DE1276739C2 - Schaltungsanordnung mit einem transistor in emitterschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem in Emitterschaltung geschalteten, mit dem Kollektor über einen Ausgangskreis an einen gegen das Bezugspotential der Emitterschaltung eine Speisespannung führenden Speisespannungsanschluß gelegten Transistor, dessen Basis über einen Widerstand eine Ruhevorspannung erhält, wobei in einem die Basis-Emitter-Strecke des Transistors einschließenden Eingangskreis zusätzlich zu einer zu verstärkenden Wechselspannung eine einer Vorspannung überlagerte Regelspannung eingespeist ist, die von einer durch Gleichrichtung einer Ausgangsspannung in einer Gleichrichterschaltung gewonnenen Hilfsspannung abgeleitet ist und wobei die Gleichrichterschaltung durch eine Schaltung mit einpolig miteinander verbundenem Ein- und Ausgang und einer derart gepolten Diode in einem Längszweig gebildet ist, daß durch die Hilfsspannung bei Abnahme der Ausgangsspannung der Arbeitspunkt des Transistors im Sinne einer Erhöhung der Steilheit verschoben wird. Derartige Schaltungsanordnungen dienen zur Regelung auf konstanten Ausgangspegel. Sie können zur Verstärkungsregelung auch bei der Schwingungserzeugung mit oder ohne Modulation dienen.

Mit »Steilheit« ist hier die Änderung des Kollektorstromes in Abhängigkeit von Änderungen der Basis-Emitter-Spannung bei konstanter Kollektor-Emitter-Spannung gemeint.

Aus der deutschen Auslegeschrift 11 34 728 ist ein Demodulator mit Diode für amplitudenmodulierte Schwingungen in einem Transistorempfänger bekannt, bei dem eine in Emitterschaltung geschaltete Transistorstufe zur Schwundregelung Verwendung findet. Die Schwundregelung wird bekanntlich so vorgenommen, daß bei Abnahme der Ausgangsspannung der Arbeitspunkt des Transistors im Sinne einer Erhöhung der Steilheit verschoben wird. Über die Ausbildung des Ausgangskreises der Transistorstufe ist in der genannten Auslegeschrift nichts ausgesagt.

Bei dem vorbekannten Demodulator ist an einen Schwingkreis für eine Zwischenfrequenz eine demodulierende Diode angeschlossen. Die Diode liegt dabei zwischen den Abgriffen zweier an Versorgungsspannung angeschlossener Spannungsteiler. Der eine Spannungsteiler enthält in einem seiner Zweige den Emitterwiderstand des Transistors. Der andere Spannungsteiler schließt den kapazitiv überbrückten Lastwiderstand der Diode ein.

Wesentlich für die Funktion der vorbekannten Schaltung ist der Emitterwiderstand des Transistors, der für den Signalstrom kapazitiv überbrückt ist und an dem eine von der Zwischenfrequenzspannung abgeleitete Vorspannung für die Diode auftritt. Dieser Widerstand ist jedoch mit einer Gleichstromgegenkopplung verbunden, so daß sich eine für viele Anwendungsfälle unerwünschte Einengung des Regelbereiches ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung, deren Ausgangswechselspannung bei Last- und Eingangsspannungsschwankungen möglichst

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konstant gehalten wird, derart auszubilden, daß sie einen großen Regelbereich be-.'tzt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, welche die gestellte Aufgabe mit einem minimalen Aufwand an Schaltungselementen löst, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor mit dem Emitter unml'.ielbar am Bezugspotential liegt und mit der Basis über den am Ausgang der Gleichrichterschaltung liegenden Widerstand an den Speisespannungsanschluß geführt ist, an dem auch ein Pol des mit einer der Ausgangswechselspanung der Transistorstufe proportionalen Wechselspannung beaufschlagten Eingangs der GleichrichterschaUung liegt, und daß der Arbeitspunkt des Transistors bei fehlendem Eingangssignal durch den Wert des Widerstandes bebestimmt ist und daß bei vorhandenem Eingangssignal am Widerstand eine durch Scheitelwertgleichrichtung der Wechselspannung gewonnene Gleichspannung liegt, so daß die Basisvorspannung des Transistors in diesem Fall durch die Differenzspannung aus der Speisespannung und der durch Scheitelwerlgleichrichtung der Wechselspannung gewonnene Gleichspannung gebildet ist. Dabei ist die Speisespannung vorzugsweise mit Hilfe einer Zenerdiode stabilisiert. Ferner ist es zweckmäßig, die Schaltungsanordnung bei Ausbildung als Oszillaiorsctnltung derart auszubilden, daß in der Verbindung der Basis des Transistors mit dem Ausgang der Gleichrichterschaltung die Sekundärwicklung eines mit einer Primärwicklung in den Ausgangsstromkreis eingeschalteten Übertragers im Sinn einer Rückkopplung eingefügt ist. Bei Ausbildung der Schaltungsanordnung als modulierbarer Oszillator ist es ferner zweckmäßig, in die Verbindung der Basis des Transistors mit dem Ausgang der Gleichrichterschaltung in Serie zu einer aufmodulierbaren Eingangsspannung die Sekundärspannung eines mit seiner Primärwicklung in den Ausgangsstromkreis eingeschalteten Übertragers rückkoppelnd einzuschleifen.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß die mit der Schaltungsanordnung erzielbare Verstärkungsänderung innerhalb weiter Grenzen mit einem gegenüber vergleichbaren vorbekannten Schaltungen wesentlich geringeren Aufwand realisierbar ist. Ferner ergibt sich ein besonders geringer Restfehler, da besonders kleine Ausgangsspannungsänderungen bereits zu einer großen Steilheitsänderung führen.

Ausführungsbeispiele der erfind'ingsgemäßen Schaltungsanordnung mit einem Transistor in Emitterschaltung sind in den F i g. 1 bis 4 der Zeichnung dargestellt. Schaltungselemente mit gleicher Funktion in den Schaltungen nach den F i g. 1 bis 4 werden im folgenden auch mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Transistorverstärkerstufe mit einem npn-Transistor 1 in Emitterschaltung. Hierbei ist ein Eingangsübertrager 2 vorgesehen, dessen Primärwicklung 3 das Eingangssignal zugeführt wird. Ein Ende der Sekundärwicklung 4 des Eingangsüberlragers 2 ist an die Basis des Transistors 1 angeschlossen. Das andere Ende der Sekundärwicklung 4 liegt über einen Widerstand 5 am positiven Potential der Speisespannung. An den Widerstand 5 ist parallel zu diesem ein Kondensator 6 angeschlossen, dem ein Gleichrichter 7 nachgeschaltet ist. Der Gleichrichter 7 führt weiter zum einen Ende einer Primärwicklung 8 eines Ausgangsübertragers 9, deren anderes Ende an das positive Potential der Speisespannung angeschlossen ist. Eine Anzapfung der Primärwicklung 8 des Ausgangsübertrager 9 ist an den Kollektor des Transistors 1 geschaltet. Der Emitter des Transistors 1 liegt am negativen Potential der Speisespannung. Über eine Sekundärwicklung 10 des Ausgangsübertrager« 9 kann das verstärkte Signal entnommen werden.

Bei fehlendem Eingangssignal ist das Potential der Basis des Transistors 1 durch den Wert des Widerstandes 5 bestimmt. Bei dieser Basisspannung stellt

ίο sich ein Arbeitspunkt ein, dem eine bestimmte Steilheit entspricht. Bei Auftreten einer Eingangsspannung an der Primärwicklung 3 des Eingangsübertragers 2 wird der Transistor 1 durch den Sekundärstrom des Eingangsübertragers 2 so gesteuert, daß er einen dem Eingangssignal entsprechenden Kollektorstrom liefert. Dieser wird mittels des Ausgangsübertragers 9 an den Ausgang übertragen.

Aus der an den Enden der Primärwicklung 8 des Ausgangsübertragers 9 auftretenden Wechselspannung wird mittels des Gleichrichters 7 eine am Kondensator 6 und am Widerstand 5 liegende Gleichspannung gewonnen, deren Höhe gleich ist dem Scheitelwert der Ausgangsspannung. Im Fall eines selektiven Verstärkers wird der Ausgangsübertrager 9 mittels des Kondensators 11 abgestimmt.

Der Gleichrichter 7 ist so gepolt, daß die am Widerstand 5 auftretende Spannung gegensinnig zur Speisespannung in den Eingangskreis des Transistors 1 eingespeist wird. Die aus der Betriebsspannung und der Spannung am Widerstand 5 gewonnene Differenzspannung wirkt als Basisvorspannung, die den Arbeitspunkt des Transistors 1 bei Verringerung der Ausgangsspannung im Sinn einer Erhöhung der Steilheit über den anfangs erwähnten Wert, d.h. einer Erhöhung des Kolektorstromes bei gleichbleibender Eingangsspannung verschiebt. Wird hingegen die Ausgangsspanung höher, so sinkt die Basisvorspannung und infolge der daraus resultierenden geringeren Steilheit auch das Ausgangssignal. Mit dieser Schaltung wird also eine konstante Ausgangsspannung erzielt, und die relative Abweichung des Ausgangspegels vom Sollwert entspricht dem Verhältnis der notwendigen Basis-Emitter-Vorspannungsänderung zur Betriebsspannung.

Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführung nach F i g. 1 nur dadurch, daß zur Stabilisierung der Betriebsspannung eine Zenerdiode 12 vorgesehen ist, wobei in den Kreis der Betriebsspannung ein Widerstand 13 eingeschaltet ist.

Mit dieser Schaltung läßt sich eine besonders exakte Stabilisierung der Ausgangsspannung erzielen, da hierbei der Ausgangspegel aueh bei Schwankungen der Betriebsspannung konstant bleibt.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann aber nicht nur für Verstärkungszwecke verwendet werden, sondern auch als Oszillator betrieben werden. In diesem Fall wird die Ausgangsspannung an den Eingang rückgekoppelt, wie in F i g. 3 der Zeichnung dargestellt ist. Bei dieser Schaltung wird der Kollektorstrom des Transistors 1 einer Wicklung 14 eines Übertragers IS zugeführt, dessen Sekundärwicklung 16 in den Eingangsstromkreis eingeschaltet ist. Diese Anordnung liefert bei Anlegen der Betriebsspannung eine Ausgangsspannung konstanter Amplitude, deren Frequenz durch den mittels eines Kondensators 17 abgestimmten Ausgangskreis bestimmt ist. Die Ausgangsspannung wird hier direkt zwischen Emitter und Kollektor des Transistors 1 abgenommen.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Transistorverstärkerstufe zur Erzeugung einer ampliludenmodulierten Schwingung zeigt F i g. 4. Diese Schaltung weist im wesentlichen denselben Aufbau auf, wie die Oszillatorschaltung nach F i g. 3. Bei der Modulatorschaltung nach F i g. 4 wird die aufzumodulierende Niederfrequenzspannung mittels der Sekundärwicklung 18 eines Übertragers 19 in den Eingangskreis in Serie zur Sekundärwicklung 16 des Übertragers 15 eingespeist. Die Primärwicklung des Übertragers 19, der die aufzumodulierende Niederfrequenzspannung zuzuführen ist, ist mit 20 bezeichnet. Bei kleinen Änderungen der Basis-Emitter-Spannung gegenüber der Betriebsspannung ergeben sich geringe Modulationsverzerrungen, weil die Betriebsspannung gleich ist der Summe aus der gleichgerichteten Hochfrequenzspannung, der aufzumodulierenden Niederfrequenzspannung und der Basis-Emitter-Spannung; die Kennlinie des Transistors 1 ist für die Modulationsverzerrungen praktisch nicht von Bedeutung.

Die erfindungsgemäßen Schaltungen eignen sich beispielsweise zur Pilotfrequenzerzeugung in Trägerfrequenzsyslemen, zur Regelung von Rundfunkempfängern, weiter als Oszillatoren mit konstantem Ausgangspegel und kleinem Klirrfaktor bzw. als modulierte Oszillatoren mit kleinen Modulationsverzerrungen usw.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit einem in Emitterschaltung geschalteten, mit dem Kollektor über einen Ausgangskreis an einen gegen das Bezugspotential der Emitterschaltung eine Speisespannung führenden Speisespannungsanschluß gelegten Transistor, dessen Basis über einen Widerstand eine Ruhevorspannung erhält, wobei in einem die Basis-Emitter-Strecke des Transistors einschließenden Eingangskreis zusätzlich zu einer zu verstärkenden Wechselspannung eine einer Vorspannung überlagerte Regelspannung eir.gespeist ist, die von einer durch Gleichrichtung einer Ausgangsspannung in einer Gleichrichterschaltung gewonnenen Hilfsspannung abgeleitet ist, und wobei die Gleichrichterschaltung durch eine Schaltung mit einpolig miteinander verbundenem Ein- und Ausgang und einer derart gepolten Diode in einem Längszweig gebildet ist, daß durch die Hilfsspannung bei Abnahme der Ausgangsspannung der Arbeitspunkt des Transistors im Sinne der Erhöhung der Steilheit verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Transi- stör (1) mit dem Emitter unmittelbar am Bezugspotential (— in Fig. 1, 3 und 4 bzw. Anode der Zenerdiode 12 in F i g. 2) liegt und mit der Basis über den am Ausgang der Gleichrichterschaltung liegenden Widerstand (S) an den Speisespannungsanschluß geführt ist, an dem auch ein Pol des mit einer der Ausgangswechselspannung der Transistorstufe proportionalen Wechselspannung beaufschlagten Eingangs der Gleichrichterschaltung liegt, und daß der Arbeitspunkt des Transistors (1) bei fehlendem Eingangssigoal durch den Wert des Widerstandes (5) bestimmt ist und daß bei vorhandenem Eingangssignal am Widerstand (5) eine durch Scheitelwertgleichrichtung der Wechselspannung gewonnene Gleichspannung liegt, so daß die Basisvorspannung des Transistors (1) in diesem Fall durch die Differenzspannung aus der Speisespannung und der durch Scheitelwer'gleichrichtung der Wechselspannung gewonnenen Gleichspannung gebildet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannung mit Hilfe einer Zenerdiode (12) stabilisiert ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung der Basis des Transistors (1) mit dem Augang der Gleichrichterschaltung die Sekundärwicklung (16) eines mit einer Primärwicklung (14) in den Ausgangsstromkreis eingeschalteten Übertragers (15) im Sinn einer Rückkopplung eingefügt ist (Fig. 3).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung der Basis des Transistors (1) mit dem Ausgang der Gleichrichterschaltung in Serie zu einer aufmodulierenden Eingangsspannung die Sekundärspannung eines mit seiner Primärwicklung (14) in den Ausgangsstromkreis eingeschalteten Übertragers (15) rückkoppelnd eingeschleift ist (Fig. 4).

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung an die äußeren Anschlüsse einer mit einer Anzapfung an den Kollektor des Transistors (1) geführten Primärwicklung (8) eines Ausgangsübertragers (?) angeschlossen ist.