-
Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren Die Erfindung betrifft
einen Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren, bei dem eine Eingangsspannung
einem symmetrischen Eingangsübertrager zugeführt und das Ausgangssignal einem symmetrischen
Ausgangsübertrager entnehmbar ist und bei dem die Transistoren, von denen zwei dem
einen und zwei weitere dem entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angehören, emitterseitig
miteinander verbunden sind.
-
Modulatoren zur Umsetzunc, breiter übertragungsbänder müssen beispielsweise
in Trägerfrequenzübertragungssystemen vielfach hohen Anforderungen an die Linearität
genügen. Aus diesem Grund sollten derartige Modulatoren mit einem möglichst niedrigen
Eingangspegel betrieben werden. Auf der anderen Seite ist man jedoch bestrebt, bei
solchen Modulatoren im Hinblick auf ein möglichst niedriges Grundgeräusch des dem
Modulator folgenden Verstärkers möglichst hohe Ausgangspegel zu erzielen. Deshalb
wirkt sich eine niedrige Seitenbanddämpfung bzw. eine hohe Seitenbandverstärkun-
eines Modulators sowohl im Hinblick auf die Linearität als auch bezüglich des Grundgeräusches
vorteilhaft aus.
-
Es gibt Modulatoren, die passive, nichtlineare Elemente enthalten
und dabei eine verhältnismäßig niedrige Seitenbanddämpfung aufweisen. Wird am Abschluß
solcher Modulatoren ein Teil der Seitenbänder reflektiert, d. h. erneut dem
Modulator zugeführt, so beeinflußt das reflektierte Signal die Steuerung der Nichtlinearitäten,
was eine Vergrößerung des Klirrfaktors zur Folge hat. Bei solchen Modulatoren hat
daher die begrenzte, vielfach nicht ausreichende Rückwirkungsfreiheit einerseits
häufig zur Folge, daß die Einfügung einer weiteren Dämpfung zur Verringerung der
Reflexion nötig wird. Dadurch wird der Seitenbandpegel weiter abgesenkt. Andererseits
muß das dem Modulator folgende Filter für alle Seitenbänder reell angepaßt werden,
so daß sich ein erhöhter Aufwand an Filtermitteln ergibt.
-
Es sind ferner verstärkende Modulatoren mit Transistoren als nichtlineare
Elemente bekannt, bei denen die aeaenseitige Beeinflussung der beiderseitigen Anpassung
vermieden ist. Solche Modulatoren können das Seitenband am Ausgang verstärkt abgeben
und dabei weitgehend rückwirkungsfrei sein. Dies ist besonders im Hinblick auf die
genannten Gesichtspunkte bei der Dimensionierung von Moduilatorschaltungen von Vorteil.
Da mit solchen Modulatoren selbst hohe Anforderungen an die Klirrdämpfung ohne zusätzliche,
zür besseren Anpassung bestimmte Dämpfungsglieder zu erfüllen sind, kann die zwischen
dem Modulatoreingang und dem Modulatorausgang wirksame Seitenbandverstärkung dabei
meist voll ausgenutzt werden.
-
Es gibt Anwendungsfälle, für die derartige bekannte, verstärkende
Doppelgegentaktmodulatoren schwierig zu realisieren sind. Dies ist der Fall, wenn
Nachrichtenbänder mit sehr tiefen Frequenzen und Gleichspannungsanteil umgesetzt
werden sollen, beispielsweise bei der Umsetzung von Videobändern in eine Trägerfrequenzlage.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verstärkenden Doppelgegentaktmodulator
mit einem gleichstroraübertragenden Signaleingang zu schaffen.
-
Der Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren, bei dem eine Eingangsspannung
einem symmetrischen Eingangsübertrager zugeführt und das Ausgangssignal einem symmetrischen
Ausgangsübertrager entnehmbar ist und bei dem die Transistoren, von denen zwei dem
einen und zwei weitere dem entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angehören, emitterseitig
miteinander verbunden sind, wird zur Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung derart
aus-Olebildet, daß die Emitter der Transistoren mit einer Anzapfung einer zwischen
den Abgriffen zweier symmetrischer Primärwicklungen des Ausgangsübertragers eingefügten
Spannungsquelle verbunden sind und zusammen mit der Mittelanzapfung einer Sekundärwicklung
des Eingangsübertragers einen weiteren Modulatoreingang, insbesondere für das Eingangssignal,
bilden und daß die Basisanschlüsse zweier komplementärer Transistoren jeweils miteinander
und mit einem äußeren Anschluß der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers verbunden
und die Kollektoren jeweils der zwei Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps an
derartige äußere Anschlüsse zweier symmetrischer Primärwicklungen des Ausgangsübertra-,gers
geführt sind, daß von den Kollektoren zweier auf der Basisseite miteinander verbundener
Transistoren der eine jeweils an einem Wicklungsanfang der ersten Primärwicklung
und der andere an einem Wicklungsende der weiteren Primärwicklung liegt.
-
Damit ist in vorteilhafter Weise bei einem verstärkenden, rückwirkungsfreien
Doppelgegentaktmodulator
ein Eingangsübertrager eingespart, ohne
daß auf andere Weise ein Gleichstromweg zwischen den Eingangsklemmen geschaffen
werden muß. Dadurch können dem Modulatoreingang sehr breite Nachrichtenbänder zugeführt
werden, ohne daß durch einen Eingangsübertrager ein nachteiliger Frequenzgang erzeugt
wird. Ein weiterer Vorteil ist, daß dabei mit einem verstärkenden Doppelgegentaktmodulator
sehr tiefe Frequenzen und sogar Gleichstrom umgesetzt werden können, da der Modulatoreingang
frei von Gleichstromanteilen ist, die nicht zum Eingangssignal gehören.
-
Die Erfindung wird an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
-
In der Figur ist ein Doppelgegentaktmodulator mit einem übertragerfreien
Signaleingang dargestellt. Dabei sind die Anfänge von übertragerwicklungen durch
einen Punkt bezeichnet.
-
Der Modulator enthält zwei Transistorpaare, von denen jedes aus zwei
komplementären Transistoren 1
und 2 bzw. 3 und 4 besteht, deren Basisanschlüsse
miteinander verbunden sind. Die Emitter aller vier Transistoren 1, 2,
3, 4 sind an einen gemeinsamen Anschlußpunkt geführt, der zusammen mit der
Anzapfung der als Symmetriewicklung ausgebildeten Sekundärwicklung 9 des
Eingangsübertragers 5 den Signaleingang für die Frequenz.Q bildet. Die äußeren
Anschlüsse der Sekundärwicklung 9 des Eingangsübertragers 5 sind jeweils
an die miteinander verbundenen Basisanschlüsse eines Transistorpaares geführt. Der
Ausgangsübertrager 6 besitzt die zwei symmetrischen Primärwicklungen
10 und 11. Die äußeren Anschlüsse der einen Primärwicklung
10 sind jeweils an einen Kollektor der Transistoren 2 bzw. 3 vom
Typ
npn geführt, während die äußeren Anschlüsse der anderen Primärwicklung
11 jeweils an einem Kollektor der Transistoren 1 bzw. 4 vom
Typ npn liegen, wobei der Kollektor des Transistors 1 an einen Wicklungsanfang
und der Kollektor des Transistors 2 an ein Wicklungsende geführt ist. Die Anzapfungen
beider symmetrischer Primärwicklungen 10 und 11 sind über die Spannungsquelle
7 miteinander verbunden, deren Anzapfung an der Emitterverbindung der Transistoren
1, 2, 3, 4 liegt. Die Spannungsquelle 7,
eine symmetrische Gleichspannungsquelle,
liefert die Kollektorversorgungsspannung für die Transistoren 1, 2,
3, 4.
-
Als Eingänge des Modulators dienen die Primärwicklung 8 des
Eingangsübertragers 5 und das aus der Anzapfung seiner Sekundärwicklung
9 und der Emitterverbindung der Transistoren 1, 2, 3 und 4
gebildete Klemmenpaar. Den Modulatorausgang für die Seitenbänder mit den Frequenzen
o) ± _Q stellt die Sekundärwicklung 12 des Ausgangsübertragers
6 dar. Ein an die Primärwicklung 8 des symmetrischen Eingangsübertragers
5 angelegter Träger der Frequenz (o steuert in einer Halbwelle die Transistoren
1 und 3, in der anderen die Transistoren 2 und 4 durch, wobei der
Trägerstrom jeweils über die Serienschaltung der Emitter-Basis-Strecken zweier komplementärer
Transistoren fließt.
-
In der Trägerhalbwelle, während der die Transistoren 1 und
3 durchgesteuert werden, fließt der Gleichstrom vom Pluspol der Spannungsquelle
7
über den zwischen der Anzapfung und dem Wicklungsumfang liegenden Teil der
Primärwicklung 10
des Ausgangsübertragers 6 zum Kollektor des Transistors
3, von dessen Emitter weiter zum Emitter des Transistors 1 und schließlich
vom Kollektor des Transistors 1 über den Wicklungsanfang und die Anzapfung
der weiteren Primärwicklung 11 zum negativen Pol der Spannungsquelle
7 zurück. Der Gleichstromweg für den Kollektorgleichstrom ist also unter
Umgehung des übertragfreien Modulatoreingangs immer über die Kollektor-Emitter-Strecken
zweier Transistoren -eschlossen. Ferner ist der Aus angsüber-C 9
trager während
der betrachteten Trägerhalbwelle nicht gleichstromdurchflutet.
-
Wird nun am übertragerfreien Modulatoreingang ein Signal der Frequenz.Q
angelegt, so bewirkt die Halbwelle dieses Signals, während der die Emitter der Transistoren
1, 2, 3, 4 positiv gegenüber der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung
9 sind, daß der Kollektorstrom des Transistors 1 anwächst und der
des Transistors 3 abnimmt.
-
Während der anderen Halbwelle des Trägers wird der Kollektorstrom
des Transistors 4 bei gleicher Signalpolarität vergrößert und der des Transistors
2 verkleinert, so daß sich eine Umpolung des Ausgangssignals im Takt der Trägerfrequenz
ergibt. Dabei sind am Ausgang auf Grund der Doppelgegentaktanordnung alle Modulationsprodukte
von der Form pw ± q 0, bei denen p und q nicht gleichzeitig
ungerade sind, unterdrückt.