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DE1246050B - Pre-amplifier arrangement, consisting of a ground symmetrical and a ground asymmetrical tunnel diode amplifier - Google Patents

Pre-amplifier arrangement, consisting of a ground symmetrical and a ground asymmetrical tunnel diode amplifier

Info

Publication number
DE1246050B
DE1246050B DE1962T0022591 DET0022591A DE1246050B DE 1246050 B DE1246050 B DE 1246050B DE 1962T0022591 DE1962T0022591 DE 1962T0022591 DE T0022591 A DET0022591 A DE T0022591A DE 1246050 B DE1246050 B DE 1246050B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amplifier
arrangement
tunnel diode
unbalanced
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1962T0022591
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Phys Fritz Bergmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken Patentverwertungs GmbH filed Critical Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority to DE1962T0022591 priority Critical patent/DE1246050B/en
Publication of DE1246050B publication Critical patent/DE1246050B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/10Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only with diodes
    • H03F3/12Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only with diodes with Esaki diodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl :Int. Cl:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Number:
File number:
Registration date:
Display day:

H03fH03f

Deutsche Kl.: 21 a4- 29/50 German class: 21 a4- 29/50

T22591EKd/21a4
11. August 1962
3. August 1967
T22591EKd / 21a4
August 11, 1962
3rd August 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorverstärkeranordnung, die mit Leistungsanpassung am Eingang und Ausgang betrieben werden kann. Sie ist für kurze elektrische Wellenlängen vorgesehen und besteht aus einem im Längszweig angeordneten erdsymmetrischen Tunneldiodenverstärker, dem eine /l/4-Transformationsleitung vorgeschaltet ist, die an ihrem anderen Ende mit einem erdunsymmetrischen Tunneldiodenverstärker im Querzweig der Anordnung verbunden ist.The invention relates to a preamplifier arrangement with power adjustment at the input and output can be operated. It is intended for short electrical wavelengths and consists of an im In a series branch, balanced-to-earth tunnel diode amplifier, to which a / l / 4 transformation line is connected upstream, which at its other end with an unbalanced tunnel diode amplifier in the shunt branch the arrangement is connected.

Bei einer derartigen Anordnung wurde bereits vorgeschlagen, die l/4-Transformationsleitung an ihrem einen Ende mit einer Drossel zu versehen, deren Mittelabgriff mit dem unsymmetrischen Verstärker im Querzweig der Anordnung in Verbindung steht. Eine so aufgebaute Verstärkeranordnung besitzt in der Eingangs- und Ausgangsleitung den gleichen Wellenwiderstand. Für bestimmte Anwendungszwecke ist es jedoch erforderlich, für die Ausgangsleitung einen Wellenwiderstand vorzusehen, der von dem Wellenwiderstand der Eingangsleitung verschieden ist.In such an arrangement, it has already been proposed that the 1/4 transformation line be attached to its to provide one end with a choke, whose center tap with the unbalanced amplifier is in connection in the transverse branch of the arrangement. An amplifier arrangement constructed in this way has in the input and output lines have the same characteristic impedance. For certain purposes However, it is necessary to provide a characteristic impedance for the output line which differs from that of the Characteristic impedance of the input line is different.

Ziel der Erfindung ist es, die eingangs beschriebene Anordnung derart auszubilden, daß man die gewünschten verschiedenen Wellenwiderstände erhält. The aim of the invention is to design the arrangement described above in such a way that the desired different wave resistances are obtained.

Erfindungsgemäß wird dies mit Hilfe eines Kondensators erreicht, der zwischen der Transformationsleitung und dem imsymmetrischen Verstärker eingefügt ist, so daß der erdsymmetrische Verstärker zwischen Eingang und Ausgang und der erdunsymmetrische Verstärker parallel zum Eingang bzw. Ausgang der Anordnung hegt.According to the invention, this is achieved with the aid of a capacitor which is inserted between the transformation line and the asymmetrical amplifier is, so that the balanced-to-ground amplifier between input and output and the unbalanced to ground Amplifier in parallel to the input or output of the arrangement.

Dieser Verstärker hat an. seinen Ein- und semen Ausgangsklemmen verschiedene Wellenwiderstände, so daß bei Anpassung eine Widerstandstransformation zwischen Eingang und Ausgang erreicht wird. Ein vorgegebenes Transformationsverhältnis läßt |sich( durch passende Wahl des Übertragungsgewinns einstellen.This amplifier is on. Its input and output terminals have different wave resistances, so that a resistance transformation between input and output is achieved when matching. A predetermined transformation ratio can be set ( by a suitable choice of the transmission gain.

Das Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung ist in der F i g. 1 dargestellt. Es Vorverstärkeranordnung, bestehend aus einem
erdsymmetrischen und einem
erdunsymmetrischen Tunneldiodenverstärker
The equivalent circuit diagram of the amplifier arrangement according to the invention is shown in FIG. 1 shown. It consists of a preamp assembly
symmetrical to earth and one
unbalanced tunnel diode amplifier

Anmelder:
Telefunken
Applicant:
Telefunken

PatentverwertungsgeseUschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabetnenstr. 3
PatentverwertungsgeseUschaft mb H.,
Ulm / Danube, Elisabetnenstr. 3

Als Erfinder benannt: \
DipL-Phys. Fritz Bergmann,
Herrlingen bei Ulm/Donau
Named as inventor: \
Diploma Phys. Fritz Bergmann,
Herrlingen near Ulm / Danube

ί -ί -

besteht aus der Zusammenschaltung von zwei negativen Leitwerten, von denen der eine negative Leitwert g2 im Längszweig und er andere negative Leitweitg·]. im Querzweig der Schaltung liegt. Der am Eingang 1, 2 der in der Fig.1 schematisch dargestellten Schaltung angeschlossene Leitwert gs stellt hierbei z. B. den Leitwert des an den Vorverstärker angeschlossenen Antennenkreises dar, während der am Ausgang 3, 4 der Verstärkeranordnung liegende Lastleitwert mit g£ bezeichnet ist. Damit diese Verstärkeranordnung Leistungsanpassung ergibt, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:consists of the interconnection of two negative conductance values, one of which is negative conductance g 2 in the series branch and the other is negative conductance g ·]. is in the shunt of the circuit. The conductance gs connected to the input 1, 2 of the circuit shown schematically in FIG. B. represents the conductance of the antenna circuit connected to the preamplifier, while the load conductance at the output 3, 4 of the amplifier arrangement is denoted by g £. In order for this amplifier arrangement to result in power matching, the following conditions must be met:

£1£ 1

gh =gh =

gs'-gi'gs'-gi '

gSgS

Wie eine Stabilitätsuntersuchung zeigt, ist die in der F i g. 1 dargestellte Schaltung bei Leistungsanpassung für gi < gs dann und nur dann stabil auf der Resonanzfrequenz, wenn der Verstärker im Querzweig vom Parallelkreistyp und der Verstärker im Längszweig der Anordnung vom Serienkreistyp ist. Unter Parallelkreistypverstärker wird hierbei ein Verstärker verstanden, dessen Ersatzschaltbild durch einen entdämpften Parallelresonanzkreis dargestellt wird. Entsprechend wird ein Verstärker, dessen Ersatzschaltbild durch einen entdämpften Serienresonanzkreis dargestellt wird, als Serienkreistypverstärker bezeichnet. Durch Vorschalten einer l/4-Transformationsleitungläßt sich ein Verstärker vom Parallelkreistyp in einen Verstärker vom Serienkreistyp transformieren. As a stability study shows, the one in FIG. 1 with power matching for gi <gs then and only stable at the resonance frequency if the amplifier in the shunt arm is of the parallel circuit type and the amplifier in the series arm of the arrangement is of the series circuit type. A parallel circuit type amplifier is understood here to mean an amplifier whose equivalent circuit diagram is represented by a de-attenuated parallel resonant circuit. Correspondingly, an amplifier whose equivalent circuit diagram is represented by an undamped series resonance circuit is referred to as a series circuit type amplifier. By connecting a 1/4 transformation line upstream, an amplifier of the parallel circuit type can be transformed into an amplifier of the series circuit type.

709 619/245709 619/245

Claims (3)

Der Übertragungsgewinn der Schaltung nach F i g. 1 ist in beiden. Richtungen gleich und beträgt bei Erfüllung der Anpassungsbedingungen gs — gi Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Vorverstärkeranordnung ist in der F i g. 2 dargestellt. Der im Längszweig der Anordnung hegende Verstärker wird durch eine Tunneldiode 7!Da gebildet, welche innerhalb eines erdsymmetrisch ausgebildeten Topfkreises T2 angeordnet ist. Mit Hilfe eines parallel zur Tunneldiode 7!D2 liegenden Trimmers Tr2 wird der Verstärker auf die Betriebsfrequenz abgestimmt. Der erdsymmetrisch ausgebildete Topfkreis dieses Verstärkers ist ungefähr 1/4 lang. Die Gleichstromversorgung der Tunneldiode 7!D2 erfolgt über die Klemmen α und b, wobei der Batteriekreis mit Hufe einer Kapazität Cr6 stabilisiert ist. Dem oben beschriebenen Verstärker ist eine 1/4-Transformationsleitung Tra vorgeschaltet, so daß er die Eigenschaften eines Serienkreisverstärkers erhält. An die Transformationsleitung Tra ist am anderen Ende der im Querzweig der Verstärkeranordnung liegende andere Verstärker angeschlossen. Die Ankopplung erfolgt mit Hilfe des Koppelkondensators Ck1, der zwischen der Transformationsleitung Tra und dem unsymmetrischen Verstärker so eingefügt ist, daß der erdsymmetrisehe Verstärker zwischen Eingang 1, 2 und Ausgang 3, 4 und der imsymmterische Verstärker parallel zum Eingang bzw. Ausgang der Schaltung liegt. Der negative Leitwert des erdunsymmetrischen Verstärkers wird durch eine Tunneldiode 7!D1 erzeugt, welche zwischen dem Innen- und Außenleiter des erdunsymmetrischen Topfkreises T1 eingefügt ist. Dieser Topfkreis wird durch die Tunneldiode kapazitiv verkürzt, seine Länge beträgt ungefähr 1/4. Mit Hufe des parallel zur Tunneldiode 7!D1 liegenden Trimmers Tr1 wird der Verstärker auf die gemeinsame Betriebswellenlänge 1 abgeglichen. Die getrennte Gleichstromversorgung der beiden Tunneldioden TD1 und TD2 der Anordnung wird durch die einen hochfrequenten Kurzschluß bewirkenden Kapazitäten Ce1, Ckz, Crz und Ck4, ermöglicht. An die Klemmen c, d des Topfkreises T1 wird die für die Tunneldiode TD1 erforderliche Gleichspannung angelegt, wobei der parallel zu diesen Klemmen liegende Kondensator Ck6 zur Stabilisierung des zugehörigen Batteriekreises dient. An den Eingangsklemmen der Verstärkeranordnung, die in der F i g. 2 mit 1 bzw. 2 bezeichnet sind, liegt der Eingangsleitwert gs. Die Ausgangsklemmen 3, 4 sind mit dem Lastleitwert gi abgeschlossen. In Weiterführung des Erfindungsgedankens können zwei gemäß der F i g. 2 aufgebaute, spiegelbildlich gleiche Verstärker in Kette geschaltet werden, so daß wieder eine symmetrische Verstärkeranordnung entsteht. Dabei ist die vordere oder die hintere gemäß F i g. 2 aufgebaute Verstärkeranordnung umzudrehen, so daß gleichartige Seiten aneinanderstoßen. Zur Vereinfachung der so entstehenden symmetrischen Schaltung istdie Zusammenfassung der zwei zusammenstoßenden Parallelkreis- bzw. Serienkreisverstärker möglich. In F i g. 3 ist in einer Schnittzeichnung ein Ausführungsbeispiel für die sich auf diese Weise ergebenden Schaltungen angegeben. In der Anordnung gemäß F i g. 3 hegt im Längszweig ein negativer Widerstand, der durch eine Tunneldiode TD2 erzeugt wird, die innerhalb eines erdsymmetrisch ausgebildeten Topfkreises T2 eingefügt ist. Die einzelnen Elemente dieses Verstärkers und die hieran anschließende 1/4 lange Transformationsleitung sind entsprechend der F i g. 2 bezeichnet. Der eine negative Widerstand ^1, welcher im Querzweig der Anordnung parallel zum Eingang 1, 2 hegt, wird wie bei dem in der F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen ungefähr 1/4 langen erdunsymmetrischen Topfkreis gebildet, in welchem die zugehörige Tunneldiode TD1 zwischen Innen- und Außenleiter eingeschaltet ist. Zusätzlich zu diesem erdunsymmetrischen Verstärker, welcher in gleicher Weise aufgebaut ist wie der unsymmetrische Verstärker der F i g. 2, ist ein weiterer erdunsymmetrischer Tunneldiodenverstärker parallel zum Ausgang 3, 4 der Schaltung hinzugefügt. Der parallel zum Ausgang hegende erdunsymmetrische Verstärker besteht aus einem Topfkreis T1 und der zwischen Innen- und Außenleiter eingefügten zugehörigen Tunneldiode TD1, welcher mit Hilfe des Trimmers Tr1 abgeglichen wird. Die Koppelkapazität zum Anschluß dieses Verstärkers an den erdsymmetrischen Verstärker ist mit Cjn bezeichnet. Die Gleichspannungszuführung für die Tunneldiode 7!D1' erfolgt über die Klemmen c', d', zu denen der Stabilisierungskondensator Cx5 parallel geschaltet ist. Als Kurzschlußkapazität dient der Kondensator C'Ki. Ein Ausführungsbeispiel für die andere Möglichkeit der vereinfachten Kettenschaltung von zwei Verstärkeranordnungen, wie sie in der F i g. 2 dargestellt wurde, besteht darin, daß man die symmetrischen Verstärker über je eine 1/4-Transformationsleitung in Serie zwischen Eingang und Ausgang der Schaltung einfügt, während der unsymmetrische Verstärker in der Mitte zwischen den beiden symmetrischen Verstärkern gegen Masse angeschlossen ist. Patentansprüche:The transmission gain of the circuit according to FIG. 1 is in both. Directions are the same and, if the matching conditions are met, equals gs-gi. A preamplifier arrangement constructed in accordance with the invention is shown in FIG. 2 shown. The amplifier in the longitudinal branch of the arrangement is formed by a tunnel diode 7! Da, which is arranged within a pot circle T2 which is symmetrical to the ground. With the aid of a trimmer Tr2 lying parallel to the tunnel diode 7! D2, the amplifier is tuned to the operating frequency. The symmetrical pot circle of this amplifier is about 1/4 long. The tunnel diode 7! D2 is supplied with direct current via the terminals α and b, the battery circuit being stabilized with a capacity Cr6. A 1/4 transformation line Tra is connected upstream of the amplifier described above, so that it has the properties of a series circuit amplifier. The other amplifier located in the shunt branch of the amplifier arrangement is connected to the transformation line Tra at the other end. The coupling takes place with the help of the coupling capacitor Ck1, which is inserted between the transformation line Tra and the unbalanced amplifier so that the balanced amplifier is between input 1, 2 and output 3, 4 and the unbalanced amplifier is parallel to the input or output of the circuit. The negative conductance of the unbalanced-earth amplifier is generated by a tunnel diode 7! D1, which is inserted between the inner and outer conductors of the unbalanced-earth pot circle T1. This pot circle is capacitively shortened by the tunnel diode, its length is approximately 1/4. The amplifier is adjusted to the common operating wavelength 1 with the aid of the trimmer Tr1 lying parallel to the tunnel diode 7! D1. The separate direct current supply of the two tunnel diodes TD1 and TD2 of the arrangement is made possible by the capacitances Ce1, Ckz, Crz and Ck4 causing a high-frequency short circuit. The DC voltage required for the tunnel diode TD1 is applied to the terminals c, d of the cup circle T1, the capacitor Ck6 lying parallel to these terminals serving to stabilize the associated battery circuit. At the input terminals of the amplifier arrangement shown in FIG. 2 are denoted by 1 and 2, respectively, the input conductance gs lies. The output terminals 3, 4 are terminated with the load conductance gi. In a continuation of the concept of the invention, two according to FIGS. 2 constructed, mirror-inverted amplifiers are connected in a chain, so that again a symmetrical amplifier arrangement is created. The front or the rear is shown in FIG. 2 to turn the built-up amplifier arrangement so that similar sides abut one another. To simplify the symmetrical circuit thus created, it is possible to combine the two colliding parallel circuit or series circuit amplifiers. In Fig. 3 shows an exemplary embodiment for the circuits obtained in this way in a sectional drawing. In the arrangement according to FIG. 3 harbors a negative resistance in the series branch, which is generated by a tunnel diode TD2 which is inserted within a pot circle T2 which is symmetrical to the ground. The individual elements of this amplifier and the 1/4 long transformation line connected to it are shown in FIG. 2 designated. The one negative resistance ^ 1, which is parallel to the input 1, 2 in the shunt branch of the arrangement, is as in the case of the one in FIG. The embodiment shown in FIG. 2 is formed by an approximately 1/4 long earth-asymmetric cup circle in which the associated tunnel diode TD1 is connected between the inner and outer conductors. In addition to this unbalanced-to-earth amplifier, which is constructed in the same way as the unbalanced amplifier in FIG. 2, another unbalanced tunnel diode amplifier is added in parallel to the output 3, 4 of the circuit. The unbalanced-earth amplifier parallel to the output consists of a cup circle T1 and the associated tunnel diode TD1 inserted between the inner and outer conductors, which is adjusted with the aid of the trimmer Tr1. The coupling capacitance for connecting this amplifier to the balanced-to-ground amplifier is denoted by Cjn. The DC voltage supply for the tunnel diode 7! D1 'takes place via the terminals c', d ', to which the stabilizing capacitor Cx5 is connected in parallel. The capacitor C'Ki serves as the short-circuit capacitance. An exemplary embodiment for the other possibility of the simplified chain connection of two amplifier arrangements, as shown in FIG. 2, consists in inserting the balanced amplifiers in series between the input and output of the circuit via a 1/4 transformation line each, while the unbalanced amplifier is connected to ground in the middle between the two balanced amplifiers. Patent claims: 1. Reziproke Vorverstärkeranordnung für sehr kurze elektrische Wellenlängen mit Leistungsanpassung am Ein- und Ausgang, bestehend aus einem im Längszweig angeordneten erdsymmetrischen Tunneldiodenverstärker, dem eine 1/4-Transformationsleitung vorgeschaltet ist, die an ihrem anderen Ende mit einem erdunsymmetrischen Tunneldiodenverstärker im Querzweig der Anordnung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Koppelkondensators (Ck1), der zwischen der Transformationsleitung (Tra) und dem unsymmetrischen Verstärker eingefügt ist, der erdsymmetrisehe Verstärker zwischen Eingang und Ausgang und der unsymmetrische Verstärker parallel zum Eingang bzw. Ausgang der Anordnung gelegt ist.1. Reciprocal preamplifier arrangement for very short electrical wavelengths with power adjustment at the input and output, consisting of a symmetrical tunnel diode amplifier arranged in the series branch, which is preceded by a 1/4 transformation line, which is connected at its other end to an unbalanced tunnel diode amplifier in the transverse branch of the arrangement is, characterized in that with the help of a coupling capacitor (Ck 1 ) which is inserted between the transformation line (Tra) and the unbalanced amplifier, the balanced amplifier between input and output and the unbalanced amplifier is placed in parallel with the input or output of the arrangement . 2. Symmetrische Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei spiegelbildlich gleiche Verstärker in Kette geschaltet sind. 2. Symmetrical amplifier arrangement according to claim 1, characterized in that two mirror-inverted amplifiers are connected in a chain. 3. Symmetrische Verstärkeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus einem erdsymmetrischen und zwei erdunsymmetrischen Tunneldiodenverstärkern besteht, wobei der erdsymmetrisehe Verstärker über eine symmetrische 1/4-Transformationsleitung zwischen den Eingang und Ausgang der Schaltung3. Symmetrical amplifier arrangement according to claim 2, characterized in that the arrangement consists of one balanced-to-earth and two unbalanced tunnel diode amplifiers, the balanced to ground amplifier via a balanced 1/4 transformation line between the input and output of the circuit
DE1962T0022591 1962-08-11 1962-08-11 Pre-amplifier arrangement, consisting of a ground symmetrical and a ground asymmetrical tunnel diode amplifier Pending DE1246050B (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1221312B (en) 1961-08-30 1966-07-21 Telefunken Patent Pre-amplifier arrangement

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1221312B (en) 1961-08-30 1966-07-21 Telefunken Patent Pre-amplifier arrangement

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