DE1762832A1 - Gyrator zur Verwendung in der Nachrichtentechnik,der insbesondere in integrierter Schaltungstechnik ausfuehrbar ist - Google Patents

Gyrator zur Verwendung in der Nachrichtentechnik,der insbesondere in integrierter Schaltungstechnik ausfuehrbar ist

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Publication number
DE1762832A1
DE1762832A1 DE19681762832 DE1762832A DE1762832A1 DE 1762832 A1 DE1762832 A1 DE 1762832A1 DE 19681762832 DE19681762832 DE 19681762832 DE 1762832 A DE1762832 A DE 1762832A DE 1762832 A1 DE1762832 A1 DE 1762832A1
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DE
Germany
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transistor
amplifier
gyrator
technology
implemented
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Pending
Application number
DE19681762832
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Manfred Gloger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Publication date
Application filed by Telefunken Patentverwertungs GmbH filed Critical Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Publication of DE1762832A1 publication Critical patent/DE1762832A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34Dc amplifiers in which all stages are dc-coupled
    • H03F3/343Dc amplifiers in which all stages are dc-coupled with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/002Gyrators

Description

  • Gyrator zur Verwendung In der Nachrichtentechnik, der Insbesondere in integrierter Schaltungstechnik ausführbar ist Die Erfindung betrifft einen Gyrator zur Verwendung in der Nachrichtentechnik, der insbesondere in integrierter Schaltungstechnik ausführbar ist, bestehend aus zwei zweistufigen, antiparallel geschalteten, gleichstromgekoppelten Transistorverstärkern mit Spannungsverstärkungen verschiedener Polarität, bei dem in den Ausgangsstufen der Verstärker anstelle von Kollektorwiderständen Stromquellen-Transistoren verwendet sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Verringerung der Güte den Aufwand für die Schaltung zu verringern.
  • Zur Erläuterung der Erfindung sei zunächst kurz auf die Theorie des Gyrators eingegangen, der in Fig. 1 symbolisch dargestellt ist (vgl. beispielsweise "Funk und Ton", Nr. 8, 1949. Seite 46o, Bild 3).
  • Der von B.D.H. Telegen in die Vierpoltheorie eingeführte Gyrator lässt sich als ein elektrisches vierpoliges Schaltelement G definieren, das im Gegensatz zum Transformator die Eigenschaft hat, eine an seinem Eingang angelegte Primärspannung mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis in einen seinen ausgangsseitigen Abschlusswiderstand Z2 Sekundärstrom und umgekehrt eine an seinem Ausgang liegende Sekundärspannung in einem den Eingangsbetriebswiderstand durchfliessenden Primärstrom zu übersetzen.
  • Der Gyrator wird am einfachsten durch seine Leitwertsmatrix definiert. Die Grössen Yii und Y22 sind beim idealen Gyrator gleich Null. Dabei ist der Invertierungswideretand. Der nicht ideale Gyrator wird durch seine Güte charakterisiert. Bei der praktischen Ausführung von Gyratorschaltungen müssen also die Werte Yii.und Y22 möglichst klein gemacht werden. Der Eingangsbetriebswiderstand des Oyrators ist allgemein woraus sich für Yii =Y22 = 0 ergibt. Der Gyrator würde in diesem Falle also seine Aufgabe in idealer Weise erfüllen und seinen sekundären Abschlusswiderstand R2 winkeltreu an seiner Dualitätsinvariante Z02 spiegeln.
  • Eine bereits vorgeschlagene transistorisierte Gyratorschaltung, bei der die Werte von Yii und Y22 schon weitgehend klein gemacht sind (deutsche Patentanmeldung T 33 714 VIIIa/ 21a2), ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Schaltung umfasst zwei zweistufige, Spannungsverstärkungen verschiedener Polarität aufweisende_antiparallel geschaltete, gleichstromgekoppelte Transistorverstärker V1 und V2 mit den Betriebsspannungen +UB und -UB.
  • Der erste Verstärker Vi mit der Eingangsklemme i besteht aus einer'Eingangsstufe mit einem in &nitterschaltung betriebenen npn-Transistor TI und einer Ausgangsstufe mit einem in Emitterschalteng arbeitenden pnp-Transistor T2 und einer Ausgangsklemme 2. Ein dritter in Emittersehaltung betriebener npn@. Transistor T3 liegt mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke gleichstrommässig in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T2 und dient als Stromquelle für diesen Transistor. Ein vierter Transistor T4 bildet zusammen mit dem Transistor T3 einen negativen, kurzschlussstabilen Widerstand, welcher parallel zum Ausgang des Verstärkers Vi 13egt. Dar Vetbtärker V! hat dabei einen positiven Spannungsverstärkungsfaktor. Der zweite Verstärker V2 besteht aus einer mit der Ausgangsklemme 2 direkt gekoppelten Eingangsstufe mit einem in Kollektorschaltung betriebenen npn-Transistor T5 und einer Ausgangsstufe mit einem npn-Transistor T6. Ein dritter in Emitterschaltung betriebener pnp-Transistor T7 liegt mit seiner Emitter-Kollektor-Streoke gleichstrommässig in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T6 und dient als Stromquelle für diesen Transistor. Der Transistor T8 bildet zusammen mit dem Transistor T7 wieder einen negativen Widerstand, welcher parallel zudem mit der Klemme i verbundenen Ausgang des Verstärkers V2 liegt. Der Verstärker V2 hat dabei einen negativen Spannungsverstärkungsfaktor.
  • Die Transistoren TI bis T8 haben zugehörige Emittervorwiderstände R! bis R8, um durch die von ihnen bewirkte Stromgegenkopplung die Eingangs- und Ausgangswiderstände der Gyratorschaltung zu erhöhen. R9 ist der Arbeitswiderstand des Tran- sistors Ti. Der Widerstand Rio verbindet den Kollektor von T3 mit der Basis von T4 und schliesst damit die zur Erzeugung des einen negativen Widerstandes erforderliche'Mitkopplungaschleife, die sich über RIO, T4, Rii und T3 erstreckt. R!3 und R14 sind die Baaisspannungsteilerwiderstände für den Transistor T4. Rii und Ri2 sind diejenigen tUr den Transistor T3. R15 ist der Arbeitswiderstand tür T4. Der Arbeitawiderstand für den in Kollektorschaltung betriebenen Transistor T5 wird durch die Widerstände R5 und R15 gebildet. Der Widerstand R17 verbindet den Kollektor des Transistors T7 mit der Basis des Transistors T8 und schliesst damit die zur Erzeugung des anderen negativen Widerstandes erforderliche Mitkopplungsschleife, die sich über R17, T8, den Widerstand R23, T7 erstreckt. R18 und R19 sind die Basisspannungsteilerwiderstände für den Transistor T8, R20 und R21 die Basisspannungsteilerwiderstände für den Transistor T7. Ihre Reihenschaltung wirkt als Arbeitswiderstand des Transistors T8. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass in der vorgeschlagenen Schaltung nach Fig. 2 bei der Realisierung der beiden negativen Widerstände in den Verstärkern jeweils ein Transistor dadurch eingespart und somit der Gesamtaufwand verringert werden kann, dass erfindungsgemäss die negativen Widerstände jeweils durch den Stromquellen-Transistor des einen Transistorverstärkers und den Eingangstransistor des anderen Transistorverstärkers gebildet sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der in dieser Weise vereinfachten Schaltung des Gyrators nach der Erfindung zeigt die Fig. 3. Diese Schaltung unterscheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, dass unter Weglassung der Transistoren T4 und T8 die beiden negativen Widerstände dadurch gebildet werden, dass jeweils der Stromquellen-Transistor des einen Transistorverstärkers und der Eingangstranzistor des anderen Transistorverstärkers über passend dimensionierte Widerstände so miteinander verbunden werden, dass sich die zur Erzeugung der negativen Widerstände erforderlichen Mitkopplungsschleifen ergeben.
  • Der von der Schaltung mit dem Stromquellen-Transistor T3 des Verstärkers Vi und dem Eingangstransistor T5 des Verstärkers V2 realisierte negative Widerstand zwischen dem Punkt 2 und dem Bezugspotential liegt parallel zu den Ausgangsklemmen des Gyrators und der von der Schaltung mit dem Stromquellen-Transistor T7 des Verstärkers V2 und dem Eingangstransistor T1 des Verstärkers Vi erzeugte negative Widerstand zwischen dem Punkt i und Bezugspotential liegt parallel zu den Eingangsklemmen des Gyrators. Durch diese negativen Widerstände kann eine wesentlich höhere, z.B. zehnfache Güte des Gyrators erreicht werden.
  • Die Mitkopplungssehleife für den negativen Widerstand, der zwischen dem Punkt i und Bezugspotential liegt, schliesst sich über Ti, R9, R20, T7, R24. Der Widerstand R22 dient als Arbeitswiderstand für den Transistor TI bei dessen Verwendung in der Mitkopplubgsschleife. Die zweite Mitkopplungasohleife für den negativen Widerstand, der zwischen Punkt 2 und Bezugs- potential liegt, schliesst sich über T5, Rii, T3. Der Wider- stand R23.dient als Arbeitswiderstand für den Transistor T5. bei dessen Verwendung in der Mitkopplungsaehleife. Der in der Basiszuleitung des Transistors TI liegende Wider-R24 verhindert, dass bei einem eventuell vorkommenden grossen Signal am Transistor Ti, das z.8. beim Einschalten auftreten kann, dieser Transistor aus dem aktiven Bereich herausgesteuert wird.

Claims (1)

  1. P a t e n t ans p r U c h e 1) ßyrator zur Verwendung in der Nachrichtentechnik, der insbesondere in integrierter Schaltungstechnik ausführbar ist, bestehend aus zwei zweistufigen, antiparallel geschalteten gleichstromgekoppelten Transistorverstärkern mit Spannungsverstärkungen verschiedener Polarität, bei dem in den Ausgangsstufen der Verstärker anstelle von Kollektorwideratänden Stromquellen-Transistoren verwen- det sind und die Güte durch ein- und ausgangsseitiges Parallelschalten von negativen Widerständen erhöht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die negativen Widerstände jeweils durch den Stromquellentransistor (T3 bzw. T7) des einen Transistorverstärkers (Vi bzw. V2) und den Eingangstransistor (T5 bzw. TI) des anderen Transistorverstärkers (V2 bzw. Vi) gebildet sind. 2) Gyrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorwiderstand (R24) in Reihe zur Basis des Eingangstransistors (T1) des Verstärkers (V1) mit der positiven Spannungsverstärkung geschaltet ist.
DE19681762832 1968-09-06 1968-09-06 Gyrator zur Verwendung in der Nachrichtentechnik,der insbesondere in integrierter Schaltungstechnik ausfuehrbar ist Pending DE1762832A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3758885A (en) * 1971-10-09 1973-09-11 Philips Corp Gyrator comprising voltage-controlled differential current sources

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US3758885A (en) * 1971-10-09 1973-09-11 Philips Corp Gyrator comprising voltage-controlled differential current sources

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