DE1192703B - Schaltungsanordnung zur Auf- und Abwaertsregelung eines zweistufigen Transistorverstaerkers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03f

Deutsche Kl.: 21 a2-18/08

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

St 21523 VIII a/21 a2
4. Januar 1964
13. Mai 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Auf- und Abwärtsregelung eines zweistufigen Transistorverstärkers, in der die Regelspannung der Basis des zweiten Transistors zugeführt wird.

In einer bekannten Schaltung dieser Art erhält die einer abwärts geregelten Stufe nachfolgende oder vorausgehende Stufe eine verstärkte Regelspannung, die dem Kollektorkreis des abwärts geregelten Transistors entnommen wird. Durch die direkte Kopplung des Kollektorstromkreises dieses Transistors mit den Basisstromkreisen anderer Transistoren des Verstärkers ist die Schaltung stark von Betriebsschwankungen abhängig. Auch ist der Regelspannungsbedarf aus dem Empfangsgleichrichter noch verhältnismäßig hoch, weil die Emitterelektroden der geregelten Transistoren keine feste, sondern eine veränderliche, der Regelung entgegenwirkende Vorspannung erhalten. Ferner ist die Eingangsspannungsverträglichkeit für viele Anwendungsfälle ungenügend.

Es ist deshalb bekannt, zur Verbesserung der Regelwirkung die Emitterelektroden eines Verstärkers an eine feste Spannung zu legen, die z. B. aus einer Stabilisierungszelle gewonnen wird.

Ferner gibt es eine als Kompensationsschaltung aufgebaute zweistufige Transistoranordnung, in der die Basis des ersten Transistors an der Signalspannung und die Basis des zweiten Transistors an der Regelspannung liegt. Die Emitter sind über einen gemeinsamen Widerstand mit Masse verbunden und die Kollektorelektroden durch einen regelbaren Widerstand miteinander verbunden, mit dem die Kompensation eingestellt werden kann. — Durch diese Anordnung läßt sich zwar eine für spezielle Fälle günstige Regelwirkung erzielen, aber die maximale Ausgangsamplitude ist etwa 50 db kleiner als das Eingangssignal. Deshalb ist eine derartige Regelschaltung für viele Zwecke nicht brauchbar.

Es sind auch andere Kompensationsschaltungen mit zwei Transistoren, die zur selbsttätigen Verstärkungsregelung geeignet sind, bekannt, in denen die Emitter gemeinsam an einem kapazitiv überbrückten Widerstand liegen. Diese Kompensationsschaltungen haben jedoch alle den Nachteil, daß für jede Verstärkerstufe zwei Transistoren notwendig sind. Außerdem bleibt deren Anwendbarkeit im wesentlichen auf Niederfrequenzverstärker beschränkt, weil die veränderliche Phasenänderung bei der HF-Verstärkung keine einwandfreie Kompensation zuläßt und sogar zur Selbsterregung der Stufe führen kann.

Schließlich ist auch eine Kaskadenverstärkerschaltung mit mehrfacher Frequenzverlagerung be-Schaltungsanordnung zur Auf- und
Abwärtsregelung eines zweistufigen
Transistorverstärkers

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:

Hubert Forsthuber,

Gerhard Michaelis, Pforzheim

kannt, in der drei Transistoren einen gemeinsamen, teilweise kapazitiv überbrückten Emitterwiderstand aufweisen, der Bestandteil der zugehörigen Oszillatorschaltung ist. Diese Schaltung bietet aber nicht die Möglichkeit zur selbsttätigen Verstärkungsregelung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transistorverstärker darzustellen, für dessen Verstärkungsregelung nur eine geringe Regelspannung notwendig ist und der die Nachteile der bisher bekannten Schaltungsanordnungen nicht aufweist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiden Transistoren in an sich bekannter Weise einen gemeinsamen, kapazitiv überbrückten Emitterwiderstand haben und daß die Ruhebasisströme der Transistoren auf verhältnismäßig hohe Werte eingestellt sind, so daß die Regelwirkung des ersten, aufwärts geregelten Transistors nahezu den Höchstwert erreicht hat, wenn die Regelwirkung des zweiten, abwärts geregelten Transistors einsetzt.

Diese Schaltungsanordnung hat einen sehr geringen Regelspannungsbedarf, benötigt keine zusätzlichen Schaltelemente zur Stabilisierung der Emitterspannungen, ist weitgehend unabhängig von der Betriebsspannung und weist nahezu dieselbe Eingangsspannungsverträglichkeit auf wie eine Röhrenstufe. Die Eingangsimpedanz bleibt nahezu konstant, während die Ausgangsimpedanz mit ansteigender Regelspannung zunimmt. Auch wirkt sich die in Abhängigkeit von der Regelspannung auftretende Fehlanpassung der beiden Transistoren an das zwischengeschaltete Koppelglied im Sinne der Regelung aus, wie es auch bei bereits bekannten Schaltungen der Fall ist.

Der Aufbau und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nachstehend an Hand eines Schaltbildes näher erläutert.

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Die Signalspannung gelangt über den Kondensator 1 an die Basis des Transistors 2 und von dessen Kollektor über das Koppelglied 3 an die Basis des nachfolgenden Transistors 4, an dessen Kollektor das Koppelglied 5 angeschlossen ist. Die Koppelglieder können Übertrager, Schwingkreise oder ÄC-Kombinationen epthalten. Die Emitterelektroden der Transistoren 2 und 4 haben einen gemeinsamen!Emitterwiderstand und sind für die Signalfrequenz durch die Kondensatoren 7 und 8 an Masse gelegt. Dig Widerstände 9 und 10 dienen zur individuellen Einstellung der Arbeitspunkte und als Überlastungsschutz für die Transistoren. Die Regelspannung erreicht über die Leitung 11 und den Widerstand 12 die Basis des zweiten Transistors 4 und bewirkt eine Abwärtsregelung desselben.

Mit zunehmender Regelspannung sinkt der Emitterstrom des Transistors 4, so daß die Spannung am gemeinsamen Emitterwiderstand 6 absinkt. Diese Spannungsänderung am Widerstand 6 bewirkt gleichzeitig eine Änderung der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 2 und somit eine Aufwärtsregelung desselben. Hierdurch steigt der Emitterstrom des Transistors 2, der eine Erhöhung des Spannungsabfalles am Widerstand, 6 herbeiführt. Da sich die Spannung am Widerstand 6 deshalb nur um den Betrag ändert, der zur Regelung des Transistors 2 notwendig ist, erübrigen sich zusätzliche Schaltmittel zur Stabilisierung der Emitterspannungen der Transistoren 2 und 4. Gleichzeitig bewirkt der gemeinsame Emitterwiderstand 6 eine Stabilisierung der Schaltung gegenüber Betriebsspannungsänderungen.

Der Ruhearbeitspunkt des Transistors 4 ist so eingestellt, daß die Abwärtsregelung spät, und der Ruhearbeitspunkt des Transistors 2 derart, daß unter Berücksiciitjgung der erwünschten Regeleinsatzverzögerung die Abwärtsregelung früh einsetzt. Durch diese Maßnahme wird in erster Linie die hohe Eingangsspannungsverträglicbkeit erreicht, die der einer geregelten' Rphrenstufe nahezu gleichkommt.

Dadurch, daß der Transistor 4 als Regelspannungsyerstärlcer für den Transistor 2 wirkt, die Emitterspannungen dprch den gemeinsamen Widerstand ß nahezu konstant bleibeji und die während der Regelung eintretende Fehlanpässuhg des Kopplungsgliedes 3 die Regelwirkung unterstützt, ist nur eine geringe Regelspannung von z. B. 1,5 yolt für eijie Verstarkungsänderung yon 80 d.b, nptwgndjg.

In Erweiterung des Erfindungsgedankens läßt sich der Re.gelspannungsbedarf zusätzlich senken, indem die Basis des grstenj aufwärts geregelten Transistors eine zusätzliche, dem Kollektorstromkreis des zweiten abwärts geregelten Transistors entnommene, verstärkte Regelspannung erhält. Hierzu wird die Verbindung 13 gelöst und der Widerstand 14 durch die Leitung 15 mit dem Widerstand 16 verbunden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Auf- und Abwärtsregelung eines zweistufigen Transistorverstärkers, in der die Regelspannung der Basis des zweiten Transistors zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren in an sich bekannter Weise einen gemeinsamen, kapazitiv überbrückten Emitterwiderstand haben und daß die Ruhebasisströme der Transistoren auf verhältnismäßig hohe Werte eingestellt sind, so daß die Regelwirkung des ersten, aufwärts geregelten Transistors nahezu den Höchstwert erreicht hat, wenn die Regelwirkung des zweiten, abwärts geregelten Transistors einsetzt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten, aufwärts geregelten Transistors eine zusätzliche, dem Kollektorstromkreis des zweiten, abwärts geregelten Transistors entnommene, verstärkte Regelspannung erhält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1009 239;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1158 117;
österreichische Patentschrift Nr. 220 676;
ÜSÄ.-Eatentschriften Nr. 3 103 636, 2 49Q 448.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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