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Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung eines Transistor-Funkempfängers
für amplitudenmodulierte Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zur selbsttätigen Verstärkungsregelung eines Transistor-Funkempfängers mit einer
ZF- oder NF-Stufe, die gleichzeitig zur Regelspannungsverstärkung herangezogen wird,
in der die zu verstärkenden Spannungen an der Basis liegen und die verstärkte ZF-
bzw. NF-Spannung der Kollektorelektrode und die - verstärkte Regelspannung der Emitterelektrode
entnommen werden.
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Um einen ausreichenden Schwundausgleich eines Funkempfängers zu erreichen,
ist es notwendig, mehrere Verstärkerstufen in die selbsttätige Verstärkungsregelung
einzubeziehen. Bei Röhrengeräten sind die erforderlichen Maßnahmen einfach. Befinden
sich in der Schaltung jedoch Transistoren, so ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten.
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Die technischen Daten von Transistoren streuen bekanntlich stark und
sind außerdem noch von der Temperatur abhängig. So ist es kaum möglich, eine größere
Anzahl von Transistoren zu finden, die denselben Regelleistungsbedarf haben, sich
innerhalb der verschiedenen Frequenzgebiete (HF, ZF, NF) dynamisch annähernd gleichwertig
verhalten und übereinstimmende Gleichstromverstärkungseigenschaften aufweisen.
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Durch individuelle Arbeitspunkteinstellungen lassen sich zwar Unterschiede
hinsichtlich jeweils einer der genannten Eigenschaften ausgleichen, aber in der
Regel muß bei diesem Abgleich das Gesamtverhalten der Transistorüberbrückung berücksichtigt
werden. Es ist deshalb erwünscht, wenn hierbei auf die selbsttätige Verstärkungsregelung
gar keine oder nur sehr wenig Rücksicht genommen zu werden braucht.
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Es ist bekannt, auf eine Arbeitspunktregelung ganz zu verzichten und
dafür eine von der Eingangsspannung abhängige Bedämpfung bestimmter Verstärkerstufen
vorzusehen. Bei einer dieser &Ualtungsanordnungen dient eine ZF-Verstärkerstufe
gleichzeitig zur Leistungsverstärkung der dem Empfangsgleichrichter entnommenen
Steuerspannung. Die eigentliche Regelspannung wird der Emitterelektrode der ZF-Verstärkerstufe
entnommen. - Es ist auch bekannt, eine NF-Verstärkerstufe gleichzeitig als Regelspannungsverstärker
zu benutzen und die Regelspannung an der Emitterelektrode des hierfür vorgesehenen
Transistors abzugreifen. Schließlich ist es bekannt, eine geregelte HF-Verstärkerstufe
als Regelspannungsverstärker für eine nachfolgende ZF-Verstärkerstufe zu verwenden.
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Diese bekannten Schaltungsanordnungen erfüllen aber keineswegs die
Anforderungen, die an eine selbsttätige Verstärkungsregelungsanordnung gestellt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zur selbsttätigen Verstärkungsregelung von Transistorverstärkern zu schaffen, die
optimal dimensioniert werden kann, ohne daß hierbei Rücksicht auf andere Eigenschaften,
die der Verstärker erfüllen soll, genommen werden muß.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Basis der hierfür
vorgesehenen Verstärkerstufe die zu verstärkende Regelspannung über einen glättenden
Tiefpaß und der Wechselspannungsanteil über ein Hochpaßglied zugeführt wird, daß
die Arbeitspunkteinstellung für die Basiselektrode durch eine von .der Größe des
Emitterwiderstandes nahezu unabhängige Spannungsteilung erfolgt, daß als Emitterwiderstand
ein sparinuhgsabhängiger Widerstand dient, der eine Abnahme der Regelsteilheit bei
kleineren Eingangsspannungen bewirkt, und daß das Bezugspotential der zu regelnden
Transistoren des Verstärkers durch Einfügung einer konstanten Spannungsquelle derart
verlagert ist, daß die für den Wechselspannungsanteil erforderliche Aussteuerfähigkeit
der als Regelspannungsverstärker dienenden Stufe innerhalb des vollen Regelbereiches
erhalten bleibt.
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Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist in weiten Grenzen
unabhängig von der Betriebsspannung, der Temperatur und den Exemplarstreuungen der
Transistoren. Die Regelsteilheit (Steilheit der Kurve der Regelspannung in Abhängigkeit
von der Eingangsspannung) ist, wie erwünscht,
bei kleinen Eingangsspannungen
gering und wird mit zunehmender Eingangsspannung größer. Weiterhin kann der Regelbereich
der Verstärkertransistoren voll, d. h. bis zum Emitterstrom Null, angesteuert wi-rden.
Dabei ist es noch möglich, die Stufen verschieden stark zu regeln, ohne daß hierbei
infolge der unterschiedlichen Basisströme Rückwirkungen über die Regelleitung eintreten.
Ferner ist der technische Aufwand nicht größer als bei den bisher bekannten Regelschaltungen.
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Die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung wird nachstehend an Hand einer Abbildung erläutert.
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Die von den in der Abbildung durch die Transistoren 1 und 2 teilweise
angedeuteten Eingangsstufen des Funkempfängers aufgenommenen Signale gelangen an
dem Übertrager 3 und werden durch die Diode 4 gleichgerichtet. Die an dem Widerstand
5 liegende Spannung wird durch den Tiefpaß 6, dessen Grenzfrequenz weit unter der
niedrigsten Modulationsgrenze liegt, geglättet und der Basis des als NF- und Regelspannungsverstärker
dienenden Transistors 7 zugeführt. Über das Potentiometer 8 und den Kondensator
9, die zusammen einen Hochpaß darstellen, erreicht der am Widerstand 5 liegende
Wechselspannungsanteil ebenfalls die Basis des Transistors 7. In diesem Zweig kann
in an sich bekannter Weise auch ein Klangregler eingefügt werden. Die Einstellung
des Arbeitspunktes des Transistors 7 erfolgt mit Hilfe des Regelwiderstandes
10. Die Diode 4 ist so gepolt, daß der Emitterstrom mit zunehmender
Eingangsspannung fällt.
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Der Emitter ist über die durch den Kondensator 11 überbrückte, aus
den Widerständen 12, 13 und 14
bestehende Kombination mit dem Pluspol
der Spannungsquelle verbunden. An dieser Widerstandskombination wird die verstärkte
Regelspannung entnommen und den zu regelnden Verstärkerstufen, z. B. den Stufen
mit den Transistoren 1 und 2, ohne Zwischenschaltung von Siebgliedern zugeführt.
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Damit nun die Transistoren der zu regelnden Stufen bis zum Emitterstrom
Null ausgeregelt werden können, ohne hierbei den für die Niederfrequenzverstärkung
erforderlichen Mindestwert für den Basisstrom des Transistors 7 zu unterschreiten,
ist das Emitterpotential der zu regelnden Transistoren 1 und 2 durch Einfügung einer
konstanten Spannungsquelle 15 verlagert. Diese kann z. B. aus einer Stabilisierungszelle
bestehen.
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Weil die aus der Verstärkerstufe 7 gebildete Regelspannungsquelle
niederohmig ist, ergibt sich der Vorteil, daß für die Regelung nicht die stark streuenden
Basisströme, sondern die wenig unterschiedlichen Basisspannungen maßgebend sind.
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Einer der in der Emitterleitung befindlichen Widerstände ist ein spannungsabhängiger
Widerstand 12, der ein Varistor oder ein in Fleißrichtung geschalteter Gleichrichter
sein kann.
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Der Widerstand 12 bewirkt bei kleinen Eingangsspannungen - bzw. großem
Emitterstrom - die erwünschte Verminderung der Regelsteilheit. Somit wird auf vollkommen
neuem Weg eine Regelverzögerung für Transistorverstärker erzielt. Der Verlauf der
Regelkurve (Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Eingangsspannung) kann durch
die Widerstände 13 und 14 beeinflußt werden. Der Widerstand 12 sorgt ferner dafür,
daß die Emitterspannung des Transistors 7 bei schwachen Eingangssignalen nahezu
unabhängig von Betriebsspannungsänderungen und Temperaturschwankungen ist. Die Zeitkonstante
der Regelung läßt sich durch geeignete Bemessung des Kondensators 11 einstellen.