DE2835364B1

DE2835364B1 - Modulator mit Frequenzvervielfacher

Info

Publication number: DE2835364B1
Application number: DE2835364A
Authority: DE
Inventors: Kurt Gasser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-08-11
Filing date: 1978-08-11
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2835364C2

Description

Die Transistoren T23 bis T26 werden paarweise wechselsinnig im Takt der Trägerspannung aus- und eingeschaltet. Dabei sind im jeweils gleichen Schaltzustand einerseits die Transistoren T23 und T26 durchgesteuert, andererseits die Transistoren T24 und T23 gesperrt. Der Signalstrom wird zusammen mit dem Arbeitsgleichstrom über die Transistoren T13 und T14 gegenphasig in die Emitter der Transistoren T23 bis T26 eingeprägt. Je nach Schaltzustand fließt der Signalstrom entweder über den Transistor T23, Ausgangsklemme 10, den außen liegenden Lastwiderstand, Ausgangsklemme 5 und den Transistoren T26 oder über den Transistor T24, Ausgangsklemme 5, den außen liegenden Lastwiderstand (diesmal in umgekehr-
ter Richtung), Ausgangsklemme 10 und Transistor T25.
Ein Wechsel des Schaltzustandes der Transistoren T23 bis T26 polt somit den Signalstrom am Ausgang um.
Die Transistoren T13 und T14 bilden einen Differenzverstärker, über den der Signalstrom gegenphasig in die schaltenden Transistoren eingeprägt wird.
Die von der nichtlinearen Eingangskennlinie der Transistoren T13 und T14 verursachten nichtlinearen Verzerrungen werden durch Gegenkopplungsschleifen über ein zusätzliches Netzwerk, Teil II, verringert.
Die Steuerung des Schaltzustandes der Transistoren T23 und T26 erfolgt über Teil III der Schaltung, wobei die Transistoren T15 und TIS einen einstufigen Differenzverstärker bilden.
Die Transistoren T28 und T29 ermöglichen eine zusätzliche Verstärkung des Ausgangssignals. Der Rest der Schaltung dient der Arbeitspunkt-Einstellung Dieser Schaltungsteil wurde so gewählt, daß alle Wechselspannungs-Eingänge und -Ausgänge erdsymmetrisch oder erdunsymmetrisch anschaltbar sind.
F i g. 2 zeigt eine Detailschaltung nach der Erfindung mit den Transistoren T28 und T29, die an den Anschlüssen 6 und 11 einen rechteckförmigen Strom liefert.
Die Emitter der Transistoren T29, T28 sind miteinander und mit dem Anschluß 12 verbunden. Die eingeprägten Ströme iz und ;2 werden über den gemeinsamen Widerstand R 1 nach + UB geführt; dadurch erhalten die Basen der Transistoren T28, T29 gleiches Gleichstrompotential und bilden somit einen Differenzverstärker. Da die Ströme il und i2 annähernd gleich groß und ihnen Wechselströme gegenphasig überlagert sind, entsteht am Widerstand R 1 auch bei Aussteuerung der Schaltung ein Ruhepotential Ul. Die durch Ungleichheiten der Ströme il und 12 verursachte Welligkeit dieser Spannung U1 wird durch Cl geglättet und somit das Umschaltverhalten verbessert.
Aus dem Modulationsspektrum wird am Anschluß 10 mit dem Parallelschwingkreis (Lp/Cp) eine Frequenz f ausgesiebt. Dadurch entsteht an der Basis des Transistors T28 eine Sinusspannung. Diese Spannung wird so groß gewählt, daß in der positiven Halbwelle der Transistor T28 und in der negativen Halbwelle der Transistor T29 den gesamten im Anschluß 12 fließenden Strom übernimmt. Somit kann an den Widerständen R 3 und R 4 eine gegenphasige Spannung mit rechteckförmigem Verlauf und der Grundfrequenz fo abgenommen werden. Aus dieser Spannung können die ungeradzahligen Vielfachen ausgesiebt werden. Die abgegebene Rechteckspannung ist gut symmetrisch (Symmetriedämpfung >30 dB).
Mit dem Widerstand R 5 kann die Ausgangsspannung eingestellt werden. Wird der Widerstand R 5 vom Anschluß 12 nach -UB geschaltet, nimmt der Strom in den Transistoren T28, T29 zu, die Ausgangsspannung wird größer und umgekehrt wenn man den Widerstand R 5 vom Anschluß 12 nach + Ablegt F i g. 3 zeigt eine Anwendungsschaltung nach der Erfindung. Am Anschluß 10 wird aus dem Modulationsspektrum eine Frequenz fo ausgesiebt An den Anschlüssen 6 und 11 wird durch ein Filter mit symmetrischem Eingang die Frequenz 3 x fO ausgesiebt Da der Temperaturkoeffizient des Stromes in dem Anschluß 12 (Tk ~ 25 1 10-3/k) in dieser Schaltung stört, wird der Anschluß 12 über einen Widerstand mit + UB und der Verbindungspunkt der Emitter (Anschlüsse 9 und 4) über einen Widerstand mit - Uverbunden.
Zusammenfassung Modulator mit Frequenzvervielfacher Die Erfindung bezieht sich auf einen Modulator mit Frequenzvervielfacher unter Verwendung einer integrierten Schaltung mit einem aktiven Doppelgegentaktmodulator T23 ... T26) und diesem nachgeschalteten einstufigen Transistorverstärkern (T28, T29), dem das Trägersignal über einen ersten (T15, T16) und das Modulationssignal über einen zweiten Differenzverstärker (T13, T14) zugeführt sind, der zusätzlich eine Stromspiegelschaltung und ein Rückkopplungsnetzwerk (II) enthält und dessen Emitteranschlüsse von außen zugänglich und mit einem Widerstand verbunden sind. Ein bekannter integrierter Modulator soll zugleich als Frequenzvervielfacher verwendet werden. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß die Emitter der beiden Transistoren (T28, T29) der einstufigen Verstärker miteinander und mit einer für die Zuführung der Gleichspannung versehenen Klemme (12) verbunden sind. Den Basen der beiden Transistoren (T28. T29) werden eingeprägte gleich große Gleichströme (il + i2) zugeführt, die außerdem über eine gemeinsame Leitung und einem ersten ohmschen Widerstand (R 1) zum einen Pol der Versorgungsspannungsquelle (UB) geführt sind. Zwischen den gemeinsamen Emittern und jeweils einem Pol (+ UB bzw. - UB) der Versorgungsspannungsquelle ist ein zweiter ohmscher Widerstand (R5) angeschaltet Die Kollektoren der beiden Transistoren (T28, T29) werden über weitere ohmsche Widerstände (R3, R4) mit dem einen Pol (+ UB) der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Zwischen der Basis des einen Transistors und dem einen Anschluß des ersten ohmschen Widerstandes (R 1) wird ein auf eine wählbare Frequenz innerhalb des Modulationsspektrums abgestimmter Schwingkreis (Cp, Lp, R 2) eingeschaltet. Die Schwingkreisspannung ist so groß gewählt, daß in den beiden Halbwellen der Schwingkreisspannung die beiden Transistoren (T28, T29) der Verstärker abwechselnd voll durchgesteuert bzw. gesperrt sind. Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz in der Trägerversorgung bei TF-Systemen.

Claims

Patentansprüche: 1. Modulator mit Frequenzvervielfacher unter Verwendung einer integrierten Schaltung mit einem aktiven Doppelgegentaktmodulator und diesem nachgeschalteten einstufigen Transistorverstärkern, dem das Trägersignal über einen ersten und das Modulationssignal über einen zweiten Differenzverstärker zugeführt sind, der zusätzlich eine Stromspiegelschaltung und ein Rückkopplungsnetzwerk enthält und dessen Emitteranschlüsse von außen zugänglich und mit einem Widerstand verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter der beiden Transistoren (T28, T29) der einstufigen Verstärker miteinander und mit einer für die Zuführung der Gleichspannung versehenen Klemme (12) verbunden sind, daß den Basen der beiden Transistoren (T28, T29) eingeprägte gleich große Gleichströme (i1 + i2) zugeführt sind, die außerdem über eine gemeinsame Leitung und einem ersten ohmschen Widerstand (R 1) zum einen Pol der Versorgungsspannungsquelle (UB) geführt sind, daß zwischen den gemeinsamen Emittern und jeweils einem Pol (+ um bzw. - UB) der Versorgungsspannungsquelle ein zweiter ohmscher Widerstand (R 5) angeschaltet ist, daß die Kollektoren der beiden Transistoren (T28, T29) über weitere ohmsche Widerstände (R 3, R 4) mit dem einen Pol (+ UB) der Versorgungsspannungsquelle verbunden sind und daß zwischen der Basis des einen Transistors und dem einen Anschluß des ersten ohmschen Widerstandes (R 1) ein auf eine wählbare Frequenz innerhalb des Modulationsspektrums abgestimmter Schwingkreis (Cp, LP, R 2) eingeschaltet ist und daß die Schwingkreisspannung so groß gewählt ist, daß in den beiden Halbwellen der Schwingkreisspannung die beiden Transistoren (T28, T29) der Verstärker abwechselnd voll durchgesteuert bzw. gesperrt sind.
2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoren der beiden Transistoren (T28, T29) mit dem Eingang eines auf eine Harmonische der Grundwelle der Rechteckausgangsspannung abgestimmtes Filter (F) verbunden sind.

Die Erfindung betrifft einen Modulator mit Frequenzvervielfacher unter Verwendung einer integrierten Schaltung mit einem aktiven Doppelgegentaktmodulator und diesem nachgeschalteten einstufigen Transistorverstärkern, dem das Trägersignal über einen ersten und das Modulationssignal über einen zweiten Differenzverstärker zugeführt sind, der zusätzlich eine Stromspiegelschaltung und ein Rückkopplungsnetzwerk enthält und dessen Emitteranschlüsse von außen zugänglich und mit einem Widerstand verbunden sind.

Ein derartiger Modulator ist aus der DE-AS 2364 156 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen integrierten- Modulator zu schaffen, mit dem gleichzeitig eine Frequenzvervielfachung ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird der Modulator derart ausgebildet, daß die Emitter der beiden Transistoren der einstufigen Verstärker miteinander und mit einer für die Zuführung der Gleichspannung versehenen Klemme verbunden sind, daß den Basen der beiden Transistoren eingeprägte gleich große Gleichströme zugeführt sind, die außerdem über eine gemeinsame Leitung und einem ersten ohmschen Widerstand zum einen Pol der Versorgungsspannungsquelle geführt sind, daß zwischen den gemeinsamen Emittern und jeweils einem Pol der Versorgungsspannungsquelle ein zweiter ohmscher Widerstand angeschaltet ist, daß die Kollektoren der beiden Transistoren über weitere ohmsche Widerstände mit dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden sind und daß zwischen der Basis des einen Transistors und dem einen Anschluß des ersten ohmschen Widerstandes ein auf eine wählbare Frequenz innerhalb des Modulationsspektrums abgestimmter Schwingkreis eingeschaltet ist und daß die Schwingkreisspannung so groß gewählt ist, daß in den beiden Halbwellen der Schwingkreisspannung die beiden Transistoren der Verstärker abwech selnd voll durchgesteuert bzw. gesperrt sind.

Durch diese Maßnahmen erhält man einen einfach aufgebauten Modulator der an seinem Ausgang eine Rechteckspannung abgibt.

Durch Nachschalten eines auf eine Harmonische der Frequenz des Schwingkreises abgestimmten Filters läßt sich diese Anordnung gleichzeitig als Frequenzvervielfacher verwenden.

Weitere Vorteile der Schaltung sind nachfolgend aufgeführt.

Durch die Mitausnutzung des in den Modulator-IC über den Gleichstrom-Anschluß fließenden Stromes braucht die Schaltung wenig Strom (minimal ca. 2 mA bis U8 12V).

Die Aussteuerbarkeit der Modulatorausgänge wird durch Absenken der Spannung am Gleichstromanschluß erhöht, da das Basispotential der Modulatortransistoren durch die Spannung am Gleichstromanschluß bestimmt wird. Durch Absenken dieser Spannung U2 auf < + UB wird die Aussteuerbarkeit um den Betrag:U - U2erhöht.

An den Ausgängen können gleichzeitig zwei verschiedene ungeradzahlige Vielfache von fO gewonnen werden.

Die Ausgangsspannung ist in einem weiten Bereich unabhängig von der Eingangsspannung.

Durch die Begrenzung werden amplitudenmodulierte Anteile des Modulationsspektrums unterdrückt und somit der Filteraufwand verringert.

Anhand der bekannten Schaltung nach F i g. 1 und den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3 wird die Erfindung näher erläutert.

Fig.1 zeigt dabei die an sich bekannte integrierte Doppelgegentaktmodulatorschaltung (SO 290). Teil 1 der Schaltung bildet den Kern des Modulators, in dem die wesentlichen Funktionen ablaufen.