DE3212656A1

DE3212656A1 - Teilerschaltung fuer das teilen eines ersten signals durch ein zweites signal, insbesondere fuer ein am-stereosignal

Info

Publication number: DE3212656A1
Application number: DE19823212656
Authority: DE
Inventors: Satoshi Chofu Tokyo Yokoya
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-04-06
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1982-10-21
Also published as: JPH0234072B2; CA1184255A; NL8201461A; US4439696A; BR8201986A; JPS57166670A; KR880000461B1

Description

: 1 2 6 5 6

Beschreibung

Teilerschaltung für das Teilen eines ersten Signals durch ein zweites Signal, insbesondere für ein AM-Stereosignal

Die Erfindung bezieht sich generell auf Teiler- bzw. Dividierschaltungen und insbesondere auf eine Teilerschaltung für die Verwendung in einem AM-Stereosendesystem.

Systeme für die Aussendung und den Empfang von AM—Stereosignalen sind bereits bekannt. Bei einem derartigen System, wie es in der US-PS 4 218 586 beschrieben ist, ist ein AM-Stereosendesystem vorgesehen, welches sowohl mit Monoempfängern als auch mit Stereoempfängern kompatibel ist. Bei einem solchen System wird ein entsprechend einem rechten Winkel winkelmoduliertes Signal mit einem Verzerrungskorrektursignal cos0 multipliziert, wobei das betreffende Korrektursignal 0 folgender Beziehung genügt:

-Ϊ L - R

0 « tan"

1 + L + R

Demgemäß wird ein zusammengesetztes Stereo-Sendesignal wie folgt erzeugt:
V(t) ». cos 0 ((1 + L + R)coswt + (L- R)sinwt).

Diese Gleichung kann wie folgt umgeschrieben werden: V(t) - (i + L + H) cos (wt + 0).

Dieses Signal, welches durch das Verzerrungs-Korrektursignal cos 0 nicht_J.inear modifiziert worden ist, wird dann übertragen und ist sowohl mit einem Mono-Empfänger als auch mit einem Stereo-Empfänger kompatibel* Wenn das übertragene Signal von einem Mono-Empfänger empfangen

wird, wird es durch einen Hüllkurvendetektor demoduliert, wobei ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches (L + R) proportional ist. Wenn das übertragene Signal von einem Stereo-Empfänger empfangen wird, dann wird zur Vermeidung einer Verzerrung auf die Demodulation des betreffenden Signales hin das Verzerrungs-Korrektursignal cos 0 ermittelt, und das empfangende Stereosignal V(t) wird durch das Verzerrungskorrektursignal cos. 0 geteilt, um das ursprüngliche entsprechend einem rechten Winkel modulierte Signal zu erzeugen. In diesem Zusammenhang dürfte einzusehen sein, daß ein AM-Stereoempfänger eine Aufteilungsschaltung benötigt, um das auvor erwähnte Verzerrungs-Korrektorsignal cos 0 aufzuheben oder zu eliminieren.

Die betreffende Teilerschaltung besteht generell aus einem Differenzverstärker mit zwei Transistoren, deren einem das Stereosignal V(t) an seiner Basis zugeführt wird, wobei die Basen der beiden Transistoren über zwei entgegengesetzt zueinander gepolte, und in Reihe geschaltete Dioden miteinander verbunden sind. Ein dem Verzerrungs-Korrektursignal entsprechendes Signal wird dem Verbindungspunkt zwischen den beiden mit entgegengesetzter Polung verbundenen Dioden zugeführt. Auf diese Weise wird an den Kollektoren der beiden Transistoren das Original-Stereo-Ausgangssignal erzeugt.

Um zu verhindern, daß die Verzerrung in dem Stereo-Ausgangssignal groß wird, sind die Werte der an den Basen der beiden Transistoren der Teilerschaltung vorgesehenen Widerstände wesentlich größer gemacht als die Arbeitswiderstände der Dioden. In dem Fall, daß die üeilerschaltung in ihrem vollen Dynamikbereich betrieben wird, so daß der durch die Dioden fließende Strom abgeschaltet ist, d.h. bei den Grenzen des Dynamikbereiches, werden die · Arbeitswiderstände der Dioden groß, und die zuvor erwähnte Bedingung, gemäß der die

-δι Eingangs-Basiswiderstände wesentlich größer sind als die Arbeite- bzw. Betriebswideratände der Dioden, ist nicht erfüllt.

Infolgedessen wird die Verzerrung in dem Ausgangs-Stereosignal groß. Es dürfte daher einzusehen sein, daß eine derartige Teilerschaltung nicht für einen weiten Dynamikbereich verwendet werden kann. .

Aufgrund der Bedingung, daß die Eingangswiderstände an den Basen der Transistoren wesentlich größer sind als die Arbeits- bzw. Betriebswiderstände derDLoden,tritt ferner ein gleichphasiges Signal des Stromes auf, der durch die Dioden fließt. Wenn in einem solchen Fall die Symmetrie zwischen den Kennlinien der Transistoren, den Dioden und den Eingangs-Basiswiderständen für die Transistoren schlecht ist, dann wird das dem Verzerrungs-Korrektursignal, welches der Teilerschaltung zugeführt wird, entsprechende Signal in unerwünschter Weise mit dem Ausgangs-Stereosignal von dem Differenzverstärker her gemischt, was seinerseits zu einer unerwünschten Verzerrung führt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Te.ilerschaltung zu schaffen, die die zuvor erwähnten Schwierigkeiten der bekannten Anordnungen überwindet.

Überdies soll eine Teilerschaltung bereitgestellt werden, die einen großen Dynamikbereich aufweist, der eine geringe Verzerrung im abgegebenen Ausgangssignal hervorruft. 30

Ferner soll eine Teilerschaltung geschaffen werden, in der ein Verzerrungs-Korrektursignal als Teiler- bzw. Divisor-Signal nicht mit dem von der betreffenden Teilerschaltung abgegebenen bzw»' abzugebenden Ausgangssignal gemischt wird, und zwar auch dann nicht,, wenn verschiedene Schaltung;s Charakteristiken unsymmetrisch sind.

Schließlich soll eine Teilerschaltung bereitgestellt werden, die bei einer niedrigen Spannung betrieben werden Kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

• Gemäß einem Aspekt der- Erfindung ist eine Teilerschaltung geschaffen, die. auf erste und zweite Eingangssignale hin ein geteiltes Ausgangssignal erzeugt und die eine erste

Differenzverstarkereinrichtung umfaßt, der die ersten ._ und zweiten Eingangssignale zugeführt werden und die von einem Ausgang ein- Aus gangs-Quotient ensignal. erzeugt, wel-· ches der Division des ersten Eingangssignals durch das zweite Eingangssignal entspricht. Am Ausgang der ersten Differenzverstarkereinrichtung ist eine nicht_JLineare Belastungseinrichtung angeschlossen. Eine zweite Diffe- · renzverstärlcereinrichtung ist in Kaskade zu der ersten Differenzverstarkereinrichtung geschaltet, um das dividierte Ausgangssignal auf das Ausgangs-Quotientensignal ■ hin zu erzeugen.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt eine Teilerschaltung für die Erzeugung eines geteilten' Ausgangs-' '"" ²⁵ signals auf erste und zweite Eingangs signale hin. eine Differenzverstarkereinrichtung, der die ersten und.zweiten Eingangssignale für die Erzeugung des geteilten Ausgangssignals zugeführt werden, welches der Division des ersten Eingangssignals durch das zweite Eingangssignal entspricht, wobei die Differenzverstarkereinrichtung.zumindest einen Emitterwiderstand.aufweist. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die den Wert des zumindest einen Emitterwiderstands weitgehend auf einen bestimmten Wert über den gesamten Dynamik-Betriebsbereich der Teilerschaltung aufrechterhält.

656

-ιοί Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einem Schaltplan eine Teilerschaltung gemäß dem Stand der Technik. Fig. 2 zeigt in einem Schaltplan eine Teilerschaltung

gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 3 zeigt in einem Schaltplan eine Teilerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 zeigt in einem Schaltplan eine Teilerschaltung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben. Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine Teilerschaltung gemäß dem Stand der Technik gezeigt ist, wie er in ähnlicher Weise in der US-PSA 218 586 veranschaulicht ist. Diese Teilerschaltung weist einen ersten Eingangsanschluß 1 auf, dem. eine Zwischenfrequenzkömponente des übertragenen Stereosignals ?(t) von einer Zwischenfrequenzstufe (nicht dargestellt) her zugeführt wird. Dieses Signal V(t) ist •mit dem Verzerrungs-Korrektursignal cos 0 multipliziert worden; es stellt das Dividend-Signal für die Teilerschaltung dar. Ein zweitesEingangssignal entspricht dem Verzerrungs-Korrektursignal cos 0, welches das Divisorsignal für die Teilerschaltung darstellt und welches einem zweiten Eingangsanschluß 2 der betreffenden Schaltungsanordnung zugeführt wird. Dieses zuletzt erwähnte

^O Signal kann dadurch erhalten werden, daß die Amplitudenkomponente aus dem Eingangs-Stereosignal V(t) beseitigt wird, um ein Signal cos (wt + 0). zu erzeugen, wobei ein Signal coswt aus dem Signal cos (cot + 0) mittels einer phasenstarren Regelschleife (PLL) gebildet wird, indem

das Signal cos (wt + 0) mit dem Signal cosut multipliziert wird und indem danach die höherfrequenten Komponenten

- 11 -

aus dem betreffenden Signal beseitigt werden, um das Divisor-Signal zu erzeugen, wie dies, in der US-PS 4 218 586 näher besehrieben ist. · ·

Das Stereosignal V(t) von dem Eingangsanschluß 1 her wird über einen (nicht dargestellt) Kondensator und einen Widerstand 3 der Basis eines npn-Transistors 4- zugeführt, der zusammen mit einem zweiten npn-Transistor 6 einen Differenzverstärker 5 bildet. Die Emitter der Transistören 4 und 6 sind dabei insbesondere über eine Stromspeisequelle. 7 gemeinsam an einer negativen Speisespannungsquelle -V_„ angeschlossen. Die Basis, des -Transicc

stors 6 ist über einen Widerstand 8 geerdet bzw. liegt über diesen Widerstand an Masse. Darüber-hinaus sind die Basen der Transistoren 4 und 6 über zueinander ent*- gegengerichtet gepolte Dioden 9 und 10 derart miteinander verbunden, daß die Kathoden der betreffenden Dioden 9 und 10 miteinander verbunden sind. Ein npn-Transsistor 11 erhält an seiner Basis das zweite Eingangssignal von dem Eingangsanschluß 2 her zugeführt. Der Emitter dieses Transistors 11 ist über einen Widerstand 12 mit der negativen Speisespannungsquelle -V\_ verbunden. Der Kollektor des betreffenden Transistors ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden 9 und 10 verbunden. Der Aus- gangsquotient oder das geteilte Signal wird als Differenzaus gangs signal an den Ausgangaanschlüssen 13 und 14 erzeugt, die mit den Kollektoren der Transistoren 4 bzw. 6 des Differenzverstärkers 5 verbunden sind. Die Kollektoren der Transistoren 4 und -6 sind außerdem über Widerstände 15 bzw. 16 mit einer positiven Speisespannungsquelle +V_n. verbunden.

Wenn beim Betrieb das dem Eingangsanschluß 1 zugeführte erste Eingangs- oder Stereo-Spannungssignal mit V- gegeben ist, dann ist die zwischen den Basen der Transistoren 4 und 6 erzeugte Spannung mit V^ gegeben. Der kombinierte Wert der Widerstandswerte der Widerstände 3 und

ist mit R gegeben, und der kombinierte Arbeitswiderstand der Dioden 9 und 10 ist mit rd gegeben. In diesem EaIl kann folgende Beziehung erhalten werden:

^Vi

\ - ' ^Vi

Wenn der kombinierte Strom durch die Dioden 9 und 10 mit id gegeben ist, dann kann der kombinierte Arbeits wider stand rd der Dioden 9 und 10 durch folgende Beziehung angegeben werden:

■nA ^kT 1 0,026

rd = — - = J

wobei kT/q die Boltzmann-Konstante ist. ■ .

Um die Verzerrung in dem Ausgangsquotienten oder Differenz- bzw. Differentialsignal nennenswert herabzusetzen, wird der kombinierte Arbeitswiderstand rd der Dioden 9 und 10 wesentlich kleiner gewählt als der kombinierte Widerstandswert R der Widerstände 3 und 8. Wenn der V/iderstand 11 durch das Eingangssignal gesteuert wird, welches ihm von dem zweiten Eingangsanschluß 2 her zugeführt wird, so daß der durch die Dioden 9 und 10 fließende Strom id dazu führt, daß die Bedingung R » rd erfüllt ist, dann kann somit die Gleichung (1) wie folgt umgeschrieben werden:

³^ Wenn die Gleichung (2) in die Gleichung (3) eingesetzt wird, kann folgende Gleichung erhalten werden:

λτ 0«026 . 1 . ,, '· /..s

^Vb ⁼ -³R- * Id ^Vi ...(4).

Aus der Gleichung (4) dürfte ersichtlich sein, daß die Spannung vb zwischen den Basen der Transistoren M- und 6 dem ersten Eingangs- oder Stereosignal Y^ proportional

und dem durch die.Dioden 9 und 10 fließenden Strom id umgekehrt "proportional ist. Wenn c.emgemäß der die Dioden

9 und 10 durchfließende Strom so gesteuert wird, daß er dem dem Eingangsanschluß 2 zugeführten zweiten Eingangs- oder Divisorsignal proportional ist, dann entspricht das von dem Differenzverstärker 5 abgegebene Differenz- bzw. Differentialausgangssignal an den Anschlüssen 13 und 14· der Division des dem Eingangsanschluß 1 zugeführten Ein-.gangs-Stereosignals Vi dividiert durch das dem Eingangsanschluß 2 zugeführte Divisorsignal.

Wenn bei der oben beschriebenen Teilerschaltung der Differenzverstärker 5 über seinen vollen Dynamikbereich ausgenutzt wird, dann ist der die Dioden 9 und 10 durch- .

fließende Strom id gleich dem Strom, der erforderlich ist, um die Dioden 9 und-10 abzuschalten bzw. zu sperren. In einem solchen Pail wird jedoch der kombinierte Arbeitswiderstand rd der Dioden 9 und 10 hinreichend hoch, so daß die zuvor erwähnte Bedingung B» rd nicht erfüllt

20· ist. Dies führt zu einer starken Verzerrung in dem aus-•gangsseitigen Differential- oder Quotientensignal von dem Differenzverstärker 5· Es dürfte daher einzusehen sein,daß der Differenzverstärker 5 und damit die Teilerschaltung gemäß Fig. 1 nicht mit einem hinreichend weiten Dynamikbereich benutzt werden kann.

Da' der kombinierte Arbeitswiderstand rd der Dioden 9 und

10 wesentlich niedriger gewählt ist als der tfiderstandswert R der Widerstände 3 und 8, wie dies zuvor erwähnt worden ist, wird überdies ein starkes gleichphasiges Signal des die Dioden 9 und 10 durchfließenden Stromes id den Basen der Transistoren 4· und 6 zugeführt. Der Pegel dieses gleichphasigen Signals, welches dem Divisor oder dem zweiten Eingangssignal entspricht, das dem

Eingangsanschluß 2 zugeführt ist, ist größer als der des Stereo-Eingangssignals, welches über die Widerstände 3 und 8 zugeführt wird. Wenn die Symmetrie zwischen den

Transistoren 4- und 6, den Dioden 9 und 10 und den Transistoren 3 und 8 schlecht ist, wird das dem Eingangsanschluß 2 zugeführte zweite Eingangssignal, d.h. das Divisor- oder cos 0-Signal mit dem Differential-Ausgangssignal oder Quotientensignal von dem Differenzverstärker 5 her gemischt, was zu einer weiteren Verzerrung des betreffenden Signals führt.

Nunmehr sei auf Fig. 2 Bezug genommen, aus der ersichtlieh sein dürfte, daß bei einer Teilerschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die den oben unter Bezugnahme auf die bekannte Teilerschaltung gemäß Fig. •1 beschriebenen Elementen entsprechenden Elemente.mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Fig.

Eine detaillierte Beschreibung der betreffenden Elemente wird daher hier der Kürze halber weggelassen werden. Bei der Teilerschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird das erste Eingangs- oder Stereo-Signal V. von einem Eingangsanschluß 1 her über einen Kondensator der Basis eines npn-Transistors 21 zugeführt, der zusammen mit einem npn-Transistor 22 einen ersten Differenzverstärker 20 bildet.Dabei sind die Basen der Transistoren 21 und 22 insbesondere über Widerstände 23 bzw. 24- geerdet, und die Emitter der betreffenden Transistoren sind über Emitterwiderstände 25 bzw. 26 miteinander verbündten.Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 25 und 26 ist über die Kollektor-Emitter-Strecke eines. npn-Transistors und einen Emitterwiderstand 28 mit einer negativen Speisespannungs-

³^ quelle -V_n,, verbunden.Die Basis des Transistors 27 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß 2 verbunden, dem das Divisor- oder cos 0-Signal zugeführt wird.Darüber hinaus ist eine Stromquelle 39, deren Zweck aus der weiteren Erläuterung noch ersichtlich werden wird, zwischen der negativen Speisespannungsquelle -V_n. und dem KoIlek-

c c

tor des Transistors 27 angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren ?A und 22 sind über Dioden 2) bzw. 30

1?G56

an der positiven Speisespannungsquelle +V angeschlossen. Die Kathoden der betreffenden Dioden sind mit den Kollektoren der Transistoren 21 und 22 verbunden, und die Anoden der Dioden 29 und JO sind an der positiven Speisespannungsquelle +V_n _ angeschlossen.. Die betreffenden Dioden steilen die Lastkreise für die Transistoren 21 bzw. 22 dar. Wie weiter unten noch im einzelnen beschrieben werden wird, sind Konstantstromquellen 37 und 38 den Dioden 29 bzw. 30 parallel geschaltet, um die Werte der Emitterwiderstände der Transistoren 21 und 22 auf einem kleinen konstanten Wert festzuhalten, so daß eine Zunahme der Verzerrung des Ausgangssignals von dem ersten Differenzverstärker 20 verhindert ist. Die durch die Konstantstromquellen 37 und 38 fließenden Ströme können von der Konstantstromquelle 39 absorbiert bzw. aufgenommen werden. ...

Die Kollektoren der'Transistoren 21 und 22, welche den Ausgang des ersten Differenzverstärkers 20 bilden, sind mit den Basen zweier npn-Transistoren 32 bzw. 33 verbunden, die einen zweiten Differenzverstärker 31 bilden. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß der zweite Differenzverstärker 31 in Kaskade mit dem ersten Differenzverstärker 20 geschaltet ist. Die Emitter der Transistoren 32 und 33 sind gemeinsam über eine Konstantstromquelle 36 an einer negativen Speisespannungsquelle ~V_nn angeschlossen. Die Kollektoren der

CC -

Transistoren 32 und 33 sind mit den Ausgangsanschlüssen 13 bzw·. 14 der Teilerschaltung verbunden, und außerdem sind sie über Widerstände 3²I- bzw. 35 niit der positiven Speisespannungsquelle +?_Λη verbunden.

cc

Im Betrieb wird dann,.wenn das erste Eingangssignal V^ von dem Eingangsanschluß i der Basis des Transistors zugeführt wird, dieser Transistor eingeschaltet bzw. in den leitenden Zustand überführt, wodurch ein Kollektorstrom Ϊ durch den betreffenden Transistor fließen wird

2 212 G 5 s Γ^^:"-Γ:ί.:. - ;-;".-■

- 16 - .
und durch folgende Beziehung angegeben werden kann:

¹C ⁼ re + R₁ ---(5),

wobei re der Wert des Emitterwiderstands des Transistors 21 und R_x, der Wert des Widerstands 25 bedeuten. Demgemäß kann die Differenz- bzw. Differential-Ausgangsspannung V von diesem ersten Differenzverstärker 20 zwischen den Kollektoren der Transistoren 21 und 22 wie folgt angegeben werden:

V₀-I₀- Pd₁ ...(6),

wobei rdyj. der Arbeitswider st and der Diode 29 bedeutet. Wenn die Gleichung (5) in die Gleichung (6) eingesetzt wird, kann folgende neue Gleichung erhalten werden:

Da der Arbeitswiderstand Pd^ der Diode 29 gleich 0,026/id^ entsprechend der Gleichung (2) ist, kann die Gleichung (7) wie folgt umgeschrieben werden:

^Ί

wobei id^ der durch die Diode 29 fließende Strom und damit auch der durch den ersten Differenzverstärker 20 fließende Strom ist. Wenn in diesem Zusammenhang der von dem Transistor 27 her fließende Strom .so gesteuert wird, daß er proportional zum Pegel des vom Eingangsanschluß 2 her zugeführten, zweiten Eingangssignals ansteigt, dann wird der von diesem ersten Differenzverstärker 20 her fließende Strom Xd_x, in entsprechender Weise so gesteuert, daß das Differenz- bzw. Differential-Ausgangssignal von diesem ersten Differenzverstärker 20, welches dem Vorstrom von dem Transistor 27 her umgekehrt proportional ist, der Division des dem Eingangsanschluß 1 zugeführten

- 17 - ■

ersten Eingangssignals V^ dividiert durch das dem zweiten Eingangsanschluß 2 zugeführte .zweite Eingangssignal entspricht. Dieses Differenz-Ausgangssignal wird dann dem zweiten Differenzverstärker 31 zugeführt, und ein Ausgangs-Quotientensignal oder ein zweites Differenzbzw. Differential-Ausgangssignal wird an den Ausgangsanschlüssen 13 und 14 hervorgerufen.

Es dürfte einzusehen sein, daß die Teilerschaltung gemäß Fig. 2 deutliche Vorteile gegenüber der bekannten Teilerschaltung gemäß Fig. 1 mit sich bringt. So wird bei der Teilerschaltung gemäß Fig. 1 das phasengleiche Signal des Stromes id, der durch die Dioden 9 und 10 fließt, was der Zuführung des Eingangssignals zu dem Eingangsanschluß 2 entspricht, mit einem Pegel erzeugt, der wesentlich höher ist als der des Stereo-Eingangssignals, welches von dem Eingangsanschluß 2 den Widerständen 3 bzw. 8 zugeführt wird. Infolgedessen Wird das Eingangssignal von dem Eingangsanschluß 2 her mit dem Differenz- bzw.Differential-Ausgangssignal von dem Differenzverstärker 5 her an den Ausgangsanschlüssen 13 und 14 gemischt. Gemäß der Erfindung wird das Stereo-Eingangssignal dem Eingangsanschluß 1 zugeführt, und das gleichphasige Signal wird mit nahezu demselben Pegel an den Dioden 29 und 30 erzeugt, so daß das zuletzt erwähnte gleichphasige Signal aufgehoben ist. Auf diese Art und Weise wird ein dem dem zweiten Eingangsanschluß 2 zugeführten Eingangssignal entsprechendes Signal nicht mit dem Differenz-Ausgangssignal von dem zweiten Differenzverstärker 31 gemischt. ■ ...

Es ist außerdem wünschenswert, den ersten Differenzverstärker 20 der Teilerschaltung gemäß Fig. 2 in seinem vollständigen Dynamikbereich auszunutzen, d.h. soweit, bis die die Dioden 29 und 30 durchfließenden Ströme gesperrt werden. Ein zuvor im Hinblick auf die Teilerschaltung gemäß Fig. 1 aufgezeigtes Problem kann sich dann

2 2 Ί 2656 ·:'['■'■"■:"::.;.- ~/y

ergeben, wenn die Teilerschaltung gemäß Fig. 2 mit einem weiten Dynamikbereich angewandt wird, d.h. in dem Fall, daß die Arbeitswiderstände der Dioden 9 und 10 in unerwünschter Weise in der Teilerschaltung gemäß Fig. 1 groß werden. Bei der Teilerschaltung gemäß Pig. 2 kann ein ähnliches Problem, welches sich hinsichtlich der Emitterwiderstände re der Transistoren 21 und 22 ergeben kann, zu einem großen Problem werden, wenn die Teilerschaltung mit einem weiten Dynamikbereich benutzt wird, da dadurch die Verzerrung in dem Ausgangssignal von der Teilerschaltung erhöht wird. Da die die Dioden 29 und 30 durchfließenden Ströme gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch durch die Ströme von den KonstantStromquellen 37 bzw. 38 gewissermaßen nebengeschlossen sind, die zu den betreffenden Dioden parallel geschaltet sind, werden die Emitterwiderstände re derTransistoren 21 und 22 stets auf einem konstanten kleinen Wert gehalten. Auf diese Art und Weise wird die Verzerrung in dem Ausgangssignal nicht ansteigen, so daß der zweite Differenzverstärker 31 ohne Verzerrung bis zu beispielsweise 70 % -80 % des Dynamikbereiches der Transistoren 32 und 33 ausgenutzt werden kann.

Aufgrund der Nichtlinearität der Dioden 29 und 30 kann überdies das Differenz-Ausgangssignal von dem ersten ' Differenzverstärker 20 her in nachteiliger Weise beeinflußt sein.Ein derartiger nachteiliger Einfluß wird ,jedoch durch die Basis-Emitter-Strecken der Sransistoren 32 und 33 aufgehoben, die direkt mit dem Ausgang des ersten Differenzverstärkers 20 verbunden sind.

Nunmehr wird auf Fig. 3 Bezug genommen, aus der ersichtlich sein dürfte, daß bei einer Teilerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung diejenigen Elemente, die den oben unter Bezugnahme auf die Teilerschaltung gemäß FLg. 2 beschriebenen Elementen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie

212G56

■ - 19 - .

in Fig. 2. Eine detaillierte Beschreibung der betreffenden Elemente ist.der Kürze halber hier weggelassen. In der Teilerschaltung gemäß Pig. 3 ist die Diode 29 durch eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Dioden 29^, 29₂ ... 29_n ersetzt, und die Diode 30 ist durch eine Vielzahl von in Reihe geschaltetenDioden 3Cl,, 30p · · · 3C> ersetzt. Darüber hinaus sind eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Dioden 4-0,-, 4-Oo ··· ^O_n_i ^un<3- eine Vielzahl von inReihe geschalteten Dioden 4-1^, 41p . «.'41 .- mit den Emittern der Transistoren 32 bzw. 33 verbunden, d.h., daß die betreffenden Dioden zwischen den Emittern der betreffenden Transistoren und der stromquelle 36 vorgesehen sind.

Bei der Teilerschaltung gemäßiig. 3 kann zusätzlich zu den zuvor erwähnten Vorteilen, wie sie zuvor im Hinblick auf die Teilerschaltung gemäß Pig. 2 beschrieben worden sind, die Endspannung der Teilerachaltung aufgrund der Verwendung der Vielzahl der in Reihe geschalteten Dioden 29/|, 29₂ · · · 29_n und aufgrund der Verwendung der Vielzahl von in Reihe geschalteten Dioden 30^, 3O₂ ... 3O_n erhöht werden, wodurch ein größeres Differenz-Ausgangssignal erhalten werden kann. Dadurch ist der Störabstand verbessert. In einem solchen Fall enthält die Vielzahl der in Reihe geschalteten Dioden 4-0,1, 4O₂ ... 4-0 y. und die Vielzahl der in Reihe geschalteten Dioden 4-1.-,, 4-1₂ ... 41 ij jeder Reihenschaltung eine Diode weniger als die Reihenschaltung der Dioden, die mit den Kollektoren der Transistoren 21 und 22 verbunden sind.

Dadurch wird eine Verzerrung aufgrund· der nichtlinearen Kennlinie der zuletzt erwähnten Dioden eliminiert.

Nunmehr sei auf Fig. 4 Bezug genommen, aus der ersichtlich sein dürfte, daß bei dieser weiteren Ausführungsform einer Teilerschaltung gemäß der Erfindung diejenigen Elemente, die den oben unter Bezugnahme auf die Teilerschaltung gemäß Fig. 2 beschriebenen Elementen

entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Pig. 2. Eine detaillierte.Beschreibung wird daher hier der Kürze halber weggelassen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird das dem zweiten Eingangssignal entsprechende Signal den Kollektoren der Transistoren 21 und 22 anstatt den Emittern dieser Transistoren zugeführt. Der Transistor 27 ist dabei insbesondere durch zwei npn-Transistoren 27^j und 272 ^eTse^^z^» ^um d-ie Spannungs-Strom-Umsetzung des von dem zweiten Eingangsan-Schluß 2 her zugeführten zweiten Eingangssignals vorzunehmen. Demgemäß wird das zweite Eingangssignal von dem zweiten Eingangsanschluß 2 her den gemeinsam miteinander verbundenen Basen der Transistoren 27^i und 27p zugeführt. Der Kollektor des Transistors 27^ ist'mit. dem gemeinsamen

Verbindungspunkt des Kollektors des .Transistors 21 und der Basis des Transistors 53 verbunden.Der Kollektor des Transistors 27o i·^ ^m^ dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Kollektors des Transistors 22 und der Basis des Transistors 52 verbunden.Die Emitter der Transistoren 27,| und 27₂ sind über Widerstände 28^ bzw. 28₂ mit der negativen Speisespannungsquelle -Y_nn verbunden. Darüber hinaus sind die Emitter der Transistoren 21 und 22 über Widerstände 25 bzw. 26 und über die Stromquelle 59 mit der negativen Speisespannungsquelle V_A_ verbunden.

Zusätzlich zu den oben im Hinblick auf die Teilerschaltung gemäß Fig. 2 erläuterten Vorteilen bringt die Teilerschaltung gemäß Fig. 4 weitere deutliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik mit sich.Da die Spannungs-

®0 Strom-Umse.tzung des zweiten Eingangs signals von dem ersten Differenzverstärker 20 getrennt vorgenommen wird, dem das erste Stereo-Eingangssignal zugeführt wird, kann die Teilerschaltung bei einer niedrigeren Spannung betrieben werden.

Es dürfte einzusehen sein, daß die Teilerschaltung gemäß den oben beschriebenen Ausf.ührungsformen der Erfindung

ι deutlich© Vorteile- gegenüber der bekannten Teilersohaltung gemäß Fig. 1 mit sich bringt.-B©i der S©il©rsohaltung gemäß B¹Ig. 1 wird insbesondere dag erst© Eingangs- oder Stereesignal von d©rn Eingangsansehluß 1 her über Widerstände 3'und 8 zugeführt, und" das zweit© Eingangsodei¹. Divisor-Signal wird von dem zweiten lingangsansehl.uß 2 her dem Transistor 11 zugeführt, was zu Änderungen in d©m di© Dioden 9 und 10 durchfließenden Strom fuhrt, wodurch ©ine Division des ersten Eingangssignal© durch das aweite Eingangssignal erfolgt. Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Schaltungsanordnung ist es cjedoch möglich, daß das zweite Eingangs- oder Divisorsignal mit dem von dem Differenzverstärker 5 abgegebenen Diff©renz-Ausgangssignal gemischt wird. Die Tei-"1erschaltung gemäß der Erfindung überwindet diesen Nachteil und reduziert das- Divisorsignal oder verhindert, daß dieses Divisorsignal mit dem Differenz-Äusgangssignal von dem Differenzverstärker 20 gemischt wird, und zwar sogar in dem Fall, daß die Schaltungselemente in der betreffenden Schaltungsanordnung unsymmetrisch zueinander sind. Da Konstantstromquellen 37 und 38 Ström© im Nebenschluß zu den Dioden 29 und 30 bei der vorliegenden Erfindung abgeben, werden Überdies die Emitterwiderstände der Transistoren 25 und 26, die den ersten Differenzverstärker 20 bilden, auf einem konstanten kleinen Wert gohalten. Dies bedeutet, daß die Verzerrungin dem Ausgangssignal der Steuerschaltung auch dann nicht erhöht wird, wenn der erste Differenzverstärker in seinem vollen Dynamikbereich ausgenutzt wird.

Auf diese Art und Weise kann der Dynamikb.er©ich der Teilerschaltung erweitert werden, um dadurch den .Störabstand und ander© Ghara .t^riali r>n eier Scha'Jtungsanordnung zu verbessern. Darüber hinaus führt bei der Teilerschaltung gemäß Fig. 4 die Abgab© des Divisoreignais' direkt an di© Kollektoren der Transistoren 21 und 22 des ersten Diff©- renzverstUrkers 20 dazu, daß die Teilerschaltung bei einer niedrigen Spannung betrieben werden kann.

1 Obwohl die obige Teilerschaltung gemäß der Erfindung für die Verwendung in einer Demodulationsschaltung für ein AM-Stereοsystem beschrieben worden ist, wie es in der
oben erwähnten US-PS 4- 218 586 beschrieben ist, dürfte einzusehen sein,daß die betreffende Teilerschaltung auf ein derartiges System nicht beschränkt ist. Vielmehr
kann die Teilerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise bei Stereo-Demodulationsschaltungen anderer Systeme angewandt werden.Ein derartiges System

10. ist. in der US-PS' 3 94-4- 7^9 beschrieben. Darüber hinaus können weitere Modifikationen bei der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Obwohl Dioden als Lastwiderstände für den ersten Differenzverstärker 20 verwendet worden sind, dürfte es einzusehen sein, daß beispiels— weise auch andere Halbleiter-Lastwiderstände zur Erzielung desselben Ergebnisses verwendet werden können.

Patentanwalt

I. mIm

L eerseite

Claims

7-35 Kitashinagawa 6-chom

Shinagawa-ku

Tokio, Japan

Patentansprüche

Teilerschaltung für die Erzeugung eines geteilten' Ausgangssignals auf das Auftreten von ersten und zwei· ten Eingangssignalen hin, dadurch gekennzeichnet, · daß eine erste Differenzverstärkereinrich.tung (20) vorgesehen ist, der die ersten und zweiten" Eingangssigriale zugeführt werden und die an·einem Ausgang ein Ausgangs-Quotient ensignal erzeugt, welches der Division des ersten Eingangssignals durch das zweite Eingangssignal entspricht,

daß mit dem Ausgang der ersten Differenzverstärkereinrichtung (20) nichtJLineare Belastungseinrichtung en (29, 30) verbunden sind

und daß eine zweite Differenzeinrichtung (31) zu der ersten DifferenzνerStärkereinrichtung'(20) derart in Kaskade geschaltet ist, daß auf das Ausgangs-Quotientensignal hin das dividierte Ausgangssignal erzeugt wird.

_ 2 —
2. Teilerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differenzverstärkereinrichtung (20) erste und zweite Transistoren (21, 22) aufweist, die jeweils eine Eingangs-, eine Ausgangs- und eine dritte Elektrode aufweisen,

daß das erste Eingangssignal der Eingangseiektrode des ersten Transistors (21) zugeführt wird und daß das zweite Eingangssignal der Ausgangs- oder der dritten Elektrode des ersten und zweiten Transistors (21, 22) zugeführt wird.
3. Teilerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Differenzverstärkereinrichtung (31) dritte und vierte Transistoren (32,33)aufweist, die jeweils eine Eingangs-, eine Ausgangs- und eine dritte Elektrode aufweisen,

daß die Ausgangselektroden des ersten und zweiten Transistors (21, 22) mit den Eingangselektroden der dritten bzw. vierten Transistoren (32, 33) verbunden sind und daß das dividierte Aus gang's signal von den Ausgangselektroden der dritten und vierten Transistoren (32, 33) abgegeben wird.
4-. Teilerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht_linearen Lasteinrichtungen (29, 30) pn-Übergänge aufweisen, die zwischen den Ausgangselektroden der ersten und zweiten Transistoren (21, 22) und einem Bezugspotential (+V) vorgesehen sind.

³^
5. Teilerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die pn-Übergangseinrichtung ein erstes pn-Übergangselement (29) enthält, welches zwischen der Ausgangselektrode des ersten Transistors (21) und dem Bezugspotential (+?„,) liegt,

und daß ein zweites pn-Übergangselement zwischen der Ausgangselektrode des zweiten Transistors (22) und dem Bezugspotential (+V_n.) liegt..

Γ- ,-I

; J O

6. Teilerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten pn-Übergangseiemente jeweils eine Diode (29, 30) enthalten.

7· Teilerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die pn-Übergangseinrichtungen eine Vielzahl von in Reihe geschalteten pn-Übergangselementen (29^ bis 29_n, 3O₁ bis 3O_n) umfassen, die zwischen den Ausgangselektroden der ersten und zweiten Transistoren (21, 22) und dem Bezugspotential (+V_nn) vorgesehen sind.

cc

8. Teilerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes pn-übergangselement der in einer Vielzahl vorgesehenen' und in Reihe geschalteten pn-Übergangseiemente eine Diode enthält.

9. Teilerschaltung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Differenzverstärkereinrichtung (31) dritte und vierte Transistoren (32, 33) enthält, die jeweils mit einer Elektrode an einem zweiten Bezugspotential (-V₀) liegen,

und daß eine Vielzahl von in Reihe geschalteten pn-Übergangselementen (40,j bis ⁷J-O_n-.., 4I₁ bis 4-I_n-1) zwischen den Elektroden der dritten und vierten Transistoren (32, 33) und dem zweiten Bezugspotential (-V__) vorgesehen ist.

10. Teilerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der in einer Vielzahl vorge-

³^ sehenen und in Reihe.geschalteten pn-Übergangseiemente (4O₁ bis 4-O_n-1, 4I₁ bis 4I_n-1) zwischen den Elektroden der dritten und vierten Transistoren (32, 33) und dem zweiten Bezugspotential (-V₀₀) um 1 geringer ist als die Anzahl der in einer Vielzahl vorgesehenen und in Reihe geschalteten pn-Ubergangselemente (29₁ bis 29_n, 3O₁ bis 3O_n), die zwischen den Ausgangselektroden der ersten und zweiten Transistoren (21, 22) und dem erst-

2656

_ 4 genannten Bezugspotential (+V_n,,) vorgesehen sind.

11. Teilerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß eine Signalabgabeeinrichtung vorgesehen ist, die das zweite Eingangssignal an die dritten Elektroden der ersten und zweiten Transistoren (21, 22) abgibt.

12. Teilerschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalabgabeeinrichtung einen Transistor (27) aufweist, der mit einem Ausgangszweig zwischen den dritten Elektroden der ersten und zweiten Transistoren (21, 22) und einem Bezugspotential (-V_„)

liegt und dem an einer Eingangselektrode das zweite Eingangssignal zugeführt wird.

13. Teilerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,daß Einrichtungen (27^, 272) vorgesehen sind, die das zweite Eingangssignal an die Ausgangselektroden der ersten und zweiten Transistoren (21, 22) abgeben.

14. Teilerschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffenden Abgabeeinrichtungen Transistoreinrichtungen (27/p 272) umfassen, denen eingangsseitig das zweite Eingangssignal zugeführt wird und die mit Ausgangszweigen zwischen den Ausgangselektroden der ersten und zweiten Transistoren (21, 22) angeschlossen sind. ' '

15. Teilerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die dritten Elektroden {jeweils einen Widerstand aufweisen und daß ferner Einrichtungen (37» 58) vorgesehen sind, die den Widerstandswert zumindest einer der betreffenden Elektroden nahezu auf

^⁵ einem bestimmten Wert über den gesamten Dynamikbereich der Teilerschaltung beibehalten. . ■

16. Teilerschaltung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die betreffenden Einrichtungen Konstantstromquelleneinrichtungen (37» 38) umfassen, die den ni dithiine ar en Lasteinrichtungen (29» 30) parallel geschaltet sind.

17.Teilerschaltung für die Abgabe eines geteilten.Ausgangssignals auf ein erstes Eingangssignal und ein zweites Eingangssignal hin, insbesondere nach einem der An-Sprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß. der ersten Differenzverstärkereinrichtung (20) das erste Eingangssignal und das zweite.Eingangssignal zur Abgabe eines geteilten Ausgangssignals zugeführt wird, welches der Division des ersten Eingangssignals durch das zweite Eingangssignal entspricht,

daß die betreffende Differenzverstärkereinrichtung (20) zumindest einen Emitterwiderstand (25, 26) aufweist und daß Einrichtungen (29, 30, 37» 38) den zumindest einen Emitterwiderstand"(25, 26) über den gesamten Dynamikbereich der Teilerschaltung nahezu auf einem bestimmten Wert festhalten.

18. Teilerschaltung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Dif ferenzver stärk er.einrichtung (20) eine Ausgangselektrodeneinrichtung umfaßt, mit der eine nicht-lineare Lasteinrichtung (29, 30) verbunden ist, und daß die den Widerstandswert des zumindest einen Emitterwiderstands auf einem nahezu bestimmten Wert festhaltenden Einrichtungen Konstantstromquelleneinrichtungen (37, 38) umfassen, die den nicht_JLinearen Lasteinrichtungen (29, 30) parallel geschaltet sind.

19. Teilerschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht—linearen Lasteinrichtungen (29,

30) zumindest ein pn-Obergangseiernent. umfassen, welches zwischen der Ausgangselektrodeneinrichtung und einem Bezugspotential (+V_n_) liegt.

CC