DE1956866B2

DE1956866B2 - Gleichrichterschaltung mit niedrigem schwellwert

Info

Publication number: DE1956866B2
Application number: DE19691956866
Authority: DE
Inventors: Benjamin Johanneshov Trok (Schweden)
Original assignee: International Standard Electric Corp., New York, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1968-11-15
Filing date: 1969-11-12
Publication date: 1977-02-24
Also published as: SE336023B; FR2024875A1; CH510355A; US3665290A; GB1247766A; ES373548A1; DE1956866A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichrichterschaltung mit niedrigem Schwellwert und einem dem Gleichrichter vorgeschalteten Transistorverstärker, bei der ein erster Gegenkopplungszweig in Form eines zwischen einem Kollektor und einer Basis des Transistorverstärkers angeschlossenen, den Arbeitspunkt des Transistorverttärkers stabilisierenden und den Gleichrichter sperrenden Widerstandes und ein zweiter, vom Gleichrichter zum Transistorverstärkereingang führender Gegcnkopplungszweig vorgesehen sind, der die Linearität zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung sicherstellt und bei Abwesenheit einer Eingangswechselspannung unwirksam ist.

Eine derartige Gleichrichterschaltung ist durch die Zeitschrift »Funk-Technik«, 1968, Nr. 15. S. 567,bekannt. Bei dieser Gleichrichterschaltung wird die Ausgangsspannung des Gleichrichters einer Reihenschaltung zweier Kondensatoren zugeführt, deren gemeinsamer Verbindungspunkt über einen den zweiten Gegenkopplungszweig darstellenden Widerstand mit dem Eingang des Transistorverstärkers verbunden ist. Zur Belastung und Stabilisierung der an diesem Verbindungspunkt auftretenden Spannung sind weitere Widerstände vorgesehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gleichrichterschaltung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine geringere Anzahl von Bauelementen erfordert und die für den Aufbau als integrierte Schaltung geeignet ist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Gleichrichter durch einen Transistor gebildet ist, dessen Basis mit dem kollektorseitigen Anschluß des Widerstandes und dessen Emitter mit dem basisseitigen Anschluß dieses Widerstandes verbunden ist und dessen Kollektor den Ausgang des Gleichrichters bildet.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der bekannten Gleichrichterschaltung, auf der die Erfindung fußt, und

Fi α. 2 ein ausführliches Schaltbild einer Gleich

richterschaltung gemäß der Erfindung.

Der niedrige Schwellwert der Gleichrichterschaltung ergibt sich aus der verhältnismäßig hohen Wechselstromverstärkung durch den Verstärker Fin F i g. 1. Der Arbeitspunkt der Schaltung wird durch einen Gegenkopplungszweig Mi stabilisiert. Wenn die Ausgangsspannung am Ausgang der Verstärkerschaltung F genügend hoch ist, wird die Gleichrichterschaltung D leitend und es wird am Ausgang LJ der Schaltung eine gleichgerichtete Spannung auftreten. Eine gute Linearität zwischen der Wechselspannung, die dem Eingang / zugeführt wird und der Gleichspannung, die am Ausgang U auftritt, wird über einen beträchtlichen dynamischen Bereich durch einen Gegenkopplungszweig Ml erreicht, der nur arbeitet, wenn die Gleichrichterschaltung Dleitend ist.

Die Erfindung wird durch Fig. 2 als einfache praktische Schaltung mit nur zwei Transistoren dargestellt. Die Verstärkerschaltung F in F i g. 1 findet ihr Gegenstück in einer Transisjorsiufe, die den Transistor TX in F i g. 2 enthält. Ein Gegenkopplungsglied MX ist zwischen den Kollektor T\_k des Transistors T\ und dessen Basis T\_b geschaltet, wobei letztere das Eingangssignal erhält und die Aufgabe hai. den Kollektor in bezug auf die Gleichspannung konstant zuhalten. In Serie zur Basis 7"I₄, sind ein Kcndensator C und ein Eingangswiderstand R_1n geschaltet. Die Betriebsspannung des Transistors TX wird zwischen dem Emitter T\_e und dem Kollektor 7"U zugeführt, wobei der Kollektor über den Widerstand R mit Spannung versorgt wird. Die Spannung /wischen dem Emitter T\_e und der Basis T\_b ist im wesentlichen stabil. Die Spannung des Kollektors 7Ί* soll die Spannung an der Basis geringfügig übersteigen. Durch den Widerstand Rm\ des Gegenkopplungsgliedes MI wird dem Transistor 7Ί ein geringfügiger Basistrom I_b zugeführt. Der Spannungsabfall über dem Widerstand Rm\ ist deshalb Rm\ χ Ib. und die Spannung an dem Kollektor T\_k ist dann gleich der Summe der Basis-Emitterspannung und dem Spannungsabfall an dem Widerstand Rmu d. h. U_be 1- Rm\ χ /fr. die im wesentlichen konstant bleibt. An den Kollektor T\_k des Transistors 7Ί ist die Basis Tl_b eines zusätzlichen Transistors T2 angeschlossen. Der Emitter 7"2_C des Transistors Tl ist als Gegenkopplungsglied über einen Gegenkopplungszwtig M 2 mit der Basis T\_b des Transistors TX verbunden. Somit sind in der Gleichrichterschaltung in an sich bekannter Weise zwei Gegenkopplungszweige enthalten. Einer dieser Gegenkopplungszweige, M 1, ist ausgelegt, den Kollektor gleichspannungsmäßig stabil zu halten und gleichzeitig die Spannung zwischen der Basis T2_b und dem Emitter T2_e des Transistors Γ2 genügend niedrig zu halten, damit der Transistor T2 im Ruhezustand, d. h., wenn keine Wechselspannung am Eingang / liegt, gesperrt ist. Dagegen ist der Gegenkopplungszweig Ml, der nicht wirksam wird, bis der Transistor 72 leitend wird, so bemessen, daß zwischen der angelegten Wechselspannung und der entstehenden Gleichspannung eine lineare Abhängigkeit besteht. Der Kollektor T2_k des zweiten Transistors T2 ist über einen Ausgangswiderstand R₁,, mit der Betriebsspannung verbunden.

Normalerweise, d. h. wenn keine Wechselspannung an den Eingang / gelangt, erscheint eine Gleichspannung, die gleich R\n χ /bist, zwischen der Basis 7"2f,und dem Emitter T2_e des Transistors Tl. Diese Spannungsdifferenz zwischen der Basis 7"2t,und dem Emitter T2_e des Transistors T2 sol. nicht ausreichend groß sein, um

dem Transistor 72 zu erlauben leitend zu werden. Deshalb ist der Transistor 72 ganz gesperrt. Demnach ist der Kollektorstrom Null und der Spannungsabfall über dem Widerstand R₁₁, ist ebenfalls Null.

Wenn der Basis Tib des Transistors 71 ein Wechselspannungssignal zugeführt wird, wird während der positiven Halbwelle der Transistor 71 übersteuert und der Transistor 72 gesperrt gehalten, wobei folglich die Spannung zwischen dessen Basis 72/, und dessen Emitter 72_C zusätzlich abnimmt. Deshalb wird während der positive! Halbwelle des Wechselspannungs-Eingangssignals kein Ausgangssignal entstehen.

Während der negativen Halbwelle wird die Spannung des Kollektors 71, zunehmen, bis der Transistor 72 zu leiten und der Gegenkopplungszweig M 2 zu arbeiten beginnt. Infolge der Verstärkung des Transistors tritt dies bei sehr niedrigen Eingangssignalen ein. Die Verstärkung ist im wesentlichen durch das Verhältnis des Widerstandes R_1n, der an die Transistorbasis T\_b angeschlossen ist, zum Widerstand Rm> der Gegenkopplungsschleifc gegeben. Wenn der Kollektor 71* des Transistors 71 positiv wird, leitet der Transistor 71 einen Strom. Über den Gegenkopplungszweig M 2 wird somit eine Gegenkopplung zur Basis 7U eintreten. Der Strom durch den Transistor 72 wird dann nahezu dem Eingangsstrom des Transistors 71 gleich. Da der Widerstand R₁₁, ebenso bemessen ist wie der Widerstand R_1n, wird der Spannungsabfall am Widerstand R_u, gleich dem Spannungsabfall am Widerstand R,„ sein, da während der negativen Halbweile am Eingang derselbe Strom durch die Widerstände Ay_n und R_u, fließt. Wenn der Wert des Widerstandes R₁₁, größer gewählt wird als der Wen des Widerstandes R_1n, so kann Verstärkung erreicht werden. Jedoch ist es in diesem Fall wichtig, daß die Halbwellen der Ausgangsspannung direkt proportional der Eingangsspannung sind. Diese Linearität wird mit Hilfe des Gegenkopplungszweiges M2 sichergestellt.

In der oben beschriebenen bevorzugten Schaltung kann die gleichgerichtete Wechselspannung, die am Ausgang auftritt, mit Hilfe eines Kondensators ausgefiltert werden. Durch Parallelschaltung des Kondensators zum Widerstand R₁₁, ergibt sich eine Gleichspannung, die proportional dem Mittelwert der gleichgerichteten Wechselspannung ist. Wird der Kondensator zwischen dem Kollektor 72* und dem Emitter 72_C- des Transistors 72 angeschlossen (nicht dargestellt), dann ergibt sich eine Gleichspannung, die dem Spitzenwert der angelegten Wechselspannung proportional ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gleichrichterschaltung mit niedrigem Schwellwert und einem dem Gleichrichter vorgeschalteten Transistorverstärker, bei der ein erster Gegenkopplungszweig in Form eines zwischen einem Kollektor und einer Basis des Transistorverstärkers angeschlossenen, den Arbeitspunkt des Transistorverstärkers stabilisierenden und den Gleichrichter sperrenden Widerstandes und ein zweite··, vom Gleichrichter zum Transistorverstärkereingang führender Gegenkopplungszweig vorgesehen sind, der die Linearität zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung sicher- «5 stellt und bei Abwesenheit einer t'ngangswechselspannung unwirksam ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (D) dureh einen Transistor (T2) gebildet ist, dessen Basis (T2_b) mit dem kollektorseitigen Anschluß des Widerstandes (Rm!) und dessen Emitter (T2_C) mit dem basisseiligen Anschluß dieses Widerstandes verbunden ist und dessen Kollektor (T2*) den Ausgang des Gleichrichters bildet.

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