DE976646C

DE976646C - Schaltungsanordnung zur UEberlagerung zweier Wechselspannungen oder -stroeme

Info

Publication number: DE976646C
Application number: DES39691A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr-Ing Habil Dosse; Helmut Dipl-Phys Weber
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-06-23
Filing date: 1954-06-23
Publication date: 1964-01-23

Description

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Überlagerung zweier Spannungen oder Ströme bekannt, bei der ein symmetrischer Transistor Verwendung findet. Bekanntlich sind bei symmetrischen Transistoren Emitter- und Kollektoranschlüsse miteinander vertauschbar. Diese beiden Elektroden werden im folgenden als Hauptelektroden bezeichnet. Bei der bekannten Anordnung werden der Emitter- und der Kollektoranschluß mittels einer aus einer Wechselstromquelle und einer Impedanz bestehenden Reihenschaltung verbunden und die Anordnung über die Basis mittels einer weiteren Stromquelle gesteuert, derart, daß an der Impedanz eine modulierte oder demodulierte Spannung entsteht, die dem Produkt der beiden von den Stromquellen gelieferten Wechselspannungen oder -ströme proportional ist. Die Anordnung erfordert zusätzliche Ankopplungsglieder, z. B. Richtleiter, zwischen der Steuerstromquelle und den Hauptelektroden, die je nach Polarität der Hauptelektroden die Steuerstromquelle niederohmig mit der als Emitter wirkenden Hauptelektrode verbinden. Die Verwendung einer solchen Schaltung als Phasendetektor ist ebenfalls bekannt.

Die oben geschilderten Nachteile vermeidet die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zur

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Überlagerung zweier Wechselspannungen oder -ströme, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei symmetrische, zueinander komplementäre Transistoren Verwendung finden und ihre Hauptelektroden, die sowohl als Emitter als auch als Kollektor wirken können, paarweise so zusammengeschaltet sind, daß je eine Hauptelektrode eines Transistors mit einer Hauptelektrode des anderen Transistors unmittelbar verbunden ist und die so gebildeten ίο Paare untereinander über die zweite Wechselstromquelle und den mit dieser in Reihe liegenden Ausgangswiderstand verbunden sind, und daß die erste Wechselstromquelle zwischen den beiden Basiselektroden angeordnet ist. Je nach dem Anwendungszweck kann als Ausgangswiderstand entweder eine Impedanz und/oder eine Gleichrichteranordnung oder ein ohmscher Widerstand oder auch eine Kombination aus ohmschen Widerständen und Reaktanzen Verwendung rinden. Dadurch, daß zwei symmetrische Transistoren vorgesehen sind, die zueinander komplementär, d. h. vom Typ npn bzw. pnp sind, und die beiden Transistoren so, wie es die Erfindung vorsieht, zusammengeschaltet sind, besitzt die Anordnung gemäß der Erfindung den Vorteil völliger Symmetrie und bedarf außer den beiden Transistoren und einem Schaltmittel keiner weiteren Schaltelemente.

Es ist auch bereits bekannt, in Gegentaktverstärkern zwei komplementäre, aber nicht symmetrische Transistoren zu verwenden und diese eingangsseitig gleichphasig zu steuern, da sie auf Grund ihres Aufbaues im Betrieb entgegengesetztes Verhalten haben.

Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, einen Gegentaktmodulator mit komplementären, aber nicht symmetrischen Transistoren aufzubauen und dabei die Transistoren gegenphasig mit der Trägerfrequenz auszusteuern.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die beiden zueinander komplementären Transistoren sind mit npn und pnp bezeichnet. Ihre Hauptelektroden, die, da es sich um symmetrische Transistoren handelt, sowohl als Emitter als auch Kollektor verwendet werden können, tragen die Bezeichnung H₁, H₂, H₃ und H₁. Die eine der vorzusehenden Spannungsquellen B₁ befindet sich in dem die Basiselektroden verbindenden Kreis, während die zweite Spannungsquelle, die mit einem Ausgangswiderstand M in Reihe geschaltet ist, in dem Verbindungskreis zwischen den paarweise zusammengeschalteten Hauptelektroden liegt. Hat beispielsweise die Spannungsquelle E₂ solch eine Polarität, daß an den Elektroden H₁ und H_i ein positives und an den Elektroden H₂ und H₃ ein negatives Potential herrscht, und liefert die Stromquelle E₁ einen Strom, der von der Basis des pnp-Transistors in die Basis des npn-Transistors fließt, dann wirkt die Elektrode H₁ als Emitter mit positivem, dem Emitter zufließendem Strom, und der Kollektor H_s führt einen von H₃ wegfließenden Strom. Beim npn-Transistor wirkt wegen der entgegengesetzten Polarität die Elektrode H₂ als Emitter mit von H., wegfließendem positivem Strom, der gleichwertig mit einem H₂ zufließenden Elektronenstrom ist. Dieser Strom wird durch den der Basis zufließenden Strom so gesteuert, daß der Kollektor H₁ einen H₁ zufließenden Strom führt. Beide Transistoren führen also Ströme, die sich in dem Stromzweig, in dem die Spannungsquelle E₂ und der Ausgangswiderstand M angeordnet sind, addieren. Bei Umpolung der Stromquelle E₁ werden beide Kollektoren H₁ und H₃ stromlos, während die Emitter H₂ und i7₄ sich in Sperrichtung polen und praktisch keinen Strom führen. Bei der Umpolung der Stromquelle E₂ werden lediglich die Rollen von Emitter und Kollektor beider Transistoren vertauscht.

Es ist daher möglich, durch wechselnde Polung der Stromquelle E₁ einen Stromfluß durch den Ausgangswiderstand M hervorzurufen oder zu unterbinden unabhängig von der Polung der Stromquelle E₂. Auf diese Weise kann man also den von der Stromquelle E₂ gelieferten Strom durch den Ausgangswiderstand M im Takt der von der Spannungsquelle E₁ gelieferten Steuerspannung modulieren. In ähnlicher Weise ist auch ein Demodulationsverfahren möglich. Sind! die Frequenzen der Spannungsquellen E₁ und E₂ gleich, so kann man auf diese Weise eine Phasenmeßeinrichtung oder auch eine Schaltungsanordnung zur Phasendetektion erhalten. In diesem Falle fließt beispielsweise durch den Ausgangswiderstand M eine Gleichstromkomponente, deren Wert je nach Phasenlage der beiden Spannungen E₁* und E₂ zueinander zwischen einem positiven und einem negativen Höchstwert schwanken kann. Durch Einfügung einer Gleichstromanzeige, beispielsweise eines Gleichstrommessers, der durch einen Kondensator überbrückt sein kann, kann die Phasendifferenz zwischen den beiden Spannungen gemessen oder angezeigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Schaltungsanordnung zur Überlagerung zweier Wechselspannungen oder -ströme unter Verwendung symmetrischer Transistoren, deren Hauptelektroden sowohl als Emitter wie auch als Kollektor wirken, einer ersten Wechselstromquelle im Basiskreis und einer zweiten Wechselstromquelle, die in Reihe mit einem Ausgangs widerstand im Emitter-Kollektor-Kreis liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander komplementäre Transistoren Verwendung finden und ihre Hauptelektroden paarweise so zusammengeschaltet sind, daß je eine Hauptelektrode eines Transistors mit einer Hauptelektrode des anderen Transistors unmittelbar verbunden ist und die so gebildeten Paare untereinander über die zweite Wechselstromquelle und den mit dieser in Reihe liegenden Ausgangswiderstand verbunden sind, und

daß die erste Wechselstromquclle zwischen den beiden Basiselektroden angeordnet ist.
2. Anwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch ι als Modulations- bzw. Demodulationsanordnung.
3. Anwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch ι als Phasenmeßeinrichtung.

Iu Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 842804, 1 004681; 10 deutsche Auslegeschrift Nr. 1 074 128; »Electronics«, September 1952, S. 108; »Proceedings of the IRE«, Juni 1953, S. 712, 718, 719, 723.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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