DE1901433B2 - Ehrstufiger transistorierter wechselspannungsverstaerker mit gleichspannungsfreiem ein- und ausgang - Google Patents

Description

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wenden die zwar das eeforderte Frequenzband über- quelle niederohmig ist. Dies wird durch, ^^f"S^u°g

,noen deren Auseang aber nicht sleichspannungs- einer Siebschaltung mit Transistoren in me _c _

^l _f ^r _r^i"_t; ~ same Betriebsspannungszuführung der Verstarkerstu

^Γ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fen erreicht. ^,ro^teHten Aus-

mphrstufioen transistorierten Wechselspannunüsver- 5 An Hand von in der Zeichnung dar_oesici.

Siker zur Übertragung von Trägerfrequenz: _und führungsbeispielen soll die Erf.ndung noch naher er

Fernsehsianalen, vorzugsweise für einen weiten Frc- läutert werden. Es zeigt Prinyinschaltuna

quenzbereich mit einer unteren Grenzfrequenz von Fig.l eine erhndungsgemaße Prinzipsctiauun_o

wenisen Hertz und darunter und einer wesentlich hö- des Verstärkers, _tP;ihafrps Aus^ührunes-

heren oberen Grenzfrequenz von beispielsweise io Fig. 2 ein besonders vorteilhaftes Aus.unru _

d h fü i Betibg mn beispiel des Verstärkers

heren oberen Grenzfrequenz von beispielsweise io Fig. 2 e

MHi und mehr für nur eine Betriebsspannung mn beispiel des Verstärkers.

^{24V mit negativer}

t? l^n^ets^J^Stsim ASSAT Ä Α

ern, vorgesehenen Koppelkondensators und dem und «k-m Basisspamirogstoler

canoswiderstand der Eingangsstufc des Verstär- R 2, Ri und ^r Diode Gr L

χ on der Zeitkonstante aus der Kapazität de. im *o dem Transistor ^ ^ ^{dem Bas}'^s^

-'an» vorgesehenen Koppelkondensators und dem Emitterwiderstand R 7 und dem KoH^

:: noswid-erstand der Endstufe des Verstärkers RS ist über die mit ernem ^uJU* C2 uber_

ltlich verschieden ist, vorzugsweise um den brückte Zenerdiode ZDl an den KoUek or u

d h Dh di Mßh id sistoi TsI angekoppelt Die Endstufe laenm

weltlich verschieden ist, vorzugsweise um den brückte Zenerdiode ZDl an den p,ki.>r20 und mehr. Durch diese Maßnahme wird sistoi, TsI angekoppelt. Die Endstufe laen rf. Lberschwingen am Ausgang bei Aufschalten *₅ komplementären 1 ran sisto ren T.^g^J^ einer Gleichspannung auf den Eingang vcrnachlas- ^*»^Ä^^

rf. Lberschwingen am Ausgang bei Aufschalten *₅ komplementäre ^g^J^ ^₉

einer Gleichspannung auf den Eingang vcrnachlas- ^*»^Ä^^

^SigBd einem Verstärker mit einer Emitterbasisschal- Zenerdiode ZD 2 zur Kopplung Jer beiden Endstu-,„,·< ils Einganasstufe und einer Kollektorbasisschal- fentransistoren j „ VnnHensator C 1 an

;_u'_rrals Ausgangsstufe ist es vorteilhaft, wenn d« so Der Eingang |- über je^ ^J^ f_ransi. Zciikonstante des Eingangskreises großer ,st als die die Basis des «n Emitte«cjauung _dabei

Zcitk.^nstante des Ausgangskre.ses. da dann Konden- stors Ts 1 geführt ^Der ™^S;^a _{tandes des} Verstärkten mit k.eineren Kapazitäten verwendet werden ^i^j! Ri der Signalquelle Q.

^kTortei.haft ist es hierbei, wenn für den Transistor 35 Der ^^

in der Eingangsstufe ein Emitterwiderstand vorgese- Durchlaßrichtung bltnebenen υιοα _mU

'in ist. eine Gegenkopplung vom Ausgang des Ver- Der Kollektor des^^ Tj 1 s^ _bereich

stiirkers über ein Gegenkopplungsglied an diesen Vorstrom über den'Wideband H:* m _Trsn_

Emittenviderstand geführt ist. und das Gegenkopp- betnebene Zjnerd.ode^.D 1 ™t der ^.

,uu.sglied aus einem Gegenkopplungswiderstand 4o s.stors Ts2^de T™be«tofcUjP PP _{k Run}_

(/Π) und einem dazu parallelgeschalteten Se- diode ZD1 ist jm" ^dem ^°_Zenerdiode entstehende ricn-KC-Glied (Al Cl) besteht, das so bemessen schluß fur die ar,de ^n _{J$1 jst}

ist. daß der durch die Koppelkondensatorcn verur- Rauschspannung ^ru^J^ _{7 genge}koppelt. sachte Därnpfungsanstieg bei niedrigen Frequenzen über ,neu Em^ ^e^™_{Ts2 is}t direkt mit der «eniestens teilwe.se kompensiert ist. 45 Der K°·™ °^^ _{3 und uber} die Zenerdiode

Zur Linearisierung der Verstärkung im Bereich Basis des J^rans2°^rs _de;^_ra ^U _{nsistors Γ}54 der Endstuder oberen Grenzfrequenz ist noch e.n Kondensator ZD2 mit der ^ ^ ^_{n Kollektora}rb«tswiderveränderbaren Kapazitätswertes von wenigen pF zu- fe IH BeWoppjt unü ucer_{e Die Zenerd}iode

sätzlich parallel zum Gegenko_PPlun_gsw,derstand R 1 stand f⁸ ^^„„, Kondensator C6 übervoreesehen. ⁵ t-vi-t Λη Hen Fmitterr. der Transistoren Ti3 und

6a eine Verschiebung des Arbeitspunktes der Ein- druckt Md_enErmUern _{C7 und} C9 der

oangsstufe durch Temperaturschwankungen zu einem Γ* 4,st ^e. üie ^o Widerstand R13 paßt

Anstieg des Klirrgeräuschpegels führt, .st zur Einstel- ^«gang ^ angeKopp _{Verstärkers an} den In-

lung des Arbeitspunktes des Eingangstransistors ein ^e" ^ngswKlersta^J Verbrauchers an. Vom Ver-Basisspannungsteiler vorgesehen, ar-r eine im Durch- 55 nenw derstand i£ α _Emitterarbeitswide!stände

laßrichtung vorgespannte Diode zur Kompensation Jmlungspun.t der ^ _{über das} Gegen-

des Temperaturganges der Bas^-Emü.er-Schwdl- £J £" «^_{Α G} ^g _mit ^P _dem Gegenkopplungsspannung enthalt. . »,iHpretnnd R11 und dem Serien-RC-Glied KIZ, c j>

Um ein weitgehend aperiodisches Emschw.ngver- ^^f^^^Eingangstransistors TiI geführt, halten zu erreichen, sind in übertragungsrichtung 6o an den Emit e des * 8 * _{feI fäUt die} Gegenaufeinanderfolgende Stufen des Verstärkers entweder ^m Emüterk««der g ^_{n EmiUenvidersta}nd direkt oder über Zenerdioden galvanisch E^oppefc. ^JP^PJ _vonf Eingangskoppelkondensator Ci Günstig ist es hierb-Λ wenn die an den Zenderd öden JjJ- Serien-RC-Glied Ä 12-C 3 im Geentstehende Rauschspannung durch parallel zu den ^PP'^szweig linearisiert den Frequenzverlauf Zenerdioden geschaltete Kondensatoren kurzge- 65 gnkopplungsz^ ^ ^^ _Frequenzen. Die Ze.tschlossen ist. . . konstante des Eingangskreises mit dem EingangsKop

Eingangsstufe I ist sehr viel größer als die Zeitkonstante des Ausgangskreises mit den Ausgangskoppelkondensatoren C 7 und C 9 und dem Ausgangswiderstand der EndstufeIII, damit das Überschwingen am Ausgang A bei Aufschalten einer Gleichspannung auf den Eingang E vernachlässigbar klein ist.

Fig.2 zeigt ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Schaltung ist zur Erhöhung der Verstärkung eine Verstärkerstufe IV zwischen der Treiberstufell und der Endstu- felll eingefügt. Die Verstärkerstufe IV mit dem Transistor Ts S ist in Basisschaltung ausgebildet, der Arbeitspunkt dieser Stufe ist durch eine mit Vorstrom über den Widerstand R14 betriebene Zenerdiode ZD 3 festgelegt Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Ts S kann mit einer Brücke B überbrückt sein, wenn die Verstärkung des sonst vierstufigen Verstärkers im Einzelfall zu hoch ist. Gegenüber dem Verstärker nach F i g. 1 ist das Gegenkopplungsnetzwerk R11, R12, C 3 noch mit einem Kon- ao densator C 4 mit einer kleinen veränderlichen Kapazität von einigen pF überbrückt der zur Verbesserung des Frequenzganges im Bereich der oberen Grenzfrequenz dient Das Potentiometer P1 im Basisspannungsteiler (P 1,R2,R 3, Gr 1) der Eingangs- aj stufe I dient zur Einstellung des Arbeitspunktes dieser Stufe auf geringstes Rauschen. Zur Verringerung der von den Zenerdioden erzeugten Rauschspannung sind die zur Kopplung der Stufen verwendeten Zenerdioden ZD1 und ZD 2 wieder mit den Parallelkondensatoren C 2 und C 6 überbrückt. Zusätzlich zum Hauptausgang A und von diesem entkoppelt ist über die Kondensatoren C 8 und ClO ein Meßausgang B und über den Kondensator C11 ein Auswerteausgang C an die Endstufe III angeschlossen. Die Widerstände /? 18 und R19 im Meßausgang B und R 20 und R 21 im Auswerteausgang C dienen zur Pegeleinstellung und zur Anpassung. Um die Belastung des Verstärkers durch den Auswerteausgange gering zu halten, ist noch ein Übertrager T1 eingefügt. Zur Siebung der genormten Betriebsspannung von —24 V gegen Masse, die von Störungen anderer Verbraucher überlagert sein kann, ist zusätzlich eine Siebschaltung S mit den Transistoren Ts 6 und TsI in die gemeinsame Betriebsspannungszuführung der Verstärkerstufen eingeschaltet, die als niederohmige Spannungsquelle für den Verstärker dient

Die Siebschaltung S enthält einen Transistor Ts 6 als Serienregelglied, dessen Basis an den Kollektor des Transistors Ts6 angekoppelt ist Die Basis des Transistors Ts 6 erhält über einen Spannungsteiler R16, RlI eine Vorspannung, die durch das ÄC-Glied (R 16, C12) gesiebt wird. Die Vorspannung wird mit der Emitterspannung, die am Mittelpunkt des Teilers Gr 2, R15 entsteht, verglichen. In diesem Teiler wird sine Diode Gr Z verwendet, um die Temperaturabhängigkeit des Arbeitspunktes des Transistors Ti 7 zu kompensieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

7. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gePatentansprüche: kennzeichnet, daß in die gemeinsame Betriebs- spannungszuführung der Verstärkerstufen eine

1. Mehrstufiger transistorierter Wechselspan- Siebschaltung (S) eingefügt ist, die für die Speinungsverstärker. insbesondere zur Übertragung 5 sung des Verstärkers eine Spannungsquelle mit eines Basisbandsignals, wie ein Trägerfrequenz- sehr niedrigem Innenwiderstand bildet.

oder ein Fernsehsignal, vorzugsweise für einen
weiten Frequenzbereich mit einer unteren Grenzfrequenz von wenigen Hertz und einer im Bereich

von mehreren MHz, insbesondere über 10 MHz io
gelegenen oberen Grenzfrequenz, bei dem alle

Stufen galvanisch, insbesondere über Zenerdio- Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrstufigen den gekoppelt sind und eine sowohl für Gleich- transistorierten Wechselspannunsgverstärker, insbestrom als auch tür Wechselstrom wirksame Ge- sondere zur Übertragung eines Basisbandsignals, wie genkopplung vom Ausgang zum Eingang des 15 ein Trägerfrequenz- oder ein Fernsehsignal, vorzugs-Verstärkers geführt ist und bei dem sowohl im weise für einen weiten Frequenzbereich mit einer un-Fingang als vieh im Ausgang des Verstärkers teren Grenzfrequenz von wenigen Hertz und einer im Koppelkondensatoren zur galvanischen Abtren- Bereich von mehreren MHz, insbesondere über rung von Signalquelle und Verbraucher vorgese- 10 MHz gelegenen oberen Grenzfrequenz, bei dem hen sind, dadurch gekennzeichnet, 20 alle Stufen galvanisch, insbesondere über Zenderdiodaß die Zeitkonstante aus der Kapazität des im den gekoppelt sind und eine sowohl für Gleichstrom Eingang vorgesehenen Koppdkondensators (C 1) als auch für Wechselstrom wirksame Gegenkopplung und dem Eingangswiderstand der Eingangsstufe vom Ausgang zum Eingang des Verstärkers geführt (I) des Verstärkers von der Zeitkonstante aus der ist und bei dem sowohl im Eingang als auch im AusKapazität des im Ausgang vorgesehenen Koppel- 25 gang des Verstärkers Koppelkondensatoren zur galkondensators (C 7, C 9) und dem Ausgangswider- vanischen Abtrennung von Signalquelle und Verstand der Endstufe (III) des Verstärkers wesent- braucher vorgesehen sind. Ein derartiger Wechsellich verschiede;, ist, vorzugsweise um den Fak- spannungsverstärker ist beispielsweise durch die tor 20 und mehr. USA.-Patentschrift 3 373 368 und die Zeitschrift

2. Verstärker nach Anspruch 1 mit einer 30 »Elektronik«, 1965, Heft8, S. 287, Bild 1, bekannt. Emitterschaltung als Eingangs· ufe und einer An Verstärker zur Übertragung von BasisfreKollektorschaltung als Ausgangsstufe, dadurch quenzbandsignalen werden zwei - F-OFderungen gegekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Ein- stellt, die sich nicht ohne weiteres gleichzeitig erfü!- gangskreises (I) größer ist als die Zeitkonstante len lassen. Diese Forderungen sind Gleichspannungsdes Ausgangskreises (III). 35 freiheit von Ein- und Ausgang und Übertragung

3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch ge- eines weiten Frequenzbandes mit einer unteren kennzeichnet, daß ein Emitterwiderstand (R 5) Grenzfrequenz von wenigen Hertz und darunter und für den Transistor (TsI) der Eingangsstufe (I) einer wesentlich höheren oberen Grenzfrequenz, beivorgesehen ist und die Gegenkopplung vom Ver- spielsweise von 10 MHz und mehr. Ein gleichspanstärkerausgang über ein Gegenkopplungsglied 40 nungsfreier Ausgang ist wünschenswert, weil sonst (G) an diesen Emitterwiderstand (R 5) geführt beim Umschalten, z. B. auf andere hinsichtlich einer ist und daß das Gegenkopplungsglied (G), iias . Gleichspannung empfindliche Geräte, Störungen hervorzugsweise aus einem Widerstand (R 11) und vorgerufen werden. Beispielsweise treten dadurch bei einem dazu parallelgeschalteten Serien-/?C-Glied Trägerfrequenzsystemen Knackstörungen und bei (R 12, C 3) besteht, so bemessen ist, daß der 45 Fernsehübertragungssystemen störende Bildhelligdurch die Koppelkondensatoren verursachte keitsschwankungen auf. Ein gleichspannungsfreier Dämpfungsanstieg bei niedrigen Frequenzen we- Ein- und Ausgang läßt sich ζ. Β. durch Abtrennung nigstens teilweise ausgeglichen ist. dec Verstärkers von der Quelle bzw. vom Verbrau-

4. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch ge- eher durch Koppelkondensatoren erreichen. Dies hat kennzeichnet, daß das Gegenkopplungsglied (<5) ^o aber den Nachteil, daß bei dem bei solchen Verstärmit einem Kondensator (C 4) veränderlichen Ka- kern üblichen Widerstandswerten im Eingang und pazitätswertes überbrückt ist, der so bemessen ist, Ausgang von beispielsweise 100 Ohm ohne weitere daß der Frequenzgang der Verstärkung im Be- Maßnahmen nur eine untere Grenzfrequenz von etwa reich ^Hcr oberen Grenzfrequenz linear ist. 50 kHz erreichbar ist. Die Kapazitätswerte der Kop-

5. Verstärker nach Anspruch!, dadurch ge- 55 pelkondensatoren müßten sonst erheblich vergrößert kennzeichnet, daß zur Einstellung des Arbeits- werden. Hohe Kapazitätswerte von Koppelkondensapunktes des Transistors (TsI) der Eingangsstufe toren sind unerwünscht, weil beim Aufschalten einer (I) ein Basisspannungsteiler (R 2, R 3) vorgese- Gleichspannung auf den Eingang Überschwingvorhen ist, der eine in Durchlaßrichtung vorge- gänge auftreten, abgesehen davon, daß derartige spannte Diode (Gr 1) zur Kompensation von 60 Kondensatoren auch räumlich sehr groß und un-Temperaturschwankungen enthält. handlich sind. Verstärker mit einer unteren Grenzfre-

6. Verstärker nach Anspruch 1, daduich ge- quenz von 50 kHz sind aber nur für Trägerfrequenzkennzeichnet, daß zur Kopplung von in Ubertra- signalübertragung, nicht aber für die Übertragung gungsrichtung aufeinanderfolgenden Stufen des von Fernsehsignalen und von Dienstgesprächen ohne Verstärkers Zenerdioden (ZDl, ZD 2) vorgese- 65 vorherige Umsetzung auf einen TF-Kanal brauchbar, hen sind, die mit die Rauschspannung der Zener- Man ist deshalb gezwungen, für die Übertagung von dioden kurzschließenden Kondensatoren (C2, FernsehsignalenundDienstgesprächenVerstärker,z.B, C 6) überbrückt sind. nach der deutschen Auslegeschrift I 244 868, zu ver-