DE1537658C3

DE1537658C3 - Limiter amplifier stage

Info

Publication number: DE1537658C3
Application number: DE19671537658
Authority: DE
Inventors: Jack Princeton NJ. Avins (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-12-27
Filing date: 1967-12-22
Publication date: 1977-02-17

Description

sen ist, daß für schnelle Schalteranwendungen eine Sättigung der Transistoren wegen der dabei auftretenden Ladungsspeichereffekte im Basisbereich zu vermeiden ist.sen is that for fast switch applications a saturation of the transistors because of the occurring Charge storage effects in the base area are to be avoided.

Ein röhrenbestückter Begrenzerverstärker ist in der US-PS 29 75 364 erörtert. Das zu begrenzende Signal wird dem Gitter einer von zwei über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand kathodengekoppelten Trioden zugeführt. Von der Anode der anderen dieser beiden Trioden wird das Signal dem Gitter einer Kathodenfolgerröhre zugeführt, deren Kathodenkreis das begrenzte Signal dann niederohmig entnommen werden kann. Die bei Transistoren bekannten Sättigungsprobleme, wie Verzögerungseffekte infolge gespeicherter Basisladungen, treten bei Röhren jedoch nicht auf. Eine transistorisierte Begrenzerschaltung ist aus »Wireless World«, September 1964, Seite 455, Fig. 4, bekannt. Hierbei sind zwei gleiche Transistoren mit ihren Kollektoren jeweils über einen Kollektorwiderstand an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen, und der Kollektor des ersten Transistors ist außerdem mit der Basis des zweiten Transistors sowie über einen Widerstand mit seiner eigenen Basis verbunden. Am Kollektor des zweiten Transistors wird das begrenzte Signal abgenommen. Die Begrenzung erfolgt durch Übersteuerung dieses Verstärkers, und die exakte Symmetrie der Be₆renzung wird mit Hilfe des Kollektorwiderstandes des ersten Transistors und des den Kollektor mit seiner Basis verbindenden Widerstandes experimentell unter Zuhilfenahme eines Oszillographen einjustiert. Die angestrebte exakte Amplitudensymmetrie der Begrenzung wird damit begründet, daß andernfalls das Tastverhältnis der begrenzten Schwingung Vom Wert 1 abweicrL, so daß im Falle von Phasenwinkelmessungen der zu Rechteckschwingungen umgeformten zugeführten Sinuswellen Fehler bei Phasenwinkelmessungen zu erwarten sind. Es ist ferner ausgeführt, daß eine Kathodenkopplung sich zwar für röhrenbestückte Begrenzerschaltungen gut eignet (siehe z. B. die erwähnte US-PS 29 75 364), eine Übertragung dieses Prinzips auf Transistorschaltungen für Begrenzungszwecke keine ausreichende Verstärkung liefere.A tube-loaded limiter amplifier is discussed in US Pat. No. 2,975,364. The signal to be limited is fed to the grid of one of two triodes cathode-coupled via a common cathode resistor. From the anode of the other of these two triodes, the signal is fed to the grid of a cathode follower tube, the cathode circuit of which the limited signal can then be taken with low resistance. The saturation problems known with transistors, such as delay effects as a result of stored base charges, do not occur with tubes, however. A transistorized limiter circuit is known from "Wireless World", September 1964, page 455, FIG. 4. Here, two identical transistors with their collectors are each connected to an operating voltage source via a collector resistor, and the collector of the first transistor is also connected to the base of the second transistor and to its own base via a resistor. The limited signal is picked up at the collector of the second transistor. The limitation is caused by overloading of this amplifier, and the exact symmetry of loading renzung ₆ is adjusted by means of the collector resistor of the first transistor and the collector connected to its base resistor experimentally with the aid of an oscilloscope. The desired exact amplitude symmetry of the limitation is justified by the fact that otherwise the pulse duty factor of the limited oscillation deviates from the value 1, so that in the case of phase angle measurements of the supplied sine waves transformed into square waves, errors in phase angle measurements are to be expected. It is also stated that a cathode coupling is well suited for tube-equipped limiter circuits (see, for example, the aforementioned US Pat. No. 2,975,364), but transferring this principle to transistor circuits for limiting purposes would not provide sufficient amplification.

Schließlich ist aus der GB-PS 10 05 213 ein Verstärker zur Polaritätsbestimmung eines Eingangssignals bekannt, bei dem das Eingangssignal über einen Koppelkondensator dem Emitter eines in Basisgrundschaltung betriebenen Eingangstransistors zugeführt wird, dessen über einen Widerstand an Betriebsspannung geführter Kollektor mit der Basis eines nachgeschalteten Transistors verbunden ist, von dessen Kollektor ebenfalls ein Widerstand an die Betriebsspannung geführt ist und dessen Emitter über eine Diode mit parallelgeschaltetem Kondensator sowie einen Emitterwiderstand an den anderen Pol der erdsymmetrischen Betriebsspannungsquelle geführt ist. Am Emitterwiderstand wird das Ausgangssignal abgenommen. Auch in diesem Falle handelt es sich jedoch nicht um einen Begrenzerverstärker.Finally, from GB-PS 10 05 213 an amplifier for determining the polarity of an input signal is known, in which the input signal is sent via a coupling capacitor to the emitter of a basic basic circuit operated input transistor is supplied, whose operating voltage via a resistor Led collector is connected to the base of a downstream transistor, of which The collector also has a resistor connected to the operating voltage and its emitter via a diode parallel capacitor and an emitter resistor to the other pole of the balanced-to-earth Operating voltage source is performed. The output signal is picked up at the emitter resistor. Also in however, in this case it is not a limiter amplifier.

Begrenzerverstärkerstufen, die sich galvanisch in Reihe schalten lassen, sind durch die NL-OS 65 11 770 sowie die Zeitschrift »Electronics« vom 21. März 1966, Seite 139, bekanntgeworden. Sie werden nachstehend anhand der Fig.2 und 3 zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Probleme im einzelnen erörtert. Sie enthalten in Kaskade je einen Transistor in Kollektorgrundschaltung, in Basisgrundschaltung und wiederum in Kollektorgrundschaltung. Die ersten beiden Transistoren sind als emittergekoppelter Verstärker zusammengeschaltet, während der letzte Transistor eine Verschiebung des Gleichspannungspotentials bewirkt, damit das Ausgangsruhepotential gleich dem Eingangsruhepotential wird, so daß sich mehrere derartige Stufen ohne Kondensatorkopplung hintereinanderschalten lassen. Der Begrenzungsmechanismus derartiger Begrenzerverstärker beruht auf den Eigenschaften der Basisgrundschaltung. Für Signalhalbwellen einer Polarität wird der die Kollektor-Emitter-Strecke des Basisgrundschaltungstransistors durchfließende Strom herabgesetzt, für Signalhalbwellen der entgegengesetzten Polarität wird dieser Transistor in die Sättigung gesteuert. Der Sättigungsmechanismus für die beiden entgegengesetzten Polaritäten ist also unterschiedlich. Dadurch ergibt sich ein unterschiedliches Begrenzungsverhalten. Dies resultiert daraus, daß sich ein Transistor zwar relativ schnell in die Sättigung steuern läßt, daß sich dagegen beim Heraussteuern eines Transistors aus dem Sättigungszustand normalerweise eine Verzögerung ergibt, die durch eine Ladungsträgerspeicherung bedingt ist. Die Größe dieser Verzögerung hängt davon ab, wie weit der Transistor gesättigt gewesen ist. Durch diesen Effekt führt eine Amplitudenmodulation der Eingangssignale eines derartigen Begrenzers in unerwünschter Weise zu einer Phasenmodulation seiner Ausgangssignale.Limiter amplifier stages that can be galvanically connected in series are specified in NL-OS 65 11 770 and the magazine "Electronics" of March 21, 1966, page 139, became known. They are below with reference to FIGS. 2 and 3 to explain the problems underlying the invention in detail discussed. In a cascade, they contain a transistor in the basic collector circuit, one in the basic basic circuit and one transistor again in basic collector circuit. The first two transistors are used as an emitter-coupled amplifier connected together, while the last transistor is a shift in the DC voltage potential causes the output quiescent potential to be equal to the input quiescent potential, so that several such stages can be connected in series without a capacitor coupling. The limiting mechanism Such a limiter amplifier is based on the properties of the basic basic circuit. For signal half waves of one polarity becomes the one flowing through the collector-emitter path of the basic basic circuit transistor Current is reduced, for signal half-waves of opposite polarity this transistor is in the Saturation controlled. The saturation mechanism for the two opposite polarities is therefore different. This results in a different limitation behavior. This results from the fact that Although a transistor can be controlled relatively quickly into saturation, that on the other hand can be controlled when it is out of a transistor from saturation normally results in a delay which is caused by a Carrier storage is conditional. The size of this delay depends on how far the Transistor has been saturated. This effect results in an amplitude modulation of the input signals such a limiter undesirably leads to a phase modulation of its output signals.

Begrenzerverstärker werden üblicherweise im Tonteil von Fernsehempfängern oder im Zwischenfrequenzkanal von Empfängern für frequenzmodulierte Signale zur Ausschaltung der Auswirkungen von Amplitudenmodulationen des Signals verwendet. Phasenmodulationen werden aber vom Demodulator in Niederfrequenzsignale umgesetzt.Limiter amplifiers are usually used in the audio part of television receivers or in the intermediate frequency channel of receivers for frequency modulated signals to eliminate the effects of Amplitude modulations of the signal are used. However, phase modulations are used by the demodulator in Low frequency signals implemented.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung derartiger Nachteile durch eine Verbesserung der Eigenschaften der Begrenzerverstärkerstufen. Zu diesem Zweck soll das unterschiedliche Verhalten hinsichtlich entgegengesetzter Signalpolaritäten beseitigt werden, und es soll statt dessen ein symmetrisches Verhalten erreicht werden.The object of the invention is to avoid such disadvantages by improving the Characteristics of the limiter amplifier stages. For this purpose, the different behavior with regard to opposite signal polarities are eliminated, and instead a symmetrical one should be used Behavior can be achieved.

Diese Aufgabe wird bei einer Verstärkerstufe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.In an amplifier stage of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by the im characterizing part of claim 1 specified measures solved.

Die Erfindung sieht somit einen Transistor in Basisgrundschaltung vor, dem ein Transistor in Kollektorgrundschaltung galvanisch nachgeschaltet ist, wobei in die Kollektorleitung des zweiten Transistors ein Kollektorwiderstand eingefügt ist, der so bemessen ist, daß der zweite Transistor bei Ansteuerung des ersten Transistors an seinem Emitter vor Sperren des e.sten Transistors bei der gleichen Eingangssignalamplitude in die Sättigung gerät wie der erste Transistor bei der entgegengesetzten Polarität des Eingangssignals. Die Sättigung des zweiten Transistors bewirkt eine Signalbegrenzung in einer Richtung, während die Sättigung des ersten Transistors eine Signalbegrenzung in der anderen Richtung bewirkt. Auf diese Weise wird für beide Signalrichtungen der gleiche Begrenzungsmechanismus sichergestellt, so daß für beide Signalrichtungen dieselben durch die Ladungsträgerspeicherung bedingten Verzögerungsverhältnisse vorliegen und die Begrenzung somit für beide Signalrichtungen symmetrisch erfolgt. Es tritt lediglich eine Gesamtverzögerung des Signals auf, die aber keinen Einfluß auf die Demodulation hat. Unerwünschte Amplitudenmodulationen des Signals können sich somit nicht auf die DemodulationThe invention thus provides a transistor in a basic basic circuit, which is a transistor in a basic collector circuit is galvanically connected downstream, with a in the collector line of the second transistor Collector resistor is inserted, which is dimensioned so that the second transistor when driving the first Transistor at its emitter before blocking the e.th transistor at the same input signal amplitude in the saturation occurs like the first transistor with the opposite polarity of the input signal. the Saturation of the second transistor causes signal limitation in one direction, while saturation of the first transistor causes a signal limitation in the other direction. This way it will be for the same limiting mechanism ensures both signal directions, so that for both signal directions the same delay conditions caused by the charge carrier storage exist and the limitation thus takes place symmetrically for both signal directions. There is only an overall delay in the Signal, but this has no influence on the demodulation. Unwanted amplitude modulations of the Signals cannot affect demodulation

auswirken.impact.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with the aid of the representations of some exemplary embodiments. It indicates

F i g. 1 das Schaltschema einer erfindungsgemäßen Begrenzerverstärkerstufe,F i g. 1 the circuit diagram of a limiter amplifier stage according to the invention,

Fig.2 das Schaltschema einer bekannten, mit einer Betriebsspannungsversorgungsschaltung kombinierten Begrenzerverstärkerstufe,Fig.2 shows the circuit diagram of a known, with a Operating voltage supply circuit combined limiter amplifier stage,

Fig.3 das Schaltschema einer kombinierten Schaltungsanordnung nach dem Stande der Technik zur Erläuterung der Unterschiede zu der in3 shows the circuit diagram of a combined circuit arrangement according to the state of the art to explain the differences to the in

F i g. 4 dargestellten Schaltung nach der Erfindung,F i g. 4 shown circuit according to the invention,

F i g. 5 das Schaltschema der Verstärkerstufe nach Fig.4 in Verbindung mit einer anderen Betriebsspannungsversorgungsschaltung. F i g. 5 shows the circuit diagram of the amplifier stage according to FIG. 4 in connection with another operating voltage supply circuit.

Fig. 1 zeigt eine galvanisch gekoppelte Verstärkerstufe 10, die einen Grundbaustein für integrierte Schaltungen bilden kann. Die Verstärkerstufe 10 enthält drei Transistoren 12,14 und 16, die als emittergekoppelter, einen Emitterfolger aussteuernder Verstärker geschaltet sind.Fig. 1 shows a galvanically coupled amplifier stage 10, which can form a basic building block for integrated circuits. The amplifier stage 10 contains three transistors 12, 14 and 16, which are used as emitter-coupled, an emitter follower modulating amplifier are connected.

Der emittergekoppelte Verstärker enthält den Transistor 12 in Kollektorschaltung, der den in Basisschaltung arbeitenden Transistor 14 aussteuert. Eingangssignale aus einer Quelle 18, die nicht unbedingt im integrierten Schaltungsbaustein enthalten zu sein braucht, werden der Basis des Transistors 12 zugeführt. Die Kopplung zwischen den Transistoren 12 und 14 erfolgt durch die Emitter-Direktverbindung und den Widerstand 20, der zwischen die beiden zusammengeschalteten Emitter der Transistoren 12 und 14 und den negativen Pol 22 einer Betriebsspannungsquelle geschaltet ist. Die Basis des Transistors 14 liegt an einem Bezugspotentialpunkt, beispielsweise Masse.The emitter-coupled amplifier contains the transistor 12 in collector circuit, which is the in Base circuit operating transistor 14 modulates. Input signals from a source 18 that are not necessarily needs to be contained in the integrated circuit module, the base of the transistor 12 is supplied. The coupling between transistors 12 and 14 takes place through the direct emitter connection and the Resistor 20, which is between the two interconnected emitters of transistors 12 and 14 and the negative pole 22 of an operating voltage source is connected. The base of transistor 14 is connected to one Reference potential point, for example ground.

Ein Arbeitswiderstand 24 ist zwischen den Kollektor des Transistors 14 und den positiven Pol 26 der Betriebsspannungsquelle geschaltet. Die am Arbeitswiderstand 24 erscheinenden verstärkten Signale werden galvanisch auf die Basis des Transistors 16 gekoppelt, der als Emitterfolger geschaltet ist. Die Ausgangssignale der Stufe 10 erscheinen am Arbeitswiderstand 28 des Emitterfolgers. Ein zweiter Widerstand 30 ist zwischen den Kollektor des Transistors 16 und den positiven Pol 26 geschaltet.A working resistor 24 is between the collector of the transistor 14 and the positive pole 26 of the Operating voltage source switched. The amplified signals appearing at the working resistor 24 are galvanically coupled to the base of transistor 16, which is connected as an emitter follower. the Output signals of stage 10 appear at the working resistor 28 of the emitter follower. A second resistance 30 is connected between the collector of the transistor 16 and the positive pole 26.

Die Betriebsspannungsquelle (nicht gezeigt) ist eine Dreipoleinrichtung, die gegenüber Masse symmetrische positive und negative Spannungen liefert. Beispielswei se können die Spannungen an den Klemmen 26 und 22 + 2,0 bzw. — 2,0 Volt gegenüber Masse betragen.The operating voltage source (not shown) is a three-pole device which is symmetrical with respect to ground supplies positive and negative voltages. For example, the voltages at terminals 26 and 22 + 2.0 or - 2.0 volts compared to ground.

Im vorliegenden Falle ist der emittergekoppelte Verstärker dadurch symmetriert, daß die Basen der Transistoren 12 und 14 auf im wesentlichen dem gleichen Potential (Masse) gehalten werden. Die Verstärkerstufe 10 kann weitere in der gleichen Weise aufgebaute Ve"rstärkerstufen direkt aussteuern, wenn der Emitter des Transistors 16 gleichspannungsmäßig auf Massepotential gehalten wird. In diesem Fall ist der emittergekoppelte Verstärker der nachgeschalteten Stufen symmetriert, da die Basen des ersten Transistors dieser Stufen gleichstrommäßig Massepotential führen.In the present case, the emitter-coupled amplifier is balanced in that the bases of the Transistors 12 and 14 are held at substantially the same potential (ground). the Amplifier stage 10 can directly control further amplifiers constructed in the same way, if the emitter of transistor 16 is held at ground potential in terms of DC voltage. In this case it is Emitter-coupled amplifier of the downstream stages balanced, as the bases of the first transistor these stages lead direct current to ground potential.

Die Verstärkerstufe läßt sich gegen Temperaturänderungen und Betriebsspannungsschwankungen dadurch stabilisieren, daß man den Widerstand 24 doppelt so groß wie den Widerstand 20 bemißt. Die vorliegende Verstärkerstufe enthält zusätzlich den Widerstand 30 im Kollektorkreis des Emitterfolgertransistors 16. Die sich aus dieser Maßnahme ergebenden Vorteile werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich werden.The amplifier stage can be protected against temperature changes and operating voltage fluctuations stabilize by making the resistor 24 twice as large as the resistor 20. The present Amplifier stage also contains the resistor 30 in the collector circuit of the emitter follower transistor 16. The advantages resulting from this measure will be apparent from the description below.

Fig.2 zeigt eine Verstärkerstufe 11 in Verbindung mit einer unsymmetrischen Betriebsspannungsversorgungsschaltung 45, bei der sämtliche Spannungen positiv gegenüber Masse sind. Einander entsprechende Elemente in Fig. 1 bis 5 sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.2 shows an amplifier stage 11 in connection with an asymmetrical operating voltage supply circuit 45, in which all voltages are positive to ground. Corresponding elements in FIGS. 1 to 5 are each identified by the same Provided with reference numerals.

In F i g. 2 sind ein Widerstand 50 und sechs Gleichrichter 51,52,53,54,55 und 56, die alle auf einem integrierten Schaltungsplättchen ausgebildet sind, in Reihe zwischen den positiven und den negativen Pol 60 bzw. 62 einer Gleichstromquelle geschaltet, deren Spannung etwas schwanken kann. Die Gleichrichter 51 bis 56 sind so gepolt, daß sie durch die Spannungsquelle in der Durchlaßrichtung vorgespannt werden und bei verhältnismäßig starken Schwankungen der Speisespannung einen im wesentlichen konstanten Spannungsabfall liefern. Die volle Spannung an den sechs Gleichrichtern dient als Kollektorspannung für die Transistoren 12, 14 und 16, während die Spannung an den Gleichrichtern 54 bis 56 die Basisspannung für die Transistoren 12 und 14 liefert.In Fig. 2 are a resistor 50 and six rectifiers 51,52,53,54,55 and 56, all on one integrated circuit dies are formed in series between the positive and negative poles 60 or 62 connected to a direct current source, the voltage of which can fluctuate somewhat. The rectifiers 51 to 56 are polarized so that they are forward-biased by the voltage source and at relatively large fluctuations in the supply voltage result in a substantially constant voltage drop deliver. The full voltage across the six rectifiers serves as collector voltage for the Transistors 12, 14 and 16, while the voltage across rectifiers 54 to 56 is the base voltage for the Transistors 12 and 14 supplies.

Da der Spannungsabfall pro Gleichrichter des verwendeten Typs ungefähr 0,7 Volt beträgt, ist die Kollektorspannung ungefähr 4,2 Volt, während zwischen den Basen der Transistoren 12 und 14 und Masse eine Spannung von ungefähr 2,1 Volt liegt. Dadurch, daß die Basisspannung der Transistoren 12 und 14 die Hälfte der Kollektorbetriebsspannung beträgt und der gemeinsame Emitterwiderstand 20 halb so groß bemessen wird wie der Kollektorarbeitswiderstand 24, erreicht man, daß der Spannungsabfall an diesen Widerständen gleich ist.Since the voltage drop per rectifier of the type used is approximately 0.7 volts, the Collector voltage approximately 4.2 volts while between the bases of transistors 12 and 14 and ground a voltage of approximately 2.1 volts. Because the base voltage of transistors 12 and 14 is half the collector operating voltage and the common emitter resistor 20 is made half as large like the collector load resistance 24, one achieves that the voltage drop across these resistors is the same is.

Der Gleichspannungspegel an den zusammengeschalteten Emittern der Transistoren 12 und 14 im Ruhezustand ist um einen Betrag, der gjeich ist dem Spannungsabfall (Vbe) am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 14, kleiner als der Gleichspannungspegel an der Basis dieses Transistors. Da dieser Spannungsabfall Vbe ebenfalls 0,7 Volt beträgt, ist die Spannung an den Emittern ungefähr 1,4VoIt gegenüber Masse. Der Spannungsabfall am Widerstand 20 und folglich auch der am Widerstand 24 beträgt somit 1,4 Volt, so daß am Kollektor des Transistors 14 eine Spannung von + 2,8 Volt gegenüber Masse herrscht.The DC voltage level at the interconnected emitters of the transistors 12 and 14 in the quiescent state is lower than the DC voltage level at the base of this transistor by an amount which is equal to the voltage drop (Vbe) at the base-emitter junction of the transistor 14. Since this voltage drop Vbe is also 0.7 volts, the voltage across the emitters is approximately 1.4 Volts to ground. The voltage drop across resistor 20, and consequently also that across resistor 24, is 1.4 volts, so that there is a voltage of + 2.8 volts with respect to ground at the collector of transistor 14.

Da die Spannung am Emitter des Transistors 16 um 1 Vbe oder 0,7 Volt kleiner ist als die Kollektorspannung des Transistors 14 (der Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 16), ist deren Ruhewert 2,1 Volt in bezug auf Masse. Bei die gleiche Ruhespannung führendem Basiseingang des Transistors 12 und Emitterausgang des Transistors 16 können nachgeschaltete Verstärkerstufen direkt in Kaskade geschaltet werden, ohne daß komplizierte Vorspann-Netzwerke vorgesehen werden müssen.Since the voltage at the emitter of transistor 16 is 1 Vbe or 0.7 volts less than the collector voltage of transistor 14 (the voltage drop at the base-emitter junction of transistor 16), its quiescent value is 2.1 volts with respect to ground. With the base input of the transistor 12 and the emitter output of the transistor 16 carrying the same open-circuit voltage, downstream amplifier stages can be connected directly in cascade without having to provide complex biasing networks.

Ein Merkmal der kombinierten Verstärker-Spannungsversorgungsschaltung nach F i g. 2, welche sich nicht auf die Erfindung bezieht, besteht darin, daß sie die der Basis des Transistors 12 zugeführten Signale symmetrisch begrenzt. Wenn die von der Quelle 18 gelieferten Signale in ihrer Amplitude ansteigen (positiver werden), wird der Transistor 12 stärker leitend. Der Transistor 14 wird entsprechend schwächer leitend und bei Erreichen einer bestimmten Eingangssignalamplitude schließlich gesperrt. Bei Erreichen des Sperrzustandes steigt die Kollektorspannung des Transistors 14 auf 4,2 Volt, d. h. um 1,4 Volt gegenüber dem Ruhezustand an.A feature of the combined amplifier power supply circuit according to FIG. 2, which does not relate to the invention, is that it has the the base of the transistor 12 supplied signals symmetrically limited. If the source 18 The amplitude of the signals supplied increase (become more positive), the transistor 12 becomes stronger conductive. The transistor 14 is correspondingly less conductive and when a certain input signal amplitude is reached finally locked. When the blocking state is reached, the collector voltage of the increases Transistor 14 to 4.2 volts, i.e. H. by 1.4 volts compared to the idle state.

Wenn die von der Quelle 18 gelieferten Signale in ihrer Amplitude abnehmen (weniger positiv werden), erfolgt der umgekehrte Vorgang, d. h., der Transistor 12 wird weniger leitend, während die Leitfähigkeit des Transistors 14 zunimmt. Die Kollektorspannung des Transistors 14 nimmt dann entsprechend ab, während die Emitterspannung dieses Transistors ansteigt, und zwar so lange, bis eine Signalamplitude erreicht ist, bei welcher der Stromfluß durch den Transistor 14 sein Maximum erreicht und dieser Transistor gesättigt wird. Die Kollektorspannung des Transistors 14 fällt dann auf den Pegel der Emitterspannung, d.h. auf 1,4 Volt (die Basisspannung minus den Abfall V_be) ab, was einem Abfall von ungefähr 1,4 Volt vom Ruhespannungswert entspricht.If the signals supplied by the source 18 decrease in amplitude (become less positive), the reverse process takes place, ie the transistor 12 becomes less conductive, while the conductivity of the transistor 14 increases. The collector voltage of transistor 14 then decreases accordingly, while the emitter voltage of this transistor rises, until a signal amplitude is reached at which the current flow through transistor 14 reaches its maximum and this transistor is saturated. The collector voltage of transistor 14 then drops to the level of the emitter voltage, ie to 1.4 volts (the base voltage minus the drop V _be ) , which corresponds to a drop of approximately 1.4 volts from the open-circuit voltage value.

Starke Eingangssignale an der Basis des Transistors 12 bewirken also, daß die Signalspannung am Kollektor des Transistors 14 um im wesentlichen gleiche Beträge bis zum positiven und zum negativen Spitzenwert ausschwingt. Wird dieses symmetrisch begrenzte Signal über den Emitterfolgertransistor 16 auf z. B. einen FM-Diskriminator gekoppelt, so sind etwaige Amplitudenverzerrungen im Eingangssignal praktisch beseitigt, so daß der Diskriminator verzerrungs- und störungsfrei arbeiten kann.Strong input signals at the base of transistor 12 thus cause the signal voltage at the collector of transistor 14 by substantially equal amounts up to the positive and negative peaks swings out. If this symmetrically limited signal via the emitter follower transistor 16 to z. B. a FM discriminator coupled, so any amplitude distortions in the input signal are practically eliminated, so that the discriminator can work without distortion and interference.

Fig.3 zeigt die Verstärkerstufe in Verbindung mit einer Betriebsspannungsversorgungsschaltung, die der Gleichrichterschaltung nach Fig. 2 insofern ähnlich ist, als sie für die Transistoren 12 und 14 eine Basisvorspannung liefert, die halb so groß ist wie die Kollektorbetriebsspannung. Außerdem wird in beiden Fällen die Vorspannung auch bei Temperaturschwankungen und Speisespannungsschwankungen (ζ. B. an der Spannungsklemme 60 in Fig. 2) auf diesem Verhältniswert gehalten. Die Spannungsversorgungsschaltung nach F i g. 3 unterscheidet sich jedoch von der Gleichrichterschaltung nach Fi g. 2 insofern, als der Absolutwert der Vorspannung zusätzlich bei Temperaturänderungen konstant gehalten wird. Durch Temperaturänderungen können die Spannungsabfälle an den einzelnen Gleichrichtern in F i g. 2 verändert werden, so daß die von den Gleichrichtern 54 bis 56 gelieferte Vorspannung sich entsprechend ändert.Fig.3 shows the amplifier stage in connection with an operating voltage supply circuit which is similar to the rectifier circuit according to FIG. 2 in this respect, than it provides a base bias for transistors 12 and 14 which is half the collector operating voltage. In addition, in both cases, the preload is also in the event of temperature fluctuations and Supply voltage fluctuations (ζ. B. at the voltage terminal 60 in Fig. 2) on this ratio value held. The power supply circuit according to FIG. However, 3 is different from the rectifier circuit according to Fig. 2 insofar as the absolute value of the preload in addition to changes in temperature is kept constant. Changes in temperature can cause voltage drops across the individual rectifiers in Fig. 2 can be changed so that the bias voltage supplied by rectifiers 54 to 56 changes changes accordingly.

In F i g. 3 enthält die Betriebsspannungsversorgungsschaltung 65 zwei Transistoren 70 und 72. Der Transistor 70 arbeitet in gegengekoppelter Emitterschaltung mit über einen ersten Widerstand 76 mit einer Speisespannungsklemme 74 verbundenem Kollektor und über einen zweiten Widerstand 80 mit einem Bezugspotentialpunkt 78 verbundenem Emitter. Der andere Transistor 72 arbeitet in Kollektorschaltung mit direkt an die Speisespannungsklemme 74 angeschaltetem Kollektor und über einen dritten Widerstand 82 mit dem Bezugspotentialpunkt 78 verbundenem Emitter.In Fig. 3, the operating voltage supply circuit 65 contains two transistors 70 and 72 Transistor 70 works in a negative emitter circuit with a first resistor 76 with a Supply voltage terminal 74 connected collector and via a second resistor 80 with a Reference potential point 78 connected emitter. The other transistor 72 cooperates in a collector circuit The collector connected directly to the supply voltage terminal 74 and via a third resistor 82 the reference potential point 78 connected emitter.

Der Emitter des Transistors 72 ist außerdem mit der Basis des Transistors 70 und mit der Basis des Transistors 14 der Verstärkerstufe 10 verbunden, während der Kollektor des Transistors 70 zusätzlich mit der Basis des Transistors 72 verbunden ist. Die Speisespannungsklemme 74 und der Bezugspunkt 78 sind über eine Speisespannungsquelle entsprechender Polung (nicht gezeigt) schaltbar, wobei die Klemme 74 außerdem die Kollektorbetriebsspannung für die Transistoren 12, 14 und 16 der Verstärkerstufe liefert. Beispielsweise können die Klemmen 74 und 78 an + 7,0 Volt bzw. Masse angeschlossen sein, während der Widerstand 76 ungefähr den gleichen Wert hat wie der Widerstand 80. Bei so bemessenen Widerständen 76 und 80 herrscht am Emitter des Transistors 72 eine Gleichspannung von 3,5 Volt, d. h. die Hälfte der Spannung am vom Transistor 70 entfernten Ende des Widerstands 76.The emitter of transistor 72 is also connected to the base of transistor 70 and to the base of the The transistor 14 of the amplifier stage 10 is connected, while the collector of the transistor 70 is additionally connected to the base of transistor 72 is connected. The supply voltage terminal 74 and the reference point 78 can be switched via a supply voltage source of appropriate polarity (not shown), with terminal 74 also supplies the collector operating voltage for the transistors 12, 14 and 16 of the amplifier stage. For example, terminals 74 and 78 can be connected to +7.0 volts and ground, respectively, during the Resistor 76 has approximately the same value as resistor 80. With resistors 76 and 80 there is a DC voltage of 3.5 volts at the emitter of transistor 72; H. half of Voltage at the end of resistor 76 remote from transistor 70.

Der Gleichspannungspegel an den zusammengeschalteten Emittern der Transistoren 12 und 14 im Ruhezustand beträgt in diesem Fall 2,8 Volt, d. h. die von der Versorgungsschaltung 65 gelieferten 3,5 Volt, abzüglich des Spannungsabfalls V^ des Transistors 14 von 0,7 Volt. Der Spannungsabfall am Widerstand 20 und folglich der am Widerstand 24 beträgt, wie beschrieben, 2,8 Volt, so daß die Kollektorspannung des Transistors 14 einen Wert von 7,0 Volt minus 2,8 Volt, also +4,2 Volt hat. Da die Emitterspannung des Transistors 16 den Wert 1 Vt,_e oder 0,7 Volt minus der Kollektorspannung hat, beträgt die Ruhespannung 3,5 Volt in bezug auf Masse. Wie in Fig.2 führen der Basiseingang des Transistors 12 und der Emitterausgang des Transistors 16 die gleiche Ruhespannung, wodurch sich die Kaskadenschaltung mehrerer Verstärkerstufen vereinfacht.The DC voltage level at the interconnected emitters of the transistors 12 and 14 in the idle state is 2.8 volts in this case, ie the 3.5 volts supplied by the supply circuit 65, minus the voltage drop V ^ of the transistor 14 of 0.7 volts. The voltage drop across resistor 20 and consequently across resistor 24 is, as described, 2.8 volts, so that the collector voltage of transistor 14 has a value of 7.0 volts minus 2.8 volts, i.e. +4.2 volts. Since the emitter voltage of transistor 16 is 1 Vt, _e or 0.7 volts minus the collector voltage, the open circuit voltage is 3.5 volts with respect to ground. As in FIG. 2, the base input of transistor 12 and the emitter output of transistor 16 carry the same quiescent voltage, which simplifies the cascade connection of several amplifier stages.

Die Anordnung nach F i g. 3 kann jedoch außerstande sein, die der Basis des Transistors 12 zugeführten Signale symmetrisch zu begrenzen. Und zwar wird bei zunehmendem Amplitudenanstieg (in positiver Richtung) der von der Quelle 18 gelieferten Signale schließlich ein Wert erreicht, bei dem der Transistor 14 gesperrt wird. Die Kollektorspannung des Transistors 14 ist dann auf 7,0 Volt, d. h. um 2,8 Volt gegenüber dem Ruhezustand angestiegen. Umgekehrt wird bei Amplitudenverringerung der Signale von der Quelle 18 schließlich ein Wert erreicht, bei dem der Transistor 14 gesättigt ist. Da die Kollektorspannung des Transistors 14 dann auf den gleichen Wert wie die Emitterspannung, nämlich 2,8 Volt (die Basisspannung von 3,5 Volt minus den Abfall Vb_e) abgefallen ist und nicht mehr niedriger werden kann, ist dann die Kollektorspannung um 1,4 V gegenüber der Ruhespannung abgefallen.The arrangement according to FIG. 3 may, however, be unable to symmetrically limit the signals applied to the base of transistor 12. In fact, as the amplitude increase (in the positive direction) of the signals supplied by the source 18, a value is finally reached at which the transistor 14 is blocked. The collector voltage of transistor 14 has then risen to 7.0 volts, ie by 2.8 volts compared to the idle state. Conversely, if the amplitude of the signals from the source 18 is reduced, a value is finally reached at which the transistor 14 is saturated. Since the collector voltage of transistor 14 has then dropped to the same value as the emitter voltage, namely 2.8 volts (the base voltage of 3.5 volts minus the drop Vb _e ) and can no longer be lower, the collector voltage is then 1, 4 V dropped compared to the open circuit voltage.

Dies bedeutet, daß bei der Anordnung nach F i g. 3 die Signalspannung am Kollektor des Transistors 14 in der positiven Richtung um einen größeren Betrag (2,8 Volt) ausschwingt als in der negativen Richtung (1,4VoIt). Diese unsymmetrische Begrenzung der Eingangssignale der Verstärkerstufe 11 hat eine Verschiebung der Abtrenn- oder Abkappachse des Verstärkers zur Folge, wodurch die Leistungsfähigkeit des Verstärkers beeinträchtigt wird. Dadurch können Verzerrungen und Störungen in das Ausgangssignal eines nachgeschalteten FM-Diskriminators, der von den Kollektorsignalen über den Emitterfolgertransistor 16 gespeist wird, eingeführt werden. Diese unmittelbaren Wirkungen einer unsymmetrischen Begrenzung treten ferner im allgemeinen immer dann auf, wenn die Verstärkerstufe 11 nach Fig.3 mit Kollektor- und Basisspannungen arbeitet, die von den im Zusammenhang mit Fig.2 genannten Werten von 4,2 bzw. 2,1 Volt abweichen.This means that in the arrangement according to FIG. 3 shows the signal voltage at the collector of transistor 14 in FIG positive direction swings out by a larger amount (2.8 volts) than in the negative direction (1.4 volts). This asymmetrical limitation of the input signals of the amplifier stage 11 has a shift in the The result of the severing or trimming axis of the amplifier, as a result of which the performance of the amplifier is impaired will. This can cause distortion and interference in the output signal of a downstream FM discriminator, which is fed by the collector signals via the emitter follower transistor 16, to be introduced. These immediate effects of an asymmetrical limitation also occur in the generally always on when the amplifier stage 11 according to Figure 3 with collector and base voltages works which deviate from the values of 4.2 or 2.1 volts mentioned in connection with FIG.

F i g. 4 zeigt die erfindungsgemäße Verstärkerstufe 10 in Verbindung mit der Spannungsversorgungsschaltung 65 nach F i g. 3, die von 4,2 bzw. 2,1 Volt abweichende Kollektor- und Basisspannungen liefert. Wie bei der Anordnung nach F i g. 3 haben die Ruhespannungen an der Basis und am Kollektor des Transistors 14 den Wert von 3,5 bzw. 4,2 Volt. Jedoch werden bei dieser Anordnung die Eingangssignale der Stufe 10 symmetrisch begrenzt, so daß ein nachgeschalteter Diskriminator verzerrungs- und störungsfrei arbeiten kann.F i g. 4 shows the amplifier stage 10 according to the invention in connection with the voltage supply circuit 65 according to FIG. 3, which supplies collector and base voltages other than 4.2 or 2.1 volts. As with the Arrangement according to FIG. 3, the open-circuit voltages at the base and at the collector of the transistor 14 have the value of 3.5 or 4.2 volts. However, with this arrangement, the input signals of stage 10 become symmetrical limited so that a downstream discriminator can work without distortion and interference.

Es soll zunächst der Fall betrachtet werden, daß die von der Quelle 18 gelieferten Signale in ihrer AmplitudeIt should first be considered the case that the signals supplied by the source 18 in their amplitude

7U9ÜU//44I7U9ÜU // 44I

abnehmen (weniger positiv werden). Dabei wird schließlich ein Wert erreicht, bei dem der Transistor 14 sich sättigt und seine Kollektorspannung auf +2,8 Volt, den Wert der Emitterruhespannung, abfällt. Der Kollektorspannungsabfall gegenüber dem Ruhewert beträgt wiederum 1,4 Volt, und es ergibt sich die gleiche Situation wie bei der Anordnung nach F i g. 3.lose weight (become less positive). In the process, a value is finally reached at which the transistor 14 saturates and its collector voltage drops to +2.8 volts, the value of the emitter quiescent voltage. the The collector voltage drop compared to the quiescent value is again 1.4 volts, and the result is the same Situation as with the arrangement according to FIG. 3.

Wenn die von der Quelle 18 gelieferten Signale in ihrer Amplitude ansteigen (positiver werden), wird wiederum schließlich ein Wert erreicht, bei dem der Transistor 14 gesperrt wird. Während jedoch zuvor die Kollektorspannung des Transistors 14 in positiver Richtung auf den 7,0-Volt-Pegel der Klemme 74 ausschwingen konnte, wird jetzt durch den Widerstand 30 im Kollektorkreis des Transistors 16 verhindert, daß dieser Pegel erreicht wird. Und zwar nimmt, wenn die Kollektorspannung des Transistors 14 positiver wird als + 4,2 Volt, der Spannungsabfall am Widerstand 30 zu und fällt die Kollektorspannung des Transistors 16 ab.When the signals supplied by the source 18 increase in amplitude (become more positive), a value is again finally reached at which the transistor 14 is blocked. However, while previously the collector voltage of transistor 14 could swing out in the positive direction to the 7.0 volt level of terminal 74, resistor 30 in the collector circuit of transistor 16 now prevents this level from being reached. In fact, when the collector voltage of transistor 14 becomes more positive than + 4.2 volts, the voltage drop across resistor 30 increases and the collector voltage of transistor 16 drops.

Der Widerstand 30 wird so bemessen, daß der Transistor 16 sich sättigt, wenn die Ausschwingung der Kollektorspannung des Transistors 14 den Wert + 5,6 Volt erreicht. Der Basis-Kollektor-Übergang des Transistors 16 wird dann in der Durchlaßrichtung gespannt, und die Spannung am - Kollektor des Transistors 14 wird auf den Wert der Spannung am Kollektor des Transistors 16 minus den Abfall von 1 Vt,_e angeklammert. Der Widerstand 28 wird in bezug auf den Widerstand 30 so bemessen, daß die Kollektorspannung des Transistors 14 auf diesen Pegel von 5,6 Volt angeklammert wird. Dadurch wird außerdem die positive Ausschwingung der Kollektorspannung des Transistors 14 auf diesen 5,6-Volt-Pegel, d. h. einen Pegel, der um 1,4VoIt vom 4,2-Volt-Ruhepegel abweicht, begrenzt.The resistor 30 is dimensioned so that the transistor 16 saturates when the oscillation of the collector voltage of the transistor 14 reaches the value + 5.6 volts. The base-collector junction of transistor 16 is then biased in the forward direction, and the voltage at the collector of transistor 14 is clamped to the value of the voltage at the collector of transistor 16 minus the drop of 1 Vt, _e. Resistor 28 is sized with respect to resistor 30 so that the collector voltage of transistor 14 is clamped to this 5.6 volt level. As a result, the positive swing of the collector voltage of the transistor 14 is also limited to this 5.6 volt level, ie a level which deviates by 1.4 volts from the 4.2 volt quiescent level.

Bei dieser Anordnung wird das Signal am Kollektor des Transistors 14 symmetrisch begrenzt, indem es in positiver Richtung um nicht mehr als 1,4 Volt gegenüber dem Ruhepegel von 4,2 Volt und um nicht mehr als 1,4VoIt von diesem Pegel in negativer Richtung ausschwingt.In this arrangement, the signal at the collector of transistor 14 is symmetrically limited by being in positive direction by no more than 1.4 volts compared to the quiescent level of 4.2 volts and by no more than 1.4VoIt swings out from this level in a negative direction.

Das Problem der unsymmetrischen Begrenzung entstand deshalb, weil die Ruhespannung am Kollektor des Transistors 14 einen Wert hat, der von der Hälfte der Summe der Kollektorbetriebsspannung und der Ruhespannung am Emitter des Transistors 14 abweicht. Die Kollektorspannung des Transistors 14 kann in diesem Fall stärker in der einen Richtung, beispielsweise beim Sperren des Transistors 14, als in der anderen Richtung, bei Sättigen des Transistors 14, ausschwingen.The problem of asymmetrical limitation arose because of the open circuit voltage on the collector of the transistor 14 has a value which is half the sum of the collector operating voltage and the No-load voltage at the emitter of transistor 14 differs. The collector voltage of transistor 14 can be in in this case more strongly in one direction, for example when the transistor 14 is blocked, than in the other Direction, when the transistor 14 saturates, swing out.

Beim Verstärker 11 nach Fig.2 führt der Kollektor des Transistors 14 eine Ruhespannung von 2,8 Volt, das ist die Hälfte der Summe der von der Gleichrichteranordnung gelieferten Speisespannung von 4,2 Volt und der Ruhespannung von 1,4VoIt am Emitter des Transistors 14. Die Schaltung 11, wie erwähnt, begrenzt bei diesen speziellen Spannungsverhältnissen symmetrisch. In the case of the amplifier 11 according to FIG. 2, the collector of the transistor 14 carries an open-circuit voltage of 2.8 volts, which is half the sum of the supply voltage of 4.2 volts supplied by the rectifier arrangement and the closed-circuit voltage of 1.4 volts at the emitter of the transistor 14 The circuit 11, as mentioned, limits symmetrically with these special voltage ratios.

Andererseits ist beim Verstärker 11 nach Fig.3, wo die Kollektorruhespannung des Transistors 14 den Wert von 4,2 Volt hat, diese Spannung kleiner als die Hälfte der Summe der 7,0-Volt-Speisespannung an der Klemme 74 und der 2,8-Volt-Emitterruhespannung des Transistors 14. Die Schaltung 11, wie erwähnt, begrenzt in diesem Fall nicht symmetrisch. Durch Einschalten des zusätzlichen Widerstands 30 entsprechend F i g. 4 kann man jedoch mit der Anordnung nach F i g. 3 eine symmetrische Begrenzung erhalten, obwohl die Kollektorruhespannung des Transistors 14 nicht diese Halbwertbeziehung aufweist.On the other hand, in the case of amplifier 11 according to FIG. 3, where the collector quiescent voltage of transistor 14 has the value of 4.2 volts, this voltage is less than half the sum of the 7.0 volt supply voltage at terminal 74 and 2.8 -Volt emitter quiescent voltage of the transistor 14. The circuit 11, as mentioned, does not limit symmetrically in this case. By switching on the additional resistor 30 according to FIG. 4 one can, however, with the arrangement according to FIG. 3 obtained a symmetrical limitation, although the collector quiescent voltage of the transistor 14 does not have this half-value relationship.

F i g. 5 zeigt die Verstärkerstufe 10 in Verbindung mit einer anderen BetriebsspannungsversorgungsschaltungF i g. 5 shows the amplifier stage 10 in connection with another operating voltage supply circuit

85. Die Schaltung 85 enthält einen in Kollektorschaltung arbeitenden Transistor 90, dessen Kollektor direkt an eine Speisespannungsklemme 92 angeschaltet und dessen Emitter über einen Widerstand 94 mit dem Bezugspunkt oder Masse verbunden ist. Die Reihenschaltung zweier Widerstände 96 und 98 und einer Diode 100 ist zwischen die Klemme 92 und Masse geschaltet, wobei die Diode 100 mit ihrer Kathode an Masse liegt.85. The circuit 85 contains a transistor 90 operating in a collector circuit, the collector of which is connected directly to a supply voltage terminal 92 and the emitter of which is connected to the reference point or ground via a resistor 94. The series connection of two resistors 96 and 98 and a diode 100 is connected between the terminal 92 and ground, the cathode of the diode 100 being connected to ground.

Die Basis des Transistors 90 liegt am Verbindungspunkt der Widerstände 96 und 98, während der Emitter dieses Transistors mit einer Klemme 102 und mit der Basis des Transistors 14 der Verstärkerstufe 10 verbunden ist. Die Schaltung 85 enthält außerdem eine zweite Diode 106, deren Anode mit der Klemme 92 und deren Kathode über eine Klemme 108 und eine Leitung 110 mit der Speisespannungsklemme 74 der Verstärkerstufe 10 verbunden ist. In der Praxis sind unter Umständen die Klemmen 74, 102 und 108 nicht als getrennte Kontakte ausgebildet, indem bei einer integrierten Schaltung, wo am Rand eines Schaltungsplättchens eine nur beschränkte Anzahl von äußeren Anschlüssen vorhanden sind, diese Klemmenpunkte intern verschaltet statt gesondert herausgeführt sind.The base of the transistor 90 is connected to the connection point of the resistors 96 and 98, while the emitter of this transistor is connected to a terminal 102 and to the base of the transistor 14 of the amplifier stage 10 . The circuit 85 also contains a second diode 106, the anode of which is connected to the terminal 92 and the cathode of which is connected via a terminal 108 and a line 110 to the supply voltage terminal 74 of the amplifier stage 10 . In practice, the terminals 74, 102 and 108 may not be designed as separate contacts in that in an integrated circuit where there are only a limited number of external connections on the edge of a circuit board, these terminal points are internally connected instead of being led out separately.

Die Spannungsversorgungsschaltung 85 liefert wie die Schaltung 65 in F i g. 3 und 4 zwei Gleichspannungen im Verhältnis von ungefähr 2 :1. Wenn die Widerstände 96 und 98' die gleichen Werte haben, ist die Gleichspannung an der Basis des Transistors 90 gleich der Hälfte der Differenz zwischen der Speisespannung an der Klemme 92 und dem Durchlaßspannungsabfall an der Diode 100 plus diesem Durchlaßspannungsabfall. Die Gleichspannung am Emitter des Transistors 90 ist dann gleich dieser Spannung minus dem Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 90, der typischerweise gleich dem Spannungsabfall an der Diode 100 ist.The voltage supply circuit 85 supplies like the circuit 65 in FIG. 3 and 4 two DC voltages in a ratio of approximately 2: 1. When resistors 96 and 98 'have the same values, the DC voltage at the base of transistor 90 is equal to half the difference between the supply voltage at terminal 92 and the forward voltage drop across diode 100 plus this forward voltage drop. The DC voltage at the emitter of transistor 90 is then equal to this voltage minus the voltage drop at the base-emitter junction of transistor 90, which is typically equal to the voltage drop across diode 100 .

Dadurch wird die Gleichspannung an der Klemme 102 gleich der Hälfte der Differenz zwischen der Speisespannung an der Klemme 92 und der Diodenkontaktspannung. Die Gleichspannung an der Klemme 108 ist andererseits gleich der Speisespannung an der Klemme 92 minus dem Durchlaßspannungsabfall an der Diode 106, d. h. gleich der Differenz zwischen der Speisespannung und der Diodenkontaktspannung. Die Gleichspannung an der Klemme 108 ist also doppelt so groß wie die an der Klemme 102. This makes the DC voltage at terminal 102 equal to half the difference between the supply voltage at terminal 92 and the diode contact voltage. The DC voltage at terminal 108 , on the other hand, is equal to the supply voltage at terminal 92 minus the forward voltage drop at diode 106, ie equal to the difference between the supply voltage and the diode contact voltage. The DC voltage at terminal 108 is therefore twice as high as that at terminal 102.

Wenn beispielsweise die Spannung an der Klemme 92 7,7 Volt und das Kontaktpotential oder der Spannungsabfall an den Dioden 100 und 106 je 0,7 Volt betragen, sind die Gleichspannungen an den Klemmen 108 und 102 7,0 bzw. 3,5 Volt. Bei diesen Spannungsverhältnissen begrenzt die an diese Klemmen in F i g. 5 angeschaltete Verstärkerstufe 10 symmetrisch, während die Verstärkerstufe 11 nach Fig.2 ohne den Kollektorwiderstand 30 im Emitterfolgerkreis dies nicht tut.For example, if the voltage at terminal 92 is 7.7 volts and the contact potential or voltage drop across diodes 100 and 106 is 0.7 volts, the DC voltages at terminals 108 and 102 are 7.0 and 3.5 volts, respectively. With these voltage ratios, the limited to these terminals in FIG. 5 connected amplifier stage 10 symmetrically, while the amplifier stage 11 according to FIG. 2 does not do this without the collector resistor 30 in the emitter follower circuit.

Die Spannungsversorgungsschaltung 85 hat außerdem die wünschenswerte Eigenschaft, daß sie zwei Spannungen liefert, deren gegenseitiges Verhältnis auch bei Temperaturänderungen und Spannungsschwankungen an der Klemme 92 erhalten bleibt. Beispielsweise bei einer Temperaturänderung wird eine etwa sich ergebende Änderung des Spannungsabfalls am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 90 durch eineThe power supply circuit 85 also has a desirable property of having two Supplies voltages, their mutual relationship even with temperature changes and voltage fluctuations is retained at terminal 92. For example, when there is a change in temperature, a resulting change in the voltage drop at the base-emitter junction of the transistor 90 by a

entsprechende Änderung des Kontaktpotentials der Diode 100 verschoben. Bei gleichbemessenen Widerständen % und 98 und einer Speisespannung voncorresponding change in the contact potential of the diode 100 shifted. With the same resistances % and 98 and a supply voltage of

7.7 Volt an der Klemme 92 und bei einer Temperaturänderung, die eine Abwanderung des Spannungsabfalls V_be von 0,7 auf 0,9 Volt hervorruft, ergibt sich an der Klemme 102 eine Gleichspannung von 3,4 Volt. Die Gleichspannung an der Klemme 108 beträgt dann7.7 volts at terminal 92 and with a temperature change that causes the voltage drop V _{be to} migrate from 0.7 to 0.9 volts, there is a DC voltage of 3.4 volts at terminal 102. The DC voltage at terminal 108 is then

6.8 Volt, d. h. die Speisespannung von 7,7 Volt minus das Kontaktpotential der Diode 106 (jetzt 0,9 Volt), was dem Doppelten der Spannung an der Klemme 102 entspricht.6.8 volts, d. H. the supply voltage of 7.7 volts minus that Contact potential of diode 106 (now 0.9 volts), which is twice the voltage at terminal 102 is equivalent to.

Wenn andererseits die Spannung an der Klemme 92 von 7,7 auf 7,9 Volt bei konstant bleibender Temperatur ansteigt, ergibt sich an der Klemme 108 eine Spannung von 7,2 Volt und an der Klemme 102 eine Spannung von 3,6 Volt. Wiederum bleibt das Verhältnis der beiden Gleichspannungen von 2 :1 erhalten.If, on the other hand, the voltage at terminal 92 from 7.7 to 7.9 volts with the temperature remaining constant increases, the result is a voltage of 7.2 volts at terminal 108 and a voltage of 3.6 volts. Again, the ratio of the two DC voltages of 2: 1 is retained.

Mit der Spannungsversorgungsschaltung 85 nach Fig.5 lassen sich auch andere Spannungsverhältnisse als 2 : 1 erhalten, indem man für die Widerstände 96 und 98 entsprechend andere Widerstandsverhältnisse wählt. Ist beispielsweise der Widerstand 96 doppelt so groß wie der Widerstand 98, so ist die Gleichspannung an der Klemme 108 dreimal so groß wie die Gleichspannung an der Klemme 102. Allgemein gilt, daß das Verhältnis der Gleichspannungen an den Klemmen 108 und 102 dem Widerstandsverhältnis der Widerstände 96 und 98 plus 1 proportional ist.With the voltage supply circuit 85 according to FIG. 5, other voltage ratios can also be achieved than 2: 1 by choosing different resistance ratios for the resistors 96 and 98 accordingly. For example, if the resistor 96 is twice as large as the resistor 98, the DC voltage is across the Terminal 108 three times as large as the DC voltage at terminal 102. In general, the ratio of DC voltages at terminals 108 and 102 correspond to the resistance ratio of resistors 96 and 98 plus 1 is proportional.

Die Diode 100 und/oder die Diode 106 in der Schaltung 85 können durch einen Transistor in Emitterfolgerschaltung ersetzt werden, ohne daß die Stabilisiereigenschaften der Schaltung 85 bei Temperatur- und Spannungsschwankungen beeinträchtigt werden, da der Spannungsabfall Vbe des Transistors im wesentlichen gleich ist und sich in der gleichen Weise ändert wie das Kontaktpotential der Diode. Eine derartige Transistorschaltung ist auf der rechten Seite von F i g. 5 gezeigt, wobei die Basis des Transistors 399 mit entweder dem Widerstand 98 oder dem Widerstand 96 und der Emitter des Transistors 399 mit Masse bzw. der Klemme'lOe verbunden sind.The diode 100 and / or the diode 106 in the circuit 85 can be replaced by a transistor in the emitter follower circuit without the stabilizing properties of the circuit 85 being impaired in the event of temperature and voltage fluctuations, since the voltage drop Vbe of the transistor is essentially the same and is in changes in the same way as the contact potential of the diode changes. Such a transistor circuit is on the right-hand side of FIG. 5, the base of transistor 399 being connected to either resistor 98 or resistor 96 and the emitter of transistor 399 being connected to ground or Klemme'10e.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Limiter amplifier stage with two transistors of the same conductivity type, the first on his Emitter is controlled with an AC input voltage, with its base galvanically connected to a Bias source is connected and with its collector via a collector resistor is connected to an operating voltage source and is connected to the base of the second transistor, while the emitter of the second transistor connected to the operating voltage source on the collector side is connected to a reference potential via an emitter resistor and has an output connection is connected, characterized in that the second transistor (16) is known per se Way with its collector via a collector resistor (30) to the operating voltage source (26) is connected and that the resistance ratio of the collector resistance (30) to the emitter resistance (28) of the second transistor (16) is dimensioned such that the second transistor (16) at increasing amplitude of the AC input voltage before blocking the first transistor (14) when The same value of the AC input voltage saturates as the first transistor in the opposite polarity of the AC input voltage.

2. Limiter amplifier stage according to claim 1, characterized by one as an emitter follower switched input transistor (12), the base of which with the input AC voltage source (18) and the emitter of which is connected to the emitter of the first transistor (14).

3. Limiter amplifier stage according to claim 2, characterized in that the emitter of the Input transistor (12) and the first transistor (14) with reference potential (terminal 22) connecting Emitter resistance (20) is half as large as the collector resistance (24) of the first transistor.

4. Limiter amplifier stage according to claim 2, characterized in that the bias voltage source is connected as an emitter follower fourth transistor (72) is formed, the base of which with the collector of a fifth transistor (70) and whose biasing emitter is connected to the base of the fifth transistor, and that the fifth transistor (70) on the collector side via a fifth resistor (76) to the operating voltage and on the emitter side via a sixth resistor (80) which is equal to the fifth resistor (76) the reference potential (Figs. 3 and 4).

5. Limiter amplifier stage according to claim 3, characterized in that the operating voltage (terminal 108) is derived from the operating voltage source (terminal 92) via a first forward-polarized diode (106), that the bias voltage at the emitter of a fourth transistor (90) connected as an emitter follower ) is removed, the base of which is connected to the operating voltage source (terminal 92) via a fifth resistor (96) and via a sixth resistor (98) of the same size and a second diode (100) polarized in the forward direction to the reference potential (ground) (Fig .5).

The invention relates to a limiter amplifier stage as assumed in the preamble of claim 1 is.

Various problems arise in building amplifier circuits in an integrated manner. For example in cascade-connected ÄC amplifiers the use of Coupling capacitors between the individual stages disadvantageous. And that takes the coupling capacitor a lot of space in the integrated circuit even with a relatively small capacity. By the small Coupling capacitance is not only low in the frequency response of the amplifier, but also high Frequencies clipped so that the gain at the desired signal frequency is limited, the parasitic shunt capacitance occurring in capacitors in integrated circuits the high Frequencies also impaired. In addition, the current technology of capacitor manufacture in an integrated form that leaves much to be desired, as it is not uncommon for short circuits between the Capacitor plates or coatings occur.

In the case of galvanically coupled amplifiers in cascade connection, the output forms a stage pending DC voltage is the input voltage for the next level. One therefore uses for the Setting the desired operating point of the individual stages, complicated preload networks. Additionally DC feedback must be provided for operating point stabilization. When with a single integrated circuit component, a considerable gain is to be achieved, increased due to the phase shift in the feedback loop, the probability that the circuit becomes unstable.

There are DC-coupled amplifier stages known which have two emitter-coupled transistors contain a downstream further transistor (Electronics, July! 955, page 120; FR-PS 14 53 554; GB-PS 8 96 087 and US-PS 30 11 130). The input signal becomes the base of one of the emitter-coupled Transistors fed and generates a corresponding voltage drop at the common emitter resistor, which is available as an input signal at the emitter of the other of the two transistors Collector it gets to the base of the downstream transistor. The useful signal is at the collector this downstream transistor removed. In these known cases, however, it is not Limiter amplifier, but in the case of the magazine "Electronics" a signal amplifier stage with a Bandwidth of 30 kHz, in the case of the FR-PS around an impedance converter used as an isolating amplifier, in the case the GB-PS is a flip-flop with an additional feedback path between the collector of the first and base of the second of the emitter-coupled transistors is provided, and in the case of the US-PS a temperature-compensated operational amplifier with small drift.

The so-called principle of half the supply voltage is also known for stabilizing the operating point of transistor amplifiers. Examples of this can be found in DT-AS 11 91 425, in Bulletin Technique PTT No. 3, 1961, pages 88-99 and in the Valvo reports, Volume IH ₁ Issue 1, page 36. Furthermore, the basic properties of junction transistors in impulse and switch operation from the Valvo reports, Volume V, Issue 3, pages 86-97, oekannt, with reference to this