DE1237625B - Zweistufiger Transistorverstaerker mit in weiten Bereichen regelbarer Verstaerkung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int.Cl.:

H03f

Deutsche KL: 21 a2-18/08

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C 36245 VIII a/21 a2

28. Juni 1965

30. März 1967

Die Erfindung betrifft einen zweistufigen Transistorverstärker mit in weiten Bereichen regelbarer Verstärkung, der einen Eingangstransistor in Emitterschaltung und einen mit diesem gleichstromgekoppelten Ausgangstransistor in Basisschaltung aufweist, wobei der Kollektor des ersten Transistors direkt mit der Anode einer Diode verbunden ist, an deren Kathode eine Regelgleichspannung angelegt ist.

Es ist bereits ein regelbarer zweistufiger, gleichstromgekoppelter Transistorverstärker bekannt, der ao aus einer Eingangsstufe in Emitterschaltung und aus einer Ausgangsstufe in Basisschaltung sowie einer Diode parallel zur Eingangsstrecke der geregelten Stufe besteht. Der bekannte Transistorverstärker hat jedoch den Nachteil, daß die Ausgangsbelastung der ersten Stufe nicht in der erwünschten Weise konstant ist. Dadurch ist die Verstärkungsregelung der bekannten Schaltung auf etwa 30 bis 40 db beschränkt.

Es ist auch schon bekannt, zwischen die einzelnen Verstärkerstufen eines Transistorverstärkers zwecks Verstärkungsregelung einen regelbaren Dämpfungsvierpol zu schalten, welcher zwei Dioden aufweist, von denen eine in Reihe mit den Transistoren, die andere parallel dazu geschaltet ist. Bei dieser bekannten Schaltung sind jedoch zwischen die Diodenanordnung und die Transistoren Kondensatoren eingeschaltet, und es sind zwei Vorspannungen, von denen wenigstens eine regelbar sein muß, erforderlich, damit die Dioden in der entsprechenden Weise arbeiten. Die Einschaltung einer weiteren Diode erfordert also bei der bekannten Schaltung zusätzliche Schaltmittel und -maßnahmen, so daß eine nicht unerhebliche Komplizierung der Gesamtschaltung die Folge ist.

Ziel der Erfindung ist ein zweistufiger Transistorverstärker der eingangs genannten Gattung, bei dem durch eine sehr einfache und nur mit geringem Aufwand verbundene Schaltungsmaßnahme eine wesentliche Erweiterung des Verstärkungsbereiches erzielt wird.

_t Hierzu sieht die Erfindung vor, daß bei dem zweistufigen Transistorverstärker der eingangs genannten Gattung die Anode der Diode in an sich bekannter Weise direkt an die Anode einer zweiten Diode angeschlossen ist, deren Kathode direkt mit dem Emitter des Ausgangstransistors verbunden ist. Durch diese Ausbildung kann der Verstärkungsregelbereich bis auf 60 db ausgedehnt werden. Die Anordnung erfordert nur eine Regelspannung und außer der zusätzlichen Diode keine weiteren Schaltmittel.

Im Fall der Anwendung des erfindungsgemäßen Transistorverstärkers bei einem mehrstufigen Ver-Zweistufiger Transistorverstärker mit in weiten
Bereichen regelbarer Verstärkung

Anmelder:

Compagnie Generale d'Electricite, Paris

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs

und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,

Patentanwälte, München 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:

Albert Burgert,

Arcueil, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 31. Juli 1964 (983 913)

stärker kann eine automatische Verstärkungsregelung dadurch erzielt werden, daß als Regelgleichspannung eine am Verstärkerausgang gewonnene, gleichgerichtete Spannung verwendet ist.

Weiter kann eine automatische Verstärkungsregelung dadurch herbeigeführt werden, daß die Regelgleichspannung einen festen Wert hat und daß an die Basis des Ausgangstransistors, dessen Emitter direkt mit der Kathode der zweiten Diode verbunden ist, eine am Verstärkerausgang gewonnene Verstärkungsregelspannung angelegt ist.

Um darüber hinaus noch eine Einstellung des Verstärkungsregelungsgrades zu ermöglichen, kann die Verstärkungsregelspannung einen regelbaren Gleichspannungsteil umfassen.

Die vorstehenden Polungsangaben der Dioden und Transistoren beziehen sich auf pnp-Transistoren. Bei npn-Transistoren sind die Dioden in entgegengesetztem Sinn zu polen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines zweistufigen Transistorverstärkers gemäß der Erfindung und

Fig.2 einen Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung, bei dem ein zweistufiger Transistorverstärker gemäß der Erfindung verwendet ist.

Nach F i g. 1 speist eine Stromquelle 1 einen Eingangskreis 2, der beispielsweise einen abgestimmten und durch einen Widerstand nebengeschlossenen

709 547/279

Claims (2)

Sperrkreis umfaßt und über einen Kondensator 3 an einen Transistor 4 in Emittergrundschaltung angeschlossen ist, dessen Basis 42 aus einer Quelle S über Widerstände 6 und 7 vorgespannt ist und dessen Emitter 41 über ein .RC-Glied 8, 9 zur Masse zurückgeführt ist. Der Kollektor 43 des Transistors 4 ist über eine Diode 15 mit dem Emitter 51 des in Basisgrundschaltung angeordneten Transistors 5 verbunden. Die Basis 52 dieses Transistors ist über Widerstände 10, 12, vorgespannt und durch den Kondensator 11 entkoppelt. Der Kollektor 53 des Transistors 3 ist durch einen Ausgangskreis 13 belastet, der beispielsweise aus einem abgestimmten und durch einen Widerstand nebengeschlossenen Sperrkreis gebildet ist. Eine zweite Diode 14 ist zwischen den Kollektor 43 und über eine Drossel 17 an eine von der Klemme 19 gespeiste, veränderliche Gleichvorspannungsquelle 18 (z. B. Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung) geschaltet, wobei ein Kondensator 16 der Entkopplung dient. Der Kollektor 43 des Transistors 4 speist also in die Eingangsimpedanz des in Basisschaltung angeordneten Transistors 5 gegen Erde. Diese Impedanz ist bekanntlich außerordentlich gering und in der Größenordnung von einigen zehn Ohm, so daß der Transistor 4 praktisch im Kurzschluß arbeitet. Dagegen ist die Ausgangsimpedanz eines Transistors in Basisgrundschaltung bekanntlich sehr groß, so daß der Ausgangskreis 13 praktisch einen Kurz-Schluß für den Transistor 5 darstellt. Nachstehend werden die Spannungs- und Stromwerte aufgeführt, die in den beiden Extremfällen (a) und (b) an den verschiedenen Punkten der Verstärkerschaltung auftreten. Man bezeichnet mit V 42 usw. ... die Gleichspannung an der Elektrode 42 usw. ... Der Punkt 20 ist der gemeinsame Punkt zwischen der Diode 14 und der Drossel 17. Es wird eine Spannung der Spannungsquelle S von 24VoIt angenommen. Der von dem Kollektor 53 abgegebene ao Strom hat den Wert Z1, der von der Diode 14 abgezweigte Strom den Wert i2. V42V 41V 43+6,9 +5,3V 51VSlhk(a) (b)+ 12 + 12+ 12,3 + 12,3+6,8 +5,8+ 6,3 +5,9+6 + 6I 00 / Im Fall(a) erreicht der vom Kollektor 53 abgegebene Strom einen Maximalwert 7. Das ist der Betrieb mit der höchsten Verstärkung. Im Fall (b) wird der gesamte Strom / in die Diode 14 abgezweigt. Der Transistor 5 ist gesperrt, sein Strom ist gleich Null, und seine Verstärkung ist im Prinzip Null. Außerdem sperrt die Diode 15 und verstärkt die Sperrung des Wechselstromes zum Transistor 5, indem sie die Belastung des Transistors 4 konstant hält. In der Praxis lassen sich mit der Schaltung gemäß der Erfindung Veränderungen der Verstärkung erzielen, die 60 db erreichen. Die Veränderungen der Transistorparameter wirken sich nicht auf die Eingangs- und Ausgangskreise aus, denn einerseits arbeitet der Eingangstransistor bei konstantem Strom bzw. bei konstanter Belastung und ist somit keiner Veränderung ausgesetzt; andererseits arbeitet der Ausgangstransistor praktisch im Kurzschluß, so daß seine Veränderungen keine Auswirkung auf den Ausgangskreis haben. In F i g. 2 haben die Zahlen 1 bis 9,13 bis 15 und 20 die gleiche Bedeutung wie die Zahlen in Fi g. 1. Der Punkt 20 wird einer festen Vorspannung durch das Zusammenwirken eines Widerstandes 21 und einer Zenerdiode22 ausgesetzt. 23 stellt eine oder mehrere andere Verstärkerstufen dar, die sich eventuell an die zur Diskussion stehende Stufe anschließen. 24 ist ein vom Ausgangssignal des Verstärkers gesteuerter Detektorkreis, der eine Spannung zur automatichen Verstärkungsregelung liefert, die an die Basis des Transistors 5 über ein i?C-Glied 26 mit Zeitkonstante angelegt ist. Der Detektorkreis 24 ist mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers 25 verbunden, das an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist. Das Auftreten einer anwachsenden, positiven Spannung an der Basis des Transistors 5 vermindert den Strom des Transistors 5 mehr und mehr und polarisiert gleichzeitig die Diode 15 in umgekehrtem Sinn. Man erzielt also den gleichen Effekt wie bei der Schaltung nach Fig. 1, nur daß der Transistors gemäß Fig.2 gleichzeitig als Wechselstromverstärker mit veränderlicher Verstärkung und als Verstärker der Spannung für die automatische Verstärkungsregelung wirkt. Durch die Einstellung des Schleifkontaktes des Potentiometers 25 läßt sich ein Schwellenwert festlegen, von dem ab das Ausgangsniveau bei anwachsenden Eingangssignalen annähernd konstant bleibt. Bei den Eingangssignalen, die unter diesem Schwellenwert liegen, verändert sich das Ausgangsniveau im Verhältnis zum Eingangssignal. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die vorstehenden Zahlenwerte lediglich beispielhaften Charakter haben und daß man auch beliebige andere Werte einsetzen könnte, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Patentansprüche:

1. Zweistufiger Transistorverstärker mit in weiten Bereichen regelbarer Verstärkung, der einen Eingangstransistor in Emitterschaltung und einen mit diesem gleichstromgekoppelten Ausgangstransistor in Basisschaltung aufweist, wobei der Kollektor des ersten Transistors direkt mit der Anode einer Diode verbunden ist, an deren Kathode eine Regelgleichspannung angelegt ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Anode der Diode (14) in an sich bekannter Weise direkt an die Anode einer zweiten Diode (15) angeschlossen ist, deren Kathode direkt mit dem Emitter (51) des Ausgangstransistors (5) verbunden ist.

2. Verstärker nach Anspruch 1, an den sich weitere Verstärkungsstufen anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelgleichspannung eine