DE2246098C3

DE2246098C3 - Passiver Gegentaktmodulator mit zwei Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps

Info

Publication number: DE2246098C3
Application number: DE19722246098
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8000 Muenchen Sambale
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-20
Filing date: 1972-09-20
Publication date: 1975-11-13
Also published as: DE2246098B2; DE2246098A1

Description

Die Erfindung betrifft einen passiven Gegentaktmodulator mit zwei Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps, bei denen die Emitter über eine symmetrische Wicklung eines Übertragers miteinander verbunden, die Kollektoren an Bezugspotential geführt und die Basisanschlüsse mit einander gegenphasigen, insbesondere rechteckförmigen Trägerspannungen beaufschlagbar sind, wobei ein erstes Klemmenpaar an der Mittelanzapfung der Wicklung und am Bezugspotential und ein zweites Klemmenpaar an einer Wicklung des Übertragers liegt und von den Klemmenpaaren eines einen Eingang für das modulierende Signal und das andere den Ausgang des Gegentaktmodulators bildet.

Zum Beispiel aus der USA.-Patentschrift 3 027 522 ist bereits ein mit zwei Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps aufgebauter passiver Doppelgegentaktmodulator bekannt. Bei diesem Modulator wird den Basisanschlüssen der beiden Transistoren über einen symmetrischen Trägerübertrager eine rechteckförmige Trägerspannung zugeführt. Die Kollektoren der Transistoren sind an die äußeren Anschlüsse einer symmetrischen Sekundärwicklung eines Eingangsübertragers geführt. Zwischen die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers und einem Verbindungspunkt zweier, den Emittern vorgeschalteter Widerstände wird das Ausgangssignal abgenommen.

Es ist ferner bereits eine Modulator- und Demodulatorschaltung mit nichtlinearen Richtleitern bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 144 351), bei der mit Hilfe von Kondensatoren und Widerständen aus der Trägerspannung eine gewisse Vorspannung für die Dioden erzeugt wird. Mit Hilfe dieser Vorspannung sollen bestimmte Klirrprodukte verringert werden.

Es ist weiterhin bereits ein aktiver Amplitudenmodulator unter Verwendung zweier im Gegentakt arbeitender Transistoren bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 213 492), bei dem in der Trägerzuführung eine Begrenzerschaltung vorgesehen ist. Über diese aus zwei emittergekoppelten Transistoren aufgebaute Begrenzerschaltung wird dem Modulator ein rechteckfürmiger Trägerstrom hochohmig und galvanisch zugeführt. Dabei wird der Trägerstrom den direkt oder über je einen Gegenkopplungswiderstand miteinander verbundenen Emittern zweier Transistoren zugeführt, die durch den Träger gemeinsam ein- oder ausgeschaltet werden. Mit Hilfe der hochohmigen emitterseitigen Trägerstromeinspeisung soll erreicht werden, daß eine basisseitige Gleichtaktspeisung des Mischers wirkungslos ist und das Signal auch unsymmetrisch zugeführt werden kann.

Passive Transistormodulatoren können an sich sehr günstige Trägerrestwene bieten, zumal hier der Trägerstromkreis weitgehend vom Seitenbandkreis getrennt ist. Verursacht durch Transistoreigenschaften, die im Ersatzschaltbild als Kapazitäten, insbesondere zwischen Basis und Kollektor oder Emitter wirksame Kapazitäten, auftreten, können sich jedoch Träger-

restwerte ergeben, die sich bei höheren Anforderungen an die Trägerrestdämpfung als unzulässig erweisen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen passiven Gegentaktmodulator der vorstehend näher bezeichneten Art derart auszubilden, daß eine möglichst große Trägerrestdämpfung erzielbar ist.

Es ist eine Erkenntnis im Rahmen der Erfindung, daß sich der Trägerrest des passiven Gegentaktmodulator; dadurch weiter herabsetzen läßt, daß die an den Basisanschlüssen der Transistoren liegende Trägerspannung eine gegenüber der zum Durchsteuern der Transistoren erforderlichen Spannung geringere Amplitude aufweist.

Gemäß der Erfindung sind bei dem passiven Gegentaktmodulator folgende Maßnahmen voigesehen:

a) die Ausgänge der Trägerstromqueite, die eine Quelle eingeprägten Stromes ist, sind unmittelbar an die Basisanschlüsse der Transistoren geführt,

b) die Basisanschlüsse der Transistoren sind über ein Widerstandsnetzwerk miteinander verbunden und an Bezugspotential geführt,

c) bei dem Widerstandsnetzwerk ist zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren und Bezugspotential je ein eigener Widerstand angeordnet und ein weiterer Widerstand entweder unmittelbar zwischen den Basisanschlüssen oder zwischen einem Verbindungspunkt der den Basisanschlüssen vorgeschalteten Widerstände und Bezugspotential geschaltet.

Dabei können bei den Transistoren jeweils Emitter und Kollektor miteinander verbunden werden.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß während des Stromüberganges in der Trägerquelle vom Basispotential der Transistoren nicht der volle Schwellwert durchfahren zu werden braucht, so daß sich ein besonders geringer Trägerrest am Ausgang des Modulators ergibt. Insbesondere ergeben sich hierdurch ermäßigte Forderungen an die Sperrdämpfung von nachfolgenden Modulationsfiltern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der passive Gegentaktmodulator derart ausgebildet, daß bei Anordnung des weiteren Widerstandes zwischen einem Verbindungspunkt der den Basisanschlüssen vorgeschalteten Widerstände und Bezugspotential der weitere Widerstand durch die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors gebildet ist, dessen Basis an den Abgriff eines parallel zu seiner Kollektor-Emitterstrecke liegenden Spannungsteilers angeschlossen ist. Es ergibt sich dabei der Vorteil, daß zugleich eine Temperaturkompensaton der im Modulator enthaltenen Transistoren bewirkt wird.

Andererseits kann eine Temperaturkompensation für die Transistoren auch dadurch herbeigeführt werden, daß bei Anordnung des weiteren Widerstandes zwischen einem Verbindungspunkt der den Basisanschlüssen vorgeschalteten Widerstände und Bezugspotential der weitere Widerstand durch eine Diode gebildet ist, deren Schwellenspannung kleiner als die zum Durchsteuern der Transistoren nötige Spannung ist und die so gepolt ist, daß die Diode von dem Trägerstrom in Durchlaßrichtung durchflossen wird.

Im Hinblick auf eine möglichst einfache Realisierung der Trägerstromquelle kann es sich ferner als zweckmäßig erweisen, daß die einander gegenphasigen Trägerströme von Kollektoren zweier Transistoren eines Differenzverstärkers abgenommen werden,

bei denen die Emitter miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Widerstand an Versorgungsspannung geführt sind und die Trägerspannung zwischen den Basisanschlüssen der beiden Transisto-5 ren angelegt ist.

Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Gegentaktmodulator mit einem Widerstandsnetzwerk in Dreieckschaltung, und

Fig. 2 einen Gegentaktmodulator mit einem Widerstandsnetzwerk in Sternschaltung.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Gegentaktmodulator sind die Kollektoren der Transistoren 71 und 72miteinander verbunden und an Masse geführt. Die Emitter der Transistoren 71 und 72 liegen an der symmetrischen Primärwicklung des Ausgangsübertragers, an dessen Sekundärwicklung das Ausgangssignal Ω ± ω anliegt. Zwischen der Mittelanzapfung der symmetriao sehen Primärwicklung und Bezugspotential liegt das Eingangssignal mit der Frequenz ω.

Dabei können der Eingang und der Ausgang des

Gegentaktmodulator gegebenenfalls miteinander vertauscht werden. Ferner lassen sich bei den beiden

a5 Transistoren zugleich jeweils der Emitter mit dem Kollektor vertauschen.

An die Basisanschlüsse der Transistoren 71 und 7*2 sind die Ausgänge des Trägerverstärkers TV, gebildet durch die Kollektoren der Transistoren 73 und 7*4, unmittelbar angeschlossen. Der Trägerverstärker TV enthält die Transistoren Ti und 74, deren Emitter miteinander verbunden und über den gemeinsamen Widerstand /?3 an Versorgungsspannung » - « geführt sind. Zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren 73 und 74 liegt die Trägerspannung mit der Frequenz Ω. Der Trägerverstärker bildet eine Quelle eingeprägten Stromes.

Die Basis des Transistors 71 ist über den Widerstand Rl an Masse geführt. Zwischen der Basis des ■to Transistors 72 und Masse liegt der Widerstand Rl. Weiterhin sind die Basisanschlüsse über den Widerstand R^ miteinander verbunden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der in F i g. 1 gezeigten Anordnung sei zunächst angenommen, daß der Widerstand R_q nicht vorhanden ist. In diesem Fall wird der Modulator über den Trägerverstärker durch eine Rechteckspannung gesteuert. Der Spannungsabfall an den Kollektorwiderständen Rl, Rl muß dabei größer als die Schwellspannung der Transistoren 71 und 72 sein, um sie sicher zu öffnen. Die Amplitude der Rechteckspannung ist daher z. B. größer als 0,7 V. Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung kann man die Transistoren 71 und 72 dagegen mit kleinerer Trägerspannung als der Schwellspannung steuern, da das Basispotential des jeweils gesperrten Transistors über den Widerstand R_q angehoben wird. Während des Stromübergangs in den als Schalttransistoren wirkenden Transistoren 73, 74 des Trägerverstärkers TV muß vom Basispotential der Transistoren 71 und 72 nicht eine dem vollen Schwellwert entsprechende Spannung vom Wert Null an durchlaufen werden.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Widerstände Rl, Rl und R_q so zu bemessen, daß ungefähr 0,25 V Rechteckspannung an den Basen anliegen. Diese schalten die Transistoren einwandfrei durch und der Trägerrest verbessert sich wesentlich.

Die Schaltung nach Fi g. 2 stimmt mit der in F i g. 1

gezeigten Anordnung weitgehend überein. Abweichend ist jedoch als Widerstandsnetzwerk an Stelle der in Fig. 1 gezeigten Dreieckschaltung eine Sternschaltung, bestehend aus den Widerständen RV, RT und R3' vorgesehen.

Der Basis des Transistors Tl ist der Widerstand RT vorgeschaltet. An der Basis des Transistors Tl liegt der Widerstand R3'. Zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände RT und R3' und Masse liegt der Widerstand RV.

Die in Fig. 2 gezeigte Sternschaltung ermöglicht es, einen der Widerstände, nämlich den Widerstand Al', entweder durch eine Diode D oder einen Transistor 7"5 zu ersetzen, dessen Basis am Abgriff eines durch die Widerstände R4 und R5 gebildeten, parallel zur Emitter-Kollektorstrecke liegenden Spannungsteilers angeschlossen ist. Die Emitter-Kollcktorstrecke des Transistors TS wird dabei zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände RT und A3' einerseits und Masse andererseits eingeschaltet.

Die nach Fig. 2 vorgesehene Sternschaltung aus den Widerständen RV, RT, R3' gestattet es in vorteilhafter Weise, an Stelle des Widerstandes Al eine Diode D oder einen Transistor T"5 zu setzen, so daß eine Temperaturkompensation der Transistoren Tl und Tl bewirkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Passiver Gegentaktmodulator mit zwei Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps, bei denen die Emitter über eine symmetrische Wicklung eines Übertragers miteinander verbunden, die Kollektoren an Bezugspotential geführt und die Basisanschlüsse mit einander gegenphasigen, insbesondere lechteckförmigen Trägerspannungen beaufschlagbar sind, wobei ein erstes Klemmenpaar an der Mittelanzapfung der Wicklung und an Bezugspotential und ein zweites Klemmenpaai an einer Wicklung des Übertragers liegt, und von den Klemmenpaaren eines einen Eingang für das mo- ¹S dulierende Signal und das andere den Ausgang des Gegentaktmodulators bildet, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Maßnahmen

a) die Ausgänge der Trägerstromquelle (Tv), die eine Quelle eingeprägten Stromes ist, sind *· unmittelbar an die Basisanschlüsse der Transistoren (7,, T₁) geführt

b) die Basisanschlüsse der Transistoren (T₁, 7\) sind über ein Widerstandsnetzwerk [Ri, Rl, R_q; Rl', Rl, A3') miteinander verbunden »5 und an Bezugspotential geführt,

c) bei dem Widerstandsnetzwerk ist zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren (Tl, T2) und Bezugspotential je ein eigener Widerstand [Rl, Rl; RT, A3') angeordnet und 3» ein weiterer Widerstand (R₁ Rl') entweder unmittelbar zwischen den Basisanschlüssen oder zwischen einem Verbindungspunkt der den Basisanschlüssen vorgeschalteter. Widerstände (Rl', Ri') und Bezugspotential geschaltet.

2. Passiver Gegentaktmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Transistoren (Tl, Tl) jeweils der Emitter und der Kollektor miteinander vertauscht sind.

3. Passiver Gegentaktmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des weiteren Widerstandes [Rl') zwischen einem Verbindungspunkt der den Basisanschlüssen vorgeschalteten Widerstände (Rl', R3') und Bezugspotential der weitere Widerstand (Al') durch die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors (TS) gebildet ist, dessen Basis an den Abgriff eines parallel zu seiner Kollektor-Emitterstrecke liegenden Spannungsteilers (R4, RS) angeschlossen ist.

4. Passiver Gegentaktmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des weiteren Widerstandes (RΓ) zwischen einem Verbindungspunkt der den Basisan-Schlüssen vorgeschalteten Widerstände (Rl', R3') und Bezugspotential der weitere Widerstand durch eine Diode (D) gebildet ist, d^ren Schwellenspannung kleiner als die zum Durchsteuern der Transistoren (Tl, Tl) nötige Spannung ist und die so gepolt ist, daß die Diode (D) von dem Trägerstrom in Durchlaßrichtung durchflossen wird.

5. Passiver Gegentaktmodulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenphasigen Trägerströme von den Kollektoren zweier Transistoren (73, T4) eines Differenzverstärkers abgenommen werden, bei denen die Emitter miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Widerstand (Λ3) an Versorgungsspannung geführt sind, und die Trägerspannung zwischen den Basisanschlüssen der beiden Transistoren (73, 74) angelegt ist.