DE2060192A1

DE2060192A1 - Schaltungsanordnung zur verzoegerungsfreien Verstaerkungssteuerung

Info

Publication number: DE2060192A1
Application number: DE19702060192
Authority: DE
Inventors: Ernst Legler
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1970-12-08
Filing date: 1970-12-08
Publication date: 1972-08-10
Also published as: DE2060192B2; US3737796A; CA956705A; GB1334020A; DE2060192C3

Description

STFERNSEH'GMBH PLi/Fo/bp

III. -Nr. 1414/70 ' 2.12.1970

FEIlNSBir GMBii, 61 Darmstadt, Am Alton Bahnhof 6 Schaltungsanordnung* zur verzögerungsfroion VorstUrkunflssteuerung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur verzb>;orungsfreion Verstärkungsstcuorung mit linearer Steuerkennliiiio. In mit Transistoren bestückton Vorstärkcrschaltungon verwendet man zur Steuorung der Vorstärkung häufig oino Schaltung ::iit Stromvertoilungsstouerung. Diese bostoht aus oiner ICaskodeschaltung mit einem Eingangstransistor und zwei Ausgangstransisto-ron, wobei das Ausgangssignal an einem der beiden Ausgangstransistoren abgenommen wird. Die Steuerung dor Verstärkung eiiolgt (lurch Veränderung dos Unterschiedes der Gloichspannungs- ^otentiale on don üasisanschlüssen der Ausgangstransistoren, iiiurbei ergibt sich eine stark nichtlinoare.Steuerkennlinie. Es gibt jedoch zahlreiche Anwendungen in der Steuorungs- und ßegoltechnik, bei denen ein linearer Zusammenhang zur Steuerspannung und VorStärkung erwünscht ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Schaltanordnung zur Verstärkungssteuerung mit linearer Steuerkonnlinie anzugeben, welche die Übertragung auch verhältnismäßig großer Signalpegel ermöglicht.

iis werden deshalb bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß zwei im wesentlichen gleiche, aus jowoils mindestens je drei Transistoren bestehende Verstärkungsschaltungon vorgesehen, deron erste eine nichtlineare Steuerkennlinie aufweist und der Signalverstärkung dient, während die zweite als roiner Gleichstromverstärker arbeitet und die beiden Vorstärkorschaltungen gemeinsam zugoführte Stouerspanimng derart vorvorzerrt, daß ein linearor Zusammenhang zwischen zugoführter Stouorspanmmg und Signalverstärkung entsteht.

Es ist zweckmäßig, wenn beide Verstärkerschaltungen aus je einer Kaskodostufe mit je einem JSingangstransistor und jo zwei Aus_rangstransistoren bestohon. Vorteilhafterweise wird durch

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Anwondung oiner Gloiohspannungsgogonkopplung ein linearer Zusammenhang zwischen den Strömen der Ausgangstransistoren des Gleichstromverstärkors und dor zugeführten Stouorspamiung bewirkt

Es ist günstig, wenn die am Gleichstromverstärker zwischen den Basisanschlüssen beider Ausgangstransistoren wirksame Steuerspannung zwischen den Basisanschlüssen beider Ausgangstransistore des Signalvorstärkers angolegt wird und der Ausgang des Signalverstärkers und dorjenigo Ausgang des Gleichstromverstärkors, von dem nicht die Spannungsrückführung erfolgt, miteinander verbunden sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Steuerelektrode von Signalverstärker und Gleichstromverstärker miteinander und über einen Entkopplungswiderstand mit dem Kolloktor des von der vorverzerren Steuerspannung unmittelbar gesteuerten Transistors des Gleichstromverstärkers und über einen zweiton Entkopplungswiderstand mit der Steuerspannungsquelle verbunden.

Im Nachstehenden wird die Erfindung, in Verbindung mit den Figuren, näher beschrieben. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren in gleicher Weise bezeichnet. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schaltanordnung zur Erläuterung des Standes der Technik,

Fig. 2 dio Steuerkennlinie einer Schaltanordnung gemäß Fig. 1, Fig. 3 ein Ausführungsboispiel der Erfindung unter Verwendung zweier Schaltgruppon gemäß Fig, I.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltanordnung zeigt eine Easkodonschaltung mit oinom ICingangstransistor T, und zwei Ausgangstransistoren T₂ und T₃. l)io zu verstärkende Eingangsspannung U

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wird dom Transistor T-, über die Leitung 1 zugeführt. Der Kollektor des Transitors T₁ ist mit den beiden Emittern der Transistoren T₂ und T^ verbunden. Der Basis des Transistors T₂ wird über die Leitung 2 die Steuerspannung zur Steuerung der Verstärkung zugeführt, während die Basis von Transistor To an einem festen Potential, beispielsweise Masse liegt. In Fig. ist das Verhältnis zwischen der jeweils erhaltenen Verstärkung und dor MaximaIverstärkung in Abhängigkeit von der Stouorspannung υ^φ dargestellt; der nichtlineare Verlauf der Steuerkennlinie ist deutlich erkennbar. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Linoai'isierung der Stouerspannungskonnlinie, Schaltungen zu verwenden, bei denen eine Gloichspannungsgegenkopplung benützt wird, da der gesteuerten Basis des betroffenden Transistors eine reine Gleichspannung zugeführt werden muss, welche keine Signalkom-

ent
ponentenyhalten darf. Um keine störende Modulation zu erhalten, müssen die im Gegonkopplungszweig üblicherweise auftretenden S^gnalkomponenten durch Siebmittel, insbesondere einen Tiefpass beseitigt werden.

Videosignale enthalten sehr tiefe Frequenzen, also muß die Grenzfrequenz der Siebmittel entsprechend tief gewählt werden. Dadurch ergibt sich eine Verzögerung der Steuerwirkung, d.h. die Steuerung ist mit einer Zeitkonstante behaftet. Durch die Gleichspannungsgegonköpplung kann die Steuerkennlinio völlig

an linearisiert werden, bei entsprechend höherem Be darf/Hegel·-, bzw. an Steuerspannung.

Für viele Zwecke, insbesondere für die Anwendung bei einem BiIdmischer in der Fornsehtechnik, darf jedoch keine störende Zeitkonstante des Stouervorganges auftreten.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß dieses Ziel duroh Kombination von zwei Stouerschaltungen nach Art der Fig. 1 erreicht xrerdon kann, wenn die eine dieser Schaltungen zur Signalverstärlcung dient, hingegen die andere als Gleichstromverstärker arbeitet.

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l.oi der erfindungsgomäßon Schaltung nach Fig. 3 ontspricht dor di Transistoren T-, T„ und T₃ enthaltende Toil genau der Schaltanordnung nach Fig. 1. Die Steuerspannung Ug_T wird über die Leitung 5 und den V/idorstand 6 der Uasiseloktroden der Transistoren T₀ und To' zugeführt.

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Der die Kolloktor-Emittorstrocke des Transistors T₃ ¹ durchfließende Gleichstrom orzougt am Ausgangswiderstand 7 oinen Spannimgsabfall, der über den Widerstand 8 als Gegonkopplungsspannung zur Basis des Transistors T ' zurückgeführt wird. Durch diese Gleichstromgegonkopplung wird ein linearer Zusammenhang zwischen dom Kollektorstrom des Transistors T₃ ¹ einerseits und der Steuerspannung U„_m andererseits erzwungen. Da die aus don Transistoren T, IV und T₃ bestehende Schaltung einerseits und

die aus den Transistoren T-,'

und T₃' andererseits bestehonde

Schaltung gleichartig sind und beide Schaltungen von der gloichon am Punkt 9 auftretonden Spannung gesteuert worden gilt diosor lineare Zusammenhang zwischen U_cm und Kolloktorstrom des Ausgangs transistors auch für don Kolloktorkreis des Transistors T₃. Da dio Signalverstärkung diesem Strom proportional ist, ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen der Steuerspannung U_cm einerseits und der am Ausgangswiderstand 10 dos Transistors T^ über die Leitung 11 angenommene Ausgangsspannung.

Da der Y/idorstand 10 auch im Kolloktorkrois dos Transistors T₀' liegt, dessen Strom sich gegenläufig zum Strom im Transistor T₀ ändert, bleibt dor durch don Gleichstrom bestimmte Arboitspunkt dieses Transistors während dos Steuorvorgangos konstant. Für ein einwandfreies Arbeiten ist erforderlich, daß dio über dio Widerstände 12 und 13 eingespeisten Gleichströme gleich groß sind.

Der Gloichstromvorstarlcor arbeitet mit einer starken Gloiohspannul)_t^£j/!copplung, aber ohne Tiof pass, da in ihm koino Signalstromkompononto auftroten. Der Strom in boidon Ausgangstransistoron T,, ι τ t hängt linoar von der Stouorspannung υ<,_φ ab, Dio

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um etwa zwei Größenordnungen kleinere Stouerspannung am Schaltungspunkt 9, bzw. an der Basis dos Transistors T₃ ^r hat · dabei, jodocii genau den erforderlichen stark nichtlinoaron Vorlauf nach Fig. 1. Mit diesor Spannung wird nun die Verstärkung der Sigiialverstarkorstufo T₁ T₂ T₃ gesteuert, so daß als Ergobnis ein streng linearer Zusammenhang zwischen Verstärkung und Steuerspannung U_ST ohne jodo störende Zoitkonstanto entsteht. Durch Zusammenschaltung der Ausgänge beider Verstärker nach Fig. 3 kann erreicht werden, daß sich dor mitiere GIoichspannung^ wert bei der Vorstärlcungsstouorung nicht vorändort. Dazu worden die mittleren Gleichströme beider Verstärker durch richtige Vahl der über die Leitung 14 der Basis dos Transistors T₁ zugeiührten konstanten Gleichspannung, sowie entsprechende üimonsioniorung von V/idorstand 13 anoinander angeglichen.

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Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur vorzögorungsfreion Vorstärkungsstouorung mit linoaror Stouorkonnlinio, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im wesentlichen gleiche, aus jowoils mindos-

tons droi Transistoren

T₃ bzw. Τ_χ ^!

T₃') bestehende

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Verstärkungsschaltungen vorgesehen sind, deren orsto oino nichtlinoare Steuerkennlinio aufweist und der Signalverstarkung dient, während die zwoito als reiner Gleichstrom-

... . , beiden Vorstärkorschaltungon gemeinsam verstärker arboitet und die .:/■ zugeführt© Stouerspannung derart vorvorzerrt, daß ein linearer Zusammenhang zwischen zügeführtor Steuerspannung und Signalverstärkung entsteht.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Vorstärkerschaltungcn aus je einer Kaskodestufe mit je oinom Eingangstransistor (T, bzw. T₁ ¹) und je zwei Ausgangstransistoren (T₂ T₃ bzw. T₃ ¹ T₃ ¹) bostohon.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß durch Anwendung oiner Gleichspannungsgegonkopplung (7 8 6) ein linearer Zusammenhang zwischen den Strömen der Ausgangstransistoren des Gleichstromverstärkers und der zugoführten Stouerspannung

bewirkt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Gleichstromverstärker zwischen den Dasisanschlüssen beider Ausgangstransistoren (T₀' T„^!) wirksame Steuerspannung zwischen den Basisanschlüssen beider Ausgangstransistoren des Signalverstärkers (T₀ T₀) angelegt wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Signalverstärkers und derjenige Ausgang des Gleichstromverstärkers, von dom nicht die Spannungsrüolcführung erfolgt, miteinander verbunden sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß dor mittlere Gleichstrom in (lon Eingangstransistoren dor l)oidon Verstärker praktisch gleich ist.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gokennzoichnot, daß dio Steuerelektrode von SignalverstUrker und Gleichstromverstärker miteinander und über oinon Entkopplungswiderstand (It-,) mit dem Kollektor dos von der vorverzorrton Steuerspannung unmittelbar gesteuerten Transistors des Gleichstromverstärkors und über einen zweiten Entkopplungswiderstand (It₃) mit dor Steuerspannungsquelle vei*Tbunden ist.

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