DE1917119B2 - Dioden torschaltung fuer grosse signalbandbreite - Google Patents

Description

Torschaltung wird nun dieses Lecksignal dem Aus- wird eine Steuerspannung auf den elektronischen gangssisyia! überlagert. Ein an den Ausgang geschal- Schalter gegeben, wobei je nach Vorzeichen der teter Niederfrequenzverstärker verstärkt somit die Steuerspannung das T-förmige Dämpfungsglied eine Summe beider Signale, so daß sich eine Verzerrung hohe bzw. niedrige Dämpfung aufweist, so daß entder Wellenform ergibt. Wie weiter oben bereits aus- 5 sprechende Leistung auf die Last übertragen wird geführt, ist das Ausgangssignal um so kleiner, je oder nicht. Bei dieser Schaltungsanordnung ist die im höher .!ie Frequenz ist, so daß das Ausgangssignal Querzweig liegende Diode nicht geeignet, von der stark von dem Lecksignal beeinflußt wird, und zwar Steuerspannungsquelle reflektierte Wellen abzufan_um so stärker, je höher die Frequenz ist. Diese Er- gen, da die Diode die gleiche Durchlaßrichtung wie scheinung trifft auch dann zu, wenn am Ausgang der io die anderen Dioden aufweist (deuischf Patentschrift Torschaltung eine Speicherkapazität geschaltet ist, 830 352).

um die Schaltung von zufälligen Streuungen der Aus- Bei einer anderen bekannten Schaltungsanordnung

sans··-Streukapazität unabhängig zu machen. sind zwei in Reihe liegende, entgegengesetzt gepolte

Das Steuersignal für eine derartige Dioden-Tor- Dioden vorgesehen, an deren gemeinsamen Verbin- «chaltuna, zumeist in Form eines Testimpulses, wird 15 dungspunkt Tastimpulse gelegt werden, die eine an ilem Verbindungspunkt der beiden Längsz-veig- die Reihenschaltung gelegte Gleichspannung tasten, dioden zugeführt. Die Impedanz des den Tastimpuls Am Ausgang de. Diodenschaltung ist eine Triode erzeugenden Tastimpulsgenerators, gesehen vom geschaltet, deren Gitter on den Tastimpulsen ange-Verbindungspunkt aus (Ausgangsimpedanz des Tast- steuert wird und deren A iodenspannung entspre-Jmpulsgcncrators), ist klein und stark von der Fre- 20 chend den Tastimpulsen einen Impulsverlaut autweist. quen/ abhängig. Selbst wenn die erste Längszweig- Die Amplituden der Impulse stellen dabei ein Maß diode gesperrt 1st, wirkt diese Ausgangsimpedanz als für die Höhe der Gleichspannung dar. Eine derartige I ast für den Signaleingang über die Kapazität der Schaltungsanordnung dient im wesentlichen zum Dii.ien. wodurch die Wellenform des zu messenden Tasten von Gleichspannungen und ist zum Tasten Eingangssignal verzerrt wird, so daß Unregelmäßig- 25 für besonders hochfrequente Signale nicht geeignet keiifii entstehen in der Frequenzcharakteristik im (USA.-Patcntschrift 2 950 690). Bereich hoher Frequenzen. Es ist andererseits schwie- Es ist ferner ein Diodenschalter bekannt mit zwei

ris.'. die Auscangsimpedanz des Tastimpulssenerators in Reihe geschalteten, entgegengesetzt gepolten über eine größere Bandbreite anzupassen. Mit ande- Dioden, an deren Verbindungspunkt im Querzweig ren Worten, der Welligkeitsfaktor ist groß. Um die 30 eine dritte Diode geschaltet ist. Eine Steuerspannung Impulsbreite des Tastimpulses kleiner zu machen, wird auf den gemeinsamen Verbindungspunkt der wird im Tastimpulsgenerator normalerweise eine Dioden gegeben und sperrt bzw. öffnet somit den Verkürzungsschaltung verwendet, um die Impuls- Diodenschalter. Insbesondere bei sehr hohen Frebreite auf ein Zeitintervall zu vermindern, das von quenzen tritt eine Reflexion einer Welle des hindern Signal benötigt wird, um die Verkürzungsschal- 35 sangssignals am Steuerspannungsgeber auf, die durch tun<- vorwärts und rückwärts zu durchlaufen. Der den bekannten Diodenschalter nicht gedampft oder Welligkeitsfaktor dieser Verkürzungsschaltung ist je- unterdrückt werden kann (deutsche Auslegescnntt doch unendlich, so daß Totalreflexion auftritt. Da 1 084 309).

diese Reflexion über die Kapazität der Diode im Es ist ein Diodenschalter in Brückenschaltung be-

Sperrzustand eine Belastung des Eingangs bewirkt, 40 kannt. bei dem zur Ableitung eines Leckstromes wird ein Teil des Eingangssignals, das am Eingang über einen Transistor eine niedrige Impedanz an die ansteht, von dem Tasfimpulsgenerator mit der Vcr- Verbindungspunkte der entgegengesetzt gepolten kiirzungsschaltung auf den Einuang zurückreflektiert, Dioden gelegt ist und auf die auch eine Steuerspanso daß die reflektierte Welle dem Eingangssignal nung geschaltet wird. Bei dieser bekannten bcnaliiberlacert wird und sich eine Verzerrung der Wellen- 45 tungsanordnung wird zwar verändert, clab ein form ereibt. w.-nn die Torschaltung öffnet. Auf diese großer Teil des Leckstroms auf den Ausgang des Weise wird die Hochfrequenzcharakteristik der Tor- Schalten gelangt. Für ein Abtastverfahren lnsoesons(haltung unregelmäßig und weiter verschlechtert. dere bei sehr hohen Frequenzen ,st sie jedoch nicht Ein Versuch zur Lösung dieses Problems könnte geeignet (deutsche Auslegeschnft 118/2/1J. darin bestehen, ein Breitband-Dämpfungsglied mit 30 Schließlich ist bei einem Diodenschalter in einem kleinen Welligkeitsfaktor zwischen dem Tast- Brückenschaltung ebenfalls bekannt die üteuerspan-,mpulsgenerator und der Torschaltung zu schalten. nung über eine Diode an die Bruckenscnaltung zu Wenn ein Dämpfungsglied mit einer Dämpfung von legen Da diese Diode jedoch mit dem gleichen Po 6 db verwendet würde, könnte die reflektierte Welle wie die anderen am gemeinsamen Verbindungspunkt auf ein Viertel reduziert werden. Aber der Tast- 55 liegt, kann sie Reflexionen von der Steuerspannungsimpuls, der der Torschaltung zugeführt wird, würde quelle auf den Signaleingang zurück nicht verebenfalls auf die Hälfte abgeschwächt. Um daher die hindern.

Amplitude des Tastimpulses auf dem Wert zu Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Diodenhalten, den sie ohne Dämpfungsglied haben würde, Torschaltung für möglichst getreue Abtastung von muß der Tastimpulsgenerator Impulse mit der zwei- 60 Signalen großer Bandbreite (oder hoher oberer fachen Amplitude erzeugen. Dies ist jedoch prak- Grenzfrequenz) zu schaffen.

tisch sehr schwer durchführbar. Bei einer Dioden-Torschaltung der eingangs ge-

Es ist ein zwischen einem Generator und einer nannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelost daß Last geschalteter elektronischer Schalter bekannt, der die weitere Diode mit entgegengesetzter Elektrode als T-förmige'. Dämpfungsglied ausgebildet ist. In 65 wie die Längszweigdioden an den Verbindungspunkt jedem Zweig ist eine Diode geschaltet. Die Dioden angeschlossen ist in Spernchtung vorgespannt ist Hegen mit gleichen Elektroden am gemeinsamen und von e.nem Tast.mpulsgenerator mit Impuls-Verbindungspunkt. Über die Diode im Querzweig Steuersignalen gespeist wird, daß an den Verb.n-

Jungspunkt eine Abschlußimpedanz angeschlossen ist. deren Fußpunkt durch einen zur Masse führenden Ableitekondensator verhältnismäßig großer Kapazität gebildet wird, daß am Ausgang der im Längszweig vorgesehenen Reihenschaltung der beiden Dioden eine an Masse liegende Speicherkapazität angeschlossen ist und daß der Ausgang an eine Signai-Rückgewinnungsschaltung angeschlossen ist, deren Ausgangssignal wenigstens zum Teil auf die Dioden gegengekoppelt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Dioden-Torschaltung ist eine gegengekoppelte Breitband-Torschaltung geschaffen, die zur Abtastung und Wiedergewinnung von Hoch- und Höchstfrequenzsignalen geeignet ist und beispielsweise für Sampling-Oszillographen verwendet werden kann. Es gibt jedoch auch zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise als Analog-Digital-Umsetzer, wobei die bei der Abtastung gewonnenen Impulssignale direkt verwendet werden, d. h. vor ihrer Wiederzusammensetzung. In diesem Fall ist die Wiederzusammensetzung zu einem kontinuierlichen (Analog-)Signal nur für die Gegenkopplung von Bedeutung, d. h. für die Korrektur der von den Dioden hervorgerufenen, nichtlinearen Verzerrungen.

Bei der erfindungsgemäßen Torschaltung werden die Schwierigkeiten vermieden, die sonst bei sehr hohen Frequenzen, durch Einfluß von Eigen- und Streukapazitäten. Laufzeiten und Signalreflexionen auftreten. Dieser Vorteil wird durch drei wesentliche Merkmale erreicht. Zum einen wird der Leckstrom infolge der Streukapazität der Dioden über einen niederohmigen Querzweig abgeleitet, so daß insbesondere bei hohen Frequenzen ein verhältnismäßig günstiges Dämpfungsverhältnis eines getasteten Signals erzielt wird. Zum zweiten verhindert die im Querzweig mit entgegengesetzter Elektrode wie die Längszweigdioden geschaltete Diode einen Signalrücklauf vom Abtastimpulsgenerator zum Signaleingang, was eine Verzerrung der Wellenform des Nutzsignals zur Folge hätte. Zum dritten wird schließlich ein aus den Ausgangsimpulsen der Torschaltung zurückgewonnenes Signal gegengekoppelt. Dadurch wird insbesondere der durch die Nichtlinearität der Dioden hervorgerufene Nachteil behoben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen beschrieben Es zeigt

F i g. 1 ein elektrisches Schaltbild einer Äusführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1 gezeigten Schaltung.

F i g. 3 ein Ersatzschaltbild der in F i g. 1 gezeigten Schaltung ohne den Widerstand R1 und die Diode D 3.

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Kennlinie und der Wellenformen an der Diode 1)3 und

Fig. 5 die Schaltung eines abgewandelten Ausführunasbeispiels der Erfindung.

In der in F i g. 1 gezeigten Schaltung ist ein Eingang 1 für ein Signal, das gemessen werden soll, ein Masseanschluß 2 und ein Ausgang 3 gezeigt, an dem die Amplitude des zu messenden Signals während der Zeitdauer des Tastimpulses abgenommen wird. Der Ausgang 3 ist mit der Steuerelektrode eines Feldeffekt-Transistor? TRl verbunden. Die Schaltung weist ferner drei Dioden Dl, D 2 und D 3 auf. von denen die Dioden 1 und 2 in Reihe geschaltet und entgegengesetzt gepolt sind, während die dritte Diode 3 mit entiiegengcset/.ter Elektrode wie die Längszweigdioden 01 und Dl an derer. Verbindungspunkt angeschlossen ist. Die Dioden 1, 2 und 3 liegen über Schaltungspunkte 7, 8 und 9 an einer Vorspannung, die die Dioden normalerweise gesperrt hält.

Die Vorspannung an den Dioden wird über Widerstände R 2, R 3, R 5 und R 1 und über Vorspannungsquellen £1, El und £3 angelegt. Ein Tastimpulsgenerator G speist über eine Klemme 4 die Diode D 3 mit einem negativen Tastimpuls, der die von den Vorspannungsquellen Ei, El und E3 erzeugte Vorspannung übersteigt und somit die Dioden leitend macht. Ein Speicherkondensator C 3 zwischen dem Ausgang 3 und Masse speichert das hindurchgelassene zu messende Signal. Ein Kondensator Ct am Ausgang des Tastimpulsgenerators verhindert, daß an dem Tastimpulsgenerator (1 eine Vorspannung anliegt. Ferner ist an den Verbindungspunkt der beiden Längszweigdioden Dl und D 2 über einen Widerstand Rl ein Ableitkondensator Cl geschaltet, dessen Fußpunkt an Masse liegt.

Die Kapazitäten zwischen den Anschlüssen der Dioden Dl D 2 und D 3, während sie gesperrt sind.

»5 sind durch C 4. C 5 bzw. C 6 angedeutet, während die Isolationswitierstände der Dioden DI und D 2 durch R 4 bzw. R 6 dargestellt sind.

Die Feldeffekt-Transistoren TR 1 und TR1 bilden einen Differenzverstärker. Die Steuerelektrode des Transistors TR 2 ist über einen Widerstand R 7 mit einem Schaltungspunkt 8 verbunden. Die Quellenelektroden sind miteinander verbunden und über einen Widerstand R 9 an eine Stromquelle B geschaltet. Die Abflußelektroden der Transistoren TR 1 und TRl sind über Widerstände R8 bzw. RIO mit einer Stromquelle ^ß verbunden. Die Abflußelektrode des Transistors TR1 ist an einen Wechselstromverstärker A angeschlossen, dessen Ausgangssignal einem Signalformer zugeführt wird. DerSignal-

4'j former 5 dient dazu, den Spitzenwert des von dem Wechselstromverstärker kommenden Ausgangssignals zu speichern und zu halten, d. h. eine Glättung der Ausgangsimpulsfolge zwecks Signalrückgewinnung. Das Ausgangssignal des Signalformers liegt einerseits an dem Anschluß 5 und wird andererseits als Gegenkopplung über einen Widerstand R 11 und der Vorspannungsquelle E 3 zurückgeführt, die mit einem Pol an dem Verbindungspunkt 6 zwischen oem Widerstand RIl und einem Widerstand R12 liegt, die ein Dämpfungsglied bilden. Der andere Pol der Vorspannungsquelle liegt am Anschluß 7 zwischen den beiden anderen Yorspannunasquellen £1 und £2.

Die Kapazitäten C 4. C 5 und C 6 der Dioden Dl Dl und D 3 haben einen Wert von etwa 0,5 pF.

Der Widerstand R 2 ist an die Ausgangsimpedan; des Tastimpulsgenerators G angepaßt und hat einer Wert von etwa 50 Ohm. Der Eingang 1 ist durch eint der Signalquelle angepaßte Impedanz in der Größen Ordnung von 50 Ohm abgeschlossen. Die Kapazitä des Ableitkondcnsators kann einen Wert vor. mehre ren 10 pF haben, es ist jedoch vorteilhaft, diesel Wert wesentlich höher, beispielsweise etwa 1000 pl zu wählen. Die Kapazität C 4 und der Widerstand R.

liegen im Längszweig als Relhene'ement eine £-Dämpfungsgliedes. während der Wideband R und der Kondensator C 2 den Querzweig bilden, s daß infolse der vorhandenen Tm jcdanzwerte diese

Dämpfungsglieds das Dämpfungsverhältnis äußerst groß ist. so dal! der zu dem Ausgang fließende Leckstrom durch die gesperrten Dioden D 1 und D 2 stark gedämpft dem "Wechselstromverstärker zugeführt wird. Wenn der Leckstrom in seiner Frequenz, unter der unteren oder über der oberen Frequenzgrenze des Wechselstromvcrstärkers liegt, dann wird er nicht durch den Wechselstromverstärker verstärkt, so daß er allein (Jas Nutzsignal verarbeitet. Auf diese Weise erhalt der niederfrequent betriebene Verstärker kaum ein oder nur ein sehr kleines Störsignal.

Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1 gezeigten Schaltung, und F i g. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild für die in Fig. I gezeigte Schaltung, wobei der Widerstand R 1. die Diode D 3 und die Vorspaniuingsquelle El weggelassen sind und der Kondensator C1 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden D1 und Dl verbunden ist. In den F i g. 2 und 3 stellt Zl die Impedanz einer Eingangsstufe, Signalquelle ZZ die Impedanz der durch den Widerstand R 2 und die Kapazität C 2 gebildeten Stufe. Z 3 die Ausgangsimpedanz des Tastimpulspenerators. Z 4 eine Impedanz der Kapazität C4 (ua der Widerstand Λ 4 genüsencl größer als die Impedanz der Kapazität C 4 ist" ist diese Impedanz bei hohen Frequenzen vernachlässiebar) und 7.5 die Impedanz der Kapazität C5 dar. Die Impedanz Z 1 ist im wesentlichen über d?s gesamte Frequenzband konstant, wahrend die Impedanzen Z4 und 7.5 bei steigender Frequenz kleiner werden. Andererseits ändert sich aucn die Impedanz Z3 stark mit der Frequenz. Dies erzeugt eine Unreselmäßickeit in dem Frequenzgang am Eingang !."so daß die reflektierte Welle der Eingangswelle überlagert wird.

In Fi s 3 ist bei unterhalb von 0.5 GHz liegenden Frequenzen die Impedanz Z4 genügend groß, so daß das Nutzsienai. das gemessen werden soll und an dem Einsang 1 liest, bei gesperrten Dioden kai.man dem Punkt 2 erscheint. Das verhältnismäßig klein, Sicnal wird an der Impedanz 73 reflektiert und weiter cedämpft. wenn es die Impedanz Z4 durchlauft. Aus" diesem Grund erfolgt im wesentlichen keine Auswirkuns der reflektierten Welle auf den Einsane 1. Wenn die Frequenz jedoch über etwa 1 GHz erhöht wird, wird die Impedanz κ 4 Kleiner, so uau ein erheblicher Teil des anstehenden Signals von der Impedanz Z4 durchgelassen und von der Impedanz 7.i am Punkt Pl durch die Impedanz Z4 reflektiert v.i'd Das Signal wird, wenn es in Vorwärtsrichtung von Punkt Ρί zu Punkt P2 lauft, gedämptt. und es V.rd weiter acdämpfi. wenn es vom Punkt Pl zu Punkt Pl zurückläuft. Diese Dämpiungen sind _jetloch nicht groß. Sie entsprecher denen von Dämpfunssstufen. ... . ,

Wenn jedoch die Impedanz 7 5 hinzugefügt wird-V„-in Fi s. 2 sezei.i .st. wird dü_? Signal, selbst wenn die Frequenz "erhöht wird, immer mehr gedampft wenn es von Punkt P 1 zu Punk: P2. von Punk, P2 zu Punkt P3. von Punkt P3 zu PunKtP2 und von Punkt P2 zu Punkt Pl läuft. Das hat zur Folge, da!, die Größe der reflektierten Welle, die zum Eingang zurückkehrt, auf einen .ehr kleinen Wert herabgesazi v.ird. Diese Wirkung entspricht der die zwei m Reihe «eschaltete .τ Dämpfunessiufen haben wurden. Daher wird die Frequenzcharakteristik der Lorscnaituns besonders bei sehr hohen Frequenzen verbessert: so daß auch die Impulsübertragungseigenscha.-ten stark verbessert werden und eine Verzerrung der Wellenformen vermieden wird. Die Dämpfung des Tastimpulses, wenn die Dioden leiten, ist sehr klein. Die Stromspannungskennlinien der Diode D 3 wie auch der anderen Dioden Dl und D 2 ist nicht linear (F i g. 4). Wenn daher der Tastimpuls an diese Diode Di angelegt wird, erhält man einen viel steileren Impuls als die angelegte Wellenform. Die Amplitude des von der Diode D3 durchgelassenen Impulses kann ferner durch Veränderung der angelegten Vorspannung verändert werden.

Wie in F i g. 1 gezeigt ist. wird die Vorspannung über den Widerstand R 3 an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R 2 und dem Ableitkondensator C 2 angelegt. Diese Vorspannung kann jedoch auch direkt an den Verbindiingspunkt zwischen den Dioden Dl und D 2 über eine entsprechende Ankopplung angelegt werden. Es ist ferner möglich, die Polarität der Dioden Dl, D2 und D3 und des Tastimpulses umzukehren und die dazu entsprecihenao den Vorspannungen anzulegen.

Das Gegenkopplungssignal Vf, das von dem Verbindiingspunkt 6 zwischen den Widerständen R 11 und /?12 (Fig. 1) zurückgeführt wird, hat dasselbe Vorzeichen wie das Eingangssignal Vi. Das Signal Vf hat eine Wellenform, die einer Vergrößerung des Intervalls des Eingangssignals Vi entspricht, und wenn der Zeitpunkt einer Austastung betrachtet wird, gilt Vf Vi. Von den Signalen Vf und Vi wird ein Differenzsignal durch die Dioden D 1 und D 2 abgeleitet, das durch den Wechselstromverstärker verstärkt wird und durch den Signalliormer gespeichert und gehalten wird. Auf diese Weise wird eine Wellenform, die einer Vergrößerung des Intervalls des Eingangssienals Vi entspricht, oder eine Wellenform, die dem Signal Vi gleicht, an dem Ausgang 5 erzeugt. Das Signal Vf ist somit ein Gegenkopplungssignal. Würde das Signal Vf über den Verstärker und den Sisnalformer zurückgeführt, ohne daß sein Sⁿitzenwert gespeichert würde, hätte das Signal Vf dasselbe Vorzeichen wie das Signal Vi. so daß eine Rückkopplung erhalten würde. Dies hätte zur Folge, daß Schwingungen auftreten. Um daher dies zu verhindern, ist. wie in F i g. 1 gezeigt, ein Differenzverstärker vorgesehen, der von den Feldeffekt-Transistoren TR 1 und TR 2 gebildet wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Wechselstromverstärker mit einer Differenz zwischen einer Signalkomponente, die von dem Eingangssignal Vi abgeleitet wird, und einer Frequenzkomponente des Signals Vf mit stark reduzierter Frequenz zu beaufschlagen, oder darin, einen Differenzverstärker zusammen mit dem Wechsel- ^■romverstärker zu verwenden. Hierbei kann nur das Differenzsigna! zwischen den Signalen Vi und I-7 verwendet werden, um die gewünschte Gegenkopplung zu erreichen, um die nichtlinearen Kennlinien der Dioden D 1 und D2 wirksam auszugleichen. Wenn die an der Diode D3 liegende Spannung (Fig. i) nicht auf einem konstanten Wert gehalten würde, würde die Amplitude des Tastimpulses an dem Verbindunsspunkt zwischen den Dioden Dl und D 2 so verändert, daß wiederum das Aussangssignal nichtlinear verzerrt würde. Dadurch, daß da·: Signal Vf über den Widerstand R 1 an die Kathode der Diode D 3 gelegt wird, kann die Spannung an der Diode D Liui einen konstanten Wert sehalten werden, so daß die nichtlineare Verzerrung eliminiert v-ird.

Die in Fig. 5 gezeigte weitere Ausführungsform einer Schaltung weist eine Brückenschaltung aus den

209 509^;392

vier Dioden Dl, Dl, D3 und D4 auf. Der Verbinclungspunkt zwischen den Dioden Dl und D 3 ist mit dem Eingang 1 verbunden. Der Ausgang 2 der Brücke ist mit der Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors TR1 verbunden. Die Verbindungspunkte zwischen den DiodenDl und Dl bzw. D3 und D4 sind mit uen Vorspannlingsanschlüssen 3 und 4 über die Widerstände Rl und R3 bzw. R4 und R5 verbunden (ähnlich wie in Fig. 1). Diese Verbindungspunkte sind ferner mit den Vorspannungsanschlüslen 5 bzw. 6 über den Widerstand R1 und die Diode t>6 (die der Diode D3 in Fig. 1 entspricht) und iber den Widerstand R 6 und die Diode D 6 (die der t)iode D3 in Fig. 1 entspricht) und mit den Anlchlüssen 7 bzw. 8 verbunden, über die der Tastimpuls über die entkoppelten Kondensatoren Cl bzw. C 5 eingespeist wird. Die Kapazitäten C 2 und C4 entsprechen der Kapazität C2 in Fig. 1, und der Kondensator Cb entspricht dem Ableitkondensator C3 von Fig. 1.

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Die λ .jrspanriungsquelle El liegt zwischen den Anschlüssen 3 und 5, die Vorspannungsquelle E3 zwischen den Anschlüssen 4 und 6 (die Quellen El und E3 entsprechen der Quelle El von Fig, I) und die Vorspar.nungsquellen E2 und E4 liegen zwischen den Anschlüssen 3 und 4. Das Gegenkopplungssignal wird von dem Verbindiingspunkt zwischen den Widerständen R11 und R12 an den Verbindungspunkt zwischen den Vorspatinungsquellen

ίο E 2 und E3 geführt. Andere Komponenten dei Schaltung und ihre Arbeitsweise sind identisch mil den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen, Bei der in F i g. 1 gezeigten Schaltung kann die

Eingangsleitung über den Verbindungspunkt zwisehen der Diode D 3 und dem Widerstand R 2 und den Verbindungspunkt zwischen den Dioden D1 und D 2 angeschaltet werden. Die Eingangsleitung kanr ferner zwischen der Diode D 3 und dem Widerstand Rl angeschaltet sein. Ähnliche Verbindungen sine auch bei der Schaltung nach F i g. 5 möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuerbare Dioden-Torschaltung für große Signalbandbreite, mit einem von einem Signaleingang ausgehenden Längszweig, der eine Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt gepolten Dioden aufweist, Einrichtungen zur Erzeugung einer die Dioden sperrenden Vorspannung und einem an den Verbindungspunkt der beiden Längszweigdioden angeschlossenen Querzweig mit einer dritten Diode, über die ein Steuersignal zuführbar ist, das unter Überwindung der sperrenden Vorspannung die Dioden des Längszweiges in den leitenden Zustand versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Diode (D 3) mit entgegengesetzter Elektrode wie die Längszweigdioden (D 1, D2) an den Verbindungspunkt di.geschlossen ist, in Sperrichtung vorgespannt ist und von einem Tastimpuls.generator(C) mit Impuls-Steuersignalen gespeist wird, daß an den Verbindungspunkt eine Abschlußimpedanz (R2. C2) angeschlossen ist, deren Fußpunkt durch einen zur Masse führenden Ableitkondensator (C 2) verhältnismäßig großei Kapazität gebildet wird, daß am Ausgang (3) der im Längszweig vorgesehenen Reihenschaltung der beiden Dioden (Dl, D 2) eine an Masse liegende Speicherkapazität (C3) angeschlossen ist, und daß der Ausgang (3) an eine Signal-Rückgewinnungsschaltung angeschlossen ist, deren Ausgangssignal wenigstens zum Teil auf die Dioden (Dl. D 2. D 3) gegengekoppelt is:

2. Diodcn-TorschaUung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkondensator eine Kapazität (C2) von mehr als 30OpF aufweist und daß die Gegenkopplung eine Bandbreite von mehr als 0.5 GHz aufweist.

3. Dioden-Torschaltung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die an der weiteren Diode (D3) liegende Vorspannung veränderbar ist.

4. Dioden-Torschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Riickgewinnungsschaltung einen Differenzverstärker (TRl, TR 2) aufweist, der zwischen dem Ausgang (3) und einem weiteren Verstärker (/() derSignal-Rückgewinnungsschaltung geschaltet ist. wobei ein Eingang des DifFerenzverstärkers an den Ausgang (3) und der andere Eingang an die Gegenkopplung angeschlossen ist.

5. Dioden-Torschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker zwei Feldeffekt-Transistoren (TR 1, TR 2) aufweist.

6. Dioden-Torschaltung nach einem der An-•prüchc 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt gcpoltcn Dioden (Dl, D2) eine weitere Reihenschaltung aus entgegengesetzt gepolten, durch eine Vorspannung gesperrten Dioden (D3, DA) zur Bildung einer Diodenbrücke parallel geschaltet sind und daß eine sechste Diode (Dft) vorgesehen ist, die mit entgegengesetzter Elektrode wie die Längszweigdioden der weiteren Reihenschaltung an den Verbindungspunkt angeschlossen, in Sperrichtung vorgespannt und ebenfalls vom Tastimpulsgenerator (G) mit Impiilssleiicrsignalen gespeist ist.

7. Dioden-Torschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an der sechsten Diode (D 6) liegende Vorspannung veränderbar ist.

in Die Erfindung betrifft eine steuerbare Dioden-Torschaltung für große Signalbandbreite, mit einem von einem Signaleingang ausgehenden Längszweig, der ei,:e Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt gepolten Dioden aufweist, Einrichtungen zur Erzeugung einer die Dioden sperrenden Vorspannung und einem an den Verbindungspunkt der beiden Längsdioden angeschlossenen Querzweig mit einer dritten Diode, über die ein Steuersignal zuführbar ist, das unter Überwindung der sperrenden Vorspannung die Dioden des Längszweiges in den leitenden Zustand versetzt.

Bei einer derartigen Torschaltung ist die Strecke zwischen dem Eingang und dem Ausgang normalerweise gesperrt. Diese Strecke, die in bekannter Weise durch eine Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt gepolten Dioden besteht, die durch eine Vorspannung im Sperrzustand gehalten sind, wird durch ein normalerweise impulsförmiges Steuersignal leitend gemacht, so daß ein am Eingang anstehendes Nutzsignal zum Ausgang durchgeschaltet wird.

Da zwischen dem Ausgang und Erde, insbesondere bei höheren Frequenzen, eine merkliche Streukapazität besteht und da ferner auch bei geöffneter Torschaltung eine Impedanz zwischen Eingang und Ausgang liegt, hat die Torschaltung eine Zeitkonstante, die durch das Produkt r'?r Streukapazität und des Isolationswiderstandes der gesperrten Strecke bestimmt ist. Durch die Impedanz der Signalquelle, die das Nutzsignal auf den Eingang der Torschaltung schaltet, wird diese Zeitkonstante vergrößert. Während des Zeitintervalls, in dem der Tastimpuls auftritt, wird die Streukapazität durch das Eingangssignal aufgeladen. Da jedoch die Zeitdauer des Tastimpulses bei hohen Signaifrequenzen klein ist, ist die Aufladung und somit das erzeugte Ausgangssignal kleiner als das Eingangssignal. Ferner tritt bei Verwendung von Dioden für eine derartige Torschaltung eine Verzerrung des AusgangssignJs infolge der nichtlinearen Kennlinie der Diode auf.

Je kurzer die Periode des Tastimpulses ist, desto höher kann die Frequenz des Signals sein, das am Ausgang abgenommen wird. Daher kann eine derartige Torschaltung zwar über eine große Bandbreite betrieben werden, aber das Ausgangssignal wird wegen der Zeitkonstanten immer kleiner. Für die Beziehung zwischen der Bandbreite /_n bzw. der höchsten übertragbaren Frequenz und dem Impulsintervnll τ gilt:

τ ■ I_n --= 0,44

Wenn r gleich 60 psec ist, dann ist /_n gleich 7 GHz.

Eine Torschaltung für eine solche Bandbreite verwendet Dioden. Während des Sperrzustandes hat eine Diode eine Kapazität von ungefähr 0,5 pF und einen Widerstand von einigen Megohm, so daß das Eingangssignal als Lecksignal über die Impedanzen zum Ausgang gelangt. Infolge der Zeitkonstanten der