DE1199337B - Phasendiskriminator - Google Patents

Phasendiskriminator

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DE1199337B
DE1199337B DEM40401A DEM0040401A DE1199337B DE 1199337 B DE1199337 B DE 1199337B DE M40401 A DEM40401 A DE M40401A DE M0040401 A DEM0040401 A DE M0040401A DE 1199337 B DE1199337 B DE 1199337B
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Myron L Anthony
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/02Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal
    • H03D3/06Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal by combining signals additively or in product demodulators
    • H03D3/14Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal by combining signals additively or in product demodulators by means of semiconductor devices having more than two electrodes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

  • Phasendiskriminator Die vorliegende Erfindung betrifft einen Phasendiskriminator mit zwei Transistoren, denen eine zu demodulierende hochfrequente Eingangsspannung gegenphasig und eine Bezugsspannung gleichphasig derart zugeführt sind, daß die von der Frequenz der Eingangsspannung abhängige Phasendifferenz zwischen Eingangs- und Bezugsspannung bei Nennfrequenz 901 beträgt, und mit an die Transistoren angeschlossenen Ausgangskreisen, die derart in Reihe geschaltet sind, daß sich die in ihnen entstehenden Ausgangssignale subtrahieren und der Mittelwert des kombinierten Ausgangssignals Null ist, wenn die Transistoren Ausgangssignale gleicher Amplitude liefern.
  • Bei einer bekannten Schaltungsanordnung der oben angegebenen Art sind die in die Stromkreise zwischen Emitter und Basis der Transistoren jeweils eine Sekundärwicklung eines ersten Transformators, dessen Primärwicklung eine sinusförinige Wechselspannung der Trägerfrequenz zugeführt wird, und je eineSekundärwicklung eines zweitenTransformators, dessen Primärwicklung die zu demodulierende Signalschwingung zugeführt ist, geschaltet. Die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren liegen in Reihe zwischen zwei gegen Masse symmetrischen Spannungsquellen entgegengesetzter Polarität, und die demodulierte Ausgangsspannung wird zwischen einemPunkt in derMitte dieserReihenschaltung und Masse abgenommen. Die Bezugsspannung der Trägerfrequenz bewirkt, daß in abwechselnden Halbwellen der Bezugsschwingungen Emitterströme in den Transistoren fließen. Wenn das Eingangssignal Null ist und die Kennlinien der beiden Transistoren gleich sind, ist auch das Ausgangssignal Null. Bei endlichen Amplituden des Eingangssignals werden die Emitterströme entsprechend verstärkt, und es tritt ein demoduliertes Ausgangssignal auf.
  • Diese Schaltung arbeitet im vorgesehenen Amplittidenbereich praktisch linear, d. h., die Amplitude des Ausgangssignals hängt wesentlich von der Amplitude des zu demodulierenden Eingangssignals ab, außerdem gehen Schwankungen der Transistorparameter auch bei fehlendem Eingangssignal ein, da schon das Bezugssignal einen Stromfluß in den Transistoren bewirkt. Das Kennlinienfeld dieses Demodulators zeigt, daß das Ausgangssignal innerhalb eines bestimmten Bereiches gut linear ist; wenn der Arbeitsbereich überschritten wird, tritt eine gewisse Begrenzung des Ausgangsstromes auf, von dieser Begrenzerwirkung wird jedoch bei der bekannten Schaltungsanordnung kein Gebrauch gemacht. Es ist ferner ein mit Gittertastung arbeitender Phasendetektor bekannt, der zwei Hochvakuumtrioden enthält, deren Gitter die zu demodulierende Schwingung gleichphasig und eine rechteckimpulsförmige Bezugsspannung gleichphasig zugeführt sind. Hierzu sind die Enden einer Sekundärwicklung eines Transformators mit den Gittern der Trioden verbunden und der Primärwicklung des Transformators ist die zu demodulierende Signalspannung zugeführt. An einen Mittelabgriff der Sekundärwicklung ist eine Begrenzerschaltung angeschlossen, die aus einer sinusförmigen Bezugsspannung die genannte rechteckförmige Bezugsspannung herstellt.
  • Sehr gebräuchlich sind auch Phasenwinkeldetektoren mit einem auf die Mittelfrequenz abgestimmten Diskriminatorkreis sowie Differenzdiskriminatoren. Bei vielen dieser bekannten Schaltungsanordnungen treten Verzerrungen im Ausgangssignal auf, wenn das Eingangssignal einen hohen Gehalt an Oberwellen aufweist. Bei vielen bekannten Schaltungen ist auch ein sehr genauer Abgleich der abgestimmten Kreise erforderlich.
  • Bei der Umstellung von Röhrenschaltungen auf Halbleiterbauelemente treten außerdem häufig Schwierigkeiten wegen der im Vergleich zu Röhren weiten Streuung der Betriebseigenschaften von Halbleiterbauelementen und der Temperaturabhängigkeit dieser Betriebseigenschaften auf.
  • Phasen- und Frequenzdiskriminatoren, die mit Dioden aufgebaut sind, haben den Nachteil, daß keine Verstärkung des Signals stattfindet.
  • Durch die vorliegende Erfindung soll ein Phasendemodulator angegeben werden, der die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen weitgehend vermeidet, insbesondere ein Phasendemodulator, der weitgehend unempfindlich gegen Störungen durch Oberwellen ist, geringe Anforderungen an den Abgleich stellt, gleichzeitig als Begrenzer arbeitet und im Betrieb praktisch unabhängig von den Betriebseigenschaften der verwendeten Transistoren ist.
  • Ein Phasendiskriminator mit zwei Transistoren, denen eine zu demodulierende hochfrequente Ein-Crangsspannung gegenphasig und eine Bezugsspannung gleichphasig derart zugeführt sind, daß die von der Frequenz der Eingangsspannung abhängige Phasendifferenz zwischen Eingangs- und Bezugsspannung bei Nennfrequenz 901 beträgt, und mit an die Transistoren angeschlossenen Ausgangskreisen, die derart in Reihe geschaltet sind, daß sich die in ihnen entstehenden Ausgangssignale subtrahieren und der Mittelwert des kombinierten Ausgangssignals Null ist, wenn die Transistoren Ausgangssignale gleicher Amplitude liefern, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der in an sich bekannter Weise rechteckimpulsförmigen Bezugsspannung so bemessen ist, daß die Transistoren gerade noch nicht leiten und erst durch eine Eingangsspannung entsprechender Polarität stromführend werden und daß die Arbeitswiderstände in den Kollektorstromkreisen der Transistoren so bemessen sind, daß schon bei relativ kleinen Amplituden der Eingangsspannung eine Begrenzung der Ausgangsspannung infolge Sättigung der Transistoren eintritt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen die Basiselektroden der Transistoren dem Eingangskreis Strombegrenzungswiderstände geschaltet. Hierdurch werden die Eingangsströme der Diskriminatoren auch unter den ungünstigsten Betriebbedingungen auf einen sicheren Wert begrenzt.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind den Arbeitswiderständen der Transistoren je- weils ein mit einem Widerstand in Reihe geschalteter Kondensator parallel geschaltet. Durch diese Maßnahmen wird die Ausgangsspannung in vorteilhafter Weise erhöht.
  • Der Phasendiskriminator nach der Erfindung ist vorteilhaft in einem Frequenzdiskriminator zu verwenden, dem als Bezugsspannung die Eingangsspannung über einen als Verstärker und Begrenzer arbeitenden Transistor und einen auf die Trägerfrequenz der Eingangsspannung abgestimmten Resonanzkreis zugeführt ist.
  • Die Phasendiskriminatoren gemäß der Erfindung weisen gegenüber dem Stand der Technik verschiedene Vorzüge auf. Sie sind leicht abzugleichen, im allgemeinen genügt der Abgleich einer veränderlichen Kapazität oder Induktivität. Eingangstransformatoren, deren Primär- und Sekundärseite abgestimmt sind, werden nicht benötigt. Die Arbeitsweise wird durch die Parameter der verwendeten Transistoren praktisch nicht beeinflußt. Die erfindungsgemäßen Diskriminatoren sind nicht nur selbstbegrenzend, sondern auch in hohem Maß unempfindlich gegen Oberwellen im Eingangssignal.
  • Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, es zeigt F i g. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines Frequenzdiskriminators, der einen Phasendiskriminator gemäß der Erfindung enthält, F i g. 2 eine graphische Darstellung des zeitliclie-n Verlaufes verschiedener Spannungen in dem in F i g. 1 dargestellten Frequenzdiskriminator, auf die bei der Erläuterung dieses Diskriminators Bezug genommen wird F i g. 3 eine graphische Darstellung der Ausgangsspannung des in F i g. 1 dargestellten Diskriminators als Funktion der Abweichung der Frequenz der Einaa ngsspannung von einer Mittelfrequenz, F i g. 4 ein vereinfachtes Schaltbild einer zweiten Ausführungsforin der Erfindung und F i g. 5 ein ins einzelne gehendes Schaltbild eines F i g. 1 entsprechenden Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • F i g. 1 zeigt das vereinfachte Schaltbild eines Frequenzdiskriminators, der einen Phasendiskriminator gemäß der Erfindung enthält. Die zu demodulierende hochfrequente Eingangsspannung wird von irgendeiner Signalquelle 10 geliefert, die nur in Blockform dargestellt ist und beispielsweise der Empfangsteil eines FM-Empfängers oder einer drahtgebundenen übertragungsanlage sein kann.
  • Die Signalquelle 10 ist an eine Primärwicklung 11 eines Eingangstransformators 12 angeschlossen, der zwei Sekundärwicklungen 13, 29 aufweist. Der elektrische Mittelpunkt der Sekundärwicklung 13 ist geerdet, ihre Enden sind an Basiselektroden 14, 15 von Flächentransistoren 16 bzw. 17 angeschlossen. Das hochfrequente Eingangssignal wird den Basiselektroden 14, 15 also durch den die Sekundärwicklung 13 enthaltenden Eingangskreis im Gegentakt zugeführt.
  • Die Kollektorelektroden 18, 19 der Transistoren 16 bzw. 17 sind über Arbeitswiderstände 20 bzw. 21 mit dem negativen Pol einer Betriebsspannungsquelle B- verbunden. Den Arbeitswiderständen 20, 21 kann jeweils eine Reihenschaltung aus einem Kondensator22 bzw. 23 und einem Strombegrenzungswiderstand38 bzw. 39 parallel geschaltet sein. Das Ausgangssignal des Diskriminators steht an den Arbeitswiderständen 20, 21 zur Verfügung und kann an Ausgangsklemmen 24, 25 abgenommen werden, die durch einen Siebkondensator 43 überbrückt sind.
  • Die zweite Sekundärwicklung 29 des Eingangstransformators 12 ist mit ihrer einen Klemme geerdet und mit ihrer anderen Klemme an ein Ende einer Induktivität, z. B. einer Spule 26 angeschlossen. Zwischen das andere Ende der Spule 26 und Masse ist ein Kondensator 27 veränderbarer Kapazität geschaltet. Der Verbindungspunkt 28 zwischen der Spule 26 und dem Kondensator 27 ist mit der Basiselektrode 30 eines Transistors 31 verbunden, dessen Emitter 32 an Masse liegt. Der Kollektor 33 des Transistors 31 ist an den Verbindungspunkt zweier Widerstände 34, 35 angeschlossen, die einen Spannungsteiler bilden und mit ihren anderen Klemmen an Masse bzw. dem negativen Pol B - der Betriebsspannungsquelle liegen. Der Kollektor 33 ist außerdem mit den Emittern 36, 37 der Transistoren 16, 17 verbunden.
  • Zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird auf die F i g. 2 und 3 Bezug genommen. Die ersten beiden Kurven 40, 41 in F i g. 2 zeigen die von der Wicklung 13 an die Basiselektroden 14 bzw. 15 der Transistoren 16 bzw. 17 gelieferten gegenphasigen Eingangsspannungen. Die negativen Halbwellen dieser Spannungen sind in Flußrichtung der Transistoren gepolt.
  • Die Eingangsspannung wird außerdem über die Wicklung 29 dem durch die Spule 26 und den Kondensator 27 gebildeten, auf die Mittelfrequenz der zu demodulierenden frequenzmodulierten Wechselspannung abgestimmten Resonanzkreis zugeführt, der einen frequenzabhängigen Phasenschieber darstellt. Die Phasenverschiebung der Spannung am Punkt 28 hängt von der Abweichung der Frequenz der Eingangsspannung von der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 26, 27 ab. Der Transistor 31, dem die Spannung veränderlicher Phasenlage zugeführt wird, liefert in seinem Ausgangskreis eine rechteckimpulsförmige Bezugsspannung, deren Verlauf der ausgezogenen Kurve 42 (F i g. 2) entspricht. Die Arbeitsweise des Transistors 31 als Rechteckimpulsverstärker hängt im wesentlichen von der Bemessung der in seinen Kollektorkreis geschalteten Widerstände 34, 35 ab. Je größer der Widerstand 35 im Vergleich zum Widerstand 34 ist, um so kleiner wird die Maximalamplitude der rechteckimpulsförmigen Bezugsspannung. Die Schaltungsparameter sollen so gewählt werden, daß bei allen im Betrieb zu erwartenden Eingangssignalamplituden eine rechteckförmige Ausgangsspannung gewährleistet ist. Die am Ausgang des Transistors 31 auftretende Bezugsspannung, die dieselbe Frequenz hat wie die Eingangsspannung, wird den Emittern 36, 37 der Transistoren 16 bzw. 17 gleichphasig mit solcher Polarität zugeführt, daß es die beiden Transistoren gleichzeitig leitend zu machen strebt.
  • Betrachtet man die Betriebsbedingungen zur Zeit Tl, so sieht man, daß der Transistor nicht leitet, da zu diesem Zeitpunkt an der Basis 14 des Transistors ein posivites Signal liegt. Im Transistor 16 fließt also auch dann kein nennenswerter Strom, wenn dem Emitter 36 ein in Flußrichtung gepolter Rechteckimpuls 42 vom Transistor 31 zugeführt wird. Der Transistor 17 leitet jedoch zur Zeit T 1, daß sowohl die Basis 15 als auch der Emitter 37 so vorgespannt sind, daß ein Stromfluß möglich ist. Im Zeitpunkt Tl fließt also ein Strom von der Betriebsspannungsquelle B - über den Arbeitswiderstand 21, den Kollektor 19, den Emitter 37 und den Transistor 31 nach Masse.
  • Zur Zeit T2 wird der Transistor 31 durch das vom Resonanzkreis 26, 27 zugeführte Signal gesperrt und an den Emittern 36, 37 der Transistoren 16 bzw. 17 tritt dann eine negative Spannung auf. Zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 sind daher beide Transistoren 16, 17 gesperrt. Im Zeitpunkt T3 nehmen die Emitter36, 37 wieder Erdpotential an, so daß die Transistoren 16, 17 wieder leiten könnten. Der Transistor 17 ist zu diesem Zeitpunkt jedoch durch die positive Eingangsspannung an seiner Basis 15 gesperrt, wie die Kurve 41 zeigt. Der Transistor 16 kann andererseits zur Zeit T3 leiten, da die an seiner Basis liegende Spannung40 gerade negativ ist. Die in den Transistoren 16, 17 und den zugehörigen Arbeitswiderständen 20 bzw. 21 fließenden Ströme sind in F i g. 2 durch die schraffierten Rechtecke 44 bzw. 45 dargestellt. Bei der den Spannungen 40, 41, 42 und den Strömen 44, 45 entsprechenden Phasenlage leiten die Transistoren 16, 17 also abwechselnd, und die Ausgangsspannung 46 ist praktisch Null, da die abwechselnd an den beiden Arbeitswiderständen 20, 21 abfallenden Spannungen entgegengesetztes Vorzeichen und gleiche mittlere Amplituden haben. Solange die Frequenz der von der Signalquelle 10 gelieferten Wechselspannung also gleich der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises 26, 27 ist, ist die Ausgangsspannung an den Klemmen 24, 25 gleich Null, das Ausgangssignal wird auch durch Amplitudenschwankungen des Eingangssignals nicht beeinflußt. Sobald sich jedoch die Eingangsfrequenz merklich ändert, tritt an den Ausgangsklemmen des Diskriminators eine der Frequenzabweichung entsprechende Ausgangsspannung auf. Die Grenzen des Frequenzhubes, die der Diskriminator noch verarbeiten kann, entsprechen der Frequenzabweichung, bei der die Phasenverschiebung am Punkt 28 des Resonanzkreises 26, 27 in bezug auf die Eingangsschwingung 901' ist. Bei einer solchen Phasenverschiebung entspricht die vom Transistor 31 erzeugte rechteckimpulsförmige Bezugsspannung der in F i g. 2 gestrichelt dargestellten Kurve 50. Bei dieser Phasenlage der Bezugsspannung 50 fällt diese nun zu keinem Zeitpunkt mehr mit den negativen Halbwellen der an der Basis des Transistors 16 liegenden Eingangsspannung 40 zusammen, so daß der Transistor 16 nicht mehr leitend wird und im Arbeitskreis 20 daher auch kein Strom fließt. Der Transistor 17 kann dagegen während jeder negativen Halbwelle der seiner Basis 15 zugeführten Eingangsspannung 41 leiten. Die rechteckförmige Ausgangsspannung am Arbeitswiderstand 21 hat dann den durch die Kurve 53 (F i g. 2) dargestellten Verlauf, während die Ausgangsspannung am Arbeitswiderstand 20 praktisch gleich Null ist, was durch die gestrichelte Linie 52 angedeutet ist. Die mittlere Ausgangsspannung an den Klemmen 24, 25 ist daher nicht länger Null und entspricht der gestrichelten Linie 54. Bei einer Phasenverschiebung gleichen Betrages, jedoch entgegengesetzten Vorzeichens, kehren sich die Verhältnisse genau um, und es tritt eine Ausgangsspannung entsprechend der gestrichelten Linie 55 auf.
  • Das in F i g. 3 dargestellte Diagramm zeigt die Ab- hängigkeit der längs der Ordinate aufgetragenen Amplitude der Ausgangsspannung an den Klemmen 24, 25 von der Frequenz der am Transformator 12 liegenden hochfrequenten Eingangsspannung dar. Zwischen den Punkten 56, 57 besteht ein praktisch linearer Zusammenhang zwischen der Abweichung der Frequenz des Eingangssignals von der Mittelfrequenz 62 und der Amplitude des Ausgangssignals. Die maximale Amplitude des Ausgangssignals ist in beiden Polaritäten ungefähr gleich der Hälfte der Betriebsspannung B-. Bei einer rein Ohmschen Last ist daher das mittlere Ausgangssignal an den einzelnen Arbeitswiderständen 20, 21 ungefähr gleich einem Viertel der Betriebsspannung; die Amplitude des Ausgangssignals kann durch die Parallelkondensatoren 22 bzw. 23 bis auf etwa die Hälfte der Betriebsspannung erhöht werden. Zur Begrenzung des Kollektorstromes der Transistoren 15, 17 müssen diesen Kondensatoren 22, 23 jedoch Strombegrenzungswiderstände 38 bzw. 39 in Reihe geschaltet werden. Wenn der Verbraucher auf den Mittelwert der an den Widerständen 20, 21 abfallenden Spannunganspricht, wie es beispielsweise bei einem Meßinstrument, Relais od. dgl. der Fall ist, können die Kondensatoren 22, 23, die Strombegrenzungswiderstände 38, 39 und der Siebkondensator 43 gegebenenfalls entfallen.
  • Die dem Punkt 62 entsprechende Mittelfrequenz kann mittels des Kondensators 27 oder gegebenenfalls einer Veränderung der Induktivität26 abgeglichen werden. Die Steilheit der Diskriminatorkennlinie zwischen den Punkten 56, 57 (F i g. 3) und damit der maximale Frequenzhub bzw. die Empfindlichkeit können durch Änderung der Güte des Resonanzkreises 26, 27 beeinflußt werden. Bei höherer Güte (Induktivität/Kapazität) wird die Kentilinie steiler und entspricht dann beispielsweise der gestrichelten Geraden 60, während sich bei einer Güteverringerung eine flachere Kennlinie 61 ergibt.
  • Die in F i g. 1 dargestellte symmetrische Diskriminatorschaltung ist von Natur aus selbstbegrenzend und unempfindlich gegen Oberwellen und Änderungen der Transistorkennlinien.
  • F i g. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die in vieler Hinsicht der an Hand von F i g. 1 erläuterten Ausführungsform entspricht, so daß auch für entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im folgenden wird daher nur auf die Merkmale näher eingegangen, in denen sich das in F i g. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel von dem der F i g. 1 unterscheidet.
  • Bei der in F i g. 4 dargestellten Schaltungsanordnung wird die an der Klemme 28 auftretende Wechselspannung veränderlicher Phasenlage ebenfalls der Basis 80 eines Transistors 81 zugeführt, dessen Emitter-Kollektor-Strecke 82-83 jedoch direkt in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke der Transistoren 16, 17 geschaltet ist. Der Mittelabgriff der Sekundärwicklung 13 ist bei F i g. 4 nicht mit Masse sondern mit den Emittern 36, 37 und dem Kollektor 83 des Transistors 81 verbunden.
  • Der Transistor 81 kann selbstverständlich auch in gleicher Weise in die Stromzuführungsleitung zwischen den Arbeitswiderständen und der Betriebsspannungsquelle geschaltet sein, der Mittelabgriff der Sekundärwicklung 13 und die Emitter 36, 37 werden geerdet.
  • Auch das in F i g. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist von Natur aus selbstbegrenzend, und seine Arbeitsweise ist praktisch unabhängig von den Parametern der verwendeten Transistoren und vom Oberwellengehalt der Eingangsspannung, da alle Transistoren rechteck-förmige Ausgangsspannungen liefern.
  • F i 1-1. 5 zeigt nähere Einzelheiten einer praktischen Ausführungsforin der Erfindung, die im Prinzip dem vereinfachten Schaltbild der F i g. 1 entspricht. Die von einer Quelle 10 gelieferte frequenzmodulierte Eingangsspannung wird wieder der Primärwich-lung 11 eines Transformators 12 mit den Sek-undärwicklungen 13, 29 zugeführt. Das eine Ende der Wicklung 13 ist über einen Widerstand 202 mit der Basis 204 des ersten Transistors 206 verbunden, während das andere Ende der Wicklung 13 über einen Widerstand 203 an die Basis 205 des zweiten Transistors 207 angeschlossen ist. Der Kollektor 208 des Transistors 206 ist über einen ersten Arbeitswiderstand 210 an eine Gleichspannungsquelle B - angeschlossen, mit der der Kollektor 209 des Transistors 207 über einen zweiten Arbeitswiderstand 211 verbunden ist. Wie bei F i g. 1 sind die Kollektoren 208, 209 mit Ausgangssklemmen 214, 215 gekoppelt, hier ist jedoch zwischen die Kollektoren 208, 209 noch ein Filter geschaltet, das zwei Widerstände 216, 217, die in Reihe vor die Ausgangsklemmen geschaltet sind, und einen parallel zu den Ausgangsklemmen liegenden Kondensator 218 enthält. Die Widerstände 216, 217 sind hier nötig, da bei einer rein kapazitiven Kollektorbelastung kein rechteckförmiger Ausgangsstrom gewährleistet wäre und die Arbeitsweise der Schaltung dann von den Transistorparametern abhängen würde.
  • Zum Erzeugen der rechteckimpulsförmigen Bezugsspannung ist die zweite Sekundärwicklung 29 wieder mit einem Serienresonanzkreis verbunden, der hier aus einer veränderlichen Induktivität 226 und einem Kondensator 227 besteht, deren gemeinsame Klemme 228 an die Basis 230 eines Transistors 231 angeschlossen ist, der zur ersten Stufe eines Bezugsspannungsverstärkers 232 gehört. Der Emitter 233 des Transistors 231 ist über einen Kopplungstransformator 235 an die Basis 236 eines Transistors 237 angeschlossen, der zur zweiten Stufe des Verstärkers 232 gehört. Der Kollektor 242 des Transistors 231 ist über einen Widerstand 244 mit dem negativen Pol B - der Betriebsspannungsquelle verbunden und für Signale der Eingangsfrequenz durch einen Kondensator 245 gegen Masse verblockt. Der Widerstand 244 bildet einen Teil eines Spannungsteilers, zu dem außerdem noch zwei in Reihe geschaltete Widerstände 246, 248 gehören, die zwischen den Kollektor 242 und Masse geschaltet sind. Der Verbindungspunkt der Widerstände 246, 247 ist mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung 29 und außerdem über einen Kondensator 248 mit Masse verbunden.
  • Der Emitter 253 des Transistors 237 liegt an Masse. Der Kollektor 256 ist mit den Emittern 258, 259 der beiden Diskriminatortransistoren 206 bzw. 207 und außerdem mit einem Spannungsteiler verbunden, der aus zwei Widerständen 255, 257 besteht, die zwischen B- und Masse geschaltet sind.
  • Die Arbeitsweise der in F i g. 5 dargestellten Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen der oben erläuterten Arbeitsweise der F i g. 1. Die in der Wicklung 13 des Eingangstransformators 12 induzierte frequenzmodulierte Eingangsspannung wird den Basiselektroden 204, 205 der Transistoren 206 bzw. 207 im Gegentakt zugeführt. Die Widerstände 202, 203 im Eingangskreis der Transistoren 206 bzw. 207 sind verhältnismäßig groß, so daß die Transistoren ein Eincrangssignal verhältnismäßig konstanten Stromes erhalten. Wie bei dem eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel reicht jedoch die den Basiselektroden der beiden Transistoren zugeführte Wechselspannung nicht aus, um sie in den leitenden Zustand auszusteuern, da den Emittern der beiden Transistoren normalerweise vom Spannungsteiler 255, 257 eine Sperrspannung zugeführt wird.
  • Die in der zweiten Wicklung 29 des Eingangstransformators 12 induzierte Spannung gelangt über den frequenzempfindlichen Phasenschieber 226, 227 zum Verstärker 232 und läßt im Kollektorkreis des Transistors 237 eine rechteckimpulsförmige Bezugsspannung entstehen, die den Emittern 258, 259 der Transistoren 206, 207 zugeführt wird, und diese wie an Hand von F i 2 und 3 beschrieben wurde, arbeiten läßt.
  • Die in F i g. 5 dargestellte Schaltungsanordnung, kann mit folgenden Bauelementen aufgebaut werden-
    Widerstände
    202,203 ........ 3,3 kOhm
    210,211 ........ 2,2 kOhm
    216,217 ........ 3,3 kOhm
    244 ............. 1,5 kOhm
    246,247 ........ 10 kOhm
    255 ............. 4,7 kOhm
    257 ............ 22kOhm
    Kondensatoren
    218 ............. 0,25 #tF
    245,248 ........ 25 #t17
    Induktivitäten
    226 ............. 0,5 bis 1,5 mH
    Spannungsquelle
    B . ............ - 45 V Geichspannung.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Phasendiskriminator mit zwei Transistoren, denen eine zu demodulierende hochfrequente Wechselspannung gegenphasig und eine Bezugsspannung gleichphasig derart zugeführt sind, daß die von der Frequenz der Eingangsspannung abhängige Phasendifferenz zwischen Signal- und Bezugsspannung bei Nennfrequenz 900 beträgt, und mit an die Transistoren angeschlossenen Ausgangskreisen, die derart in Reihe geschaltet sind, daß sich die in ihnen entstehenden Ausgangssignale subtrahieren und der Mittelwert des kombinierten Ausgangssignals Null ist, wenn die Transistoren Ausgangssignale gleicher Amplitude liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der in an sich bekannter Weise rechteckimpulsförmigen Bezugspannung so bemessen ist, daß die Transistoren gerade noch nicht leiten und erst durch eine Eingangsspannung entsprechender Polarität stromführend werden und daß die Arbeitswiderstände in den Kollektorstromkreisen der Transistoren so bemessen sind, daß schon bei relativ kleinen Amplituden der Eingangsspannung eine Begrenzung der Ausgangsspannung infolge Sättigung der Transistoren eintritt.
  2. 2. Phasendiskriminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Basiselektroden der Transistoren (206, 207) und dem Eingangskreis (13) Strombegrenzungswiderstände (202, 203) geschaltet sind. 3. Phasendiskriminator nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Arbeitswiderständen (150, 151) der Transistoren jeweils ein mit einem Widerstand in Reihe geschalteter Kondensator (152, 154 bzw. 153, 155) parallel geschaltet ist. 4. Verwendung des Phasendiskriminators nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Frequenzdiskriminator, dem als Bezugsspannung die Eingangsspannung über einen als Verstärker und Begrenzer arbeitenden Transistor und einen auf die Trägerfrequenz der Eingangsspannung abgestimmten Resonanzkreis zugeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 662 107, 936 525; schweizerische Patentschrift Nr. 234 266; »Electronics«, Februar 1954, S. 188 bis 192; »Electronie Engineering«, März 1957, S. 140, 141; »Philips Telecommunication Review«, Juni 1958, S. 182; »Wireless World«, Juli 1958, S. 304 bis 306; »Zeitschrift für Instrumentenkunde«, 1960, Heft 4, S. 76 bis 81; Henkler: »Anwendung der Modulatoren beim Trägerfrequenzfernsprechen auf Leitungen«, Leipzig, 1948,S.11.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE662107C (de) * 1933-12-27 1938-07-05 Rca Corp Einrichtung zur Demodulation phasen- oder frequenzmodulierter Schwingungen
CH234266A (fr) * 1938-05-21 1944-09-15 Bell Telephone Mfg Verfahren zum Empfangen einer mit Signalen frequenzmodulierten Trägerwelle und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
DE936525C (de) * 1950-03-07 1955-12-15 Schomandl K G Herstellung Wiss Anordnung zur stoerungsfreien Ableitung elektrischer Spannungen an raeumlich ausgedehnten Messobjekten

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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