DE1944080C3 - Schaltungsanordnung zur Umformung von, insbesondere sinusförmigen Wechselspannungen in Rechteckspannungen mit einem Tastverhältnis 1 zu 1 - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine, wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebene Schaltungsanordnung zur Umformung von, insbesondere sinusförmigen, Wechselspannungen in Rechteckspannungen.

Es ist bereits bekannt, Modulatoren, mit deren Hilfe Nachrichtenbänder in eine andere Frequenzlage umgesetzt werden können, mit rechteckförmigen Trägerspannungen zu steuern, wobei sich eine weitgehende Unterdrückung verschiedener unerwünschter Mcidulationsprodukte ergibt. Dabei hängt vom Tastverhältnis der Rechteckwelle die Größe des Signalresies ab, der beim idealen Modulator bei einem exakten Tastverhältnis 1:1 theoretisch unendlich klein wird. Dies ist in vielen Anwendungsfällen von Vorteil, weil man dann die auf die Modulatoren folgenden Filter einfacher gestalten kann. Auch die Spannung der geradzahligen Trägerrest-Oberwellen wird verringert.

Es ist ferner bereits ein Schaltmodulator bekannt (DP-PS 6 73 757), bei dem zwei Transistoren emitterseitig miteinander verbunden, basisseitig an eine symmetrische Sekundärwicklung eines Eingangsübertragers angeschlossen und mit ihren Kollektoren an eine symmetrische Primärwicklung eines Ausgangsübertragers geführt sind. Die Emitterverbindung ist dabei einerseits über einen impulssteuerbaren Schalter an die Symmetriemitte der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers und andererseits über eine Versorgungsspannungsquelle an die Symmetriemitte der Primärwicklung des Ausgangsübertragers geführt

Dem Eingangsübertrager wird eine sinusförmige Wechselspannung zugeführt. Die zur Steuerung des Schalters verwendete Impulsspannung hat die doppelte Frequenz der Eingangswechselspannung. Die Breite der Halbwellen der Eingangswechselspannung ist größer als die Breite der Steuerimpulse.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die Umsetzung, insbesondere sinusförmiger, Wechselspannungen in rechteckförmige Spannungen mit einem besonders exakten Tastverhältnis 1 :1 gestattet.

Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe in der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Weise ausgebildet.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders weitgehende Symmetrierung der Rechteckspannung. Bei der Speisung von Modulatoren mit der erzeugten Rechteckspannung ergibt sich der weitere Vorteil, daß der Signalrest und die geradzahligen Trägerrest-Oberwellen besonders klein gehalten werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die an die Basisanschlüsse der Transistoren angeschlossenen Widerstände derart ausreichend klein bemessen, daß die Transistoren bei vorgegebenem Kollektor-Lastwiderstand und bei gegebener Stromverstärkung durch die Wechselspannung mit Sicherheit voll durchschaltbar sind.

Es ist ferner zweckmäßig, die Schaltungsanordnung zum Schutz der Transistoren gegen Überlastung bei Leerlauf am Eingang der Schaltungsanordnung derart auszubilden, daß in Serie zur Versorgungsspannungsquelle zwischen den Mittelanzapfungen der Wicklungen ein, insbesondere kapazitiv überbrückter, Widerstand eingeschaltet ist. Dabei läßt sich mit Hilfe der kapazitiven Überbrückung des Widerstandes erreichen, daß der Widerstand während des Betriebs praktisch unwirksam ist.

Es ist ferner zweckmäßig, den Ausgangsübertrager derart aufzubauen und/oder zu bemessen, daß er eine kleine Streuinduktivität und eine kleine Eigenkapazität aufweist. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, den Ausgangsübertrager als Dreikammerspule mit Paralleldrahtwicklung auszubilden.

Die Erfindung wird anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Transistorschaltung zur Erzeugung von Rechteckwellen mit einem sehr genauen Tastverhältnis I : 1.

Dem symmetrischen Eingangsübertrager 3 wird am Eingang 1 eine sinusförmige Wechselspannung N zugeführt. Die symmetrische Sekundärwicklung 32 des Eingangsübertragers 3 ist mit einem äußeren Anschluß

über die Diode 51 an die Basis des Transistors 61 und mit dem anderen äußeren Anschluß über die Diode 52 an die Basis des Transistors 62 geführt Die Schwellspannung der Dioden stimmt zweckmäßigerweise mit der Schwellspannung der Basis-Emitter-Strecken der Transistoren überein. Bei den Transistoren 6» und 62, die vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind, sind die Emitter miteinander und mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 32 verbunden und die Kollektoren an die äußeren Anschlüsse der symmetrischen Primärwicklung 41 des Ausgangsübertrager 4 gelegt Die Basis des Transistors 61 ist über den Widerstand 11, die Basis des Transistors 62 über den Widerstand 12 an Erde gelegt.

Die Mittelanzapfung der Primärwicklung 41 des Ausgangsübertragers 4 ist über den Widerstand 13 und den dazu parallel geschalteten Kondensator 21 an Erde geführt Der Kondensator 21 kann anstatt an Erde vorteilhaft auch an den negativen Anschluß »-« der in der Figur nicht näher dargestellten Versorgungsspannungsquelle Ub gelegt werden. Die Emitter der Transistoren 61 und 62 sind über den Siebkondensator 22, an dem die Versorgungsspannung Ub liegt, mit Erde verbunden.

Die Sekundärwicklung 42 des Ausgangsübertrager* 4 bzw. der Ausgang 2 der Schaltungsanordnung geben eine Rechteckspannung mit besonders exaktem Tastverhältnis 1 : 1 ab.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind zwei Zweige, von denen jeder einen Transistor mit vorgeschalteter Diode enthält, über einen Eingangsund einen Ausgangsübertrager eng miteinander gekoppelt. Dabei ergibt sich durch das Zusammenwirken der Basis-Emitter-Strecken der Transistoren in Verbindung mit der jeweils mit entgegengesetzter Polung in Serie geschalteten Diode ein Durchschalten der Transistoren exakt beim Nulldurchgang der Wechselspannung, wobei zugleich eine Temperaturkompensation gegeben ist.

Der Ausgangsübertrager 4 soll eine kleine Streuinduktivität und eine kleine Eigenkapazität besitzen, um ein möglichst exaktes Rechteck mit kleiner Anstiegs- und Abfallzeit übertragen zu können. Dies läßt sich zweckmäßig mit einer Drei-Kammer-Spule und Paralleldrahtwicklung erreichen. Die Grundfrequenz kann z.B. 30OkH/., der Abschlußwiderstand z.B. 180Ω betragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schahungsanordnung zur Umformung von, insbesondere sinusförmigen, Wechselspannungen in Rechteckspannungen, bei der die äußeren Anschlüsse einer symmetrischen Sekundärwicklung eines Eingangsübertragers jeweils über eine Basis-Emitter-Strecke eines Transistors an die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung geführt sind, die Kollektoren der Transistoren über eine symmetrische Primärwicklung eines Ausgangsübertragers miteinander verbunden, und die Mittelanzapfungen der symmetrischen Wicklungen über eine Versorgungsspannungsquelle zusammengeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung von Rechteckspannungen mit einem Tastverhältnis 1:1, insbesondere zur Erzeugung von rechteckförmigen Trägerspannungen aus sinusförmigen Trägerspannungen, zwischen dem äußeren Anschluß der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers (3) und der Basis-Emitter-Strecke jeweils eine Diode (51,52) mit zur Basis-Emitter-Strecke entgegengesetzter Polarität eingefügt ist, und daß die Basisanschlüsse der Transistoren (61, 62), die vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind, jeweils über einen Widerstand (11, 12) an Bezugspotential gelegt sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung, daß die an die Basisanschlüsse der Transistoren (61, 62) angeschlossenen Widerstände (U, 12) derart ausreichend klein bemessen sind, daß die Transistoren (61, 62) bei vorgegebenem Kollektor-Lastwiderstand und bei gegebener Stromverstärkung mit Sicherheit voll durchschaltbar sind.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur Versorgungsspannungsquelle zwischen den Mittelanzapfungen der Wicklungen ein, insbesondere kapazitiv überbrückter. Widerstand eingeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsübertrager (4) derart aufgebaut und/ oder bemessen ist, daß er eine kleine Streuinduktivitat und eine kleine Eigenkapazität aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Ausgangsübertragers (4) als Dreikammerspule mit Paralleldrahtwicklung.