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Hochfre quenzverst ärker Die Erfindung betrifft Hochfrequenzverstärker
mit Lei#tungskreisen zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen.
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Es sind Hochfrequenzverstärker mit Leitungskreisen bekannt, bei denen
die Ausgangselektrode der einen Verstärkerstufe über den Innenleiter des Leitungskreises
und eine Abstimmimpedanz mit Masse verbunden ist. Bei dieser bekannten Anordnung
sind aufeinanderfolgende Stufen induktiv, kapazitiv (am Rochpunkt) oder durch gemeinsame
Fußpunktsglieder gekoppelt. Bei sehr kurzen Wellen besteht die Schwierigkeit, daß
die aufeinanderfolgenden Stufen räumlich sehr dicht benachbart sind, so daß unerwünschte
Verkopplungen auftreten können0 Dies ist besonders dann der Fall, wenn die folgende
Stufe kapazitiv an den Hochpunkt des Kreises angekoppelt ist.
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Es kommt hinzu, daß bei kapazitiver Ankopplung mehrerer Stufen an
den Hochpunkt eines Kreises dieser für manche Betriebsfälle uazulässig hoch mit
Blindwiderstanden belastet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
Nachteile zu vermeiden und einen Hochfrequenzverstärker zu schaffen, dessen Stufen
räumlich eng zusammenliegen können.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Ausgangselektrode der einen Verstärkerstufe
mit der Eingangselektrode der weiteren Verstarkerstufe über einen aus der Serienschaltung
der Innenleiter zweier #/2-Leitungskreise bestehenden -IJeitungskreis verbunden
ist, zwischen die eine Abstlmmimpedanz geschaltet ist.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungen beschrieben Diese zeigen in Fig. 1 die Prinzipschaltung eines
bekannten Rochfrequenzverstärkers, Fig. 2 das Ersatzschaltbild des in Fig 1 dargestellten
Hochfrequenzverstärkers, Fig. 3 das Ersatzschaltbild eines Verstärkers gemäß der
Erfindung Fig. 4,5,6,7 Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines bekannten Hochfrequenzverstärkers
mit # #/2-Leitungskreisen. Die Hochfrequenzsignale W£. len bei 1 dem Eingangskreis
2 zugeführt, der die Emitterelektrode eines ir Basisschaltung betriebenen Transistors
3 steuert Die Betriebsspan nungen sind der Einfachheit halber hier nicht mit eingezeichnet.
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Die Kollektorelektrode des Transistors 3 ist über einen Koppelkondensator
4 mit dem Innenleiter 5 eines Leitungskreises 5 verbunden der zur Einstellung der
Frequenz des Schwingkreises über eine Kapazitätsdiode 7 und eine in Serie mit dieser
Kapazitätsdiode 7 lie gende Induktivität 8 mit Masse verbunden ist. Der Leitungskreis
ist mit einer folgenden Stufe (nicht dargestellt) entweder induktiv oder kapazitiv,
auf dem Wege über eine Lochkopplung oder mit Fußpunktkopplung verbunden. Wie das
entsprechende, in Fig. 2 -dargestellte Ersatzschaltbild zeigt, kann die Eingangsstufe
des Leitungskreises 6 durch eine Eingangsimpedanz e und der Ausgangskrei: d.h. die
Serienschaltung der Induktivität 8 und der Kapazitätsdiode 7, durch eine Ausgangsimpedanz
Ya dargestellt werden. Der Wert der Ausgangsimpedanz ist so bemessen, daß bei der
Abstimmung des Beitungskreises 6 durch Änderung der Impedanz Ya die Resonanzfrequenz
des in der Ausgangsimpedanz Ya verkörperten Serienresonanzkreises 7,8 einem Frequenzgang
unterliegt, der eine wesentlich steilere Charakteristik hat als der Frequenzgang
des Leitungskreises 6 selbst. Ein derart aufgebauter Leitungskreis 6 hat bezüglich
seiner elektrischen Eigenschaften große Vorteile wegen des relativ großen damit
erzielbaren Variationsbereiches der Kapazitätsdiodenabstimmung.
Besonders
bei sehr hohen Frequenzen, also bei Band IV,V oder noch höheren Frequenzbereichen,
hat diese bekannte Schaltung die Schwierigkeit, daß durch die enge Nachbarschaft
der aktiven Bauelemente zOBO Transistor 3 und der nicht dargestellte Transistor
der folgenden Stufe unerwünschte Kopplungen auftreten können. Dies ist insbesondere
bei Anordnungen der Fall, bei denen der Leitungskreis 5,6 aus Streifenleitern aufgebaut
ist, d.h.
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Isolierstoffplatten, bei denen die beiden gegenüberliegenden Kaschierungen
den Innen- bzwO Außenleiter des Leitungskreises 5 bilden0 Solche Streifenleitungen
haben nämlich den Vorteil, daß die Leitungskreise ohne oder fast ohne zusätzliche
Abschirmungen aufgebaut werden können. Da jedoch auch bei solchen Anordnungen bei
sehr hohen Frequenzen die räumlichen Abstände der einzelnen Elemente sehr klein
werden, können unerwünschte zusätzliche Kopplungen auftreten, Fig. 3 zeigt das Ersatzschaltbild
der erfindunggemäßen Anordnung, durch die die genannte Schwierigkeit des in Fig.
1 dargestellten Hochfrequenzverstärkers behoben wird. Wie Fig0 3 zeigt, bleibt die
Eingangsimpedanz Xe praktisch unverändert wie auch der Innenleiter 5 und der zugehörige
Leitungskreis 6 sowie JIe Ausgangsimpedanz Ya. Diese Ausgangsimpedanz Xa ist jedoch
nicht, wie in Fig. 1, mit Masse verbunden, sondern mit einer gleichartigen Impedanz
Ya die wiederun in serie mit einem Innenleiter 10 und einer Impedanz Ye2 in Serie
liegt, mit der die Eingangselektrode eines folgenden Verstärkers gespeist wird,
der zugleich Teil dieser Impedanz ist.
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Wie die eingezeichneten Strom- und Spannungskurven zeigen, sind die
Verhältnisse am Ausgang Ye2 nahezu exakt die gleichen wie am Eingang e . Das bedeutet,
daß in einfacher Weise die Ereischarakteristik den Erfordernissen der Eingangselektrode
des gesteuerten Verstärkers angepaßt werden kann. Bei der Realisierung der Schaltung
entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Ersatzschaltbild wird zweckinäßigerweise
aus den beiden in Fig. 4 dargestellten Impedanzen Ya geinäß Fig0 5 eine gemeinsame
Impedanz a angewendet, da beide Impedanzen gleichartig sind. Der Leitungskreis zwischen
den aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen ist dadurch ein Kreis
der
Wellenlänge #, bei dem die Abstimmorgane zwischen zwei Teilstücken des Innenleiters
5,10 liegen. Seine Wirkungsweise ist somit die eines sogenannten Einstellkreises.
Die Abgleicheigenschafte sind entsprechend günstig. In Serie zu den Innenleitern
5 und 10 liegen bei den Schaltungen gemäß Fig. 5 und 6 zwei Induktivitäten 11,12
sowie zwei Dioden 13 und 14. Der Verbindungspunkt beider Dioden 13,14 ist über eine
für die Resonanzfrequenz des Kreises 6 hochohmige Induktivität 15 mit Masse verbunden.
Die Kathoden beider Dioden sind über Drosseln 16,17 mit einer gemeinsamen Induktivität
18 verbunden, die mit wahlweise umschaltbaren Durchlaß-oder Sperrspannungen verbunden
ist. In Fig. 6 ist die Anordnung so getroffen, daß eine Diode immer im Sperrzustand
betrieben wird, wiihrend die andere in Serie dazu liegende Diode wahlweise umgeschaltet
wird. Die in Fig. 7 dargestellte Schaltung enthält in der Impedanz Ya nur eine Diode
13, die zwischen Sperr- und Durchlaßbereich umschaltbar ist und in Sperrbereich
mit liner verstärkten Abstimmspannung betrieben wird. Parallel tur Diode 13 in Pig.
7 bzw. in den Dioden 13,14 in Fig. 6 ist ein Serienresonanzkreis 19,20 geschaltet,
dessen Induktivität 19 so bemessen ist, daß diese Variation der Kapazitätdioden
13,14 verbessert wird. Die Kapazität 20 dient im wesentlichen nur als Blocflapasität
für Gleichströme.
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Die Serienresonanz des Kreises 19,20 ist so gewählt, daß sie den Übertragungsbereich
nicht stört.