DE974819C

DE974819C - Transistor amplifier with gain control

Info

Publication number: DE974819C
Application number: DEN8843A
Authority: DE
Inventors: Augustus Gerard Theodo Becking; Pieter Boxman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1953-05-05
Filing date: 1954-05-04
Publication date: 1961-05-04

Description

Transistorverstärker mit Verstärkungsregelung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaskaden-Verstärkerschaltung mit zwei Transistoren und einem Regler zur Regelung des Verstärkungsgrades, der in Reihe mit einem Trennkondensator im Kreis zwischen der Kollektorelekbrode des ersten und der Basiselektrode des zweiten T=.-sistors liegt.Transistor Amplifiers with Gain Control The invention relates to based on a cascade amplifier circuit with two transistors and a regulator to regulate the gain, which is in series with an isolating capacitor in the Circle between the collector electrode of the first and the base electrode of the second T = .- sistors.

Fig. i der Zeichnung zeigt einem bereits bekannten Transistorverstärker dieser Art, bei dem der Verstärkungsregler 3 in den Kollektorkreis des Transistors i eingefügt ist, wobei der Gleitkontakt 4 des Reglers über einen Trennkondensator 5 mit dem nächstfolgenden Transistor 2 verbunden ist.Fig. I of the drawing shows a previously known transistor amplifier of this type, in which the gain regulator 3 in the collector circuit of the transistor i is inserted, the sliding contact 4 of the regulator via an isolating capacitor 5 is connected to the next following transistor 2.

Da der Widerstand 3 von Gleichstrom, in diesem Falle vom Kollektor-Ruhestrom, durchflossen wird, tritt an ihm ein Gleichspannungsabfall auf. Wenn der Gleitkontakt 4. zur Änderung der Verstärkungseinstellung verschoben wird, ändert sich auch die anliegende Gleichspannung und, . insbesondere bei Schwankungen des übergangswiderstandes zwischen dem Gleitkontakt und dem Widerstand 3, können Krachstörungen auftreten. Wenn der Gleitkontakt 4 schnell in eine andere Lage bewegt wird, so entsteht ein Spannungsstoß, der über den Kondensator 5 auf den Transistor .2 übertragen wird, wodurch dieser Transistor 2 sogar zeitweilig nichtleitend werden kann.Since the resistor 3 comes from direct current, in this case from the collector quiescent current, is flowed through, a DC voltage drop occurs across it. When the sliding contact 4. Moving to change the gain setting changes the applied DC voltage and,. especially with fluctuations in contact resistance between the sliding contact and the resistor 3, crash disturbances may occur. If the sliding contact 4 is quickly moved to another position, a Voltage surge that is transmitted to transistor .2 via capacitor 5, whereby this transistor 2 can even become temporarily non-conductive.

Um unzulässige Verzerrungen bei großen Signalen zu verhüten, soll weiter die im Kollektorkreis des Transistors i wirksame Impedanz kleiner bemessen werden, als das für eine optimale Verstärkung an sich erwünscht wäre. Wenn nämlich der gegebenenfalls über einen Anpassungstransformator mit dem Kollektorkreis des Transistors i gekoppelte Reglerwiderstand 3 derart bemessen wäre, daß bei einer der höchsten Verstärkung entsprechenden Lage a des Gleitkontaktes 4 die im Augenblick an der Kollektorelektrode c1 auftretende Signalspannung noch gerade hinreichend groß im Vergleich zu der Spannung an der Emitterelektrode ei ist, um unterhalb einer bestimmten zulässigen Signalverzerrung zu bleiben, so würde bei einer einer niedrigeren Verstärkung entsprechenden Lage des Gleitkontaktes 4 die im Kollektorkreis des Transistors i wirksame Impedanz erhöht und somit die zulässige Signalverzerrung überschritten werden.In order to prevent impermissible distortion with large signals, should further reduce the impedance effective in the collector circuit of transistor i than that for optimal gain desirable in itself were. If that is, if necessary via a matching transformer with the Collector circuit of the transistor i coupled regulator resistor 3 would be dimensioned in such a way that that with one of the highest reinforcement corresponding position a of the sliding contact 4 the signal voltage occurring at the moment at the collector electrode c1 just sufficiently large compared to the voltage at the emitter electrode ei is to stay below a certain allowable signal distortion, so would in the case of a position of the sliding contact 4 corresponding to a lower gain the effective impedance in the collector circuit of the transistor i increases and thus the permissible one Signal distortion are exceeded.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art können bei Änderungen der Verstärkungseinstellung Krachstörungen und eine Übersteuerung des folgenden Transistors vermieden werden, wenn gemäß der Erfindung der Regler derart angeordnet ist, daß bei Regelung nach niedrigerer Verstärkung hin die Wechselstromimpedanz der zwischen der Basis und der Emitterelektrode des zweiten Transistors eingeschalteten Impedanzen zunimmt.In a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning Changes to the gain setting Noise disturbances and an override of the following transistor can be avoided if, according to the invention, the regulator such it is arranged that the alternating current impedance in the case of regulation towards a lower gain that is connected between the base and the emitter electrode of the second transistor Impedances increases.

Der Regelwiderstand kann dabei in Reihe mit dem Trennkondensator zwischen der Kollektorelektrode des ersten und der Basiselektrode des folgenden Transistors eingeschaltet sein, in welchem Falle auch bei schneller Änderung der Verstärkungseinstellung ein Spannungsstoß überhaupt vermieden wird.The rheostat can be in series with the isolating capacitor between the collector electrode of the first transistor and the base electrode of the following transistor be switched on, in which case even if the gain setting is changed quickly a voltage surge is avoided at all.

Wird der Kollektor des ersten Transistors nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung über den Trennkondensator mit dem Gleitkontakt eines zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Transistors eingeschalteten Regelwiderstandes verbunden, so werden nicht nur Krachstörungen und Übersteuerungen beim Verschieben des Gleitkontaktes vermieden, sondern es kann auch die im Kollektorkreis des Transistors i wirksame Impedanz größer gewählt und eine bessere Gesamtverstärkung erzielt werden, ohne daß die Gefahr einer unzulässigen Verzerrung bei großen Signalen besteht.Becomes the collector of the first transistor after an expedient Further development of the invention via the separating capacitor with the sliding contact of a variable resistor connected between the base and the emitter of the second transistor connected, so not only crash disturbances and overloads when moving the sliding contact avoided, but it can also be in the collector circuit of the transistor i greater effective impedance can be selected and a better overall gain can be achieved, without the risk of impermissible distortion with large signals.

Die Erfindung wird an Hand der weiteren Zeichnungen näher erläutert, wobei die Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen darstellen.The invention is explained in more detail with reference to the further drawings, 2, 3 and 4 show different embodiments.

Nach Fig. 2 werden die zu verstärkenden Signalschwingungen einer Quelle 6 der Basiselektrode bi des ersten Transistors i zugeführt, dessen Kollektorelektrode cl über einen festen Widerstand 7 mit einer Klemme der Speisequelle und über den Trennkondensator 5 in Reihe mit dem Verstärkungsregler 3, 4 mit der Basiselektrode b2 des zweiten Transistors 2 verbunden ist. Die verstärkten Ausgangsschwingungen werden der mit der Kollektorelektrode c2 verbundenen Ausgangsklemme io entnommen.According to Fig. 2, the signal oscillations to be amplified are a source 6 of the base electrode bi of the first transistor i, the collector electrode thereof cl via a fixed resistor 7 to a terminal of the supply source and via the Separating capacitor 5 in series with the gain regulator 3, 4 with the base electrode b2 of the second transistor 2 is connected. The amplified output vibrations are taken from the output terminal io connected to the collector electrode c2.

Der Regelwiderstand 3 wird hierbei nicht von Gleichstrom durchflossen und liegt in allen seinen Punkten auf dem gleichen Potential. Beim Verschieben des Schleifers 4 ergibt sich somit kein Spannungsstoß, und Kracherscheinungen oder eine Übersteuerung des folgenden Transistors 2 können nicht auftreten.The control resistor 3 does not have direct current flowing through it and has the same potential in all of its points. When moving the Grinder 4 thus results in no voltage surge, and noises or a Overdriving of the following transistor 2 cannot occur.

Selbstverständlich können die Schaltungselemente 3 und 5 in der Fig. 2 auch miteinander vertauscht werden.Of course, the circuit elements 3 and 5 in FIG. 2 can also be swapped with one another.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig.3, bei der die gleichen Bezugsziffern die gleichen Schaltungselemente wie in: Fig. 2 bezeichnen, ist das freie Ende des Reglerwiderstandes 3 mit der Emitterelektrode e2 des zweiten Transistors 2 verbunden und damit dieser Widerstand in die Verbindung zwischen den Elektroden b2 und e2 des Transistors 2 eingefügt. Der Widerstand 3 wird hier zwar ebenfalls von einem konstanten Gleichstrom durchflossen:, aber dieser Strom ist wesentlich kleiner als der den Widerstand 3 in Fig. i durchfließende Strom, so daß der vorstehend erwähnte Spannungsstoß und die Kracherscheinungen vernachlässigbar sind.In the circuit arrangement according to FIG. 3, in which the same reference numerals denote the same circuit elements as in: Fig. 2 is the free end of the Regulator resistor 3 is connected to the emitter electrode e2 of the second transistor 2 and thus this resistance in the connection between the electrodes b2 and e2 of transistor 2 inserted. The resistor 3 is here also from a constant direct current flowing through it :, but this current is much smaller than the current flowing through the resistor 3 in FIG Voltage surge and the noise phenomena are negligible.

Außerdem ergibt die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 im Vergleich. zu der nach Fig. 2 noch dien Vorteil, daß die Regelung auf eine Verstärkung Null möglich ist, wobei es. sich außerdem ergibt, daß ein. linearer Spannungsteiler in der Schaltung nach Fig. 3 eine mehr oder weniger exponentielle Verstärkungsregelung liefert.In addition, the circuit arrangement according to FIG. 3 results in a comparison. in addition to that according to FIG. 2, there is also the advantage that the control is set to a gain of zero is possible, taking it. it also shows that a. linear voltage divider in the circuit of FIG. 3 a more or less exponential gain control supplies.

Als geeignete Werte für die Schaltungselemente nach Fig.3 wurden. gefunden: Reglerwiderstand 3 : 1o kOhm, Kondensator 5 : 2 ,uF, Widerstand 7: 6,8 kOhm, Transistoren des. pnp-Schichtentyps.Suitable values for the circuit elements according to FIG. found: controller resistance 3: 1o kOhm, capacitor 5: 2, uF, resistance 7: 6.8 kOhm, transistors of the .pnp layer type.

Fig. 4 zeigt eine Abart der. Schaltungsanordnung nach Fig. 3, bei der der Widerstand 7 durch einen Anpassungstransformator 12 ersetzt ist, wobei der Trennkondensator 5 wieder eine Änderung der Vorspannung der Elektrode b2 bei der Regelung verhütet. Dabei läßt sich eine beträchtlich höhere Verstärkung erzielen, und zwar nicht nur dadurch, daß mittels des Transformators 12 eine bessere Anpassung des Kollektorkreises des Transistors i an den Basiskreis des Transistors 2 möglich ist. Bei einer Bewegung des Gleitkörpers 4 am Regelwiderstand 3 aus der Lage a der größten Verstärkung in die Lage der kleinsten Verstärkung wird nämlich die im Kollektorkreis des Transistors i wirksame Impedanz erniedrigt, wobei auch die Gefahr von Verzerrungen bei großen Eingangssignalen herabgesetzt wird. Die eingeschalteten Impedanzen können also so bemessen werden, daß bei Einstellung des Schleifers 4 am Punkt a gerade der hinsichtlich von . Verzerrungen noch zulässige Grenzwert erreicht wird, wobei eine besonders gute Gesamtverstärkung erzielt wird.Fig. 4 shows a variant of the. Circuit arrangement according to FIG. 3, at which the resistor 7 is replaced by a matching transformer 12, the Separating capacitor 5 again changes the bias voltage of the electrode b2 in the Regulation prevented. A considerably higher gain can be achieved, and not only by the fact that by means of the transformer 12 a better adaptation of the collector circuit of the transistor i to the base circuit of the transistor 2 is possible is. When the sliding body 4 moves on the variable resistor 3 from position a the The greatest gain in the position of the smallest gain is that in the collector circuit of the transistor i effective impedance is lowered, with the risk of distortion is reduced for large input signals. The switched-on impedances can So be dimensioned so that when setting the grinder 4 at point a straight the with regard to. Distortions still permissible limit is reached, whereby a particularly good overall gain is achieved.

Selbstverständlich kann die Quelle 6 der Fig. q gewünschtenfalls auch in den Kreis der Emitterelektrode e1 und nicht in den der Basiselektrode bi eingefügt werden..Of course, the source 6 of FIG. Q can also be used, if desired inserted into the circle of the emitter electrode e1 and not into that of the base electrode bi will..

Wie aus den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Fig. 2, 3 bzw. 4 der Erfindung ersichtlich ist, ist der Regler 3, 4 stets. derart angeordnet, daß, wenn der Gleitkontakt aus der Lage a der höchsten Verstärkung in die Lage der niedrigsten Verstärkung bewegt wird, die Wechselstromimpedanz der zwischen der Basiselektrode b2 und der Emitterelektrode e2 eingeschalteten Impedanzen zunimmt; bei der bekannten Schaltungsanordnung nach Fig, i nimmt diese Impedanz hingegen ab.As can be seen from the various exemplary embodiments in FIGS. 4 of the invention can be seen, the controller 3, 4 is always. arranged in such a way that, if the sliding contact comes from position a the highest gain in the location of the lowest gain is moved, the AC impedance of the between the base electrode b2 and the emitter electrode e2 switched-on impedances increases; in the known circuit arrangement according to FIG. 1, however, this impedance decreases away.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Amplifier cascade with two transistors and regulation of the gain factor by means of a variable resistor connected in series with a separating capacitor in the Krens between the collector electrode of the first and the base electrode of the second transistor is characterized by an arrangement of the controller in such a way that, when the gain is controlled, the alternating current impedance of the circuit between the base and emitter electrodes of the second transistor increases (Figs. 2 to 4).

2. Circuit according to claim i, characterized in that both transistors are emitter-connected.

3. Circuit arrangement according to claim i or 2, characterized in that, B is the collector electrode of the first transistor via a constant impedance with a terminal of the supply source as well as via the series connection of the isolating capacitor and this variable resistor with the base electrode of the second transistor is connected (Fig. 2).

4. A circuit according to claim i or 2, characterized in that the collector electrode of the first transistor has a constant impedance with a terminal of the supply source as well as via the isolating capacitor is connected to the sliding contact of the variable resistor, whose resistance body connected between the base and emitter electrodes of the second transistor is (Fig. 3).

5. A circuit according to claim i, 2 or 4, characterized in that the collector electrode of the first transistor is connected to the series circuit of the isolating capacitor and the regulator via a matching transformer (Fig. 4). Documents considered: Electronics, 1953, April issue, pp. 154/155; "Textbook of radio reception technology" by Pitsch, 1948, pp. 534 and 611; "Funk-Bastler" magazine, 1933, no. Ii, p. 174.