DE1562076A1

DE1562076A1 - Differenzsignalgabeanordnung

Info

Publication number: DE1562076A1
Application number: DE19681562076
Authority: DE
Inventors: Jones Robert Llewellyn
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1967-04-27
Filing date: 1968-01-26
Publication date: 1970-03-05
Also published as: NL6801486A; US3434069A

Description

Dr-Inq. ί· --ΗΚΕ ,

DipM",^ - /ULAR 26. Jan,

I 513

ITorth Aaorican Rcc.iv.'ell Cort ./Bl Se^aHdO, OaI_eA^TSA

••Dif f sr ens s i;-nal. εχ e ar. ο r dnung "

Die vorliegende Brfiadung besieht sich auf eine Differenzaigzialgabeanordnong, and Im besonderen einen breitbendigen Differenzveretärker mit Gleiotietromrüokkopplung, GHeiohtektanterdrüokung, Stabilität der Verstärkung and (Jleioh-8troastabilisierung·

Beim Sntwurf von Verstärkern ftir elektrisohe Signale zur Verwendung mit Geräten hoher Qualität, Mehrkanal-D*ten*ufzeiohnung und Telemetriesystemen ist ee häufig notwendig, ein breites Band ( IO MHz ) elektrischer Signale einsohliesslioh Oleiohstroasignale su verstärken. Weiterhin sollen die relativen Amplituden der xu speiohenden Signale genau bekannt sein, damit das Maximum der Information ▼on der nachfolgenden Verarbeitung der Signale erhalten werden kann· Deshalb werden grosse Bandbreite, Stabilität

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der Verstärkung und Stabilität des Oleiohspannungsbezugspegels verlangt· Auch ist es häufig notwendig, eine verhaltnismässig kleine Amplitude eines zeitabhängig variierenden Signals, das von Interesse ist, von einem höheren Spannungspegel ( entweder fest oder zeitabhängig variierend) zu unterscheiden, der beiden an die entsprechenden Klemmen eines Verstärkers mit zwei Eingängen gelegten Eingangepotentialen gemeinsam ist. Dementsprechend ist es erwünscht, dass die Verstärker eine gute Gleichtaktunterdrückung aufweisen·

Zwei allgemeine Versuche beim Entwurf von Verstärkern mit 0-1 eichtaktunterdrüokung, die sich gegenseitig ausschliessend nach dem Stand der Technik angewendet werden, beziehen sich auf die Verwendung auf eine gleichspannungagekoppelte Verstärkeratufe mit vier Klemmen Im Unterschied zu einem üblichen Verstärker alt drei Klemmen, der eine erste Eingangsklemme, eine erst· Ausgangskiemrne und eine gemeinsame Sin-Ausgangsklemme (mit Kasse verbunden) hat. Bei dem einen Versuch wird (bei offener Schleif«) eine Differenzspannungsverstärkerstuf« mit zwei Eingangsverstärkern verwendet, die gegenseitig parallel und gemeinsam In Reihe alt einen (Jleiohtaktstromgenerator geaohaltet sind, wobei der Steuereingang jeder Verstärkerstufβ mit einer entsprechenden Klemme einer zweipoligen Signalquell· verbunden ist· Der erdfreie Ausgang der Differenzspannungsveratarkeratufe ist mit dem »ingang des Vierpol verstärke» verbunden· Biese Anordnung, die eis« gut« Oleiohtaktunter-

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drückung aufweist, iat einer Gleichatromnulldrift und Verstür kungs änderung an am Ausgang des Vierpolverstärkers unterworfen und erfordert häufige Veratärkunganacheichung und häufigen Gleiohstromnullabgleich.

Eine zweite Versuchaanordnung (mit geschlosaener Regelschleife) verwendet einen Vierpolverstärker mit einer ersten Ausgangsklemme, flie unter Durchführung einer Pnasenumkehr mit einer Rtickkopplungaimpedanz zusammenwirkt, um eine Gegenkopplung zur Verstärkungsstabilisierung zu ermöglichen, und mit einer zweiten Ausgangsklemme, die mit einem Bezugspotential geerdet iat, in bezug auf welches Gleicnsaktunterdrückung angestrebt wird. Die beiden Eingangsklemmen sind mit zwei Eingangspotentialklemmen (relativ gegen Masse oder gegen das Bezugspotential) gekoppelt, deren Differenz dem interessierenden Eingangssignal entspricht. Obwohl ^urch diese Rückkopplungsanordnung Stabilität der Verstärkung erzielt wird, ist r!ie Arbeitsweise der Anlage und die Fähigkeit zur Gleiohtaktunterdrückung *urch Unsymmetrie der den Potentialquellen zugeordneten Quellenimpedanz gemindert. Diese Unsymmetrie kann infolge ununterbrochener Erregung der Brückenimpedanz oder fles Abtastnetzwerkes eines ununterbrochen erregten Wandlers oder dgl. ständig variieren unfl ist daher eichmässig nicht erfassbar.

Bin bekanntes Beispiel versucht einen Aufbau zu erreichen, der einen Eint akt aus gang aufweist und «tie charakteristischen Merkmale der direkten Kopplung, der Gleichtaktunterdrückung, grosser Bandbreite einschli<sslich eines stabilen Gleich-

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stromverhaltens kombiniert. Diese bekannten Konzepte suchen die genannten Merkmale durch eine mehrfach rückgekoppeltβ Anordnung zu erreichen, bei der das Ausgangssignal eines Signaldetektora oder eines Vergleiohers (ansprechend auf das angelegte Eingangssignal) sowohl in einem Vierpolsignalvers türker als auch in einem getrennten, vorgespannten Gleiohtaktrtetektor (oder Interferenzsignaldetektor) parallel mit dem Verstärker für die Information verwendet wird» Die Ausgangssignale der zwei Verstärker werden in einem Rüokkopplungsnetzwerk kombiniert, das das Ausgangssignal des Signalverstärkers für die Information flifferenziell an den Vergleicher legt, während das Ausgangssignal des vorgespannten Gleichtaktdetektors im Gleichtakt an "den Verstärker gelegt wird« Auf diese Weise ergibt das Rüokkopplungsnetzwerk eine Gegenkopplung sowohl zur Erzielung stabiler Verstärkung als auch zur GleichtaktUnterdrückung·

Den oben beschriebenen bekannten Anordnungen haften verschiedene Nachteile an« Zunaohst erfordern die zwei parallelen Vorwärtssignalgabepfade oder -verstärker, einer für die Ermittlung der Signal Information und der andere für die Gleichtakt Unterdrückung, eine Anzahl einstellbarer Parameter, die eichmässig erfasst werden müssen, um die gewünschte Funktionsweise sicherzustellen. Auch die verschiedenen Vorwärtβsohleifenverstärker zum Durchführen unterschiedlicher Funktionsaufgaben vermindern die Zuverlässigkeit des Systems. Mit a. ■ W., das Ausfallen eines Verstärkers verhindert ein ordnungsgemässes Arbeiten des Systems, obwohl kein Ausfall des ununterbrochenen Betriebs des anderen Verstärkere vorliegt,

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Duroh das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Konzept werden die oben geschilderten Nachteile und Einschränkungen von bekannten Anordnungen vermieden, Bs wird nur ein einziger Vierpolverstärker in einer verbesserten Anordnung mit geschlossener Regelsohleife verwendet«

Bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist eine direkt gekoppelte Differenzsignalgab«anordnung mit einem Vierpolsignalgabeübertrager vorgesehen, der ein· erate und eine zweite geerdete Ausgangskiemrne und zwei Bingangskleiwnen hat und über einen Stromgenerator erregt wird und auf eine Differenz zwischen zwei angelegten eingangssignalen gegen Massepotential ansprechen kann« Bs ist auch eine Rüokkopplungaeinriohtung vorgesehen, die eine Bintakt-£pannungs-DifferenzstromrUokkopplungastufe aufweist, die zwischen den Stromgenerator und die Differenzsignalgabeeinrichtung geschaltet 1st und einen Spannungseingang hat, der auf das Ausgangspotential des Vierpolumsetzers in bezug auf ein Rafor/nzmassepotential anspricht, um differenziell gesteuerte Erregung der Differenzspannungssignalgabeeinriohtung zu ermöglichen« Die Verstärkungsregelung geschieht mittels einer Büokkopplungeimpedanz mit zwei Anschlüssen, die parallel zu dom ersten und zweiten Ausgang der Spannunga-Differenzstromrüokkopplungsstufe geschaltet ist.

Bei normalem Betrieb der oben beschriebenen Anordnung wird das Zusammenwirken der RüokkoppluAgsstuf· und de· Vierpolsignal -ums et ζ ere in dem Sinn· gewählt, dass ein· Begelung des Grleichstromarbeitspunkte» uad d«a Gleiehtaktanspreohens durch eine Gegenkopplung erfolgt, wahrend durch, den Abgleich der RiiokkopplungsimpedanÄ die Verstärknngseinatellismg'fux das

ferenzspannungssignal geschieht. Da die Differenzstromgenerator- und lÄckkopplungsanordnaaag mit dem Differenzspannungs-Vorwartsverstärker zum Verstärke» tu die Information Aaratall0114»- _:_ Differenz eingangssignal β zusammenwirkt, während ein Signal oder eine in beiden Eingangssignalen des Vorwärtsaohlelfenverst ärkers gemeinsame Gleichtaktkomponente unterdrückt wird, ist nur eine einzige Vorwortssignalschleifβ erforderlich· Wegen der Anwendung einer direkten Kopplung wird auoh eine grosse Bandbreite (einsohliesslioh Anspreonen auf Gleichspannung) beibehalten. Die direkt gekoppelte Schleife zur Gleiontaktunterdrüokung dient auoh dazu, ein stabiles Gleichstromansprechen zu erhalten.

Die Ziele der Erfindung ergeben sioh aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen:

Pig. 1 ist ein Blockschaltbild des das erfindungsgemässe lonzept verkörpernden Systems;

Fig. 2 ist ein schematisohes Schaltbild der Anlage nach Pig. 1 und veranschaulicht das Zusammenwirken der Differenzspannungssignalgabestufen des Differenzverstärkers mit einem geregelten Differenzstromgenerator, der durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers differenzmässig gesteuert wird;

Tig« 3 ist eine schematisohe Anordnung, die die Einrichtung nach Fig« 2 in weiteren Einzelheiten veranschaulicht;

Fig· 4 ist ein Eins eis ehalt bild einer Ausführungsform der linriohtuag nach Fig· 3 ;

Fig· 5 ist ein Schaltbild einer bevorzugten AuaftLhrungsform mit aussergewöhnlicher Bandbreite; and

Fig. 6 zeigt eine Anzahl von FrequenzkurveMi^rammen

der Anordnung na oh Fig. ο

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In den Figuren sind, gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen,

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, -

In Fig. 1 ist ein Differenzverstärker 10 dargestellt, dessen Eintaktausgaogssignal (an Klemme 21) über eine Spannungs-Dlfferenzstrom-Eintaktrückkopplungsstufe 11, die eine parallel zu den Rückkopplungsausgängen 24 und 25 geschaltete Impedanz 12 zur Regelung des Differenzrückkopplungsgrades aufweist, auf den Eingang des Verstärkers 10 zurüokgekoppelt wird. Der Verstärker 10 ist vorzugsweise ein hoch verstärkendes Element, das eine Vorwärts verstärkung von 1000 ι 1 ermöglicht.

Bei normalem Betrieb spricht die Rückkopplungsstufe 11 auf ein Ausgangs signal an der Klemme 21 an, um die Erregung der Bingaagsstufen des DifferenzVerstärkers 10 differenzmässig zu steuern· Wenn keine Singangspotentialdifferenz parallel su den Eingängen des Verstärkers 10 anliegt (d.h. die zwei Eingänge 22 und 23 sind mit Masse verbunden), würde entweder das Vorhandensein eines Gleichtaktsignale an den beiden Eingängen des Verstärkers 10 oder eine (xleichspannungsririft innerhalb des Verstärkers 10 für irgendein Potential an der Klemme ül gegen Masse verantwortlich sein. Die Rückkopplungs. stufe 11 bewirkt eine differenzmassige Steuerung der Erregung der Eingangsstufen des Verstärkers 10 in einem dem Ausgangssignal entgegengerichteten Sinne und ergibt damit sowohl eine Gleicnstromstabilisierung als auch eine Gleichtakt unterdrückung. Wegen der annähernden Symmetrie oder des

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fast gleichen Ansprechens der Rückkopplungsleitungen 24 und ü5 beim Kompensieren von Gleichspannungsabweichungen oder zeitlich variierenden Gleichtaktkomponenten flieset sehr wenig Differenzstrom durch den Rüokkopplungswideratand 12, Mit a.W., normale Widerstandswerte, -lie den Ausgang der Rüokkopfrlungsstufe 11 nicht kurzschliessen, haben in bezug auf Gleich· Stromstabilisierung und Gleichtaktunterdrückung keine wesentliche Wirkung,

Wenn zwischen zwei entsprechenden Eingängen 22 und 23 eine Potontialdifferenz ( /c^ - &zl Φ ^ ) existiert, sucht die Rückkopplungssture 11 *ie zwei Differenzspannungsverstärkerstufen des Verstärkers 10 unterschiedlich so zu steuern, dass dieser Eingangspotentialdifferenz entgegengewirkt wird.

Die Wirkung des Rückkopplungswiderstandee 12 besteht darin,

einen SpannungsaDfall zu erzeugen, der dieser Differenzsteue-

des rung durch Hebensohluee/Differenzsteuerkreises entgegenwirkt, wobei die Emitter der Transistoren 28 und 29 unterschiedlich vorgespannt werden. Mit a.W., der gesamte oder bei geschlossener Regelschleife erzielte Gewinn, Ausgangsspannung (an Klemme 21) zu Differenz spannung (an den Leitungen 22 und 23) wird erhöht, wenn der öhmsehe Spannungsabfall IH am Widerstand 12 des Hückkopplungszweigee durch Reduzieren dee Widerstandswertee Bf dea Bückkopplungswiderstandes 12 vermindert wird, ( Als Grenzfall verhindert naturgemäss ein Widerstand Hull oder ein Kurzschluss Hf ■ O eine wirksame Erregung des Verstärkers 10).

Die Differenzsteuerung des Verstärkers 11 ist naher in Fig. · 00 9 810/0869

a im Zusammenhang mit einem Verstärker 13 mit vier Klemmen veranschaulicht, der eine erste und eine zweite Singangaklemme.aufweist, die entsprechend mit der Lastimpedanz von zwai Spannungaverstärkerkraisen verbunden aind, wobei die Emitter der Tranaistoren 28 und 29 mit einer differenzgesteuerten Brregerquelle oder einem Stromgenerator 16 verbunden sind. Der Differenzsteuergenerator 16 ist mit einem Stauereingang mit dem Auagang dea Verstärkers 13 duroh daa Rüokkopplungsnetzwerk 15 verbunden, wobei die elemente 15 und 16 naoh Fig. υ dem Element 11 naoh Fig. 1 entsprechen· Daa Rückkopplungsnetzwerk 15 und der Stromgenerator 16 aind mit weiteren Einzelheiten in Pig. 3 dargestellt. Bei dieser Anordnung weist die Stromriiokkopplungsatufe einen 3pannungs- Differenzstrom-G-leiohtaktgenerator 16 auf, der mit einem Stromgenerator 19 zusammenarbeitet, um einen differenzgesteuerten Ausgangastrom an zwei Ausgängen für einen Gegentaktstromgenerator 20 ansprechend auf ein Gleichtaktausgangssignal an der Klemme 21 zu erzeugen. Der Stromgenerator 20 waist ein Paar Stromregelventile 30 und 31 auf, von denen jedes zum Verbinden ainer der (} θ gentakt 3 ignal hai ft an eines Differenzverstärkers ( aus den Emitter-Kollektor-Kreisen der Transistoren aB und 29 bestehend) mit einer konstanten elektrischen Erregerspannung geschaltet 1st, wobei die Basis-Smitterkreise der Ventile 30 und 31 gleichartig mit einer gemeinsamen Vorspannungsstromregel<iuelle 32 vorgeapannt sind* Der Stromgenerator 20 weist ferner eine erst· und eine zweite Summierimpedanz 33 und 34 auf, von denen jede in d.9XL Emitter-Kollektorkreis eines entsprechenden Stromregelventils 30 und 31 geschaltet ist. Die zwei gesteuereten Ausgänge des Umsetzers 18 sind an iie entspre»

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chenden Summierimpedanzen 33 und 34 angelegt, um ansprechend auf ein Ausgangspotential an der Ausgangsklecme 21 eine Gegenkopplungsspannung zu erzeugen. Der Generator 1Θ besteht aus zwei Ventilen 35 und 36, deren Emitter-Kollektorkreiae den entsprechenden Summierwiderstand 33 und 34 an den Stromgenerator 19 koppeln und deren Basis- oder Steuerelektroden mit dem entsprechenden Ausgangsklemmen des Verstärkers 13 gekoppelt sind·

Wenn kein Ausgangspotential an der Klemme 21 vorhanden ist, gleicht sich der getrennte Stromfluss in den Leitungen 37 und 38 in dem Masse wie es die parallelgeschalteten Komponenten (35 und 36, 39 und 40) zulassen· Bs tritt daher kein unterschiedlicher Stromflues duroh die Transistoren a 8 und ü9 infolge der Rückkopplungseinrichtung auf. Wenn Jedoch sine Gleichspannungsabweichung bei fehlendem Differenzeingangssignal ( d.h. /tf-f - βχΙ * (F ) auftritt, wird in den Leitungen 37 und 38 ein unterschiedlicher Stromfluss erzeugt, was eine Änderung des iuroh die Widerstände 33 und 34 fliessenden Stromes verursacht, die als Änderung des an diesen Widerständen auftretenden Onmsohen Spannungsabfalles ermittelt wird. Jedes Regelventil 30 and 31 arbeilet mit einer festen Vorspannung 32, um den Strom durch den zugeordneten Widerstand 33 und 34 im Baeis-Bmltterjcreis zu steuern, wobei die Kollektor-Bmitter3tröme -lurch die Transistoren 2ö und 29 in dem Sinne unterschiedlloh geregelt werden, dass die Gleichapannungsabweichung vermindert wird.

Wenn der Ausgang entweder zusätzlich oder alteatniui? eine zeitabnängig veränderliche Komponente Lnfolge eines G-leich-

009810/086 9 _Λ_._ηΝΛ,

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taktsignals in den Signalquellen οχ und e^ anzeigt, ao ergibt die unterschiedliche Regelung durch die Elemente 18 und 20 eine ähnlich variierende Kompensationskomponente. Normalerweise spricht der Verstärker 13 auf ein Differenzausgangssignal an den Widerständen 26 und 27 an, um ein Eintaktausgangssignal an der Klemme 21 zu erzeugen. Wenn keine Potentialdifferenz zwischen den Quellen e^ und β£ vornanden ist, kann ein endliches Ausgangssignal entsprechend einem Gleichtakt zustand an der Klemme 21 infolge von Asymmetrieen in den Sohaltungskreisparametern vorhanden sein, das durch das oben beschriebene Zusammenwirken der Elemente 18 und 20 kompensiert wird. Diese Kompensation benötigt keine Quellenimpedanzen der Quellen βχ und e₂, so dass ein Mangel an Symmetrie zwischen diesen Quellen . di· Gleichtaktunterdrückung Hiebt , beeinflusst.

Wenn die Arbeitspunkte der verschiedenen Verstärkerstufen nach Fig· 3 eine Kompensation durch Rückkopplung ergeben, um ein Ausgangssignal Hull bei Abwesenheit eines Differenz eingangs signals zu erzeugen, bewirkt das Anlegen eines Differenzeingangssignals an die Basis- oder Steuerelektroden der Transistoren 28 und 29 eine Verstärkung und .Übertragung des angelegten Eingangssignals auf die Ausgangsklemme 21, wobei der Gesamtgewinn des übertragenen Signals durch Einstellen des Impedanzwertes Rf der Eückkopplungsimpedanz 12 bestimmt wird· Obwohl die Verstärkung bei geschlossener Schleife im Verhältnis zur Verstärkung bei offener Schleife des Verstärkers 13 durch Einstellen oder Vermindern des Widerstandes 12 geregelt bzw. erhöht wird, werden der maximale Gewinn bei ge-

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sohlossener Schleife und eine brauchbare Bandbreite durch. Stabilitätsfaktoren und mögliche Signalpegelgrenzen eingeschränkt, die bei einer speziellen Anordnung, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, kompensiert werden können.

In Fig. 4 ist ein schematisches linzelschaltbild eines Sohallungskreiees dargestellt, der das erfindungsgemässe Konzept nach Fig. 3 verkörpert. Bei dieser Anordnung ist die Funktion der Einrichtung 32 für Erzeugung einer Vorspannung nach Fig. 3 durch das dargestellte Zusammenwirken der Dioden 39 und und der Widerstände 41 und 42 ermöglicht« Sin zusätzliches Merkmal ist die bipolare Signalbegrenzung durch gegensinnig gepolte Dioden 43 und 44, die parallel über Widerstände 26 und 27 geschaltet sind» um geeignete Torspannungepegel bei unter Sättigungsbedingungen arbeitendem Verstärker zu erhalten. In dem Verstärker 13 ist auch eine Diode 51 zur Temperatur kompensation des Transistors 50 enthalten, line andere Diode 60 in dem Stromgenerator 19 dient zur Temperaturkompensation für den Transistor 65.

Bs wurde beobachtet, dass die Anordnung nach Fig. 4 erfolgreich bei Differenzslgnalpegeln von * 6 Volt arbeitet und eine Bandbreite von 0-10 EHs mit einem Gewinn von einer Einheit (1) von 100 ; 1 hat.

Grössere Bandbreiten können durch Einbau TQn frequenzabhängigen Impedanz elementen erreicht werden, wie im Zusammenhang mit der bevorzugten Anordnung nach Hg. 5 näher dargestellt· Die Funktion der Vorspannungseinrichtung 32 nach Fig. 3 ist durch den Vorwiderstand 46 und die Diode 45 ermöglicht, line Kompensation hochfrequenter Phasennacheilung ist bei 009810/0869

Differenzeingangssignalen durch ein R-O-Reihennetswerk der Elemente 47 und 48 gegeben, das parallel über die Widerstände ü6 und 27 geschaltet ist. Durch diese Anordnung kann eine Bandbreite von 0-10 MHz und eine Verstärkung von Ü5 : 1 bei geschlossener Schleife mit einem Vierpolverstärker 13 erreicht werden, der bei offener Schleife eine Verstärkung von wenigstens 1000 : 1 aufweist.

In dieser Anordnung ist eine Diode 52 enthalten, um Unstetigkeit der Basis-Emitter-Spannung zu vermindern. Es sind auch Transistoren 53 und 54 als Emitterfolgestufen vorgesehen, um entsprechende niederohmige Eingangsbmsisströme zu jedem Transistor 28 und 29 zu erhalten, wobei die Kollektorelektroden mit der +"12 Volt Gleichspannung verbunden sind, um die Bingangsnebensohlusskapazität zu vermindern und eine Versohleohterung des Ansprechen« bei hohen Frequenzen zu vermeiden» Die einstellbaren R-O-Natζwerke, die durch die Elemente 56, 57, 56 und 59 gebildet sind, dienen zur Kompensation der "Out-O ff-Frequenz en" oder der oberen Bandgrenzen der Transistoren des Verstärkers 13«

Um bei der Anordnung mit geschlossener Schleife nach Fig· 5 bevorzugt eine grosso Bandbreite zu erzielen, sollten bestimmte Verstärkungs- und Zeitkonstantenbeziehungen Vorzugs-. weise zwischen bestimmten Stufen der Anordnung mit offener Schleife, wie in Fig. 6 näher dargestellt, angestrebt werden.

In Fig* 6 1st eine Anzahl Kurven ttbar das Frequenzverhalten in bezug auf die Amplitude von Teilen dor Anordnung naoh Fig. 5 dargestellt, 3la als Funktion- dar E'requtrnz uLnea an-

SiagaugiSidf;iiala gezöieVmet slu-r, Hl "<■ Iu>i /e 61 -stallt 0 0 0 8 1 0 / η 8 6 9

Ansprachen einer ersten 3tufe mit den Transistoren 28 und 29 naoh Fig. 5 (gemessen über die liderstünde 26 und '47) dar, wobei die Ruckkopplungsleitung 49 von der Ausgangsklemme al abgetrennt und an eine Quelle zur Erzeugung eines Ansteuerung geschaltet ist und wobei Ίΐβ Steuer^lektroden der Transistoren 53 und 54 gegen Masse kurzgeschlossen sind· Die Kurve 62 zeigt den Frequenzgang der zweiten, dem Verstärker 13 entsprechenden Stufe. Die Kurve 63 stellt das kombinierte Ansprechen beider Stufen bei offener Schleife dar (oder die logarithmisohe Suirnae der Kurven 61 und 62), Die Kurve 64 repräsentiert das Ansprechen der geschlossenen Schleife, vorbunden mit der Charakteristik der Kurve 63 bei offener Schlei· fe (wie bei Hüokkopplungsanordnungen bekannt)·

Der erste Knick der Frequenzkurve (bei 0,2 MHz dargestellt) ist durch die von ^en Widerständen 26 und 27 und dem Kondensator 48 gebildete Zeitkonstante bestimmt. Der zweite Knick der Frequenzkurve 62 (vorzugsweise als alt dem ersten Knick der Kurve 61 zusa:unenfallend dargestellt) ist durch, den Widerstand *26 ^und den Kondensator Οχ dee Verstärkers 13 bestimmt. Der dritte Knick der Frequenzkurve 62 (bei 2 MHz dargestellt) ergiot sich infolge von Streukapazitäten in Verbindung mit dem Widerstand ^35·

Der zweite Knick der Kurve 61 ( vorzugsweise als dem dritten Knick der Frequenz nach der Kurve 62 entsprechend dargestellt ist durch den Widerstand 47 und den Kondensator 4ö bestimmt.

Beim Ab^laichen der Knlckaballen der Pxanii®tiz&:: dar Kurvon oL \iii'\ 62 -lurch Sinstellun inr angegsbeatm P iramefciir, Mn

ü098!Ü/U0b^cJ

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die Knicksteilen bewirken, wird die hohe Verstärkung von 6 db/ Oktave flor Karre 63 bei offener Schleife erreicht, bei geschlossener Schleife erreichte Ansprechen (durch Wieaerverbinden der Leitung 46 mit der Klemme 21) ergibt einen flachen Frequenzgang bis hinaus zu der Stelle, an der die Kurve 63 für offene Schleife die Odb-Linle scnneidet. Die echte GieichstroMverstärkung bei Betrieb mit geschlossener Schleife, entsprechend dem für Kurve 64 gezeigten Beispiel O db, kann ohne Beeinflussung der Bandbreite lediglich durch Einstellen des Wertes Rj. des Widerstandes 12 eingestellt werden« Diese Verstärkung kann für die Anordnung nach Fig. analytisch in Ausdrücken des Differnzstromes If durch den Rückkopplungswideratand H_f und der Verstärkung K₁ des Verstärkers 13 trie folgt abgeleitet werden:

A
wobei I_f = ΙΛ und K_f β -*

KJH

Gleichung (1) kann angeformt werden in;

Γ9 ι j? r

j fa

wobei K₁ yy 1,0 /*t.

Der resultierende Terstärkungsausdruok nach Gleichung (2) ist auoh für die Anordnung nach Fig. 5 anwendbar, jedoch für den Teilfaktor β , der der Dämpfung des Biiokkopj&lungssignals e durch die Spannungst eil erwiderstände 66 und 67 ent-

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spricht:

. I, * L

Demgemäsa wurde eine Signalübertragungseinrichtung mit einer neuen Rückkopplungsanordnung zum Erzielen von Gleiohtaktunterdrückung, grosser Bandbreite, Veretärkungsßtabilisierung, Gleichstromstabilisierung und Binriclitungen zum von der Bandbreite unabhängigem Einstellen der Differenzverstärkung beschrieben«

Obwohl die Erfindung im einzeleuen dargestellt und beschrieben ist, ist es klar, dass dies nur beispielsweise geschah und keine Einschränkung bedeutet, wobei der Erfindungegedanke und der Erfindungsbereich nur durch die in den anliegenden Patentansprüchen verwendeten Ausdrücke bestimmt ist«

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Claims

Fatantanepruoh, 1562076

Differenzsignalgabeanordnung des Typs mit einem nochverstärkenden Vierpolverstärker, bei dem eine Ausgangskiamme mit einer Quelle eines Bezugsmassepotentials verbunden ist und bei dem die erdfreien Eingangsklammen mit ainem von zwei gegen das genannte Bezugspotantial vorhandenen Eingangspot ent ial en gekoppelt werden können, gekennzeichnet durch einen Differenzstromgenerator mit zwei Generatorhälften, wobei ein Eingang des Generators parallel zu den zwei Ausgangsklemmen des Verstärkers geschaltet ist, ein Ausgang jeder Generatorhälfte zur Ansteuerung mit einem der Gagentaktaingänge des Verstärkers verbunden ist und wobei eine Rückkopplungsimpedanz parallel zu den Ausgängen des Genarator3 geschaltet 1st.

2, Anordnung nach Anspruoh 1 mit einem Differenzspannungsverstärker, der zwei Varstärkerhälften hat, wobei ein Singang jeder Vtjrstürkarhälfte an ein entsprechendes von zwai gegen das genannte Bösugapotential vorhandenen Eingangspotentialen gelegt werden kann und wobei jede Hälfte eine Ausgangsklemme hat, die an eine der Gagentakt eingangsklemmen des genannten Vierpolνerstärkerβ gekoppelt ist,

3. Anordnung nach Anspruch 2, bei d«r der Sinn des Zusammenwirken« das DifferenzspannungsVerstärkers und dee Differanzstromgaiiaracora ain* G-eg ankopplung auf den Vierpolvers tartar

4, Anordnung nach Anspruch a oder ό, üsi der die Verbindungen

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dea genannten Vierpolveratärkers, des Spannungaveratärkera und des Stromgeneratora direkte Kopplungen sind·

o, Anordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der der Sinn des Zusammenwirkens des Differenzverstärker mit dem Vierpolverstärker ein Gleichtaktpotential, das in beiden angelegten Eingangssignalen der DifferenzSignalgabeanordnung und am Ausgang des Vierpolverstärkers gegen ein Bezugsmaasepotencial auftritt, zu unterdrücken aucht.

6. Direkt gekoppelte Differenzaignalgabeanordnung mit einem Vierpolaignalgabeübertrager, der eine erate Ausgangakleinme, eine zweite geeirdete Ausgangsklemme und zwei Eingangsklemmen hat, Ίΐθ mit einer Differenzspannung33ignalgabeeinrichtung gekoppelt sind, welche mittels ^ines Stromgenerator gesteuert wird und auf sine Differenz zwischen zwei angelegten Elngang3signalon gegen ein Bezugamassepotential anspricht, gekennzeichnet durch eine Riickkopplungseinriehtung mit einer Bintakt-Spannungs-Differenzstromrückkopplungsstufe, die ζwlachen dem Stromgenerator und der Dlfferenzspannungaaignalgabeeinrichtung angeordnet ist und oinen Spannun^seingang hat, der auf daa Ausgangspotential des Vierpolübertragers gegen Bezugsmaasepotential anspricht, um eine Differenz» Steuerung der DifferenzapannüiigasignAlgabeeinrichtung zu ermöglichen, und durch eine Büokkopplungsimpeianz mit zwei Anschlüssen, die parallel zu einem ersten und einem zweiten Ausgang der 3p»nnunga*-Differenzatromi:^!iclüu)pj»l'ingsstufu geschaltet iafc«., ,

7. inordnwün nach Anspruch 6, bei l«r der 3inii d*se Zosairmen-

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wirkens der Biickkopllungssuf e und des Vierpol signaltib ertragers eine Segenkopplungeregelung ergibt.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die genannte Rückkopplungseinrichtung mit zwei Anschlüssen ein passives Impedanz element aufweist«

9. Anordnung neon Anspruch 8, bei der der Vierpolübertrager mit der RtLokkopplungsstufe und dem passiven Impedanz element als hochverstärkender Bhasenumkehr-Vierpolumsetzer zusammenwirkt,

10. Anordnung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, bei der die Eincakt-Spannungs-Bifferenzstromrüokkopplungsstufe aus einem Paar elektrischer Stromregelventile besteht, von denen jedes zum Anschalten einer G-egentaktsignalgabehalfte der Diffarnzsignalgabβeinrichtung an eine Quelle für konstante elektrische Erregung gekoppelt ist, wobei jedes der Ventile eine gemeinsam mit einer Vorspannungar egelquelle verbundene Steuerklemme aufweist, eine erste und eine zweite Stromsummierimpedanz in dam Schaltungskreis mit einer entsprechenden Steuerklemme der Stromregelventile aufweist, und einen. Eintakt-Spannungs-'nifferenzstromübertrager hat, um erste und zweite Stromauegange su bilden, die ansprechend auf eine über den Ausgang des Signalübertragers angelegte Bingangsspannung differenzgesteuert sind, wobei der erste und der zweit· Stromausgang mit der entsprechenden Stromsummierljapeianz gekoppelt sind, um eine Differenz steuerung der genannten, elektrischen Stromregelventile zu erhalten·

11. Anordnung nach Anspruoh 6, 7, 8 oder 9, bei der die Ein-

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takt-Spannungs-Differiizstromrttokkopplungsstufe aus einer Eintakt konstant st romquell β besteht, dl· einen Ausgang und ein erstes und ein zweites Stromregelventil hat, welche gegenseitig parallel und gemeinsam in Reihe mit dem Auagangder !intakt konstant stromquelle verbunden sind, wobei jedes Hegelventil eine Steuerklemme aufweist, die mit einer entsprechenden Ausgangsklemme des Vierpolübertragers verbunden sind, um eine Differenz steuerung des Stromes duroh die zwei Regelventile als Eintakt-Spannungs-Differenzstromübertrager zu erhalten·

12· Anordnung nach Anspruoh 11 mit einen dritten und vierten elektrischen Stromregelventil, von denen jedes zum Verbinden einer der Oegentaktsignalgabehälften der Differenzspannungssignalgabeeinriohtung mit einer Quelle für konstante elektrische Erregung gekoppelt ist, wobei das dritte und vierte Ventil je eine gemeinsam mit einer Vorapaηnnngsregelquellβ verbundene Steuerklemme hat, eine erste und eine zweite Stromsummierimpedanz im Sohaltungskreis mit einer entsprechenden Steuerklemme der Stromregelventile vorhanden ist, wobei ein Eintakt-Spannungs-Differenzstromübertrager zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Ausgangs stromes dient und wobei eine entsprechende Stromsummierimpedanz entsprechend mit dem Ausgang des dritten und vierten Ventils für Differenz steuerung des dritten und vierten elektrischen Stromregelventils gekoppelt 1st«

13. Differenzsignalverstärkeranordnung mit einem ho oh ν erstarkenden Vierpolübertrager, der zwei Singangeklemmen und eine erste und eine zweite geerdete Ausgangsklemme aufweist,

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einem ersten Differenzspannungsverstärker mit zwei Verstärkerhälften, von denen je ein Eingang mit einem von zwei Eingangspotentialen gegen ein Bezugsmassepotential gekoppelt ist und von denen Jede eine Ausgangsklemme hat, die mit einer Gegentakteingangsklemme des Signalübertragers verbunden sind, und miteiner Rüokkopplungsimpedanzeinrichtung mit einem Differenz stromgenerator, der zwei G-eneratorhälften aufweist, wobei ein Eingang jeder (xeneratorhalfte mit einer der Gegentaktausgangsklemmen des Signalüb er tragers verbunden 1st und ein Ausgang jeder Generatorhälfte zur Ansteuerung mit einer degentaktverstärkerhälftβ des genannten Verstärkers verbunden ist, und mit einer Rüokkopplungsimpedanz, die parallel zu den Ausgängen des genannten Generators geschaltet ist,

14, Differenzsignalgabeanordnung mit einem hoohverstärkenden Vierpolsignalübertrager, der eine Ausgangsklemme hat, die mit einer Quelle für Bezugsmassepotential verbunden ist, einer Differenzverstarkerstufe, die eine erste und eine zweite Spannungsverstärkeratufa aufweist, von denen jede mit einem Ausgang direkt mit einer von zwei Gegentaktklemmen des Vierpolsignalübertragers gekoppelt ist,und eine Eingang» klemme hat, die auf eines der zwei Gegentakteingangspotential· gegen Hass· anspricht, mit einem ersten Konstantstromgenerator, einem lintakt-Spannuiige-Dlfferenzstromübertrager, der ansprechend auf d«n ersten Stromgenerator gesohaltet ist, um ein Gegentaktgleiohspaxuiuiigesteuersignal su erzeugen, und d«r alt einem Steuerspannungaeingang mit d·* Ausgang des Yierpolsignalübertragers swecks Differenzsteuerung des Gegentaktauagangs gekoppelt 1st, wobei jede 003810/0863

Generatorstufe zur 3teuerung einer Gegenstaktspannungsverstärkerstufe geschaltet ist und auf ein Gegentaktausgangssignal des Gegentaktausgangs anspricht, und mit einer liückkopplungsimpedanz mit zwei Anschlüssen, die parallel zu dem Kopplungsausgang der Differenzstromgeneratorstufen des zweiten Stromgenerators geschaltet ist.

15. Anordnung nach Anspruch 14, bei der der Sinn des Zusammenwirkens des genannten Bintaktübertragers und des» zweiten Generators einer Gegenkopplung auf den Vierpolübertrager entspricht.

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