der in den einzelnen Detektorkreisen demodulierten Signale ist. Da die Demodulationskreise keine galvanische Verbindung mit dem Modulationskreis haben, kann eine beliebige Zahl solcher Kreise in Reihe geschaltet werden, d. h. von Kreisen, die jeweils aus einer Sekundärwicklung eines Übertragers 16 bzw. 17, einem Transistordemodulationskreis und einem daran angeschlossenen Detektorkreis bestehen, so daß mit Transistoren eine nach Wunsch verstärkte Ausgangsgleichspannung erhalten werden kann.

Wenn die Transistoren 3, 3', 12, 12', 13, 13', 20, 20', 21, 21' gleich sind, nimmt man an den Klemmen 26 und 27 der Schaltung bei dem beschriebenen Beispiel das Vierfache der Spannung ab, die man zwisehen dem Punkt 4 und der Leitung 15 des einfachen Verstärkers erhalten würde.

Wenn das zu verstärkende Signal stets die gleiche Polarität hat, ist es nicht erforderlich, in dem Modulator und dem Demodulator Transistorpaare zu verwenden. In diesem Fall würde in jedem Kreis ein einziger Transistor genügen, so daß beispielsweise nur die Transistoren 12, 13, 20, 21 erforderlich wären.

Dieser Fall kann beispielsweise bei der Verstärkung eines von einem Thermoelement gelieferten Signals auftreten.

Parallel zu den Sekundärwicklungen des Kopplungsübertragers kann ein weiterer Transistor angeordnet werden, welcher die Sekundärwicklung des Kopplungsübertragers während einer der Halbwellen der Vorspannung kurzschließt, damit in den Demodulatorkreisen Signale erhalten werden, die nur eine Polarität haben. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Transistor auch parallel zu der Primärwicklung des Kopplungsübertragers geschaltet.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Transistor-Modulatorverstärker für Gleichspannungen, bei dem die Eingangsgleichspannung im Rhythmus einer Wechselspannung moduliert, verstärkt und anschließend demoduliert und integriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modulationskreis und mehrere Demodulationskreise, von denen jeder wenigstens einen durch eine Wechselspannung vorgespannten Transistor enthält, durch eine Übertragerkopplung miteinander verbunden sind und daß die Demodulationskreise vom Modulationskreis galvanisch isoliert und unter sich in Reihe geschaltet sind.

2. Transistorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Modulationskreis und jeder Demodulationskreis zwei in Reihe geschaltete Transistoren enthält.

3. Transistorverstärker nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Sekundärwicklung des Kopplungsübertragers während einer der Halbwellen der Vorspannung kurzgeschlossen wird.

4. Transistorverstärker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Modulationskreise mit den beiden Ausgängen eines symmetrischen Verstärkers verbunden und miteinander in Reihe geschaltet sind und daß die zur Vorspannung dienenden Wechselspannungen in den beiden Modulationskreisen eine gegenseitige Phasenverschiebung von 180 elektrischen Graden haben.

5. Transistorverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Vorspannung dienenden Wechselspannungen Rechteckspannungen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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