DE1261166B - Elektronische Schaltanordnung fuer Hochfrequenzsignale mit mindestens einem Transistor - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/18

Nummer: 1261166

Aktenzeichen: N 27224 VIII a/21 al

Anmeldetag: 21. August 1965

Auslegetag: 15. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltanordnung für Hochfrequenzsignale mit mindestens einem Transistor, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in einen ersten der Leiter eines zu erhaltenden Übertragungsweges eingefügt ist und zwischen dessen Basis und den zweiten Leiter des Übertragungsweges über eine hohe Impedanz Steuersignale zum Schalten des Übertragungsweges eingegeben werden, wobei wenigstens der Emitter des Transistors gleichstrommäßig über ein Querelement mit dem zweiten Leiter des Übertragungsweges verbunden ist.

Solche Anordnungen sind unter anderem aus der USA.-Patentschrift 2 935 623 bekannt. Bei hohen Frequenzen, z. B. bei der Frequenz von 11,096 MHz, die bei einer Fernmeldeanlage als quartäre Gruppenpilotfrequenz Verwendung findet, treten Schwierigkeiten dadurch auf, daß im nichtleitenden Zustand der Anordnung die Übertragungsdämpfung unzureichend ist. Diese unzureichende Dämpfung ist den Transistorkapazitäten zuzuschreiben und bringt den weiteren Nachteil mit sich, daß bei Verwendung mehrerer Schaltanordnungen vom erwähnten Typ mit einem gemeinsamen Ausgang Abweichungen von den gewünschten Eingangs- und Ausgangsimpedanzen auftreten.

Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten durch einen einfachen, aber wirksamen Ausgleich der Wirkung der Transistorkapazität bzw. -kapazitäten zu beseitigen.

Die Anordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Querelement eine erste Induktivität ist, die in Reihe mit einem Ausgleichskondensator zwischen den zweiten Leiter des Übertragungsweges und die Basiselektrode des Transistors geschaltet ist und die derart ausgelegt und bemessen ist, daß über sie Signale mit gleicher Amplitude, aber entgegengesetzter Polarität in bezug auf die über der ersten Induktivität erzeugten Signale erzeugt werden, und daß die über die Emitter-Basis-Eigenkapazität des Transistors die hohe Impedanz durchfließenden Ströme von den über den Ausgleichskondensator zur Basiselektrode des Transistors fließenden Strömen kompensiert werden.

Die erste und die zweite Induktivität bestehen meistens aus einer einzigen ununterbrochenen Wicklung mit einer mit dem zweiten Leiter des Übertragungsweges verbundenen Mittelanzapfung.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer bekannten Schaltanordnung gemäß der USA.-Patentschrift 2 935 623;

Elektronische Schaltanordnung für
Hochfrequenzsignale mit mindestens einem
Transistor

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Jan van den Broeke,
Hilversum (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 26. August 1964 (09 842)

F i g. 2 zeigt das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Schaltanordnung nach der Erfindung;

F i g. 3 zeigt schematisch eine Anlage mit zwei gleichen Anordnungen einer zweiten Ausführungsform;

F i g. 4 ist das Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels.

F i g. 1 ist das Schaltbild einer Schaltanordnung nach F i g. 6 der USA.-Patentschrift 2 935 623. Diese Anordnung enthält einen symmetrischen Transistor 1 vom pnp-Typ,_;-dessen Emitter-Kollektor-Strecke zwischen zwei Kopplungskondensatoren 4 und 5 in den ersten Leiter 2,12 der Leiter 2,12 und 3,13 eines zu schaltenden Übertragungsweges eingefügt ist. Zwischen die Basiselektrode ^dieses Transistors und den zweiten Leiter 3,13 des Übertragungsweges werden Steuersignale zum Schalten dieses Übertragungsweges über eine als Widerstand dargestellte hohe Impedanz6 eingegeben; die Emitter- und Kollektorelektroden des Transistors 1 sind in bezug auf den Gleichstrom über als Ohmsche Widerstände dargestellte Querelemente 7 bzw. 8 mit dem zweiten Leiter 3,13 des Übertragungsweges verbunden.

Wird die Basis des Transistors 1 von dem an die Steuerklemmen 9 angelegten Steuersignal in der Durchlaßrichtung betrieben, so ist die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors leitend, und die

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Übertragung von Signalen, die den Eingangsklemrnen 2, 3 der Vorrichtung zugeführt werden, zu deren Ausgangsklemmen 12,13 ist möglich.

Wird jedoch die Basis des Transistors 1 vom Steuersignal in Sperrichtung geschaltet, wird die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors gesperrt, der Leiter 2,12 des Übertragungsweges unterbrochen und die Übertragung über diesen Weg verhindert. Bei höheren Frequenzen der den Eingangsklemmen 2, 3 zugeführten, zu übertragenden oder zu sperrenden Signale findet dennoch eine mit der Frequenz zunehmende Übertragung statt, und zwar über die Emitter-Basis- und Basis-Kollektor-Kapazitäten des Transistors 1. Diese unerwünschte Teilübertragung kann sehr störend sein, insbesondere bei Fernmeldeanlagen mit mehreren an einen gemeinsamen Ausgang angeschlossenen Schaltungsanordnungen. Gemäß der Erfindung wird diesem Übelstand dadurch auf einfache und wirksame Weise abgeholfen, daß die Wirkung wenigstens einer der erwähnten Transistorkapazitäten ausgeglichen wird.

Beim in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der symmetrische Transistor 1 durch einen üblichen Transistor 11 vom npn-Typ ersetzt.

Gemäß der Erfindung sind die Querwiderstäüde 7 und 8 durch Querinduktivitäten 17 bzw. 18 ersetzt, wobei die Induktivität 17 mit einer zweiten Induktivität 19 gekoppelt ist, die in Reihe mit einem Ausgleichskondensator 10 zwischen den zweiten Leiter 3,13 des Übertragungsweges und die Basiselektrode des Transitors 11 geschaltet ist und über der Signale erzeugt werden, die in bezug auf die über der ersten Induktivität 17 erzeugten Signale die gleiche Amplitude, aber entgegengesetzte Polarität haben. Infolgedessen werden die über die Emitter-Basis-Eigenkapazität des Transitors 11 den hohen Widerstand 6 durchfließenden Ströme von den über den Ausgleichskondensator 10 zur Basiselektrode des Transistors 11 fließenden Strömen ausgeglichen.

Bei einer praktischen Ausführungsform der Schaltanordnung nach F i g. 2, die zwischen zwei zum Übertragen von Signalen mit einer Frequenz von 11,096 MHz bestimmte Hochfrequenzleitungen mit einem Wellenwiderstand von 75 Ω geschaltet war, hatten die Kopplungskondensatoren 4 und 5 eine 45 Kapazität von je 2000 pF und der Ausgleichskondensator 10 eine Kapazität von etwa 3 pF, und die Induktivitäten 17, 18 und 19 betrugen je 10 μΗ. Dabei bestanden die Induktivitäten 17 und 19 aus einer einzigen Wicklung mit Mittelanzapfung. so

Die Betriebsdämpfung bei leitendem Transistor 11 war nur 0,1 db; dagegen konnte die unerwünschte Übertragung bei gesperrtem Transistor 11 durch Einstellen des Ausgleichskondensators 10 auf 72 db herabgesetzt werden.

F i g. 3 zeigt eine Anlage mit zwei gleichen Anordnungen einer zweiten Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung. Bei dieser Anlage haben die Schaltanordnungen getrennte Signalübertragungseingänge 2, 3 bzw. 11, 3' und einen gemeinsamen Signal-Übertragungsausgang 12,13. Dementsprechend haben sie ein gemeinsames Ausgangsquerelement in Form einer Induktivität 18 von z. B. 1 μΗ, einen gemeinsamen Ausgangskopplungskondensator 5 von z. B. pF, gesonderte Eingangskopplungskondensatoren 4 bzw. 4' von je z. B. 2000 pF, gesonderte Eingangsquerelemente in Form von Induktivitäten 17 bzw. 17' von z. B. je 1 μΗ mit zugeordneten zweiten Induktivitäten 19, 19' von gleichfalls je 1 μΗ und gesonderte Ausgleichskondensatoren 10 bzw. 10', deren Kapazität je etwa 3 pF beträgt, wenn z. B. Transistoren 11 und 11' des Typs ASY 27 verwendet werden. Der Unterschied jeder der Schaltungsanordnungen nach F i g. 3 gegenüber derjenigen nach F i g. 2 ist, daß die Eingangs- und Ausgangsquerkreise durch Kondensatoren 21, 21' und 22 auf die zu übertragende Frequenz von z. B. 11,096 MHz abgestimmt sind. Die Kondensatoren 21 und 21' von z. B. je etwa 50 pF sind parallel zur entsprechenden Reihenschaltung der Induktivitäten 17 und 19 bzw. 17' und 19' und der Kondensator 22 von z. B. etwa 206 pF parallel zur Induktivität 18 geschaltet.

Dadurch, daß die Eingangs- und Ausgangsquerkreise als abgestimmte Kreise ausgebildet sind, läßt sich bei fest eingestelltem Ausgangskreis durch Abstimmen jedes Eingangskreises die Ausgangsimpedanz jeder Schaltanordnung getrennt auf einen gewünschten Wert einstellen, der praktisch reell ist, weil der imaginäre Teil dieser Impedanz durch den Ausgleich herausgeregelt wird. Diese Abgleichmöglichkeit ist besonders bei mehreren Schaltungsanordnungen mit gemeinsamem Ausgang wichtig, weil in diesem Fall die Anordnungen einzeln für die minimale Übertragung bei gesperrtem Transistor und auf die gewünschte Impedanz eingestellt werden können.

Das dritte Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 kann zum Steuern eines Übertragungsweges für Vorwärts- und Rückwärtsverkehr Verwendung finden. Ebenso wie die bekannte Anordnung nach F i g. 1 enthält diese Schaltungsanordnung einen symmetrischen Transistor 1 vom pnp-Typ. Außerdem unterscheidet sie sich von der Anordnung nach F i g. 2 dadurch, daß die dritte Induktivität 18 mit einer vierten Induktivität 20 gekoppelt ist, die in Reihe mit einem zweiten Ausgleichskondensator 23 zwischen den zweiten Leiter 3,13 des Übertragungsweges und die Basiselektrode des Transistors 1 geschaltet ist. Über dieser vierten Induktivität 20 werden Signale mit gleicher Amplitude, aber entgegengesetzter Polarität in bezug auf die über der dritten Induktivität 18 erzeugten Signale erzeugt, so daß eine unerwünschte Übertragung über die Eigenkapazitäten des Transistors ausgeglichen wird, gleichgültig, ob ein Eingangssignal den Klemmen 2, 3 oder den Klemmen 12, 13 zugeführt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronische Schaltanordnung für Hochfrequenzsignale mit mindestens einem Transistor, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in den ersten der Leiter eines zu schaltenden Übertragungsweges eingefügt ist und zwischen dessen Basiselektrode und den zweiten Leiter des Übertragungsweges Steuersignale zum Schalten des Übertragungsweges über eine hohe Impedanz eingegeben werden, wobei wenigstens die Emitterelektrode dieses Transistors gleichstrommäßig über ein Querelement mit dem zweiten Leiter des Übertragungsweges verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Querelement eine erste Induktivität ist, die mit einer zweiten Induktivität gekoppelt ist, die in Reihe mit einem Ausgleichskondensator zwischen den zweiten Leiter des Übertragungsweges und die Basiselektrode des Transistors geschaltet ist und die derart ausgelegt und bemessen ist, daß über sie Signale mit gleicher Amplitude, aber entgegengesetzter Polarität in bezug auf die über der ersten Indukti-

vität erzeugten Signale erzeugt werden, und daß die über die Emitter-Basis-Eigenkapazität des Transistors die hohe Impedanz durchfließenden Ströme von den über den Ausgleichskondensator zur Basiselektrode des Transistors fließenden Strömen kompensiert werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Induktivität aus einer einzigen ununterbrochenen Wicklung mit einer mit dem zweiten Leiter des Übertragungsweges verbundenen Mittelanzapfung bestehen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 für Signale mit einer bestimmten Frequenz, bei der die Kollektorelektrode des Transistors gleichstrommäßig über ein zweites Querelement mit dem zweiten Leiter des Übertragungsweges verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses zweite Querelement eine dritte Induktivität ist, die von einem ersten Abstimmkondensator überbrückt ist, mit dem sie einen auf die Signalfrequenz abgestimmten ao Kreis bildet, und daß die Reihenschaltung der ersten und zweiten Induktivität von einem zweiten Abstimmkondensator überbrückt ist, durch den die Eingangsimpedanz der Anordnung auf den erwünschten, praktisch reellen Wert abgestimmt ist.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, zum Steuern eines Übertragungsweges für Vorwärts- und Rückwärtsverkehr, bei der der Transistor ein symmetrischer Transistor ist, dessen beide Emitter-Kollektor-Elektroden gleichstrommäßig über ein erstes und zweites Querelement mit dem zweiten Leiter des Übertragungsweges verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Querelement eine dritte Induktivität ist, die mit einer vierten Induktivität gekoppelt ist, die in Reihe mit einem zweiten Ausgleichskondensator zwischen den zweiten Leiter des Übertragungsweges und die Basiselektrode des Transistors geschaltet ist und über der Signale mit gleicher Amplitude, aber entgegengesetzter Polarität in bezug auf die über der dritten Induktivität erzeugten Signale erzeugt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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