DE1156443B

DE1156443B - Control circuit for electrical signals with diodes

Info

Publication number: DE1156443B
Application number: DEN18824A
Authority: DE
Inventors: Gerardus Rosier; Johannes Noordanus; Marie Marcel Antoine; Arnold Ghislain Verstraelen; Johannes Albertus De Gruyl; Johannes Karolus Andrea Koster
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1960-08-26
Filing date: 1960-08-26
Publication date: 1963-10-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

kl. 21 a* 36/14kl. 21 a * 36/14

INTERNATIONALE KL.INTERNATIONAL KL.

H 03h; H 04m H 03h; H 04m

N18824Vffla/21a² N18824Vffla / 21a ²

AMMELDETAG: 26. AU G U S T 1960REGISTRATION DAY: AUG U S T 26, 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 31. OKTOBER 1963NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL: OCTOBER 31, 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für elektrische Signale, bei der das in seiner Amplitude zu steuernde Signal einer Wechselstromsignalquelle an die Anschlußpunkte zweier paralleler, je eine Diode enthaltender Zweige gelegt und der innere Widerstand wenigstens einer der Dioden von einer Steuergröße gesteuert wird, wobei der innere Widerstand der Signalquelle, zwischen den erwähnten Anschlußpunkten mit den Parallelzweigen gemessen, einen hohen Wert hat gegenüber dem Widerstand eines jeden dieser Parallelzweige für sich. Solche Steuerschaltungen werden z. B. zur Verstärkungsregelung oder zum Modulieren elektrischer Signale, z. B. für Trägerwellentelephoniezwecke, verwendet.The invention relates to a control circuit for electrical signals in which the amplitude signal to be controlled from an alternating current signal source to the connection points of two parallel, one each Diode containing branches and the internal resistance of at least one of the diodes of one Control variable is controlled, the internal resistance of the signal source, between the mentioned connection points measured with the parallel branches, has a high value compared to the resistance of each of these parallel branches. Such Control circuits are z. B. for gain control or modulating electrical signals, z. For carrier wave telephony purposes.

Es ist bereits bekannt, solche Steuerkreise in einen um 90° phasendrehenden Rückkopplungskreis eines Oszillators aufzunehmen, wobei dann die Frequenz des Oszillators von der Regel-(Modulations)-größe gesteuert (moduliert) wird.It is already known to convert such control circuits into a 90 ° phase-rotating feedback circuit Record the oscillator, then the frequency of the oscillator of the control (modulation) variable is controlled (modulated).

Bei bekannten Steuerschaltungen wird vielfach eine Signalquelle mit einem niedrigen inneren Widerstand verwendet, während zwei Dioden als Potentiometer mit einem einstellbaren Spannungsteilverhältnis geschaltet sind. Auch gibt es vielfach Schaltungen, bei denen die beiden Dioden antiparallel geschaltet sind. Auch sind Schaltungen bekannt, bei denen die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors als Diode wirksam ist bzw. bei denen in Reihe mit wenigstens einer der Dioden oder mit der Basis-Emitter-Strecke eines Transistors ein Widerstand von der Größen-Ordnung des Diodenwiderstandes geschaltet ist. Es ergibt sich in allen diesen Fällen, daß die Steuerung, wenigstens bei stärkeren Signalen, mit einer beträchtlichen Signalverzerrung einhergeht.In known control circuits, a signal source with a low internal resistance is often used while two diodes are used as a potentiometer with an adjustable voltage division ratio are switched. There are also many circuits in which the two diodes are connected in anti-parallel are. Circuits are also known in which the base-emitter path of a transistor is a diode is effective or where in series with at least one of the diodes or with the base-emitter path of a transistor, a resistor of the order of magnitude of the diode resistance is connected. It it follows in all these cases that the control, at least with stronger signals, with a considerable Signal distortion is associated.

Bei einer anderen bekannten Steuerschaltung wird das zu steuernde Signal einer Wechselstromquelle zwischen die Anschlußpunkte zweier paralleler, je eine Diode enthaltender Zweige angelegt, und es wird der gegenüber dem Widerstand der Diodenzweige große innere Widerstand der Dioden von einer Regelgröße gesteuert.In another known control circuit, the signal to be controlled is an AC power source between the connection points of two parallel branches, each containing a diode, and it the internal resistance of the diodes, which is large compared to the resistance of the diode branches, is Controlled variable.

Demgegenüber geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die über wenigstens zwei Dekaden eine exponentielle Strom-Spannungs-Kurve aufweisenden Dioden in zwei parallelen Stromzweigen angeordnet werden und die gleiche Durchlaßrichtung aufweisen müssen; durch Änderung des Gleichstrom-Einstellpunktes der Dioden kann dann ein verzerrungsfreier veränderbarer Wechselstrom dem Zweig einer der Dioden entnommen werden. In der bekannten Steuerschaltung sind die Dioden entgegengesetzt gepolt, und benutzt wird die Spannung über der Steuerschaltung für elektrische Signale
mit DiodenIn contrast, the invention is based on the knowledge that the diodes exhibiting an exponential current-voltage curve over at least two decades are arranged in two parallel current branches and must have the same forward direction; By changing the direct current set point of the diodes, a distortion-free, variable alternating current can then be drawn from the branch of one of the diodes. In the known control circuit, the diodes are of opposite polarity, and the voltage across the control circuit is used for electrical signals
with diodes

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dipl.-Ing. EE Walther, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Gerardus Rosier, Johannes Noordanus,
Marie Marcel Antoine, Arnold Ghislain Verstraelen,Gerardus Rosier, Johannes Noordanus,
Marie Marcel Antoine, Arnold Ghislain Verstraelen,

Johannes Albertus de Gruyl
und Johannes Karolus Andreas Koster,Johannes Albertus de Gruyl
and Johannes Karolus Andreas Koster,

Hilversum (Niederlande),
sind als Erfinder genannt wordenHilversum (Netherlands),
have been named as inventors

Parallelschaltung. Eine verzerrungsfreie Ausgangsschwingung wird durch die bekannte Schaltung nicht erhalten, und da die positiven und die negativen Scheitel durch die beiden vorhandenen Dioden abgeflacht werden, wird eine beträchtliche dritte Harmonische erzeugt.Parallel connection. The known circuit does not produce a distortion-free output oscillation obtained, and since the positive and the negative vertices are flattened by the two existing diodes a substantial third harmonic is generated.

Eine verzerrungsfreie Ausgangsschwingung oder wenigstens eine starke Verzerrungsminderung auf einen Klirrfaktor von wenigstens unter 1 % für Signale bis 8 mA wird bei der eingangs angeführten Steuerschaltung hingegen dann erhalten, wenn gemäß der Erfindung dafür gesorgt wird, daß die beiden Parallelzweige über wenigstens zwei Dekaden eine exponentielle Strom-Spannungs-Kurve aufweisen und die Dioden in den Zweigen die gleiche Durchlaßrichtung haben, so daß durch an sich bekannte Steuerung der Gleichstromeinstellung wenigstens einer der Dioden eine von der Signalamplitude praktisch unabhängige, verzerrungsfreie Stromverteilung des Signalwechselstromes über die beiden Dioden in Abhängigkeit von der Steuergröße erfolgt und das gesteuerte Signal als Signalteilwechselstrom durch eine der Dioden erhalten wird.A distortion-free output oscillation or at least a strong reduction in distortion a distortion factor of at least less than 1% for signals up to 8 mA is specified in the introduction Control circuit obtained, however, if it is ensured according to the invention that the two Parallel branches have an exponential current-voltage curve over at least two decades and the diodes in the branches have the same forward direction, so that by control known per se the direct current setting of at least one of the diodes is practically independent of the signal amplitude, Distortion-free current distribution of the signal alternating current via the two diodes as a function from the control variable and the controlled signal as a partial alternating current through one of the Diodes is obtained.

Vorzugsweise wird durch die Steuergröße die Gleichstromeinstellung der einen Diode erhöht und gleichzeitig diejenige der anderen Diode herabgesetzt.The direct current setting of one diode is preferably increased by the control variable and at the same time that of the other diode is reduced.

In bevorzugter Ausführung ist in Reihe mit einer der Dioden der Eingangskreis eines Transistorver-In a preferred embodiment, the input circuit of a transistor switch is connected in series with one of the diodes.

309 730/227309 730/227

3 43 4

stärkers mit einem Eingangswiderstand geschaltet, betrieb, c eine Naturkonstante, ε die Grundzahl der welcher niedrig gegenüber dem Differentialwiderstand natürlichen Logarithmen und K₀₁ bzw. F₀₂ die Gleichdieser Diode ist. Hierbei ist die Durchlaßrichtung des spannungen an den beiden Dioden darstellen.more strongly connected with an input resistance, operation, c a natural constant, ε the base number of which is low compared to the differential resistance natural logarithms and K ₀₁ or F _{02 is} the same as this diode. Here, the forward direction of the voltages on the two diodes is shown.

Transistoreingangskreises zweckmäßig gleich der- Aus diesen Gleichungen leitet man ab:The transistor input circuit is expediently equal to the- From these equations one derives:

jenigen der mit ihm in Reihe liegenden Diode gewählt. 5 ^- selected those of the diode lying in series with it. 5 ^ -

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher Au + h + Z ₁ __ _C(y_n- p_ia)The invention is explained in more detail with reference to the drawing Au + h + Z ₁ __ _C (y _n - p _ia )

erläutert, in der in /_{02 +} /_{s +} /~ 'explained in the in / _{02 +} / _{s +} / ~ '

Fig. 1 Strom-Spannungs-Kurven der verwendetenFig. 1 Current-voltage curves of the used

Dioden dargestellt sind, in wobei das zweite Glied also von der Wechselspannung νDiodes are shown, in which the second term is thus dependent on the alternating voltage ν

Fig. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung der Erfindung io unabhängig ist, vorausgesetzt, daß die Trennkonden-Fig. 2 is a circuit diagram to explain the invention io independent, provided that the Trennkonden-

dargestellt ist, in satoren 4 und 6 hinreichend groß sind, so daß anis shown, in capacitors 4 and 6 are sufficiently large so that on

Fig. 3 und 4 zwei Ausführungsbeispiele nach der ihnen eine von etwaiger Amplitudenmodulation desFig. 3 and 4 two embodiments according to them one of any amplitude modulation of the

Erfindung und in Stromes Z unabhängige Spannung entsteht. ZwischenInvention and voltage independent of current Z arises. Between

Fig. 5 und 6 zwei weitere Abarten dargestellt sind. den Strömen I₀₁ + Z₅ + Z₁ und Z₀₂ + I₈ H- h bestehtFigs. 5 and 6 show two further variations. the currents I ₀₁ + Z ₅ + Z ₁ and Z ₀₂ + I ₈ H- h

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß 15 daher eine lineare Beziehung. Dies bedeutet, daß sich Halbleiterdioden herstellbar sind, deren Durchlaß- der Wechselstrom / unter den geschilderten Verström / exponentiell mit der Spannung V an der Diode hältnissen verzerrungsfrei über die beiden Diodenzunimmt. Dioden mit einer Strom-Spannungs-Kurve, zweige in einem Verhältnis
die über mehrere Dekaden einen nahezu rein exponen-The invention is based on the finding that 15 therefore has a linear relationship. This means that semiconductor diodes can be produced whose conduction the alternating current / under the described flow / increases exponentially with the voltage V at the diode ratios without distortion across the two diodes. Diodes with a current-voltage curve, branches in a relationship
which over several decades has an almost purely exponential

tiellen Verlauf aufweisen, werden von einigen Fabri- ao Ί __ Joi_+Js
kanten seit kurzem auf den Markt gebracht. In Fig. 1 / ~ / _i_ j_s
sind die Kurven, welche den Strom / in logarithmischem Maßstab als Funktion der Spannung V verteilt, unabhängig von der Größe von Z.
darstellen, für verschiedene dieser Dioden veran- Statt der Stromquellen Z₀₁ bzw. I₀₂ können auch schauiicht. Wie ersichtlich, sind die Abweichungen 35 Spannungsquellen mit vernachlässigbarer innerer Imvom exponentiellen Charakter über zwei Dekaden pedanz in Reihe mit den Dioden 1 bzw. 2 verwendet weniger als 5%. Es ergibt sich daraus, daß der Ver- werden.ao Ί __ Joi_ + Js
edging recently launched. In Fig. 1 / ~ / _i_ j _s
are the curves which distribute the current / on a logarithmic scale as a function of the voltage V , regardless of the size of Z.
instead of the current sources Z ₀₁ and I ₀₂ can also look. As can be seen, the deviations 35 voltage sources with negligible internal Im of exponential character over two decades in series with the diodes 1 and 2 used are less than 5%. It follows from this that the becoming.

zerrungsprozentsatz bei Verwendung in der Schaltung Auf diesem Prinzip beruhen die nachfolgend zudistortion percentage when used in the circuit The following are based on this principle

nach der Erfindung weit unter 1 % gehalten werden beschreibenden Ausführungsbeispiele der Erfindung,according to the invention are kept well below 1% descriptive embodiments of the invention,

kann. 30 Naturgemäß ist auch bei den oben beschriebenencan. 30 Of course, this is also the case with the ones described above

Im allgemeinen hat dagegen der Eingangskreis bekannten Schaltungen in erster Annäherung beiIn general, however, the input circuit has known circuits as a first approximation

eines Transistors, und zwar mit Sicherheit, wenn er kleinem Wert von / eine lineare Stromverteilungof a transistor, with certainty if it has a small value of / a linear current distribution

in Emitterschaltung betrieben wird, ohne weitere möglich, da die Dioden dann annähernd als lineareis operated in emitter circuit, without further possible, since the diodes are then approximately as linear

Maßnahmen in nur unzureichendem Maße diesen Widerstände mit von der Regelgröße gesteuertemMeasures only inadequate these resistances with controlled by the controlled variable

exponentiellen Verlauf. Auch durch Zuschaltung 35 Wert aufgefaßt werden können. Nach dem obenexponential course. Can also be understood by adding 35 value. After the above

nicht vernachlässigbarer Widerstände oder Impe- erwähnten Prinzip wird aber eine lineare, also ver-non-negligible resistances or Impe- mentioned principle, however, a linear, i.e.

danzen oder weiterer auf einen anderen Gleichstrom zerrungsfreie Stromverteilung bei willkürlicher Größedanzen or further to another direct current distortion-free current distribution with arbitrary size

eingestellter Dioden in Reihe mit den erwähnten des Stromes /, also auch, wenn die Dioden nicht mehrset diodes in series with the mentioned current /, so even if the diodes are no longer

Dioden wird der exponentiell Charakter beein- als lineare Widerstände aufgefaßt werden dürfen,The exponential character of diodes can be understood as linear resistances,

trächtigt oder sogar völlig aufgehoben. 40 möglich gemacht.pregnant or even completely abolished. 40 made possible.

Die Erfindung beruht auf folgendem, an Hand In Fig. 3 ist eine Verstärkerschaltung mit regel-The invention is based on the following, with reference to FIG. 3, an amplifier circuit with regulating

der Fig. 1 und 2 erläutertem Effekt. Wird der Strom barer Verstärkung dargestellt. Der Verstärker besitzt1 and 2 explained effect. The current cash gain is shown. The amplifier owns

einer Wechselstromquelle / zwei parallel geschalteten mehrere Verstärkerstufen 11 bis 16 in Kaskade, vonan alternating current source / two parallel-connected multiple amplifier stages 11 to 16 in cascade, from

Dioden 1, 2 mit gleicher Durchlaßrichtung und mit denen die Stufen 12 und 14 mittels des Reglers 17Diodes 1, 2 with the same forward direction and with which the stages 12 and 14 by means of the controller 17

exponentieller Strom-Spannungs-Kurve zugeführt, 45 in der Verstärkung einstellbar sind. Der Regler 17exponential current-voltage curve supplied, 45 are adjustable in the gain. The controller 17

welche durch Gleichströme Z₀₁ bzw. I₀₂ auf verschiedene liefert eine einstellbare Spannung, die über einenwhich by direct currents Z ₀₁ and I ₀₂ on different supplies an adjustable voltage, which is about a

Punkte der Kennlinie eingestellt werden, so erfolgt verhältnismäßig hohen Widerstand 18 der Diode 2Points of the characteristic are set, so there is a relatively high resistance 18 of the diode 2

ungeachtet der Amplitude des Wechselstromes Z eine in der Stufe 12 und über einen verhältnismäßig hohenregardless of the amplitude of the alternating current Z one in the stage 12 and above a relatively high one

praktisch verzerrungsfreie Stromverteilung des Widerstand 19 der Diode 22 in der Stufe 14 zugeführtpractically distortion-free current distribution of the resistor 19 of the diode 22 in the stage 14 is supplied

Stromes / über die beiden Dioden 1 und 2 entsprechend 50 wird. Der letzte Transistor 7 der Stufe 11 hat eineCurrent / via the two diodes 1 and 2 becomes 50 accordingly. The last transistor 7 of stage 11 has one

den Einstellstrcmen I₀₁ und Z₀₂. Bedingung dabei ist, hochohmige Ausgangsimpedanz 8. Die Diode 1 istthe setting currents I ₀₁ and Z ₀₂ . The condition is high output impedance 8. The diode 1 is

daß die die Ströme Z bzw. Z₀₁ bzw. Z₀₂ liefernden mittels des Widerstandes 20 in Durchlaßrichtungthat the currents Z or Z ₀₁ or Z ₀₂ delivering by means of the resistor 20 in the forward direction

Quellen eine hohe Impedanz gegenüber den an- vorgespannt.Sources have a high impedance compared to the biased.

geschlossenen Diodenkreisen aufweisen. Die Dioden Die Dioden 1 und 2 liegen in zwei Parallelkreisen dürfen daher vom Wechselstrom nicht so weit aus- 55 zwischen dem mit der Kollektorelektrode des Trangesteuert werden, daß diese Bedingung nicht mehr sistors 7 verbundenen Punkt 3 und Erde, wobei die erfüllt werden würde, was in der Praxis meist bedeutet, Impedanz in Reihe mit der Diode 2, welche vom daß die Amplituden der durch die Dioden fließenden Trennkondensator 4 und dem Eingangswiderstand des Wechselströme nicht höher als die Einstellströme J₀₁ Transistors 5 gebildet wird, gegenüber dem Differentialbzw. Z₀₂ werden dürfen. 60 widerstand der Diode 2 vernachlässigbar klein ist. Wird die Spannung am Anschlußpunkt 3 der Durch Verwendung von Dioden 1 und 2 mit exponenbeiden Parallelkreise mit ν bezeichnet, so gelten für tieller Strom-Spannungs-Kurve, z. B. Dioden des die Ströme Z₀₁H-Z₁ bzw. Z₀₂+/₂ durch die beiden Typs 15P2 von Thomson—Houston, ergibt sich Dioden 1 und 2 folgende Gleichungen eine nahezu verzerrungsfreie Stromverteilung des Z A-i=i · (ε^€ <^F"i + ') — I) ⁶5 Kollektorwechselstromes des Transistors 7 über die j¹ , -¹ _ / / _c(Vm + v) i\' beiden Dioden 1 und 2. Da der Transistor 5 in Basis-A>2 H- h — As · (ε "² —l), schaltung betrieben wird und die gleiche Emitterwobei Z₆ den Sättigungsstrom der Dioden im Sperr- Basis-Durchlaßrichtung aufweist wie die Diode 2, isthave closed diode circuits. The diodes Diodes 1 and 2 are in two parallel circuits, therefore, must not be so far controlled by the alternating current between the point 3 and earth connected to the collector electrode of the Trang that this condition is no longer connected to transistor 7 in practice mostly means impedance in series with the diode 2, which is formed by the fact that the amplitudes of the separating capacitor 4 flowing through the diodes and the input resistance of the alternating currents are not higher than the setting currents J ₀₁ transistor 5, compared to the differential or. Z ₀₂ may be. 60 resistance of diode 2 is negligibly small. If the voltage at connection point 3 of the By using diodes 1 and 2 with exponent parallel circles, the following applies to the tial current-voltage curve, e.g. B. diodes of the currents Z ₀₁ HZ ₁ or Z ₀₂ + / ₂ through the two types 15P2 from Thomson-Houston, diodes 1 and 2 the following equations result in an almost distortion-free current distribution of Z Ai = i · (ε ^€ < ^F "i + ') - I) ⁶ 5 alternating collector current of the transistor 7 via the j ¹ , - ¹ _ / / _{c (Vm} + v) i \' both diodes 1 and 2. Since the transistor 5 in base-A> 2 H - h - As · (ε " ² -1), circuit is operated and the same emitter _{where Z 6 has} the saturation current of the diodes in reverse-base forward direction as the diode 2 is

der von der Eingangsimpedanz des Transistors 5 auf den exponentiellen Charakter der Strom-Spannungs-Kurve des von den Schaltelementen 2, 4, 5 gebildeten Zweiges ausgeübte Einfluß auch bei Einstellung der Diode 2 auf einen verhältnismäßig niedrigen Differentialwiderstand noch vernachlässigbar. In der Praxis werden die Dioden 1 und 2 bei einem niedrigeren Diflferentialwiderstand als 75 Ω betrieben. Der Eingangswiderstand des Transistors 5 war auf 8 Ω eingestellt. the influence exerted by the input impedance of the transistor 5 on the exponential character of the current-voltage curve of the branch formed by the switching elements 2, 4, 5 is negligible even when the diode 2 is set to a relatively low differential resistance. In practice, diodes 1 and 2 are operated at a differential resistance lower than 75 Ω. The input resistance of the transistor 5 was set to 8 Ω.

Auf ähnliche Weise wird eine verzerrungsfreie, mittels des Reglers 17 einstellbare Stromverteilung des Kollektorstromes des letzten Transistors 27 der Stufe 13 über die Dioden 21 und 22 mit exponentieller Strom-Spannungs-Kurve in der Stufe 14 erzielt. Da die Regelströme durch die Widerstände 18 bzw. 19 ihren Weg durch die Widerstände 20 bzw. 30 fortsetzen, wird in einfacher Weise bewerkstelligt, daß bei Zunahme des Einstellstromes durch die Dioden 2 bzw. 22 der Einstellstrom durch die Dioden 1 bzw. 21 abnimmt und umgekehrt, wodurch eine verstärkte Regelwirkung erzielt wird.In a similar way, a distortion-free current distribution adjustable by means of the controller 17 is achieved the collector current of the last transistor 27 of the stage 13 via the diodes 21 and 22 with exponential Current-voltage curve achieved in stage 14. Since the control currents through the resistors 18 and 19 continue their way through the resistors 20 and 30, is accomplished in a simple manner that when the setting current through diodes 2 and 22 increases, the setting current through diodes 1 and 21, respectively decreases and vice versa, whereby an increased control effect is achieved.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, bei dem die Dioden 31 und 32 bzw. 33 und 34 die gleiche Stromverteilungsrolle wie die Dioden 1 und 2 in Fig. 2 spielen, bildet die Stufe mit den Dioden 31 bis 34 ein regelbares Dämpfungsglied in Gegentaktausführung. Der Regelstrom ergibt sich durch Gleichrichtung des nach erfolgter Verstärkung in der Stufe 35 erzielten Signals in einer Stufe 36, worauf die erzielte Gleichspannung in einer Stufe 37 in einen entsprechenden Gleichstrom umgesetzt wird. Dieser Strom bedingt nur die Einstellströme durch die Diode 31 und 33, da die Dioden 32 und 34 im Gegensatz zu der Schaltung nach Fig. 3 nicht unmittelbar, sondern über Trennkondensatoren 38 bzw. 39 mit den Dioden 31 bzw. 33 verbunden sind.In the embodiment according to FIG. 4, in which the diodes 31 and 32 or 33 and 34 have the same current distribution role as the diodes 1 and 2 play in FIG. 2, the stage with the diodes 31 to 34 forms a adjustable attenuator in push-pull design. The control current results from the rectification of the after amplification in stage 35, the signal obtained in a stage 36, whereupon the direct voltage obtained is converted in a stage 37 into a corresponding direct current. This current is conditional only the setting currents through the diode 31 and 33, since the diodes 32 and 34 in contrast to the circuit according to FIG. 3 not directly, but via isolating capacitors 38 and 39 with diodes 31 and 33, respectively are connected.

Fig. 5 zeigt eine Vereinfachung der Stufe 12 von Fig. 3. Die Funktion der Diode 2 ist hier vom Emitter-Basis-Kreis des Transistors 5 übernommen. Die beiden Parallelzweige mit exponentieller Strom-Spannungs-Kurve werden jetzt von der Diode 1 in Reihe mit dem Trennkondensator 41 bzw. vom Trennkondensator 42 in Reihe mit dem Emitter-Basis-Kreis des Transistors 5 gebildet. Durch die Gleichstromverbindung derDiodel über die Widerstände 43 und 44 mit der Emitterelektrode des Transistors 5 und durch Einschaltung eines verhältnismäßig hochohmigen Widerstandes 45 vom Verbindungspunkt der Widerstände 43 und 44 zu einem Punkt positiven Potentials wird wieder erreicht, daß der Regelstrom I_r gleichzeitig die Differentialwiderstände der Diode 1 und des Eingangskreises des Transistors 5 gegensinnig steuert.FIG. 5 shows a simplification of the stage 12 from FIG. 3. The function of the diode 2 is taken over here by the emitter-base circuit of the transistor 5. The two parallel branches with an exponential current-voltage curve are now formed by the diode 1 in series with the isolating capacitor 41 and by the isolating capacitor 42 in series with the emitter-base circuit of the transistor 5. Due to the direct current connection of the diode via the resistors 43 and 44 to the emitter electrode of the transistor 5 and by switching on a relatively high resistance 45 from the connection point of the resistors 43 and 44 to a point of positive potential, it is achieved again that the control current I _r at the same time the differential resistances of the diode 1 and the input circuit of transistor 5 controls in opposite directions.

Einfachheitshalber können gegebenenfalls die Schaltelemente 42, 43 und 44 unter Überbrückung weggelassen werden. Für sorgfältig ausgewählte Grenzschichttransistoren gilt beim Betrieb in Basisschaltung eine den Anforderungen entsprechende exponentielle Strom-Spannungs-Kurve, so daß auch dann wieder eine nahezu verzerrungsfreie Stromverteilung über die Diode 1 und den Transistor 5 erzielt werden kann. Bei Transistoren in Emitterschaltung ergab sich, daß die Kennlinie bereits innerhalb einer Dekade die zulässigen Abweichungen von der exponentiellen Funktion überschritt.For the sake of simplicity, the switching elements 42, 43 and 44 can optionally be bridged can be omitted. The following applies to carefully selected junction transistors when operating in basic circuit an exponential current-voltage curve corresponding to the requirements, so that too an almost distortion-free current distribution via the diode 1 and the transistor 5 is then achieved again can be. In the case of transistors in a common emitter circuit, it was found that the characteristic curve was already within one Decade exceeded the permissible deviations from the exponential function.

Die Schaltung nach Fig. 6 stellt eine Abart dar, bei der der in Reihe mit der Diode 2 liegende Transistor 5 in Fig. 3 durch die an sich bekannte Gleichstromkaskadenschaltung zweier Transistoren 49 und 50 in Emitterschaltung mit Arbeitspunktstabilisierung und Herabsetzung der Eingangsimpedanz durch Gleichstrom- und Signalgegenkopplung von der Emitterelektrode des zweiten Transistors 50 zur Basiselektrode des ersten Transistors 49 ersetzt ist. Der Eingangswiderstand der Kaskadenschaltung kann dann auf z. B. 5 Ω herabgesetzt werden. Der Regelstrom wird von einem Hilfstransistor 51 geliefert. Auch jetzt ist die Durchlaßrichtung der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 49 gleich der der Diode 2 gewählt, um auch bei Regelung des Differentialwiderstandes der Diode 2 auf niedrigere Werte (und gleichzeitig der Diode 1 auf höhere Werte) die von der Reihenschaltung des Transistors 49 und der Diode 2 verursachte Abweichung von der exponentiellen Kurve möglichst gering zu halten. Wird der Regelstrom nur der Diode 1 zugeführt und hat die Diode 2 eine konstante Einstellung, so ist es theoretisch denkbar, daß durch richtige Einstellung des nächsten Transistors der exponentielle Verlauf des betreffenden Zweiges sogar noch etwas verbessert werden kann. Für ein zuverlässiges Funktionieren, wobei die Dioden bzw. die Transistoren auch ohne viel Nachregelung (Trimmen) umgetauscht werden können, wird bevorzugt, daß die Eingangsimpedanz der Transistorschaltung klein ist gegenüber dem Differentialwiderstand der betreffenden Diode.The circuit of FIG. 6 represents a variant in which the transistor in series with the diode 2 is present 5 in Fig. 3 by the known direct current cascade connection of two transistors 49 and 50 in emitter circuit with operating point stabilization and reduction of the input impedance DC and signal negative feedback from the emitter electrode of the second transistor 50 to the Base electrode of the first transistor 49 is replaced. The input resistance of the cascade connection can then on z. B. 5 Ω can be reduced. The control current is supplied by an auxiliary transistor 51. Even now the forward direction of the base-emitter path of the transistor 49 is chosen to be the same as that of the diode 2, to reduce the differential resistance of diode 2 to lower values (and at the same time of diode 1 to higher values) that of the series connection of transistor 49 and diode 2 to keep the caused deviation from the exponential curve as low as possible. Will the control current only fed to diode 1 and if diode 2 has a constant setting, it is theoretically conceivable that by correct setting of the next transistor the exponential course of the relevant Branch can even be improved a bit. For reliable functioning, the diodes or the transistors can be exchanged without a lot of readjustment (trimming) is preferred, that the input impedance of the transistor circuit is small compared to the differential resistance of the diode in question.

Im vorhergehenden wurde immer über den Regelstrom I₀ (bzw. die Regelspannung K₀) gesprochen, mit dessen bzw. deren Hilfe die Einstellung der Dioden 1 und 2 geändert werden kann. Es ist einleuchtend, daß diese Regelgröße sich auch in einem gewissen Rhythmus ändern darf, in welchem Falle sich ein verzerrungsfreier Modulator ergibt. Ist dann dieser Modulator in einen phasendrehenden Rückkopplungskreis eines Oszillators geschaltet, so bewirkt die Regelgröße eine Frequenzänderung bzw. Modulation des Oszillators.In the foregoing, control current I ₀ (or control voltage K ₀ ) was always discussed, with the aid of which the setting of diodes 1 and 2 can be changed. It is obvious that this controlled variable can also change in a certain rhythm, in which case a distortion-free modulator results. If this modulator is then connected to a phase-rotating feedback circuit of an oscillator, the controlled variable causes a frequency change or modulation of the oscillator.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Control circuit for electrical signals, in which the amplitude to be controlled signal from an alternating current signal source is applied to the connection points of two parallel branches, each containing a diode, and the internal resistance of at least one of the diodes is controlled by a control variable, the internal resistance of the signal source , measured between the mentioned connection points with the parallel branches, has a high value compared to the resistance of each of these parallel branches, characterized in that the two parallel branches have an exponential current-voltage curve over at least two decades and the diodes in the branches have the same forward direction, so that by controlling the direct current setting of at least one of the diodes, which is known per se, a distortion-free current distribution of the signal alternating current is practically independent of the signal amplitude via the two diodes as a function of the control variable and is controlled e signal is obtained as a partial alternating signal current through one of the diodes.

2. A circuit according to claim 1, characterized in that the direct current setting by the control variable the one diode increases and

at the same time that of the other diode is reduced.

3. A circuit according to claim 1 or 2, characterized in that in series with one of the diodes the input circuit of a transistor amplifier is connected to an input resistance, which is low compared to the differential resistance of this diode.

4. A circuit according to claim 3, characterized in that the forward direction of the transistor input circuit is chosen to be the same as that of the diode in series with it.

Considered publications:
"Funkschau", 1955, no. 17, pp. 376 to 378.

1 sheet of drawings