DE3205286A1

DE3205286A1 - Detektor

Info

Publication number: DE3205286A1
Application number: DE19823205286
Authority: DE
Inventors: Junji Katano Suzuki; Kenzo Tanabe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1982-10-07
Also published as: DE3205286C2; JPS57135370A; US4513209A; GB2095937A; GB2095937B; JPH0232585B2

Description

320528G

Detektor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Detektor für Radioempfänger. . · ·

Im allgemeinen soll ein.Detektor folgende Eigenschaften haben: ■ .

i. Gute Linearität (geringe Verzerrungen);

ii. Hohen Wirkungsgrad;

iii. Gute Tempera turn tabill tat,-

iv. Geringe Herstellungskosten und

' geringe Größe " · ·

Man hat bisher als derartige, mit hohem Wirkungsgrad arbeitende Detektoren solche aus Transistoren verwendet.

'30 Dabei erfolgt die Gleichrichtung an der Basis-Emitter-Sperrschicht eines Transistors, so daß man am Kollektor das verstärkte und detektierte Ausgangssignal erhält. Mit •dieser Detektorart lassen "sich jedoch eine gute Linearität

-

und gleichzeitig ein hoher Detektorwirkungsgrad nur unter Schwierigkeiten erreichen, weil erstens an der nichtlinearen Basis-Emitter-Sperrschicht des Transistors starke nichtlineare Verzerrungen auftreten und zweitens in einem monolithischen Halbleiterchip nur mit Schwierigkeiten ein ausreichend hochohmiger Lastwiderstand hergestellt werden kahn, der einen hohen Detektionswirkungsgrad sicherstellt.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Detektor bereitzustellen, der die obigen Schwierigkeiten löst und eine· gute Linearität (niedrige Verzerrungen) sowie.

einen hohen Detektionswirkungsgrad bietet, dabei trotzdem in der Größe klein und in der Herstellung billig bleibt, so daß er sich für die Integrierung sehr gut eignet.

So weist der Detektor nach der vorliegenden Erfindung zunächst einen Emitterverstärker aus zwei parallel geschalteten Transistoren auf, so daß die Verzerrungen aus Harmonischen ungradzahliger Ordnung sich gegenseitig aufheben und am Kollektor nur eine Gleichspannung sowie Harmonischenkomponenten gradzahliger Ordnung auftreten. Weiterhin ist der hochohmige Lastwiderstand realisiert durch einen in seinen aktiven Bereich vorgespannten Transistor, ' so daß man einen hohen Detektionswirkungsgrad erhält.·

Die Erfindung soll nun anhand einer Ausführungsform unter .Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausführlich erläutert werden:

Fig. 1 ist ein Schaltbild eines Detektors nach der vorliegenden Erfindung in Form einer

integrierten Schaltung, und

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Fig.. 2 ■ ist ein Diagramm der detektierten Ausgangsspannung ;als Funktion des Eingangswechselsignals.

Wie die Fig. 1 zeigt; werden zwei zu detektierende Wechselsignale mit gleicher Amplitude gegenphasig an die Anschlüsse 1, 2 gelegt. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet den Ausgangsanschlüß, das Bezugszeichen 4 den Anschluß für die Gleichspannungsversorgung und'das Bezugszeichen 5 den

Masseanschluß. ■

Die Transistoren Q1, Q2 und Q3 sind PNP-Transistoren mit parallelgelegten Basen. Die Emitter der Transistoren Q1, Q2 und Q3 sind über die Vorwiderstände R1, R3 bzw. R4 an den Versorgungsansehluß 4 gelegt. Die Basis und der Kollektor des Transistors Q1 sind miteinander verbunden; der Kollektor ist über den Widerstand R2 an Masse gelegt. Die Kollektoren der Transistoren Q2, Q3 sind an den Kollektor des Transistors q4 gelegt und die Kollektoren der NPN-Transistoren Q5, Q6 sind miteinander verbunden. Die NPN-Transistoren Q4, Q5 und Q6 liegen mit ihren Emitter an Masse und mit ihren Basen über die Basisvorwiderstände R5, R6 bzw. R7 an dem Kollektor des Transistors 04, während, wie bereits erwähnt, der Kollektor des Transistors Q4 am Kollektor des Transistors Q2 liegt. Die Basen der .Transistoren Q5, Q6 liegen über die Ankopplungskondensatoren C2, C3 an den Eingängen 1,2, die Kollektoren der Transistoren Q3, Q5 und Q6 am Ausgangsanschluß 3,und gleichzeitig über einen Siebkondensator CI" an Masse.

Es sei nun die Funktionsweise ohne an den'Anschlüssen 1, 2 liegendes Eingangssignal erläutert.

Der Transistor Q1 und die Widerstände R1, R2 bilden einen Basis-Vorspannungskreis bezüglich der Transistoren Q2, Q3, wobei die Emitterströme der Transistoren Q2,

. Q3 durch eben diesen Vorspannungszweig sowie die Emitterwiderstände R3, R4 bestimmt sind. Dabei dient der· Transistor QI zur Kompensation des Temperaturgangs der . ' Basis-Emitter-Sperrschichten der Transistoren Q2, Q3.

Die Transistoren QA, Q5, Q6 bilden zusammen mit den Widerständen· R5, R6 und R7 einen Stromspiegel. Es werden daher die Kollektorruheströme der Transistoren Q5, Q6 vom Kollektorstrom des Transistors Q4 bestimmt. Da ande- .

reraeits der Transistor Q4 mit seinem Kollektor am Kollektor des Transistors Q2 liegt, wie bereits erwähnt,, ist der Kollektorstrom des Transistors Q4 fast gleich dem des Transistors Q2, so daß ersichtlich die Kollektorströme der Transistoren Q5, Q6 vom Transistor Q2 bestimmt werden.. Es sei zur Vereinfachung angenommen, daß die Transistoren Q4,.Q5 und Q6;identische Eigenschaften und die Widerstände R5, R6, R7 den gleichen Widerstandswert haben. Dann sind die Kollektorströme der Transistoren Q4, Q5, Q6 gleich dem des Transistors Q2.

Wie das Schaltbild der Fig. 1 zeigt, ist die Summe der Kollektorströme der. Transistoren Q5, Q6 gleich dem Kollektorstrom des Transistors Q3.

Wählt man nun den Widerstandswert von R4 wesentlich niedriger als den des Widerstands R3, so daß der Emitterstrom des Transistors Q3 höher als die Summe der Kollektorströme der Transistoren Q5, Q6 wird, wobei die Summe schließlich vom Emitterstrom des Transistors Q2 bestimmt wird, bleibt der Arbeitspunkt des Transistors Q3 im Sättigungsbereich.

Die Erfindung zeichnet sich zunächst dadurch aus,- daß bei fehlendem oder ausreichend schwachem Eingangssignal der

Arbeitspunkt des Transistors Q3 im Sättigungsbereich liegt. .-■■'.

Es soll nun die Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 1 für den Fall erläutert werden, daß zwei gegenphasige Eingangswechselsignale mit gleicher Amplitude an den Anschlüssen 1, 2 liegen; diese Eingangswechselsignale werden über die Koppelkondensatoren C2, C3 auf die Basen der Transistoren Q5, Q6 gegeben.

Wie bekannt, erhält man das gleichgerichtete Ausgangssignal an den Kollektoren der Transistoren Q5, Q6, wenn die anliegenden Eingangssignale so stark"sind, daß siedie Emitter-Basis-Sperrschichten übersteuern.

.-■ ·■■"■" Die Wechselkomponenten im gleichgerichteten Ausgangssig-' nal werden mit dem erwähnten Siebkondensator G1 unterdrückt, so daß nur eine gleichgerichtete Gleichkomponente ..entsprechend der Amplitude des Eingangswechselsignals am Kollektor des Transistors Q3 liegt. Der Kollektorstrom des Transistors Q3 nimmt also mit der Amplitude des Eingangswechselsignals ' zu, so daß der Arbeitspunkt des Transistors. Q3 aus dem Sättigungs- in den aktiven Bereich .läuft.

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In diesem Fall wirkt der Transistor Q3 als hochohmiger Lastwiderstand für die Transistoren Q5,Q6.

Wie die Fig. 2 zeigt, wird der Arbeitspunkt des Transistors Q3 in der Nähe des Eingangspegels V in den äkti-

ven Bereich verschoben.

Der Pegeldetektor nach der vorliegenden Erfindung, der zwei parallelgeschaltete Gleichrichtertransistoren Q5, Q6 .

enthält und zwei gegenphasige Eingangswechselsignale gleichen Pegels.benötigt, kann durch Weglassen des Transistors Q5 oder Q6 vereinfacht werden. In diesem Fäll■ können jedoch, da die gleichzurichtenden Eingangssignale · gewöhnlich ZF-Signale sind, unter bestimmten Empfangsbedingungen mehr als zwei Signale mit eng beieinanderliegenden Frequenzen vorliegen.

In diesem Fall erzeugt die Gleichrichterschaltung ohne den Transistor Q5 oder Q6 starke Intermodulationsprodukte bei hohen Eingangspegeln infolge der Nichtlinearität der Basis-Emitter-Sperrschicht des Transistors Q6 bzw. Q5. IMnige diesen- Intermodulationsprodukte können in den Eingang des ZF-Verstärkers und des· Gleichrichters koppeln und verzerren dann die Tonwiedergabe.

.Die Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die Transistoren Q5, Q6 parallel geschaltet sind, um Intermodulationsprodukte ungradzahliger Ordnung zu eliminieren, indem man sie sich am Kollektor der Transistoren gegenseitig wegheben läßt.

Der Detektor nach der vorliegenden Erfindung ist voxteilhaft, weil¹er (1) einengünstigen Klirrfaktor hat, da die 5 . beiden Emitterverstärker mit miteinander verbundenen KoI-

. Lektoren als c'.rundelemente des Detektors so verschaltet sind, daß HarmonischenverZerrungen ungradzahliger Ordnung nicht entstehen;· (2) zeigt er einen hohen Wirkungsgrad, da der als Lastwiderstand arbeitende aktive Lasttransistör sehr hochohmig ist; (3) arbeitet die Schaltung sehr temperaturstabil, da der Arbeitspunkt des Detektors durch eine teinperaturkoinpensierte Stromspiegelschaltung bestimmt wird; und (4) kann sie sehr leicht integriert werden.

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Obgleich weiterhin die Kollektorströme der Transistoren Q5, Q6 in Fig. 1 vom Transistor Q 4 nach dem.Prinzip des · Stromspiegels bestimmt sind, lassen sich hier innerhalb des Umf'angs der vorliegenden Erfindung auch andere Schaltungsanordnungen anwenden.

■/ir-

L e e r s e i t e

Claims

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL COMPANY LIMITED, Kadoma, Osaka, Japan Patentansprüche

1. Detektor mit einem ersten und einem zweiten Transistor des PNP-(NPN-) Tpys, deren Basen miteinander verbunden

25 sind, einem dritten NPN- (PNP-)Transistor, dessen Basis
und Kollektor über einen Widerstand miteinander verbunden sind, einem vierten und fünften NPN-(PNP-^.Transistor mit
miteinander verbundenen Kollektoren sowie einer Vorspannungsschaltung, die den Basen des ersten und zweiten Tran-

30 sistors eine Gleichvorspannung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des ersten Transistors am Kollektor des dritten Transistors, die Basen des vierten und des fünften Transistors über Widerstände am Kollektor des dritten Transistors, die Emitter des ersten und des zweiten

35 Transistors über Widerstände an einem Stromversorgungsan-

• ·■ ·

Schluß, die Emitter des dritten, vierten und fünften Transistors direkt oder über Widerstände an Masse und der Kollektor des zweiten Transistors am Kollektor des vierten und am Kollektor des fünften Transistors liegen und gegenphasige Wechselsignale gleicher Amplitude an die. Basen" des vierten und des fünften Transistors gelegt sind, so •daß das. Ausgangssignal an den miteinander verbundenen Kollektoren des zweiten, vierten und fünften Transistors abgenommen werden kann, wobei der zweite Transistor in : die Sättigung vorgespannt wird, wenn kein Eingangssignal anliegt.