DE1269200B

DE1269200B - Synchrondemodulator fuer modulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen

Info

Publication number: DE1269200B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: John Ober Schroeder
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1963-06-19
Filing date: 1964-06-18
Publication date: 1968-05-30
Also published as: NL6406948A; BR6460084D0; US3246177A; BE649531A; NL150287B; GB1037714A; SE311677B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03d

Deutsche KL: 21 a4 - 29/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 69 200.1-35
18.Juni 1964
30. Mai 1968

Die Erfindung betrifft einen Synchrondemodulator fur modulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen mit einem Transistor mit Eingangselektrode, Ausgangselektrode und gemeinsamer Elektrode sowie mit einer Quelle von zu demodulierenden Schwingungen und einer Arbeitsimpedanz, die zwischen die gemeinsame Elektrode und die Ausgangselektrode geschaltet sind, und einem zwischen Eingangselektrode und gemeinsame Elektrode geschalteten Schaltspannungseingangskreis.

Es ist bekannt, Synchrondemodulatoren mit Transistoren als doppelrichtleitenden Schalterelementen, also elektronischen Schaltern, die im geschlossenen Zustand sowohl Wechselströme als auch Gleichströme beider Fließrichtungen leiten, aufzubauen. Bei einer derartigen bekannten Anordnung der eingangs genannten Art wird als doppelrichtleitendes Schalterelement ein Flächentransistor verwendet, wobei die zu demodulierende Schwingung in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors angelegt und der Basis des Transistors eine Schaltspannung zugeführt wird. Ein dabei auftretendes Problem ist die Verfälschung des Nutzsignals durch die Schaltspannung. Diese Nutzsignalverfälscbung äußert sich in einer am Basis-Emitter-Übergang entwickelten Gleichstromkomponente und einer Wechselstromkomponente, die durch den Nutzsignaleingaugskreis und/oder den Nutzsignalsausgangskreis durchfließende Schaltströme hervorgerufen wird. Außerdem besteht die Gefahr, daß ζ. B. infolge von Temperatureinflüssen die Betriebsspannung von ihrem vorgeschriebenen Wert abwandert, wodurch die Arbeitsweise der Schaltung beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Synchrondemodulator mit Transistor als doppelrichtleitendem Schalterelement zu schaffen, bei dem der Modulationsinhalt der modulierten HF-Schwingung ohne Verfälschung durch das Schaltsignal gewonnen wird und keine durch Betriebsspannungsabwanderung bedingte Störungen auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Synphrondemodulator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein an sich bekannter Feldeffekt-Transistor mit isolierter Steuerelektrode, Abflußelektrode und Quellenelektrode als Eingangselektrode, Ausgangselektrode bzw. gemeinsame Elektrode verwendet wird und daß der Schaltspannungseingangskreis einen zwischen Steuer- und Quellenelektrode des Transistors geschalteten Gleichrichter enthält, der so gepolt ist, daß er in den Zeitabschnitten leitet, in denen die Schaltspannungsschwingung eine solche Polarität hat, daß der Transistor strom-Synchrondemodulator für modulierte
elektrische Hochfrequenzschwingungen

Anmelder:

Radio Corporation of America,

New York, N. Y. (V. St. A.)

ίο Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
8000 München, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

John Ober Schroeder, Trenton, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 19. Juni 1963 (288 945)

führend ist, wobei der Schaltspannungseingang entweder kapazitiv oder ohmisch mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Gleichrichter und der Steuerelektrode des Transistors gekoppelt ist.
Die Anordnung arbeitet so, daß, wenn der Schaltspannungseingang kapazitiv mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Gleichrichter und der Steuerelektrode des Transistors gekoppelt ist, durch die Stromleitung des Gleichrichters der Koppelkondensator auf eine Spannung aufgeladen wird, die den Transistor außer während des Intervalls des Schaltspannungsmaximums in der Einschaltrichtung verriegelt hält, während bei galvanisch angekoppeltem Schaltspannungseingang durch die Stromleitung des Gleichrichters die Steuerelektroden-Quellenspannung während der Einschaltperiode an einen festen Pegel angeklammert wird, wodurch die Linearität der Schaltung verbessert wird. Als Schaltspannung dient z. B. eine Trägerschwingung, deren Phase in bezug auf die zu demodulierende Schwingung so emgestellt ist, daß an der den Ausgang bildenden Arbeitsimpedanz das gewünschte Modulationssignal erhalten wird.

Da der Feldeffekt-Transistor keine Polarisationsso oder B+-Betriebsspannung benötigt, entfällt das Problem der Betriebsspannungsabwanderung. Da ferner der Eingangswiderstand eines Feldeffekt-Tran-

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sistors mit isolierter Steuerelektrode extrem Koch ist, Bildung von durch die punktierten Bereiche in fließt im Signaleingangskreis und/oder im Signalaus- Fig. 1 angedeuteten aufgewachsenen Siüciumdioxydgangskreis praktisch kein durch die Schaltspannung schichten oxydieren. Während dieses Erhitzungsvorhervorgerufener Strom, der das demodulierte Aus- ganges diffundieren Verunreinigungen aus der aufgegangssignal verfälschen würde. 5 brachten Siliciumdioxydsohicht unter Bildung der

In Weiterbildung der Erfindung kann der Syn- Quellenzone und der Abflußzone in den Siliciumchrondemodulator auch in einer Gegentaktschaltung block 12. In Fig. 2 sind die Quellenzone mit S und verwendet werden. die Abflußzone mit D bezeichnet.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Er- Mit Hilfe eines weiteren Photoresist- und Säure-

findung an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt io ätz- oder dergleichen Verfahrensschrittes wird das F i g. 1 den schematischen Grundriß eines Feld- aufgebrachte Siliciumdioxyd über einem Teil der effekt-Transistors mit isolierter Steuerelektrode, diffundierten Quellen- und Abflußzone entfernt.

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Durch Aufdampfen eines Leitermaterials mit Hilfe Fig. 1, einer Aufdampfmaske werden Elektroden für die

Fig. 3 ein Abflußstrom-Abflußspannungsdiagramm 15 Quellenzone, die Abflußzone und die Steuerzone gedes Transistors nach F i g. 1 und 2 für verschiedene bildet. Als aufzudampfendes Leitermaterial kann Steuerelektrodenspannungen, man Chrom und Gold in der genannten Reihenfolge

Fig. 4 das Schaltschema eines Gegentakt-Syn- oder andere geeignete, elektrisch leitende Materialien chrondemodulators gemäß einer Ausführungsform verwenden.

der Erfindung, 20 Das fertige Plättchen ist in F i g. 1 gezeigt, wobei

Fig. 5a, 5b und 5c die Wirkungsweise der Schal- der punktierte Bereich zwischen der Außenumgrentung nach Fig. 4 erläuternde Spannungsverläufe auf zung und dem ersten dunkler punktierten Bereich gleicher Zeitbasis, aufgewachsenes Siliciumdioxyd ist. Der weiße Be-

Fig. 6 das Schaltschema einer anderen Ausfüh- reich 16 ist die der Quellenelektrode entsprechende rungsform des symmetrischen Synchrondemodula- 25 metallische Elektrode. Die dunklen Bereiche 14 und tors, 18 sind die diffundierte Quellenzone überlagernde

Fig. 7a, 7b, 7c und 7d die Wirkungsweise der aufgebrachte Siliciumdioxydschichten. Der dunkle Schaltung nach Fig. 6 erläuternde Signalverläufe, Bereich 20 ist eine die diffundierte Abflußzone über-Fig. 8 das Schaltschema eines erfindungsgemäßen lagernd aufgebrachte Siliciumdioxydschicht. Die wei-Eintakt-Synchrondemodulators, bei dem die Schalt- _3O ßen Bereiche 22 und 24 sind die der Steuerelektrode spannung auf den Schaltungsnullpunkt bezogen ist, bzw. der Abflußelektrode entsprechenden metalli-Fig. 9 das Schaltschema eines Eintakt-Synchron- sehen Elektroden. Der punktierte Bereich 28 ist eine demodulators gemäß einer anderen Ausführungsform Schicht aus aufgewachsenem Siliciumdioxyd, die teilder Erfindung, wobei die den Modulationsinhalt ent- weise von der Steuerelektrode 22 überlagert wird und haltenden Signale auf den Schaltungsnullpunkt be- 35 diese vom Siliciumblock 12 sowie von der Quellenzogen sind, elektrode und der Abflußelektrode isoliert, wie man Fi g. 10 das Schaltschema eines Hilfsträgerdemo- in Fi g. 2 sieht. Der Eingangswiderstand der Einrichdulators für FM-Stereoempfänger, tung bei niedrigen Frequenzen liegt in der Größen-Fig. 11a, 11b und lic die Wirkungsweise der Ordnung von 10¹⁴ Ohm.

Anordnung nach Fig. 10 erläuternde Spannungsver- 40 Die Schicht aus aufgewachsenem Siliciumdioxyd laufe. 28, auf der sich die Steuerelektrode 22 befindet,

Fig. 1 zeigt einen für die erfindungsgemäßen überlagert eine Inversionsschicht oder einen strom-Schalteranordnungen geeigneten, an sich bekannten führenden Kanal C von steuerbarer Leitfähigkeit, der Unipolar- oder Feldeffekt-Transistor 10 mit einem die Quellenzone und die Abflußzone untereinander Körper 12 aus Halbleitermaterial. Der entweder ein- 45 verbindet. Die Steuerelektrode 22 ist symmetrisch kristalline oder polykristalLine Körper oder Block 12 zwischen der Quellenzone S und der Abflußzone D kan aus irgendeinem der in der Transistorherstellung angeordnet. Gewünsohtenfalls kann die Steuereleküblichen Halbleitermaterialien gefertigt sein. Bei- trode 22 jedoch auch in Richtung zur Quellenzone S spielsweise kann der Block 12 aus nahezu eigenlei- versetzt angeordnet sein und die aufgebrachte SiIitendem Silicium, z. B. schwach dotiertem p-Silicium 50 ciumdioxydschicht 18 überlappen, mit einem spezifischen Widerstand von 100 Ohm- Die Elektroden D und S arbeiten untereinander

Zentimeter bestehen. vertauschbar, je nach der Polarität der zwischen

Bei der Herstellung des Transistors nach F i g. 1 ihnen angelegten Vorspannung, als Abfluß und geht man so vor, daß zunächst stärkt dotiertes SiIi- Quelle; d.h., diejenige der beiden Elektroden, die ciumdioxyd auf die Oberfläche des Siliciumkörpers 55 gegenüber der anderen positiv gespannt ist, arbeitet 12 aufgebracht wird. Das Siliciumdioxyd ist mit Ver- jeweils als Abfluß. Die Stromleitung im Kanal C erunreinigungen vom η-Typ dotiert. Mit Hilfe des folgt durch Majoritätsstromträger, im vorliegenden Photoresist- und Säureätzverfahrens oder einer ande- Fall durch Elektronen. Wenn die Einrichtung einen ren Verfahrensweise wird anschließend das Silicium- Block vom η-Typ sowie eine Quellen- und eine Abdioxyd in demjenigen Bereich, wo die Steuerelek- 60 flußzone vom p-Typ hat, fungieren als Majoritätstrode gebildet werden soll, sowie rund um die Außen- stromträger Defektelektronen, in welchem Fall die ränder des Siliciumplättchens (gesehen in Fig. 1) negativ gespannte Elektrode als Abfluß arbeitet, entfernt. In denjenigen Bereichen, wo die Quellen- Der Kanal C, d. h., der Stromweg zwischen Quelle

und Abflußzone gebildet werden soll, bleibt das auf- und Abfluß ist in seiner Leitfähigkeit steuerbar, wie gebrachte Siliciumdioxyd unberührt. 65 man aus F i g. 3 sieht. Die Leitfähigkeit des Kanals C

Der Block 12 wird anschließend in einer bestimm- ist eine Funktion der Amplitude und Polarität der ten Atmosphäre, beispielsweise in Wasserdampf, er- angelegten Steuerelektroden-Spannung. Das Diahitzt, so daß die frei liegenden Siliciumbereiche unter gramm nach F i g. 3 zeigt eine Kurvenschar 29 bis 41,

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die den linearen Teil unterhalb des Knicks der Ab- 54 mit den Steuerelektroden 47 und 50 gekoppelt, flußstrom-Abflußspannungscharakteristik des Feld- Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 52 ist mit effekt-Traasistors mit isolierter Steuerelektrode nach den geerdeten QueUenelektroden 45 und 48 verbun-

F i g. 1 in Quellenschaltung wiedergibt. den.

Um die Erklärung der Bedingungen, unter denen 5 Zwischen die Steuerelektrode 47 und die Quellendie Kurven des Diagramms nach F i g. 3 erhalten elektrode 45 des Transistors 43 ist ein erster Gleichwurden, zu erleichtern, soll ohne Rücksicht auf die richter55 geschaltet. Ein zweiter Gleichrichter 56 Polarität der angelegten Vorspannung die eine der ist zwischen die Steuerelektrode 50 und die Quellenbeiden Elektroden stets als Abflußelektrode und die elektrode 48 des Transistors 44 geschaltet. Die andere Elektrode stets als Quellenelektrode bezeich- io Gleichrichter 55 und 56 sind so gepolt, daß sie jenet werden. Die Kurven 29 bis 41 im ersten Qua- weils bei solchen Schwingungen leiten, durch die die dranten in F i g. 3 wurden erhalten, indem die Ab- entsprechende Steuerelektrode 47 bzw. 50 positiv flußelektrode positiv gegenüber der Quellenelektrode gegenüber Masse gespannt wird, was der eine Ergespannt und die Steuerelektrode gegenüber der höhung des Quellen-Abflußstroms in den Transisto-Quellenelektrode jeweils mit den für die verschiede- 15 ren 43 und 44 bewirkenden Polaritätsrichtung entnen Kurven 29 bis 41 angegebenen E^-Werten spricht.

(Steuerelektrodenspannung) vorgespannt wurde. Der Die modulierten Schwingungen aus einer Quelle

dem dritten Quadranten entsprechende Teil der Kur- (nicht gezeigt) werden auf einen Transformator 60

ven 29 bis 41 wurde durch Polaritätsumkehr der mit mittelangezapfter Sekundärwicklung 61 gekop-

Vorspannung zwischen Quelle und Abfluß, d. h. in- 20 pelt. Die Sekundärwicklung 61 ist zwischen die Ab-

dem die Abflußelektrode negativ gegenüber der flußelektroden 46 und 49 geschaltet, während die

Quellenelektrode gespannt wurde, erhalten. Mittelanzapfung an eine Verbraucherschaltung 62

Zu beachten ist, daß, zum Unterschied von einem mit einem durch den Widerstand 63 angedeuteten Flächentransistor, dieAbflußstrom-Abflußspannungs- Innenwiderstand angeschlossen ist. Der zwischen die charakteristik nach F i g. 3 über einen erheblichen 25 Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 61 und Masse Bereich von Abflußspannungen praktisch linear ist. geschaltete Kondensator 64 dient als Speicherkonden-Bei einer der Kurve 29 entsprechenden Steuerelek- sator. Da es nicht notwendig ist, einen geschlossenen troden-Quellenspannung fließt im wesentlichen kein Gleichstromweg zwischen den Quellen- und Abfluß-Quellen-Abflußstrom, während bei einer der Kurve elektroden der Transistoren 43 und 44 vorzusehen, 41 entsprechenden Steuerelektroden-Quellenspan- 30 können die Signale kapazitiv auf den Verbraucher 62 nung der Quellen-Abflußstrom eine lineare Funktion gekoppelt werden,
der angelegten Quellen-Abflußspannung ist. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 kann bei-

Ein Merkmal des Unipolar- oder Feldeffekt-Tran- spielsweise als Hilfsträgerdemodulator für stereo-

sistors mit isolierter Steuerelektrode besteht darin, phonische FM-Empfänger verwendet werden. Der

daß er sich so herstellen läßt, daß die Nullvorspan- 35 Hilfsträger ist in diesem Fall ein unterdrückter

nungskennlinie (Kennlinie für die Steuarelektroden- Träger von 38 Kilohertz mit Zweiseitenband-Ampli-

spannung 0) einer beliebigen der in F i g. 3 gezeigten tudenmodulation, der zusammen mit einem Leit-

Kufrven entspricht. Beispielsweise entspricht in F i g. 3 oder Pilotsignal von 19 Kilohertz (der halben Träger-

die Kurve 41 der Nullvorspannungskennlinie, wie frequenz) zur Verwendung bei der Demodulation

durch die Bezeichnung E_g = 0 angedeutet. Die Lage 40 übertragen wird.

der Nullvorspannungskennlinie wird während der Die Hilfsträgerseitenbänder werden der Primär-Herstellung des Transistors nach Wahl festgelegt, in- wicklung des Transformators 60 zugeleitet, während dem man z. B. die Zeitdauer und/oder die Temperatur das mit Hilfe bekannter Schaltungen frequenzverdes Verfahrensschrittes des Aufwachsens der SiIi- dopelte Pilotsignal auf die Primärwicklung des ciumdioxydschicht 28 (F i g. 1 und 2) entsprechend 45 Transformators 51 gekoppelt wird,
kontrolliert. Je langer und bei je höheren Tempera- Das im folgenden als Schaltsignal bezeichnete türen man den Transistor in einer Atmosphäre trok- frequenzverdoppelte Pilotsignal ist durch den Spankenen Sauerstoffs brennt oder sintert, desto größer nungsverlauf nach F i g. 5 a angedeutet. Dabei soll die wird der Abflußstrom für eine gegebene Abfluß- ausgezogene Linie 65 die sinusförmige Schaltspanspannung bei Nullvorspannung zwischen Quelle und 50 nung, gemessen zwischen der Steuerelektrode 47 und Steuerelektrode. Man kann daher gewünschtenfalls Masse, darstellen. Die gestrichelte Linie 66 soll die die Nullvorspannungskennlinie auch so wählen, daß sinusförmige Spannung, gemessen zwischen der sie z. B. der Kurve 29 entspricht, wobei dann die Steuerelektrode 50 und Masse, darstellen. Wenn das Kurven 30 bis 41 zunehmend positiveren Steuerelek- Schaltsignal die Steuerelektrode 47 positiv aussteuert, trodenspannungen entsprechen. 55 leitet die Diode 55, wodurch der Kondensator 53 auf

F i g. 4 zeigt das schematische Schaltbild eines erd- eine Spannung aufgeladen wird, die bis auf einen dem symmetrischen oder Gegentakt-Synchrondemodula- Scheitel der Schaltspannung 65 angenäherten Wert tors mit zwei Feldeffekt-Transistoren 43 und 44 mit ansteigt. Die Diode 55 leitet lediglich bei den durch isolierter Steuerelektrode von der in F i g. 1 und 2 die Z 67 angedeuteten Spitzen des Schaltsignals, gezeigten Art. Der Transistor 43 hat eine Quellen- 60 Während des Intervalls zwischen den positiven Spanelektrode 45, eine Abflußelektrode 46 und eine nungsspitzen des Schaltsignals hat die Ladung des Steuerelektrode 47. Der Transistor 44 hat eine Quel- Kondensators 53 eine solche Polarität, daß die lenelektrode 48, eine Abflußelektrode 49 und eine Steuerelektrode 47 negativ gehalten wird, sowie eine Steuerelektrode 50. ausreichende Amplitude, um den Transistor 43 ver-

Die Schaltspannung wird über einen Transforma- 65 riegelt zu halten. Die Arbeitsweise des Transistors 44

tor 51 mit einer mittelangezapften Sekundärwicklung entspricht der des Transistors 43, wobei jedoch der

52 zugeleitet. Die beiden Enden der Sekundärwick- Transistor 44 jeweils bei den durch die O 68 in

lung52 sind über die Koppelkondensatoren 53 bzw. Fig. 5a angedeuteten Spitzen leitet.

Fig. 5b zeigt den Verlauf der Seitenbandhüll- anzapfung der Sekundärwicklung des.Transformators kurve der den Abflußelektroden 46 und 49 zugeleite- 90 abgenommen und durch ein Tiefpaßfilter 92 geten Signale. Die X 69 und die O 70 im Spannungsver- leitet, das die Oberschwingungskomponenten aus lauf zeigen diejenigen Zeitpunkte an, bei denen der dem demodulierten Signal entfernt.
Quellen-Abflußwiderstand der Transistoren 43 bzw. 5 Durch die Wirkung der Widerstände 85 und 86 44 sehr niedrig ist. Während des restlichen Teils der und der Dioden 83 und 84 werden die Steuerelekeinzelnen Perioden ist der Transistor durch die hohe troden der Transistoren 81 und 82 während der negative Vorspannung vollständig verriegelt. Die Hälfte jeder Eingangsperiode an das Massepotential Seitenbandhüllkurve wird infolge der Gegentakt- angeklammert, während der anderen Halbperiode Tastung mit einer Tastfrequenz von 76 Kilohertz ge- ίο werden sie stark negativ ausgesteuert. Dadurch enttastet. Der Speicherkondensator 64 wird zu den stehen an den Steuerelektroden der Transistoren 81 durch die X und O in Fig. 5b angedeuteten Zeit- und 82 die in Fig. 7a bzw. 7b gezeigten Spannungspunkten jeweils auf die momentane Seitenbandspan- verlaufe. Durch die Gleichrichtung des positiven nung aufgeladen. Die Ausgangsspannung am Kon- Teils des Spannungsverlaufs wird sichergestellt, daß densator 64 stellt eine vielstufenweise Annäherung 15 die durch die sinusförmig sich ändernde Steuerdes Modulationssignals dar, wie in Fig. 5c ange- elektrodenspannung bewirkte Änderung des Überdeutet. Die· niedrigste auftretende »Störausgangs- tragungsleitwertes (G_m = S, Steilheit) im demodulierfrequenz«, die 76 Kilohertz beträgt, kann durch ein ten Ausgangssignal keine Verzerrung hervorruft,
einfaches Tiefpaßfilter leicht ausgesiebt werden, da Der Abflußstrom der Transistoren 81 und 82, gedie Amplitude dieser Störausgangsfrequenz stets 20 messen zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärkleiner als die des Nutztonausgangssignals ist. wicklung des Transformators 90 und Masse, ist in

Der Produktdetektor nach F i g. 4 zeigt ausgezeich- seinem Verlauf in F i g. 7 c gezeigt. Der Abflußstrom nete Betriebseigenschaften, indem er ein moduliertes des Transistors 81 entspricht dabei den mit X beSignal ohne Verfälschung mit Hilfe einer verhältnis- zeichneten Halbperioden, während der Abflußstrom mäßig einfachen Schaltungsanordnung einwandfrei 25 des Transistors 82 den mit O bezeichneten HaIbdemoduliert. Da keine polarisierende Betriebsgleich- perioden entspricht. Durch ein Tiefpaßfilter 92 werspannung benötigt wird, entfallen die durch Betriebs- den die hochfrequenten Komponenten ausgesiebt, so Spannungsänderung, Alterung der Einrichtung u. dgl. daß der durch den Signalverlauf nach Fig. 7d darbedingten Gleiohstromstabilisierprobleme. Ferner ist gestellte reine, ursprüngliche Modulationsinhalt erdie Impedanz zwischen der Steuerelektrode und der 30 halten wird. Die Tastung erfolgt mit der doppelten Quellenelektrode oder der Abflußelektrode der Tran- Schaltspannungsfrequenz, wobei die Transistoren 81 sistoren so hoch, daß aus der Schaltsignalquelle und 82 nacheinander jeweils über 180° der Schaltpraktisch kein das Nutzsignal verfälschender Strom Spannungsperiode tasten. Insgesamt betrachtet liefert in den Eingangskreis bzw. den Ausgangskreis gelangt. der Detektor nach Fig. 6 eine Tastung über volle Da außerdem, zum Unterschied von Flächentransi- 35 360°. Die Anordnung zeigt eine hohe Leistungsstoren, kein gleichrichtender Übergang zwischen der fähigkeit und ist durch einen hohen Rauschabstand Steuerelektrode und der Quellenelektrode oder der (Störunempfindlichkeit) sowie durch Freiheit von Abflußelektrode besteht, gibt es keine unerwünschte Verzerrungen und Zwischenmodulationseffekten getemperaturabhängige Abweichungsspannung, wie sie kennzeichnet. Zusätzlich ergeben sich auch bei dieser andernfalls am Ausgangskreis auftreten und das 40 Schaltungsanordnung die bereits erwähnten Vorteile Nutzsignal verfälschen würde. Ein weiterer Vorteil bezüglich der Gleichstromstabilität sowie der Verder hier beschriebenen Schaltung besteht darin, fälschungsfreiheit des Nutzsignals,
daß sie, wiederum im Gegensatz zu mit Flächen- Die in F i g. 4 und 6 gezeigten Schaltungen können transistoren bestückten Schaltungen, über einen auch in der in F i g. 8 veranschaulichten »Eintaktverhältnismäßig großen Bereich von zwischen Quelle 45 form« angewandt werden. In der Schaltung nach und Abfluß angelegten Signalspannungen linear F i g- 8 werden die Schaltsignale über einen Transarbeitet. formator 100 und einen Koppelkondensator 101 zwi-

Die Schaltung nach F i g. 4 arbeitet als Detektor sehen die Steuerelektrode und die Quellenelektrode

mit Scheiteltastung oder Tastung mit engem Phasen- des Transistors 102 gekoppelt. Eine Diode 103 ist

winkel. Eine abgewandelte Ausführungsform der 50 galvanisch zwischen die Steuerelektrode und die

Schaltung, die als Mittelwertdetektor mit 180°- Quellenelektrode des Transistors 102 gekoppelt. Die

Tastung arbeiten kann, ist in Fig. 6 gezeigt. In dieser Diode 103 ist so gepolt, daß sie leitet, wenn das

Schaltung wird das· Schaltsignal über einen Trans- Schaltsignal eine den Transistor 102 einschaltende

formator 80 den Steuerelektroden zweier Transistoren Polarität aufweist.

81 und 82 zugeleitet. Ein Gleichrichter 83 ist zwi- 55 Die modulierten Schwingungen werden über einen

sehen die Steuerelektrode und die Quellenelektrode Transformator 104 zugeleitet, dessen Sekundärwick-

des Transistors 81 geschaltet, während ein zweiter lung in Reihe mit einem Tiefpaßfilter 105 zwischen

Gleichrichter 84 zwischen die Steuerelektrode und den Kollektor bzw. Abfluß des Transistors 102 und

die Quellenelektrode des Transistors 82 geschaltet ist. Masse geschaltet ist.

Die Steuerelektroden der Transistoren 81 und 82 sind 60 Auf Grund der Wirkung des Kondensators 101

über zwei Strombegrenzungswiderstände 85 bzw. 86 und des Gleichrichters 103 arbeitet die Schaltung

mit den beiden Enden der mittelangezapften Sekun- nach Fig. 8 als Eintakt-Synchrondemodulator mit

därwicklung des Transformators 80 verbunden. Schmalwinkel- oder Scheiteltastung. Wenn der De-

Die signalmodulierten Schwingungen werden über modulator für die Demodulation eines FM-Hilfs-

einen Transformator 90 zugeleitet, dessen Sekundär- 55 trägers verwendet wird, erfolgt die Tastung mit einer

wicklung zwischen die Abflußelektroden der Tran- Frequenz von 38 Kilohertz, da der Transistor 102 pro

sistoren 81 und 82 geschaltet ist. Der Abflußstrom Periode des Schaltsignals jeweils einmal leitend ge-

der Transistoren 81 und 82 wird von einer Mittel- macht wird.

F i g. 9 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach F i g. 8, wobei die modulierte Schwingung zwischen die Quellenelektrode des Transistors UO und Masse gekoppelt und das demodulierte Signal von einem mit der Abflußelektrode des Transistors HO verbundenen Tiefpaßfilter 111 abgenommen wird. Die Schaltung entspricht im übrigen der nach Fig. 8 und arbeitet als Eintakt-Synchrondemodulator mit Scheitel- oder Schmalwinkeltastung.

Fig. 10 zeigt einen Hilfsträgerdemodulator für Stereophonische FM-Empfänger. Das empfangene 19-Kilohertz-Pilotsignal wird vom übrigen Teil des FM-Signalgemisches abgetrennt und ohne Frequenzverdopplung der Primärwicklung des Transformators 120 mit mittelangezapfter Sekundärwicklung 121 zugeleitet. Die beiden Enden der Sekundärwicklung 121 sind über Kondensatoren 122 und 123 mit den Steuerelektroden zweier Transistoren 124 bzw. 125 gekoppelt. Ein Gleichrichter 126 ist zwischen die Steuerelektrode und die Quellenelektrode des Transistors 124 gekoppelt, während ein zweiter Gleichrichter 127 zwischen die Steuerelektrode und die Quellenelektrode des Transistors 125 gekoppelt ist. Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 121 sowie die Quellenelektroden der Transistoren 124 und 125 sind geerdet.

Die Hilfsträgerseitenbandenergie, die der Differenz zwischen den wiederzugebenden stereophonisch verknüpften Signalen entspricht, wird auf die Primärwicklung eines Transformators 128 gekoppelt. Das eine Ende der Sekundärwicklung des Transformators 128 ist an die beiden Abflußelektroden der Transistoren 124 und 125 angeschlossen, während das andere Ende dieser Sekundärwicklung mit einem Speicherkondensator 129 gekoppelt ist, von dem das Ausgangssignal abgenommen wird.

Die über dem Transformator 128 zugeleitete Hilfsträgerseitenbandenergie ist durch den Spannungsverlauf nach Fig. 11a angedeutet. Das 19-Kilohertz-Schaltsignal, gemessen zwischen der Steuerelektrode des Transistors 124 und Masse, ist durch die Kurve 130 in Fig. 11b angedeutet, während die Kurve 131 die Schaltspannung, gemessen zwischen der Steuerelektrode des Transistors 125 und Masse, darstellt. Da das 19-Kilohertz-Pilotsignal im Gegentakt den Steuerelektroden der Transistoren 124 und 125 und das 38-Kilohertz-Seitenbandsignal parallel den Abflußelektroden der beiden Transistoren zugeleitet wird, wird die Seitenbandhüllkurve mit einer Frequenz von 38 Kilohertz getastet. Die Tastwerte oder Tastgrößen werden im Kondensator 129 gespeichert, was den in Fig. lic gezeigten Signalverlauf ergibt. Bei einem Detektor von der in Fig. 10 gezeigten Art ist es nicht erforderlich, aus dem 19-Kilohertz-Pilotsignal eine stabile Quelle des 38-Kilohertz-Hilfsträgers abzuleiten, um die gewünschte 38-Kilohertz-Tastfrequenz zu gewinnen.

Während in den vorstehend beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung jeweils steuerelektrodenisolierte Feldeffekt-Transistoren mit einem Block aus p-Halbleitermaterial vorgesehen sind, kann man auch andersartige Bauelemente mit isolierter Steuerelektrode verwenden. Beispielsweise kann man sich eines Bauelementes vom komplementären Leitungstyp mit einem Block aus n-Halbleitermaterial bedienen. Oder aber.man kann Einrichtungen, wie z. B. Dünnschichtelemente, die auf einem isolierenden Systemträger angeordnet sind, verwenden.

Claims

Patentansprüche:

1. Synchrondemodulator für modulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen mit einem Transistor mit Eingangselektrode, Ausgangselektrode und gemeinsamer Elektrode sowie mit einer Quelle von zu demodulierenden Schwingungen und einer Arbeitsimpedanz, die zwischen die gemeinsame Elektrode und die Ausgangselektrode geschaltet sind, und einem zwischen Eingangselektrode und gemeinsame Elektrode geschalteten Schaltspannungseingangskreis, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Feldeffekt-Transistor mit isolierter Steuerelektrode, Abflußelektrode und Quellenelektrode als Eingangselektrode, Ausgangselektrode bzw. gemeinsame Elektrode verwendet wird und daß der Schaltspannungseingangskreis einen zwischen Steuer- und Quellenelektrode des Transistors geschalteten Gleichrichter enthält, der so gepolt ist, daß er in den Zeitabschnitten leitet, in denen die Schaltspannungsschwingung eine solche Polarität hat, daß der Transistor stromführend ist, wobei der Schaltspannungseingang entweder kapazitiv oder ohmisch mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Gleichrichter und der Steuerelektrode des Transistors gekoppelt ist.

2. Verwendung des Synchrondemodulator nach Anspruch 1 in einer Gegentaktschaltung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen