DE2839383A1

DE2839383A1 - Verknuepfungsschaltung

Info

Publication number: DE2839383A1
Application number: DE19782839383
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Amazawa; Masaharu Mori; Takashi Taniyama
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1977-09-24
Filing date: 1978-09-11
Publication date: 1979-03-29
Also published as: GB2005102A; NL188612B; US4331885A; SE7809970L; FR2404342A1; DE2839383C2; FR2404342B1; SE432169B; NL188612C; GB2005102B; NL7807480A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. WiSiCKMANN. Djpl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Irre r. A.Wsicxmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska 2839383

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Clarion Co., Ltd.,

Verknüpfungsschaltung

Die Erfindung betrifft eine Verknüpfungsschaltung, die sich insbesondere als Geräuschsperre usw. eignet.

Herkömmliche Geräuschsperrschaltungen verwenden eine Verknüpfungsschaltung, wie sie in Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine derartige Verknüpfungsschaltung Emitterfolgerverstärker 1 und 2, einen Verknüpfungstransistor 3 und einen Kondensator C auf, der einen Spannungspegel hält. Der Transistor 3 ist ohne ein anliegendes Signal durchgeschaltet und wird gesperrt, wenn ein Rauschen im Eingangssignal S₁ auftritt und ein negatives Impulssignal P an der Basis des Transistors 3 liegt. In dieser Weise kann das Rauschen wirksam beseitigt werden.

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Es versteht sich, dass ein derartiges Impulssignal zum Steuern des Schaltvorganges der Verknüpfungsschaltung eine grosse Amplitude haben muss. Aus der in Fig. 2 dargestellten äquivalenten Schaltung der Verknüpfungsschaltung ergibt sich jedoch, dass das Ausgangssignal S„ einem unerwünschten Einfluss durch ein Streuen des Impulssignales ausgesetzt ist, wenn ein Impulssignal mit grosser Amplitude zum Sperren des Transistors 3 verwandt wird. Die Verwendung eines Impulssignales mit grosser Amplitude führt zu einem geringen Aussteuerbereich der Schaltung, einem hohen Widerstand des gesättigten Transistors und einem unerwünschten Frequenzgang der Schaltung. In Fig. 2 sind D- und D2 Dioden, die der Kennlinie zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors 3 und zwischen der Basis und seinem Emitter jeweils äquivalent sind, während SW ein Äquivalentschalter für einen Kurzschluss zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors 3 ist.

Ziel der Erfindung ist eine Verknüpfungsschaltung, die frei von den Mängeln der herkömmlichen Verknüpfungsschaltungen ist, wie sie oben beschrieben wurden.

Durch die Erfindung wird eine Verknüpfungsschaltung geliefert, die einen ersten Verknüpfungstransistor, der ohne anliegendes Signal sperrt, einen zweiten Verknüpfungstransistor, der ohne anliegendes Signal durchgeschaltet ist und in einem Signalweg liegt, wobei der erste Transistor durchgeschaltet werden kann, wenn ein Impuls anliegt und wobei der zweite Transistor sperrt, wenn der erste Transistor durchschaltet, und einen Begrenzer aufweist, der das Potential am Eingang des zweiten Transistors unter dem Potential an seinem Ausgang hält.

Im Folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Verknüpfungsschaltung näher beschrieben:

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Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer herkömmlichen Geräuschsperre .

Fig. 2 zeigt das Äquivalentschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Verknüpfungsschaltungsteiles.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Grundausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Schaltung.

Fig. 4 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Schaltung.

Fig. 5 zeigen Schaltbilder von weiteren Ausführungsbeispielen

und 6 , _ j.. ,

der Erfxndung.

Fig. 7 zeigt in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen einem Signalstrom und einem Vorstrom bei den ' in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen.

Fig. 8 zeigt das Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 9 zeigt das Äquivalentschaltbild des Schalttransistors Q₁' in Fig. 8.

Fig. 10 zeigt in einer grafischen Darstellung die Signalwellenform der in Fig. 8 dargestellten Verknüpfungsschaltung, wobei ein Schalttransistor Q₁ fehlt.

Fig. 11 zeigt Äquivalentschaltbilder der Schalttransistoren Q^ und Q₁' in Fig. 8.

In Fig. 3 ist ein Grundausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung dargestellt. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, sind Verstärker 4, 5, ein erstes und ein zweites Verknüpfungsglied 6, 7,

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ein Begrenzer 8 und ein Kondensator C vorgesehen, der einen Potentialpegel hält. Ohne anliegendes Signal ist das erste Verknüpfungsglied 6 gesperrt, während das zweite Verknüpfungsglied durchgeschaltet ist, so dass ein Eingangssignal S₁ durch den Verstärker 4, das zweite Verknüpfungsglied 7 und den Verstärker 5 geht und anschliessend das Ausgangssignal S2 erhalten wird. Wenn im Eingangssignal S₁ ein Rauschen auftritt, liegt ein Impulssignal P am ersten Verknüpfungsglied 6 um dieses durchzuschalten, was dazu führt, dass das zweite Verknüpfungsglied 7 sperrt, wodurch eine wirksame Rauschunterdrückung erhalten wird. Der Begrenzer 8 hat die Funktion, das Potential eines Punktes A unter dem eines Punktes B zu halten, wodurch der normale Betrieb des zweiten Verknüpfungsgliedes sichergestellt ist.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel des Schaltungsaufbaues eines Grundausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Schaltung. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, sind zwei Transistoren T₁, T_ und zwei Transistoren T_g, T_ß vorgesehen, die den Verstärkern 4 und 5 jeweils entsprechen,während Transistoren T₃ und T. dem ersten Verknüpfungsglied 6 und dem zweiten Verknüpfungsglied 7 entsprechen und zwei Transistoren T₇ und T„ dem Begrenze- 8 entsprechen.

Wenn bei einer in dieser Weise aufgebauten Schaltung ein Rauschen im Eingangssignal S₁ auftritt, liegt ein positives Impulssignal P an der Steuerelektrode des Transistors T^,um diesen durchzuschalten. Das hat zur Folge, dass das Kollektorpotential des Transistors T. auf sein Basispotential abfällt. Da das Emitterpotential des Transistors 4 durch den Kondensator C auf einen gegebenen Pegel gehalten wird, liegt eine Vorspannung in Sperrrichtung am Transistor T₄, solange das Potential am Punkt A unter dem am Punkt B liegt. Der Transistor T₄ wird somit gesperrt.

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Wenn das Potential am Punkt A grosser als die Summe des Potentials am Punkt B und der Spannung Vg-g zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors T₄ ist, die im Folgenden als Basisemitterspannung V_ßE bezeichnet wird, ist der Transistor T. in unerwünschter Weise in Vorwärtsrichtung vorgespannt, so dass er leitet. Um das zu verhindern, ist der Begrenzer aus dem Transistor T₇ und dem Transistor T„ vorgesehen. Wenn die Basisemitterspannung V jedes Transistors so festgelegt ist, dass sie die folgende Gleichung

^VBE^{T5> ^{+ V}BE⁽V ⁼"^VBE^(T7⁾ " ^VBE⁽V'

erfüllt, sind die Transistoren T₇ und T_ft durchgeschaltet, wenn das Potential am Punkt A über das Potential am Punkt B angehoben wird. Es wird daher verhindert, dass das Potential am Punkt A über diesen Pegel steigt. In dieser Weise ist ein passender Schaltvorgang des Transistors T. für jede Amplitude des Impuls-" signales sichergestellt. Wenn der Transistor T₄ durchgeschaltet ist, ist sein Kollektorstrom grosser als sein Emitterstrom, so dass die Beziehung besteht -V_._o / ν_π1-,, wobei V₇^ die Basis-

JdL ^" JdJj JdC

kollektorspannung ist. Die Transistoren T₇ und T„ sind dementsprechend gesperrt.

Erfindungsgemäss kann das Umschalten der Verknüpfungsschaltung durch einen Impuls mit einer kleinen Amplitude von beispielsweise V₀₀ = V_. erreicht werden, wobei V^ die Vorwärts spannung der

JDU U JJ

Diode D ist, so dass das Streuen des Impulses auf das Ausgangssignal so klein wie möglich gehalten ist. Die Schaltung weist daher einen grossen Aussteuerbereich im Sperrzustand und einen kleinen Widerstand im durchgeschalteten Zustand zusammen mit einem ausserordentlich guten Frequenzgang auf.

Die erfindungsgemässe Verknüpfungsschaltung ist als Geräuschsperre für einen AM-Rundfunkempfanger, ein CB-Sendeempfangsgerät usw. verwendbar und gleichfalls auf jede Art eines Analogschalters anwendbar.

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Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Lage ist, einen übermässigen Vorstrom herabzusetzen, um ein Eigenrauschen aufgrund eines Schaltvorganges zu entfernen.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, bilden ein Transistor Q₂, eine Diode D und ein Widerstand R,. eine Konstantstromschaltung, wobei die Höhe des Stromes durch den Widerstand R bestimmt wird. Anstelle der Diode D kann ein Transistor verwandt werden, wobei von dem Vorteil der Transistorfunktion als Diode Gebrauch gemacht wird. Die Widerstände R.. und R₂ sind dazu vorgesehen, den Einfluss herabzusetzen, der aufgrund eines Unterschiedes in den Kennlinien zwischen dem Transistor Q₂ und der Diode D ausgeübt wird. Der Kollektorstrom des Transistors Q₂ ist durch den Widerstand R-. der Kostantstromschaltung bestimmt und der konstante Strom liegt zur Steuerung an der Basis eines Schalttransistors Q₁. Dieses Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung erlaubt es, dass ein Strom, d.h. ein durch den Widerstand R, bestimmter konstanter Strom fliesst, der gerade ausreicht, um den. Transistor Q₁ zu sättigen, selbst wenn der Eingangssignalpegel am Emitter des Transistors Q.. in negativer Richtung gering ist, wobei das Fliessen eines übermässigen Stromes verhindert wird. Wenn andererseits der Eingangssignalpegel in positiver Richtung gross ist, wird der Basis des Transistors Q₁ der konstante Strom geliefert und wird der Sättigungswiderstand gering gehalten. Das ist in Fig. 7 dargestellt. Der Vorstrom BC fliesst so, dass er dem Eingangssignalstrom SC folgt.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das auch eine Konstantstromschaltung verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt ein Steuersignal zum Durchschalten oder Sperren des Transistors Q₁ an einer Schaltimpulseingangsklemme SW. Gewöhnlich liegt ein Signal mit niedrigem Pegel an der Eingangsklemme SW, um den Transistor Q₁ leitend zu halten, während ein Transistor Q. sperrt. Folglich ist ein Transistor Q₂

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durchgeschaltet und liegt ein Strom, der gleich dem von einer Energiequelle +B durch einen Widerstand R~, eine Diode D und einen Widerstand R₃ fliessenden Strom ist, konstant an der Basis des Transistors Q.. Die Arbeitsweise des Transistors Q₁ und eines Kondensators C ist identisch mit der oben beschriebenen Arbeitsweise. Die Transistoren Q₁. und Q, halten den Transistor Q₁ im gesperrten Zustand, falls das Potential des Transistors Q₁ an seinem Kollektor höher als an seinem Emitter ist, wenn ein Eingangssignal mit hohem Pegel an der Klemme SW liegt und der Transistor Q, durchgeschaltet ist, um die Basis und den Kollektor des Transistors Q₁ kurzzuschliessen. Erfindungsgemäss kann somit der Schaltvorgang des Transistors Q₁ durch einen Impuls mit kleiner Amplitude gesteuert werden, da der Transistor Q. verwandt wird, und hat die Funktion der Konstantstromschaltung die Wirkung, dass ein Umschaltrauschen sicherer unterdrückt wird.

Die Beziehung zwischen einem Eingangssignalstrom und einem Vorstrom ist die gleiche wie sie in Fig. 7 dargestellt ist.

Bei den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Schaltrauschen, das durch einen üb~.rmässigen Vorstrom am Schalttransistor verursacht wird, was oftmals bei den herkömmlichen Schaltungen der Fall ist, gut unterdrückt werden. Die Verwendung der Konstantstromschaltung als Vorstromquelle für den Schalttransistor verhindert, dass ein übermässiger Strom fliesst, unterdrückt das Eigenschaltrauschen und liefert einen ausgezeichneten Frequenzgang und Aussteuerbereich.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das das Schaltrauschen unterdrücken kann, ohne eine Störung im Ausgangssignal zu verursachen. Verglichen mit dem in Fiq. 1 dargestellten Aufbau einer Verknüpfungsschaltung zeichnet sich dieses Ausführungsbeispiel durch die Verwendung von

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zwei Transistoren Q. und Q₁" als Schaltelemente aus. Der erste und zweite Transistor Q, und Q-' sind so miteinander verbunden, dass die jeweiligen Kollektoren und Emitter gegenseitig in umgekehrter Weise gekoppelt sind. Das heisst im einzelnen, dass der Kollektor des ersten Transistors Q₁ über den Verbindungspunkt J. am Emitter des zweiten Transistors Q₁' liegt, während der Emitter des ersten Transistors Q₁ über den Verbindungspunkt J₂ mit dem Kollektor des zweiten Transistors Q₁' verbunden ist. Die Basen des ersten und des zweiten Transistors Q₁, Q₁' liegen über einen Widerstand R an einer Steuerklemme G, an der ein Schaltimpuls anliegt. Die anderen Teile der Verknüpfungsschaltung in Fig. 8 sind mit der in Fig. 1 dargestellten Verknüpfungsschaltung identisch.

Unter der Annahme, dass der Transistor Q₁ in der Schaltung fehlt, und dass nur die Arbeitsweise des Transistors Q₁'^berücksichtigt wird, ergibt sich, dass in der anhand von Fig. 1 bereits dargestellten Weise mit in die negative Richtung gehendem Eingangssignal der Basisstrom äquivalent zunimmt und der Innenwiderstand, d.h. der Widerstand r¹ abnimmt, während mit einem in die positive Richtung gehenden Eingangssignal der Innenwiderstand, d.h. der Widerstand R¹ , zunimmt, wenn der Basistrcr. des Transistors Q₁' niedrig genug gehalten wird. Die Transistorschaltung, die einen Kondensator C enthält, kann durch die äquivalente Schaltung von Fig. 9 dargestellt werden. Das Eingangssignal und das Ausgangssignal sind in Fig. 10 durch die Wellenformen A¹ und durch die verzerrte Wellenform B¹ dargestellt.

Die Schaltung der Transistoren Q₁ , Q₁' mit dem Kondensator C, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, kann somit durch die äquivalente Schaltung von Fig. 11 dargestellt werden, wenn der Basisstrom für die jeweiligen Transistoren auf einen niedrigen Wert herabgedrückt wird. Da davon ausgegangen wird, dass der Basisstrom äquivalent zunimmt und der Innenwiderstand abnimmt, wenn entweder ein in die positive Richtung oder ein in die negative Richtung gehendes Eingangssignal vorliegt und der Basisstrom auf einen

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niedrigen Wert herabgedrückt ist, bedeutet das, dass keine Verzerrung der Signalwellenform an der Ausgangsklemme der Verknüpfungsschaltung auftritt und ein Ausgangssignal erscheint, das in seiner Wellenform mit dem Eingangssignal identisch ist.

Wie es oben im einzelnen dargestellt wurde, stellt eine Verknüpfungsschaltung, die in Fig.. 8 dargestellt ist und komplementär zwei Schalttransistoren verwendet, ein Ausgangssignal ohne Verzerrung sicher, da das Ausgangssignal selbst dann kompensiert wird, wenn der Vorstrom niedrig gehalten wird, so dass diese Schaltung sehr wirksam das Eigenrauschen aufgrund des Schaltvorganges unterdrückt und einen ausgezeichneten Frequenzgang und Aussteuerbereich liefert.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. "W.^ickmam^ Dipl.-Phys. Dr. K. Ftncke

Dipl.-Ing. Y\ A.Wüickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA ?Ö ^Cj ^ ft ^

8000 MÜNCHEN 86, DEN | ί ^f-._f !;;,f.

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

P/ht.

Clarion Co., Ltd., 5-35-2, Hakusan, Bunkyo-ku,

Tokyo, Japan

Verknüpfungsschaltung

PATENTANSPRÜCHE

1 J Verknüpfungsschaltung, gekennzeichnet . durch ein erstes Verknüpfungsglied (6), das ohne anliegendes Signal sperrt, durch ein zweites Verknüpfungsglied (7), das in einen Signalweg geschaltet ist und ohne anliegendes Signal durchgeschaltet ist, durch eine Einrichtung, die ein Steuersignal (P) dem ersten Verknüpfungsglied (6) liefert, um dieses durchzuschalten, wodurch das zweite Verknüpfungsglied (7) sperrt, und durch einen Begrenzer (8), der das Eingangspotential· des zweiten Verknüpfungsgliedes (7) unter dessen Ausgangspotential hält.

ρ _

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ORIGINAL INSPECTED
2. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das zweite Verknüpfungsglied

(7) aus einem Transistor (T.) besteht, dessen Kollektor und Emitter in Reihe in den Signalweg geschaltet sind, und dass das erste Verknüpfungsglied (6) aus einem weiteren Transistor (T₃) besteht, dessen Kollektor mit der Basis des ersten Transistors (T.) verbunden ist.
3. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch eine Einrichtung (D,R-.) , die dem zweiten Verknüpfungsglied (7) auf das Steuersignal zum Durchschalten des zweiten Verknüpfungsgliedes (7) ansprechend einen konstanten Strom liefert.
4. Verknüpfungsschaltung, gekennzeichnet durch ein Verknüpfungsglied, das ohne anliegendes Signal durchgeschaltet ist und in einen Signalweg geschaltet ist, und durch eine Einrichtung, die dem Verknüpfungsglied ein Steuersignal (G) liefert, um es zu sperren, wobei das Verknüpfungsglied aus zwei Transistoren (Q₁, Q₁') besteht, die komplementär zueinander geschaltet sind.
5. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Emitter und der Kollektor des ersten Transistors (Q₁) mit dem Kollektor und dem Emitter * des zweiten Transistors (Q₁ ¹) jeweils verbunden sind und dass an der Basis jedes Transistors (Q₁, Q₁') das Steuersignal (G) liegt.

6« ' Verknüpfungsschaltung, gekennzeichnet durch ein Verknüpfungsglied, das ohne anliegendes Signal durchgeschaltet ist und in einen Signalwag geschaltet ist, durch eine Einrichtung, die dem Verknüpfungsglied ein Steuersignal liefert, um dieses zu sperren und durch eine Einrichtung, die auf das Steuersignal zum Durchschalten des Verknüpfungsgliedes ansprechend dem Verknüpfungsglied einen konstanten Strom liefert.

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