DE2125089A1 - Geregelter Verstärker - Google Patents
Geregelter VerstärkerInfo
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Description
7209 - 71 /Ks/So
U.S. Serial No.: 38 842
Filed May 19, 1970
RGA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.
Geregelter Verstärker.
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf automatische Verstärkungsregelungen (AVR) für Rundfunkempfänger und
betrifft insbesondere automatische Verstärkungsregelungen für Überlagerungsempfänger (Superhets) mit Zwischenfrequenzverstärkern
(ZF-Verstärkern), die mittels der integrierten Schaltungstechnik hergestellt sind.
ZF-Verstärker in integrierter Schaltung und mit automatischer
verstärkungsregelung sind bekannt, solche ZF-Verstärker bestehen aus einer Kaskadenschaltung einzelne
r Transistorverstärkerstufen. Unter einer Kaskadenschaltung von Verstärkerstufen versteht man eine Schaltung,
bei welcher der Eingang einer jeden nachfolgenden Verstärkerstufe mit dem Ausgang der vorhergehenden Verstärkerstufe
verbunden ist. Der Verstärkungsfaktor einzelne» ZF-Verstärkerstufen und in vielen Fällen der Verstärkungsfaktor
eines vorgeschalteten Hochfrequenzverstärkers (HF-Verstärker) werden durch die AVR-Schaltung
gesteuert. Die AVR-Sohaltung hält den Signalausschlag
(Spitze-Spitze) am Ausgang des letzten ZF-Verstärkers fur alle Eingangssignalpegel mit Ausnahme der sehr kleinen
Pegel im wesentlichen konstant. Die AVR-Schaltung ändert die Verstärkungsfaktoren der ZF-und HF-Verstärkerstufen
derart, daß ein guter Rauschabstand aufrechterhalten wird, wenn sich der Pegel des Empfangssignals ändert.
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Zu diesem Zweck wird die Verstärkung der HF-Verstärkerstufe nicht vermindert, bevor die Amplitude des Empfangssignals genügend groß ist, daß ihr gegenüber der Rauschbeitrag
der HF-Verstärkerstufe (und aller vorgeschalteten Netzwerke) belanglos bleibt. Wenn also der Pegel des Empfangs-.signals
niedrig ist, dann wird der verstärkungsfaktor der HF-Verstärkerstufe verhältnismässig hoch gehalten und die
Verstärkungjeder ZF-Verstärkerstufe wird geregelt. Der
Rauschabstand des demodulierten Signals wird dann in erster Linie bestimmt durch den Rauschanteil der HF-Verstärkerstufe
des Empfängers. Bei höheren Signalpegeln wird die Verstärkung
der HF-Verstärkerstufe verkleinert, um eine weitere Verstärkungsregelung zu erhalten. Durch diese Senkung des
Signalpegels in der HF-Verstärkerstufe werden allzu starke Eingangssignale an den nachgeschalteten ZF-Verstärkerstufen
vermieden und eine Übersteuerung dieser stufen wird verhindert,, Das Hochhalten der Verstärkung der HF-Verstärkerstufe
beim Vorhandensein kleinerer Signalpegel wird allgemein als "verzögerte Schwundregelung" bezeichnet.
Es ist bekannt, daß bei geregelten Röhrenverstärkern die Verwendung von Vakuumröhren mit Regeleharakteristik (remote
cut-off vacuum tubes) günstiger ist als die Verwendung von Vakuumröhren ohne Regelcharakteristik (sharp cut-off
vacuum tubes)β Bei einem VerStärkungseleeent ohne Regelcharakteristik
wird der Ausgangsstrom abrupt verkleinert, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Wert in Richtung
einer Ausgangsstromverminderung überschreitet. Bei einem Verstärkungselement mit Regelcharakteristik wird
der Ausgangsstrom allmählich kleiner, wenn sich die Eingangsspannung im Sinne einer Ausgangsstromverminderung
ändert. Transistoren sind Verstärkungselemente ohne Re-
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gelcharakteristik. Ein solches Element kann bei eingestelltem
kleinen Verstärkungsfaktor keine starken Eingangssignale empfangen, ohne daß sein Ausgangsβignal
nennenswert verzerrt wird. Eine solche Verzerrung des Ausgangssignals ist unerwünscht und ein allgemeiner Nachteil
der bekannten geregelten Transistorverstärker.
Die Erfindung betrifft die Parallelschaltung einer verstärkungsgeregeltsn
ersten Verstärkerstufe mit einer zweiten Verstärkerstufe. Man bezeichnet Verstärkerstufen dann
als parallel geschaltet, wenn ihre Eingänge zur Verbindung mit ein und derselben Signalquelle eingerichtet sind
und wenn ihre Ausgänge zur Kopplung auf ein und denselben Verbraucherkreis eingerichtet sind. Die maximale Verstärkung
der ersten Verstärkerstufe wird höher als der Verstärkungsfaktor der zweiten Verstärkerstufe gewählt. Zu
diesem Zweck wird die zweite Verstärkerstufe mit einer
Gegenkopplung versehen. Hierdurch kann der zweite Verstärker eher grosse Eingangssignale aufnehmen, ohne daß seine
Ausgangssignale verzerrt werden.
Wenn schwache Eingangssignale empfangen werden, dann liefert die geregelte erste Verstärkerstufe maximale Verstärkung.
Der hohe Verstärkungsfaktor der ersten Verstärkerstufe hat zur Folge, daß die Verstärkung der parallel-.geschalteten
Verstärkerkombination hoch ist. Wenn starke Eingangssignale empfangen werden, dann wird der Verstärkungsfaktor
des ersten Verstärkers verkleinert und die Verstärkung der parallel geschalteten Verstärkerkombination
wird überwiegend von dem zweiten Verstärker bestimmt. Die automatische Verstärkungsregelung vermindert den Verstärkungsfaktor
des zweiten Verstärkers nicht so wirkungsvoll,
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wie sie den Verstärkungsfaktor des ersten Verstärkers vermindern kann. Daher nimmt der Verstärkungsfaktor des
ersten Verstärkers schneller ab als es beim Fehlen des zweiten Verstärkers der Fall wäre. Das Ausgangssignal
der parallelen VerstärKerkombination besteht bei Eingangssignalen
mit hohem Pegel überwiegend aus dem Ausgangssignal des zweiten, gegengekoppelten Verstärkers.
Daher sind die Ausgangssignale trotz des hohen Pegels der Eingangesignale- im wesentlichen unverzerrt. Die parallele
Verstärkerkombination stellt einen geregelten Verstärker dar, der das erwünschte Verhalten eines gesteuerten
Verstärkers mit Regelcharakteristik zeigt.
Für den Betrieb bei sehr hoher Frequenz (z. B· 45 MHz)
ist es günstig, einen mit variablem Verstärkungsfaktor ausgestatteten und in Emitterschaltung befindlichen Verstärkertransistor
auf seine Kollektorlast über einen verstärkertransistor in Basisschaltung zu koppeln. Diese
Verbindungsart wird Kaskodenschaltung genannt. Die Kaskodenschaltung
vermindert die störenden Auswirkungen der Kollektor-Basis-Kapazität, der Kollektor-Emitter-Kapazitat
und der Kapazität zwischen Kollektor und Trägermaterial des-in Emitterschaltung befindlichen Verstärkertransistors auf das Hochfrequenzverhalten des Verstärkers.Dieße
Kapazitäten wirken jedoch wie ein Emitter-Nebenschlußkondensator
für die höherfrequenten Anteile im Eigenrauschen des in Basisschaltung befindlichen Verstärkertransistors.
Das Eigenrauschen des Verstärkers in Basisschaltung verschlechtert daher den Rauschabstand der Kaskoaenschaltung»
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß, wenn es sich bei jedem der parallel geschalteten Verstärker
um einen Kaskodenverstärker handelt, der Verstärkertransistor
in Emitterschaltung des ersten Verstärkers ein Großflächen-Bauelement im Vergleich zum
Verstärkertransistor in Emitterschaltung des zweiten Verstärkers ist. Der gröite re in Emitterschaltung befindliche
Transistor im ersten Verstärker kann eine große Signalverstärkung bei hohen Ruheströmen liefern. Der
kleinere in Emitterschaltung befindliche Transistor trägt· wegen der im vorhergehenden Abschnitt behandelten
Erscheinung sehr wenig zur Verschlechterung der Ausgangssignale bei.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Zwischenverstärker vorgesehen, dessen Verstärkung automatisch
von einem verhältnismässig hohen Wert bis hinunter zu einer Spannungsverstärkung von Eins oder weniger
regelbar ist. Der Verstärker ist derart ausgelegt, daß er für die Herstellung in integrierter Schaltangstechnik
geeignet ist. Der integrierte Aufbau der Schaltung und die resultierende Schaltungsanordnung kann so getroffen
werden, daß bei solch niedrigen Verstärkungen ein verbesserter Rauschabstand erhalten wird.
Eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein geregelter ZF-Verstärker in integrierter Schaltung.
Dieser geregelte ZF-Verstärker enthält zwei parallel geschaltete Kaskodenverstärker. Ein Doppelemittertransistor
bildet die in Basisschaltung vorliegende Verstärkerstufe der beiden Kasko d en ver star teer. Der erste Emitter des Doppelemittertransistors
erhält Signale vom Kollektor eines ersten
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Eingangstransistors.Dieser erste Eingangstransistor ist
als smittergeerdeter Verstärker geschaltet, uer zweite
Emitter des Doppelemittertransistors erhält Signale vom Kollektor eines zweiten Eingangstransistors. Dieser zweite
Eingangstransistor besitzt als Gegenkopplung einen Emitterwiderstand und liefert die Verstärkung Eins. Dem
.Eingang sowohl des ersten als auch des zweiten Transistors werden Signale und eine AVR-Spannung zugeführt, sodaß für
kleine Signalpegel von der Kaskodenschaltung mit dem ersten
Transistor eine verhältnismässig hohe regelbare Verstärkung
geliefert wrd. Für höhere Signalpegel wird der Verstärkungsfaktor des ersten Transistors am Ende bis auf
Hull vermindert, und die Kaskodenschaltung enthält nur den zweiten Transistor und den ausgangsseitigen DoppelemittertraTisistor,
wodurch eine Spannungsverstärkung von im wesentlichen Eins erhalten wird. Ausserdem wird die physikalische
Größe und die Geometrie der beiden Eingangstransistoren so gewählt, daß erstens ein verhältnismässig breiter Ver—
Stärkungsbereich erhalten v.ir d und zweitens eine verhält— nismässig kleine kapazitive Belastung des in Basisschaltung
befindlichen Doppelemittertransistors bei niedrigen Verstärkungen vorhanden ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Verstärkung des ZF-Verstärkers durch eine Dämpfung bis unter
eine Spannungsverstärkung von Eina vermindert werden. Eine solche Dämpfung wird mittels eines vierten Transistors erhalten,
der dem ersten und dem zweiten (jeweils in Emitterschaltung befindlichen) Transistor Eingangssignale zuführt.
Der vierte Transistor ist so angeordnet, daß er bei seinem Betrieb in Sperrichtung als veränderlicher Kondensator
(d.h. als Varactor-Diode) wirkt, damit er in Verbindung mit einer zugehörigen Impedanz einen steuerbaren Spannungsteiler an
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den Eingängen des ersten und zweiten Eingangstransistors bildet.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist eine automatische
Verstärkungsregelungsschaltung (AVR-Schaltung)
vorgesehen, die gegenüber den störenden Einflüssen des Impulsrauschens unempfindlich ist, welches in einem
empfangenen Fernsehsignal auftritt. Auf den Eingangskreiß
eines AVR-Transistors wird eine Quelle für Tastimpulse gekoppelt, die zeitlich mit den- Synchronisieriapulsen
eines demodulierten Fernsehsignals zusammenfallen» Dem Eingangskreis werden auf die Synchronisiersignale in
dem demodulierten Fernsehsignal ansprechende Schaltmittel parallelgeschaltet, um die Amplitude der dem AVR-Transistor
zugeführten Tastimpulse zu steuern. Eine auf das impulsrauschen im demodulierten Fernsehsignal ansprechende
Einrichtung wird auf die Tastimpulsquelle gekoppelt,
um die Amplitude der an die AVR-Generatorschaltung gelieferten
Tastimpulse zu steuern.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine durch die erwähnten Schaltmittel gesteuerte Einrichtung
mit dem AVR-Transistor verbunden, welche diesem zusätzliche
Ströme zuführt, um eine Sperrung der automatischen Verstärkungsregelung zu verhindern, wenn der pegel des
empfangenen Signals plötzlich anwächst, und um das Ansprechen der AVR-Schaltung zu beschleunigen, wenn unsynchronisierte,
starkgeprägte Signale vorhanden sind.
Die Erfindung und deren unterschiedlicher Zweck gehen im einzelnen aus der nachstehenden Beschreibung und aus
den Zeichnungen hervor.
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Figur 1 zeigt teilweise in Blockform und teilweise als Schaltbild einen Teil eines Fernsehempfängers,
der gemäß der Erfindung aufgebaut ist;
Figur 2 zeigt als Bild einen Teil einer ZF-Verstärkerstufe
in integrierter schaltung, die bestimmte Merkmale der. Erfindung aufweist.
In Figur 1 ist mit dem gestrichelten Rechteck 10 ein monolithisches integriertes Halbleiterplättchen schema-"
tisch dargestellt.Das Plättchen 10 besitzt eine Vielzahl von Kontaktflächen oder Anschlüssen (T-, - T-.-.) längs den
äusseren Kanten. Über diese Anschlüsse werden die Verbindungen zwischen der auf dem Plättchen 10 angeordneten schaltung
und äusseren Elementen hergestellt. Das Plättchen enthält einen ersten insgesamt mit 12 bezeichneten ZF-Verstärker,
einen zweiten und dritten ZF-Verstärker 14, einen Videodemodulator 16, einen ersten Videoverstärter lö,
eine insgesamt mit 20 bezeichnete getastete AVR-Schaltung zur Erzeugung des AVR-Potentials und eine insgesamt mit
. 22 bezeichnete Spannungssignal quelle für die verzögerte Schwundregelung zur Steuerung der HF-Verstärkerstufe.
In einem mit dem Plättchen 10 ausgestatteten Fernsehempfänger
werden trägermodulierte Fernsehsignale von einer Antenne 24 aufgefangen und auf einen Fernseh-Ab stimmten
26 gegeben. Der Abstimmteil 26 enthält typischerweise eine
HF-Verstärkerstufe und einen Frequenzwandler. Der Abstimmteil 26 übernimmt die üblichen Funktionen, d.h. erstens
verstärkt er selektiv ein gewünschtes aus verschiedenen empfangenen HF-Fernsehsignalen und zweitens wandelt er das
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ausgewählte HF-Signal in ein Zwischenfrequenz-Signal (ZF-Signal) um. Der HF-Verstärker des Abstimmteils 26
ist auf eine bekannte Weise in seiner Verstärkung regelbar eingerichtet, wobei diese Regelbarkeit mit der
nachstehend beschriebenen AVR-Schaltung kompatibel ist.
Die verstärkten Zwischenfrequenzsignale werden über ein frequenzselektives Netzwerk 28 und eine Zwischenfrequenz-Eingangsklemme
T-, des Schal tungsplättchens 10 auf eine erste ZF-Verstärkerstufe 12 gegeben. Ein zweites
ausserhalb des Plättchens 10 liegendes frequenzselektives Netzwerk 30 ist zwischen den Ausgang des Verstärkers
12 und den Eingang zweier weiterer ZF-Verstärkerstufen
14 über die Anschlüsse T, und T, des Plättchens
geschaltet.
Die verstärkten ZF-Ausgangssignale der dritten und vierten
ZF-Verstärkerstufe 14 werden auf den Videodemodulator 16 gekoppelt.Der Videodemodulator 16 gewinnt aus den
ZwischenfrequenzSignalen die Bild- und Synchronisiersignale.
Der Ausgang des Videodemodulators 16 wird in" einem ersten Videoverstärker 18 verstärkt.Das Video-Ausgangssignal
des Videoverstärkers 18 enthält negative Synchronisierimpulse. Dieses Videoausgangssignal wird über den
Anschluß T1- des Plättchens auf die weiteren üblichen Schaltungen
zur Verarbeitung des Ferneehsignals gekoppelt, die sich ausserhalb des Plättchens 10 befinden.
Der Videoverstärker 18 liefert ausserdem Signale an die
AVR-Quelle 20, die entsprechend der U.S·-Patentanmeldung
Nr. 803 590 vom 3. März 1969 (Deutsche Patentanmeldung
P......... .) aufgebaut ist. Weitere Merkmale der
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AVR-Potentialquelle 20 sind auch in der U.S.-Patentanmeldung
Nr.39 018 (Deutsche Patentanmeldung P
) beschrieben. Die AVR-Potentialquelle 20 arbeitet als getastete AVR-Schaltung. Eine in einem Fernsehempfänger
enthaltene getastete AVR-Schaltung enthält einen Detektor, der während kurzer periodisch wiederkehrender
Intervalle auf die Amplitude des demodulierten Videosignals anspricht. Diese Ansprechintervalle des Detektors
sind so eingerichtet, daß sie zeitlich mit dem Erscheinen von Synchronisier impulsen im Vide ο signal:~. zusamme η-fallen.
Die Verstärkungsfaktoren der Z F-und HF-Verstärker werden so gesteuert, daß die Amplitude der Synchroni
sie rimpulse trotz Schwankungen im pegel des HF-Eingangssignals
konstant gehalten wird.Mit dieser Betriebsweise bleibt die AVR-SGhaltung unbeeinflusst von Impulsrauschen,
welches zwischen den einzelnen Intervallen auftritt, in denen der Detektor auf das demodulierte Videosignal
anspricht.
Die getastete AVR-Schaltung erhält über den Anschluß
T6 des Plättchens Tastimpulse aus einer Tastimpulsquelle
32, bei der es sich um den (nicht gezeigten) Horizontal-Endtransformator
des Fernsehempfängers handeln kann. Die AVR-Potentialquelle 20 wird über den Anschluß Tg auf ein
ausserhalb liegendes AVR-Füternetzwerk 34 gekoppelt. Das AVR-FiIternetzwerk 34 enthält einen Widerstand 36 und einen
Kondensator 38 in Parallelschaltung. Ausserdem ist eine Spannungsquelle (B +) über die in Reihe geschalteten Widerstände
40 und 42 mit dem Filternetzwerk 34 verbunden. Der Ausgang des ZF- Verstärkers 12*ist über das frequenzselektive
Netzwerk 30 auf den Eingang des Verstärkers 12 (d.h. über den gemeinsamen Anschluß der Widerstände 40 und 42)
gegengekoppelt. Die am Filternetzwerk 34 erzeugte AVR-
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Spannung wird über einen Widerstand 44 der Eingangskleeme
T-. des ZF-Verstärkers zugeführt, um die Verstärkung
des ersten ZF-Verstärkers 12 zu steuern, wie es später noch beschrieben werden wir d« Wie es
ebenfalls später noch erläutert wird, wird auch eine geeignete AVR-Spannung über das Verzögerungsnetzwerk
22 und den Anschluß T10 an den HF-Verstärker des Abetimmteils
26 gegeben* Eine außserhalb liegende Steuere inr ich tune für die verzögerte Schwundregelung enthält
einen parallel zu einer geeigneten Spannungsquelle (z. B. B+) geschalteten veränderbaren widerstand 46
und ist über einen^Widerstand 46 und den Anschluß T-,-,
mit dem Verzögerungsnetzwerk 22 verounden.
Die Teile des Plättchens 10 für hohe und niedrige Signalpegel sind jeweils mit Erdanschlüesel T^ bezw. TQ
versehen.
Den verschiedenen Teilen der auf dem plättchen IO vorgesehenen
Schaltung wird über den Anschluß T2 eine Betriebsspannung
(B+) zugeführt. Die Betriebsspannung beträgt typischerweise 11 Volt, Der ZF-Verstärker 12 wird
über ein mit dem Anschluß Tp verbundenes dynamisches
Störschutzfilter 50 mit einer verhältnismässig rauschfreien Betriebsspannung versorgt. Das Störschutzfilter
50 ist in der U.S.Patentanmeldung Nr. 803 728 (Deutsche
Patentameldung P ...} beschrieben und liefert im wesentlichen gleiche jedoch entkoppelte Spannungen
an den Klemmen 52 und 54·
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Im Schaltungsplätten 10 werden die von dem frequenzselektriven Netzwerk 28 gelieferten Zwischenfrequenzsignale
und die von dem Filternetzwerk an dem Anschluß T-, zugeführte AVR-Spannung direkt auf die Basis
eines Eingangstransistors 56 gegeben. Der Kollektor des Transistors 56 liegt an einer am Punkt 54 zuge-.führten
Betriebsspannung. Der Emitter des Transistors 56 ist mit der Basis eines folgenden als Emitterfolger
geschalteten Transistors 58 verbunden. Die Basis-Emitter-Kapazität des Transistor s 56 ist in gestrichelten Linien
eingezeichnet und mit der Bezugszahl 56d versehen. Wie noch erläutert werden wird, ändert sich für
starke Eingangssignale die Kapazität 56 d als Funktion
der AVR-Spannung und dient als Dämfingsglied in Verbindung mit dem Widerstand, der zwischen dem Emitter des
Transistors 56 und Erde vorhanden ist. Zwischen den Emitter des als Emitterfolger geschalteten Transistors
58 und Erde ist ein Belastungswiderstand 60 geschaltet.
Die am Belastungswiderstand 60 auftretenden Signale werden auf die Basis eines emittergeerdeten Transistors
62 gegeben. Der Kollektor des Transistors 62 ist mit einem Emitter eines Doppelemittertransistors 64 ·
verbunden. Dem Kollektor des Transistors 64 wird über einen Gleichstromweg durch das zweite frequenzselektive
Netzwerk 30 ein Betriebspotential (B+) gegeben. Zur Zuführung verstärkter ZF-Signale an die nachfolgenden
Stufen über das zweite frsquenzselektive Netzwerk 30 wird eine hochverstärkende Kaskodenverstärkerstufe
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gebildet. Der Transistor 62 hat einen verhältnismässig hohen maximalen Übergangsleitwert (transconductan."i ]
g , der als Funktion der vom Anschluß T1 augefahrten
A3FR—Vorspannung verändert werden kann. In der dargestellten
Schaltung wird eine AVR-Spannung in sperrrichtung verwendet.Das heißt, die Verstärkung des
Transistors 62 wird vexkleinert durch Verminderung der positiven Vorspannung, die seiner Basis vom Anschluß
T-, üuer die Transistoren 56 und 58 zugeführt
wird.
Der Emitter des fiingangstransistors 56 ist ausserdem
mit der Basis eines Transistors 66 direkt verbunden. Der Kollektor des Transistors 66 ist mit dem zweiten
Emitter des Transistors 64 verbunden- Ein Vorspannungsteiler aus den Widerständen 68 und 70 ist zwischen die
Basis des Transistors 66 und Erde geschaltet. Der gemeinsame Anschluß der Widerstände 68 und 70 liegt am
Emitter des Transistors 66. Die Vorspannungswiderstände
68 und 70 sind so ausgewählt, daß der Transistor 66 immer dann leitend ist, wenn der Transistor;-62
leitet. Ausserdem sind die Widerstände so bemessen, daß der Transistor 66 leitend bleiDt, wenn der Transistor
62 sperrt. Der Transistor 66 ist ein verhältnismässig ^leinflächiges Element im Vergleich zum
Transistor 62. Die Transistoren 66 und 64 bilden eine Kaskodenverstärkerstufe mit geringer Verstärkung (z.B.
mit dem Verstärkungsfaktor 1) für die Zuführung der ZF-Eingangssignale mit hohem Pegel vom Transistor 56
zu den nachfolgenden Stufen. Die Arbeitsweise des Transistors 66 wird später noch ausführlicher beschrieben.
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BAD ORIGINAL
Die Verstärkungsregelung der ersten ZF-Verstärkerstufe in Kaskodenschaltung (Transistoren 62, 64, 66)
für Eingangssignale mit verhältnismässig niedrigem
Pegel ist beschrieben worden. Für Eingangssignale
mit höherem Pegel wird eine zusätzliche Verstärkungsregelung des gesamten HF- und ZF-Verstärkersysteias
dadurch erhalten, daß man erstens den Verstärkungsfaktor des HF-Verstärkers im Abstimmteil 26 verändert,
zweitens den Übergangsieitwert des Transistors 56 verändert, und drittens für einen gedämpften Be-
^ trieb des Transistors 56 sorgt. Im folgenden sei die
Art und Weise beschrieben, in der diese drei Funktionen erfüllt werden.
Der Emitter dee Eingangs 56 ist mit dem Netzwerk 22
für die verzögerte Schwundregelung verbunden. Genauer gesagt ist die Basis des Transistors 72 über einen
Widerstand 74 an den Emitter des Transistors 56 angeschlossen. Der Eingang (Basis-Emitter-Strecke) des
Transistors 72 liegt dem Eingang des Transistors 66 im wesentlichen parallel und wird mit Hilfe eines
Spannungsteilers aus den Widerständen 76 und 78 vorgespannt. D©r Kollektor des Transistors 72 erhält seine
Betriebsspannung von der ausserhalb liegenden und aus
den Widerständen 46 und 48 sowie der Betriebsspan— nungsquelle B+ bestehenden Steuereinrichtung für die
verzögerte Schwundregelung. Die vorspannungs- und Betriebsspannungswerte
für den Transistor 72 werden so gewählt, daß der Transistor 72 beim Fehlen eines Signals
oder beim Vorhandensein eines verhältnismässig schwachen Signals vollständig im Sättigungszustand
gehalten wird.
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Ein als Emitterfolger geschalteter Transistor 80
koppelt den Kollektor des Transistor 72 auf die
Basis eines Doppelemittertransistors 82.Die Kollektorelektroden der Transistoren 80 und 82 sind mit
einem Punkt 54 verbunden, der ihnen Betriebspotential zuführt. Wenn der Transistor 72 beim Fehlen eines Signals oder beim Vorhandensein eines
schwachen Signals voll leitend ist, dann wird der
Transistor 82 in nichtleitendem Zustand gehalten.
koppelt den Kollektor des Transistor 72 auf die
Basis eines Doppelemittertransistors 82.Die Kollektorelektroden der Transistoren 80 und 82 sind mit
einem Punkt 54 verbunden, der ihnen Betriebspotential zuführt. Wenn der Transistor 72 beim Fehlen eines Signals oder beim Vorhandensein eines
schwachen Signals voll leitend ist, dann wird der
Transistor 82 in nichtleitendem Zustand gehalten.
Ein Emitter des Transistors ö2 ist über einen Widerderstand
84 mit den Basiselektroden der Transistoren 58 und 66 verbunden. Der andere Emitter des Transistors
82 liegt an einem Spannungsteiler aus den Widerständen 86 und 88. Wie weiter unten noch beschrieben
werden wird, stellt der Widerstand d4 in Verbindung
mit der Kapazität 56 d eine Dämpfungswirkung bei starken Signalen her. Der Widerstand 84 dient ferner dazu, für mittlere und starke Signale die Gegenkopplungsschleife zur Basis des Transistors 72 zu schliessen. Bei mittleren und starken Signalen verringert die zugeführte AVR-Spannung die Leitfähigkeit des Transistors 72, sodaß er aus der Sättigung gerät. Die Kollektorspannung des Transistors 72 steigt dann an, wodurch die Transistoren 80 und 82 leitend werden. Der Spannungsteiler 86, 88 ist sobemessen, daß bei einem bestimmten Wert der AVR-Spannung (entsprechend einem bestimmten ZF-Signalpegel) ein weiterer Transistor 90
leitend wird und eine geeignete AVR-Spannung an den
Abstimmten 26 überträgt. Dem Transistor 90 ist ein
Basiswiderstand 92, ein Emitterwiderstand 94 und ein Netzwerk 96 zur Umsetzung des Kollektorspannungs-
mit der Kapazität 56 d eine Dämpfungswirkung bei starken Signalen her. Der Widerstand 84 dient ferner dazu, für mittlere und starke Signale die Gegenkopplungsschleife zur Basis des Transistors 72 zu schliessen. Bei mittleren und starken Signalen verringert die zugeführte AVR-Spannung die Leitfähigkeit des Transistors 72, sodaß er aus der Sättigung gerät. Die Kollektorspannung des Transistors 72 steigt dann an, wodurch die Transistoren 80 und 82 leitend werden. Der Spannungsteiler 86, 88 ist sobemessen, daß bei einem bestimmten Wert der AVR-Spannung (entsprechend einem bestimmten ZF-Signalpegel) ein weiterer Transistor 90
leitend wird und eine geeignete AVR-Spannung an den
Abstimmten 26 überträgt. Dem Transistor 90 ist ein
Basiswiderstand 92, ein Emitterwiderstand 94 und ein Netzwerk 96 zur Umsetzung des Kollektorspannungs-
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pegels zugeordnet.
Die'in der Figur 1 gezeigte getastete AVR-Schaltung
20 ist so eingerichtet, daß der Kollektorstrom des Transistors 98 den Kondensator 38 des AVR-Filters
entlädt, wenn der Video-Ausgangspegel des Videoverstärkers 18 einen vorbestimmten wert überschreitet.
Die Verkleinerung der AVR-Spannung hat zur Folge, daß die Verstärkung der entsprechenden ZF-und HF-Verstärkerelemente
vermindert wird. Falls der Video-Ausgangspegel unter den gewünschten Wert absinkt,
(was während eines Fadings im Eingangssignal geschehen kann), dann wird der Kondensator 38 auf eine
zunehmend positive Spannung aufgeladen. Der Ladestrom fließt vom Pol B+ der Versorgungsquelle durch die Widerstände
40 und 42. Die erhöhte AVR-Spannung hat zur Folge, daß die Signalverstärkung der entsprechenden
Verstärkungselemente vergrössert wird.
Im folgenden sei die Herstellung des gewünschten AVR-Verhaltens beschrieben. Hierzu wird die Arbeitsweise
der Schaltung für den Fall betrachtet, daß der Pegel der empfangenen signale ausgehend vom Nullsignal
allmälich bis auf einen Maximalpegel anwächst.
Wenn kein Signal empfangen wird, wid der Abstimmteil 26 und der ZF-Verstärker 12 mit maximaler Verstärkung
betrieben. Erstens lädt sich hierbei der AVR-Kondensator 3ö auf eine verhältnismässig hohe positive
Spannung auf, zweitens sind hierbei die Transistoren 56,'58, 62, 64 und 66 alle für maximale Verstärkung
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vorgespannt und drittens wird hierbei der Transistor 72 in die Sättigung getrieben. Die Transistoren 80,
82, und 90 sind gesperrt (d.h. nichtleitend). Wenn die stärke des empfangenen Signals anwächst, dann
werden die Signale von dem dem Demodulator 16 vorr geschalteten aktiven Elementen verstärkt, und ihr
Pegel wird in der AVR-Potentialquelle 20 gefühlt. Wenn ein vorgegebener günstiger Videosignalpegel erreicht
ist, dann setzt die AVR-Spannungsquelle 20 mit dem Vermindern der an den Anschluß T1 gelieferten
AVR-Spannung ein. Der Verstärkungsfaktor des Transistors 62 wird daraufhin verkleinert, dadaß das
Videoausgangssignal an dem Ausgang Tp- auf seinem
vorgegebenen Wert gehalten wird. Bei niedrigem pegel der Eingangssignale ist der Transistor 66 leitend.
Seine Spannungsvörstärkung hat jedoch nur den Wert lins. Daher ist sein Beitrag zu dem an den
basisgeerdeten Transistor 64 gelieferten Si&nal unbedeutend
gegenüber dem Anteil, der von dem hochveestärkenden Transistor 62 (z.B. g =0,05 Siemens) geliefert
wird.Da der Transistor 72 gesättigt ist, wird ausserdem der Abstimmteil 26 mit maximaler verstärkung
betrieben.
Wenn der empfangene Signalpegel anwächst und die dem Anschluß T, zugeführte AVR-Spannung weniger positiv
wird, dann nimmt der Verstärkungsfaktor des Transistors 62 ab. Diese Abnahme machte beispielsweise für
jeweils 20 mV Änderung der AVR-Spannung 6 db aus. Wenn die IVR-Spannung auf einen genügend tiefen positiven
Wert abfällt, dann gerät der Transistor 72 aus seiner Sättigung, wodurch die Transistoren 80
- 18 109849/1758
und 82 leitend werden. Die Transistoren 72, 80 und 82 wirken dann als Gegenkopplung, welche die
Eingangsgröße der Transistoren 66 und 58 (und daher des Transistors 62) zu stabilisieren trachtet.
Die Vorspannungsviderstände 6d, 70, 76,und 78 werden so gewählt, daß der gewünschte Übergang zwischen
den Betriebsarten stattfindet, bevor der Transistor 62 seine Leitfähigkeit verliert.
Jedes weitere Anwachsen des Signalpegels und die resultierende Abnahme der AVR-Spannung hat eine sehr
kleine Änderung der Verstärkung der Kaskodenverstärker 62, 64, 66 zur Folge. Der AVR-Transistor 98 leitet
daher stark, sodaß die? AVR-Spannung am Kondensator 38 schneller verminuert wird. Da die Transistoren
80 und 82 leitend sind, wird eine AVR-Spannung nach Teilung an den Widerständen 86 und 88 und Umsetzung
durch das Netzwerk 96 an den HF-Yerstärker des Abstimmteils 26 übertragen. Der Transistor 62 durchläuft
einen mit Verzerrungen behafteten Zustand niedriger Terstärkung, wenn er seine Leitfähigkeit verliert.
Der Übergang vollzieht sich jedoch schnell, und der Transistor 64 liefert eine im wesentlichen verzerrungsfreie
Hauptkomponente seines Ausgangsstroms, sodaß die nachteiligen Wirkungen einer Verzerrung
überwunden werden. Der Kaskodenverstärker 64, 66
arbeitet bei jedem weiteren Anwachsen der Signalstärk©
mit relativ konstanter signalSpannungsverstärkung
von im wesentlichen dem Wert Eins.
Bei weiterem Anwachsen des Signalpegels nimmt die AVR-Spannung am Kondensator 38 weiterhin ab* Die
- 19 109849/1758
Verstärkung des Abstimmteils 26 wird dadurch vermindert, bis der Verstärkungsfaktor des HF-Verstärkers
seinen Minimalwert erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt ist die dem Anschluß T-, zugeführte AVR-GIeichspannung
niedrig genug, um den Übergangsleit wert des Eingangstransistor 56 zu beeinflussen, dessen Emitter
von der Rückkopplungsschaltung 72, 80, 82 festgehalten wird. Für ein weiteres Anwachsen des Signalpegels
bleibt die Verstärkung des Abstimmteilß 26 auf einem Minimalwert, während der Übergangsleitwert
des Eingangstransistore 56 verkleinert wiu, bis der Transistor 56 nicht mehr leitet.
In diesem Zustand wirkt die Basis-Emitter-Kapazität 5bd des Transistors 56,hauptsächlich in Verbindung,
mit dem Widerstand 84, als Spannungsteiler oder Dämßfungseinrichtung. Die in Sperrichtung
vorgespannte Sperrschichtkapazität 56d wirkt als Varactor (Kapazitätsdiode), dessen Kapazität abnimmt,
wenn die angelegte AVR-Spannung weniger positiv wird. Bei den infrage kommenden Signalfrequenzen
(d.h. annähernd 50 MHz) reiaht diese Kapazitätsänderung
aus, um für sehe hohe pegel des Eingangseignals
eine erwünschte Dämpfung herbeizuführen. Die gesamte Signalspannungsverstärkung der ersten
ZF-Verstärkerstufe zwischen der Eingangsklemme T-, und dem Anschluß T. (dem Eingang des zweiten ZF-Verstärkers
14) wird unter diesen Umständen auf weniger als Eins verkleinert. Es sei auch bemerkt,
daß die Signalspannungsverstärkung des Abstimmteils
- 20 -
1098 4 9/1758
im wesentlichen den Wert 1 hat. Daher wird der Rauschabstand
des demodulierten Signals von jeder Rauschquelle bis einschliesslich des ZF-Verstärkers 12 beeinflußt,
AVR-Schaltungen in Fernsehempfängern sind üblicherweise so ausgelegt, daß die Amplitude von
Spitze zu Spitze der niederfrequenten Synchronisiersignale am Ausgang des Videodemodulators auf einem
vorbestimmten Wert gehalten wird. Normalerweise steht der Spitzenwert der Synchronisierimpulse im festen
Verhältnis .zum maximalen Farbsignalpegel. In diesem Fall arbeitet die AVR-Schaltung so, daß ein genügender
Rauschabstand sowohl des Leuchtdichtesignals als jauch des Farbsignals erhalten wird. Es gibt jedoch
Fälle, in denen dieses verhältnis leider nicht eingehalten wird.
Beispielsweise kommt es bei 4er Massenfertigung von Farbfernsehempfängern vor, daß die Frequenzselektivität
(d.h. die Bandpaß-Kennlinien) der HF— und ZF-Verstärkerstufen
von den gewünschten Nennwerten abweicht. Die relativen Amplituden der niederfrequenten
Signalkomponenten (Synchronisierimpulse und Leuchtdichtesignal) und der hochfrequenten Signalkomponenten
(Farbsignale) des demodulierten Videosignals sind daher nicht korrekt. Ausserdem liegen diese Signalhorn- ·
ponenten in der Frequenz so weit auseinander,daß unterschiedliche
Sende- und Empfangsbedingungen ein falsches Verhältnis ihrer Amplituden herbeiführen können.
Dieses Problem kann durch Mehrwegereflexionen, durch unterschiedliche Kabelimpedanzen bei Drahtübertragung,
durch Änderung der Antennenimpedanz, usw. verursacht
werden. Sojdcann z.B. die Farbsignalkomponente des
- 21 109849/1758
Empfangssignals mit zu geringer Verstärkung verarbeitet werden, weil sie bezüglich der Komponenten
niedrigerer Frequenzen, auf die das AVR-System anspricht;, zu klein ist. Es sei angenommen, daß
das Empfangssignal verhältnismässig stark ißt, daß
jedoch das Farbsignal im verhältnis zum Leuchtdichtesignal geschwächt ist. Die AVR-Schaltung des Empfängers
verringert dann die Verstärkung der Verstärkerstufen so weit, daß der Rauschabstand des Leuchtdichtesignals
zwar angemessen ist, derjenige des Farbsignals jedoch unvertretbar klein ist.In vielen modernen
Fernsehempfängern sind die Farbsignalverstärker mit einer eigenen automatischen Verstärkungsregelung
ausgestattet, die man als "automatische Chrominanzre—
gelung" (amerikanisch: "ACC") bezeichnet. Diese Farbsignalverstärker,
mit automatischer Chrominanzregelung halten das Farbsignal auf voller Amplitude, selbst
wenn seine Amplitude im Ausgangssignal des Videodemodulator
s vermindert ist. Falls der Rauschabstand der diesen Farbsignalverstärkern zugeführten Farbsignal^
unvertretbar klein ist, dann erscheint beim Empfang einer Farbsendung auf dem Bildschirm ein durch das
Rauschen hervorgerufenes unerwünschtes farbiges "Schneien",
Um diese bei den oben beschriebenen Bedingungen auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen und um in
einem Empfänger mit automatischer Verstärkungsregelung ausserdem einen verhältnismässig grossen Bereich
an Signalpegeln verarbeiten zu können,muß der Einfluß aller Rauschenergiequellen in der Signalverstärkerkette
hinter der Eingangsstufe auf das verstärkte
- 22 10 9849/175 8
Signal möglichst klein sein. Diesen Problemen muß bei einer A?R-Einrichtung für einen in integrierter
Schaltung hergestellten ZP-Verstärker besondere Beachtung geschenkt werden, weil der Bereich der Verstärkungen
und die Fähigkeit zur Behandlung von Signalpegeln bei den einseinen Stufen begrenzt ist.
Die Art 9 in der ein Teil des integrierten Schaltungsplättchens
10 aufgebaut ist, um die Rauschprobleme zu meistern, wird anhand der Figur 2 erläutert* wo
ein Teil des Plättchens 10 bildlich dargestellt istc
Der dargestllte Teil enthält einige Transistoren 56 t
62, 64 und 66$ die Anschlüsse 3>
, T~ und Tq sowie die zu diesen Teilen gehörenden leitenden Verbindungen.
Die Herstellungsweise des aargestellten Aufbaues ist
bekannt und wird im einzelnen nicht beschrieben. Für das Verständnis der Erfindung reicht die Feststellung
aus, daß das Plättchen 10 aus Halbleitermaterial, vorzugsweise gilizium^best@ht und Kit ©iner n-leitenden
Schicht v@rsehen ist« Das η-leitende Material ist beispielsweise
als epitaxiale Schicht auf einer p-leitenden Unterlage aufgetragen, Zellen ("Boats") aus n-leitenden
Material^ die als Kollektorzonen für Transistoran diea©ö9 können dann durch Diffusion von ρ -Bereichen
durch das η-leitende Material zur p-leitenden Unterlage gebildet werden.
Jeder der dargestellten Transistoren 56, 62, 64 und wird in einer gesonderten Zelle aus u-leitendea Material
gebildet,, die den Kollektor des Transistors darstellt
und durch Diffusion der erwähnten p"**-Isolation ua den
- 23 -
4 S / 1 7 S 8
8AD OF)IGtNAt
Rand einer jeden Kollektorzone 56c, b2c, 64c, 66c
hergestellt worden ist. Innerhalb jeder Kollektorzone wird eine Basiszone 56b, 62b, 64b und 66b aus
p-leitendem Material (leicht getüpfelt bzw. schattiert
dargestellt) eindiffundiert.Anschliessend werden entsprechende Emitterzonen aus n-leitendem
Material 56e, 62e, 64e, 64e2 und 66e durch Diffusion
gebildet. Die Transistoren werden entsprechend dem Schaltbild nach Figur 1 durch ein Metallisierungsmuster miteinander verbunden, dessen Teile mit M
bezeichnet sind und welches in der üblichen Weise über einer (nicht gezeigten) Oxydschicht aufgetragen
ist, die an den jeweiligen Kontaktstellen der Transistor
en und der anderen Bauteile Öffnungen aufweist.
Wie es in Verbindung mit der Figur 1 erwähnt wurde, ist der Transistor 62 soaausgelegt, daß er bei den
verwendeten Zwischenfrequenzen (etwa 45 MHz) einen steuerbaren Übergangsleitwert (transconductance) mit
verhältnismässig hohem Maximum aufweist. Die Fläche der Kollektorzone 62c ist an sich verhält Jiismässig
groß. Weiterhin ist die Basiszone 62b mit zwei Metallkontakten M versehen, die zu beiden Seiten der Emitterzone
62e liegen, um wie bekannt, die gewünschte hohe Verstärkung zu erzielen.
Andererseits hat der Transistor 66 relativ kleine Abmessungen, undsseine Kollektorzone 66c nimmt eine kleinere
Fläche ein als die Kollektor zone-62c. Die eine Kante der Kollektor zone 66c ist durch die Metallisierung
M verdeckt, sie fluchtet jedoch mit der ensprechenden
- 24 -
109849/1758
Kante des Kollektors 62c. Ferner ist eine verhälfcnismässig
kleine Basiszone 66b mit einem einzigen Kontakt und eiie entsprechend kleine Emitterzone 66e
vorgesehen. Die Fläche eines jeden Transistors 62 und 66 bestimmt eine Kapazität zwischen der n-leitenden
Kollektorzone des Transistors und der angrenzenden p-leitenden Unterlage. Die Bauelemente sind
maßstabsgetreu gezeichnet, um den Unterschied in den Abmessungen zu veranschaulichen. Der Maßstab ist so
gewählt, daß der Anschluß T, in Wirklichkeit auf dem
w Plättchen 0,1 mm χ 0,1 mm groß ist. Der Anschluß Tq
wird dur ch eine mit der p-leitenden Unterlage verbundene
p+-Diffusion gebildet. Die mit dem Anschluß Tq verbundene Metallisierung M ist aisserdem ausserhalb
des Plättchens mit Erde verbunden, wie es in Figur 1 gezeigt ist. Jeder der Transistoren 62 und
66 stellt daher eine bestimmte Kapazität zwischen Kollektor und Erde dar. Die Kapazität des größeren
Bauelements 62 ist etwa zweimal so groß wie die Kapazität
des kleineren Bauelements 66. Diese Eigenschaft der Transistoren 62 und 66 ist von besonderer
. Bedeutung für das oben beschriebene Verhalten der
Schaltung bei starken Signalen und niedriger Verstärkung der ZF-Verstärker.
Wie im Zusammenhang mit Figur 1 festgestellt wurde, bedeutet dies, daß beim Anwachsen des Pegels des empfangenen
Signals die vom Filternetzwerk 34 über den
Anschluß T-, zugeführte AVR-Spannung weniger positiv
wird. Die Verstärkung des Transistors 62 wird kleiner.
- 25 -
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Diese Verstärkung erreicht möglicherweise den zum Transistor 66 gehörenden Wert 1. Bei dieser Verkleinerung
der Verstärkung des Transistors 62 wächst die Emitterimpedanz eines jeden der Transistoren 62 und
64 in entsprechender Weise (z.B. von etwa 10 Ώ~ bis
1000 Ώ- ). Dieses entsprechende Anwachsen liegt daran,
daß die Transistoren 62 und 64 in Serie geschaltet sind. Die Kapazität zwischen Kollektor und Grundmaterial
(Unterlage) des Transistors 62 ist so, daß ihre Impedanz bei der Betriebsfrequenz (z.B. etwa 45 MHz)
ebenfalls annähernd 1000 Ό- beträgt. Die Emitterimpedanz
des Transistors 64 und die Impedanz der Kapazität zwischen Kollektor und Grundmaterial des Transistors
62 sind von der gleichen Größenordnung. Daher fließt ein wesentlicher Teil (annähernd die Hälfte)
des vom Transistor 62 gelieferten Signalstroms eher durch dessen Kollektor-Grundmaterial-Kapazität als
durch.den Transistor 64. Während dieser Zeit wirkt die Kapazität auch als Emitter-Belastungsimpedanz
für das Eigenrauschen des Transistars 64. Die gemeinsame Wirkung der Verkleinerung des dem Transistor.64
zugeführten Signals und des unverminderten Rauschanteils des Transistors 64 verschlechtert den?_Rauschabstand
des ZF-Verstärkers 12, der zu dieser Zeit mit einer Verstärkung von etwa 0 db arbeitet. Um diese zusätzliche
Rauschquelle zu beseitigen, ist der zweite Eingangstransistor 66 vorgesehen, wenn die verstärkung
des Transistors 62 auf den erwähnten kleinen Wi'rt vermindert
wird und dieser Transistor nahezu nicht leitend ist, dann nimmt die Änderungsgeschwindigkeit der Verstärkung
des ZF-Verstärkers 12 (d.h. Verstärkungsänderung in db pro Millivolt der Änderung der AVR-Spannung)
- 26 109849/1758
wesentlich ab. Die AVR-Schaltung treibt bei wachsendem
Signalpegel den Transistor 62 schnell aus seinem leitfähigigen Zustand. Der Emitter des Transistors
64, auf den der Kollektor des Transistors 62 gekoppelt ist, wird' daher nicht mehr mit Gleichstrom versorgt.
Der Basis-Emitter-Halbleiterübergang des Transistors 64yder mit der Kollektor-Grundmaterial-Kapazität
des Transistors 62 verbunden ist, wird von der Schaltung abgetrennt. Die kleinere Kollektor-Grundmaterial-Kapazität
des Transistors 66 verschlechtert den Rauschpbstand nicht wie die größere Kollektor-Grundmaterial-Kapazität
des Transistors 62. Der f?auschabstand des Empfängers wird daher verbessert.
Wie im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurde, besitzt der Transistor 56 eine Basis-Emitter-Kapazität,
die sich bei Betrieb in Sperrichtung gegenläufig mit der angelegten Sperrspannung ändert. Die Geometrie des
Transistors 56,der diese erwünschte Eigenschaft aufweist, ist in Figur 2 dargestellt. Die Kapazitätsänderung
liegt in der Größenordnung von einigen Picofarad. Zusammen mit dem Widerstand 84 bewirkt diese
Kapazitätsänderung eine Dämpfung der Eingangssignale
mit hohem Pegel und verhindert somit eine Übersteuerung des ZF-Versöärkers 12.
Die Verwendung parallel geschalteter Verstärker in einer gesteuerten Verstärkeranordnung wurde vorstehend
an einem Ausfiihrungsbeispiel beschrieben, es sind jedoch zahlreiche andere Ausgestaltungen innerhalb
des Bereichs der Erfindung möglich. So"ist bei-
- 27 109849/1758
spielsweise der Transistor 64 als einzelner Transistor mit zwei Emittern dargestellt, er kann jedoch durch
zwei getrennte Transistoren ersetzt werden, die beide in Basisschaltung angeordnet sind. Bei solchen getrennten
Transistoren wären ihre Basiselektroden
miteinander verbunden, ihre Kollektoren wären ebenfalls miteinander verbunden,und ihre Emitter wären
an die Kollektoren der Transistoren 62 und 66 angeschlossen. Der Doppelemittertransistor benötigt auf dem integrierten Schaltungsplättchen jedoch weniger Platz als zwei getrennte Transistor en mit jeweils
einem Emitter, weil für die Herstellung der Ohm sehen Kontakte (Verbindungen) zwischen der Metallisierung und der Basis-und Kollektor-Halbleiterzone bei einem Doppelemittertransistor weniger Raum gebraucht wird als bei zwei getrennten Transistoren mit jeweils
einem Emitter. Auch spart man auf dem Plättchen den Raum, der zur gegenseitigen Isolierung zweier getrennter Transistoren nötig ist.
miteinander verbunden, ihre Kollektoren wären ebenfalls miteinander verbunden,und ihre Emitter wären
an die Kollektoren der Transistoren 62 und 66 angeschlossen. Der Doppelemittertransistor benötigt auf dem integrierten Schaltungsplättchen jedoch weniger Platz als zwei getrennte Transistor en mit jeweils
einem Emitter, weil für die Herstellung der Ohm sehen Kontakte (Verbindungen) zwischen der Metallisierung und der Basis-und Kollektor-Halbleiterzone bei einem Doppelemittertransistor weniger Raum gebraucht wird als bei zwei getrennten Transistoren mit jeweils
einem Emitter. Auch spart man auf dem Plättchen den Raum, der zur gegenseitigen Isolierung zweier getrennter Transistoren nötig ist.
Wenn die Betriebsfrequenzen de» gesteuerten ZF-Verstärkers
nicht im Bereich von 45 MHz sondern nennenswert tiefer liegen, dann brauchen die in Emitterschaltung
befindlichen Verstärkertransistoren 62 und 66 nicht in Kaskodenschaltung angeordnet zu sein. Die Kaskodenschaltung
hält den. Einfluß der Kollektor-Basis-Kapazitäten, der Kollektor-Emitter-Kapazitäten und der
Kollektor-Grundmaterial-Kapazitäten auf die Bandbreiten der in Emitterschaltung befindlichen Verstärker möglichst gering. Bei tieferen Frequenzen ist der Einfluß dieser Kapazitäten auf die Bandbreiten der Verstär-
Kollektor-Grundmaterial-Kapazitäten auf die Bandbreiten der in Emitterschaltung befindlichen Verstärker möglichst gering. Bei tieferen Frequenzen ist der Einfluß dieser Kapazitäten auf die Bandbreiten der Verstär-
- 28 -
109849/1758
ker unbedeutend. In diesem Falle können die Verstärkertransistoren
62 und 66 an eine gemeinsame Last angeschlossen sein (z.B. an die Primärwicklung
eines Zweikreis-Kopplungstransißormators). Die Parallelschaltung der in Emitterschaltung angeordneten
Transistoren 62 und 66 liefert dann immer noch die Summencharakteristik eines verstärkungsgeregelten
Bauelements mit Regelcharakteristik, was bei den herkömmlichen geregelten Transistorverstärkern
nicht der Fall ist.
Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden die Steuersignale zur Verstärkungsregelung sowohl dem Transistor 66 als auch
dem Transisotr 62 zugeführt. Die Wirkung der Verstärkungssteuersignale
auf den Transistor 66 ist weniger ausgeprägt als ihre Wirkung auf den emittergeerdeten
Transistor 62 wegen der negativen Rückkopplung, die dem Transistor 66 durch seinen Emittergegenkopplungswiserstand
70 zugeführt wird. Für Schaltungen, in denen ein weiter Bereich der Verstärkungsregelung
weniger notwendig Et, bei welchen man jedoch den Rauschabstand beim Empfang von Eingangssignalen
mit hohem Pegel noch verbessern will,kann man einen Verstärker mit festgelegter Verstärkung in Verbindung
mit einem geregelten Verstärker verwenden.
109849/175
Claims (5)
1.j Geregelter Verstärker mit einem ersten Transistor^
der eine verstärkungsgeregelte erste Verstärkerstufe in Emitterschaltung bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Transistor (66) als zweite Verstärkerstufe in Emitterschaltung geschaltet ist, wobei
die maximale Verstärkung der ersten Verstärkerstufe (62) grosser und ihre minimale Verstärkung kleiner
ist als diejenige der zweiten Verstärkerstufe (66, 68, 70), und daß die Eingänge der beiden Verstärkerstufen
an dieselbe Signalquelle koppelbar sind, während die Ausgangsströme der beiden Verstärkerstufen
eine gemeinsame Ausgangs la. st (30) speisen.
2. Geregelter Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Widerstand (70) den
Emitter des zweiten Transistors (66) mit dem gleichen Bezugspotential verbindet, mit welchem der Emitter des
ersten Transistors (62) direkt verbunden ist, und daß eine erste Verstärkerstufe in Kollektorschaltung (58,
60) die Basis des zweiten Transistors mit der Basis des ersten Transistors verbindet, und daß die Basis
des zweiten Transistors das zu verstärkende Signal^
dem Steuerpotential einer automatischen Verstärkungsregelung überlagert^empfängt.
3. Geregelter Verstärker nach Anspruch 2, gekennaeichnet durch einen ai zweite Verstärkerstufe in Kollektorschaltung
geschalteten Zusatztransistor (56), über
109849/1758
den die Basis des zweiten Transistors (66) das zu verstärkende dem Steuerpotential einer automatischen
Verstärkungsregelung überlagerte Signal empfängt, und einen den Emitter des Zusptztransistors
mit einer Potentialquelle (22) für die verzögerte Schwundregelung verbindenden Widerstand (84).
4. Geregelter Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Transistorverstärkerstufen
in Basisschaltung (64), deren erste den Kollektor des ersten Transistors (62) mit der Ausgangslast
(30) verbindet und deren zweite den Kollektor des zweiten Transistors (66) mit der Ausgangslast
verbindet, sowie dadurch, daß die Kollektor— At>leit—
kapazität des zweiten Transistors kleiner ist als diejenige des ersten Transistors.
5. Geregelter Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärkerstufen in Basisschaltung
einen einzigen Doppelemittertransistor (64) enthalten.
Leerseite
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |