DE2946952C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Differenzverstärker, bei dem zwei Transistoren mit ihren Emittern über je einen Emitterwiderstand an eine Impedanz, z.B. eine Stromquelle, angeschlossen sind, deren andere Seite mit dem ersten Pol (Masse) einer Speisequelle verbunden ist, und bei dem die Basen über je eine Stromzuführungsimpedanz am zweiten Pol (+) der Speisequelle liegen und bei dem die Steuerung durch ein Signal an einer Basiselektrode erfolgt, wobei ein symmetrisches Ausgangssignal einem in den Kollektorzweigen der Transistoren liegenden Netzwerk entnommen wird.

Aus der US-PS 34 01 351 ist ein Differenzverstärker be­ kannt, der ein Paar von Transistoren als Verstärkungs­ elemente umfaßt. Er enthält ferner einen gemeinsamen Widerstand, der an einem Ende mit einer ein Referenzpo­ tential liefernden Quelle und an seinem anderen Ende mit einem Paar von Emittervorwiderständen verbunden ist, diese Emittervorwiderstände sind außerdem an den Emitter je eines Transistors angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren sind mit je einem von einem Paar von Ausgangs­ anschlüssen verbunden, und ein Paar von Kollektorlastwider­ ständen ist zwischen diesen Ausgangsanschlüssen und einer Energiequelle angeordnet.

In einem Differenzverstärker bekannter Art, der unsymme­ trisch angesteuert wird, wird die Emitterelektrode des ersten Transistors über die Basis-Eingangsspannung ge­ steuert, und die Hälfte dieser Steuerspannung tritt beim Verbindungspunkt der Emitterwiderstände an der Strom­ quelle auf; auch am Emitter des basisseitig nicht gesteu­ erten Transistors ergibt sich etwa die gleiche Wechsel­ spannung. An den genannten Schaltungspunkten sind in der Regel Streukapazitäten wirksam, und mit den anliegenden Impedanzen, insbesondere den Emitterwiderständen und den Transistor-Innenwiderständen, ergibt sich vom ersten bis zum zweiten Transistor eine Tiefpaßwirkung derart, daß höhere Frequenzen nur geschwächt übertragen werden. Der zweite Transistor wird dann nur mit einem beschränkten Frequenzband angesteuert, so daß die dem Ausgangspunkt der beiden Differenzverstärker-Transistoren entnommenen Sig­ nale im Frequenzband begrenzt und ggf. nicht ausreichend symmetrisch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Ver­ stärkung höherer Frequenzen die Frequenzband-Einengung weitgehend zu vermindern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Basiszweig wenigstens eines Transistors und dem ersten Pol der Speisequelle die Kollektor-Emitter- Strecke eines Zusatz-Transistors angeschlossen ist, dessen Basis am Verbindungspunkt der beiden Emitterwiderstände liegt.

Es braucht nur ein Zusatz-Transistor angewendet zu werden, dessen Kollektor über eine Arbeitsimpedanz an den zweiten Pol der Speisequelle und über je einen Stromzuführungs- Widerstand an die Basiseingänge der Differenzverstärker- Transistoren angeschlossen ist.

Es können auch zwei Zusatz-Transistoren benutzt werden, deren Basen miteinander verbunden sind, und von denen jeweils eine Kollektor-Emitter-Strecke zwischen der Basis eines Differenzverstärker-Transistors und Masse einge­ schaltet ist.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann im Zweige einer der Basis-Stromzuführungsimpedanzen eine weitere Stromquellenschaltung liegen, die durch das Signal gesteuert wird. Während bei Ansteuerung an der Basis sich bei einem Differenzverstärker nach der Erfindung ein niedrigerer Eingangs-Innenwiderstand ergibt, kann durch die erwähnte gesteuerte Stromquelle ein hoher Eingangs- Innenwiderstand erhalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert, die in

Fig. 1 eine Schaltung nach der Erfindung mit einem Zusatz-Transistor und

in Fig. 2 eine Schaltung nach der Erfindung mit zwei Zusatz-Transistoren zeigt.

In Fig. 1 bilden die npn-Transistoren 1 und 2 einen Differenzverstärker. Ihre Emitter sind über je einen Widerstand 3 bzw. 4 von z.B. je 500 Ohm miteinander und mit einer an den ersten Pol der Speisequelle (Masse) an­ geschalteten Stromquelle 5 angeschlossen. Die Stromquelle 5 kann in bekannter Weise durch eine andere, für die Signal­ ströme hochohmige Impedanz, z.B. durch die Kollektor- Emitter-Strecke eines Transistors gebildet werden, dem eine konstante Basis-Emitter-Spannung zugeführt wird. Die Kollektorzweige der Transistoren 1 und 2 sind je dem Emitter eines npn-Transistors 7 bzw. 8 zugeführt, deren Kollektoren über Arbeitswiderstände 9 bzw. 10 mit dem +-Pol der Speise­ quelle von z.B. 8 Volt verbunden sind. Das symmetrische (balancierte) Ausgangssignal wird von den Kollektoren der Transistoren 7 und 8 an den Klemmen 11 und 12 abgenommen. Die Basen der Transistoren 7 und 8 sind an eine geeignete Gleichspannung 13 gelegt. Die Transistoren 7 und 8 bilden in bekannter Weise eine Kaskaden-Stufe mit Emitter-Ansteu­ erung, die durch eine niedrige Eingangsimpedanz für Streu­ kapazitäten, z.B. der Kollektoren der Transistoren 1 und 2, wenig empfindlich ist.

Die Elemente 7 bis 13 bilden ein Ausgangsnetzwerk 14 für den Differenzverstärker 1, 2; es ist ersichtlich, daß auch ein anderes Netzwerk, z. B. mit anderen Ver­ stärkerstufen und/oder mit Filterelementen, Anwendung finden kann.

Den Basis-Elektroden der beiden Transistoren 1 und 2 wird über je einen Vorwiderstand 17 bzw. 18 von je 100 kOhm ein Einstellstrom zugeführt. In einer bekannten Schaltung können diese Widerstände direkt mit dem +-Pol der Speisequelle verbunden sein; das steuernde Signal wird von der Klemme 19 z.B. über einen Koppelkondensator 20 zugeführt. In einer solchen Schaltung sind Streukapa­ zitäten bzw. Elektrodenkapazitäten oder dergl. wirksam, die in Fig. 1 durch gestrichelte Kondensatoren 21, 22 und 23 von den Emittern der Transistoren 1 und 2 bzw. vom Verbindungspunkt der Emitterwiderstände 3 und 4 nach Erde eingezeichnet sind. In der bekannten Schaltung tritt an den Emitterwiderständen 3 und 4 die Signalspan­ nung etwa mit halber Amplitude gegenüber der Klemme 19 auf, und durch die Emitterwiderstände 3 und 4 sowie die Stromquelle 5 wird zusammen mit den wirksamen Kapazitäten ein Netzwerk gebildet, das eine Übertragungscharakteristik aufweist, die bei höheren Frequenzen merklich abfällt.

Nach der Erfindung wird ein Zusatz-Transistor 24 einge­ schaltet, dessen Emitter mit Erde verbunden ist, dessen Basis am Verbindungspunkt der Widerstände 3 und 4 liegt und dessen Kollektor an den Basiszweig des Transistors 1 angeschlossen ist dadurch, daß sein zum +-Pol der Speise­ quelle eingeschalteter Kollektorwiderstand 25 von 10 kOhm mit den Basis-Stromzuführungswiderständen 17 und 18 ver­ bunden ist.

Durch den Kollektorwiderstand 25 wird mit dem Transistor 1 ein starker Gegenkopplungskreis gebildet, was eine nied­ rigere Eingangsimpedanz hervorruft. Die erforderliche Strom­ aussteuerung des Transistors 1 und damit auch des Tran­ sistors 2 erfolgt so schon mit geringer Spannungsamplitude, die an den Emitterwiderständen 3 und 4 gegenüber Erde auf­ tritt. Dadurch werden die Streukapazitäten 21, 22 und 23 entsprechend weniger wirksam; es zeigt sich, daß die Band­ breite auf den doppelten bzw. bis zum 4fachen Wert er­ weitert werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Zusatz-Transistoren 31 und 32 mit ihrer Basis am Verbindungspunkt der Emitterwiderstände 3 und 4 und mit ihren Emittern an Masse liegen, während ihre Kollektoren mit den Basen der Differenzverstärker-Transistoren 1 und 2 verbunden sind. Diese Basen sind weiter über je eine Stromzuführungsimpedanz 33 bzw. 34 mit dem positiven Pol + der Speisequelle verbunden. Die Steuerung erfolgt wie in Fig. 1 an der Basis des Transistors 1 von einer Signal-Eingangsklemme 19 her über einen Kondensator 20. Der Kondensator 20 kann entfallen, wenn das Gleich­ spannungspotential an der Klemme 19 der erforderlichen Eingangsspannung des Transistors 1 angepaßt ist. In dieser Schaltung sind somit durch zwei Transistoren 31 und 32 zwei Gegenkopplungskreise für die Transistoren 1 und 2 gebildet, wobei ggf. eine noch bessere Symmetrierung und eine weitere Vergrößerung der Bandbreite erreicht werden kann.

Die Stromzuführungsimpedanzen 33 und 34 können von beliebiger Art sein; sie können insbesondere auch Filter­ netzwerke enthalten. Im Hinblick auf die Basis-Stromein­ stellung der Transistoren 1 und 2 werden sie entsprechende Elemente zur Gleichstromeinstellung enthalten müssen, z.B. einen Widerstand oder eine Gleichstromquelle. Die Impedanz 33 kann auch von einer Klemme 35 gesteuert werden, so daß sie einen Signalstrom zur Basis des Tran­ sistors 1 schickt. Dadurch ist es ggf. möglich, die An­ steuerung bei höherer Impedanz vorzunehmen.

Claims (4)

1. Differenzverstärker, bei dem zwei Transistoren mit ihren Emittern über je einen Emitterwiderstand an eine Impedanz, z.B. eine Stromquelle, angeschlossen sind, deren andere Seite mit dem ersten Pol (Masse) einer Speisequelle verbunden ist, und bei dem die Basen über je eine Strom­ zuführungsimpedanz am zweiten Pol (+) der Speisequelle liegen und bei dem die Steuerung durch ein Signal an einer Basiselektrode erfolgt, wobei ein symmetrisches Ausgangssignal einem in den Kollektorzweigen der Transistoren liegenden Netzwerk entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Basiszweig wenig­ stens eines Transistors (1) und dem ersten Pol der Speise­ quelle die Kollektor-Emitter-Strecke eines Zusatztransi­ stors (24) angeschlossen ist, dessen Basis am Verbindungs­ punkt der beiden Emitterwiderstände (3 und 4) liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Zusatztransistor (24) vorhanden ist, dessen Kollektor über eine Arbeitsimpedanz (25) an den zweiten Pol (+) der Speisequelle und über je einen Strom­ zuführungs-Widerstand (17 und 18) an die Basiseingänge der Differenzverstärker-Transistoren (1 und 2) angeschlossen ist (Fig. 1).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zusatztransistoren (31 und 32) vorhanden sind, deren Basen miteinander verbunden sind (Fig. 2).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zweige einer der Strom­ zuführungsimpedanzen (33 bzw. 34) eine weitere Strom­ quellenschaltung (33) liegt, die durch das Signal (Klem­ me 35) gesteuert wird.