DE2533889C3 - Gegengekoppelter Transistor-Breitbandverstärker - Google Patents

Description

Lösung

■ υ Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch angegebenen Mitteln gelöst.

Beschreibung

Die Erfindung wird nun anhand der einzigen Figur beispielsweise näher erläutert. Die Figur zeigt die Prinzipschaltung des Verstärkers.

Der Verstärker hat drei Transistoren, von denen der Eingangslransistor TrX ein pnp-Transistor und die beiden anderen Transistoren Tr 2 und Tr 3 npn-Transistören sind. Die zu verstärkende Eingangsspannung liegt gegen Masse am Eingang E des Verstärkers. Von dort gelangt sie über einen Kondensator Cl an den Verbindungspunkt zweier Wicklungen eines Sparübertragers Ü1« von denen die eine Wicklung Wl mit ihrem anderen Anschluß mit der Basis des Eingangstransistors und die andere Wicklung W2 mit ihrem zweiten Anschluß mit Masse verbunden ist. Eine dritte Wicklung Wi des Sparübertragers Ü 1 liegt im Emitterkreis des Eingangstransistors und ist ebenfalls einerseits mit Masse verbunden. Der Widerstand R1, der im Emitterkreis zwischen der Wicklung Wi und dem Emitter liegt, dient zur Impedanzanpassung der Eingangsbrückenschaltung. Der Kollektor des Eingangstransistors Tr 1 ist galvanisch mit der Basis des

JS zweiten Transistors Tr2 verbunden, so daß der Eingangstransistor bezüglich der Signalverstärkung in Emitter-Basis-Schaltung arbeitet.

Der Kollektor des pnp-Transistors Tr 1 und die Emitter der npn-Transistoren Tr2 und Tr3 sind über Widerstände R 2, R 3 und R 4 jeweils mit dem Minuspol ( —) einer Gleichspannungsquelle verbunden, deren Pluspol (+) geerdet ist. Dadurch können niederfrequente Störsparnungen, die sich manchmal der Versorgungsspannung überlagern, nicht an den Verstärkerausgang gelangen. Der Pluspol und der Minuspol sind mittels eines Kondensators C2 bezüglich de.· Hochfrequenz kurzgeschlossen. Der Kollektor des Transistors Tr2 liegt über einen nicht gezeigten Widerstand an Masse, und die am Emitter erscheinende Ausgangsspannung

so des in Kollektor-Basis-Schaltung betriebenen Transistors Tr 2 steuert direkt die Basis des Transistors Tr 3, der in Emitter-Basis-Schaltung betrieben ist. Mit der Kolleklorstufe Tr2 läßt sich der Endstufentransistor Tr3 niederohmig und mit niedriger Spannung an-

« steuern, so daß die zweite Stufe, auch Steuerstufe genannt, im Gegensatz zum eingangs erwähnten bekannten Verstärker, keinen wesentlichen Klirrbeitrag liefert. Außerdem ist durch diese niederohmige Ansteuerung die schädliche nichtlineare Basis-Kollektor-

()o Kapazität, die sogenannte Miller-Kapazität des Endstufentransistors Tr 3 weitgehend ausgeschaltet.

Ein wesentlicher Teil des neuen Verstärkers ist die Ausgangs-Brückenschaltung, die einerseits das verstärkte Ausgangssignal und andererseits das in den

''S Emitter des Eingangstransistors einzukoppelnde Gegenkopplungssignal liefert. Außerdem besorgt die Brückenschaltung die Widerstandsanpassung (Leistungsanpassung) der Ausgangsleitung an den Endstu-

fentransistor Tr 3. Die Brückenschaltung enthält im Kollektorzweig des Endstufentransistors Tr3 einen Sparübertrager Ü2 mit zwei Wicklungen WA und WS. Statt dieser zwei Wicklungen können auch drei Wicklungen vorgesehen sein. Zwischen dem Sparüber- s trager und Masse liegt ein Widerstand R 5, der zur Impedanzanpassung der Brückenschaltung dient.

Die Gegenkopplungsspannung wird am Verbindungspunkt P der beiden Wicklungen W4 und WS gegen Masse ausgekoppelt und über einen Hauptent- ι ο zerrer HE und einen Bode-Entzerrer BE, dessen Abschlußwiderstand RA temperaturabhängig steuerbar ist, dem Emitter der Eingangsstufe zugeführt Bezüglich des Gegenkopplungssignals arbeitet der Transistor Tr 1 in einer Quasi-Basisschaltung. Außer dem Sparübertrager Oi enthält die neue Ausgangsbrückenschaltung einen weiteren Übertrager Ü3 mit dem Übersetzungsverhältnis von 1 :1 und mit getrennten Wicklungen W6 und WT. Die Wicklung W6 verbindet den Kollektor des Endstufentransistors Tr3 galvanisch mit Masse und hat einen Gleichstromwiderstand, der klein ist gegenüber dem des Sparübertragers Ü2 mit dem Widerstand RS. Somit ist der zum Gegenkopplungsweg gehörende Sparibertrager Ü2 im Gegensatz zum Übertrager des bekannten Verstärkers nahezu frei vom Versorgungsgleichstrom des Verstärkers. Es entfällt der Spannungsabfall am Widerstand RS, so daß eine hohe Versorgungsspannung am Endstufentransistor liegt. Die zweite Wicklung W7 des Übertragers Ü3 ist nut dem Verbindungspunkt P der Wicklungen W 4 und W5 des Sparübertragers Ü2 verbunden. Wie leicht zu zeigen ist, ist die zwischen dem freien Anschluß A der Wicklung W7 und Masse liegende Spannung UA dem Betrag nach gleich der über der Wicklung W4 liegenden Spannung, wenn die Spannungen über den Wicklungen VV6 und W7 zueinander gleichsinnig sind. Der Übertrager 0 3 bewirkt also einen einfachen Übergang von den Brückenpunkten Fund Q, die gegenüber Masse ein hohes Potential haben, auf die unsymmetrische Ausgangsleitung des Verstärkers mit der Ausgangsspannung UA.

Die Ausgangs-Brückenschaltung hat neben ihrer einfachen Ausführungsform, die eine nur minimale Phasendrehung gewährleistet, den folgenden günstigen Einfluß auf die Klirrdämpfung des gesamten Verstärkers.

Wie bereits erwähnt, führt der Sparübertrager Ü2 praktisch keinen Gleichstrom, so daß in diesem Übertrager keine gleichstrombedingten Klirrprodukte entstehen. Durch Gleichstromdruchfiutung verursachtes Übertragerklirren kann nur im Übertrager Ü3 entstehen, da dessen eine Wicklung W6 vom Versorgungsgleichstrom durchflossen wird. Diese Klirrprodukte werden jedoch durch die Gegenkopplung um den Faktor der Umlaufverstärkung reduziert.

Würde der Gleichstrom noch wie beim bekannten Verstärker durch den im Gegenkopplungszweig liegenden Übertrager (72 fließen, so würde dessen dadurch hervorgerufenes Überiragerklirren ungedämpft die Ausgangsspannung beeinflussen.

Zu erwähnen bleibt noch, daß die Phase der Ausgangsspannung UA, wie leicht einzusehen ist, entgegengesetzt zur Phase der Eingangsspannung UE ist. Dadurch werden die Klirrprodukte zweiter Ordnung des Verstärkers auf der Übertragungsstrecke gedämpft. Zwischen dem Kollektor der Ausgangsstufe und der Masse liegt eine aus zwei Widerständen R 6 und R 7 bestehende Spannungsteilerschaltung zur Auskopplung eines Pilotsignals am Anschluß PL Dadurch lassen sich die Entkopplungsbedingungen für den Pilotempfänger in einfacher Weise erfüllen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gegengekoppelter dreistufiger Transistor-Breitbandverstärker, insbesondere Leitungsverstärker für ein Trägerfrequenzsystem, mit einer Emitterstufe als Eingangsstufe, der die Eingangsspannung über eine einen Sparübertrager enthaltende Brückenschaltung zugeführt wird, mit einem Übertrager im Kollektorzweig des Endstufentransistors und mit einem Bode-Entzerrer und einem Hauptentzerrer im Gegenkopplungsweg, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitfähigkeitstyp des Eingangstransistors (7rl) entgegengesetzt zu dem der beiden anderen Transistoren [Tr2, TrJ) ist, daß die zweite Stufe (Tr 2) eine Kollektorstufe und die dritte Stufe (7>3) eine Emitterstufe ist, deren Basis galvanisch mit dem Emitter der zweiten Stufe verbunden ist, daß der Übertrager im Kollektorzweig des Endstufentransistors (7r3) ein Sparübertrager (Ü2) ist, daß am Ausgang ein weiterer Übertrager (Ü3) mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 :1 vorgesehen ist,dessen eine Wicklung(W6) den Kollektor des Endstufentransistors (Tr 3) galvanisch mit Masse verbindet und dessen andere Wicklung (W7) mit einem Anschluß mit einer Anzapfung (P) des Ausgangssparübertragers (Ü2) verbunden ist, derart, daß die Ausgangsspannung (UA) des Verstärkers zwischen ihrem anderen Anschluß (A)und Masse liegt.

   Stand der Technik

   Die Erfindung betrifft einen . gegengekoppelten dreistufigen Transistor-Breitbandverstärker, insbesondere Leitungsverstärker für ein Trägerfrequenzsystem, mit einer Emitterstufe als Eingangsstufe, der die Eingangsspannung über eine einen Sparübertrager enthaltende Brüd'.enschaltung zugeführt wird, mit einem Übertrager im Kollektorzweig des Endstufentransistors und mit einem Bode-Entzerrer und einem Hauptentzerrer im Gegenkopplungsweg.

   Ein derartiger Verstärker ist beispielsweise bekannt aus »NEC Research & Development, Nr. 16, |an. 1070«. Er dient als Leitungsverstärker für ein Trägerfrequenzsystem zur Übertragung von 10 800 Telefonkanälen oder bis zu sechs Videokanälen im Übertragungsbereich von 4-60 MHz. Dieser Verstärker enthält hintereinander zwei Emitterstufen und eine Basisstufe als Ausgangsstufe. Bei einer solchen Basisstufe muß bereits die Steuerstufe einen großen Stromhub aufbringen. Um den Stromhub des zweiten Transistors und die damit verbundenen Klirrprodukte zu reduzieren, ist diesem ein Steuertransformator nachgeschaitet, der den für die dritte Stufe notwendigen großen Steuerstrom liefert. Weitere Klirrprodukte können bei diesem Verstärker dadurch verursacht werden, daß die eine Wicklung des Ausgangsübertragers vom Versorgungsgleichstrom des Verstärkers durchflossen wird.

   Ein solcher gegengekoppelter Transistorverstärker, der in seinem aktiven Teil relativ viele Bauelemente aufweist, hat, abgesehen von einem komplizierten konstruktiven Aufbau, den weiteren Nachteil, daß die strengen Forderungen hinsichtlich der Stabilität schwierie zu erfüllen sind.

   Aufgabe

   Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Leitungsverstärker mit einem Übertragungsbereich von s 4-6OMHz anzugeben, der bei einer gegenüber dem bekannten Verstärker einfacheren Bauweise die gestellten Forderungen erfüllt.