DE1297703B

DE1297703B - Schaltungsanordnung zum Linearisieren der Verstaerkung eines Hochfrequenzverstaerkers fuer Einseitenbandsignale

Info

Publication number: DE1297703B
Application number: DER42587A
Authority: DE
Inventors: Hupfer Konrad
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1966-02-09
Filing date: 1966-02-09
Publication date: 1969-06-19
Also published as: DE1591404A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Linearisieren der Verstärkung eines Hochfrequenzverstärkers für Einseitenband-Signale.
Zum Beeinflussen des Verstärkungsgrades von Hochfrequenzverstärkern, z. B. Konstanthalten der Ausgangsspannung eines Hochfrequenzverstärkers, sind bereits die verschiedenartigsten Steuerschaltungen - oftmals auch Vorwärtsregelschaltungen genannt - bekannt, bei denen aus der Eingangsspannung durch Gleichrichtung eine Steuergröße abgeleitet wird, über welche der Verstärkungsgrad der Verstärkerelemente (Röhren oder Transistoren) gesteuert wird. Die Zeitkonstante dieser Gleichrichterschaltungen ist dabei stets so groß gewählt, daß aus den aufeinanderfolgenden Halbwellen der zu verstärkenden Hochfrequenzspannung eine entsprechende mittlere Gleichspannung gebildet wird, deren Wert damit der Amplitude der Hochfrequenzspannung proportional ist. Diese bekannten Schaltungsanordnungen sind in dieser Form für den erfindungsgemäßen Zweck nicht brauchbar, denn sie würden Steuerung in Abhängigkeit von der Amplitudenänderung der Umhüllenden gewährleisten.
Es sind auch sogenannte Rückwärtsregelschaltungen bekannt, bei denen aus der Ausgangsspannung über Gleichrichter mit speziell bemessenen Zeitkonstanten eine Regelspannung gewonnen wird, durch welche eine automatische Regelung der vorhergehenden Verstärkerstufen durchgeführt wird. Bei einer solchen bekannten Rückwärtsregelschaltung für einen Einseitenbandempfänger sind hierzu zwei verschiedene Gleichrichter mit zwei verschiedenen Zeitkonstanten vorgesehen, so daß bei Beginn eines Zeichenimpulses bereits die Regelung einsetzt und anschließend zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeichen auch erhalten bleibt und nach dem letzten Zeichen erst langsam abfällt. Bei dieser bekannten Rückwärtsregelschaltung ist also eine sehr hohe Zeitkonstante vorgesehen, durch welche keine einer bestimmten Modulationsspannung proportionale Regelspannung erzeugt werden kann. Mit einer solchen bekannten Schaltung könnte niemals eine unmittelbar der Umhüllenden eines Einseitenbandsignals entsprechende Steuerspannung gewonnen werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine derartige Schaltungsanordnung so zu verbessern und weiterzubilden, daß sie auch zum Linearisieren der Verstärkung eines Hochfrequenzverstärkers für Einseitenbandsignale verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, ausgehend von einer bekannten Schaltung der oben bezeichneten Art, dadurch gelöst, daß durch entsprechende Wahl der Zeitkonstante der Gleichrichteranordnung die Hüllkurve der Hochfrequenzeingangsspannung als Steuergröße gebildet wird. Vorzugsweise ist dabei der Gleichrichteranordnung ein Steuerverstärker nachgeschaltet, dessen Ausgang insbesondere über entsprechende Spannungsteiler mit den Steuerelektroden der Verstärkerelemente unmittelbar verbunden ist. Da der Verstärkungsgrad von Verstärkern für kleine Eingangsspannungen meist bereits ausreichend linear ist, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Bemessung der Gleichrichteranordnung und/oder des nachgeschalteten Steuerverstärkers auch so getroffen sein, daß erst bei überschreiten einer vorbestimmten Größe der Eingangsspannung eine Beeinflussung des Verstärkungsgrades durch die Steüergröße bewirkt wird.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden störende Intermodulationsprodukte bei Einseitenbandverstärkern vermieden. Es wird nämlich eine Abflachung der Spitzen der Hüllkurve, wie dies bei den bekannten Anordnungen durch Abnahme des Verstärkungsgrades mit zunehmender Eingangsspannung zu befürchten ist, vermieden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnün-jen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; F i g. 2 zeigt an Hand eines Verstärkungsgrad-Diagramms die erfindungsgemäß erreichte Linearisierung der Verstärkung.
Der in F i g. 1 gezeigte Hochfrequenzverstärker für Einseitenbandsignale (A3 ä bzw. A3 b-Signale) umfaßt drei Verstärkerstufen 1, 2 und 3, beispielsweise Transistorverstärkerstufen. Dem Eingang des Verstärkers wird aus einem Generator 4 das Einseitenbandsignal zugeführt, und am Verstärkungsausgang ist eine Last 5, z. B. eine Antenne, angeschaltet.
Von der Eingangsspannung wird eine Steuerspannung Ust abgegriffen und einer Gleichrichteranordnung 6 zugeführt, welcher ein Steuerverstärker 7 nachgeschaltet ist. Das Einseitenbandsignal Ust besitzt bei Anwesenheit von zwei Modulationsfrequenzen bzw. bei jeder Sprachmodulation die in F i g. 1 links unten angedeutete Kurvenform. Nach Gleichrichtung dieses Einseitenbandsignals mit einer Gleichrichteranordnung von sehr kleiner Zeitkonstante (der Kondensator C der Gleichrichteranordnung 6 besitzt bei einem praktischen Ausführungsbeispiel einen Wert von etwa 25 nF und der Widerstand R einen Wert von etwa 3 kOhm) entsteht am Ausgang der Gleichrichteranordnung 6 und verstärkt am Ausgang des Steuerverstärkers 7 die in F i g. 1. rechts unten angedeutete Hüllkurve UH, die unmittelbar zur Regelung der Verstärkerelemente 1, 2 und 3, beispielsweise über einen entsprechenden Spannungsteiler 8, verwendet wird. Es wird also unmittelbar phasenrichtig in jedem Zeitpunkt der Verstärkungsgrad der Verstärkerelement entsprechend dem Wert dieser Hüllkurve eingestellt und damit vor allem an den Spannungsspitzen des Einseitensignals der Verstärkungsgrad in linearisierendem Sinne geändert, wie dies an Hand der Verstärkerkennlinie nach F i g. 2 deutlich wird. Der Kennlinienverlauf I zeigt die bei bekannten Verstärkern dieser Art normalerweise auftretende Abflachung der Verstärkung bei höheren Eingangsspannungsflächen. Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird diese störende Abflachung der Verstärkerkennlinie I vermieden, wie dies mit der Verstärkungskennlinie II angedeutet ist.
Da in den meisten Fällen die Verstärkerkennlinie im unteren Kennlinienbereich noch ausreichend linear ist, genügt eine linearisierende Steuerung nur im oberen Kennlinienbereich, d. h. für höhere Eingangsspannungswerte. Der Steuerverstärker 7 kann deshalb in bekannter Weise so ausgebildet sein, daß er erst ab einem vorbestimmten vorzugsweise einstellbaren Schwellwert wirksam wird, d. h., unterhalb dieses Schwellwertes keine Steuerung des Verstärkungsgrades in Abhängigkeit von der Eingangsspannung erfolgt, sondern erst oberhalb dieses Schwellwertes.

Claims

Patentansprüche: 1.' Schaltungsanordnung zum Linearisieren der Verstärkung eines Hochfrequenzverstärkers für Einseitenbandsignale durch Steuern des Verstärkungsgrades der Verstärkerelemente mit einer durch Gleichrichtung aus der Eingangsspannung abgeleiteten Steuergröße, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß durch entsprechende Wahl der Zeitkonstante der Gleichrichteranordnung (6) die Hüllkurve (UH) der Hochfrequenzeingangsspannung (U") als Steuergröße gebildet wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen der Gleichrichteranordnung (6) nachgeschalteten Steuerverstärker (7), dessen Ausgang insbesondere über entsprechende Spannungsteiler (8) mit den Verstärkerelementen (1 bis 3) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Gleichrichteranordnung und/oder des nachgeschalteten Steuerverstärkers, daß erst bei überschreiten einer vorbestimmten Größe der Eingangsspannung eine Beeinflussung des Verstärkungsgrades durch die Steuergröße bewirkt wird.