DE2634298B1 - Verstaerkender Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren des gleichen Leitfaehigkeitstyps - Google Patents

Description

• Die Erfindung wird an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Die Figur zeigt einen Doppelgegentaktmodulator mit vier modulierenden Transistoren 11 bis 14. Die Basisanschlüsse der Transistoren 11 und 14 einerseits und die der Transistoren 12 und 13 andererseits sind jeweils zusammengeführt und mit einem Anschluß des Trägereinganges T verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 11 und 13 sind gemeinsam an den einen, die Kollektoren der Transistoren 12 und 14 gemeinsam an den anderen Anschluß des Modulatorausganges A geführt. Die Transistoren 11 und 12 sind emitterseitig zusammengeführt und an den Kollektor des zusätzlichen Transistors 15 angeschlossen. Die Transistoren 13 und 14 sind emitterseitig zusammengeführt und mit der Emitterverbindung an den Kollektor des zusätzlichen Transistors 16 gelegt Die Transistoren 15 und 16 sind Bestandteil einer Phasenumkehrstufe für das modulierende Signal. Der Emitter des Transistors 15 ist über die Stromquelle 21, der Emitter des Transistors 16 über die Stromquelle 22 an die Versorgungsspannung - UB geführt. Zwischen dem Anschluß für die Versorgungsspannung - UB und Erde liegt der aus den Widerständen 33 und 34 bestehende Spannungsteiler, dessen Abgriff einerseits an die Basis des Transistors 16 und andererseits über den Blockkondensator 43 an Masse geführt ist.
• Die Phasenumkehrstufe mit den Transistoren 15 und 16 ist mit dem Eingang E2, der an der Basis des Transistors 15 liegt, an den Abgriff eines aus den Kondensatoren 41 und 42 bestehenden kapazitiven Spannungsteilers angeschlossen. Dieser Spannungsteiler ist zwischen den Eingang EI und Erde gelegt, so daß der Kondensator 41 in einem Längszweig zwischen den Anschlüssen Ei und E2 und der Kondensator 42, dessen Kapazität veränderbar ist, in einem Querzweig bzw. parallel zum Modulatoreingang liegt. Gegebenenfalls kann in Abwandlung des Spannungsteilers anstelle des Kondensators 42 der Kondensator 41 als einstellbarer Kondensator ausgebildet werden.
• Wesentlich ist, daß der Eingangswiderstand des Modulator-Signaleinganges nicht durch Maßnahmen verringert wird, die im Zusammenhang mit der Vorspannungserzeugung des Transistors 15 getroffen werden. Bei dem Doppelgegentaktmodulator ist jedoch an den Emitter des Transistors 16 der Widerstand 32 angeschlossen. Die den Emittern abgewandten Enden vom Kondensator 43 und Widerstand 32 sind miteinander verbunden und über den weiteren Widerstand 31 an den Verbindungspunkt der Spannungsteilerkondensatoren geführt Der Arbeitspunkt des Transistors 15 wird über die Widerstände 32 und 31 eingestellt, d. h, der Transistor 15 erhält seine Vorspannung vom Emitter des Transistors 16, ohne daß der kapazitive Spannungsteiler in unzulässiger Weise belastet wird.
• Der Modulator läßt sich insbesondere in Kanalumsetzern von Trägerfrequenzübertragungssystemen vorteilhaft verwenden, bei denen die Verstärkung des Kanalmodulators auf der Empfangsseite durch einen kapazitiven Spannungsteiler mit einem Trimmerkondensator stufenlos eingestellt werden soll. Der Spannungsteiler ist ausgangsseitig nur mit einem sehr hohen Widerstand belastet, so daß ein selbst bei hohen Anforderungen ausreichend frequenzunabhängiges Teilerverhältnis gewährleistet ist Die Zwischenschaltung einer eigenen Transistorstufe zwischen Spannungsteiler und Modulator ist nicht erforderlich; es ist vielmehr in vorteilhafter Weise eine direkte Ankopp lung des Spannungsteilers an den aktiven Modulator möglich Die aus den Transistoren 15 und 16 bestehende Phasenumkehrschaltung kann gegebenenfalls mit komplexeren Schaltungen zur Verbesserung der Eigenschaften der als Eingangsdifferenzverstärker ausgebildeten Phasenumkehrschaltung ausgerüstet sein.
• Bei der Bemessung der Schaltungsanordnung ist zunächst davon auszugehen, daß die Verstärkung des Modulators, abgesehen von der Umsetzungsdämpfung, im wesentlichen durch das Verhältnis des ausgangsseitigen Abschlußwiderstandes zum Scheinwiderstand der Serienschaltung des Kondensators 43 mit dem Widerstand 32 bestimmt wird. Der ausgangsseitige Abschlußwiderstand des Modulators kann dabei der Eingangswiderstand einer nachgeschalteten Transistoranordnung sein, an die der Lastwiderstand angeschlossen ist Ausgehend von der geforderten Verstärkung ist somit der Scheinwiderstand zwischen den Emittern der Transistoren 15 und 16 vorgegeben. Der Einfluß des Widerstandes 31 auf die Verstärkung kann dabei vernachlässigt werden.
• Ausgehend von einem vorgegebenen Trimmerkondensator 42 wird die Kapazität des Kondensators 41 so bemessen, daß sich der gewünschte Einstellbereich ergibt. Je größer nun der Widerstand 31 bemessen wird, je weiter erstreckt sich der Übertragungsbereich der Anordnung zu tiefen Frequenzen hin. In vorteilhafter Weise ergibt sich dabei zugleich eine Verringerung des Rauschbeitrages, den der Widerstand 31 liefert. Der Übertragungsbereich kann daher in vorteilhafter Weise ohne weiteres zu tieferen Frequenzen hin ausgedehnt werden, ohne daß hinsichtlich des Rauschens Nachteile in Kauf genommen werden müßten.
• Eine obere Grenze für den Wert des Widerstandes 31 ist durch den Spannungsabfall gegeben, der durch den Basisstrom des Transistors 15 am Widerstand 31 hervorgerufen wird. Bei besonders hohen Anforderungen an den Frequenzgang kann es sich daher als zweckmäßig erweisen, den Transistor 15 als Verbundtransistor auszubilden, derart, daß sich eine besonders niedrige Stromaufnahme an der Basis ergibt.
• Zweckmäßigerweise enthält der Verbundtransistor in bekannter Weise eine emittergekoppelte Differenzstufe, wobei der Basis des einen Transistors das Eingangssignal zugeführt wird und der andere Transistor durch einen weiteren Transistor zu einer Transistoranordnung mit verbesserten Eigenschaften ergänzt ist, und zwar derart, daß der weitere Transistor emitterseitig an die Basis und basisseitig an den Kollektor des in der Differenzstufe enthaltenen Transistors angeschlossen ist Der Kollektor des weiteren Transistors dient als Kollektor des Verbundtransistors.
• Um sicherzustellen, daß die Kollektorströme der in der Differenzstufe enthaltenen Transistoren miteinander übereinstirnmen, ist an die Kollektoren dieser beiden Transistoren eine Stromspiegelschaltung angeschlossen. Mit der Emitterverbindung ist zweckmäßigerweise der Kollektor eines zusätzlichen Transistors angeschlossen, der als Quelle eingeprägten Gleichstromes geschaltet ist Wählt man die Kapazität des Kondensators 43 genügend groß, so daß Xcv R32 wobei Scd<-r Blindwiderstand des Kondensators 43 und R32 der Wert des Widerstandes 32 ist, dann fällt am Widerstand 31 nur ein sehr kleiner Teil der Signalspannung ab, d. ht der aus den Kondensatoren 41 und 42 bestehende kapazitive Spannungsteiler wird praktisch allein durch den Eingangswiderstand der aus den Transistoren 15 und 16 bestehenden Schaltung belastet.
• Der Widerstand 31 liefert den Arbeitspunkt für die in der Figur links dargestellten Hälfte der Differenzstufe mit den Transistoren 15 und 16 bzw. für den Transistor 15. Mit Hilfe des Widerstandes 32 wird die Verstärkung eingestellt Der an sich geringe Einfluß des Widerstandes 31 auf die Frequenzabhängigkeit des kapazitiven Spannungsteilers verringert sich weiter mit der Vergrößerung des Widerstandes 31.
• Ein wesentlicher Vorteil der Schaltungsanordnung besteht darin, daß der thermische Rauschbeitrag des Widerstandes 31 mit wechselndem Wert des Widerstandes abnimmt

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verstärkender Doppelgegentaktmodulator, bei dem die Basisanschlüsse von vier Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps paarweise miteinander verbunden und mit einander gegenphasigen Trägerspannungen beaufschlagbar sind und bei dem jeweils zwei Transistoren, deren Basisanschlüsse an verschiedenen Basisverbindungen liegen, emitterseitig miteinander verbunden sind, wobei an die Emitterverbindung jeweils der Kollektor eines von zwei zusätzlichen Transistoren angeschlossen ist, die Kollektoren der beiden zusätzlichen Transistoren einander gegenphasige Signalströme an die Emitterverbindungen abgeben, und die Basis eines ersten der beiden zusätzlichen Transistoren an einen Eingang für das modulierende Eingangssignal und die Basis des zweiten zusätzlichen Transistors wechselstrommäßig an Bezugspotential geführt ist und wobei die Emitter der beiden zusätzlichen Transistoren jeweils über eine Stromquelle an Versorgungsspannung geführt sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß an den Emitter des ersten zusätzlichen Transistors (15) ein Kondensator (43) und an den Emitter des zweiten zusätzlichen Transistors (16) ein Widerstand (32) angeschlossen ist, und daß ein Verbindungspunkt des Kondensators (43) mit dem Widerstand (32) über einen weiteren Widerstand (31) an den Eingang (E2) für das modulierende Signal geführt ist, und daß dieser Eingang (E2) am Abgriff eines mit der Eingangssignalspannung beaufschlagbaren einstellbaren kapazitiven Spannungsteilers liegt.
2. 2. Verstärkender Doppelgegentaktmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (43) und der Widerstand (32) derart bemessen sind, daß der Blindwiderstand des Kondensators (43) um wenigstens eine Größenordnung kleiner als der Wert des Widerstandes (32) ist.
3. 3. Verstärkender Doppelgegentaktmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des zusätzlichen Widerstandes (31) innerhalb des im Hinblick auf den Arbeitspunkt des ersten zusätzlichen Transistors möglichen Bereiches so groß wie möglich bemessen ist 4. Verstärkender Doppelgegentaktmodulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung wenigstens der am Signaleingang liegenden zusätzlichen Transistor ren als Verbundtransistor mit gegenüber Einzeltransistoren niedrigerem Basisstrom.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppelgegentaktmodulator entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Dabei sind die vier modulierenden Transistoren zweckmäßigerweise kollektorseitig derart geschaltet, daß die Kollektoren der mit ihren Basisanschlüssen an verschiedenen Basisverbindungen liegenden Transistoren jeweils miteinander verbunden und an einen Anschluß des Modulatorausgangs geführt sind.

   Ein derartiger verstärkender Doppelgegentaktmodulator ist bereits aus der DT-PS 23 64 156 bekannt Der bekannte Doppelgegentaktmodulator eignet sich insbesondere zur Umsetzung von Signalen in Trägerfrequenzübertragungssystemen. Bei derartigen Systemen wird häufig eine Einstellmöglichkeit für den Signalpegel verlangt.

   Wie aus der DT-OS 1811274 bereits bekannt ist, kann eine Pegeleinstellung bei Wechselstromsignalen mit besonders großer Zuverlässigkeit mit Hilfe von kapazitiven Spannungsteilern realisiert werden. Bei derartigen Spannungsteilern ist es jedoch für eine ausreichende Frequenzunabhängigkeit erforderlich, daß der Spannungsteiler ausreichend hochohmig abgeschlossen wird.

   Einem Modulator der vorstehend näher bezeichneten Art kann daher nicht ohne weiteres ein derartiger Spannungsteiler vorgeschaltet werden, wenn besonders hohe Anforderungen an die Frequenzunabhängigkeit der Signalübertragung gestellt werden.

   Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Doppelgegentaktmodulator derart auszubilden, daß sich das seinem Signaleingang zugeführte modulierende Signal auf besonders betriebssichere Weise hinsichtlich seines Pegels variieren läßt, ohne daß ein unzulässiger Frequenzgang der Dämpfung eintritt Man kann zur Lösung dieser Aufgabe zwischen dem Abgriff des kapazitiven Spannungsteilers und dem aktiven Modulator eine zusätzliche Transistorstufe einfügen.

   Gemäß der Erfindung wird der Doppelgegentaktmodulator der eingangs näher bezeichneten Art derart ausgebildet, daß an den Emitter des ersten zusätzlichen Transistors ein Kondensator und an den Emitter des zweiten zusätzlichen Transistors ein Widerstand angeschlossen ist, und daß ein Verbindungspunkt des Kondensators mit dem Widerstand über einen weiteren Widerstand an den Eingang für das modulierende Signal geführt ist, und daß dieser Eingang am Abgriff eines mit der Eingangssignalspannung beaufschlagbaren einstellbaren kapazitiven Spannungsteilers liegt.

   Durch diese Maßnahmen ergibt sich, daß der Eingangswiderstand des Doppelgegentaktmodulators mit einfach realisierbaren Mitteln so groß wird, daß der kapazitive Spannungsteiler direkt bzw. ohne Zwischenschaltung besonderer Schaltmittel, wie z.B. einer zusätzlichen Transistorstufe, mit dem Modulator verbunden werden kann.

   Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.