DE1541694A1 - Modulationsschaltung - Google Patents

Description

Belegexemplar

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Dr.-Ino. HANS Γ.⁷:.' IhKE 1 5 A 1 6 9 4

OlpL-Ing. HEINZ ACaULA«

1 2. JAH. 1368

T 32 548 IXd/21a4,14/01

Telefonaktiebolaget LM Briosson, Stockholm 32/Sohweden Modulationssohaltung

Die Erfindung betrifft eine Modulationssohaltung mit mindestens swei Iransietoren, die für die Trägerspannung parallelgeschaltet und für die Signalspannung in Gegen takt geschaltet sind, und deren Emitter elektroden über einen mit einer ersten Anzapfung versehenen Widerstand in Verbindung stehen, während die Basiselektroden über eine Wicklung eines ersten Übertragers, die eine zweite Anzapfung aufweist, miteinander in Verbindung stehen, wobei dem Modulator

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die Signalepannung über den Übertrager und die Trägerspann ung über die erste und die zweite Anzapfung zugeführt wird· Ferner stehen die Kollektorelektroden der beiden Transistoren über einen zweiten übertrager eiteinander in Verbindung, der mit einer dritten Anzapfung versehen ist; über diesen Übertrager wird die modulierte Signalspannung von dem Modulator abgenommen, während über die erste und die dritte Anzapfung an den Modulator eine Gleichspannung angelegt wird.

Bei Modulationssohaltungen mit Transistoren treten oftmals bei der Frequenzumsetzung von Signal·* spannungen Schwierigkeiten auf, wenn die Amplitude der Ausgangsspannung nicht von Amplitudenschwankungen der Trägerspannungsquelle abhängig werden soil. Bei sehr hohen Frequenzen wird die Amplitudenstabilität des Ausgangssignals direkt abhängig von der Amplitude der Trägerspannungequelle» Ut, diese Schwierigkeit zu beseitigen, wurden bisher verschiedene Verfahren angewendet, lach dem einen Verfahren wird ein zwischen Trägerepannungsquelle und Modulator geschalteter Verstärker verwendet, der Regelkreise enthält, sodass dem. Modulator immer eine konstante Trägerspannung zugeführt wird· Hach einem anderen Verfahren wird ein Trägergenerator verwendet, dessen Ausgang mit einem Siodenbegrenzeer verbunden ist, aus *m eine Recht eck-

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welle

welle erhalten wird, die dann in einem Tiefpassfilter gefiltert wird. Sas dem Modulator aus dem Tiefpassfilter zugeführtβ Signal ist daher weniger abhängig von Schwankungen der Trägerspannung.

Ein Modulator der oben beschriebenen Art ist in allgemeinen so eingerichtet, dass die Transistoren im B-Betrieb arbeiten· Dabei werden die Transistoren während der positiven Halbperiode der Trägerspannung leitend· Der erhaltene Kollektorstrom besteht dann aus einer Reihe von Impulsen mit gleicher Höhe. Wird die Signalspannung dem Modulator zugeführt, so verändert sich die Impfilöhöhe mit der Frequenz: der Signalspannung. Eine Modulatorschaltung der beschriebenen Art verlangt daher eine ziemlich hohe Trägerleistung, damit die Transietoren leitend wtrden können· Diese leistung hängt von dem Wert der Widerstände ab, die die Emitterelektroden der Transistoren miteinander verbinden. Hierbei besteht jedooh die Gefahr, dass die Tragerspannung zu hoch wird» Die BaLs-Emitter-Diode in den Transistoren muss nämlich eine höhere zulässige Sperrspannung aufweisen als die angelegte negative Halbwelle der Trägerepannung ausstacht· Weiterhin hängt der Basisstrom direkt von der Amplitude der Trägerepannung ab, sodasB auch die Ausgangespannung von den Schwankungen der Trägerspannung beeinflusst wird·

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Weiterhin

Weiterhin wird ein übertrager oder ein Widerstandswandler benötigt, um den Trägersignaleingang an die Impedanz der Trägerspannungequelle, z.B. 75 Ohm, anzupassen. Bereits bei Frequenzen von 5 oder 6 MHz entstehen Schwierigkeiten bei dem Aufbau solcher Impedansanpaesungselemente.

Mit der Erfindung sollen die oben angeführten Schwierigkeiten beseitigt werden und zwar die Schwankungen der Ausgangeamplitude, verursacht durch Amplitudenechwankungen der Trägerspannung, die Notwendigkeit für eine hohe Trägerleistung und die Schwierigkeiten bei der Anpassung an die Trägerquelle· Sine Schaltung nach der Erfindung ist daher in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, dass die Grleichepannungsquelle des Modulators mit einem an die Basiselektroden der Transistoren angeschlossenen Spannungsteiler versehen ist, der so eingestellt 1st, dass die an den Basiselektroden der Transistoren liegende/i Vorspannung bewirkt, daes die Schaltung im AB-Betrieb arbeitet.

Sie Erfindung wird nunmehr ausführlich be» schrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die Pigel ein Stromlaufplan, fur einen Modulator nach

der Erfindung,
Fig. 2 eine graphische Darstellung des Baeiestromte

ale funktion der Basis-Baitterepannung, Fig· 3 ein Stromlaufplan eines Modulators nach der Erfindung.

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Sie Hodulatorechaltung nach der fig. I weist die Transistoren 71 und T2 auf, die an einen Eingangsübertrager TrI und an einen Ausgangsübertrager Tr.2 angeschlossen sind. Die Signal spannung wird an die Klemmen 1, 1 dee Eingangsübertragers TrI angelegt, während das modulierte Signal an den Klemmen 2,2 des Ausgangsübertragers Tr2 abgenommen wirdο Der Sekundärwicklung des Übertragers TrI ist ein Widerstand R3 parallelgesohaltet, während der Primärwicklung des Übertragers Tr2 ein Widerstand R4 parallelgesohaltet ist· Die Emitterelektroden der Transistoren Tl und T2 stehen über die in Reihe geschalteten Widerstände Rl und R2 miteinander in Verbindung. Zwischen dem Verbindungspunkt A dieser Widerstände und einer Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangsübertragera sind die Klemmen 3 »3 geschaltet, über die dem Modulator das Trägersignal sugeführt wird. Zwischen demselben lerbindungepunkt A und einer Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ausgangsübertragers wird an die Transistoren eine Gleichspannung aus der Gleichspannungsqielle U angelegt. Dieser Spannungsquelle ist ein aus den Widerständen R7 und R8 bestehenden Spannungsteiler parallelgeschaltete Der Verbindungspunkt zwischen diesen Widerständen.steht mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers iu Verbindung»

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Aufgrund

Aufgrund dieser Verbindung erhalten die Basiselektroden der Transistoren eine gewisse Vorspannung. Diese Vorspannung ist im vorliegenden Falle so bemessen, dass die Transistoren im AB-Betrieb arbeiten. Ale Vorspannung erhält die Basiselektrode daher eine gewisse Gleichspannung Ug₀. Die Gleichspannung wird dann so eingestellt} dass durch die Transistoren ein bestimmter Ruhestrom flieset I_Bo° Dies ist in der Fig. 2 dargestellt, die den Basisstrom als Funktion der Basis-Emitterspannung zeigt» In der fig. 2 ist ferner die über die Widerstände Hl und R2 angelegte Spannung U_£, die zwischen der Basis- und der Emitterelektrode liegende Spannung U_BE, die höchste positive Trägerspannung + ü\-, die höchste negative Trag er spannung - U^, die Spannungsdifferenz fo TL? über Rl und R2 bei schwankender Träger spannung sowie der pulsierende Basisstrom i dargestellt· Aus der Pig. 2 können die folgenden drei Fälle abgeleitet werden: a) wenn! A Ü-,1 ^ ü-wsl ⁸⁰ wird im Modu-

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lator ein Regeleffekt erhalten, und die Ausgangsepannung des Modulators wird auf einem konstanten Wert gehalten· Die Regelung erfolgt dann in der folgenden Weiset Bei einer genügend hohen Trägerspannung flieset auf Grund der Gleichrichterwirkung der Basls-Enitter-Diode durch Rl bzw· R2 ein pulsierender Emitteretrom ^L, Dieser Strom'ig erzeugt zusammen mit einem SmItterstrom I_g * hp^Igo &a Widerstand Rl bzw, R2 die

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Spannung U₃₅ h^ ist dabei der Grleichstromverstärkungsfaktor« Steigt die Irägerspannung an, so steigt der pulsierende Emitterstrom und erhöht die Spannung Hg über Rl bzw. R2 um den Wert A ΤΤ_£. Dies bedeutet, dass die Spannung Ugg absinkt, da U™g + U^q konstant bleibt· Der Ruhestrom I₅₀ wird schwäoher, und der gesamte Emitterstrom I_£ + ig und damit auch der durch den Belastungswiderstand fliessende Kollektorstrom bleibt konstant.

b) Wenn + ü, - ^L J Ujjg I »so liegt der Ruhepunkt der Basis-Emitter-Elektrode auf dem gekrümmten Teil der Kurve, und der Modulator arbeitet im A-Betrieb. Die gewünschten Frequenskomponenten (die Summe oder die Differenz der Träger- und der Signalspannung ) weisen dann im Vergleich au der entsprechenden Spannung eines im B- oder AB-Betrieb arbeitenden Modulators eine so niedrige Spannung auf, dass sie in der Praxis nicht verwendet werden können.

iBt

» so wird der Ruhestrom

s O, und der Modulator arbeitet im B-Betrieb, dem kein Regeleffekt auftritt.

Die Fig. 3 zeigt den Stromlaufplan für einen praktisch ausgeführten Modulator nach der Erfindung. Der Modulator weist ausβer den in Verbindung mit der Fig. 1 beschriebenen Schaltungselementen eine Verstarieretufβ auf, die zwischen Spannungsteiler

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und Basiselektroden der Transistoren Tl und T2 geschaltet ist. Sie Verstärkeretufβ enthält als Verstärkereleaent den Transietrο Τ 31 dessen Vorspannung mit Hilfe der Widerstände R12 und R13 eingestellt wird. An die Eingänge 3,3 für das Trägersignal ist ein Widerstand R14 angeschlossen, mit dessen Hilfe die Eingangsimpedanz des Einganges 3»3 eingestellt werden kann. Sie Verstärkerstufe enthält ferner ein aus dem Widerstand Rl5 und dem Kondensator bestehendes Filter, dessen Schaltungselemente zwischen der Stromquelle und Erde liegen· Mit diesem Filter steht der Spannungsteiler in Verbindung, der im vorliegenden Falle aus den Widerständen R9, RIO und RIl und den Transistor T3 besteht. Von der Kollektorelektrode des Transistors T3 wird diejenige Spannung abgeleitet, die den Basiselektroden der Transistoren Tl und T2 über die Kittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangeübertragers TrI zugeführt wird, sodass der Modulator Ib AB-Betrieb arbeitet· Fur die Transistoren Tl und T2 ist eine Gleichspannungsschutzschaltung vorgesehen, die aus den Widerständen R5, R6 und dem Kondensator Cl Besteht·

Um bei den Transistoren Tl und T2 einen konstanten Ruhestrom I₃₀ *u erzielen, kann entweder ein Widerstandsspannungsteiler nach der FIg₉ 1 verwendet werden oder eine Verstärkerstufe naoh der Fig. 3·

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Sit Yerstärkerstufe naoh der Pig. 3 kann aueeerdem nooh als Baitttrfolgtretufe geeohaltet werden, d.h. di· Mittelansapfung d·· übertrager· TrI wird »it dtr Emitterelektrode dta Traiuiiatora T3 und di· lellektorelektrode d«a Translators T3 wird mit Ird· verbunden. Ton diesen beiden Möglichkeiten iat jedoch di· 8chaltumg naoh der fig. 9 Torsuslefcea« dft di··· aueasrgewöhnlioh stark t«mp«raturiuuiUüUigig ist. Die Temperatura¥hingigkeit de· Ttrstarkertraneieti\q· T 3 hat mämlioh b«i ditier 8ohaltung ein ep Temp «rat urk«mpeA-> •ationaeffekt auf di· TemperaturaWUlngigkeit der Modulatortraneietrermn Tl und T2. Mit IiIf· d«r gleioh-•tromg«kopp«lt«& Teretärkeratuf · nach der Fig. 3 wird also, aueeer de· bereit· bteohriehenen Regtieffekt·· erreicht, da·· der Trägereffekt kleiner wird, und da·· «im· gewieee Möglichkeit gegeben ist, die Impedan· im Trägertingang innerhalb gtwitetr ftrtnsen au Tträndern.

Bei der obea betοhrlebene» Modulatitnaeohaltumg «aoh dtr Irfindumg iat die Aaagamtaapannuag u»- abhämglg ren Schwankungen der Trägtrapannumg. 1· hat •ich gtetigt, da·· b«i eolohen Schaltungen di· Auagaagsepannumg auoh bei eehr hohen frequemen i.l. bi· 40 MIs umbetAflue»t bleibt.

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Claims (2)

Belegexemplar Daifricht geändert werden T 32 548 IXd/21a4,14/01 PatemtamaprUobe ι

1. Modulation·schaltung ait mindesttna swel Transistoren, di· für di· Trägerspannung parallelgesohaltet und für die Signalspannung im Oegentakt geschaltet aind, deren Emitterelektroden über einen mit eimer erstem Ansapfung yersehemen Yiderstamd im Teriiniung atehen, umd deren Baeieelektroden Heer elme Wioklung elmea erstem Übertragers miteinander im Teriindimg stehen, ier eine »weite Amsapfamg auf weilt, wo·ei dem Modulator die Sigm*l-•paanung über den übertrager sugeführt wird, während die Trägerspannumg dem Modulator User die erste und die »weite Ansapfung sugeführt wird, und wobei die Kollektorelektroden der beiden Transistoren über

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einen, zweiten übertrager, der mit einer dritten Anzapfung versehen ist, miteinander in Verbindung stehen, über dem die modulierte Signalspannung aus dem Modulator abgenommen wird, während über die erste und die dritte Anzapfung an den Modulator eine Gleichspannung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiohspannungsquelle (U) dee Modulators mit einem an die Basiselektroden der Transistoren (Tl, T2) angeschlossenen Spannungsteiler (R7,R8) versehen ist, der so eingestellt ist, dass die an den Basiselektroden der Transistoren (Tl, T2) liegende Torspannung bewirkt, dass die Schaltung la AB-Betrleb arbeitet.

2. Modulationeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem genannten Spannungsteiler (R12,R13) und den Basiselektroden der Transistoren (Tl, T2) eine gleiohstromgekoppelte Y er starker stufe (T3t RH, RIO, R9, C2) vorgesehen ist, deren Ausgang eine direkte Terbindung mit dem Modulator aufweist und die Transistorbasiselictroden des Modulators so vorspannt, dass die Schaltung im AB-Betrieb arbeitet·

Heipa/Br_T 8AD

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