SE448661B - Styrbar multiplikationskrets med forsta och andra transistorer anordnade i langsvansparkonfiguration och med kopplade emitterelektroder - Google Patents

Description

448 661 L shunttransistorns strömledning att öka i förhållande till transistorparets. På detta sätt kortslutes en reglerbar del av signalströmmen till jord så att amp- litudbegränsningar av utgångssignalen förhindras, även vid kraftiga ingångssig- nflem En föredragen utföringsform av multiplikationskretsen enligt uppfinningen kännetecknas därav, att den första strömkällan är reglerbar och kopplad till styrkretsen, vilken styrkrets innehåller en tröskelkrets för en väsentligen sekventiell styrning av den första strömkällan och strömfördelningskretsen.

Om detta tillämpas adderas signalstyrkretsen med styrströmfördelningskret- sen till en känd signalstyrkrets, varvid den första strömkällan regleras. Den sistnämnda kända signalstyrkretsen är beskriven i den nämnda holländska patent- ansökningen 7113892. Härvid tillämpas det kända faktum att en transistors för- stärkning kan styras genom en styrning av kollektor-emitterströmmen genom tran- sistorn. Men om kraftiga ingångssignaler tillföres mellan den senare transis- torns bas- och emitterelektrod kommer kraftiga olinjära signaldistorsioner att inträffa till följd av klippningseffekter på utgången.

Genom tillämpning av den sistnämnda föredragna åtgärden kan den kända mul- tiplikationskretsens signalbehandlingsomrâde utökas med strömfördelningskret- sens utan att signaldistorsioner alstras. Då shunttransistorn vidare är lik- strömsmässigt ansluten parallellt med de första och andra transistorerna påver- kas storleken av kollektorspänningsgapet vid transistorparets kollektorutgång inte.

En annan föredragen utföringsform av multiplikationskretsen enligt upp- finningen kännetecknas därav, att den första styrbara strömkällan är kopplad till en antennsignalingång och har första och andra balanserade utgångar, var- vid den första utgången är kopplad till det nämnda transistorparets emitter- elektroder och den andra utgången är kopplad till ett ytterligare transistor- pars emitterelektroder, vilket par är identiskt med det förstnämnda och inne- fattar tredje och fjärde transistorer, medan en ytterligare shunttransistor i den styrda strömfördelningskretsen är likströmsmässigt ansluten parallellt med detta yttrligare transistorpars kollektor-emittersträcka och att de första och fjärde transistorernas baselektroder är växelströmsanslutna till jord, medan de andra och tredje transistorernas baselektroder är anslutna till en signalklämma vid signalingângen, varvid en styrbar oscillator är ansluten till denna signal- kläma.

Om denna åtgärd tillämpas fungerar multiplikationskretsen såsom ett styrt blandarsteg, varvid en antennsignal multipliceras med en oscillatorsignal. Den styrsignal som matas till styrkretsens styringâng kan därvid komma från en AGC-krets och användes för att hålla multiplikationskretsens utgångssignal på 448 661 en konstant amplitud.

En annan föredragen utföringsform av denna multiplikationskrets känneteck- nas därav, att de första och andra transistorernas kollektorer är anslutna till en matningsledning och de andra och fjärde transistorernas kollektorer till en signalutgäng, vilken signalutgång är kopplad till matningsledningen via en se- ~riekrets med ett motstånd och två begränsningsdioder som är kopplade antiparal- lellt.

Om detta tillämpas kommer, om en tillräcklig styrsignal ej finns vid styr- kretsens styringång, multiplikationskretsens utgångssignal att begränsas för att undertrycka avstämningseffekter, t.ex. vid användning i mottagare.

Uppfinningen förklaras närmare med hjälp av ej begränsande exempel med hänvisning till bifogade ritning, där_fig_1 visar en multiplikationskrets en- ligt uppfinningen och f_i_«_;_2_ visar en andra utföringsfonn av en styrkrets som är användbar i multiplikationskretsen enligt fig 1.

Fig 1 visar en multiplikationskrets enligt uppfinningen vilken innefattar ett transistorpar med första och andra transistorer 1 och 2 anordnade i en långsvansparkonfiguration samt ett ytterligare transistorpar omfattande tredje och fjärde transistorer 3 och 4, också anordnade i en lângsvansparkonfigura- tion. Transistorernas 1 och 2 emitterelektroder och transistorernas 3 och 4 emitterelektroder är sammankopplade och anslutna till en styrbar strömkälla 8 via balanserade utgångar 6 och 7. Transistorernas 1 och 4 baselektroder är sam- mankopplade och växelströmsanslutna till jord. Transistorernas 2 och 3 baselek- troder är också sammankopplade och anslutna till en oscillator 51 via en in- gångssignalklämma 50. Transistorernas 1 och 3 kollektorelektroder är anslutna till en matningsledning V, medan transistorernas 2 och 4 kollektorelektroder är anslutna till en signalutgâng 5. Signalutgången 5 är likströmsansluten till matningsledningen V via en utkopplingskrets 24,25.

Den styrbara strömkällan 8 innefattar tvâ transistorpar omfattande de re- spektive transistorerna 11 och 12, 13 och 14. Transistorernas 11 och 14 baser och transistorernas 12 och 13 baser är sammankopplade och anslutna till antenn- ingångsklämmor 9 respektive 10. Transistorernas 11 och 12 emittrar är samman- kopplade och anslutna till kollektorn i en styrd strömkälltransistor 15. Via negativa återkopplingsmotstånd 21 och 22 är transistorernas 13 och 14 emittrar kopplade till kollektorn i en strömkälletransistor 16, som är inställd på en konstant strömstyrka. De nämnda strömkälletransistorernas 15 respektive 16 ba- ser är kopplade till en basspänningsinställningskrets 17,18 respektive 19,20 vilka kretsar var och en består av en seriekoppling av en strömkälla 17 respek- tive 19 och en diod 18 respektive 20. Den styrda strömkälletransistorns 15 bas är också kopplad till kollektorn i en styrtransistor 23. Denna styrtranstors 448 661 4 2 bas är ansluten till en styringâng 26 på en styrkrets 30.

En AGC-spänning som ökar med en ökande antennsignal på antenningångskläm- morna 9 och 10 matas till styrkretsens 30 styringâng 26. En ökande AGC-spänning resulterar i en minskande kollektorström i strömkälletransistorn 15 och följ- aktligen i en minskande signalförstärkning i transistorparet 11,12. I den styr- bara strömkällan 8 hâlles således utgängssignalen på den balanserade utgången 6 och 7 och följaktligen utgângssignalen på signalutgângen 5 på ett konstant vär- de.

Men om antennsignalens amplitud fortsätter att öka ytterligare kommer transistorparets 11,12 styrsignalförstärkning vid en given tidpunkt att minska till ett värde under transistorparets 13,14 konstanta signalförstärkning. Vid denna tidpunkt har gränsen av den kända styrbara strömkällans 8 styrområde nåtts och vid en ytterligare ökande antennsignalamplitud kommer också utgångs- signalen på signalutgången 5 att öka.

Ytterligare kännedom om den så långt beskrivna kretsens funktion, vilken innefattar elementen 1-23, är inte nödvändig för en förståelse av uppfinningen.

För en detaljerad beskrivning av den sistnämnda kretsen hänvisas till den nämn- da holländska patentansökningen 7113892.

Styrkretsen 30 innehåller en tröskelkrets som består av en strömställardi- od 37 anordnad mellan styringången 26 och styrtransistorernas 35 och 36 baser.

Styringângen 26 är ansluten till jord genom en shuntkondensator 38. Styrtran- sistorerna 35 och 36 verkar som en andra styrbar strömkälla. Dessa styrtransis- torers 35 och 36 emittrar är anslutna till jord. Styrtransistorns 35 kollektor är ansluten till transistorernas 1 och 4 baser och även via ett första styrmot- stånd 31 till en första spänningsreferensklämma 52 i en förspänningsinställ- ningskrets 37'. Styrtransistorns 36 kollektor är ansluten till transistorernas 2 och 3 baser och även via ett andra styrmotstând 32 till en andra spänningsre- ferensklämma 53 i förspänningsinställningskretsen 37'. De båda styrmotstânden 31 och 32 har lika stora värden.

Förspänningsinställningskretsen 37' innehåller transistorerna 39 och 40 vilka verkar som dioder och vilkas kollektorer är anslutna till matningsled- ningen V. Transistorernas kollektor-basövergångar är likströmskortslutna genom ett motstånd 43 och en parallellkrets med motstånd 44 respektive 45. Motståndet 43 har ett värde som är lika med parallellkretsens med motstânden 44 och 45 motstândsvärde. Motståndet 45 är kopplat till ingångssignalklämman 50. Transis- torernas 39 och 40 emittrar är anslutna till spänningsreferensklämmorna 52 re- spektive 53 och även via förspänningsmotstånd 33 och 34 till kollektorn i strömkälletransistorer 41 och 42. Strömkälletransistorerna 41 och 42 är anslut- na till jord genom sina emittrar och är kopplade till en förspänningskälla 46 s 448 661 genom sina baser." Förbindningarna mellan förspänningsmotståndet 33 och strömkälletransistorn 41 och mellan förspänningsmotståndet 34 och strömkälletransistorn 42 är koppla- de till första och fjärde spänningsreferensklämmor 54 respektive 55. De tredje och fjärde spänningsreferensklämmorna 54 och 55 är kopplade till baserna i shunttransistorer 56 respektive 57 vilka utgör en del av en styrd strömfördel- ningskrets 58. De båda shunttransistorernas 56 och 57 kollektorer är anslutna till matningsledningen V medan emittrarna är kopplade till transistorernas 1 och 2 gemensamma emittrar respektive till transistorernas 3 och 4 gemensamma emittrar.

En begränsningskrets 62 är anordnad parallellt med ett utkopplingselement 24,25 mellan signalutgången 5 och matningsledningen V och innefattar en serie- krets med ett linjariseringsmotstând 61 och tvâ begränsningsdioder 59 och 60, vilka är anslutna antiparallellt.

Via de första och andra spänningsreferensklämorna 52 och 53 och de lika stora styrmotstânden 31 och 32 matar förspänningsinställningskretsen 37' en lika stor basförspänning till transistorerna 1-4 och via de tredje och fjärde spänningsreferensklämmorna 54 och 55 en lägre lika stor basspänning, vilken är inställbar medelst förspänningsmotstânden 33 och 34, till shunttransistorerna 56 och 57. En svängningssignal som tas emot från oscillatorn 51 och är asymme- triskt matad till transistorernas 2 och 3 baser överlagras på spänningen vid spänningsreferensklämman 53. Transistorernas 1 och 4 baser är växelströmsan- slutna till jord.

I transistorparen 1,2 och 3,4 blandas svängningssignalen multiplikativt med antennsignalen vilken förstärkts i den styrda strömkällekretsen 8. Utkopp- ling av den önskade blandningsprodukten utföres vid signalutgången 5 medelst utkopplingskretsen 24,25.

Strömställardioden 37 är ej ledande vid en ökning i AGC-signalens amplitud vid styringången 26 som svar på en ökning av antennsignalamplituden inom den kända kretsens 1 till 23 styromrâde. Då gränsen av detta styromräde nås, d.v.s. då signalförstärkningen till övervägande delen äger rum i transistorparet 13,14, har AGC-spänningen ökat i en sådan grad att dioden 37 har gjorts ledan- de. Styrtransistorerna 35 och 36 börjar då leda ström vilket förorsakar att ett lika stort spänningsfall alstras över styrmotstånden 31 och 32 och transisto- rernas 1-4 basförspänningar att minska i samma grad. Denna minskning av för- spänningen resulterar också i en minskning av transistorernas 1-4 emitterspän- ningar. Emedan spänningarna pä de tredje och fjärde spänningsreferensklämmorna 54 och 55 är i huvudsak konstanta ökar shunttransistorernas 56 och 57 bas~emit- terspänningar i samma grad så att dessa transistorer blir ledande då en given 448 661 6 tröskelspänning överskrides. Den nämnda tröskelspänhingen är inte enbart be- stämd genom strömställardioden 37 utan också genom förspänningsmotståndens 33 och 34 samt styrmotståndens 31 och 32 värde. Då shunttransistorerna 56 och 57 är ledande kortslutes en del av de strömmar som alstras av styrströmkällan 8 vid de balanserade utgångarna 6 och 7 till matningsledningen V via shunttran- sistorerna 56 respektive 57. Detta bringar utgångssignalens amplitud vid sig- nalutgången 5 att minska till ett önskat värde.

Om AGC-spänningen ökar ytterligare kan kortslutningsströmmarna genom shunttransistorerna 56 och 57 bli större än strömmarna genom transistorerna 1 till 4 och i ett extremfall kan de till och med kortsluta hela strömmen vid de balanserade utgângarna 6 och 7. Till följd härav blir styrområdet för multipli- kationskretsen enligt uppfinningen nästan obegränsat. Även om multiplikationskretsen enligt uppfinningen är visad såsom ett blandarsteg och har kombinerats med en styrd strömkälla 8 är det mycket väl tänkbart att ställa in strömkällan 8 på ett konstant värde och att bara använda den signalstyrning som erhålles medelst styrkretsen 30, förspänningsinställ- ningskretsen 37' samt strömfördelningskretsen 58. En sådan signalstyrning kan exempelvis användas för signalförstärkare.

Då shunttransistorerna 56 och 57 är anordnade parallellt med transistorer- na 1 till 4 blir den spänning som krävs för inställning av dessa shunttransis- torer 56 och 57 inte till skada för kollektorspänningsutrymmet vid signalut- gângen 5 och driftsomrâdet för den sistnämnda signalregleringen kan sträcka sig till mycket låga matningsspänningar.

En ökning av strömmarna genom shunttransistorerna 56 och 57 förorsakar, såsom nämnts ovan, en minskning av strömmarna genom transistorparen 1,2 och 3,4. Följaktligen âtföljes en minskning av transistorernas 56 och 57 differen- tialmotstånd av en ökning av transistorernas 1 till 4 differentialmotstând och lasten för oscillatorn 51 vid spänningsreferensklämman 53 förblir konstant un- der signalregleringen. En förskjutning av oscillatorfrekvensen till följd av belastningsvariationer under regleringen förhindras därigenom.

Till följd av strömfördelningskretsens 58 balanserade utförande sker dess- utom en kompensation av kortslutningssignalströmmen vid shunttransistorernas 56 och 57 kollektorledning utan att dessa signalströmmar hamnar i matningsledning- en V och kan införa störningar någon annanstans i kretsen.

I en ej visad utföringsform av förstärkningskretsen enligt uppfinningen är förspänningsmotstânden 33 och 34 utelämnade och spänningsreferensklämmorna 54 och 55 är kortslutna med avseende på 52 och 53. För att i denna sistnämnda ut- föringsform förhindra att en alltför stor ström kortslutes av shunttransisto- rerna 56 och 57 innan reglerfunktionen äger rum, vilket skulle förorsaka att U 448 661 störningsbidraget från dessa shunttransistorer 56 och 57 blir otillâtet högt har emitterytorna i transistorerna 1 till 4 valts några gånger större än mot- svarande ytor i shunttransistorerna 56 och 57. I praktiken kombineras denna åtgärd med användningen av variabla motstånd 33 och 34, såsom är visat, för att åstadkomma en noggrann inställning av strömmen genom shunttransistorerna 56 och 57 som funktion av AGC-spänningen på styringången 26.

Om den visade multiplikationskretsen enligt uppfinningen användes i en mottagare kan det inträffa att en otillräcklig AGC-spänning matas till styrin- gången 26 vid avstämning till en station så att en alltför svag signalreglering äger rum. Då alstrar strömkälletransistorn 15 en ström med alltför hög styrka och signalförstärkningen i transistorerna 11 och 12 blir då också alltför kraf- tig. Som en följd härav kan signalen på signalutgången 5 bli avsevärt för- vrängd. För att begränsa signalens amplitud har begränsningskretsen 62 införts i de visade utföringsformerna av multi plikationskretsen. Dioderna 59 och 60 i denna begränsningskrets 62, vilka är anslutna antiparallellt, begränsar därvid amplituden av störningssignalerna på signalutgången 5 till ett värde som är bestämt av diodomkopplingsspänningen. Linjariseringsmotståndet 61 bringar denna amplitudbegränsning att i viss grad ske gradvis.

I ett praktiskt utförande av den visade multiplikationskretsen enligt upp- finningen hade komponenterna följande värden: Motstånd: värde (Ill: kondensator: värde: 21 1.5 k 38 5/uF 22 1.5 k 24 180/pF 31 680 32 680 33 470 34 470 43 1.5 k 44 4.7 k 45 2.2 k 61 1 k Figur 2 visar en andra utföringsform av en styrkrets som är lämpad för an- vändning i en multiplikationskrets enligt uppfinningen. Element,som har motsva- righet i figur 1 har givits samma hänvisningsbeteckningar som i denna figur.

Styrkretsens 30 styringång 26 är kopplad till styrtransistorernas 35 och 36 gemensamma baser och även till jord via en seriekrets med ett tröskelmot- 448 661 s motstånd 71 och ett emittermotstånd 72 inkopplad i strömkälletransistorns 15 emitterledning, vilken seriekrets verkar såsom en tröskelkrets.

Styrtransistorernas 35 och 36 emittrar är sammankopplade och anslutna till förbindningen mellan tröskelmotståndet 71 och emittermotståndet 72 via ett mot- stånd 70. Strömkälletransistorns 15 basspänningsinställningskrets innefattar en ytterligare diod 18' genom vilken dioden 18 är ansluten till jord. Diodens 18 anod och katod är kopplade till strömkälletransistorns 15 bas via ett motstånd 63 respektive ett motstånd 64.

Emittermotstândet 72 ger negativ återkoppling för störningssignaler som kan alstras över dioderna 18 och 18' och ger följaktligen en minskning av tran- sistorns 15 störningsbidrag till den multiplicerande kretsen.

En ökning av AGC-spänningen på styringången 26 resulterar i en ökning av spänningen över emittermostândet 72. Detta bringar strömkälletransistorns 15 bas-emitterspänning att minska och följaktligen också dess kollektorström.

Tröskelmotstândet 71 har valts så att spänningen över denna tröskeltran- sistor inom strömkälletransistorns 15 styrområde är tillräckligt låg för att hålla styrtransistorerna 35 och 36 i slutet eller huvudsakligen slutet till- stånd.

Om gränsen av strömklälletransistorns 15 styrområde nås vid ett givet vär- de på AGC-spänningen så göres styrtransistorerna 35 och 36 ledande. Motståndet 70 bestämmer styrförstärkningen, dvs den grad i vilken styrtransistorernas 35 och 36 kollektorströmmar ökar respektive minskar i beroende av AGC-spänningen.

I en praktisk utföringsform hade komponenterna följande värden: Motstånd: värde (Il ): 31 G80 32 680 70 330 71 470 72 220 73 3 k 74 1.8 k

Claims (8)

, 448-661 Patentkrav.

1. Multiplikationskrets innefattande ett transistorpar med första och andra transistorer anordnade i en lângsvanspar-konfiguration med en kollektorutgång och sammankopplade emitterelektroder, vilka är kopplade till en första ström- källa, samt även innefattande en förspänningsinställningskrets för att mata en lika stor basförspänning till transistorparets baselektroder vilka baselektro- der är anslutna till en signalingång, k ä n n e t e c k n a d av att multi- plikationskretsen också innefattar en styrd strömfördelningskrets med en shunt- transistor, vars kollektor-emittersträcka är likströmsmässigt ansluten paral- lellt med de båda förstnämnda transistorernas kollektor-emittersträcka, samt en styrkrets för att tillföra en styrspänning mellan shuntransistorns baselektrod och transistorparets baselektrod.

2. Multiplikationskrets enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den första strömkällan är styrbar och kopplad till styrkretsen, vilken styrkrets innefattar en tröskelkrets för en till övervägande delen sekventiell styrning av den första strömkällan och strömfördelningskretsen.

3. Multiplikationskrets enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att strömfördelningskretsen är ansluten till en styringång på styrkretsen via tröskelkretsen, vilken tröskelkrets innehåller en seriekrets med två motstånd för att däröver alstra en styrspänning för den första styrbara strömkällan och strömfördelningskretsen, varvid en utgång på tröskelkretsen via ett första styrmotstånd är kopplad till en spänningsreferens för att däröver alstra nämnda styrspänning mellan shunttransistorns bas och transistorparets baser.

4. Multiplikationskrets enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k- n a d av att styrkretsen innefattar en andra styrbar strömkälla som är anslu- ten till en styringång på strömfördelningskretsen.

5. Multiplikationskrets enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att till spänningsreferensen är kopplade den första transistorns bas via det första styrmotståndet, den andra transistorns bas via ett andra styrmotstând och shunttransistorns bas via ett förspänningsmotstånd och att den andra styr- bara strömkällan har första och andra strömutgångar som är kopplade till den första transistorns bas respektive den andra transistorns bas för att variera de första och andra transistorernas bas-emitterspänningar i samma grad vid en reglering av den andra styrbara strömkällan. 448 661 10

6. Muïtipiikationskrets enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k- n a d av att den första styrbara strömkäïïan är koppïad ti11 en antennsignai- ingång och har första och andra baïanserade utgångar, varvid den första ut- gången är koppiad ti11 det nämnda transistorparets emittereiektroder, medan den andra utgången är kopplad ti11 emitterelektroderna i ett ytterligare transis- torpar som är identiskt därmed och innefattar tredje och fjärde transistorer, och att en ytterïigare shunttransistor i den styrda strömfördeiningskretsen är ïikströmsmässigt ansiuten para11e11t med ko11ektor-emittersträckan, varvid de första och fjärde transistorernas baseïektroder är växeiströmsmässigt ansiutna ti11 jord, medan de andra och tredje transistorernas baseïektroder är ansïutna ti11 en signaïkïämma vid signaïingången, och en styrbar osciiïator är ansiuten ti11 denna signaïkïämma.

7. Mu1tip1ikationskrets enïigt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k- n a d av att emitterytan i den första och den andra transistorn är större än emitterytan i shunttransistorn.

8. Muïtipïikationskrets enïigt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att de första och tredje transistorernas koïïektorer är ansïutna ti11 matnings- iedningen och de andra och de fjärde transistorernas koïïektorer är ansiutna ti11 en signaïutgång, viïken signaïutgång är koppïad ti11 matningsïedningen via en seriekrets med ett motstånd och två begränsningsdioder, som är ansïutna an- tipara11e11t.