DE1591420A1

DE1591420A1 - Daempfungsregler fuer elektrische Schwingungen

Info

Publication number: DE1591420A1
Application number: DE19671591420
Authority: DE
Inventors: Harwood Leopold Albert
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-10-17
Filing date: 1967-10-16
Publication date: 1972-03-09
Also published as: US3495193A; BE705168A; DE1591420B2; DE1591420C3; GB1195089A; NL6714026A; SE344146B

Description

6508-67/Kö/S EGA 55 785 Convention Date: October 17, 1966

Radio Corporation of America, New York, E".X. , USA

Dämpfungsregler für elektrische Schwingungen

Die Erfindung betrifft einen Dämpfungsregler für elektrische Schwingungen. Sie ist insbesondere in AVR-Schaltungen (Schaltungen zur automatischen Verstärkungsregelung) anwendbar.

Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die automatische

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Verstärkungsregelung typischerweise mittels einer aus dem demodulierten Signal in dem "betreffenden Empfänger oder dergl. Gerät abgeleiteten Spannung, die dazu verwendet wird, die Verstärkung der Eingangs- und ZF-Verstärkerstufen durch Verändern der Vorspannung für diese Stufen im gewünschten Sinne zu "beeinflussen. Diese Methode ist für höhere Frequenzen sowie für Schmalbandstufen, besonders in Transistorempfängern, weniger gut geeignet. Bei einem Transistor führen Verschiebungen des Arbeitspunktes zu Änderungen der Transkonduktanzcharakteristik (Übertragungsleitwert-Gharakteristik) sowie der Eingangskapazität, was Kreuzmodulationsverzerrungen sowie Verstimmungen des Eingangskreises hervorrufen kann. tis ist daher besonders bei Transistorempfängern wünschenswert, durch geregelte Dämpfung an den Antennenklemmen die Anforderungen an die Eingangsstufe oder -stufen bezüglich der dynamischen Signalverarbeitung zu begrenzen. Dabei ist es erforderlich, daß das Dämpfungsorgan eine niedrige Einfügungsdämpfung aufweist und außerdem sich niederohmig ausführen läßt, so daß es sich ohne Schwierigkeit in den im allgemeinen niederohmigen Antennenstufen verwenden läßt.

Ein aktiver HF-Dämpfungsregler gemäß der Erfindung enthält einen Transformator mit drei Wicklungen, und zwar einer Eingangswicklung, einer Ausgangswicklung und einer Steuer-

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wicklung. Das zu regelnde Signal ist der Eingangswicklung und außerdem der Steuerwicklung so zugeführt, daß in der Ausgangswicklung ein Signal induziert wird, das der Amplitudendifferenz zwischen den der Eingangswicklung und der Steuerwicklung zugeführten Signalen proportional ist. Das der Steuerwicklung zugeführte Signal wird in seiner Größe im Sinne der gewünschten Amplitudenregelung des resultierenden Signals in der Ausgangswicklung verändert.

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 das Schaltschema eines erfindungsgemäßen HI-Dämpfungsreglers ;

Figur 2 das Schaltschema einer anderen Ausführungsform der zwischen die Klemmen A und B in Figur 1 geschalteten Anordnung ; und

Figur 3 ein Blockschaltbild, das die Anwendung der erfindungsgemäßen HF-Dämpfungsregler in einem Signalempfanger veranschaulicht.

Figur 1 zeigt einen aktiven HF-Dämpfer 10, der für den Betrieb im VHF-Fernsehband geeignet ist. Der Dämpfer enthält einen Transformator 14- mit im wesentlichen mit Kopplungsfaktor gekoppelten Trifilarwicklungen, nämlich einer Eingangswicklung 13, einer Ausgangswicklung 16 und einer Steuerwicklung I7.

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Beispielsweise kann der Transformator 14 vier dichtgewickelte, trifilare Windungen aus Draht mit der Drahtstärke 0,81 mm (Gauge Nr. 20) auf einem keramischen Flachferritkern 15 mit ungefähr einer Länge von 1,9 cm (3/4 Zoll), einer Breite von 1,1 cm (7/16 Zoll) und einer Dicke von 0,24 cm (3/32 Zoll) enthalten. Wie man sieht, ist die Steuerwicklung zwischen der Eingangswicklung und der Ausgangswicklung angeordnet. Der Abstand zwischen den Wicklungen ist so "bemessen, daß sich die gewünschte Eigenimpedanz von "beispielsweise 75 Ohm für die Ankopplung einer 75 Ohm-Signalquelle an eine 75 Ohm-Leitung ergibt.

Eine Signalquelle 11 ist mittels der Eingangsklemmen 12 über die Eingangswicklung 13 gekoppelt. Außerdem ist die Signalquelle 11 mittels eines Gleichstrom-Sperrkondensators 20 und eines Transistors 21 auch über die Steuerwicklung 17 gekoppelt. Die Wicklungen 13 und 17 werden von gegensinnig gerichteten Signalströmen durchflossen, die in der Ausgangswicklung 16 gegensinnige und mithin sich gegenseitig löschende Spannungen induzieren.

Der Kollektor 22 des Transistors 21 ist über einen Widerstand 26 an eine zwischen die Klemmen 25 schaltbare Spannungsquelle V (nicht gezeigt) angeschlossen. Mit seiner Basis 24

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ist der Transistor 21 außerdem über einen Widerstand 23 an eine Regelspannungsklemme 27 angeschlossen. Als Regelspannung, die den Betrag, um den das HF-Signal gedämpft wird, "bestimmt, kann eine AVR-Spannung dienen. Im vorliegenden Falle wird das HF-Signal umso stärker gedämpft, je positiver die Regelspannung wird. Wenn die Regelspannung eine AVR-Spannung ist, wird sie in dem Maße positiver, wie der Pegel der Signale aus der Quelle 11 ansteigt.

Für minimale Dämpfung der HF-Signale durch den Dämpfer 10 hat die Regelspannung einen solchen Wert, daß sie den Transistor 21 sperrt und dadurch der Signalstromfluß in der Steuerwicklung 17 im wesentlichen unterbrochen wird. Unter diesen Voraussetzungen induziert der Signalstrom der Eingangswicklung 13 in der Ausgangswicklung 16 eine Spannung, deren Amplitude im wesentlichen die gleiche ist wie die der Eingangsspannung. Um die Dämpfung der HF-Signale zu erhöhen, spannt die zwisohen die Klemmen 27 gelegte Regelspannung den Basis-Emitterübergang des Transistors 21 in der Durchlaßrichtung, so daß sich der dynamische Kollektorwiderstand des Transistors entsprechend erniedrigt. Unter diesen Voraussetzungen fließt ein Signalstrom durch die Steuerwicklung und werden Felder erzeugt, die den vom Signalstromfluß in der Eingangswicklung 13 erzeugten Feldern entgegenwirken.

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Dadurch ergibt sich an der Ausgangswicklung 16 eine entsprechend verringerte oder gedämpfte Ausgangsspannung.

Die Spannung der Quelle V, der Wert des Widerstands 26 und die der Basis 24 zugeführte Regelspannung sind in ihrer Bemessung so aufeinander abgestimmt, daß der Transistor 21 bei maximaler Signaldämpfung im Sättigungszustand arbeitet. Durch die jeweils hierfür verwendeten Werte wird der Bereich des Kollektor-Emitterwiderstandes für einen gegebenen Regelspannungsbereich festgelegt.

Figur 2 zeigt eine Anordnung mit einer pin-Diode 28, die als veränderlicher Widerstand arbeitet. Diese Anordnung wird an Stelle des Transistors 21 zwischen die Klemmen A und B in Figur 1 geschaltet. Als pin-Diode für diesen Zweck ist z.B. der Typ 1N367 geeignet, bei dem ein Halbleitergebiet vom p-Typ und ein Halbleitergebiet vom η-Typ durch ein eigenleitendes Halbleitergebiet voneinander getrennt sind. Eine diesem Diodentyp zugeführte Regelspannung verändert den effektiven Widerstand der Diode über einen weiten Bereich von ungefähr 10 Ohm bis zu sehr hohen Werten. Ein wichtiges Merkmal dieser Art von Diode besteht in ihrer linearen Strom-Spannungskennlinie, die erforderlich ist, um eine Dämpfungswirkung ohne übermäßige Kreuzmodulationsverzerrung zu erhalten. Versuche haben

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ergeben, daß beide genannten Ausführungsformen bei VHF-Fernsehfrequenzen gut arbeiten.

Dämpfungsregler der hier beschriebenen Art eignen sich auch für UHF-Fernsehfrequenzen. Für den UHF-Betrieb kommen für den Transformator z.B«, ungefähr drei Windungen auf 0,5 Ferritstab (3/16 Zoll) mit einer Länge von ungefähr 1,25 cm (1/2 Zoll) in Frage. Auch bei diesen Frequenzen wäre eine niederkapazitive pin-Diode wie in Figur 2 zu verwenden, ohne daß die allgemeine Schaltungsanordnung geändert zu werden braucht.

Figur 3 zeigt eine Empfängerschaltung, welche die Verwendung von erfindungsgemäßen Dämpfungsreglern veranschaulicht. Wegen seiner möglichen Niederohmigkeit kann der Dämpfungsregler 31 zwischen die Antenne 30 und einen Tuner 32 mit HF-Verstärker eingeschaltet werden. Dabei kann der Dämpfungsregler selbst in eine Antenneneingangs- oder Impedanzanpassungsschaltung eingebaut werden. In diesem Falle verhindert der Dämpfungsregler eine Überbelastung der Eingangsverstärkerstufe, so daßüie Kreuzmodulationsverzerrung verringert wird. Ein weiterer Dämpfungsregler 33 ist zwischen den Ausgang des Tuners 32 und den ZF-Verstärkerteil 34 eingeschaltet. Dieser Dämpfungsregler verhindert eine Verstimmung der ZF-Kreise

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infolge Überbelastung des ZF-Eingangs. Das Hegelsignal für den Dämpfungsregler wird vom Demodulator 35 geliefert und über die Leitung 36 dem AVR-Verstärker 37 zugeleitet. Von dort gelangt es zum Zi¹-Verstärker 34· sowie zu den Dämpfungsreglern 31 und 33 und zum Tuner 32. Gewünschtenfalls können Verzögerungsglieder 38, 39 und 40 eingeschaltet werden, um den Zeitpunkt der Eingabe der AVR-Spannungen in die verschiedenen Verstärkerstufen und Dämpfungsregler in Abhängigkeit vom Empfangssignalpegel zu regeln.

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Claims

_ 9 — Patentansprüche

1. Dämpfungsregler für elektrische Schwingungen, gekennzeichnet durch einen Transformator (14) mit drei gegenseitig gekoppelten Wicklungen (13» 16, 17)» wobei die zu regelnden elektrischen Schwingungen auf zwei (13» 17) dieser Wicklungen gekoppelt werden; und durch ein Impedanzelement (21) zum Verändern der Amplitude der Schwingungen in einer (17) dieser beiden Wicklungen, derart, daß die in der dritten Wicklung (16) induzierte resultierende Schwingung der Amplitudendifferenz zwischen den auf die "beiden anderen Wicklungen (13» 17) gekoppelten Schwingungen proportional ist.

2. Dämpfungsregler mit einer Quelle von zu regelnden elektrischen Schwingungen, gekennzeichnet durch einen Transformator (14) mit gegenseitig gekoppelter Eingangs-, Ausgangs- und Steuerwicklung (13» 16 bzw. 17)» wobei die Eingangswicklung an die Schwingungsquelle (11) angekoppelt ist, derart, daß in der Eingangswicklung (13) fließende Signalströme in der Ausgangswicklung (16) eine Signalspannung einer ersten Polarität erzeugen; ein veränder-

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lich.es Impedanzelement (21) zum Ankoppeln der ochwingungsquelle an die Steuerwicklung (17), derart, daß in der Steuerwicklung fließende Signalströme in der Ausgangswicklung (16) Signalspannungen der entgegengesetzten Polarität induzieren; eine Einrichtung (27) zum Steuern der Impedanz des veränderlichen Impedanzelementes zwecks Regelung der amplitude der in der Steuerwicklung fließenden Signalströme; und eine mit der Ausgangswicklung gekoppelte Verbrauchereinrichtung.

3. Dämpfungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wicklungen trifilar auf einen Magnetkern gewickelt sind.

4-, Dämpfungsregler nach Anspruch 3, dadur eh. gekennzeichnet , daß als Impedanzelement eine pin-Diode in Reihe zwischen die Schwingungsquelle (11) und die Steuerwicklung (17) geschaltet ist, und daß über die Diode eine Gleichspannung zum Steuern des Widerstands der Diode gelegt ist.

5. Dämpfungsregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß als Impedanzelement ein Transistor mit Kollektor, Emitter und Basis in Reihe zwischen

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die Schwingungsquelle (11) und die Steuerwicklung (17) geschaltet ist und daß der Basis dieses Transistors eine Regelspannung zum Steuern des Kollektor-Emitterwiderstandes des Transistors zugeführt ist.

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