DE1766355A1 - Schaltungsanordnung mit Transistoren - Google Patents

Description

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Cipl.-ing. ERICHE. WALTHER

Pai.?nfanwa!f ΡΙΏ, 31 »74J

Anmeldar: N. V. FUiLIPS' fiLflEILAMPENFABRIEKEN
Akte, PHB- 31 749

Anmeldung vom: 7.Mai 1968

¹¹ Schaltungsanordnung mit Transistoren"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem gleichstromgekoppelten Transistorverstärker und einer vorhergehenden otufe mit einem Transistorpaar mit gemeinsamem 3mitterwiderstand. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Schaltungsanordnung, bei der innere Vorkehrungen getroffen sind zum Vorspannen der Basiselektroden des Tran«- aLatorpaaree mit gemeinsamem Emitterwiderstand.

Normale Verfahren um Transistorschaltun^en vorzuspannen sind entweder das Vorspannen von einem zwischon der Kollektorelektrode und der Basis eines Transistors angeordneten Widerstand oder dadurch, dass ein Spannungsteiler zwischen den Anschlussklemmen der Sohaltung angeordnet und die Vorspannung von irgendeinem Punkt am Gpannungsteiler hergeleitet wird, Kit beiden Methoden wird jedoch jede ochwankung in der Speisespannung eine Aenderung in der Vorspannung bei/irkon, was in vielen Fällen die Wirkung der Schaltung beeinträchtigt,

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In einer Schaltungsanordnung nit eines Trans is torpaar alt gemeinsamem Emitterwiderstand ist es wichtig, dass die Transistoren mit gemeinsamen Emitterwiderstand für ihre Wirkung bei maximaler Verstärkung eine gleiche Basisvorspannung aufweisen. Weiter ist es fflr ein Transistorpaar mit gemeinsamem 2mitterwideretand von Belang, dass die Vorspannung an den Basiselektroden des Transietorpaares alt gemeinsamem Emitter— widerstand bei Schwankungen in der Speisespannung nahezu konstant bleibt. Dies ist besonders wichtig bei Schaltungsanordnungen alt Batterieapeisung, deren Wirkung nicht beeinträchtigt werden darf, wenn die Batteriespeisung z.B. bis zur Halfte ihres Kennwertes abgenommen hat·

Die Erfindung schafft eine Schaltungsanordnung, in der eine innere Vorkehrung für die Vorspannung der Basiselektrode des Traneistorpaares mit gemeinsamem Emitterwiderstand getroffen ist, so dass die obenstehenden n'ünsche erfüllt werden, und die erfindungsgemäsee Schaltungsanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Basisvorspannuncen für das genannte Transistorpaar mit gemeinsamem Emitterwiderstand Tom genannten gleichstromgekoppelten Verstärker hergeleitet werden, wobei gleiche Vielfache der Traneistorübercangs-Durchlasspannung τοη in den genannten

gleichstromgekoppelten Verstärker aufgenommenen Transistoren die genannten BasisVorspannungen bilden»

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung lSsst sich zur Verstärkung eines modulierten Trägers, beispielsweise des Zwischenfrequenssignals in einem Rundfunkempfänger verwenden. In derartigen Vorrichtungen ist es oft erwünsoht, die Verstärkung der otufe Bit einem Tran β ie torpaar mit £;e:noinsamem ümitterwiderstand abhängig von der Stärke des empfangenen Signals autom ititich zv regeln, Dasu »reist eine erfii.lun£s_L;eiaäBse ochaltungsanor<Imme; mir Verstärkung oinea modulierter. Trägers las "ennzeichen auf,

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dae mindestens ein Trara is torilbergang des gleichstromsekoppelten Transietorverstärkers als Jignaldetektor für den modulierten Träger geschaltet ist, und dass zur automatischen Verstärkungsregelung des genannten Transistorpaaree mit gemeinsame« Ekitterwiderstand die Durchlaaspannung des genannten einen TraBsistorBberganges des gleichstromgekoppelten Verstärkers die Basisvorspanrung nur eines der genannten Transistoren des Transistorpaares ei+ geaeinsaaem Saitterwiderstand bestimmt. Mit dieser Schaltungsanordnung hat die Basisvorspanr.ung des einen Transistors des genannten Transictorpaarea axt gemeinsamem Gitterwiderstand ein variierendes Gleichstromsignal proportional zur Signalstärke des verstärkten ^r- ignals und dieses variierende Gleichetromsignal bewirkt eine automatische Verstärkungsregelung der Stufe nit dea Transistorpaar mit gemeinsamem -raitterwiderstand.

Wenn die gleichatroegekoppelte Verstärkerschaltung dazu eingerichtet ist, das Zwischenfrequenzsignal in einem Rundfunkempfänger zu verstärken, kann das Transistorpaar mit jemeineamem Emitterwiderstand als I'ischsohaltung zur TliBckisig dee einkomnienden Hoohfrequenzsignals mit Hilfe von in eines Ortsosxillator erzeugten cchwinomgen dienen.

In einer derartigen Schaltung wird eine vereinfachte Vorspannungsanordnunij für das Traneistorpaar mit tremeinsamom Enitterwiderstai.d erhalten, wenn einer der Transistoren des genannten cleichstrrmoeVioppelten Transistorverstarkers als Qrtsossillator geschaltet ist, wobei die Schwingung de»-genannten Qrteoszillatoi^und die ^asisvorspannung für einen der als ein Tranais torpaar mit ceneine^^eni ^mitterwiderBtand geschalteten Transistoren der Emitterelektrode doß trenauKten als Crtsoszillator geschalteten Transistore ei.tnommei: xird.

In der Traxis kann wenig-t-ns die f-loicI-iHr^m^koppelte Vor-

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Stärkerschaltung der erfindungsgemftssen Anordnung mit Verteil duroh nur ein als integrierte Schaltung ausgebildetes Halb le item linen t gebildet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeiohnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenf

Fig. 1 einen erfindungsgemSssen Schaltplan einer Misohetufe und ZF-Stufen eines Rundfunkempfängers,

Fig« 2 eine geänderte Ausführung der Schaltung nach Fig* 1.

In fig. 1 wird die Antennenspule dee Rundfunkempfänger» duroh die Primärwicklung eines Transformators T1 gebildet, die 8ur Bildung der Antenne ffr den Empfänger auf normale Weise um einen Ferritstab gewickelt ist, wobei diese Spule durch einen veränderlichen Kondensator C1 abgestimmt ist. Bas HF-Signal wird von dem Antennenkreis Ober die Sekundär— wicklung des Transformators T1 der Basis eines Transistors Tr 1 zugeführt, der zusammen mit einem zweiten Transistor Tr 2 eine aus einen Transistorpaar mit gemeinsamem Emitterwiderstand bestehende Mischsohaltung bildet*

Die Emitterelektroden der Transistoren Tr 1 und Tr 2 sind miteinander verbunden und zwischen dem geneinsamen Verbindungepunkt und Erd· liegt ein gemeinsamer Emitterwideretand R1« Die Kollektorelektrode des Transistors Tr 1 ist über die Prim&rwioklung eines Transformators T2 und einen Widerstand R4 mit der positiven Speiseklemme +V verbunden, während die Verbindung zwischen dem Transformator T2 und dem Widerstand R4 duroh einen Kondensator C8 entkoppelt ist. Der Transformator T2 bildet zusanaen mit einem Kondensator C3, einem piezo-keramiechen Element X, einem Transformator T3 und einem Kondensator C5, ein dreifaches auf die Zwlsohenfrequenz abgestimmtes Bandpassfilter, wobei der Ausgang des Filters der

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Basislektrode eines Transistors Tr 3 zugeführt wird, der zusammen mit einem Transistor Tr 4 ein Darlington-Paar bildet.

Der Transistor Tr4ist"als geerdete Kollektorschaltung ausgebildet und hat einen Emitterwiderstand zwischen seiner Emitterelektrode und Erde, während die Emitterelektrode unmittelbar mit der Basiselektrode eines weiteren als geerdete Emitterschaltung ausgebildeten Transistors Tr 5 verbunden ist. Die Kollektorelektrode des Transistors Tr 5 ist über einen Widerstand R 7 niit der positiven Speiseklemme + V und ebenfalls mit den Basieelektroden zweier weiterer Transistoren Tr 6 und T 7» beide als geerdete Kollektorschaltung ausgebildet sind, verbunden. Emitterelektrode des Transistors Tr 6 ist über einen Widerstand Rß mit Erde verbunden, und mit den Verbindungspunkt dieses 'iideratandes und der Emitterelektrode des Transistors Tr 6 ist die Reihenschaltung der Widerstände H5 und 112 verbunden. Der Verbindungspunkt der Widerstände R2 und R5 ist mit dem Erdende der Bandpassfilterschaltung T3-C5 verbunden, wobei dieser Punkt durch einen Kondensator 06 hp& HF-Kj»iS" entkoppelt ist, wahrend der vom Widerstand R5 entfernte Anschlusspunkt de· Widerstandes R2 mit dem Erdende der Sekundärwicklung des Transformators T1 verbunden ist, wobei diese Verbindung durch einen Kondensator C2 jW HF-Kjeie* entkoppelt ist. Die Emitterelektrode des weiteren als geerdete Kollektorschaltung ausgebildeten Transistor Tr 7 ist Ober ein Potentiometer R9> dem der Audiocehalt des Zi'-Signale über den Anschlusspunkt B entnommen wird, mit Erde verbunden, wobei der Transistor Tr 7 durch den zwischen der positiven Dpeiaeklemme +V und seiner Emitterelektrode angeordneten Kondensator C7 als Detektor wirksam ist. Die Emitterelektrode des Transistor· Tr 7 ist ebenfalls Ober einen Widerstand R3 mit der Basiselektrode de· Tranöistors Tr 2 verbunden, wobei diese letztere Elektrode durch den

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BAD ORK=IMAL

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Kondensator C4 vprt Erde entkoppelt ist.

Im Betrieb werden HF-Signale von abgestimmten Antennenkreis der Basiselektrode des Transistors Tr 1 zugeführt, und der Emitterelektrode dieses Transistors und der des Transistors Tr 2 wird Ober den Anschluss-Punkt A das Ortsoszillatorsignal zugeführt. Die zwei Signale werden in dem Transistorpaar mit gemeinsamem Emittejrwiderstand gemischt und die die Zwischenfrequenz bildende Differenz wird Ober den dreifachen abgestimmten Bandpassfilterkreis dem Kollektorkreis des Transistors Tr 1 entnommen. Das ZF-Signal wird durch die gleichetromuekoppelten Verstlrkerstufen Tr 3> Tr 4 und Tr 5 verstärkt und der detektierte Ausgang vom Anschlusspunkt B hergeleitet,

FCr normale Vorspanrnrngsverhütltnisse ist es erforderlich, dass die Transistoren Tr 1 und Tr 2 eine gleiche Vorspannung an ihren Basiselektroden zugeführt bekommon und diese soll nicht wesentlich andern mit den Aenderungen an der Spoiseklemme +V«

Wegen der direkten Verbindung zwischen der Leittorelektrode des Transistors Tr 5 uM Erde ist die BasiBvorsi.anr.ung des Transistors Tr gegenüber Erde einmal iie BasiB-Emitter-Uebergangsspannung Vhe (ca. 0,7 V für Siliziumtransistoren),Infolgedessen ist die Basisvorspannung des Transistors Tr 4, 2 Vbe und die Basisvorspannung dee Transistors Tr 3 betrügt 3 Vbe. tieren der Gleiohstromkopplung »wischen der Basis des Transistors Tr 3 und dem Emitter des Transistors Tr 6 über den Widerstand R5 ist die Eraittervorspannung des TrarjBi3tors Tr 6 gleich 3 Vbe. Zur Erhaltung einer Jpannung von 3 Vbe an der Faittorelektrode des Transistors Tr 6 vird die Basiselektrode dieses Transistors auf 4 Tbe gehalten, die aloO lie '.',-annimg an der Köllektorelektrode des Transistors Tr 5 bildot, Di.IOh dio Verbindung zwischon .l*>r "ollek torelektrode des Tranuie-

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BAD ORiGiNAL

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tors Tr 5 und der Basiselektrode des Transistors Tr 7 wird diese Basiselektrode auf 4 Ybe vorgespannt und folglich vird die Emitterelektrode des Transistors Tr 7 auf 3 Vbe gehalten.

Aus den obenstehenden dürfte es einleuchten, dass die Emitterelektroden der Transistoren Tr ό und Tr 7 auf Vorspannungen gehalten werden, die gleiche Vielfache der Be^is-iänitter-Uebergangsspannung der Transistoren sind. Die 3 Vbe Eeitterspanmmg des Transistors Tr 6 wird dazu verwendet, die Basis des Traneistors Tr 1 des Transistorpaares mit gemeinsamem Ekitterwiderstand über die Widerstände R5 und R2 vorzuspannen und die 3 Vbe SfcLtterspannung des Transistors Tr 7 wird dazu verwendet, die Basis des Transistors Tr 2 des Transistorpaareβ mit gemeinsamem Ekitterwiderstand Über den Widerstand E3 vorzuspannen. Die Transistoren mit geneinsame* ümitterwiderstand Tr 1 und Tr 2 werden also auf gleiche Weise vorgespannt auf einem Vielfachen der Basis-Emitterleber.Tangsspannung Vbe? die auf diese Yieise erhaltenen Vorspannungen bleiben bei Schwankungen in der Speisespannung +V der Schaltung nahezu konstant, weil die Basis-aeitter-Uebergaiigsspannung Vbe der Transistoren bei Schwankungen in der Speisespannung nahezu konstant bleibt.

Se sei bemerkt, dass der Gleichstromspannungsabfall an den Widerstanden R2, H3 und ff> gegenüber Vbe vernachlaesigbar ist, weil nur kleine Basis-Gleichströee durch diese Widerstände flieasen.

Weil der Eeitter-Basis-Uebergang des Transistors Tr 7 als Signaldetektor wirksam ist, wird beim Empfang eines Signals an diesem Vebergang eine zusätsliche Oleichspanmmg erzeugt. Deswegen wird eine zusatz liehe Spannung, die eich mit der eich ändernden SignalstSrkβ ändert, der Basiselektrode des Transist rs Tr 2 zugeführt. Diesee zusätzliche Signal bringt

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die Schaltungsanordnung mit gemeineaeen Eeitterwideratand in unsymmetrie und bewirkt daduroh eine automatische Verstärkungsregelung der Schaltungsanordnung mit gemeinsamem Enitterwiderstand.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 entspricht der In Fig« I dargestellten Anordnung und gleiche Besugsziffem in den swei Figuren beseiohnen entsprechende Schaltungselemente, In dieser Figur weicht die Kisohschaltung einigeraassen von der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ab.

Die Schaltung enthält einen Orteoesillator, der einen Transistor Tr 8 mit einem Enitterwiderstand R10 und einen abgestimmten Trsnsformator T4 enthält. Die Ossiilatorspannung wird von der Emitterelektrode dee Transistors Tr 8 über einen Kondensator C10 den? abgestimmten Transformator T4 zurückgeführt. Die Oesillatorspannung an der Draitterelektrode des Transistors Tr 8 wird unmittelbar der Basiselektrode de« Transistors Tr 2 des Transistorpaares cit gemeinsames Skitterwideratend und fiber einen Kondensator C9 und die Sekundärwicklung des Transformators 71 der Basiselektrode des Transistors Tt 1 des Traneistorpaares alt eemeineejM« Emitterwiderstand zugeftJhrt. Ib gleichetroBgekoppelten Terstlrker wird die Kollektorelektrode des Transistors Tr 5 durch die Verbindung ftber den Widerstand R13 mit der Basiselektrode des Transistor» Tr 3 «uf 3 Vbe gehalten. Diese 3 Vbe Spannung wird Ober einen Widerstand BI1 der Basiselektrode des Transistors Tr 8 zugeführt. Der gemeinsame Punkt der Widerstände B11 und R13 wird dvroh einen Kondensator C11 entkoppelt·

Durch die direkt· 'erbindungen «wischen der Emitterelektrode des Transistor« Tr 8 und der Basiselektrode des Transistors Tr 2 wird die Basiselektrode des lotstgenannten Transistors auf 2 Vbe gehalten« Bio Emitterelektrode de« Tran«istor« Tr 7 wird nun auch auf 2 Vbe liegen» «eiche Spannung flber die Widerstände 12 und R14 der Basieelektrode des TransIs-

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BAD ORK3INAL

tors Tr 1 zugeführt wird, wobei der gemeinsame Punkt dieser zwei Widerstand· duroh den Kondensator C12 entkoppelt ist. Die awei Basiselektroden des Transistorpaares mit gemeinsamem Emitterwiderstand werden dadurch auf derselben Spannung vorgespannt md, wie im obenstehenden, bekommt einer der Traneistoren des Transistorpaares, dieses mal der Transistor Tr 1, das automatische Verstärkuncsregelsignal zugeführt.

Obsohon in der obenstehenden Beschreibung die beschriebenen !!reise ZP-Verstärkungskreiee und die vorhergehenden Stufen Kisohschaltungen sind, beeohränkt sich die Erfindung auf keinerlei Heise darauf. Die VerstSrkungsechaltungen können für andere Signale als ZF-Signale dienen, und die vorangehenden Stufen können einen Teil eines derartigen Verstärkers sein.

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Claims (3)

PAgOTTANSPHPSOEEi

1. Schaltungsanordnung mit einem gleichstroBgekoppelten Transistorverstärker und mindestens eij,er vorangehenden Stuf· nit eine· Traneistorpaar mit gemeinsamem ITmitterwideretard, dadurch gekennzeichnet, daaa die Basisvorspanr.ungen für das genannte Transistorpaar alt geaeinsaae· Bnitterwi!erstand vom genannten gleichstromgekoppelten Verstärker here«leitet werden, wobei gloiche Vielfache der Trar.siatorTber^an^-Ihirchlasapanr.ung von in den genannten gleichetroegekoppelten Verstarker auf^enoamonen Transistoren, die genannten BasisVorspannungen bilden.

2. Jc'ieltungsanordnung nach Anspruch 1, zur Verstärkung eines aodulierten Trägers, dadurch gekennzeichnet, das3 nindeatens ein Transistorübergang des gleich3trom{.rekoppelten TransiatorverstSrkera alt. Si^naldetektor für den modulierten Träger geschaltet ist, vx.i dass für die automatische Verstärkungsregelung des genannten Transictorpaaree «it gemeinsamem Emitterwiderstand die DurchlasspannimtT des genannten einen Transistorüberjanges des gleiohstrongekoppelten Verstärkers die 3asisvorspanr.ting nvx eines der sei.annton Transistoren des Transistorpaares mit gemeinsamem 3mitterwiderstani bestimmt.

3. Sch α ltungr· anordnung· nach Anspn-oh 1 oder 2_f in der das als Trarsistorpaar mit jer.uinsamex Emitterwiderstand geschaltete Tranai^torpaar ils "i3chjti:*e v;irksam ist, dadirrch cokennzeichnet, dass einer der Transistoren des üleich3trorarekoppelten TransistorveratSrkers ala OrtaosxiIlator geschaltet ist, wobei iie chwinLiing de»-genannten OrtaoazillatoJ?ur.i Me 3asi3vorspannvmG für inen dor als Transistorpaar alt gerneinsaaea üdtterwiderstand julcoppelten Transistoren der Zieittorelektrode des «onarnten als Ortsossillator geschalteten Transistors 2t:tnoanen "ird.

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4» Halbleiterelenent ait Mindestens dem £leiehstroracekoppelten Ver-

stRrker der GchaltveiGsanordntmc nach einem oder mehreren der vorstehenden Aneprifche,

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