DE1129568B - Kettenverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Breitbandverstärkern, welche unter dem Namen Kettenverstärker bekannt sind.

Kettenverstärker, welche mit Elektronenröhren bestückt sind, sind in der Fachliteratur seit langem bekannt. Damit man solche Verstärker bezüglich ihres Volumens und Gewichts einfacher aufbauen kann, besteht die Tendenz, die Röhren durch Transistoren zu ersetzen. Dies bringt außerdem den Vorteil eines kleineren Leistungsbedarfs für die Verstärkerelemente mit sich. Es ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, die Elektronenröhren einfach durch Transistoren zu ersetzen, da Transistoren bekanntlich im Gegensatz zu den Röhren Schaltelemente niedriger Spannung und hohen Stroms darstellen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Kettenverstärker aufzuzeigen, bei welchem diese Nachteile umgangen werden.

Erfindungsgemäß wird die Verwendung von Transistoren als Verstärkerelemente dadurch ermöglicht, daß diese mit Hilfe von Transformatoren an die Eingangsfilterkette angekoppelt sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Primärwicklungen der Transformatoren in Serienschaltung an verschiedenen Stellen in die Eingangsfilterkette eingefügt, und es sind die Transistoreingangselektroden jeweils mit den Sekundärwicklungen der Transformatoren verbunden. Die verschiedenen Stellen in der Eingangsfilterkette sind zweckmäßig so gewählt, daß die Verzögerung der Signale zwischen den Eingangselektroden der Transistoren längs der Eingangsfilterkette ungefähr gleich der Verzögerung längs der Ausgangsfilterkette zwischen den Anschlüssen der Ausgangselektroden ist. Eingang und Ausgang des Verstärkers ist in bekannter Weise so ausgebildet, daß die zu verstärkenden Signale einspeisbar bzw. auskoppelbar sind.

Das Übersetzungsverhältnis der einzelnen Transformatoren ist vorzugsweise so gewählt, daß alle Transistoren mit ungefähr den gleichen Eingangsströmen angesteuert werden.

An Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden:

Die zu verstärkenden Signale werden über ein nichteingezeichnetes Anpassungsnetzwerk den beiden Klemmen 1 zugeführt und gelangen zu der Eingangsfilterkette, welche in ihrem Längsarm aus gleichartigen Induktivitäten L1 und in ihrem Querarm aus entsprechenden Kapazitäten Cl besteht. Diese Kapazitäten sind in an sich bekannter Weise zwischen den Verbindungsleitungen der einzelnen Induktivitäten

Anmelder:

Marconi's Wireless

Telegraph Company Limited,

London

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt, Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 9. Februar und 23. September 1960

(Nr. 4532)

Boleslaw Marian Sosin, Great Baddow, Essex, und Roger Edwin John Gerard, Chiswick, London

(Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

angeschlossen. Diese Eingangsfilterkette wird durch den Widerstand R1 an ihrem Ende abgeschlossen.

Zwischen den aufeinanderfolgenden Induktivitäten

3⁰Ll sind die Primärwicklungen von Transformatoren TXl, TXl, TX3 und 7X4 in Serienschaltung eingefügt. Ein Ende der Sekundärwicklung jedes dieser Transformatoren ist mit dem zugehörigen Emitter des zugehörigen Transistors T1, Tl, Γ 3 bzw. T 4 verbunden, während das andere Ende dieser Wicklung über entsprechende Entkopplungsschaltelemente, welche in der Figur nicht näher bezeichnet sind, mit der Klemme 2 verbunden ist, an welcher die zum Betrieb des Verstärkers erforderliche Gleichspannungsquelle angeschlossen wird.

Das für die Transformatoren zu wählende Übersetzungsverhältnis hängt natürlich von der gewünschten Charakteristik jedes einzelnen Verstärkers ab. Die von der Sekundärseite der Transformatoren auf die Eingangsfilterkette transformierte Belastung wird bei bestimmten Frequenzen natürlich sehr klein sein. Für manche Anwendungszwecke muß jedoch diese transformierte Belastung in an sich bekannter Weise bei der Dimensionierung der Filterkette berücksichtigt werden.

Jeder der in der Zeichnung dargestellten Transistoren Tl, Tl, Γ 3 und TA, ist mit seiner Basis auf

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Nullpotential gelegt, während der Kollektoranschluß ■ an einem vorbestimmten Punkt mit der AusgangsfUterkette verbunden ist. Der Längsrarm dieser Ausgangsfilterkette wird durch gleichartige Induktivitäten L 2 gebidet; die Querimpedanzen der Filterkette bestehen im wesentlichen aus den Kollektorbasiskapazitäten der Transistoren. Diese Kapazitäten Cl sind in der Figur gestrichelt eingezeichnet. Der eine Ausgang dieser Filterkette ist an einem Ende durch den Widerstand R 2 abgeschlossen, während an ihrem anderen Ende die Last h über einen entsprechenden Transformator OT angeschlossen ist. Die Anschlußpunkte der Kollektorelektroden der einzelnen Transistoren an der Ausgangsfilterkette sind entsprechend der bei Röhrenkettenverstärkern üblichen Praxis so gewählt, daß die Verzögerung längs der Ausgangsfilterkette zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kollektorelektroden ungefähr gleich der Verzögerung längs der Eingangsfilterkette zwischen zwei entsprechenden Emitterelektroden ist. Außerdem ist eine Gleichspannungsquelle, welche in der Figur nicht näher dargestellt wurde, an die Ausgangsfilterkette und damit an die Transistorkollektoren angeschlossen. Auf der Primärseite des Ausgangstransformators OT ist hierfür eine Anschlußklemme 3 vorgesehen, welche am kalten Ende dieser Wicklung liegt und über einen Kondensator C mit Masse verbunden ist.

Die Ausgangsfilterkette wird in bekannter Weise dimensioniert, um das zu verstärkende Frequenzband zu übertragen. Im Idealfall müßten die Transformatoren alle das gleiche Übersetzungsverhältnis besitzen.

Bedingt durch die auf die Ausgangsfilterkette transformierte Belastung wählt man in der Praxis jedoch verschiedene Übersetzungsverhältnisse. Da die Signalströme längs der Filterkette vom Eingang zum Ausgang zunehmen, ist es zweckmäßig, das erwähnte Übersetzungsverhältnis der einzelnen Transformatoren so zu wählen, daß alle Transistoren des Ketten-Verstärkers mit ungefähr gleichen Eingangsströmen angesteuert werden. Dies bringt den Vorteil eines einfachen Aufbaus eines solchen Kettenverstärkers mit sich, da dann die einzelnen Transistorstufen gleich dimensioniert werden können. Wie man leicht erkennt, addieren sich bei der beschriebenen Verstärkeranordnung die Kollektorsignalströme der einzelnen Transistoren phasengleich an der Last L.

Die Anordnung ist sehr breitbandig, da die Kollektorbasiskapazitäten der Transistoren nicht zueinander parallel liegen, sondern direkt die Querimpedanzen der Ausgangsfilterkette bilden. Es können natürlich zusätzliche Kondensatoren hierzu parallel geschaltet werden, wenn die Dimensionierung einen größeren Kapazitätswert erfordert als der Wert der einzelnen Kollektorbasiselektroden beträgt. Außerdem kann die Ausgangsfilterkette mit weiteren Querimpedanzen versehen sein, die nicht, wie dies bei den Kondensatoren C 2 der Fall ist, mindestens zum Teil durch Elektrodenkapazitäten der einzelnen Transistoren gebildet werden.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kettenverstärker, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verwendung von Transistoren als Verstärkerelemente dadurch ermöglicht ist, daß diese mit Hilfe von Transformatoren an die Eingangsfilterkette angekoppelt sind.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen der Transformatoren in Serienschaltung an verschiedenen Stellen in die Eingangsfilterkette eingefügt sind, und daß die Transistoreingangselektroden jeweils mit den Sekundärwicklungen der Transformatoren verbunden sind.

3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Stellen in der Eingangsfilterkette so gewählt sind, daß die Verzögerung der Signale zwischen den Eingangselektroden der Transistoren längs der Eingangsfilterkette ungefähr gleich der Verzögerung längs der Ausgangsfilterkette zwischen den Anschlüssen der Ausgangselektroden ist.

4. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis der einzelnen Transformatoren so gewählt ist, daß alle Transistoren mit ungefähr gleichen Eingangsströmen angesteuert werden.

5. Verstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen der Transformatoren jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgende Induktivitäten des Längszweiges der aus gleichartigen Induktivitäten im Längszweig und im Querschnitt durch Kapazitäten gebildeten Eingangsfilterkette eingefügt sind.

6. Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter der Transistoren mit der entsprechenden Sekundärwicklung der Transformatoren verbunden sind, und die Basis auf Nullpotential liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 924 572.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 580/305 5.62