DE3339486C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aktiven Modulator mit einem zwei Transistoren und zwei an ein erstes Versorgungspotential ange­ schlossenen Kollektorwiderständen enthaltenden Differenzverstär­ ker, dem die Trägerspannung zugeführt ist, und mit einer min­ destens einen dritten Transistor sowie einen an ein zweites Ver­ sorgungspotential angeschlossenen Emitterwiderstand enthalten­ den steuerbaren Stromquelle, der die modulierende Signalspannung zugeführt ist.

Aus der Literatur sind zahlreiche aktive Modulatoren bekannt. Diese sind gewöhnlich aus einem Differenzverstärker und einer steuerbaren Stromquelle aufgebaut. Nur wenige dieser Modulatoren sind für den Einsatz in einem phasenstaren Regelkreis geeignet, in dem es auf die konstante Einhaltung der Phasenlage des Modu­ lationsproduktes ankommt.

Aus der US-PS 35 50 040 ist ein symmetrierter (kreuzgekoppelter) aktiver Modulator bekannt, der mit drei Differenzverstärkern aufgebaut ist. Ein Differenzverstärker bildet eine steuerbare Konstantstromquelle, der das modulierende Signal zugeführt wird. Die beiden anderen Differenzverstärker werden vom Trägersignal angesteuert.

Diese Differenzverstärker erzeugen an zwei gemeinsamen Kollek­ torwiderständen ein Modulationsprodukt, bei dem das Trägersi­ gnal unterdrückt ist. Unlinearitäten werden ebenfalls weitgehend vermieden. Diese Schaltung ist jedoch sehr aufwendig.

Aus "Halbleiter-Schaltungstechnik", Tietze, Schenk, 1971, Seite 118 ist eine Darlington-Schaltung mit komplementären Transisto­ ren bekannt, die wegen ihrer hohen Stromverstärkung bei Leistungs­ verstärkern eingesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung für einen aktiven Modulator anzugeben, der auch bei unterschiedlichen Signalspan­ nungen ein Modulationsprodukt mit konstanter Phasenlage abgibt.

Ausgehend vom eingangs beschriebenen Stand der Technik wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die steuerbare Stromquelle zwei kom­ plementäre Transistoren enthält, daß der Emitter des dritten Transistors mit dem Kollektor des vierten Transistors verbunden und über den Emitterwiderstand an das zweite Versorgungspoten­ tial angeschlossen ist, daß der Kollektor des dritten Transistors direkt mit der Basis des vierten Transistors und über einen er­ sten Widerstand mit dem Emitter des vierten Transistors verbun­ den ist und daß der Emitter des vierten Transistors an den Ver­ bindungspunkt der Emitter der beiden Transistoren des Differenz­ verstärkers geführt ist.

Die beschriebene Schaltungsanordnung weist eine hohe Linearität auf. Hierdurch werden Klirrprodukte vermieden, so daß auch bei Schwankungen der Signalspannung die Phasenlage des Modulations­ produktes erhalten bleibt. Die Trägerspannung kann mit unter­ schiedlicher Polung beiden Eingängen des Differenzverstärkers zugeführt werden; prinzipiell ist es auch möglich, nur einen Eingang anzusteuern.

Es ist zweckmäßig, daß der Emitterwiderstand des dritten Tran­ sistors aus einem zweiten ohmschen Widerstand besteht, dem die Reihenschaltung eines dritten ohmschen Widerstandes und einer Kapazität parallel geschaltet ist.

Durch diese Schaltungsanordnung wird für Wechselspannungen ein kleiner ohmscher Widerstand erzielt, während die Schaltung gleichspannungsmäßig stabil ist. Der in Reihe mit dem dritten Widerstand liegende Kondensator ist so groß dimensioniert, daß er wechselspannungsmäßig keine Rolle spielt.

Es ist vorteilhaft, daß zwischen dem Emitter des vierten Tran­ sistors und dem Verbindungspunkt der beiden Transistoren des Operationsverstärkers ein weiterer ohmscher Widerstand einge­ schaltet ist.

Emitterfolger haben bei einem nicht sorgfältigen Schaltungsauf­ bau bekanntermaßen eine Schwingneigung. Die Schaltungsanordnung wird durch den relativ kleinen weiteren Widerstand stabil.

Es ist zweckmäßig, daß wechselspannungsmäßig parallel zu den Kollektorwiderständen des Differenzverstärkers jeweils ein Sieb­ kondensator liegt.

Durch die parallelgeschalteten Kondensatoren werden uner­ wünschte höhere Frequenzen unterdrückt. Dadurch wird eine Übersteuerung der Transistoren durch höherfrequenzte Modu­ lationsprodukte vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand eines Prinzipschaltbildes erläutert.

Der Differenzverstärker besteht aus zwei Transistoren TR 1 und TR 2, deren Emitter zusammengeschaltet sind. Der Basis­ anschluß des ersten Transistors TR 1 ist mit E 1 bezeichnet, der Basisanschluß des zweiten Transistors TR 2 mit E 2. An einem Anschluß liegt die Trägerspannung nichtinvertiert und am anderen Anschluß liegt die Trägerspannung invertiert an. Die Kollektoren der beiden Transistoren sind über Kollek­ torwiderstände RC 1 und RC 2 an ein erstes Versorgungspoten­ tial + U angeschlossen. Parallel zu diesen Widerständen liegt jeweils ein Siebkondensator C 1 bzw. C 2. Die Kollektoren bil­ den gleichzeitig die Ausgänge des Modulators. Sie sind mit A 1 und A 2 bezeichnet. Die steuerbare Stromquelle enthält einen dritten Transistor TR 3 und einen komplementären - hier einen pnp-Transistor - vierten Transistor TR 4. Der Emitter des dritten Transistors ist über seinen Emitterwiderstand RE mit einem zweiten Versorgungspotential -U verbunden. Außer­ dem ist er direkt an den Kollektor des vierten Transistors TR 4 angeschlossen. Der Kollektor des dritten Transistors ist mit der Basis des vierten Transistors TR 4 und über einen Wi­ derstand R 1 mit dem Emitter des vierten Transistors verbun­ den. Über einen weiteren Widerstand R 6 ist der Emitter des vierten Transistors mit den Emittern des ersten und zweiten Transistors verbunden. Die modulierende Signalspannung S wird über einen dritten Eingang E 3 und einen Koppelkondensa­ tor C 3 der Basis des dritten Transistors zugeführt. In die­ sem Prinzipschaltbild sind selbstverständliche Einrichtungen, wie beispielsweise Spannungsteilung zur Erzeugung der ge­ wünschten Arbeitspunkte der Transistoren und Symmetrierein­ richtungen für den Differenzverstärker nicht dargestellt.

Durch die Trägerspannung werden die Transistoren TR 1 und TR 2 des Differenzverstärkers jeweils abwechselnd vollständig durchgeschaltet oder vollständig gesperrt. Die Höhe der Am­ plitude des Ausgangssignals wird allein von der Signalspan­ nung S bestimmt. Wie aus der Schaltung leicht zu ersehen ist, ergibt sich durch die Anschaltung der Basis des vierten Transistors TR 4 an den Kollektor des dritten Transistors und durch die Rückkopplung über den Kollektor des vierten Tran­ sistors auf dem Emitterwiderstand des dritten Transistors eine sehr starke Gegenkopplung und eine entsprechend hohe Linearität. Die Siebkondensatoren können so dimensioniert werden, daß unerwünschte Modulationsprodukte bereits stark gedämpft werden.

Claims (4)

1. Aktiver Modulator mit einem zwei Transistoren (TR 1, TR 2) und zwei an ein erstes Versorgungspotential (+ U) angeschlossenen Kollektorwiderständen (RC 1, RC 2) enthaltenden Differenzverstär­ ker, dem die Trägerspannung zugeführt ist, und mit einer min­ destens einen dritten Transistor (TR 3) sowie einen an ein zwei­ tes Versorgungspotential (- U) angeschlossenen Emitterwiderstand (RE) enthaltenden steuerbaren Stromquelle, der die modulierende Signalspannung (S) zugeführt ist, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß die steuerbare Stromquelle zwei komplementäre Transistoren (TR 3, TR 4) enthält, daß der Emitter des dritten Transistors (TR 3) mit dem Kollektor des vierten Transistors (TR 4 ) verbunden und über den Emitterwiderstand (RE) an das zweite Versorgungspoten­ tial (-U) angeschlossen ist,
daß der Kollektor des dritten Transistors (TR 3) direkt mit der Basis des vierten Transistors (TR 4) und über einen ersten Wider­ stand (R 1) mit dem Emitter des vierten Transistors verbunden ist und
daß der Emitter des vierten Transistors (TR 4) an den Verbindungs­ punkt der Emitter der beiden Transistoren (TR 1, TR 2) des Diffe­ renzverstärkers geführt ist.

2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Emitterwiderstand (RE) des dritten Transistors (TR 3) aus einem zweiten ohmschen Widerstand (R 2) besteht, dem die Reihen­ schaltung eines dritten ohmschen Widerstandes (R 3) und einer Ka­ pazität (C 4) parallel geschaltet ist.

3. Modulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Emitter des vierten Transistors (TR 4) und dem Verbindungspunkt der beiden Transistoren (TR 1, TR 2) des Opera­ tionsverstärkers ein weiterer ohmscher Widerstand (R 6) einge­ schaltet ist.

4. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wechselspannungsmäßig parallel zu den Kollektorwiderständen (RC 1, RC 2) des Differenzverstärkers jeweils ein Siebkondensator (C 1, C 2) liegt.