DE1537654A1 - Geregelter Verstaerker - Google Patents

Description

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HCA 57 1*3 ^[:^

U.S.Serial No. 593 51o Filed: /ioveaber Io_f 1366

RADIO CORPORATIOIi OF AMEtJICA ·

0EJUEMELTBt VKHS'lfl JIECCB

Di· Erfindung betrifft Slgnalübertragungsschaltungtn, insbesondere solche, bei denen eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen 1st. ■ Die erflndungegemäße Schaltung eignet aioh vornehmlich zur Herstellung in integrierter Fora.

Unter einer integrierten Schaltung versteht »an ein einheitliches oder monolithisches Halbleiterelement, das einer Zusammenschaltung eines Netzes aktiver und passiver Schaltungselemente entspricht· Beim Entwurf derartiger Halbleiterschaltu»- gen treten zahlreiche Probleme auf· Beispieaweise nehmen bei. hintereinander geschalteten alt Widerständen und Kapazitäten gekoppelten Verstärkeratufen die In integrierter Form ausgebildeten Kapazitäten eine beträchtliche Fläche auf dem Halbl&iterplättchen In Anspruch, selbst wenn es sich nur um niedrige Kapazitäten handelt. Da die Abmessungen des Halbleiterplättchens begrenzt sind, mu£ die Größe der Kapazitäten, und damit die für die Kopplung jeder Stufe zur Verfügung stehende Kapazität, ebenfalls beschränkt werden. Bei einer Verringerung des Werts dieser Kapazitäten wird jedoch der Frequenzgang des Verstärkers nicht nur am unteren, sondern auch am oberen Ende beschnitten» ao daß auch die Verstärkung für den gewünschten Signalfroquenzberelch herabgesetzt wird. Wegen der parasitären Kapazitäten, die sich bei den integriert aufgebauten Kondensatoren zusätzlich ausbilden, tritt eine zusätzliche Begrenzung

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dee oberen Frequenzbereichs ein· Wegen der Einschränkungen, welche die bei. der Herstellung integrierter Kondensatoren *ur Zeit benutzten Herstellungsverfahren mit sich bringen, sind diese Großenbeschränkungen eine Quelle großer Schwierigkeiten, da leicht Kurzschlüsse «wischen den Belägen auftreten· Deshalb Möchte aan die Terwenduag Ton Kondensatorea überhaupt möglichst rermeidtn und ein· Gleiohspannungskopplung der einseinen 7eretrfirkeritufen einer integrierten Schaltung benutzen, wo dies nur möglich ist·

Die Hintereinanderschaltung gleichspannungsgekoppelter Verstlrkerstufen bringt jedoch wiederum besondere Probleme mit sieh. Da beispielsweise die Ausgangsgleichspannung an der Ausgangeelektrode einer Stufe gleichseitig die Eingangsspannung für die nachfolgende Stufe ist, benotigt man komplizierte Vorspannungenetz· zur Einhaltung der gewünschten Arbeitspunkte jeder der hintereinander geschalteten Stufen. Im allgemeinen ist zur Erhaltung stabiler Arbeitspunkte eine Gleichspannisngsgegenkopplung - ■ erforderlich, und wenn man in. einer einzigen integrierten Schaltung eine hohe Verstärkung erzielen will, treten innerhalb der Gleichepannungsgegenkopplungsschleife Phasendrehungen auf, die wiederum im Sinne einer StabilitätsTerschlechterung wirken« Ehe man gleichspannungsgekoppelte Verstärkerstufen in Signalempfangesystemen mit automatischer Verstärkungsregelung vernünftig hintereinander schalten kann, muß man dafür sorgen, daß während des Regelvorgangs der automatischen Verstärkungsregelung die Arbeitepunkte der einzelnen Stufen bis auf eine, deren Verstärkung geregelt werden soll, nicht beeinflusst werden. Anderenfalls wird der Verstärker instabil, wenn die Verstärkung genügend hoch ist, so daß schließlich der gesamte Betrieb des Ve?-

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etärkera in Frage gestellt 1st· λ . .

B»i bekannten Empfangs syateiitn arbeitet die automatische Veretärkungeregelung so, daß an die Eingangsstufe eines mehrstufigen Verstärkers ein Eegelaignal angelegt wird. Eine solche Afepr&mffig ist jedoch hinsichtlich großer Eingangssignale oft uasweekiaäßig, da infolge der Regelwirkung gleichzeitig die Aaplltmd® da? Eingangssignale, die der Verstärker noch verarbeiten beschnitten wird und veil andererseits bei te stiemten SIg-

noch, bo große Signale hinter der ersten Stufe auftredaß &i# nachfolgenden Stufen übersteuert werden und Verngen auftreten. Zwar ergeben sich diese Schwierigkeiten aueh bei wechselspannungsgekoppelten Verstärkerstufen_β jedoch sind sie bei glelchapannungsgekoppelten Stufen bedeutend unan-■genahmer.■ Bf besteht daher der Wunach nach einer automatischen ?erstärkuagsregelung zusätzlicher Verstärkerstufen auaser der ersten, wobei -jedoch gleichzeitig die Stabilität der Arbeitepunkte erhalten bleiben soll.. . . .

Di© Aufgabe d®r Erfindung, beöteht daher in der Schaffung einer verbesserten Schaltung sur automatischen Veretärkungsreglung für Signaleapfangssysteiie, wobei insbesondere die Arbeitepunkt-Stabilität gleichspannungsgekoppelter integrierter Verstärkerstufen, die einen Teil der Schaltung bilden, nicht herabgesetzt werden soll, obwohl mehr ala nur eine Verstärkerstufe geregelt werden.

Erfindungsgeaäö wird dies bei einer übertragungsschaltung für elektrische Signale mit mehreren in Reihe geschalteten, gleichspannungsgekoppelten Transistorverstärkerstufen dadurch erreicht, daß die Regelspannung an die erste der Verstärkerstufen angelegt

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wird und bei Veränderungen den Strom durch diese erste Veretfirkerstuft und durch ein© nachfolgende, in Kaskade geschaltete Verstärkerstufe verändert, ferner ist ein epannungeoapfindlicher Widerstand vorgesehen, der so geschaltet ist, dafl er den durch die nachfolgende Verstärker3tufe fließenden Strom führt, und die Regelspannung ist ferner derart auf den Spannungs empfindlichen Widerstand geschaltet, daß eine der Stromänderung durch diese nachfolgende Verstärkerstufe entgegengerichtett Wirkung auftritt.

Weitere Einselheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben eich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung Bit den Darstellungen von Ausführungsbelspielen. Ee seigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines zweistufigen gleichspannungsgekoppelten Verstärkers nach der ErflLndu^ig und

Fig. 2 eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Schaltung.

Figur 1 läßt ein Paar gleichspannungsgekoppelter Veretärktrstufen Io, 12 erkennen, deren Verstärkungegrad in Abhängigkeit von einer am Eingangsanschluß loo liegenden Regelspannung sich automatisch einstellt. Dieser zweistufige Verstärker kann der Zwischenfisiuenzveretärker beispielsweise eines Funkeiapfängera sein, dessen Regelspannung in Abhängigkeit von Aenderangen der Empfang3signalstärke abgeleitet wird.

Der Verstärker enthält Tier Transistoren 14,16,18 und 2o. Der Transistor 14 ist in Emittergrundschältüng geschaltet, sein Emitter liegt an einea BeÄugspotentiftl, wie Masse, sein Kollek-

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tor ist über einen Widerstand 22 an einen Betriebsspannungsanschluß 2oo geführt. Der Transistor 16 ist in Kollektorgrundschaltung geschaltet, sein Kollektor liegt am Betriebsspannungsanschluß 2oo, sein Emitter über einen Widerstand 24 an Hass·. Der Transistor 18 ist wiederum in Emittergrundschaltung geschaltet, sein Kollektor liegt über einen Widerstand 26 am Betriebs-,

spannungsanachluß 2oo, während sein Emitter über eine nachfol-

λ gend beschriebene Impedanz an Masse liegt. Der Transistor 2o ist ebenfalls als Emitterfolger geschaltet, sein Kollektor liegt am Betriebsspannungsansehluß 2oo, während sein Emitter über einen Widerstand 3o an Masse liegt.

Die Basis des Transistors 14 liegt über einen Widerstand 32 an einer Vorspannungsquelle 3oo und unmittelbar an Signaleingang 4oo. Der Kollektor des Transistors 14 1st mit der Basin des Transistors 16 verbunden, dessen Emitter an die Basis des Transistors 18 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors ist zusätzlich an'die Basis des Transistors 2o angeschlossen, ' ~ dessen Emitter über einen Leiter 36 an Ausgangeanschluß 5oo liegt, an den ein· geeignete Last 75 angewchlossen sein kann· Die Last 75 kenn ihrerseits beispielsweise eine oder mehrere Verstärkerstufen der mit der Bezugsziffer Io bezeichneten Art enthalten»

Der gleichspannungsgjrkoppelte Verstärker umfasst also eine Verstärkerstufe in Emijtt ergrund schaltung, die eine zweite solche Stufe ansteuert· Wenn demnach zwischen die Anschlüsse 2oo und Ilasse und 3oo und Masse Stromquellen der geeigneten Polarität angeschlossen werden, so werden dem Eingangsansehluß 4oo zugeführte Signale zuerst durch die Tranaietorkonbination 14,16 und dann durch die Transistorkombination 18,2o verstärkt. Die ver-

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stärkten Signale stehen am Widerstand 3© an und erscheinen βλ Ausgangsanachlufl 5oo. Erhalt der Verstärker kein Eingangssignal, bo erscheint am Ausgangsanschluß 5oo eine Gleichspannung» die im wesentlichen gleich der RuheSpannung des Kollektors des Transistors 13 abzüglich de3 Spannungsabfalls 7^_Q des Transistors 2o ist· Unter dem Ausdruck V^ sei die mittlere Basis-Emitterspannung eines Transistors in seinem Betrieb als aktives Schaltungselement in einer Verstärkerschaltung oder dergl. Terstanden. Für Siliziumtranststoren ist die Spannung V^_# ungefähr 0.7 Volt, wenn der Transistor als A-Verstärker geschaltet ist.

Dem Anschluß loo wird eine Regelepannung angeführt, mit Hilfe deren die verstärkten und am Auegangsanachlufl 5oo erscheinenden Signale innerhalb eines engen Auplitudenbareichs gehalten werden, wenn die Eingangsspannung am Anschluß 4oo stark schwankt. Diese Regelspannung kann τοη irgendeiner Begalapannungsquelle abgeleitet, die in Abhängigkeit τοη der empfangenen Signaletärke oberhalb eines bestimmten Ampliftudenwerte» ein Gleiohspannuhgssignai erzeugt· Nach Tig. 1 wird die Begel»panrutng über Reihenwiderstände 38 und 4o der Basis des Traneistore 14 zugeführt. Ein weiterer Widerstand 42 ist zwischen den Yerbindungepunkt dieser Widerstände und Masse geschaltet und bildet mit dem liderstand 38 einen Regelspannungeteiler·

Bekannterweise läßt sich die Verstärkung einer in Emittergrundschaltung geschalteten Verstärkerstufo, wie si« durch den Transistor 14 dargestellt wird, durch Veränderung des· Leitwertes des Transistor* Tiriiert werden. Soll "beiepielaweiee die Verstärkung der Stufe bei Anwachsen der GröBe des empfangene» 31g-

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nales über eine vorbestimrate Amplitude hinaus verringert werden, go verkleinert sich die dem Anschluß loo zugeführte Hegelepannung, d.h. sie wird negativer* Die Regelspannung ver-Mindert die der Basis des Transistors 14 zugef iihrte Vor span-\ nung und verringert damit den Strom durch diesen Transietor \ und auf diese Weise den Spannungsabfall am Widerstand 22. War \ der Transistor 14 ursprünglich auf einen Arbeitspiinkt eingestellt^ bei dem eine Verringerung seines Ruheströmeβ seine Leitfähigkeit verringert, so verringert sich bei dieser Wirkung der Eegolepannung die Verstärkung der ersten Transietorstufe wie gewünscht.

Bei diesem Verhalten vergrößert sich die der Basis des Transistors 16 zugeführte Spannung und damit der durch diesen Transistor fließende Ruhestrom, ferner der Spannungsabfall am Widerstand 24 und die der Basis des Transietors 13 zugeführte Spannung. Wird der Emitter des Transistors 18 trotz der Verringerung der Verstärkung der ersten Emittergrundstufe auf einen festen Vert gehalten, so verändert die am Anschluß loo zugeführte Regelspannung die Vorspannung dieses Transistors* Dadurch wird jedoch die Arbeitspunktetabllität der zweiten Emittergrundstufe beeinflusst,- und demzufolge steigt der Ruhestrom durch den Transistor 18· Wenn die Aenderung der Vorspannung genügend groß let, so kann das dadurch verursachte Anwachsen des Stromes diesen Transistor in die Sättigung bringen, ßo daß diese Stufe das dem Eingangaanschluß 4oo zugeführte Signal nicht mehr übertragen kann*

Zur Aufrechterhaltung der Stabilität des Betriebs dieser zweiten Emittergrundstufe enthält der gleicfcapannungsgekoppelte Ver-

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starker zusätzlich eine Steuerschaltung zur Ausschaltung der Wirkungen von Vorspannungsveränderungen an der Basis dee Traneist ore 18 infolge dor Wirkung der automatischen Verstärkungsregelung. Zu diesem Zweck enthält die Schaltung einen Widerw stand 44, der mit einem Ende an den Regelspannungsanschluß loo und mit seinem anderen Ende an die Basis eines verstärkenden \ Transistors 46,welcher in der Einitterleitung des Traneistora 18 \ liegt, geschaltet ist. Der Kollektor dea Transistors 46 ist mit dem Emitter des Transistors 18 verbunden, während sein Emitter an Masse liegt. Die Widerstände, Transistoren und die Schaltungsverbindungen der Fig. 1 lassen sich leicht auf einem integrierten Schaltungsplättchen ausbilden.

Die dem Anschluß loo zugeführte und auf die Basis des Transistors 14 gekoppelte Regelepannung verringert die Verstärkung der Verstärkerstufe Io und ist ausserde® auf die Basis des Transistors 46 geführt. Bei einem Anwachsen des Signalpegels verringert diese Rü. elepannung die der Basis «ugeführte Vorspannung und sucht den Ruhestrom durch den Transistors 46, den Transistor 18 und den Widerstand 26 tu verringern* Da der Ruhestrom durch den Transistor 18 auch durch den Widerstand 26 fließt und sich infolge dieser Regelspannung vergrößert, wirkt die zusätzliche Steuerschaltung der Fig. 1 stabilisierend auf den Stronfluß durch den Widerstand 26. Wenn die Regelspannungsteilcrwiderstünde 38 und 42 richtig bemessen sind können die einander entgegengesetzten Wirkungen sich gerade aufheben, so daß der gesamte Stromfluß durch den Widerstand 26 im wesentlichen unverändert bleibt. Damit bleiben auch die Spannungsabfall e über den Widerständen 26 und Jo und die Ruhespannung am

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Ausganganschluß 5o konstant. Di· Ausgangespannung an Anschluß 5o kann dann als Vorspannung für nachfolgend· 7erat&rkerstufen benutzt werden, so daS noch weiter· soloh· signalübertragung»- strafen in Gleichspannungekopplttng angeschlossen werden ketonen· Die U©bertragun~,seigensehaf ten der Traneiatoren 14,16 und 46 können, so aufeinander abgestimmt werden, ao daB der StromfluB durch den Widerstand 26 in eine« großen Hegelapannungsbereloli stabilisiert wird.

Aus Figur 1 ergibt sieb.» daß die Verstärkung der Signaispannung durch den Transistor 18 abhängig von der Signalgegenkopplung in seinem Eaitterkreis ist. Je stärker die Gegenkopplung i«t, desto weniger wird das Signal verstärkt und umgekehrt· Diese Gegenkopplung hängt ihrerseits vtn de« durch den 'Transistor 46 an seinem Kollektor bestimmten effektiven Widerstand ab, der durch eine Veränderung der Hegelspannung an der Basis des Iransistors 46 gesteuert werden kann· ?ür eine aa&xixaale Signalverstärkung sind die Schaltungspara»efcer so gewählt, daß der Sfittigung;swider3tand des Traneiatora 46 zwischen dea Eaitter des !!Transistors 18 und Kasse erscheint. Da der Sättigungswidersta&d UAU Transistors 46 relativ niedrig ist, ist die Verstärkung des Translators 18 dann maximal, ^V4lrd die Regeiapanming negativer« ao wächst der Kollcktorwiderstand des Transistors 46 und vergrößert damit die Gegenkopplung und Verringert die Verstärkung der Verstärkerstufe 12· Zusätslioh zur Stabilisierung des Betrieb·· der zweiten Ealttergrundstufe durch Konstanthaltung des Stromes durch den Wideretand 26 bietet die Schaltung nach Tig. I auch eine automatische Verstärkungsregelung dieser Stufe.

Durch diese automatische Verstärkungsregelung jeder Verstärker* stufe und Überhaupt Jeder Stufe ei no a taehretufigan Verstärkers

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in gleicher Weise sind die Signalverarbsitungsoigenschaften des Verstärkers nach Fig. 1 wesentlich besser als sie ee sonst wären. Dies kommt daher, daß auch die letzte Stufe zusätzlich geregelt wird, wobei dl· Möglichkeit einer Sättigung normalerweise wesentlich größer wäre, da er dann bereite ein schon rer~ stärktea Gleichspannungssignal erhält. Würde nan auf diese zusätzliche Regelung verzichten, so würde die verstärkte Möglichkeit dieser Sättigung eine erheblich niedrigere Grenz· tür die Größe des eingangssignals setzen, die der Verstärker nach Fig.l verarbeiten kann.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des gleichspannungsgekoppelten Verstärkers nach Fig. I₁ wobei entsprechende Elemente mit gleichen Bezugsslffern bezeichnet eind* Der Verstärker nach Flg. 2 gleicht dem nach Fig. 1 insoweit, als der Transistor 46 ebenfalls stabilisierend auf den Ruhestrom durch den Transistor 26 wirkt und eine automatische Verstärkungaregelung des Transistors 18 bewirkt. Sie unteraiieidet sich. o®doch darin, d®B der Kollektor des Transistors 46 an dta !ssitteii des Transistors 18 über einen Widerstand 28 .anstatt unmittelbar wie in Fig. 1 angeschlossen ist· Ein Unterschied liegt auch darin, daß ein® Signalgegenkopplung la Emitterkreis des Transistors 14 zur Regelung der Verstärkung der ersten Transistorstufe vorgesehen ist. So ist der Emitter des Transistors 14 anstatt wie in Fig« 1 unmittelbar geerdet zu sein, an den Kollektor eines zusätzlichen Transistors 48 angeschlossen» Der Emitter dieses Transistors liegt am Bezugspunkt Masse, während seine Basis an einem Ende eines Widerstandes 5o liegt, dessen anderes Ende an den Regelspannungseingang loo angeschlossen 1st. Wird der Transistor 48 dann für einen bestimmten Arbeltspunkt vorgespannt, so daß ein· Verringerung der sei-

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ner Baue zugeführten Eogolspannung - wenn sie also negativer wird - eeinen Leitwert erniedrigt, dann vergrößert sich der effektive Widerstand iia Eaitterkreia des Transistors 14, wenn das empfangene Signal stärker wird. Wie bei der Zusammen schaltung der Transistoren 18 und 46 erfolgt hier eine stärkere Emittergegenkopplung und eine Verkleinerung der durch den Transistor 1* verstärkten Signalamplitude, also eine Verstärkungsverrlnge« rung. Bei geeigneter Bemessung des Widerstands 28 läßt sich wiederum der Strom durch den Widerstand 26, konstant halten·

Der mehrstufige Verstärker nach Flg. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 durch die Verwendung des Durchlaflspannungeabfalle einer Diode zur Temperaturkompensierung der Vorspannung für den Translator 14, die im Falle der Fig. 1 vom Anschluß 3oo abgenommen wird. Im einzelnen sind Kollektor und Bails einet* Transistors 52 in Fig. 2 zusammengeschaltet und mit dem einen Ende eines Widerstandes 3£ vertagen, dessen anderes Ende an einem zusätzlichen Widerstand y\- "^egt, der jiLederiim nit sein·» anderen Ende mit der Basis des Transistors 14- verbunden ist· Der Emitter des ^Traneiators $2 liegt an Masse. Ist der Transistor 52 in dieser Weise als Diode geschaltet, so entsteht eine Vorspannung, die gleich dem Emitter-Basis-Spannungsabfall det Transistors 32 von o,7 Volt ist. Diese Vorspannungsanordnung wurde bei einem dreistufigen Verstärker verwendet, dessen Daten in der folgenden Tabelle angeführt sind.

VERSTAERKER

lfd. Nr.	22	Einheit	33m\V Verlust leistung	12 mW Verlust leistung	3 mW Verlust leistung
V/i de rs t and	24-	Ohm	1.8K	3-	12 K
■	26	M	1.0K	3-	12 K — r~J ψ τ-
		H	3.0K	7-
		009817/0595		ORIGINAL
	ΛΚ
.9K
•5E -12-
— XC — BAD

Widerstand	28	Ohm	2.	2K	75o	9K	2.	5K
■	3o		1.	5K	3.	9K	12	E
«	32	«	1.	5K	3.	9E	12	E
M	34	η	5	K	5.	E	12	K
	44	N	5	K	5	E	5	K
N	5o	M		5	5	E

Es rereteht eich, daß auch zwei oder mehr Transistoren in dieser Weise angeordnet und in Reihe geschaltet werden können, so daß vielfache der Spannung von o»7 Volt für andere Werte der Verstärkerbauteile gewonnen werden können.

Der gleichspannungsgekoppelte Verstärker nach Fig. 2 hat auch zwei Gegcnkopplungswiderstände 54 und 56· Der eine Wideretand 54 ist zwischen den Kollektor des Transistors 14 und den Verbindungepunkt der Widerstände 32 und 34 geschaltet und dient der Stabilisierung des ^etrieba des' Verstärkers bei Temperatur- und Versorgungospannungssehwankungen. Bei einer Ausführung als nicht integrierter Verstärker kennen die beiden Widerstände 32 und 34 zu einer einzigen Einheit mit den Widerstand 54 zusammengefaßt werden und an einem Zwisehenabgriff von ihm angeschlossen werden. Für die oben angeführten Verstärker mit Verlustleistungen von 53,12 und 3 mW hat der Widerstand 54 einen Wert von 5»6k0bm_t 15 kOhm bcw. 33 kOhm.

Der andere Gegenkopplungswiderstand 56 ist zwischen die Kollektoren der Transistoren 14 und 13 geschaltet. Dieser Widerstand hält den Stromfluß durch den Widerstand 26 konstant, indem er die Spannung an der Basis des transistors 18 jeglichen Spannungeänderungen an seinem Kollektor entgegenwirken läßt. Ausserdem gestattet er eine Veränderung der Bandbreite des Verstärkers auf Kosten der Verstärkung und umgekehrt. Beispielsweise läßt

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sich "bei einer Verstärkung von Jo dB eine Bandbreite rom 65 IEHz erreichen, wenn der Widerstand 56 47ö Ohm beträgt, während eich bei einem Widerstandswert von 4,7 kOhm eine Verstärkung ▼on 5odB und eine Bandbreite von 2o KHz ergibt·

Bei einer anderen Anordnung kann eine Diode ?o zwischen die Kollektoren der Transistoren 14 und 18 zusätzlich zum Widerstand 56, der in Fig. 2 dargestellt ist, geschaltet werden. Venn die Anode dieser Diode am Transistor 14- und ihre Kathode axt Transistor 18 liegt» wirkt die Diode bei negative gerichteten Signalen am Anschluß 4oo als Begrenzer für die Verstärkung. Zur Begrenzung positiv gerichteter Eingangssignal kann eine ander· Diode 72 benutzt werden, deren Anode am Eaitter des Transistors 2o und deren kathode au Emitter des Transistors 16 liegt. Benutzt Ban diese Diodenkoiabination als Teil eines Verstärkers, der gemäß der vorstehenden tabelle bemessen ist, so verarbeitet der Verstärker Signalamplituden bis zu 3 Volt zufriedenstellend·

Wie bereits erwähnt eignen sich beide gleichspannungsgekoppelte Verstärker nach dtn Fig. 1 und 2 zum Aufbau in integrierter Form nach bekannten Techniken. Bei einem besonderen integrierten Aufbau, der ausgezeichnete Betriebseigenschaften zeigte, sind alle Bauelemente des Verstärkers nach Fi.g 2 mit Ausnahme des Widerstandes 56 innerhalb eines einzigen Halbleitenplättchens ausgebildet. Dieser Widerstand war aussen mit der Schaltung verbunden, so daß er abgeändert werden konnte, um die Bandbreite bzw. die Verstärkung wie oben erwähnt zu verändern·

Anzahl von am Uarang des integrierten Sehaltunpjsplättchens angeordneter Kontakte diente ala ^ingangs~_t£i!sgaiigs~ und Btrom suriüirungsanecblüsse'. Ein mit der I;asis das '-Pranaistora 14· ver-

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bundener Kontakt war der Signaloingangaanschluß 4oo, ein mit dem Verbinduncapiinkt der Widerstände 44 und 5o verbundener zweiter Kontakt diente als Regel3pannung3anschlu3 loo. Ein dritter ' und ein vierter Kontakt, die mit den Kolloktoren der Transistoren 14 und 18 verbunden waren, dienten als Anschlüsse für den äusseren Widerstand 56· Ein fünfter, mit dem Emitter des Transistors 2o verbundener Kontakt war der Signaleingangaansehluß 5oo. Ein sechster mit dem Emitter des Transistors 48 verbundener Anschluß war der gemeinsame Masseanschluß des Verstärkere, während ein siebenter mit dem Kollektor des Transistors 16 verbundener Kontakt als Versorgungsepannungeanschluß 2oo diente· Ein achter und ein neunter Kontakt verbanden die Anode bzw· Kathode der Begrenzungsdiod· 7o für negative Signale, so daß sie für eine äussere Verbindung mit den Kollektoren der Transistoren 14 und 18 über den dritten und vierten Kontakt zugänglich war. Ein zehnter Kontakt war mit der Anode der Begrenzerdiode 72 für positive Signale verbunden, so daß sie für einen äißseren Anschluß mit dea Emitter des Transistors 2o über den fünften Kontakt zugänglich war. Ein wlfter und ein zwölfter Kontakt waren schließlich mit den Kollektoren der Transistoren 46 und 48 verbunden und dienten als Anschlüsse für zusätzliche äussere Verbindungen. Schloß man an diese Kontakte beispieleweise Ueberbrückungskondensatoren an und legte eine feste Spannung an den zweiten Kontakt, so war der Verstärker für dl zwecke geeignet. -

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Patentansprüche ι

Claims (1)

1. 65o7 - 67

   RCA 57 143 _%ις\

   U.S.Serial Ho.: 593 51o ^

   Filed« November lo,1966

   Patentansprüche

   1· Elektrische Signalübertragungsschaltung mit mehreren

   hintereinander geschalteten, gleichspannungsgekoppelten Traneietorveratärkerstufen und einer an die erste Veratärkeratufe angeschlossenen RegelBpannung8quelle, die bei Veränderungen der Regelspannung ein· Yeränd·- rung des Stromes durch die ere te Veratärkeratufe und durch die nachfolgenden Veratärkerstufen verursacht, gekennzeichnet durch einen Spannungsteuerbaren Widerstand (36), durch den der Strom der nachfolgenden Terstärkeratufe (18) fließt und der über ein Schaltungselement (44) mit der Regelspannunaquelle loo) verbunden ist und einer Veränderung des Stromes durch die nachfolgende Veratärkerstufe (18) entgegenwirkt.

   2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 der ^pannungssteuerbare Widerstand ein Transistor (46) ist, dessen einer Elektrode die Regelspannung zugeführt wird und der einen Stromweg für die nachfolgende Verstärkerstufe (18) dargtellt.

   3. Schaltung nach Anspruch 1, "bei der die der ersten Veratärkörstufe (14) zugeführte Regelspannung den Strom durch diese Verstärkerstufe in eine Richtung

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   und den Strom durch die nachgeschaltete Verstärlceratufe (18) in der entgegengesetzten Richtung zu Verändern sucht ,d adurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der Regelapaimungsquelle (loo) und des spanmm-jssteuerbaron Widerstandes (46) so "bemessen ist, daß die Veränderung des Stromes durch die nachgeschaltete Verstärkerstufe (18) im wesentlichen gleich der Veränderung des Stromes durch die erste Verstärkerstufe (14) ist.

   4. Schaltung nach Anspruch 3, da du roh gekennzeichnet , daß auch die cirste Verstärkerstufe (14) einen weiteren spannungssteuerbaren Widerstand (48) aufweist, durch den der Stro» dieser Stufe fließt und der mit der Regelspannungsqueile verbunden ist.

   5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsateuerbaren Widerstände Traeistoren(46 bzw. 48) nind, deren eine Elektrode ait der HgelSpannungsquelle verbunden ist und die einen Strompfad für den Strom der ersten (14) btw. der nachgeschalteten Verstärkerstufe (18) darstellen.

   6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei hintereinander geschaltete Verstärker3tufen vorgesehen sind, an deren letzte eine Last angeschlossen ist und bei denen ein Ausgangsanschluß der ersten Verstärkerstufe gleichspannungsgekoppelt mit einem Eingangsanschluß der dritten Verstärkeretufe und ein Ausgangsanschluß der zweiten Verstärker-

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   stufe gleichspannungsgekoppelt mit einem anderen Eingang der dritten Verstärkerstufe ist, daß die Regelspannungsquelle die Regelspannung auf Anschlüsse der treten und der zweiten Stufekoppelt, daß Schaltelemente sur , ßroportionierung de$ durch die erste und die zweite Verstärkerstufe erzeugten und den Singangsanschlüesen der dritten Stufe zugeführten Gleichspannungssignale vorgesehen sind, die einen. GleichatromXTuß durch dl· Last "bewirken, der sich hei Aenderungen des Glelehapannungsausgangssignale der ersten Verstärkerstufe auf Veränderungen der Regelspannung hin In gleichen Sinn.«, bei Veränderungen dee Gleichspannungeausgangseignal» der zweiten Verstärkerstufe auf Veränderungen der Regelspannung hin im entgegengesetzten Sinne verändert·

   7. Schaltung nach Anspruch 1, mit drei Transistoren, dl· je einen Emitter, eine Basis und einen Kollektor ha-' 'ben", mit zwtii Anschlüssen zur Verbindung oit einer .... Vorsorgungsspannungsquelle bzw. einer Vorspannungequelle, dadurch . gekennzeichnet, daS ein erster Widerstand (22) zwischen den Kollektor des ersten Transistors (14) und den ersten Anschluß (2oo) gesdhaltet ist, da3 ein zweiter Widerstand (26) • zwischen den Kollektor deszweiten Transistors (18) und den ersten Anschluß (2oo) geschaltet ist, daß ein dritter Widerstand (32) zwischen die Basis des ersten Transistors (14) und den zweiten Anschluß (3oo) geschaltet ist, daß eine Gleichet renkverbindung vom Kollektor des dritten Transistor· (46) zun Emitter des zwei-

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   ten Traasistoru (IS) besteht, da.^rJ GIeichsfcro$velbindungen von den Emittern des ersten und des zweiten Transistors (14,18) zu einem Bezugspunkt bestehen, daß ein Schaltungselement (16) zur Gleichspannung»- kopplung dee Kollektors des ersten Transistors (14) mit der Basis des zweiten Transistors (18) vorgesehen ist, daß ein Anschluß (4oo) zur Zuführung der zu Verstärkenden Signale zur Basis dee ersten Transistor* (14) und ein Anschluß (loo) zur Zuführung der Regelepannung su den Basen des ersten (14) und dritten (46) Transistors vorgesehen ist, daß der erste und der dritte Transistor (14,46) und die Größe der ihren Basen zugeführt en Regelspannung so aufeinander abgestimmt sind, daß Aenderungen des Gleichstroms, der von den zweiten Transistor (18) durch den weiten Widerstand (26) fließt, infolge von Aenderungen der dem ersten Transistors (14) zugeführteil Regelspannung in ihrer Amplitude im wesentlichen gleich und in ihre Richtung entgegengesetzt «u Aenderungen des Stromes'sind, die durch Yarietionen der dem dritten transistor (46) zugeführten Regelspannung verursacht werden.

   8. Schaltung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß das sleichspannungskoppelende Schaltungselement einen Transistor (16) umfasst, dessen Kollektor nit dem ersten Anschluß (2oo) gleichopannungsgekoppelt ist, doseen Ba3iw nit dem Kollektor des ersten Transistors (14) gleichopannungsgßknppelt ist und dessen Emitter nit der Basis des zweiten Transistors (18) und über einen vierten Widerstand (24) mit dem Bezugspotential gleichapannungsmäi3tg verbunden ist.

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   9« Scha]tuns nach Anspruch 7, gekennseic h η g t durch einen vierten Transistor (48) durch eine Gleichspannun^sverbinduns seines Follektors mit dem Emitter des ersten Transistors (14), durch einen den Kollektor des dritten Transistors (46) mit dem Emitter des zweiten Transistors (18) verbindenden V/iderstand (28)7~durch" Schaltelemente (44,5o) zur Zuführung der Regelspannung zu den Basen dea dritten und des vierten Transistors (46,48), wobei die Zuführung der Regelspannung zum vierten Transistor (48) die Zuleitung der Regelspannung zua ersteh Transistor (14-) "bewirkt, ferner durch eine Bemessung des ersten,dritten und vierten Transistors (14,46,48) und dea vierten ffiderstandea (23) derart, daü Veränderungen des durch den zweiten Transistor (18) und den zweiten Widerstand (26) infolge der dea dritten Traneistor (26) zugeführten Regelspannung in der Größe im wesentlichen gleich und in der Richtung entgegengesetzt zu Aenderungen des Stromes .infolge der dem vierten Transistor (48) zugeführten Regelspannun? verlaufen.

   Io. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekenn

   zeichnet , daü das ^leichopannun^skoppelnde £ch,altungselement einen fünften Transistor (16) umfasst , dessen Kollaktor Rloichsoannungsgekoppelt mit dem ersten Anschlu/i (2οο), dessen Basis gleichspannun-Tsgekoppelt nit den Kollektor des ersten Transistors (14) und dessen 7-iaitter nit der Eonis dos zweiten Transistors (18) und über einen fünften Widerstand (24) mit dem Bezugspunkt glcichspannunra^ekoppc-lt i3t.

   0 09817/0595

   BAD ORIGINAL

   J537S5Ü "*"

   11· Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gele e η η ζ e i c ti η e t , daß zwischen den Kollektor des ersten Transistors (14) und einen Zwischen* punkt des dritten Widerstandes (32,354) ein fünfter Widerstand (54) geschaltet ist.

   12. Schaltung nach Anspruch 9t gekennzeichnet

   durch einen zwischen die Kollektoren des ersten und des zweiten !Transistors (14,18) geschalteten Widerstand (56)·

   12. Schaltung nach Anspruch lo, gekennzöieh net

   d u r ch einen sechsten Transistor (2o)_t dessen Kollektor gleichspannungegekoppelt mit dem ersten Anschluß (2oo) deesen Basis gleichspannungsgekoppelt mit dem Kollektor des zweiten Transistors (18) und dessen Emitter mit einem Ausgangsanschluß (5oo) und über einen seetistea ' Widerstand" V3o) mit'dem Bezugspunkt gleichspaanungsge·· ■ koppelt ist· .

   14· Schaltung nach Anspruch 15 t gikennae 1 e h η · t

   durch eine erste Diode (7o), deren Anojräe bzw. Kathode mit den EOilektor des ersten (14) bzw. zweiton(ie) Transistors -erbunden ist und durch eine zweite Diode (72) s derer* nqrde bzw. Kathode mit dem Emitter des sechsten (2o)bzw. fünften (16) Transistors verbunden ist.

   15. Schaltung nach den vorstehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Ausbildung in inte-

   009· 17/05·$ _BAD0RIGlNAL