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Verstärker mit mindestens einem Wechseispannungseingang und zwei Gleichstromausgängen
In der Trägerfrequenztechnik ist es notwendig, in gewissen Abständen Verstärker
auf den tjbertragungswegen zum Ausgleich der auf den Übertragungsleitungen entstehenden
Dämpfungen des Nutzpegels vorzusehen. Diese Verstärker müssen automatisch überwacht
und geregelt werden. Dazu wird ein Pilotton mit dem Nutzfrequenzband übertragen,
dessen Pegel zur Überwachung und Verstärkerregelung verwendet wird. Der Pilotton
wird am Ausgang eines jeden Regelverstärkers über ein Bandfilter ausgesiebt und
einem Verstärker zugeführt, im nachfolgenden Pilotverstärker genannt, an dessen
Ausgang der Pilotton verstärkt und gleichgerichtet zu verschiedenen Zwecken der
Überwachung und Regelung zur Verfügung steht.
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Es ist erwünscht, daß zwischen der gleichgerichteten Ausgangsspannung
und der Eingangs spannung gute Proportionalität besteht; denn die Gleichspannung
wird z.B. zum Gewinnen einer Regelgröße verwendet, sie wird in einem Meßinstrument
angezeigt, um einen Überblick über den jeweiligen Pilotpegel zu haben, manchmal
wird ein Schreiber zur ständigen Überwachung betrieben und schließlich sind noch
Grenzwertüberwachungsschaltungen notwendig.
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Nach dem Stand der Technik bestehen solche Pilotverstärker aus üblichen
Wechselspannungsverstärkern, an deren Ausgang eine oder mehrere Gleichrichteranordnungen
angeschlossen sind. Zur Entkopplung der verschiedenen Gleichstromverbraucher sind
in der Regel Entkopplungsstufen notwendig. Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand
für Gleichrichtung und Entkopplung zu vermindern. Die Endstufe des Wechselspannungsverstärker.s
ist gleichzeitig als Gleichrichter ausgebildet, wobei durch Gegenkopplungsinaßnahtnen
eine ungewöhnlich gute Proportionalität zwischen dem Ausgangegleichstrom und der
Eingangswechselspannung erzielt wird.
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Der erfindungsgemäße Verstärker ist gekennzeichnet durch eine wechselspannungsmäßio
gegengekoppelte Gegentaktendstufe, an deren beiden Hälften die Halbwellenströme
voneinander unabhängig über Siebmittel als Gleichströme verfügbar sind.
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Die Erfindung und ihre Einzelheiten werden anhand der Abbildung näher
erläutert: Die gezeigte Schaltungsanordnung ist ein Beispiel für die praktische
Ausführung des Erfindungsgedankens. Der Verstärker enthält eine Gegentaktendstufe
mit den Transistoren T3 und T4. Diese werden in bekannter Weise von den Vorstufen
mit den Transistoren T1 und T2 angesteuert. Das Eingangssignal wird als Wechselspannung
den Klemmen 1 und 2 zugeführt. An den Klemmen 3 und 4 bzw. 5 und 6 kann an den Lastwiderständen
R13 bzw. R14 der Ausgaugsgleichstrom entnommen werden. Zur Linearisierung bzw. zur
Erzielung einer guten Proportionalitä-t zwischen der Eingangsspannung und den Ausgangsströmen
wird eine Gegenkopplung über den Kondensator O3 und den Widerstand R3 in der ersten
Stufe eingeführt.
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Die Gegenkopplung kann aber auch auf andere bekannte Weise ausgeführt
sein, beispielsweise durch Verwendung-von Span nungsteilern an der Stelle von R3
oder durch bekannte Serien, Parallel- oder gemischte Gegenkopplung über eine der
Vorstufen. Im Ruhezustand, d.h. ohne Ansteuerung durch eine Wechselspannung, wird
der Widerstand R7 und die Dioden D1 und D2 von dem Ruhestrom durch deren Transistor
T2 durchflossen. hn den Dioden fällt eine Spannung ab, die durch R8 abgleichbar
ist und die so groß eingestellt wird, daß in den Endstufentransistoren T3 und T4
gerade noch kein-Stroiii fließt. Die Widerstände R9 und R10 könnte man prinzipiell
weglassen, sie dienen der Stabilisierung des eben beschriebenen Anfangszustandes.
Bei Ansteuerung mit Wechselspannung werden-nun die beiden Gegentakttransistoren
abwechselnd aufgesteuert, sie fUhren der Eingangsspannung proportionale Halbwellenströme.
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Die Kollektoren der beiden Transistoren stellen für ihre
Lastwiderstände
Ril + R13 bzw. R12 + R14 Quellen mit eingeprägtem Strom dar; deshalb kann in vorteilhafter
Weise mit Hilfe der Xondensatoren C4 und C5 bzw. C6 und C7 die Halbwellenspannung
so gesiebt werden, daß an den Ausgängen (Anschlüsse 3,4 bzw. 5,6) ein gut gesiebter
und der Eingangswechselspannung proportionaler Gleichstrom zur Verfügung steht.
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Beide Ausgänge sind wegen der oben beschriebenen Anordnung unabhängig
voneinander belastbar, sie sind entkoppelt.
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Durch Verändern der Widerstände R13 und R14 kann daher die Ausgangsspannung
der beiden Ausgänge in den Grenzen der Aussteuerfähigkeit der Transistorstufen beliebig
eingestellt werden. Die Siebketten in den Ausgangskreisen, bestehend aus C4, Ril,
C5 bzw. C6, R12, C7 werden von einer Quelle eingeprägten Stromes gespeist. Sie haben
daher keinen Einfluß auf die Gleichrichtung selbst und man erhält eine sehr exakte
Mittelwertgleichrlchtung. Diese Art der Gleichrichtung ist bei Pilotverstärkern
erwünscht, weil dem Pilotton überlagerte Störspannungen auf Vliese Weise am wenigsten
den gewünschten Gleichstromwert verändern.
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Ein weiterer Vorzug der Schaltungsanordnung ist es, daß einer der
beiden Gleichstromausgänge mit dem Pluspol und der andere mit dem Ninuspol der Betriebsspannungsquelle
verbunden ist.
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Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, wenn weitere Auswerteschaltungen
folgen, die teilweise am Pluspol oder am Minuspol angeschlossen werden müssen, um
mit der übrigen Schaltung gut zusammenzuarbeiten.
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Zur Einstellung des ohne Wechselspannung vorhandenen Ruhezustandes
dient auch der Widerstand R6 und ferner die Widerstände R4 und R3. Diese Widerstände
bewirken auf bekannte Weise in dem Gleichstromregelkreis das Festhalten der am Kollektor
des Transistors T2 gegen den Minuspol der Betriebaspannung gemessenen Gleichspannung.
Da die Ausgangsspannung durch die Wahl der Widerstände R13 bzw. R14 nach Wunsch
beeinflußt werden kann, muß die Schaltung nicht auf Symmetrie
eingestellt
werden, sondern man wird das Potential des genannten Kollektors so einstellen, daß
an beiden Ausgängen die Aussteuerungsgrenze, dh. die. Beschneidung bei gleichen
Halbwellenamplituden wirksam ist..
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat folgende Vorteile: Die
Gleichrichtung findet in der Endstufe des Gegentaktwechselspannungsverstärkers statt;
also Einsparung besonderer Schaitelemente für die Gleichrichtung.
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Die Schaltung liefert zwei voneinander entkoppelte Gleichstromausgänge.
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Die Gleichstromausgänge sind auf unterschiedliche Betriebsspannungspole
bezogen.
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Die Größe der Ausgangsgleichspannung kann auf einfache Weise variiert
und somit den Erfordernissen engepaßt werden.
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Die Gleichrichtung ist eine nahezu ideale Mittelwertgleichrichtung.
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Wegen der Verknüpfung des Ausgangshalbwellenstroms mit der rückgeführten
sinusförmigen, Wechselspannung zu Entkopplungszwecken sind die Ausgangsströme sehr
gut proportional der Eingangsspannung.