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Abschwächungsschaltung
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Die Erfindung betrifft eine Dämpfungs- bzw. Abschwächungsschaltung
und insbesondere eine Dämpfungsschaltung, bei der ein Feldeffekt-Transistor (FET)
als Dämpfungselement Verwendung findet. Solche Elemente besitzen den Nachteil, daß
die in Antwort auf ein angelegtes Steuersignal erzeugte Dämpfung bzw. Abschwächung
nicht vollständig vom Pegel des Steuersignals abhängig, sondern atach von Änderungen
der Umgebungstemperatur beeinflußt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsschaltung
zu schaffen, bei der dieser Nachteil vermindert ist.
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Gemäß der Erfindung umfaßt eine Dämpfungs- bzw. Abschwächurrgsschaltung
einen Feldeffekt-Transistor, der in einem Strompfad so angeschlossen ist, daß er
ein angelegtes Signal bedampft
bzw. abschwächt, Vorrichtungen zum
Ableiten eines Gleichspannungssignals, das für die von dem Feldeffekt-Transistor
einem angelegten Signal dargebotene Impedanz repräsentativ ist, und einen Gleichspannungs-Rückführ-
bzw. Rückkoppelpfad, mittels dessen das Gleichspannungssignal dazu verwendet wird,
den Feldeffekt-Trans is tor so zu steuern, daß Änderungen dieser Impedanz entgegengewirkt
wird.
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Vorzugsweise umfaßt der Gleichspannungs-Rückkoppelpfad einen Komparator,
der das Gleichspannungssignal mit einem angelegten Steuerungs- bzw. Kontrollsignal
vergleicht, um den Feldeffekt-Transistor so zu steuern, daß jeglicher Unterschied
zwischen dem Gleichspannungssignal und dem Kontrollsignal verringert wird.
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Ist das angelegte Signal ein Wechselspannungssignal, so umfaßt der
Gleichspannungs-Rückkopplungspfad vorzugsweise reaktive bzw. drosselnde Komponenten,
die dazu dienen, das Wechselspannungssignal abzublocken.
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Ist das angelegte Signal ein sich änderndes Gleichspannungssignal,
so kann es zu störenden Wechselwirkungen mit dem Betrieb der Gleichspannungs-Rückkopplungsschleife
kommen und es wird vorzugsweise ein angepaßtes Paar von Feldeffekt-Transistoren
verwendet, von denen der eine die erforderliche Abschwächung für das angelegte Signal
liefert und der andere mit einer Gleichspannungs-Rückkopplungsschleife verbunden
ist, die beide Peldeffekt-Transistoren so steuert, daß Änderungen ihrer Imnedanzen
in Abhängigkeit von Veränderungen der Impedanz dieses anderen Feldeffekt-Transistors
verringert werden.
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Die tatsächlich auftretende Änderung der ImDedanzen wird in weitgehendem
Maße von der Verstärkung bzw. dem Gewinn der Gleichspannungs-Rückkopplungsschleife
abhängen und vorzugsweise ist der Komparator ein Differentialverstärker mit hoher
Verstärkung bzw. mit hohem Gewinn.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben in dieser zeigt: Fig. 1 eine Abschwächer- bzw. Dämpfungsschaltung gemäß
der Erfindung und Fig. 2 eine Abwandlung dieser Schaltung.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Feldeffekt-'Uransistor (FET) 1 mit einem Widerstand
2, einer Induktivität 3 und einem Widerstand 4 (in dieser Reihenfolge) in Reihe
zwischen ein Bezugspotential (Erde) und eine positive Spannungsschiene 5 geschaltet.
Ein Eingangsanschluß 6, an den beim Betrieb der Schaltung ein Wechselspannungssignal
angelegt wird, ist über einen Kondensator 7 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem
Widerstand 2 und der Induktivität 3 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der
Induktivität 5 und dem Widerstand 4 ist über einen Kondensator 18 mit Erde verbunden.
Ein Ausgangsanschluß 8, an dem im Betrieb ein abgeschwächtes Wechselspannungssignal
erzeugt wird, ist über einen weiteren Kondensator 9 mit dem Verbindungspunkt 10
zwischen dem Senkenanschluß (drain) des Feldeffekt-Transistors 1 und dem Widerstand
2 verbunden. Eine Induktivität 11 ist in Serie mit einem Kondensator 12 zwischen
dem Verbindungspunkt 10 und der Erde angeschlossen, und der nicht invertierende
Eingang eines Differenzverstärkers 13 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen diesen
beiden Bauelementen verbunden.
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Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 13 ist mit einem
Anschluß 14 verbunden, der ein Kontrollsignal empfängt, und der ausgang des Differenzverstärkers
ist über einen Widerstand 15 mit der Steuerelektrode (gate) des Feldeffekt-'Uransistors
1 verbunden. Ein weiterer Widerstand 16 ist in Reihe mit einem Kondensator 17 zwischen
die Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors 1 und den Verbindungspunkt 10 geschaltet.
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Im Betrieb wird ein Wechselspannungssignal, das um einen genau vorgegebenen
Wert abgeschwächt werden soll, an den Anschluß 6 gelegt und durch die von der Oçuellen-Senken-Strecke
des Feldeffekt-Transistors 1 gebildete Impedanz abgeschwächt. Das abgeschwächte
Wechselspannungssignal wird über den Anschluß 8 abgegriffen und die Blockkondensatoren
7 und 9 bilden eine Gleichstromisolation zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsanschluß.
Ein kleiner Gleichstrom fließt durch die Quellen-Senkenstrecke des Feldeffekt-Transistors
1, den Widerstand 2, die Induktivität 3 und den Widerstand 4 von der Erde zur Schiene
5. Die über dem Feldeffekt-Transistor 1 gebildete Gleichspannung wird durch die
Wirkung der Rückkopplungsschleife, die den Differenzverstärker 13 umschließt, konstant
und in ihrem Wert gleich dem an den Anschluß 14 angelegten Kontrollsignal gehalten.
Die Impedanz der Senken-Quellen-Strecke des Feldeffekt-Transistors 1 hängt von der
Spannung zwischen Steuerelektrode und Quelle ab, und die Rückkopplungsschleife wird
dazu verwendet, die Gleichstromkomponente des zwischen Senke und quelle fließenden
Stromes konstant zu halten, so daß auch die Impedanz konstant gehalten wird.
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Der Einfluß der kleinen, konstanten Gleichstromkomponente des zwischen
Senke und quell fließenden Stroms liefert einen zusätzlichen Vorteil dahingehend,
daß der ciechselspannungs-Arbeitspunkt des Feldeffekt-Transistors 1 durch Vorpolung
von der Nullspannung weg in einen lineareren Teil der Arbeitskennlinie verschoben
wird. Das Vorhandensein des Kondensators 17 und des Widerstandes 16 schafft eine
Rückkopplung zur Verbesserung der Linearität, wenn die Spannung zwischen Senke und
Quelle negativ ist.
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Die gelieferte kbschwächung bzw. Dämpfung kann dadurch geändert werden,
daß der Pegel des an den ;nschluß 14 gelegten Kontrollsignals geändert wird. Wird
das Kontrollsignal
konstant gehalten, so ist die sich ergebende
Abschwächung im wesentlichen unabhängig von irgendwelchen Temperaturschwankungen,
die die Arbeits charakteristiken des Feldeffekt-Transistors zungen, die die Arbeits
beeinflussen.
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Die in Fig. 1 dargestellte Abschwächerschaltung ist nur für die Erzeugung
einer gesteuerten Abschwächung eines Wechselspannungssignals geeignet, da jegliche
Änderung des durch den Feldeffekt-Transistor fliegenden Gleichstroms durch die Wirkung
der Rückkopplungsschleife beseitigt wird. Eine bandlung dieser Schaltung ist in
Fig. 2 dargestellt, die dazu geeignet ist, ein Wechselspannungssignal abzuschwächen,
das eine sich ändernde Gleichstromkomponente umfaßt.
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Gemäß Fig. 2 wird ein abgestimmtes bzw. angepaßtes Paar von Feldeffekt-Transistoren
20 und 21 verwendet, von denen der eine die erforderliche Abschwrchung bewerkstelligt
und der andere dazu verwendet wird, das Rückkopplungssignal zum Konstanthalten der
vom ersten Transistor erzeugten Abschwächung zu erzeugen. Das abzuschwüchende Signal
wird an den Anschlu3 22 gelegt und das abgeschwächte Signal wird am Anschluß 25
abgegriffen, da der Feldeffekt-Transistor 20 in ähnlicher eise wie der Feldeffekt-Transistor
1 in Fig. 1 die Abschwächung bewirkt. Der Zweck des Feldeffekt-Transistors 21 liegt
darin, zu durch Temperaturschwankungen bewirkte Impedanzinderungen/ messen bzw.
abzutasten, und um sicherzustellen, daß die emperatur-Charakteristiken der beiden
Feldeffekt-Transistoren gut aufeinander abgestimmt sind, sind sie beide auf ein
gemeinsames Substrat montiert. Abgestimmte bzw. angepaßte Paare sind in einem einzigen
Gehause im Itandel erhaltlich. Zur Anpassung an weitere Temperatureffekte, die von
dem durch die Feldeffekt-Transistoren fließenden Strom bewirkt werden, werden die
Widerstände 24 und 25 so gewählt, daß die Größen der durch jeden der Transistoren
fließenden Ströme vergleichbar sind. Ein gewünschter Abschwächungspegel wird dadurch
eingestellt,
daß man ein geeignetes Kontrollsignal über den Anschluß 27 an den Differenzverstärker
26 anlegt. Die Impedanzen der beiden Feldeffekt-Transistoren ändern sich gleichsinnig,
wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, und diese Veränderung wird von der den
Verstärker 26 umfassenden Rückkopplungsschleife entdeckt, die dieser Änderung entgegenwirkt.
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Wie dargestellt, wird dasselbe Rückkopplungs-Steuersignal beiden Feldeffekt-Transistoren
zugeführt, so daß die Abschwächung des vom Anschluß 22 zum Anschluß 23 hindurchgehenden
Signals im wesentlichen konstant gehalten wird.
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- Patentansprüche -
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