DE2340665A1

DE2340665A1 - Transistorschaltung insbesondere fuer gegentaktmodulatoren oder linearverstaerker mit verstaerkungsregelung

Info

Publication number: DE2340665A1
Application number: DE19732340665
Authority: DE
Inventors: Masahi Takeda
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-08-11
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1974-02-21
Also published as: JPS4939348A; JPS5532043B2; IT990205B; US3852688A; CA977039A; GB1421235A; FR2195870A1; NL7311157A; FR2195870B1

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERUCH Ο —8 MÖNCHEN

Dipl.-In^ J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE 10.8,1973

SQUT COBPOEATICtJ
7-35 Kitashinagawa
6-Chome
Shinagawa-ku
Tokyo / Japan

Patentanmeldung

Transistorschaltuns insbesondere für Gegentaktmodulatoren oder Linearverstärker mit Verstärkungsregelung

Die Erfindung feetrifft eine Transistorschaltung insbesondere für Gegentaktmodulatoren oder Linearverstärker mit Verstärkungsregelung, mit einem ersten Transistorpaar des ersten Leitfähigkeitstyps, einem zweiten Transistorpaar des zweiten Leitfähigkeitstyps, einem zwischen die Kollektorelektroden des ersten Transistorpaars und den einen Pol einer Gleiehspannungsquelle geschalteten Lastwiderstand, einer Verbindung der Kollektroelektroden des zweiten Transistorpaars mit dem anderen Pol der öleichspannungsquelle und einer paarweisen Verbindung der Emitterelektroden der Transistoren einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps,

Es sind bereits verschiedenste Arten von Gegentaktmodulatoren bekannt, die mit Transistorschaltungen arbeiten und zur Modulation, multiplikativen Mischung und Verstärkung elektrischer Signale eingesetzt werden. Die meisten bekannten Schaltungen haben jedoch im wesentlichen nichtlineare Übertr&gungseigensehaften, so dass ihre Ausgangssignale nicht-lineare Funktionen der Eingangssignale sind.

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Wenn das Ausgangssignal möglichst linear gehalten werden soll, kann nur ein begrenzter Teil des Dynamikbereichs der Schaltung ausgenutzt werden, so dass Ausgangssignale grosser Amplitude nicht erzielt werden.

Bei einer Schaltung der eingangs genannten Art verhält sich der Strom gemäss einer Exponentialfunktion der an. den Basiselektroden anlegenden Spannungen. Deshalb kann der Strom nur ungefähr in einer linearen Punktion gegenüber der Eingangsspannung gehalten werden, eine solche Annäherung erfordert jedoch eine sehr kleine Amplitude der Eingangssignalspannung. Dadurch kann der Ausgangsstrom nur sehr kleine Änderungen · gegenüber dem fiuhestromwert aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Transistorschaltung zu schaffen, die die vorstehend aufgezeigten Nachteile vermeidet und eine verbesserte Linearität innerhalb eines grossen Dynamikbereichs aufweist. Eine solche Schaltung soll sich besonders zum Aufbau von Gegentaktmodulatoren verbesserter Linearität auch bei relativen grossen Eingangssignalwerten und auch zur Verwirklichung einer Verstärkungsregel schaltung für Verstärker eignen, die zu einer verbesserten Linearität innerhalb eines grossen Bereichs von Eingangssignalwerten führt.

Eine Transistorschaltung der eingangs genannten Art zeichnet sich zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemässe aus durch ein erstes Paar Konverterschaltungen mit jeweils logarithmischer Eingangs-Ausgangscharakteristik, die mit den Basiselektroden des ersten Transistorpae.rs verbunden sind, durch ein zweites Paar Konverterschaltungen mit jeweils logarithm!- scher Eingangs-Ausgangscharakteristik, die mit den Basiselektroden des zweiten Transistorpaars verbunden sind, und durch eine erste, ein erstes Eingangssignalpaar einander entgegengesetzter Polaritäten an eines der Paare von Konverterschaltungen liefernde Eingangssignalquelle·

Eine Transistorsc haltung nach der Erfindung enthält also Kon-

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verterschaltungen mit logarithmischer Eingangs-Ausgangscharakteristik, über die die Signalspannungen den Basiselektroden der vier Transistoren zugeführt werden. Die logarithmischen Eigenschaften der Konverterschaltungen kompensieren die exponentiellen Eigenschaften der Grundschaltung, so dass deren Ausgangsstrom in einem linearen Zusammenhang mit den Eingangsspannungen auch innerhalb eines grossen Amplitudenbereichs steht.

Es kann beispielsweise ein erster logarithmischer Verstärker vorgesehen sein, der ein drittes Ttansistorpaar enthält, in deren LastStromkreisen Dioden angeordnet sind. Die Transistoren des dritten Transistorpaars haben einen zum Leitfähigkeitstyp des ersten Transistorpaars entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp. Dieser Differenzverstärker empfängt an seinen beiden Eingangsanschlüssen einander entgegengesetzte Polaritäten eines ersten Eingangssignals. Die Kollektroelektroden der Transistoren des Differenzverstärkers sind Jeweils mit den Basiselektroden des ersten Transistorpaars verbunden. Die Gesamtübertragungseigensehaften ζ wischen den Signaleingangsanschlüssen und den Basiselektroden des ersten Transistorpaars sind logarithmisch. Ein zweiter Differenzverstärker mit zwei Transistoren, deren Leitfähigkeitstyp mit dem ersten Transistorpaar übereinstimmt, empfängt ein zweites Eingangssignal an den Basiselektroden seiner beiden Transistoren. Der Aufbau und die Funktion des zweiten Differenzverstärkers sind ähnlich denjenigen des ersten mit dem Unterschied, dass die entsprechenden Transistoren des zweiten Differenzverstärkers entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp gegenüber denen des ersten Differenzverstärkers haben. Wie der erste Dxfferenzverstärker so ist auch der zweite Differenzverstärker mit einer Diodenbelastung versehen und hat logarithmische Übertragungseigenschaften.

Der Ausgangssignalstrom durch den Laststromkreis bzw. die an der Last abfallende Spannung wird ein Produkt nur der beiden Eingangssignale, und da die Eingangssignale an den ersten und den zweiten Transistorpaar über logarithmische Verstärker zu-

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geführt werden, werden die nicht-linearen bzw. exponentiellen Eigenschaften der beiden Transistorpaare kompensiert oder ausgeglichen, so dass sich ein Ausgangssignal ergibt, das praktisch linear relativ zu den Eingangssignalen verläuft.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die zweite Eingangssignalquelle fehlen, wobei dann an ihrer Stelle eine variable Vorspannungsquelle für das vierte Transistorpaar vorgesehen ist. Eine so abgeänderte Schaltung arbeitet als eine lineare Verstärkungsregelschaltung für einen Linearverstärker des ersten Eingangssignals.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die Schaltung eines Gegentaktmodulator bisher bekannter Art,

Fig. 2A bis 2C Signalverläufe in einer Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel einer Transistorschaltung nach der Erfindung und

Fig. 4 eine Abänderung der in Fig. 3 gezeigten Schaltung zur Verwirklichung einer linearen Verstärkungsregelschaltung.

In Fig. 1 ist ein Gegentaktmodulator bekannter Art dargestellt. Diese Schaltung enthält zwei Transistoren 11 und 12, die übereinstimmenden Leitfähigkeitstyp haben. Die Kollektorelektroden beider Transistoren 11 und 12 sind gemeinsam an einen Lastwiderstand 13 angeschaltet, dessen zweiter Anschluss mit dem positiven Pol einer Betriebsspannungsquelle 14 verbunden ist. Die Emitterelektroden der Transistoren 11 und 12 sind jeweils mit den Emitterelektroden eines zweiten Transistorpaars 16, 17 entgegnegesetzten Leitfähigkeitstyps verbunden. Die Kollektorelektroden der Transistoren 16 und 17 sind direkt und gemeinsam mit einem Anschluss eines Widerstands 18 verbunden, dessen anderer Anschluss mit einem Bezugspotential,

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beispielsweise Erdpotential, verbunden ist.

Eine erste Eingangssignalquelle 19 ist zwischen die Basiselektroden der Transistoren 1.1 und 12 geschaltet, eine zweite Eingangssignalequelle 21 ist zwischen die Basiselektroden der Transistoren 16 und 17 geschaltet. Das Ausgangssignal der Schaltung wird an einem Ausgangsanschluss 22 abgenommen, der mit dem Verbindungspunkt der Kollektorelektroden der Transistoren 11 und 12 sowie mit dem Lastwiderstand 13 verbunden ist.

Der durch die Signalquelle 19 an die Basiselektroden 11 und 12 gelieferte Signalverlauf ist in Fig. 2A als sinusförmiges Signal S^. dargestellt. Das durch die Signalquelle 21 an die Basiselektroden der Transistoren 16 und 17 gelieferte Signal hat eine viel höhere Frequenz und ist in Fig. 2B als Signal &£ dargestellt. Das Signal Sp bewirkt eine abwechselnde Steuerung der Transistoren 16 und 17 in den leitfähigen und in den nichtleitfähigen Zustand, so dass ein Ausgangssignal der in Fig. 2G gezeigten Art an dem Ausgangsanschluss 22 auftritt.

Wie sich aus einer Überprüfung des in Fig. 2G gezeigten Signalverlaufs ergibt, stellt das Ausgangssignal lediglich das Produkt der Eingangssignale S^ und S2 dar. Deshalb kann die in Fig. 1 gezeigte Schaltung als Gegentaktmodulator bezeichnet werden, der in der bisherigen Technik in vielen Ausführungsformen bekannt ist.

Der Ausgangsstrom I_& der in Fig. 1 gezeigten Schaltung hat die folgende Funktion:

2kT ^{+ 1}S^ 2kT (1)

I_& der durch den Widerstand 13 fliessende Strom, Ig der Sättigungsstrom der Transistoren 11, 12, 16 und 17» q die Ladung des Elektrons,

k die Boltzmann-Konstante,

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T die absolute Temperatur in Grad Kelvin, Vy. die Basiseingangsspannung des Transistors '11, V"2 die Basißeingangsspannung des Transistors 12, V, die Basiseingangsspannung des Transistors 16 und V^ die Basiseingangsspannung des Transistors 17

Wie aus der Gleichung (1 )hervorgeht, hat der Ausgangsstrom I_& eine Expo-nentialfunktion der Eingangs spannungen V,, bis V* und ist deshalb im wesentlichen nicht-linear relativ zu diesen Spannungen. Falls die Schaltung in einem relativ linearen Bereich betrieben werden soll, müssen die Amplituden der Eingangs spannungen V^ bis V^ auf relativ kleine Spannungsbereiche begrenzt werden, um den Ausgangsstrom I unverzerrt zu halten. Eine solche Begrenzung der EingangssignalspannungeD ist "beim Aufbau einer Signaleingangsschaltung für einen Gegentaktmodulator unerwünscht. Die Erfindung führt jedoch zu einer Schaltung, die diesen bisherigen Schaltungen anhaftenden Nac hteil vermeidet.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Gegentaktmodulator mit Transistoren 11, 12, 16 und 17 gemäss der in Fig. 1 gezeigten Schaltung vorgesehen ist. Die Kollektorelektroden der Transistoren 11 und 12 sind gemeinsam mit einem Anschluss des Lastwiderstandes 13 sowie mit dem Ausgangsanschluss 22 verbunden. Wie bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung ist der andere Anschluss des Lastwiderstandes 13 mit dem einen Pol einer Betriebsspannungsquelle 14 verbunden. Die Emitterelektroden der Transistoren 1 und 2 sind jeweils mit den Emitterelektroden der Transistoren 16 und 17 verbunden, während die Kollektroelektroden der letzteren Transistoren direkt gemeinsam mit einem Anschluss eines gemeinsamen Widerstandes 18 verbunden sind. Ein zweiter Ausgangsanschluss 23 ist direkt mit den Kollektorelektroden der Transistoren 16 und 17 verbunden.

Ein drittes Paar Transistoren 24 und 25, deren Leitfähigkeitstyp denjenigen der Transistoren 11 und 12 entgegengesetzt ist,

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ist als Differenzverstärker 27 geschaltet. Die Emitterelektroden der !Transistoren 24 und 25 sind gemeinsam mit einer Konstantstromquelle 26 verbunden, die in Reihe zwischen diese Emitterelektroden und einem Anschluss der Betriebsspannungsquelle 14 geschaltet ist. Die erste Signalspannungsquelle 19 ist zwischen die Basiselektroden der Transistoren 24 und 25 geschaltet, und die Basiselektrode des Transistors 25 ißt ferner mit Erdpotential über eine Vorspannungsquelle 27 verbunden. Die Kollektorelektroden der Transistoren 24 und 25 sind Jeweils mit den Basiselektroden der Transistoren 11 und 12 verbunden.

Ein viertes Paar Transistoren 28 und 29, deren Leitfähigkeitstyp mit denjenigen der Transistoren 11 und 12 übereinstimmt, bildet einen zweiten Differenzverstärker 31· Die Emitterelektroden der Transistoren 28 und 29 sind direkt gemeinsam mit einem Anschluss einer Konstantstromquelle 32 verbunden, deren anderer Anschluss mit Erdpotential verbunden ist. Die zweite Signalquelle 21 ist direkt in Reihe zwischen die Basiselektroden der Transistoren 28 und 29 geschaltet, und eine Vorspannungsquelle 33 verbindet die Basiselektroden des Transistors 28 mit Erdpotential. Die Kollektorelektroden der Transistoren 28 und 29 sind jeweils mit den Basiselektroden der Transistoren 16 und 17 verbunden.

Vier als Diode geschaltete Transistoren 3^- bis 37 sind jeweils zwischen die Basiselektroden der Transistoren 11, 12, 16 und und zusätzliche, als Diode geschaltete Transistoren 39 bis 42 geschaltet. Bei jedem der als Diode geschalteten Transistoren ist die Basiselektrode direkt mit der Kollektorelektrode verbunden.

j In dem Differenzverstärker 27 sind die Kollektor-Baiselektroden Transistoren 34 und 35» deren Leitfähigkeitstyp mit demjenigen der Transistoren 11 und 12 übereinstimmt, mit den Kollektorelektroden der Transistoren 24 und 25 verbunden, und die Emitterelektroden der Transistoren 34- und 35 sind jeweils mit

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einer der Emitterelektroden der als Diode geschalteten Transistoren 39 und 40 verbunden. Die letzteren Transistoren haben einen gegenüber denjenigen der Transistoren 11 und 12 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp. Die Basis-Kollektorelektroden der Transistoren 39 und 40 sind gemeinsam direkt mit der Basiselektrode des Transistors 44 verbunden.

In dem Differenzverstärker 31 ist eine ähnliche Anordnung als Diode geschalteter Transistoren vorgesehen. Die Kollektor-Basiselektroden der Transistoren 36 und 37» deren Leitfähigkeitstyp mit denjenigen der Transistoren 16 und 17 übereinstimmt, sind mit den Kollektorelektroden der Transistoren 28 bzw. 29 verbunden. Die Emitterelektroden der Transistoren 36 und 37 sind mit den Emitterelektroden der Transistoren 41 und 42 verbunden, die einen gegenüber demjenigen der Transistoren 16 und 17 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp haben. Die Kollektor-Basiselektroden beider Transistoren 41 und 42 sind direkt gemeinsam an die Basiselektrode eines Transistors 46 angeschaltet. Die Transistoren 44 und 46 haben zueinander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, der Transistor 44 hat denselben Leitfähigkeitstyp wie die Transistoren 16 und 17» die beiden Transistoren 44 und 46 sind als Dioden geschaltet, wobei ihre Basiselektroden mit ihren Kollektorelektroden verbunden sind. Ein Widerstand 47 ist in Eeihe zwischen den Spannungsquellenanschluss 14 und die gemeinsame Kollektor-Basiselektrode des Transistors 46 geschaltet. Die Emitterelektrode des Transistors 46 ist über die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 44 in Eeihe mit einem Widerstand 48 an Erdpotential geschaltet.

Im folgenden wird die Wirkungsweise, der in Fig. 3 gezeigten Schaltung allgemein beschrieben. Die beiden als Diode geschalteten Transistoren 34 und 39 arbeiten als LastStromkreis für den Transistor 11. Entsprechend arbeiten die Transistoren 35 und 40, 36 und 41 sowie 37 und 42 als Laststromkreise für die Transistoren 12, 16 und 17· Die Transistoren 44 und 46 arbeiten jeweils als Teil einer Vorspannungsschaltung für die Differenzverstärker 27 bzw. 31, und alle Gleichspannungen

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an den Emitterelektroden der Transistoren 11, 12, 16 und 17 sowie an den als Dioden geschalteten Transistoren 34 bis 37 und 39 bis 42 haben übereinstimmende Werte.

Das Eingangssignal S- der ersten Signalquelle 19 wird durch den Differenzverstärker 27 verstärkt und führt zu Ausgangssignalen einander entgegengesetzter Polarität bzw. unterschiedlicher Phase an den Basiselektroden der Transistoren und 12. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet der Verstärker 27 als eine Konstantstrom-Signalquelle des Eingangssignals S. für die Transistoren 11 und 12, da seine Ausgangsimpedanzen hohe Werte haben.

Die an die Basiselektroden der Transistoren 11 und 12 gelieferten Signalspannungen haben eine logarithmische Funktion des Eingangssignals S,-, da jeder der einander entgegengesetzt gerichteten Ströme des Differenzverstärkers durch das jeweilige Paar miteinander in Eeihe geschalteter Diode 3^ und 39 oder 35 und 40 geführt wird und die Ströme durch die Dioden in Spannungen umgesetzt werden, die logarithmische Funktionen der Ströme darstellen. Deshalb wird das Signal S^ der ersten Signalquelle 19 in zwei Signale unterschiedlicher Phase oder einander entgegengesetzter Polarität umgesetzt, die logarithmische Funktionen des Signals S^ darstellen und den Basiselektroden der Transistoren 11 nnd 12 zugeführt werden.

Andererseits werden die Kollektorströme der Transistoren 11 und 12 linear gegenüber dem Eingangsspannungssignal S^, da die Ausgangsstromcharakteristik der Transistoren 11 und 12 exponentiell gegenüber den Eingangs spannungen ist. In derselben Weise sind die Kollektorströme der Transistoren 16 und 17 lineare Funktionen des Eingangs signals S^..

Aus vorstehend beschriebenen Gründen ist das Ausgangssignal entweder am Anschluss 22 oder am Anschluss 23 eine lineare Funktion der Eingangssignale S. und S^, und dieser lineare

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Zusammenhang wird auch dann beibehalten, wenn die Ausgangssignalwerte der Transistoren 11, 12, 16 und 17 hoch sind.

Die Arbeitsweise der in Fig. 3 gezeigten Schaltung kann noch genauer durch mathematische Analyse dargestellt werden.

Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden die Transistoren 24 und 25 als Signalkonverter verwendet, die eine Eingangssignal spannung AV ^ in Stromsignale +AL· umsetzen. Es ist daher nicht erforderlich, grosse Stromwerte an den Kollektorelektroden dieser Transistoren zu erzeugen. Die Transistoren 24- und 25 arbeiten deshalb praktisch innerhalb ihres linearen Bereichs. In derselben Weise werden die Transistoren 28 und 29 in ihrem linearen Bereich betrieben. Deshalb können die folgenden Beziehungen aufgestellt werden:

4I₁-K₁ V_e1 (2)

A. I₂ . K₂ V_e2 (3)

Bei der in S¹Xg. 3 gezeigten Schaltung können ferner die folgenden Gleichungen eingeführt werden;

, ^I2 + ^Δ12

^ln —1^—

PkT

■ ψ

in (6)

V V _ 2kT _T ¹O

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	- Igexp	/V q(	τ	I 3)
¹X				2kT
¹Y	- I_x+ I	,V		>- ^V4⁾
	= ^Ko * *		2kT
\	» K * Δ

(10) (11)

+ (V₆-V₃) (14)

-V₄- (V₂-V₅) - (V₆-V₅) + (V₆-V₄) (15)

Dabei ist

I. die Gl eichst romkomp onente des Kollektorstroms des !Transistors 24 oder 25,

^.I^ die Wechselstromkompoentne des Kollektorstroms des Transistors 24,

Io die Gleichstromkomponente des Kollektorstroms des Transistors 28 oder 29,

Λ Ip die Wechselst romkomponente des Kollektorstroms des Transistors 28,

I der Emitterstrom des Transistros 44 oder 46, ο

A-Yy, die Wechselspannungskomponente des ersten Eingangssignals S.,

Av ρ die Wechselspannungskomponente des zweiten Eingangssignals S£,

K , K^. und Kp jeweils eine Schaltungskonstante, Yy. "bis V^ jeweils die Basisspannungen der Transistors 11, 12,

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16 und 17,

Yc die Basisspannung des Transistors 44, Vg die Basisspannung des Transistors 46, Ig der Sättigungsstrom aller Transistoren der Schaltung, q die Ladung des Elektrons,

k die Boltzmann-Konstante,

T die absolute Temperatur in Grad Kelvin, I_x der Eollektorstrom des Transistors 11, Iy der Kollektorstrom des Transistors 12, I der gesamte Ausgangsstrom durch den Widerstand 13, AI_Q die Wechselstromkomponente des Stroms I ,

et Sl

V_& die gesamte Ausgangsspannung vom Widerstand 13, Δ.ν_ die Wechselspannungskomponente der Spannung V_.

cL ÖL

In den Gleichungen (2) bis (15) ist vorausgesetzt, dass alle Transistoren der Schaltung nahezu übereinstimmende Eigenschaften haben, dies betrifft insbesondere den Sättigungsstrom. Diese Annahme ist vertretbar, wenn die Schaltung aus einem einzigen Halbleitermaterial als monolithische integrierte Schaltung aufgebaut ist. Ferner ist die Qualität der darauf gebildeten P-N-P-Transistören dieselben wie die der N-P-N-Transistoren. Auch wenn die Eigenschaften der P-N-P-Transistoren etwas unterschiedlich gegenüber denjenigen der N-P-N-Transistoren sind, kann durch den symmetrischen Aufbau der Gesamt sehaltung nach der Erfindung die beschriebenen nachteilige Eigenschaft bekannter Schaltungen vermieden werden, so dass auch dabei die durch die Gleichungen (2) bis (15) besehriebenenZusammenhänge vorliegen.

Der Strom Ι_χ kann durch Kombination der Gleichungen (4), (6), (8), (9) und (14) bestimmt werden, wodurch sich die folgende Gleichung ergibt:

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-13- 23406S5

2kT

< VV -

τ ™ -_2_ J2kT (In¹I-^I InQ ^ lA+ = I_sexp wftp -f -τ- ^v j j— + γ

In¹Q

(H -^Λ12)

¹O

In derselben Weise wird durch Kombination der Gleichungen (5), (7), (8), (10) und (15) die folgende Beziehung gebildet:

(I -Al ) J1

τ
^x

Der Strom I wird durch Einsetzen der Gleichungen (16) und (17) in die Gleichung (11) erhalten:

I₄₁-I_x+I₁

21.Ip + 241,.. Δ Ip - ^ ^g (18)

Aus der Gleichung (18) kann die Wechselstromkomponente des Ausgangsstroms I_Q abgeleitet werden:

^ ^Δ W^A12 (19)

Die Wechselspannungskomponente der Ausgangsspannung kann durch Kombination der Gleichungen (2), (3), (13) und (19) erhalten werden:

C2D)

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Dabei ist K^ eine Konstante.

Aus der Gleichung (20) ist zu ersehen, dass in der in Fig. gezeigten Schaltung, die als Gegensatzmodulator arbeitet, der Ausgangsstrom eine lineare Funktion der Eingangssignale S- und S^ darstellt.

j Mach der Erfindung werden also die Eingangs Signalspannungen zunächst in Signale umgesetzt, die logarithmische Funktionen der Eingangs signal spannungen sind, wonach diese logarithmischen Signale den !Transistoren 11, 12, 16 und 17 zugeführt werden, deren Ausgangseigenschaften exponentiell gegenüber den Eingangs spannungen sind. Dadurch wird die gesamte Eingangs-Ausgangscharakteristik der Schaltung linear _t auch wenn die Eingangssignalp egelwerte hoch sind.

Ih dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Arbeitsweise einer Gegensatzmodulators vorausgesetzt. Es können jedoch auch andere Schaltungen, beispielsweise Multiplizierschaltungen, Verstärkungsregel schaltungen usw. nach dem in Fig. 3 gezeigten Prinzip gegebenenfalls unter geringfügigen Abänderungen aufgebaut werden. Ist beispielsweise eine Verstärkungsregelschaltung für einen Verstärker aufzubauen, so kann die in Fig. 3 gezeigte Schaltung so abgeändert werden, dass sichh die Schaltung nach Fig. 4 ergibt.

Bei der Schaltung nach Fig. 4- ist die zweite Eingangssignalquelle 21 nicht vorhanden, und es ist eine Vorspannungsquelle 49 zur Erzeugung einer Referenzspannung an der Basiselektrode des Transistors 28 vorgesehen, während eine Steuerspannung des Basiselektrode des Transistors 29 über ein Verstärkungsregelpotnetiometer 51 zugeführt wird. Dabei ist ein Glättungskondensator 52 zwischen den Schleifer des Potentiometers 51 und seinen einen Anschluss geschaltet.

Mit dieser Abänderung arbeitet die in Fig. 3 gezeigte Schaltung als linearer Verstärker für die erste Eingangssignalspannung S^ , wobei die Verstärkung durch das Potentiometer 51 geregelt

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werden kann.

Weitere Abänderungen und andere Ausführungsformen sind onne Abweichung vom Grundgedanken der Erfindung möglicht.

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Claims

Patentansprüche

Transistorsehaltung insbesondere für Gegentaktmodulatoren oder Linearverstärker mit Verstärkungsregelung, mit einem ersten Transistorpaar des ersten Leitfähigkeitstyps, einem zweiten Transistorpaar des zweiten Leitfähigkeitstyps, einem zwischen die Kollektroelektroden des ersten Transistorpaars und den einen Pol einer Gleichspannungsquelle geschalteten Testwiderstand, einer Verbindung der Kollektorelektroden des zweiten Transistorpaars mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle und einer paarweisen Verbindungder Emitterelektroden der Transistoren einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, gekennzeichnet durch ein erstes Paar Konverterschaltungen (27, 34, 35, 39, ²I-O) mit Jeweils logarithmischer Eingangs-Ausgangscharakteristik, die mit den Basiselektroden des ersten Transistorpaars (11, 12) verbunden sind, durch ein zweites Paar Konverterschaltungen (31, 36, 37, 4-1, 42) mit jeweils logarithmischer Eingangs-Außgangscharakteristik, die mit den Basiselektroden des zweiten Transistorpaars (16, 17) verbunden sind, und durch eine erste, ein erstes Eingangs signalpaar einander entgegengesetzter Polaritäten an eines der Paare von Konverterschaltungen (27, 34-, 35, 39, 40) liefernde Eingangssignalquelle (19)·
2. Transistorschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Eingangssignalquelle (21), die ein zweites Eingangssignalpaar einander entgegengesetzter Polaritäten an das andere Paar von Konverterschaltungen (31, 36, 37, 41, 42) liefert.
3· Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Konverterschaltung ein drittes Paar Transistoren (24, 25) mit einem fünften und ei nem sechsten Transistor umfasst, die als erster Differenzverstärker (27) geschaltet sind, dass die Kollektorelektroden dieser Transistoren (24, 25) mit den Basiselektroden des ersten

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Transistorpaars (11, 12) verbunden sind, dass ein erstes Paar Diodenschaltungen (34-, 35 > 39, 40) in den Kollektorstromkreisen des fünften und sechsten Transistors (24, 25) angeordnet ist und Belastungen für den ersten Differenzverstärker (27) bildet, dass die zweite Konverterschaltung ein viertes Transistorpaar mit einem siebenten und einem achten Transistor (28, 29 ) umfasst, die als zweiter Differenzverstärker (31) gesibhaltet sind, dass die Kollektorelektroden dieser Transistoren (28, 29) mit den Basiselektroden des zweiten Transistorpaars (16, 17) verbunden sind, und dass ein zweites Paar Diodenschaltungen (36, 37, 41, 42) in den Kollektorstromkreisen des siebenten und des achten Transistors (28, 29) angeordnet ist und Belastungen für den zweiten Differenzverstärker (31) bildet.
4. Transistorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem jeweils zweiten Transistor des dritten und vierten Transistorpaars (24, 25; 28, 29) eine Schaltung (51) zur Lieferung einer variablen Spannung zwecks Steuerung der Verstärkung der Transistorschaltung verbunden ist.

5· Transistorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte und der sechste Transistor (24, 25) einen gegenüber den Transistoren des ersten Transistorpaars (11, 12) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisen und mit ihren Emitterelektroden verbunden sind, dass eine Konstantstromquelle (26) in Eeihe zwischen den ersten Pol der Gleichspannungsquelle (14) und die Emitterelektroden des fünften und sechsten Transistors (24, 25) geschaltet ist, dass das erste Paar Diodenschaltungen einen neunten und einen zehnten Transistor (34-, 39) umfasst, die in einer ersten Serienschaltung angeordnet sind, dass der neunte Transistror (34) zum fünften Transistor (24) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist, dass die Basis- und die Kollektorelektrode des neunten Transistors (3*0 miteinander sowie mit der Kollektorelektrode des fünften Transistors (24) verbunden sind, dass der zehnte Transistor

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(39) zum neunten Transistor (3²O entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist, dass die Basis- und die Kollektorelektrode des zehnten Transistors (39) miteinander und mit dem zweiten Pol der G-leichspannungsquelle (14-) verbunden sind, dass die Emitterelektrode des neunten Transistors (39) t&it der Emitterelektrode des zehnten Transistors (3^-) verbunden ist, dass ein elfter und ein zwölfter Transistor (35» 40) in einer zweiten Serien schaltung zwischen die Kollektorelektrode des sechsten Transistors (25) und den zweiten Pol der G-leichspannungsquelle (14) geschaltet und symmetrisch zur ersten Serienschaltung angeordnet sind, dass der siebente und der achte Transistor (28, 29) zu den Transistoren des zweiten Transistorpaars (16, 17) 'entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisen, dass die Emiiberelektroden des siebenten und achten Transistors (28, 29) miteinander verbunden sind, dass eine zweite Konstantstromquelle (32) in Serie zwischen den zweiten Pol der Gleichspannungsquelle (14) und die Emitterelektroen des siebenten und achten Transistors (28, 29) geschaltet ist, dass das zweite Paar Diodenschaltungen einen dreizehnten und einen vierzehnten Transistor (36, 41) in einer dritten Serienschaltung umfasst, dass der dreizehnte Transistor (36) zum siebenten Transistor (28) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist, dass die Basis- und die Kollektorelektrode des dreizehnten Transistors (36) miteinander und mit der Kollektorelektrode des siebenten Transistors (28) verbunden sind, dass der vierzehnte Transistor (29) zum dreizehnten Transistor (28) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist, dass die Basis- und die Kollektorelektrode des vierzehnten Transistors (29) miteinander und mit dem ersten Pols der G-leichspannungsquelle (14) verbunden sind, dass die Emitterelektrode des vierzehnten Transistors (29) mit der Emitterelektrode des dreizahnten Transistors verbunden ist, dass ein fünfzehnter und ein sechszehnter Transistor (37j 42) in einer vierten Serienschaltung zwischen die Eollektorelektrode des achten Transistors (29) und den ersten Pol der Gleichspannungsquelle (14) geschal-

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tet sind und dass die vierte Serienschaltung zur dritten Serienschaltung symmetrisch ausgebildet ist.

.wait

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