DE2227991C3 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines der von Spitze zu Spitze gemessenen Amplitude eines Eingangssignals entsprechenden Ausgangssignals - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das der von Spitze zu Spitze gemessenen Amplitude eines Eingangssignales entspricht, welches über einen Kopplungskondensator einem Verbindungspunkt zwischen zwei an diesen mit ungleichen Elektroden angeschlossenen, gleichstrommäßig in einer Reihenschaltung liegenden Halbleitergleichrichtern zugeführt ist, von denen der erste mit seiner anderen Elektrode mit einer Klemme einer Vorspannungsquelle, welche ebenso viele in Flaurichtung vorgespannte pn-Übergänge wie die Reihenschaltung enthält, gekoppelt ist und der zweite Halbleitergleichrichter mit seiner anderen Elektrode an eine Klemme eines Siebkondensators angeschlossen ist, dem eine gleichstromdurchlässige Last parallelliegt und ^b0 dessen andere Klemme mit der anderen Kiemme der Vorspannungsquelle gekoppelt ist.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist aus der DE-AS 12 48 751 bekannt. Die bekannte Schaltung stellt im Prinzip eine Spannungsverdoppler-Schaltung ^h'' dar. deren Gleichrichter aus Siliziumdioden bestehen, die durch zwei über einen Widerstand in Flußrichtung vorgespannte uriil durch einen Überbrückiitigskondensator signalmäßig kurzgeschlossene gleichartige Siliziumdioden derart vorgespannt sind, daß die für Siliziumdioden typische Schwellenspannung kompensiert wird und ihr Arbeitspunkt im wesentlichen im Knick der Kennlinie liegt

Nachteilig an dieser bekannten Schaltungsanordnung ist ihre niedrige Eingangsimpedanz, außerdem läßt sich mit dem in Flußrichtung vorgespannten pn-0bergängen nur eine einzige Spannungsverdopplerschaltuisg speisen, da beim Anschluß mehrerer Spannungsverdoppler-Schaltungen an eine einzige Reihenschaltung aus den in Flußrichtung vorgespannten pn-Obergängen eine Wechselwirkung der Eingangssignale der verschiedenen Spannungsverdoppler-Schaltungen einträte.

Aus der GB-PS 10 76 072 ist eine Vollweg-Gleichrichterschaltung bekannt, die entweder zwei Dioden oder zwei Transistoren enthalten kann. Im Falle der Verwendung von Transistoren sind diese mit ihren Basiselektroden an die Enden der mit einer Mittelanzapfung versehenen Sekundärwicklung eines Eingangstransformators angeschlossen, ihre Emitterelektroden sind miteinander und mit einer Ausgangsklemme verbunden und ihre Kollektorelektroden liegen an einer Betriebsspannungsquelle.

Aus der US-PS 34 88 599 ist schließlich eine Demodulatorschaltung bekannt die als Gleichrichter Transistoren enthält, die durch Kurzschließen von Basis und Kollektor als Dioden geschaltet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltung gemäß der eingangs genannten Auslegeschrift als integrierte Schaltung auszubilden.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst daß bei Verwendung als integrierte Schaltung in einem monolithischen Halbleiterkörper der erste Halbleitergleichrichter durch die Basis-Emitter-Strecke eines ersten npn-Transistors gebildet ist, dessen Emitter mit dem Verbindungspunkt, dessen Basis mit der Vorspannungsquelle und dessen Kollektor mit einer Betriebsspannungsquelle ( + ) verbunden sind, und daß der zweite Halbleitergleichrichter durch die Basis-Emitter-Strecke eines zweiten npn-Transistors gebildet ist, der mit seiner Basis an den Verbindungspunkt, mit seinem Emitter an den Siebkondensator und mit seinem Kollektor an eine Betriebsspannungsquelle ( + ) angeschlossen ist.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung hat eine hohe Eingangsimpedanz, sie belastet also die Signalquelle nur wenig, außerdem wird die Vorspannungsquelle nur wenig belastet und es besteht eine hervorragende signalmäßige Isolation zwischen der Eingangsklemme und der mit der Vorspannungsquelle verbundenen Klemme, so daß eine Vorspannungsquelle für mehrere Schaltungsanordnungen der vorliegenden Art gemeinsam verwendet werden kann.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung eignet sich zum Beispiel für Schaltungsanordnungen zur automatischen Verstärkungsregelung, Steuerschaltungen für Pegelmesser, automatische Geräuschsperren.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein teilweise in Blockform gehaltenes Schaltbild eines FM-Rundfunkempfängers darstellt der mehrere Schaltungsanordnungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält.

Bei dem gezeigten FM-Rundfunkempfänger werden Zwischenfrequenzsignale (ZF-Signale) von einem (nicht gezeigten) vorgeschalteten FM-Tuner dem Eingang 71

einer Schaltungsanordnung 10 zugeführt, welche ZF-Verstärker/Begrenzer sowie einen FM-Demodulator enthält und auf einem einzigen monolithischen Siliziumplättchen untergebracht ist Vom Eingang 71 gelangen die Eingangssignale nacheinander zu einer ersten, zweiten und dritten ZF-Verstiirker/Begrenzer-Stufe 12, 14 bzw. 16, Das verstärkte Ausgangssignal der dritten Verstärker-Begrenzer-Stufe 16 wird einem Winkeldemodulator 18 zugeführt

Die verstärkten Ausgangssignale jeder der drei ZF-Stufen 12, 14 und 16 werden jeweils über einen zugehörigen Kondensator 20,22 bzw. 24 einem eigenen Spitzen-Spitzen- Detektor 26,28 bzw. 30 zugeführt Ein weiteres verstärktes und begrenztes ZF-Signal wird vom FM-Demodulator 18 (z. B. von einem zugehörigen Schwingkreis) über einen Kondensator 34 einem vierten Spitzen-Spitzen-Detektor 32 zugeführt. Jeder Detektor 26,28,30 und 32 enthält drei npn-Transistoren 36,38,40 bzw. 42, 44, 46 bzw. 48, 50, 52 bzw. 54, 56, 58, deren Basis-Emitter-Übergänge gleichstrommäßig in Reihe geschaltet sind. Die Reihenschaltung ist an eine Vorspannungsquelle (3Ube) angeschlossen, dl·- eine in Flußrichtung der Basis-Emitter-Übergänge .gepolte Vorspannung liefert Die Durchlaßvorspannung wird von drei in Reihe geschalteten Dioden 60,62,64 erzeugt, bei denen es sich typischerweise um Transistoren handelt, deren Basis- und Emitterelektroden jeweils in bekannter Weise miteinander kurzgeschlossen sind. Den Dioden 60, 62 und 64 wird mittels eines Widerstandes 66, der mit einer kompensierten Bezugs- M Spannungsquelle verbunden ist, ein im wesentlichen konstanter Strom zugeführt Die Bezugsspannungsquelle 68 enthält eine Avalanche-Diode 100, sowie eine temperaturkompensierende Diode 101 und wird mit einem verhältnismäßig konstanten Strom I,„ gespeist.

Die Kollektoren der jeweils ersten beiden Transistoren 36, 38 bzw. 42,44 bzw. 48,50 bzw. 54,56 eines jeden Detektors sind gemeinsam an eine Haupt-Betriebsspannungsquelle (B +) angeschlossen, die in der Zeichnung mit » + « bezeichnet ist Die Kollektoren der Transisto- -to ren 46 und 52 sind beide direkt mit dem Emitter eines Transistors 70 verbunden, dessen Basis an der Bezugsspannungsquelle (Zenerspannung) 68 liegt. Der Kollektor des Transistors 40 ist über einen Widerstand 72 mit dem Emitter des Transistors 70 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Kollektor &:s Transistors 58 über den Widerstand 74 mit dem Emitter des Transistors 70 verbunden. Der gesamte Kollektorstrom des Transistors 70 wird einer Umkehrstufe (»Stromspiegel«) 88 zugeführt, die ihrerseits mit dem Widerstand 90 gekoppelt ist Mit dem Widerstand 90 ist eine Ausgangsklcmme Tt zum Anschluß eines Abstimmanzeigegerätes verbunden. Der Kollektor des Transistors 40 ist über einen Ausgangstransistor 84 mit einer Klemme Ti für eine verzögerte H F-Regelung, und der Kollektor des Transistors 58 über einen Ausgangstransistor 86 mit einer Ausgangsklemme T} für eine automatische Geräuschsperre gekoppelt. An den Klemmen Ti und Ti liegen normalerweise (nicht gezeigte) Siebkondensatoren. wj

Jeder Detektor 26, 28, 30 bzw. 32 enthält weiterhin einen Siebkondensator 76, 78, 80 bzw. 82, der zwischen den Emitter des jeweils zweiten Transistors 38, 44, 50 bzw. 56 und ein De/ugspotential (Masse) geschaltet ist.

Beim Betrieb der Schaltung erfaßt jedt-r der Detektoren 26, 28, 30 und 32 den ZF-Signalpepel an jeweils einer gesonderten f-'tufe der ZF-Verstärkerkettc Alk· Detektoren 26. 28. 30. 32 sind mittels der Dioden 60, 62, 64 so vorgespannt, daß sie für ZF-Signale des Wertes null denselben Ausgangssignalwert liefern. Der Detektor 32 spricht auf den niedrigsten Pegel der dem Verstärker 12 zugeführten ZF-Eingangssignale an, da vor dem Eingang des Detektors 32 die Verstärkung der gesamten ZF-Verstärkerkette wirksam ist Wenn der Eingangssignalpegel größer wird, erreichen alle Verstärker-Begrenzer 16, 14, 12 nacheinander den Punkt, wo ihre Begrenzerwirkung eintritt Wie weiter unten erläutert wird, erzeugt jeder der Detektoren 30, 28 und 26 hierbei einen erhöhten Ausgangsstrom. Das Anzeigesignal für die Nutzsignalfeldstärke und die richtige Abstimmung an der Ausgangsklemme Tt wird daher mit dem Ansprechen eines jeden weiteren Detektors stärken

Im folgenden wird die Arbeitsweise eines der Spitzen-Spitzen-Spitzen-Detektoren, d. h. des Detektors 30, im einzelnen beschrieben. Es sei bemerkt, daß alle Detektoren in der gleichen Weise arbeiten. Die Transistoren 48, 50 und 52 und die als Dioden geschalteten Transistoren 60, 62 una 64 sind vorzugsweise völlig gleich aufgebaut Durch bestimmte Wahl des Wertes des Widerstandes 66 und der Zenerspannung in der Quelle 68 wird ein Vorstrom in den D-oden 60, 62, 64 eingestellt. In den Transistoren 48, 50 und 52 fließen uem gesamten Spannungsabfall an den Dioden 60, 62, 64 entsprechende Ströme. Der Transistor 48 führt von allen drei Transistoren 48, 50, 52 den niedrigsten Ruhestrom, weil er nur den Basisstrom für den Transistor 50 zu liefern braucht Am Kondensator 24 stellt sich eine Ruhe-Gleichspannung ein, die der Differenz zwischen dem Wert 2 Übe der Ruhegleichspannung an der Basis des Transistors 50 und der Ruhegleichspannung am Ausgang der dritten ZF-Stufe 16 (z. B. etwa 3 Übe) entspricht

Wenn der Klemme Tj ZF-Eingangssignale zugeführt werden, schwankt das Ausgangssignal des dritten ZF-Verstärkei'/Begrenzers 16 mit Frequenzen in der Nähe von 10,7 MHz in beiden Richtungen um seinen Ruhewert. Bei positiven Ausschlägen über den Ruhewert leitet der Detektortransistor 50 und lädt den Siebkondensator 80 auf etwa den Spitzenwert des Eingangssignals auf. Die resultierende Spwinung am Kondensator 80 hat eine solche Polarität, daß die Leitfähigkeit des Transistors 52 vergrößert wird. Wenn das ZF-Signal am Ausgang des Verstärker/Begrenzers 16 gegenüber seinem Ruhewert in negativer Richtung auswandert, steigt der Emitterstrom des Transistors 48 an und lädt den Koppelkondensator 24 derart auf, daß sich an der Basis des Transistors 50 ein Gleichstromwert einstellt, welcher gleich dem negativen Spitzenwert des Eingangssignals ist Der Transistor 48 leitet nur während desjenigen Teils der negativen Halbwelle des Eingangssignal, der zur Aufrechterhaltung der Ladung des Kondensators 24 erforderlich ist. Beim nachfolgenden positiven Signalausschlag lädt sich daher der Siebkondensator 80 auf den Spitzen-Spitzenwert des dem Detektor 30 zugeführten Signals auf. Der Transistor 52 liefe'·, einen entsprechenden Ausgangsstrom an einen zugehörigen Nutzstromkreis.

Alle Teile der dargestellten Anordnung sind leicht im Rahmen einer monolithischen integrierten Schaltung herzustellen. So können beispielsweise die Widerstände 66, 72 und 74 die Werte 18 000, 5 000 bzw. 5 000 0hm haben. Die Kapazitä in der Kondensatoren 20, 22_t 24, 7b, 78 und 80 können in der Größenordnung von 2 pF liegen, während die Kondensatoren 34 und 82 7 bzw. !OpF aufweisen können. Weeen der Kollektor Basis

Kapazität des jeweils zweiten Transistors (38,44,50,56) und der Kollektor-Emitter-Kapazität des jeweils ersten Transistors (36, 42, 48, 54) eines jeden Detektors wird die wirksame Kapazität der Koppelkondensatoren 20, 22, 24, 34 typischerweise um etwa weitere 3 pF vergrößert.

Obwohl es beispielsweise zur Verminderung der Belastung der Referenzdiodenschaltung günstig ist, zwischen diese und den Koppelkondensator einen Transistor zu schalten, kann natürlich die gewünschte

Gleichrichterwirkung auch mit anderen Mitteln erreicht werden. Ebenso können statt des Ausgangstransistors (z. B. 52) jedes Detektors, der bei der beschriebenen Ausführungsform eine gewünschte Stromverstärkung liefert, für andere Zwecke andere Ausgangsstufen verwendet werden. Die Siebkondensatoren 76, 78, 80 und 82 der Detektoren können auch durch die Kollektor-Basis-Kapazität (»Millerw-Kapazität) des jeweiligen Ausgangstransistors (z. B. 52) des Detektors gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das der von Spitze zu Spitze gemessenen Amplitude eines Eingangssignales entspricht, welches über einen Kopplungskondensator einem Verbindungspunkt zwischen zwei an diesen mit ungleichen Elektroden angeschlossenen, gleichstrommäßig in einer Reihenschaltung liegenden Halbleitergleichrichtern zugeführt ist, von denen der erste mit seiner anderen Elektrode mit einer Klemme einer Vorspannungsquelle, welche ebenso viele in Flußrichtung vorgespannte pn-Übergänge wie die Reihenschaltung enthält, gekoppelt ist und is der zweite Halbleitergleichrichter mit seiner anderen Elektrode an eine Klemme eines Siebkondensators angeschlossen ist, dem eine gleichstromdurchlässige Last parallelliegt und dessen andere Klemme mit der anderen Klemme der Vorspannungsquelle gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung als integrierte Schaltung in einem monolithischen Halbleiterkörper der erste Halbleitergleichrichter durch die Basis-Emitter-Strecke eines ersten npn-Transistors (48) gebildet ist, dessen Emitter mit dem Verbindungspunkt, dessen Basis mit der Vorspannungsquelle (60 bis 68, 100, 101) und dessen Kollektor mit einer Betriebsspannungsquelle (+) verbunden sind, und daß der zweite Halbleitergleichrichter durch die Basis-Emitter-Strecke eines zweiten npn-Transistors (50) gebildet ist, der mit seiner Basis an den Verbindungspunkt, mit seinem Emitter an Gen Siebkondensator (80) und mit seinem Kollektor an eine Beiriebsspannungsquelle (+) angeschlossen ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dieselbe Vorspannungsquelle (60 bis 68, 100, 101) mehreren Reihenschaltungen (36, 38; 42, 44; 48, 50; 54, 56) gemeinsam und jeweils mit der Basis des ersten *o Transistors (36,42,48,54) jeder dieser Reihenschaltungen verbunden ist.