DE3427542A1

DE3427542A1 - Schaltungsanordnung zur einstellung des emitterstromes einer transistorverstaerkerstufe

Info

Publication number: DE3427542A1
Application number: DE19843427542
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing.(grad.) 7157 Murrhardt Kremers; Horst Dipl.-Ing. 7150 Backnang Wernz; Theo Dipl.-Ing. Wiesmann
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-02-06

Description

Schaltungsanordnung zur Einstellung des Emitter-
stromes einer Transistorverstärkerstufe Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Einstellung des Emitterstromes einer Transitorverstärkerstufe gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
In Verstärkern mit niedriger Ausgangsimpedanz werden zumeist Endstufen in Kollektorschaltung verwendet.
Bei der Verarbeitung und Übertragung schneller digitaler Signale werden häufig Schaltungen in ECL- oder in MECL-Technik eingesetzt. Die Ausgangs- oder Endstufen dieser Schaltungen weisen.dabei einen offenen Emitter auf. Um Reflektionen bei der Übertragung zu vermeiden, werden die Verbindungsleitungen zwischen dem offenen Emitter und einer Folgeschaltung mit einem definierten Wellenwiderstand realisiert und zumeist empfangsseitig mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen.
Parallel zum Abschlußwiderstand liegt der Eingangswiderstand der empfangenden Folgeschaltung. Damit der wellenwiderstandsmäßige Abschluß durch diesen Eingangswiderstand nicht verfälscht wird, wird der Abschlußwiderstand klein gegen den Eingangswiderstand gewählt. Üblich sind dabei Werte zwischen 100 und 50 Q . Die ECL-Schaltungen werden mit Versorgungsspannungen von etwa - 5 Volt betrieben. Ein direkter Abschluß der Ausgänge der ECL-Schaltungen gegen diese Versorgungsspannung hätte eine sehr hohe Belastung der Ausgangstransistoren zur Folge. Deshalb werden die Abschlußwiderstände gegen eine reduzierte Spannung von etwa - 2 Volt geschaltet.
Beim Übergang auf andere Schaltungsteile (z.B. Leiterkarten), die keine oder nur wenige ECL-Schaltkreise enthalten, oder beim Übergang auf Meßgeräte steht diese Spannung häufig nicht zur Verfügung.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe war es deshalb, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Einstellung des Emitterstromes einer Kollektorschaltung unabhängig vom Bezugspotential des Abschlußwiderstandes erlaubt.
Die Lösung erfolgt durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß der Abschlußwiderstand gegen ein beliebiges Bezugspotential geschaltet werden kann, ohne daß Änderungen an den Eingangs- und/oder Ausgangsschnittstellen erforderlich sind.
Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.
Die Figuren 1 und 2 zeigen Schaltungen nach dem Stande der Technik.
Die Figuren 3 und 4 zeigen mögliche Schaltungsrealisierungen gemäß der Erfindung.
Die Figuren 1 und 2 entstammen den Richtlinien für das Arbeiten mit MECL-Systemen von Motorola. Sie zeigen die Verknüpfung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gattern mittels einer 50 Q -Leitung, wobei tm ersten Fall direkt mit dem Wellenwiderstand von 50 0 gegenüber - 2 Volt abgeschlossen wurde und wobei im zweiten Fall der Abschlußwiderstand durch einen Spannungsteiler von 82 9 und 130 Q zwischen Erde und - 5,2 Volt gebildet wird.
Im ersten Fall ist die durchschnittliche Leistungsaufnahme des Abschlusses 9,8 Milliwatt, im zweiten Fall erheblich höher.
In Figur 3 ist der Ausgangstransitor TS1 in Kollektorschaltung gezeichnet, an dessen Emitter eine Verbindungsleitung VL mit dem Wellenwiderstand Z0 angeschlossen ist, welche mit einem Abschlußwiderstand RA = Z0 gegen eine Spannung UB abgeschlossen ist. Zwischen Emitter und Eingang der Verbindungsleitung VL ist die erfindungsgemäße Hilfsgleichstromquelle IH argeschlossen. Für einen Emitterstrom größer 0 und fflr einen Abschlußwiderstand groß gegen den Ausgangswiderstand der Kollektorschaltung ist die Ausgangsspannung UA unabhängig von der externen Beschaltung, d.h. unabhängig von der Bezugsspannungsquelle UB. Dann ergibt sich der Ausgangsstrom IA aus IA = (UA - UB)/RA (1) IA ist unabhängig vom Hilfsstrom IH. Für den Emitterstrom gilt IE = IA + IH (2) Die Gleichung (2) zeigt, daß der Emitterstrom des Transistors TS1 durch entsprechende Bemessung des Hilfsstromes IH frei gewählt werden kann.
Für einen Abschlußwiderstand von 50 fi gegen 0 Volt (Masse) zeigt Figur 4 eine mögliche Schaltungsrealisierung. Der Hilfsstrom IH wurde so gewählt, daß sich der gleiche Arbeitspunkt für den Transistor TS1 einstellt wie bei einem Abschluß mit 50 Q gegen - 2 Volt. In diesem Fall gilt für en Emitterstrom des Transistors TS1: 1E0 = IA = (UA + 2 Volt)/50 Q (3) Für den Abschluß gegen ein anderes Potential gilt (Gleichung (3) mit Gleichung (2)): IE = (UA - UB)/50 Q + IH.
Da in beiden Fällen die Emitterströme gleich sein sollen, gilt 1E0 - IE = (UA + 2 Volt)/50 Q = (UA - UB)/50 Q + IH IH = (UB + 2 Volt)/50 Q Mit UB = 0 Volt wird IH = 40 Milliampere.
In Figur 4 ist die Hilfsgleichsstromquelle IH realisiert durch einen Längstransistor TS2, dessen Kollektor über eine Induktivität L mit dem offenen Emitter des Transistors TS1 und dessen Emitter über einen Widerstand mit einer Hilfsspannungsquelle - U verbunden ist und dessen Basis mit dem Teilerpunkt eines Spannungsteilers, der parallel zu dieser Hilfsspannungsquelle liegt, verbunden ist. Da durch den Transistor TS2 nur Gleichstrom fließt, kann der Kollektor des Transistors an eine beliebige Stelle der Übertragungsstrecke angekoppelt werden. Die in Reihe mit dem Kollektor des Transistors TS2 geschaltete Induktivität verhindert eine zusätzliche kapazitive Belastung des offenen Emitters durch den Transistor TS2.
- L e e r s e i t e -

Claims

Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Einstellung des Emitterstromes einer Transistorverstärkerstufe in Kollektorschaltung, deren Emitter über eine mit einem Abschlußwiderstand abgeschlossene Verbindungsleitung mit dem Eingang einer Folgeschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsgleichstromquelle (IH) vorgesehen ist, wobei der eine der beiden Pole derselben mit dem Emitter (E) des Transistors (TS1) der Verstärkerstufe oder mit einem Punkt der Leitung (VL) und der andere Pol mit dem Erd- oder Massepotential verbunden ist (Fig. 3).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgleichstromquelle (IH) einen Transistor (TS2) enthält, dessen Kollektor mit dem einen Pol verbunden ist und dessen Emitter über einen Widerstand mit dem einen Pol (-) einer Hilfsgleichsspannungsauelle (U), deren anderer Pol geerdet ist, verbunden ist, und dessen Basis mit dem Teilerpunkt eines parallel zu dieser Spannungsquelle liegenden Spannungsteilers verbunden ist (Fig. 4).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch qekennzeichnet, daß zwischen dem einen Pol der Hilfsgleichstromquelle (IH) und dem Kollektor des Transistors (TS2) der Hilfsgleichstromquelle (IH) eine Induktivität (L) geschaltet ist (Fig. 4).
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung bei ECL-oder MECL-Technik.