DE1286152C2

DE1286152C2 - Transistor-hf-vorstufe oder -mischstufe mit verstaerkungsregelung und mit wechselstromgegenkopplung durch einen emitterwiderstand

Info

Publication number: DE1286152C2
Application number: DE1964T0027388
Authority: DE
Inventors: Heinz 8805 Heilbronn Rinderle
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1964-11-07
Filing date: 1964-11-07
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE1286152B

Description

Im allgemeinen wird bei Verstärkern eine Veränderbarkeit des Verstärkungsfaktors gefordert. In vielen Fällen wird dabei eine Ferneinstellung gefordert oder bei Empfängern die selbsttätige Verstärkungsregelung (Schwundregelung). Es ist bekannt, daß eine Verstärkungsregelung bei Transistorverstärkerstufen bzw. Transistorempfängern durch Beeinflussung des Kollektorstromes des verstärkenden Transistoren erreicht werden kann. Die meist in Rundfunkempfängern angewandte Verstärkungsregelung durch Abwärtsregeln des Kollektorstromes hat jedoch den Nachteil, daß mit abnehmendem Kollektorstrom die nichtlinearen Verzerrungen ansteigen und durch die bei der Regelung »sich ändernden Transistorparameter auch eine ungünstige Beinflussung der dem Transistor zugeordneten Schwingungskreise auftritt. Die bei der Regelung sich erhöhende Nichtlinearität ergibt z. B. bei geregelten Empfängereingangsstufen Modulationsverzerrungen, Kreuzmodulation und Empfangsmehrdeutigkeiten.

Es ist bekannt, die Verzerrungen von Transistoren durch einen gegenkoppelnden Emitterwiderstand zu verringern. Die Gegenkopplung verringert sich jedoch mit abnehmendem Kollektor- und Emitterstrom, so daß deren Wirkung im abwärts geregelten Zustand nahezu verschwindet, also gerade dann, wenn sie wegen der großen Signalspannungen benötigt wird. Außerdem ist nachteilig, daß wegen der abnehmenden Gegenkopplung die Wirkung der Verstärkungsregelung vermindert wird. Ferner wirken sich Schwankungen der Temperatur und der Betriebsspannungen im abwärts geregelten Zustand sehr stark auf den Verstärkungsfaktor aus (wegen der geringen Gegenkopplung).

Diese Nachteile werden durch eine bekannte Transistorverstärkerstufe (deutsche Patentschrift 11 64 497) vermieden, bei der ein Hilfstransistor verwendet ist, dessen Basiselektrode wechselstrommäßig mit der des Verstärkertransistors verbunden ist, und bei der die Emitterströme beider Transistoren durch den gemeinsamen Emitterwiderstand fließen und die Emitterströme beider Transistoren durch Regelung der Basisvorspannung gegensinnig geregelt werden. Diese Schal- <>5 tung wird an Hand von Fig. I der Zeichnung näher erklärt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine in dieser Weise aufgebaute Transistor-H F-Vorstufe (auch Eingangsstufe genannt) oder -Mischstufe und zeigt, wie das Signal-Rausch-Verhältnis vergrößert werden kann und trotzdem die Verminderung der Verzerrungen und der Kreuzmodulation aufrechterhalten wird. Frfindungsge maß ist der gemeinsame Emitterwiderstand oder ein Teil desselben für die Eingangshochfrequenz kapazitiv überbrückt, jedoch nicht für die durch unerwünschte Demodulation der Eingangssignale entstandenen niederfrequenten Modulationssignale.

Der Erfindung liegt also die Erkenntnis zugrunde, daß zur Verminderung der Verzerrungen und der Kreuzmodulation eine Gegenkopplung der Hochfrequenz nicht notwendig ist, vielmehr eine Gegenkopplung der niederfrequenten Modulationsfrequenz in Form einer Gegenmodulation ausreichend ist. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist der Emitterwiderstand als hochfrequente Rauschquelle unwirksam gemacht. Ein niederfrequentes Rauschen macht sich praktisch nicht bemerkbar. In einer Mischstufe ist außerdem die Mischsteilheit großer, weil eine Gegenkopplung der Hochfrequenz einer Linearisierung der Transistorkennlinie bezüglich der Hochfrequenz gleichkommt, wodurch aber die Mischwirkung geringer wird.

Es ist in einem abstimmbaren Hochfrequenzverstärker mit Röhren bekannt (britisches Patent 3 37 830), eine hochfrequente Gegenkopplung mit dem Kathodenwiderstand zu einem anderen Zweck zu unterdrükken, nämlich zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Verstärkung auf dem ganzen Frequenzbereich. Ohne zusätzliche Maßnahmen nimmt in einem Frequenzbereich mit Abstimmung durch einen Drehkondensator die Verstärkung mit zunehmender Frequenz zu. Wird aber der Kathodenwiderstand von einem Reihenresonanzkreis überbrückt, der auf eine tiefe Frequenz des Frequenzbereiches abgestimmt ist, so wird bei den tiefen Frequenzen die Gegenkopplung unterdrückt, während bei zunehmender Frequenz eine Gegenkopplung auftritt, die dem Verstärkungsanstieg bei den hohen Frequenzen entgegenwirkt.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

F i g. 1 zeigt das Prinzip der bekannten Regelschaltung,

F i g. 2 eine regelbare HF-Eingangsstufe, F i g. 3 eine regelbare Mischstufe. In Fi g. 1 ist 1 der verstärkende Transistor und 3 der gegenkoppelnde Emitterwiderstand. Das zu verstärkende Signal wird der Basiselektrode zugeführt und das verstärkte Signal vom Außenwiderstand 4 abgenommen. Zur Abwärtsregelung des Emitter- und Kollektorstromes des Transistors 1 dient der Hilfstransistor 2, dessen Basiselektrode ebenfalls die Signalspannung zugeführt wird. Der Mechanismus der Verstärkungsregelung besteht darin, daß die Emitterströme des Verstärkertransistors 1 und des Hilfstransistors 2 gegensinnig geregelt werden, d. h., wenn der Emitterstrom 1 abwärts geregelt wird, steigt der Emitterstrom von 2. Diese Wirkung kann durch Verändern der Basisvorspannungen Ub\ und Üb·, erreicht werden.

Die günstigen Wirkungen der bekannten Regelschaltung bestehen darin, daß bei Abwärtsregelung des Transistors 1 die Gegenkopplungsspannung am Emitterwiderstand 3 und damit der Gegenkopplungsgrad durch den gleichzeitig anwachsenden, von der Signalspannung gesteuerten Emitterstrom des Transistors 2 ganz (oder zum Teil) erhalten bleibt. Dies ist leicht einzusehen, wenn man voraussetzt, daß die Sum-

me der Emitterströme von 1 und 2 bei der Regelung der Stufe konstant bleibt. In diesem Falle bleibt auch der Emitterwechselstrom, welcher durch den Emitterwiderstand fließt, konstant und dami> auch der Gegenkopplungsgrad. Gleichzeitig bleibt durch die gegensinnige Kollektorstromregelung der Eingangswiderstand der Stufe ebenfalls konstant. Die vorausgesetzte konstante Summe der Emitterströme ergibt sich in der Praxis dadurch, daß bei einer relativ großen Gleichstromgegenkopplung in der gemeinsamen Emitterleitung durch Verwendung eines entsprechend großen Emitterwiderstandes eine Aufwürtsregelung des Kollektorstromes von 2 durch den Anstieg der Spannung am Emitterwiderstand 3 eine Abwärtsregelung des Kollektorstromes von 1 bewirkt, so daß dann also, wie bekannt ist, nur an den einen der beiden Transistoren eine Regelspannung angelegt zu werden braucht. Es zeigt sich, daß der Regelfaktor nur vom Verhältnis der Emitter-Kollektor-Ströme von 1 und 2 und nicht von deren Summe abhängig ist und daß dadurch eine hohe Konstanz des Regelfakiors sich ergibt.

In der HF-Eingangsstufe nach F i g. 2 und der selbstschwingenden Mischstufe nach F i g. J ist erfindungsgemäß die gegenkoppelnde Wirkung des Emitterwiderstandes 3a durch entsprechende Bemessung des Siebbzw. Ankoppelkondensators 9 nur für die in der Misch-

'■5 stufe durch unerwünschte Demodulation auftretenden Modulationsfrequenzen der übertragenen Empfangssignale vorhanden. Durch den gestrichelt angedeuteten Widerstand 3b in der Emitterleitung, welcher für die Hochfrequenz nicht überbrückt ist, kann ein Teil der Gegenkopplungswirkung auch auf die Hochfrequenz ausgedehnt werden.

Die Leitung 11 in F i g. 3 könnte auch mit dem Pluspol der Betriebsspannungsquelle verbunden werden, jedoch hat die dargestellte Schaltung den Vorteil, daß bei heruntergeregelter Verstärkung des Mischtransistors 1 die Oszillatorfunktion des Transistors 1 mehr und mehr auf den Hilfstransistor 2 übergeht und deshalb die Oszillatorschwingungen nicht abreißen können.

Die Verwendung eines geregelten Hilfstransistors in einer Mischstufe mit gemeinsamem Emitterwiderstand für den Misch- und Hilfstransistor ist bereits in einem eigenen älteren Patent (12 69 683) mit derselben Schaltung wie in F i g. 3 (aber ohne den Widerstand 3b ) vorgeschlagen worden, jedoch ist dort über die Bemessung des Kondensators 9 nichts ausgesagt. Er könnte also dort so groß sein, daß er den Emitterwiderstand für die Hochfrequenz und auch für Modulationsfrequenzen kurzschließt.

Die Erfindung läßt sich in analoger Weise auch auf Schaltungen mit npn-Transistoren anwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Transistor-ΗF-Vorstufe oder -Mi£chstufe mit Verstärkungsregelung und mit VVechselsirorngcgenkopplung durch einen Emitterwiderstand, bei der ein Hilfstransistor verwendet ist, dessen Basiselektrode wechselstrommäßig mit der des Verstärkertransistors verbunden ist, und bei der die Emitterströme beider Transistoren durch den ge- ίο meinsamen Emitterwiderstand fließen und die Emitterströme beider Transistoren durch Regelung der Basisvorspannung des einen oder/und des anderen Transistors gegensinnig geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Emitterwiderstand (3) oder ein Teil desse'ben (3a) für die Eingangshochfrequen^ kapazitiv überbrückt (9) ist, jedoch nicht für die durch unerwünschte Demodulation der Eingangssignale entstandenen niederfrequenten Modulationssignale.