DE2319293A1 - Schaltung zur temperaturkompensation von dioden in frequenzvervielfachern - Google Patents

Description

• Schaltung zur Temperaturkompensation von Dioden in Frequenzvervielfachern Die Erfindung befasst sich mit der Temperaturkompensation von Dioden in Frequenzvervielfachern.
• Bei Frequenzvervielfachern mit Schalt-Speicher-Dioden wird der Arbeitspunkt der zwischen Ein- und Ausgangsfilter liegenden Diode durch den Spannungsabfall des Rekombinationsstromes der Diode an einem in Reihe zu dieser liegenden Widerstand erzeugt.
• Das Ladungsspeicherverhalten derartiger Dioden nimmt mit steigender Temperatur zu, so dass der Gleichrichtereffekt abnimmt.
• Damit sinkt die Arbeit spunkt spannung und die Kapazität der Diode nimmt zu. Dadurch wird der Vervielfacher bei steigender Temperatur zu niedrigeren, bei fallender Temperatur zu höheren Frequenzen verstimmt.
• Eine Schaltung, wie oben beschrieben, ist in der deutschen Offenlegungsschrift 1 6i6 343 angegeben. In dieser Offenlegungsschrift wird in Fig. 6 eine Vervielfacherschaltung gezeigt, die in Fig. 1 der vorliegenden Beschreibung vereinfacht wiedergegeben ist. Zwischen das Eingangsfilter FE und das Ausgangsfilter FA ist eine Diode D mit Vervielfacherwirkung geschaltet, die über einen Widerstand Rb eine Arbeitspunktspannung erhält. Diesem Widerstand Ru kann eine temperaturkompensierende Wirkung zugeordnet werden, wie in der Beschreibung der DT-OS 1 616 343 auf Seite 7 unten angegeben.
• Für ein temperaturunabhängiges Frequenzverhalten der Diode D in Fig. 1 der vorliegenden Beschreibung, muss ihre Arbeitspunkt spannung bei gegebener Eingangsleistung über der Temperatur konstant gehalten werden. Da Id, der Rekombinationsstrom der Diode, mit steigender Temperatur absinkt, muss daher Rb entsprechend ansteigen.
• Für diesen Zweck ist daher schon ein PTC-Widerstand vorgeschlagen worden. Es werden Siliziumwiderstände auf dem Markt angeboten, die solch ein gewünschtes Verhalten zeigen. Sie sind aber sehr teuer und sind im Widerstandsbereich auf maximal 10 kQ begrenzt. Moderne Schaltspeicherdioden, wie sie für Vervielfacher angewendet werden, haben aber einen so guten Speichereffekt, dass für optimale Arbeitspunkteinstellung viel grössere Werte als 10 kQ für den Ableitwiderstand Rb erforderlich sind.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für einen Frequenzvervielfacher eine temperaturkompensierende Schaltung für eine Diode anzugeben, die einmal billiger ist und es zum zweiten gestattet, auch den Temperaturgang von Dioden mit sehr kleinem Rekombinationsstrom zu kompensieren.
• Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass eine Reihenschaltung aus einem ersten ohmschen Widerstand, einem NTC-Widerstand und einem zweiten ohmschen Widerstand zwischen die Pole der Versorgungsgleichspannung gelegt ist und dass zwischen erstem und NTC-Widerstand das eine Ende eines weiteren ohmschen Widerstandes geschaltet ist, dessen anderes Ende an der Diode liegt.
• Besonders gut arbeitet diese Schaltung, wenn der NTC-Widerstand so eingebaut wird, dass er eine gute thermische Verbindung mit der Diode hat.
• Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn dem NTC-Widerstand ein ohmscher Widerstand parallelgeschaltet wird, der so bemessen ist, dass die Temperaturkompensation an drei Punkten genau ist.
• Fig. 1 zeigt den Stand der Technik, wie oben beschrieben.
• Fig. 2 gibt eine Schaltung nach der Erfindung wieder.
• Fig. 3 stellt die Abhängigkeit der durch den Widerstand Rk erzeugten Vorspannung für die Diode von der Temperatur dar.
• An Hand der Figuren 2 und 3 soll jetzt die Erfindung beschrieben werden.
• In Fig. 2 ist die Reihenschaltung der Widerstände Rk, NTC und Rv zwischen die Pole der Versorgungsspannung +Ub, -Ub gelegt. Zwischen den Widerständen Rk und NTC ist der Widerstand Rb angeschlossen, dessen anderes Ende mit der Diode D verbunden ist, die in bekannter Weise in die Vervielfacherschaltung eingefügt wird.
• In dieser Schaltung wird die Spannung an der Diode Ud über der Temperatur konstant, wenn der Temperaturänderungswert der am Widerstand Rk liegenden Spannung entgegengesetzt gleich dem an dem Widerstand Rb ist.
• In dem Diagramm nach Fig. 3 ist Uk die über dem Widerstand Rk abfallende Spannung. Sie ist als Ordinate aufgetragen, während auf der Abszisse die Temperatur angegeben ist. Uks ist die Spannung, die einer idealen Temperaturkompensation entspricht, Uko die Spannung, die mit der Schaltung nach der Erfindung erzielt wird und Ukp die Spannung, die sich ergibt, wenn nach der Weiterbildung in die erfindungsgemässe Schaltung ein Parallelwiderstand Rp zum NTC eingefügt wird.
• Da der NTC-Widerstand ein exponentielles Temperaturwiderstandsverhalten hat und die Spannung Uk für ideale ompensation sich linear ändern müsste, ergibt sich tatsächlich eine Zweipunkt-Näherung, die meistens ausreicht. Eine Dreipunkt-Näherung lässt sich durch einen Parallelwiderstand zum NTC verwirklichen.
• Die Vorteile der erfindungsgemässen Schaltung liegen darin, dass ein NTC-Widerstand wesentlich billiger als ein PTC-Widerstand ist und dass jetzt der Ableitwiderstand ein normaler Widerstand ist, der mit jedem gewünschten Wert zur Verfügung steht.

Claims (3)

1. Patentansprüche

   Schaltung zur Temperaturkompensation für Dioden in Frequenzvervielfachern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihenschaltung aus einem ersten ohmschen Widerstand (Rk), einem NTC-Widerstand (NTC)' und einem zweiten ohmschen Widerstand (Rv) zwischen die Pole der Versorgungsgleichspannung (+Ub, -Ub) gelegt ist und dass zwischen erstem und NTC-Widerstand das eine Ende eines weiteren ohmschen Widerstandes (Rb) geschaltet ist, dessen anderes Ende an der Diode (D) liegt.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der NTC-Widerstand so eingebaut ist, dass er eine gute thermische Verbindung mit der Diode hat.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum NTC-Widerstand ein weiterer ohmscher Widerstand (Rp) parallelgeschaltet ist, der so bemessen wird, dass die Temperaturkompensation an drei Punkten genau ist.