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Einrichtung zur Umschaltung einer Last von einem Betriebs-Trägerfrequenzgenerator
auf einen Ersatz.-Trägerfre g uenz generator Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Umschaltung einer Last von einem Betriebs-TrEgerfrequenzgenerator auf einen
Ersatz-1"rägerfrequenzgenerator bei Systemenen der elektrischen Trägerfrequenz-Nachrichtentechnik,
bei der der Betriebs-Urägerfrequenzgenerator und der Ersatz-Trägerfrequenzgenerator
ausgangsseitig parallelgeschaltet sind und Jeweils ein Generator durch Abschalten
seiner Versorgungsspannung außer Betrieb gesetzt ist und bei der die Ausgangs stufe
des außer Betrieb befindlichen Generators hochohmig gegenüber der Ausgangsstufe
des im Betrieb befindlichen Generators ist.
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Eine Einrichtung der vorstehend beschriebenen Art ist durch die deutsche
Patentschrift 1 258 473 bekannt. Bei dieser Einrichtung ist die Hochohmigkeit der
abgeschalteten Transistor-Endstufe dadurch erzielt, daß im Kollektorkreis dieser
Transistor-Endstufe Dioden eingeschaltet sind, die bei abgeschalteter Versorgungsspannung
für die die Transistoren durohsteuernden Halbwellen in Sperrichtung liegen. Diese
bekannte Maßnahme ist Jedochnur bei Endstufen auereichend, die in A-Betrieb arbeiten,
deren geringer Wirkungsgrad, insbesondere bei höheren' Trägerleistungen, sehr störend
ins Gewicht fällt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art anzugeben, bei der die Endstufen
der Generatoren einen
scheren Wirkungsgrad aufweisen und bei der der Jeweils abgeschaltete Generator ausgangsseitig
in einfacher Weise besonders hochohmig gemacht ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Endstufen
der Generatoren in B-Betrieb arbeitende Transistorstufen sind, bei denen jeweils
im Basiskreis ein weiterer Transistor vorgesehen ist, welcher kollektorseitig mit
dem Basiskreis der jeweiligen Endstufe und emitterseitig mit dem Versorgungsspannungspotential
der Kollektorseite der Endstufe verbunden ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung nachstehend
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt hierbei in Fig. 1 eine bekannte Umschalteeinrichtung,
von welcher die Erfindung ausgeht, und in den Fig. 2, 3, 4 und 5 Je ein erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel einer Endstufe eines Betrieb bzw.
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Ersatz-Trägerfrequenzgenerators der Emschalteeinrichtung nach Fig.
1.
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Die bekannte Umschalteeinrichtung nach Big. 1 enthält einen Betriebs-Trägerfrequenzgenerator
GB und einen Ersatz-Trägerfrequenzgenerator GE, deren Ausgänge parallel an die Last
L geführt sind. Uber eine Schalteinrichtung S ist Jeweils einer der beiden Generatoren
GB oder GE an die Versorgungsspannungsquelle U3 1 angeschaltet, so daß entweder
am Versorgungsspannungseingang des Betriebs-Trägerfrequenzgenerators G3 die Versorgungaspannung
UB 2 oder am Versorgungsspannungseingang des Ersatz-Trägerfrequenzgenerators GE
die Versorgungsspannung UB 2' anliegt.
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Die Endstufen der beiden Generatoren GB und GB sind hierbei
derart
ausgestaltet, daß bei dem durch Abschalten der Verßorgungsspannung außer Betrieb
gesetzten Generator der Generatorinnenwiderstand hochohmig wird, so daß der andere,
in Betrieb befindliche Generator ungestört arbeiten kann und seine Trägerleistung
ohne nennenswerte Verluste zu der Last L schickt.
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Die Schalteinrichtung S ist von einer nicht näher dargestellten Überwachungseinrichtung
gesteuert, welche bei einer Störung des Betriebsgenerators GB den Anstoß zur Umschaltung
gibt.
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In den Fig. 2, 3, 4 und 5 ist nun je ein Ausführungsbeispiel der Endstufe
eines der beiden Generatoren G3 oder GE nach Fig. 1 dargestellt. Bei diesen Ausftihrungsbei--spielen
ist die Endstufe jeweils als selektiver Gegentaktverstärker mit zwei Transistoren
T2 und 23 ausgeführt, welche in Betrieb arbeiten. Außerdem enthält die Endstufe
im Basiskreis einen weiteren Transistor Tl mit entgegengesetzter Beitlähigkeit,
welcher kollektorseitig mit dem Basiskreis der Endstufe und emitterseitig mit dem
Versorgungsspannungspotential der Kollektorseite der Endstufe verbunden ist. In
allen vier Ausführungsbeispielen sind die Endstufen-Transistoren T2 und T3 vom npn-Leitfähigkeitstyp
und der weitere Transistor Tl vom pnp-Leitfähigkeitstyp, so daß der Pluspol +UB2
das kollektorseitige Potential der Transistoren T2 und T3 und der Minuspol -UB2
das emitterseitige Potential der Transistoren 12 und T3 darstellt. Bei Verwendung
von Transistoren des jeweils anderen Leitfähigkeitstyps wäre sinngemäß die Polarität
des Stromversorgungseinganges U32 der Endstufe umzukehren. In jedem Falle ist Jedoch
der Emitter des weiteren Transistors 1 über den Wider--stand R an denjenigen Pol
des Versorgungsspannungseinganges UB2 angeschlossen, welcher das kollektorseitige
Potential
der Endtransistoren T2 und T3 darstellt.
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Fig. 2 zeigt einen Gegentakt-B-Verstärker, welcher in Kollektorschaltung
arbeitet. Das Eingangssignal wird über den Eingang E dem symmetrierenden Eingangsübertrager
81 zugeführt, an dessen beiden Enden in Gegentakt die Basen der beiden Endtransistoren
T2 und T3 angeschlossen sind. Entsprechend der Kollektorschaltung sind die beiden
Kollektoren der Transistoren T2 und T3 miteinander verbunden an den Pluspol +UB2
der Versorgungsspannung angeschlossen. Der Ausgangsübertrager ist eine mittelangezapfte
Wicklung mit den beiden eilwicklungen W21 und W22. Hierbei ist der Emitter des Transistors
22 an das freie Ende der Wicklung W21 und der Emitter des Transistors T3 an das
freie Ende der Wicklung .W22 angeschlossen. Beide Wicklungen W21 und W22 sind gemeinsam
durch einen Kondensator C2 auf das eine Trägerfrequenz darstellende Signal abgestimmt.
An den Verbindungspunkt der beiden Teilwicklungen W21 und W22 ist sodann das Minuspotential
-U32 der Versorgungsspannung und die Basis des weiteren Transistors Tl angeschlossen,
dessen Kollektor an die Mittalanzapfung des Eingangsübertragers Ü1 angeschlossen
ist.
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Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist nun der Kollektor
des weiteren Transistors Tl um die Diffusionsspannung der. beiden"parallelgeschalteten
Emitter-t Basisstrecken der Transistoren T2 und T3 positiver als seine Basis. Der
Großteil des über den Widerstand R fließenden Emitterstromes fließt über die Basis
des weiteren Transistors Tl ab, nur ein kleiner Teil fließt zum Kollektor und erzeugt
in den Endtransistoren T2 und 23 einen Ruhestrom. Angenommen, die Steuerspannung
sei während einer Halbwelle so gerichtet, daß der Strom durch den Transistor T2
vergrößert wird, so fließt in die Basis *gleichstrommäßig
des weiteren
Transistors 21 entgegengesetzt zum Gleichstrom die momentane Halbwelle des Basiswechselatromes
des Transistors 22 und wird vom Kollektor des Transistors .fl abgesaugt. Der Spitzenwert
des Basiswechselstromes muß hierbei immer etwas kleiner als der Gleichstrom durch
den Widerstand R sein. Daraus ergibt sich die Dimensionierung des Widerstandes R:
wobei UB2 die Versorgungsgleichspannung an der Endstufe, ßmin die minemale ß-StromverstErkung
der Transistoren 22 und T3 und # den Spitzenwert des maximalen Eollektorwechselstromes
der Transistoren T2 und T3 darstellt.
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Die Wirkungsweise der Endstufe bei abgeschalteter Versorgungsspannung
(UB2 = 0> ist nachstehend für den Fall erläutert, daß die zulässige Kollektor-Basis-Sperrspannung
des Transistors Tl größer als der Spitzenwert der Ausgangsspannung am Ausgang A
ist. Am Ausgang A werde von dem parallelgeschalteten Generator ein Signal zugeführt,
welches für einen bestimmten Zeitpunkt gegenüber den Verbindungspunkt der beiden
Wicklungen W21 und W22 am Emitter des Transistors T2 positives und am Emitter des
Transistors T3 negatives Potential erzeugt. In diesem Fall wird die Basis-Emitterstrecke
des Transistors 12 in Sperrichtung betrieben, 8o daß über die Wicklung W21 auch
ohne Transistor Ti kein Strom fließen könnte. Weiterhin betreibt die Spannung an
der Wicklung W22 die Basis EmiNterstrecke des Transistors X3 in Durchlaßrichtung,
Jedoch die Kollektor-Basisstrecke des weiteren Transistors 1 sperrt, eo daß auch
über den Transistor T3 kein Strom fließt. Es ist hierbei allerdings zu beachten,
daß die Spannung as Ausgang A derart bemessen ist, daß ihr doppelter Spitzeawert
die zulässige Basis-Emitter-Sperrspannung
UEBO der TransItoren T2
und T3 nicht überschreitet.
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Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, die ausgehend von der Anordnung
nach Fig. 2 in den Emitterzuleitungen der Transistoren T2 und T3 Jeweils eine in
Durchlaßrichtung betriebene Schutzdiode D1 bzw. D2 aufweist.
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Diese Dioden Di und D2 schützen die Basis-Emitterstreckender Transistoren
T2 und 23, wenn die Ausgangsspannung am Ausgang A so groß bemessen ist, daß deren
doppelter Spitzenwert die zulässige Basis-Emitter-Sperrspannung UEBO überschreitet.
Die beiden Schutzdioden können prinzipiell auch in den Basiszuleitungen der Transistoren
T2 und T3 geschaltet werden; in die Emitterleitungen geschaltet verbessern sie jedoch
die Stabilität des Arbeitspunktes der Transistoren T2 und T3.
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Der Eingangsübertrager 21' weist zur Potentialtrennung zusätzlich
zu der mittelangezapften Wicklungen eine getrennte Primärwicklung auf, desgleichen.
besitzt der Ausgangsübertrager eine dritte Wicklung W23, welche den Ausgang A bildet.
Das Minuspotential -UB2 ist sodann dem Verbindungspunkt der beiden Wicklungen W21
und W22 über ein nicht näher bezeichnetes RC-Siebglied zugeführt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 arbeitet die Endstufe mit
den Transistoren T2 und T3 in Emitterschaltung, so daß die beiden Emitter der Transistoren
T2 und T3 unmittelbar mit dem Minuspol -UB2 der Versorgungsspannung und der Basis
des Transistors T1 verbunden sind.
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Der Pluspol +UB2 der Versorgungsspannung ist an den Verbindungspunkt
der beiden Teilwicklungen W31 und W32 des Ausgangsübertragers angeschlossen, mit
dessen beiden Enden die Kollektoren der Transistoren T2 und T3 verbunden sind.
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Bei dieser Anordnung in Emitterschaltungwird die Eollektor--Baisstrecke
des Transistors 27 von der Spannung an der Wicklung W31 und die Eollektn-Basisstrecke
des Transistors T3 von der.Spannung an der Wicklung W32 in Sperrichtung betrieben.
Die Kollektor-Basis-Sperrspannungen UCBO sind Jedoch im allgemeinen derart groß,
daß Schutzdioden entfallen können. Die Kollektor-Basisstrecke des Transistors T2
bzw. T3 kann durch die Wechselspannung am Ausgangsübertrager nicht durchgesteuert
werden, da der Transistor T2 bzw. T3 in Sperrichtung betrieben wird und über den
sperrenden weiteren Transistor Tl kein Strom in die Basis des anderen Transistors
T3 bzw. T2 fließen kann.
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Fig. 5 zeigt die Endstufe mit den Transistoren T2 und T3 in einer
gegengekoppelten Emitterschaltung. Bei dieser Anordnung weist der Ausgangsübertrager
fünf Wicklungen W41, W42, W43, W44 und W45 auf-, von denen die beiden Wicklungen
W42 und W43 zwischen die beiden Transistoren T2 und T3 analog zu der Anordnung nach
Fig. 2 geschaltet, und weiterhin die beiden Wicklungen W41 und W44 jeweils in eine
Kollektorzuleitung der beiden Transistoren T2 und T3 entsprechend der Anordnung
nach Fig. 4 gelegt sind. Ferner stellt die Wicklung W45 den Ausgang A dar.
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Der zu den Wicklungen W42 und W43 parallel liegende Kondensator C4
und der zu der Ausgangswicklung W45 parallel liegende Kondensator C5 bilden zusammen
die Abstimmkapazität des Ausgangsübertragers. Bei dieser Anordnung nach Fig. 5 wird
die Hochohmigkeit am Ausgang A bei abgeschalteter Versorgungsspannung UB2 in analoger
Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gewährleistet.
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5 Patentansprüche 5 Figuren