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Doppelgegentaktmodulator zur Amplitudenmodulation mit vier Transistoren
Die Erfindung betrifft einen Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren gleichen
Leitfähigkeitstyps, bei dem zwei Eingangsübertrager als Symmetrieübertrager mit
je einer Symmetriewicklung als Sekundärwicklung und ein Ausgangsübertrager als Symmetrieübertrager
mit einer Symmetriewicklung als Primärwicklung ausgebildet sind.
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Es sind verschiedene Modulatoren zur Modulation einer Trägerschwingung
durch ein Signal bekannt. Bei der Umsetzung eines solchen Signals, das beispielsweise
in der Trägerfrequenztechnik ein Nachrichtenband mit einer Vielzahl von modulierenden
Einzelschwingungen umfaßt, treten im allgemeinen außer den gewünschten auch unerwünschte
Modulationsprodukte auf, von denen je nach Modulatorschaltung ein Teil unterdrückt
werden kann.
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Bei verschiedenen bekannten Doppelgegentaktmodulatoren werden z. B.
Kombinationsfrequenzen von der Form p ü) ± q P, bei denen p
und q nicht gleichzeitig ungerade sind, weitgehend unterdrückt. Durch diese
Beseitigung unerwünschter Modulationsprodukte kann man vermeiden, daß gewisse Kombinationsfrequenzen
in das bei der Modulation entstehende, umgesetzte Nachrichtenband fallen. Außerdem
läßt sich der Aufwand an Filtermitteln zur Aussiebung des umgesetzten Nachrichtenbandes
bei solchen Modulatorschaltungen erheblich verringern.
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Während die Linearität von Modulatoren mit passiven nichtlinearen
Elementen vielfach durch eine unerwünschte Steuerung der nichtlinearen Elemente
vom Ausgang her beeinträchtigt werden kann, haben solche Modulatoren, die verstärkende
Transistoren als nichtlineare Elemente enthalten, im allgemeinen den Vorteil, daß
sie eine hohe Rückwirkungsfreiheit aufweisen. Es ist jedoch schwierig, bei derartigen
bekannten Doppelgegentaktmodulatoren Transistoren zu verwenden, bei denen das Gehäuse
mit dem Kollektor elektrisch verbunden ist. Dies ist beispielsweise bei einer großen
Zahl von Siliziumtransis.toren der Fall, die besonders unempfindlich gegen hohe
Betriebstemperaturen sind, sich aber in bekannten Doppelgegentaktmodulatoren nicht
ohne weiteres verwenden lassen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verstärkenden Doppelgegentaktmodulator
hoher Linearität zu schaffen, bei dem Transistoren verwendbar sind, deren Gehäuse
auf Kollektorpotential liegen.
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Der Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps,
bei dem zwei Eingangsübertrager als Symmetrieübertrager-mit je einer Symmetriewicklung
als Sekundärwicklung und ein Ausgangsübertrager als Symmetrieübertrager mit einer
Symmetriewicklung als Primärwicklung ausgebildet sind, wird gemäß der Erfindung
derart ausgebildet, daß jedes Ende der Primärwicklung des Ausgangsübertragers mit
den Emittern zweier Transistoren eines Transistorenpaares und mit der Mittelanzapfung
der Sekundärwicklung des dem jeweiligen Transistorenpaar zugeordneten Eingangsübertragers
zusammengeschaltet ist, daß die Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ausgangsübertragers
über eine Stromquelle an eine Verbindung der Kollektoren sämtlicher Transistoren
geführt ist und daß die äußeren Anschlüsse der symmetrischen Sekundärwicklungen
der Eingangsübertrager jeweils an einen Basisanschluß der zu ein und demselben Transistorenpaar
gehörenden Transistoren geführt ist und daß eine Eingangsschwingung dem Modulator
über eine Primärwicklung des einen Eingangsübertragers und eine dazu in gleichem
Wicklungssinn in Serie geschaltete weitere Primärwicklung des anderen Eingangsübertragers
und die andere Eingangsschwingung über eine Primärwicklung des einen Eingangsübertragers
und eine dazu in entgegengesetztem Wicklungssinn in Serie liegende weitere Primärwicklung
des anderen Eingangsübertragers zugeführt sind.
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Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit,
bei einem rückwi.rkungsfreien Doppelgegentaktmodulator mit vierTrans.istoren gleichen
Leitfähigkeitstyps die auf Kollektorpötential liegenden Gehäuse der Transistoren
zu erden. Damit können in vorteilhafter Weise Transistoren mit auf Kollektorpotential
liegendem Gehäuse verwendet werden; ohne daß wie in bekannten, verstärkenden Doppelgegentaktmodulatoren
eine Isolation der Gehause
vorgesehen werden müßte. Dadurch wird
bei der Herstellung ari'@Aufwand°"gespart: und die: Betriebssicherheit erhöht. Ein
weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß alle Transistorengehäuse auf dem gleichen
Kühlblech montiert werden können, so daß eine gleichmäßige Erwärmung ä.ller Traiisisfoien
gewährleistet ist:;; Bei der Halterung.,der Transistoren werden dabei zugleich Kapazitäteh
vermieden., .,die. die' Symmetrie der Doppelgegeritaktsclialtung. :stören -können.
Der Doppelgegentaktmodulator kann daher in vorteilhafter Weise mit Leistungstransistoren
üblicher Bauart bei- guter Unterdrückung unerwünschter Modulationsprodukte .und.
großer Linearität aufgebaut werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können ferner ;die:.Basis-:.
und _Emitteranschlüsse aller Transistoren j*eweils miteinander vertauscht werden,
wobei die genannten Vorteile erhalten bleiben.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Figur dargestellten.Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die Figur zeigt einen Doppelgegentaktmodulator, bei dem die Kollektoren
aller Transistoren miteinander verbunden sind. Bei den Übertragern dieses Modulators
sind die Anfänge der Wicklungen jeweils mit einem Punkt bezeichnet.
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Der Doppelgegeütaktmodulator besteht im wesentlichen aus den vier
- Transistoren 1; 2; 3, 4 des gleichen Leitfähigkeitstyps, deren Kollektoren alle
miteinander und. mit einem Pol der Stromquelle 7, einer Gleichstromquelle; verbunden
sind. Die Eingangsübertrager 5 und 6 besitzen je zwei Primärwicklungen und eine
mittelangezapfte Sekundärwicklung: Die Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen
11; 14 dieser Eingangsübertrager 5, 6 sind über die Primärwicklung 15 des Ausgangsübertragers
8 miteinander- verbunden; deren Mittelanzapfung an dem anderen' Pol der. Stromquelle
7 liegt. Die Transistoren 1, 2; 3, 4 werden paarweise mit ihren Basiselektroden
über-die - Sekundärwicklung jeweils eines der beiden Eingangsübertrager 5, 6 miteinander
verbunden; und zwar die Basisanschlüsse der Transistoren 1, 2 über: die"Sekundärwicklung
11 des einen Eitigangsübertragers--5@ und- die Basisanschlüsse der Transistoren
3, 4 über die Sekundärwicklung 14 des anderen Eingangsübertragers
- 6. Die Transistoren eines- der genannten Transistorpaare (Transistoren 1, 2 bzw.
3, 4) sind jeweils mit ihren Emittern paarweise -direkt miteinander und jeweils
mit der Mittelanzapfung. der : zu dem jeweiligen Transistorpaar gehörenden Sekundärwicklung
11 bzw. 14 verbunden, deren Wicklungsenden an den Basisanschlüssen der. selben Transistoren
liegen. Dabei können bei allen, Transistoren 1, 2, 3, 4 jeweils Basis und, Emitter
miteinander vertauscht werden, so daß dann. jeweils die Emitter eines Transistorpaares
an die äußeren Anschlüsse und die miteinander verbundenen Basisanschlüsse an die
Mittelanzapfung einer Sekundärwicklung geführt sind.
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Der Träger mit der Frequenz to kann dem Modulator beispielsweise über
die Serienschaltung aus der Primärwicklung 10 des einen Eingangsübertragers
5
und der weiteren Primärwicklung 12 des anderen Eingangsübertragers
6 zugeführt werden. Das Eingangssignal mit der Frequenz f wird in diesem Fall an
die Primärwicklung 9 des einen Eingangsübertragers 5 und die dazu im entgegengesetzten
Wickelsinn in Serie liegende - weitere Primärwicklung 13 des audereri Eingangsübertragers
6 gelegt: Einen - Ausgang für das Ausgangssignal mit den Frequenzen w
± S2 bilden die Anschlüsse der Sekundärwicklung 16 des Ausgangsübertragers
B. Die beiden Eingänge des Modulators können dabei miteinandet vertauscht werden.
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Legt man an die Serienschaltung der Primärwicklungen 10, 12
der Eingangsübertrager 5, 6 eine Trägerspannung an, so werden abwechselnd
die Transistoren 1, 3 und 2, 4 durchgesteuert. Legt man außerdem an die Primärwicklungen
9, 13 der Eingangsübertrager 5, 6 eine Signalspannung an, so wird, während der Wicklungsanfang
der Primärwicklung 13 positiv gegen das Wicklungsende ist, die Aussteuerung des
Transistors 2 verringert und die des Transistors 4 vergrößert, so daß von beiden
Kollektorströmen der Kollektorstrom 'des Transistors 4 überwiegt und an der Sekundärwicklung
16 des Ausgangsübertragers 8 ein Ausgangssignal entsteht, bei dem der Wicklungsanfang
der Sekundärwicklung 16 während des betrachteten Zeitraumes positiv ist.
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Demgegenüber wird während einer Trägerhalb= welle entgegengesetzter
Polarität die Aussteuerung des Transistors 1 vergrößert und die des Transistors
3 geschwächt. Da hierbei von beiden Kollektorströmen der Kollektorstrom des Transistors
1 überwiegt; wird das Wicklungsende der Sekundärwicklung 16 nunmehr positiv, d.
h., die Ausgangsspannung des Modulators wird im Takt der Trägerfrequenz umgepolt.
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In einer anderen Betriebsweise des Modulators, bei der die Trägerspannung
den Primärwicklungen 9 und 13 zugeführt wird, steuert jeweils eine Halbwelle des
Trägers die Transistoren 1, 4 und die andere Halbwelle die Transistoren 2, 3 durch.
Während einer Trägerhalbwelle seien gerade die Transistoren 1 und 4 durchgesteuert.
Eine Halbwelle eines an den Primärwicklungen 10 und 12 liegenden Signals,
bei der der Wicklungsanfang der Primärwicklung 10
gegenüber dem Wicklungsende
positiv ist, schwächt die Aussteuerung- des Transistors 1 und vergrößert die Aussteuerung
des Transistors 4, so daß der Wicklungsanfang der Sekundärwicklung 16 des Aus gangsübertragers
8, bedingt durch das nunmehr anliegende Ausgangssignal, gegenüber dem Wicklungsende
positiv ist. Sind dagegen in der darauffolgenden Halbwelle des Trägers - die Transistoren
2 und 3 durchgesteuert, so überwiegt bei derselben Polarität des Eingangssignals
der Kollektorstrom des Transistors 2 gegenüber- dem des Transistors 3, wodurch eine
Ausgangsspannung entsteht, bei der der Wicklungsanfang der Sekundärwicklung 16 gegenüber
dem Wicklungsende negativ-ist. Auch bei dieser Betriebsweise wird also die Ausgangsspannung
des Modulators im Takte der Trägerfrequenz u) umgepolt. Bei dem Modulator werden
dabei auf Grund der Doppelgegentaktanordnung alle Modulationsprodukte von der Form
p a) ± q n, bei denen p und q
nicht gleichzeitig ungerade
sind, unterdrückt.