DE2124654A1

DE2124654A1 - Schaltungsanordnung zur Steuerung der Mischverstärkung eines aktiven Gegentaktmodulators

Info

Publication number: DE2124654A1
Application number: DE19712124654
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr.techn. 8000 München. P Steiner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-05-18
Filing date: 1971-05-18
Publication date: 1972-11-30
Also published as: NL149344B; AU459773B2; JPS5219950B1; CH538785A; SE378721B; DE2124654C3; DE2124655B2; NL7206336A; DE2124655C3; AU4074372A; DE2124654B2; IT956263B; DE2124655A1

Description

Schaltungsanordnung zur Steuerung der Mischverstärkuiig eines aktiven Gegentaktmodulators Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Misohverstärkung eines aktiven Gegentaktmodulators mit Hilfe einer Steuerspannung, wobei der Gegentaktmodulator einen Signaleingang, einen Trägereingang und einen Steuereingang hat. Eine derartige Schaltungsanordnung kann insbesondere zur Eonstanthaltlang des Ausgangspegels dienen.
Aus der US-Patentschrift 2 013 807 ist bereits ein Gegentaktmodulator bekannt, bei dem den Gittern von zwei in einer Differenzschaltung enthaltenen Röhren eine Trägerspannung zugeführt wird. In der gemeinsamen Kathodenzuführung liegt eine dritte Röhre, die mit dem modulierenden Eingangs signal beaufschlagt ist.
Es gibt Anwendungsfälle, bei denen es vorteilhaft ist, die Mischverstärkung von Modulatoren zu regeln, insbesondere dann, wenn hierdurch ein besonderer Regelverstärker eingespart werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen mit einem Differenzverstärker aufgebauten Gegentaktmodulator derart aus zu bilden, daß die Mischverstärkung auf möglichst einfache Weise klirrarin gesteuert bzw. geregelt werden kann.
Gemäß der Erfindung wird der Gegentaktmodulator zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß-der Gegentaktmodulator durch einen iifferenzverstärker, der zwei emitterseitig zusammengeführte Transistoren ent hält, und eine in der gemeinsamen, an einen Anschluß einer Versorgungsspannungsquelle geführten Emitterzuleitung der Transistoren angeordnete, mit zwei weiteren Transistoren aufgebaute Kaskodeschaltung gebildet ist, und daß die Basis eines der beiden im Differenzverstärker enthaltenen Transistoren den Signaleingang, der Basisanschluß des emitterseitig am Anschluß der Versorgungsspannungsquelle liegenden Transistors der Kaskodeschaltung den Trägereingang und der andere Transistor der Kaskodeschaltung den Steuereingang bildet, und daß die Schaltungsanordnung derart bemessen ist, daß der an der Basis mit dem Träger beaufschlagbare Transistor ein durch den Träger in die Sättigung steuerbarer Schalter ist und daß die drei weiteren Transistoren im ungesättigten Bereich arbeiten. Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß sich der Gegentaktmodulator bei besonders einfachem Schaltungsaufban ohne Beeinträchtigung der Klirreigenschaften bezüglich der Amplitude des Ausgangssignals regeln läßt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, daß der über einen Basiswiderstand trägergesteuerte Transistor mit dem Emitter unmittelbar am Anschluß der Versorgungsspannungsquelle liegt und mit dem Kollektor über einen Widerstand an den Emitter des mit der Steuerspannung beaufschlagten, kollektorseitig an der Emitterverbindung des Differenzversta#rkers liegenden Transistor geführt ist. Dabei ist es zweckmäßig, den signalgesteuerten und den weiteren im Differenzverstärker enthaltenen Transistor kollektorseitig über eine symmetrische Ausgangs schaltung, insbesondere über eine Symmetriewicklung eines Ausgangsübertragers an den anderen Anschluß der Versorgungsspannungsquelle zu führen. Dabei wird der Träger am Ausgang unterdrückt.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, daß an die Yersorgungsspannungsquelle ein ohmscher Spannungsteiler gelegt ist, dessen Abgriff über je einen Widerstand an den Basisanschlüssen der im Differenzverstärker enthaltenen Transistoren liegt und dessen einer Zweig kapazitiv überbrückt ist.
Die Erfindung wird anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfuhnuigsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Mischverstärkung eines aktiven Gegentaktmodulators, in Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Mischverstärkung eines Gegentaktmodulators, bei dem #aßnahmen zur Festlegung des Arbeitspunktes bei fehlender Regelspannung und zur Temperaturkompensation vorgesehen sind, dargestellt.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 enthält einen Differenzverstärker, bei dem die Kollektoren von zwei Transistoren 71 und 72 an die äußeren Anschlüsse einer symmetrischen Primärwicklung 81 eines Ausgangsübertragers 8 geführt sind, deren Mittelanzapfung an Bezugspotential bzw. am Anschluß "+" der Versorgungsspannungsquelle +, - liegt.
Die Emitterverbindung der beiden Transistoren 71 und 72 ist an den Kollektor des Transistors 73 angeschlossen, dessen Emitter über den Widerstand 14 mit dem Kollektor des Transistors 74 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 74 liegt am Anschluß - der Versorgungsspannungsquelle +, -.
Die Transistoren 73 und 74 bilden eine Kaskodeschaltung.
An der Basis des Transistors 73 liegt die Regelspannung UR. Die einpolig am negativen Pol - der Yersorgungsspannungsquelle liegende Trägerspannungsquelle 12 ist über den Widerstand 13 an die Basis des Transistors 14 angeschlossen. Die ebenfalls einpolig am negativen Pol - der Versorgungsspannungsquelle +, - liegende Signalspamiungsquelle 11 liegt über dem Kondensator 30 an der Basis des Transistors 71.
An der Versorgungsspannungsquelle +, - liegt ein aus den Widerständen 15 und 17 bestehender Spannungsteiler, bei dem#er Widerstand 17 durch den Kondensator 16 überbrückt ist. Der Spannungsteilerabgriff bzw. der Verbindungspun]#t der Widerstände 15 und 17 ist einerseits über den Widerstand 18 an die Basis des Transistors 71 und andererseits über den Widerstand 19 an die Basis des Transistors 72 geführt. Auf diese Weise werden gleiche Arbeitspunkte der Transistoren 71 und 72 festgelegt.
Der verstärkende Gegentaktmodulator enthält einen Differenz verstärker mit den Transistoren 71 und 72, dessen Emitterstrom mit einer Kaskode-Stufe, die die Transistoren 73 und 74 enthält, im Takt der Trägerfrequenz ein- und ausgeschaltet wird. Die Einspeisung der Signalspannung U5 erfolgt an der Basis des Transistors 71, d.h. an einer der beiden Basiselektroden des Differenzverstärkers.
Die Trägerspannung UT ist über den Längswiderstand 13 an die Basis des Transistors 74 geführt.
Weitgehend unabhängig von der Trägeramplitude wird der Transistor 74 im Takt der Trägerfrequenz abwechselnd gesättigt oder gesperrt. Sperrt der Transistor 74, dann ist der Emitterstrom der Transistoren 71 und 72 gleich Null. Ist der Transistor 74 gesättigt, dann wird über den Kollektor des Transistors 73 ein Emitterstrom eingeprägt, der den Arbeitspunkt des Differenzverstärkers und somit die Mischverstärkung bestimmt. Die Verstärkungsregelung erfolgt mit Hilfe der Regelspannung bzw. Steuerspannung UR an der Basis des Transistors 73, wobei die Regelung durch Verändern des Sättigungsstromes der Schaltstufe erfolgt.
Das Mischprodukt UM wird am Gegentaktgübertrager 8 aus gekoppelt. Die Schaltung ist so bemessen, daß die Transistoren 71 und 72 nicht bis in die Sättigung ausgesteuert werden Dadurch lassen sich Rückwirkungen vom Ausgang auf die Eingänge vermeiden.
Das Klirren des Gegentaktmodulators ist besonders gering, weil sich die geraden Potenzen der Basis Emitter-Spannung / Kollektorstrom-Kennlinien bezüglich der Signalspannung US kompensieren und die resulitierende Kennlinie daher immer in einem Wendepunkt ausgesteuert wird. Die Trägerfrequenz und ihre Harmonischen werden entsprechend der Symmetrie des Differenzverstärkers am Ausgang des Gegentaktübertragers 8 unterdrückt.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 stimmt mit der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung weitgehend überein, Funktionsmäßig übereinstimmende Schaltmittel sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Abweichend von Fig. 1 ist bei dem an der Versorgungsspannung liegenden Spannungsteiler, dessen Abgriff über die Widerstände 18 und 19 an die Basisanschlüsse der im Differenzverstärker enthaltenen Transistoren 71 und 72 geführt ist, der gegen Masse liegende Zweig bzw, Widerstand 24 durch einen Kondensator 23 überbrückt.
Der an den negativen Pol der Versorgungsspannung geführte Spannungsteilerzweig besteht, ausgehend vom Verbindungspunkt der Widerstände 18 und 19, aus den Widerständen 25 bis 27 und der in Durchlaßrichtung gepolten Diode 28* Die Diode 28 bewirkt eine Temperaturkompensation für den Transistor 74 derart, daß das insbesondere symmetrische Schaltverhältnis auch bei Temperaturschwenkungen weitgehend erhalten bleibt.
Am Verbindungspunkt der Widerstände 26 und 27 liegt die Sekundärwicklung 122 des Trägersübertragers 120, deren anderes Ende über den Widerstand 41 und den dazu in Serie liegenden Widerstand 13 an die Basis des Transistors 74 geführt ist. Der Verbindungspunkt der Widerstände 41 und 15 ist über die Diode 42 an den Kollektor des Transistors 74 angeschlossen. Die Diode 42 ist so gepolt, daß sie mit entgegengesetzter Polung der kollektor-Basis-Diode des Transistors 74 vorgeschaltet ist. Mit Hilfe dieser Diode wird erreicht, daß der Transistor 74 durch den Träger nicht zu weit in die Sättigung gesteuert wird. Die Speicherzeit und damit die Schaltzeit lassen sich dadurch sehr klein halten.
Der aus den Widerständen 24 und 25 bestehende Spannungsteilerzweig ist durch die Diode 29 und den dazu in Serie liegenden Widerstand 44 überbrückt, wobei die Diode 29 am Verbindungspunkt der Widerstände 25 und 26 liegt und so gepolt ist, daß sie im nicht geregelten Zustand der Schaltungsanordnung durchlässig ist. Der Verbindungspunkt der Diode 29 mit dem Widerstand 44 ist an die Basis des Transistors 73 geführt. Dabei ist der Arbeitspunkt des Transistors 73 im nicht geregelten Zustand der Schaltungsanordnung durch den Spannungsteiler eingestellt.
Der Widerstand 44, der die Regelspannungsquelle belastet, kann dabei in vorteilhafter Weise verhältnismäßig groß bemessen werden. Außerdem bewirkt die Diode 29 im nicht geregelten Zustand eine Temperaturkompensation für den Transistor 73.
Der negative Pol der Gleichspannung U= ist über den Widerstand 48 an die Zenerdiode 47 geführt, an deren Kathode die stabilisierte Versorgungsspannung +, -anliegt. Die dem Modulator zugeführte Regelspannung ist über den Widerstand 45 an den Kondensator 46 gelegt, der mit der Anode der Zenerdiode 47 verbunden ist. Die bei der Regelung bzw. Steuerung wirksame Differenzspannung liegt am Widerstand 44 an, der zwischen dem Kondensator 46 und Masse angeordnet ist.
Der regelbare Modulator läßt sich raumsparend und wirtschaftlich mit einem integrierten Mehrfacbtransistor aufbauen, mit dem man eine gute Symmetrie erzielen kann.
Er läßt sich auch. als monolithische integrierte Schaltung ausbilden.
Der regelbare Modulator ermöglicht eine klirrarme Regelung der Ausgangsspannung eines Trägerfrequenzerzeugers, wobei die Trägerfrequenz durch Mischung in einem Modulator gewonnen ist und der Endverstärker durch Gegenkopplung einen niedrigen Innenwiderstand besitzt.
6 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patent ans #rü ch e Schaltungsanordnung zur Steuerung der Mischverstärkung eines aktiven Gegentaktmodulators mit Hilfe einer Steuerspannung, wobei der Gegentaktmodulator einen Signaleingang, einen Trägereingang und einen Steuereingang hat, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Gegentaktmodulator (1) durch einen Differenzverstärker, der zwei emitterseitig zusammengeführte Transistoren (71, 72) enthält, und eine in der gemeinsamen, an einen Anschluß (-) einer Versorgungsspannungsquelle (+, -) geführten Emitterzuleitung der Transistoren (71, 72) angeordnete, mit zwei weiteren Transistoren (73, 74) aufgebaute Kaskodeschaltung gebildet ist, und daß die Basis eines der beiden im Differenzverstärker enthaltenen Transistoren (71, 72) den Signaleinçang, der Basisanschluß des emitterseitig am Anschluß (-) der Versorgungsspannungsquelle (+, -) liegenden Transistors (74) der Kaskodeschaltung den Trägereingang und der andere Transistor (73) der Kaskodeschaltung den Steuereingang bildet, und daß die Schaltungsanordnung derart bemessen ist, daß der an der Basis mit dem Träger (U) beaufschlagbare Transistor (74) ein durch den Träger (UT) in die Sättigung steuerbarer Schalter ist und daß die drei weiteren Transistoren (71.bis 73) Im ungesättigten Bereich arbeiten.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der über einen Basiswiderstand (#3) trägergesteuerte Transistor (74) mit dem Emitter unmittelbar am Anschluß (-) der Versorgungsspannungsquelle (+, -) liegt. und mit dem Kollektor'über einen Widerstand (14) an den Emitter des mit der Steuerspannung (UR) beaufschlagten, kollektorseitig an der Emitterverbindung des Differenzverstärkers liegenden Transistor (73) geführt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der signalgesteuerte (71) und der weitere im Differenzverstärker enthaltene Transistor (72) kollektorseitig über eine symmetrische Ausgangsschaltung, insbesondere über eine Symmetriewicklung (81) eines Ausgangsübertragers (8) an den anderen Anschluß (+) der Versorgungsspannungsquelle (+, -) geführt ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem# der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i- c hn e t , daß an die Versorgungsspannungsquelle (+, -) ein ohmscher Spannungsteiler (15, 17) gelegt ist, dessen Abgriff über je einen Widerstand (18, 19) an den Basisanschlüssen der im Differenzverstärker enthaltenen Transistoren (71, 72) liegt und dessen einer Zweig (Widerstand 17) kapazitiv überbrückt ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Basis-Kollektor-Strecke des trägergesteuerten Transistors (74) und der dazu in Serie geschaltete Basiswiderstand durch eine derart gepolte Diode (42) überbrückt sind, daß Diode (42) und Kollektor-Basis-Diode des Transistors (74) mit entgegengesetzter Polung in Serie geschaltet sind.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß bei einem zur Arbeitspunkteinstellung der im Differenzverstärker enthaltenen Transistoren (71, 72) vorgesehenen Basisspannungsteiler ein Zweig durch eine derart gepolte Diode (29) und einen dazu in Serie geschalteten Widerstand (44) überbrückt ist, daß der Arbeitspunkt bei fddlendex Regelspanw nung (ER) durch den Spannungsteiler und nur im geregelten Zustand durch die Regelspannung bestimmt ist.