DE1190048B

DE1190048B - Circuit arrangement with at least one adjustable amplification, selective amplifier stage

Info

Publication number: DE1190048B
Application number: DES87088A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erik Langer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-09-04
Filing date: 1963-09-04
Publication date: 1965-04-01

Description

Schaltungsanordnung mit wenigstens einer in ihrer Verstärkung regelbaren, selektiven Verstärkerstufe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit wenigstens einer in ihrer Verstärkung regelbaren, selektiven Verstärkerstufe, insbesondere für Hochfrequenz.Circuit arrangement with at least one adjustable gain, selective amplifier stage The invention relates to a circuit arrangement with at least one selective amplifier stage with adjustable gain, especially for high frequency.

Üblicherweise wird die Verstärkung bei HF-Verstärkern entweder durch Änderung der Gittervorspannung bei Röhren oder durch Änderung des Emitterstromes bei Transistoren geregelt. Die dabei auftretende Änderung der Eingangsimpedanz des Verstärkerelements, welche die Last für die vorgeschaltete Siebschaltung darstellt, bedeutet eine mehr oder weniger große Fehlanpassung zwischen Siebschaltung und Verstärkereingang. Die Folge sind Verstimmung und Änderung der Bandbreite der Siebschaltung sowie eine Fehlanpassung der Siebschaltung an die speisende Quelle.Usually, the amplification in RF amplifiers is either through Changing the grid bias in tubes or by changing the emitter current regulated with transistors. The resulting change in the input impedance of the Amplifier element, which represents the load for the upstream filter circuit, means a more or less large mismatch between the filter circuit and the amplifier input. The result is detuning and a change in the bandwidth of the filter circuit as well as a Mismatch of the filter circuit to the feeding source.

Bisher bekanntgewordene Schaltungen zur Vermeidung dieser Einflüsse weisen eine Verschlechterung bezüglich Rauschen und Kreuzmodulation sowie eine Erhöhung des Regelleistungsbedarfs auf.Circuits that have become known to date to avoid these influences show a deterioration in noise and cross-modulation as well as an increase of the control reserve requirement.

So ist beispielsweise eine Transistörverstärkerstufe mit automatischer Verstärkungsregelung bekannt, welche durch eine von der Signalspannung abgeleitete zusätzliche Gleichvorspannung am Transistoreingang vorgenommen wird. Die Konstanz der Eingangsimpedanz des Transistors wird mittels eines in den Eingangskreis der Stufe geschalteten Richtleiters realisiert, welcher in Abhängigkeit von dem sich mit der Verstärkungsregelung ändernden Transistorruhestrom vorgespannt ist. Dieser Richtleiter wird dabei sowohl in Sperr- als auch in Durchlaßrichtung betrieben, wodurch einmal die Eingangsimpedanz der gesamten Stufe durch die Eingangsimpedanz des Transistors allein oder andererseits durch die parallelliegenden Impedanzen des Diodenkreises und der Transistor-Eingangsimpedanz gegeben ist. Diese Art der Verstärkungsregelung ist mit anderen Worten durch eine Stromkompensation realisiert, da der Diodenkreis in den jev,eiligen Schaltzuständen der Diode so viel Strom übernimmt, daß insgesamt die Eingangsimpedanz der gesamten Schaltung konstant bleibt.For example, there is a transistor amplifier stage with an automatic Gain control known, which is derived from the signal voltage by a additional DC bias is made at the transistor input. The constancy the input impedance of the transistor is determined by means of an in the input circuit of the Level switched directional ladder realized, which depends on the with the gain control changing transistor bias current is biased. This Directional conductor is operated in both the reverse and the forward direction, whereby once the input impedance of the entire stage by the input impedance of the transistor alone or on the other hand due to the parallel impedances of the diode circuit and the transistor input impedance is given. This kind of In other words, gain control is implemented through current compensation, because the diode circuit takes so much current in the jev, hasty switching states of the diode, that overall the input impedance of the entire circuit remains constant.

Diese Art der Verstärkungsregelung ist jedoch sehr aufwendig, da im Diodenkreis zusätzliche Schaltmittel - Kapazitäten und Widerstände - vorgesehen werden müssen.However, this type of gain control is very complex, since im Diode circuit additional switching means - capacitors and resistors - provided Need to become.

Durch die Erfindung wird ein Weg gewiesen, eine wenig aufwendige, geregelte Transistorverstärkerstufe zu realisieren, welche geringe Störanfälligkeit aufweist, da sie mit einem Minimum an zusätzlichen Schaltmitteln auskommt, um bei der Verstärkungsregelung ihre Parameter konstant zu halten.The invention shows a way, a less expensive, to realize regulated transistor amplifier stage, which low susceptibility to failure has, since it gets by with a minimum of additional switching means in order to the gain control to keep its parameters constant.

Bei einer Schaltungsanordnung mit wenigstens einer in ihrer Verstärkung regelbaren, selektiven Verstärkerstufe, insbesondere Transistorverstärkerstufe, deren Verstärkung derart regelbar ist, daß die Eingangsimpedanz des verstärkenden Elements und damit die Anpassung an vorgeschaltete Siebschaltungen und die speisende Quelle fest bleibt, findet daher gemäß der Erfindung eine elektronisch gesteuerte Kapazität Verwendung, welche in der dem verstärkenden Element vorgeschalteten Siebschaltung angeordnet ist.In a circuit arrangement with at least one in its gain adjustable, selective amplifier stage, in particular transistor amplifier stage, whose gain can be regulated in such a way that the input impedance of the amplifying Elements and thus the adaptation to upstream filter circuits and the feeding Source remains fixed, therefore finds an electronically controlled according to the invention Capacity use, which is in the filter circuit upstream of the amplifying element is arranged.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung finden als Mittel zur Kompensation der Fehlanpassung wenigstens eine elektronisch gesteuerte Kapazität Verwendung. Die elektronisch gesteuerte Kapazität besteht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aus Reaktanzdioden.According to a particular embodiment of the invention, find the means at least one electronically controlled capacitance to compensate for the mismatch Use. The electronically controlled capacity exists according to a further development of the invention from reactance diodes.

Die gesteuerte Kapazität wird dabei in die dem verstärkenden Element vorgeschaltete Siebschaltung geschaltet.The controlled capacity is thereby in the the reinforcing element upstream filter circuit switched.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bilden die festen Kapazitäten der Siebschaltung und die Reaktanzdiode bzw. -dioden einen kapazitiven Spannungsteiler.According to a further feature of the invention, the fixed capacitors form the filter circuit and the reactance diode or diodes a capacitive voltage divider.

In Weiterbildung der Erfindung können im kapazitiven Spannungsteiler zwei Reaktanzdioden angeordnet sein, deren Kapzitaten entsprechend gegensinnig geändert werden.In a further development of the invention, the capacitive voltage divider two reactance diodes can be arranged, their capacities changed accordingly in opposite directions will.

An Hand der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung, eingehend erläutert.On the basis of the FIGS. 1 to 3 illustrated embodiments the invention is explained in detail.

Die F i g. 1 zeigt einen aus der Induktivität L und der Kapazität Cl bestehenden Resonanzkreis. Die Last, welche durch den Eingangswiderstand eines Transistors gegeben sein kann, ist durch die Parallelschaltung der Kapazität C,, und des Widerstandes R,, angedeutet. Das System wird durch die Quelle Q mit dem Innenwiderstand RA über die an die Kreisinduktivität magnetisch angekoppelte Induktivität L1 angesteuert.The F i g. 1 shows one of the inductance L and the capacitance Cl existing resonance circuit. The load caused by the input resistance of a Transistor can be given by the parallel connection of the capacitance C ,, and the resistance R ,, indicated. The system is through the source Q with the internal resistance RA via the magnetically coupled to the circuit inductance Inductance L1 activated.

Änderi sich durch Regeln de: Verst*:rkurig des Transistors die Last des Kreises, d. h. nehmen die Elemente C, und R, andere Werte an, so treten eine Verstimmung des Resonanzkreises und eine Fehlanpassung auf. Durch Anschaltung einer Reaktanzdiode, welche durch die veränderbare Kapazität CD repräsentiert wird, kann der Anpassungsfehler kompensiert werden, indem der Wert von CD entsprechend geändert wird. Die feste Kapazität Cl und die veränderbare Kapazität Co bilden dabei im Resonanzkreis einen kapazitiven Spannungsteiler.If the load of the circuit changes due to the rules of the transistor, ie if the elements C and R take on different values, the resonance circuit is detuned and a mismatch occurs. By connecting a reactance diode, which is represented by the variable capacitance CD , the adjustment error can be compensated by changing the value of CD accordingly. The fixed capacitance Cl and the variable capacitance Co form a capacitive voltage divider in the resonance circuit.

Die F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das die gesamte selektive Verstärkerstufe darstellt. Das verstärkende Element wird durch den in Emitterschaltung betriebenen Transistor T gebildet, in dessen Eingang ein Resonanzkreis mit der Induktivität L2 und der Kapazität C, liegt. Durch Zuschalten der Reaktanzdiode RD entsteht der kapazitive Spannungsteiler. Die Vorspannung zur Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors wird an der Klemme 4 über den Widerstand RE zugeführt. Die Regelspannung wird an der Klemme 3 über die Drossel Dr zu- geführt.The F i g. 2 shows an embodiment which represents the entire selective amplifier stage. The amplifying element is formed by the transistor T operated in the emitter circuit, in whose input a resonant circuit with the inductance L2 and the capacitance C is located. The capacitive voltage divider is created by connecting the reactance diode RD. The bias voltage for setting the operating point of the transistor is applied to terminal 4 via the resistor RE. The control voltage is applied to the terminal 3 through the choke Dr to-.

An den Klemmen 1 und 2 wird über die Kapazität Cl und die magnetisch mit der Induktivität L2 gekoppelte Induktivität L1 das Signal eingespeist.At terminals 1 and 2, the capacitance Cl and the magnetic with the inductance L2 coupled inductance L1 fed the signal.

Im Ausgang liegt ein weiterer Resonanzkreis C3, L$. über die RC-Kombination Cq, R, C5 gelangt das Ausgangssignal an die Ausgangsklemmen 5, 6.Another resonance circuit C3, L $ is located in the output. via the RC combination Cq, R, C5 the output signal arrives at the output terminals 5, 6.

Soll die Verstimmung des Eingangskreises besonders klein gehalten werden, d. h., ist die Bandbreite des Kreises nicht genügend groß gegenüber der Verstimmung beim Regeln, dann sind vorteilhaft zwei Reaktanzdioden im kapazitiven Spannungsteiler angeordnet, wie dies im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 dargestellt ist. Die Reaktanzdioden sind mit RDl und RD2 bezeichnet. Im übrigen sind gleiche Elemente wie in F i g. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Dioden werden in diesem Fall beim Regelvorgang so gesteuert, daß die Kapazität der Reaktanzdiode RDl zunimmt, wenn die Kapazität der Reaktanzdiode RD, abnimmt. Dadurch bleibt die resultierende Schwingkreiskapazität annähernd konstant.Should the detuning of the input circuit be kept particularly small be, d. i.e., the bandwidth of the circle is not large enough compared to the Detuning when regulating, then two reactance diodes are advantageous in the capacitive one Voltage divider arranged, as in the exemplary embodiment according to FIG. 3 shown is. The reactance diodes are labeled RD1 and RD2. Otherwise are the same Elements as in FIG. 2 are provided with the same reference numerals. The diodes will In this case, the control process is controlled so that the capacitance of the reactance diode RDl increases when the capacitance of the reactance diode RD decreases. This leaves the resulting resonant circuit capacity almost constant.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement with at least one selective amplifier stage whose gain can be regulated, in particular transistor amplifier stage, the gain of which can be regulated in such a way that the input impedance of the amplifying element and thus the adaptation to upstream filter circuits and the feeding source remains fixed, characterized in that that at least one electronically controlled capacitance is used, which is arranged in the filter circuit connected upstream of the amplifying element. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a reactance diode is provided as the electronically controlled capacitance, which is operated in the reverse direction. 3. Circuit arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that the fixed capacitances of the filter circuit and the reactance diode or diodes connected into the filter circuit form a capacitive voltage divider. 4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electronically controlled voltage divider consists of two reaction diodes whose capacitances are changed accordingly in opposite directions. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1033 262; "Funkschau", issue 21, 1959, p.514; "Radio mentor", No. 11, 1956, pp. 708 to 711; "Electronic Engineering", December 1961, pages 783 to 787; »IRE TRANSACTIONS-CIRCUIT THEORY«, No.

2, VI, 1955, pp. 191 to 196.