DE1268688B - Passiver Transistor-Doppelgegentakt-Quermodulator - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03c

Deutsche Kl.: 21 a4-14/01

Nummer: 1268 688

Aktenzeichen: P 12 68 688.3-35

Anmeldetag: 30. März 1963

Auslegetag: 22. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf passive Transistor-Doppelgegentäkt-Quermodulatoren mit zwei Transistoren und Übertragern zum Anschluß der Ein- und Ausgänge.

Allgemein haben passive Gegentakt-Modulatoren, bei denen der Eingang im Rhythmus einer Trägerfrequenz mit dem Ausgang ohne bzw. mit Phasenumkehr durchgeschaltet wird, nicht alleinig den Vorteil der Trägerunterdrückung, es unterdrücken auch bereits einfache Gegentakt-Längs- oder Quermodulatoren einen Durchgriff des Eingangs auf den Ausgang. Diese weisen aber eine Übertragungsdämpfung von etwa 6 db auf.

Bei diesen passiven Modulatoren wirken die nichtlinearen Elemente wie Dioden oder Transistoren als gesteuerte Widerstände. Idealfall für sie wäre, wenn sie bei der einen Polarität der angelegten Trägerspannung den Leitwert unendlich und bei der anderen Polarität den Leitwert Null aufweisen würden. Dieses ist bei Verwendung sowohl von Dioden als auch von Transistoren bei richtiger Wahl der Amplitude oder der Kurvenform der Trägerspannung in der Praxis hinreichend zu realisieren. Bei Dioden als gesteuerte Widerstände muß der an ihnen in Sperrichtung anliegende Momentanspannungswert des Trägers groß gegenüber dem Momentanspannungswert des modulierenden Signals sein und entsprechend der durch sie in Durchlaßrichtung fließende Momentanstromwert des Trägers groß gegenüber dem Momentanstromwert des modulierenden Signals, wenn unzulässige Verzerrungen vermieden werden sollen.

Bei Verwendung von Transistoren als gesteuerte Widerstände genügen, wenn die Basis dieser Transistoren durch die Trägerwelle gesteuert wird, Basisspannungen bzw. Ströme, bei denen der Transistor im Rhythmus der Trägerspannung sicher gesperrt bzw. sicher völlig durchgeschaltet wird. Der benötigte Trägerstrom für das völlige Durchschalten muß also nur groß gegenüber dem Modulationsstrom, vermindert um den Stromverstärkungsfaktor des Transistors, sein. Wenn auch der Stromverstärkungsfaktor von Transistoren in dieser Betriebsart erheblich unter den in den Datenblättern angegebenen Werten liegt und sich für unsymmetrische und symmetrische Transistoren dabei nicht wesentlich unterscheidet, bringt doch der Einsatz von Transistoren anstatt von Dioden in passiven Modulatoren eine erhebliche Einsparung an aufzuwendender Trägerleistung mit sich.

Wenn auch die bekannteste Ausführungsform eines passiven Doppelgegentakt-Modulators der mit Dioden aufgebaute Ringmodulator ist, so sind doch auch bereits passive Doppelgegentakt-Längsmodulatoren be-

Passiver
Transistor-Doppelgegentakt-Quermodulator

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

7000 Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:
Alfred Leo Maria Fettweis,
Antwerpen (Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 9. April 1962 (276 980)

kannt, die mit zwei Transistoren aufgebaut sind und entsprechend weniger Trägerleistung benötigen.

Ein solcher passiver Transistor-Doppelgegentakt-Längsmodulator ist in der deutschen Patentschrift 1066 631 in Fig. 1 und 2 dargestellt und beschrieben worden. Hier werden drei Übertrager benötigt, darunter ein symmetrischer, über den der Träger zugeführt wird. Abgesehen von diesem drei Wicklungen aufweisenden symmetrischen Übertrager haben auch die übrigen beiden—Ein-und Ausgangsübertrager— drei bzw. fünf Wicklungen.

Fig. 4 dieser Patentschrift zeigt einen einfachen passiven Transistor-Gegentakt-Quermodulator. Ebenso beschreibt die USA.-Patentschrift 3 027 522 mit Transistoren aufgebaute passive Gegentakt-Längsmodulatoren. Bei einem anderen in der französischen Patentschrift 1242790 beschriebenen Modulator weisen, abgesehen von den symmetrischen Übertragern für die Trägereinspeisung, die beiden übrigen Übertrager auch drei bzw. vier Wicklungen auf. Dieser Modulator arbeitet als überbrücktes T-Glied. Diese Anordnung ist überdies unsymmetrisch.

Es sind aber aus der USA.-Patentschrift 3 010 079 auch Transistor-Gegentakt-Modulatoren bekannt, die nicht drei verhältnismäßig komplizierte Übertrager erfordern. Jedoch müssen hier vier Transistoren an Stelle von zwei eingesetzt werden.

Da die aktiven Transistormodulatoren Transistorverstärker sind, deren Verstärkung im Takt der Trä-

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gerhalbwellen gesteuert wird, kann bei ihnen nicht nur zwei Übertragern TA bzw. TB, die jeweils vier

zwischen Längs- und Quermodulatoren unterschieden Wicklungen aufweisen. Das Ende der Wicklung

werden, so daß sich eine Betrachtung dieser Modu- TA : Wl ist mit dem Anfang der Wicklung TA : W2

latorart für den vorliegenden Fall erübrigt. verbunden. Die anderen Anschlüsse dieser Wicklun-Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, bei 5 gen sind an die Emitter-Kollektor-Strecke eines sym-

passiven Transistor-Gegentakt-Quermodulatoren, die metrischen PNP-Transistors Γ1 angeschlossen. Die

zwei Transistoren enthalten, den Übertrageraufwand entsprechende Maßnahme ist für die Wicklungen

entweder durch Einsparung eines Übertragers oder TB : Wl und W2 durchgeführt, wobei der Transistor

durch Einsparung von Übertragerwicklungen zu ver- Γ2 gleiche Werte aufweist wie Tl.

ringern. io Die Eingangsklemmen 1 und 1' liegen an den

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein passiver Enden der hintereinandergeschalteten Wicklungen

Doppelgegentakt-Quermodulator verwendet, bei dem TA : WA und TB : WA. Das Ende der Wicklung

das modulierende Eingangssignal durch im Quer- TA : W3 ist mit dem Ende der Wicklung TB: W3

zweig des Modulators angeordnete Transistoren, verbunden, während an dem Anfang dieser Wicklun-

deren Basen durch die Trägerschwingung gesteuert 15 gen die Ausgangsklemmen 2 und 2' liegen. Schließ-

und dadurch die Transistoren im Rhythmus der lieh ist Klemme 3 direkt mit der Basis des Transistors

Halbwellen der Trägerschwingung abwechselnd Tl und über den Widerstand R 2 mit dem Verbin-

durchgeschaltet und gesperrt werden, so daß am Mo- dungspunkt der Wicklungen TB : Wl und W2 ver-

dulatorausgang das in die trägerfrequente Lage um- bunden, während Klemme 3' entsprechend an der

gesetzte modulierende Eingangssignal mittels eines 20 Basis von Γ2 und über den Widerstand R1 an dem

Übertragers, der im Sinn eines Mittelabgriffes hinter- Verbindungspunkt der Wicklungen TA : Wl und W2

einandergeschaltete Primärwicklungen und eine Se- * liegt.

kundärwicklung aufweist, entnommen werden kann. In Abhängigkeit von der positiven bzw. negativen

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe Halbwelle der an den Punkten 3 und 3' anliegenden

dadurch gelöst, daß zwei gleichartig aufgebaute Über- 25 Trägerwelle sind wechselseitig die Transistoren Tl

trager TA und TB vorgesehen sind, bei denen die bzw. T 2 durchgeschaltet bzw. gesperrt, so daß ent-

Mittelabgriffe der Primärwicklungen TA : Wl, W2 sprechend abwechselnd entweder der Übertrager TA

bzw. TB : Wl, W2 miteinander verbunden sind, wäh- bzw. TB kurzgeschlossen wird,

rend die gegensinnig hintereinandergeschalteten Se- Dieses bewirkt infolge der Schaltung der Wick-

kundärwicklungen TA : W3 und TB : W3 mit den 30 lungen TA : WA und TB: WA, daß das an den Ein-

Ausgangsklemmen 2 und 2' verbunden sind, daß fer- gangsklemmen 1 und 1' angelegte Signal während

ner zwischen den freien Enden der Primärwicklungen einer Halbwelle ohne, während der anderen mit 180°

TA : Wl und W2 bzw. TB : Wl und W2 jedes Über- Phasenverschiebung an den Ausgangsklemmen liegt,

tragers TA und TB <3ie Kollektor-Emitter-Strecke je Wenn z. B. Punkt 3' gegenüber 3 positiv ist, ist Tl

eines Transistors Tl bzw. Γ2 angeordnet ist. 35 durchgeschaltet. Der Trägerstrom fließt vom Punkt 3'

Für solche passive Transistor-Doppelgegentakt- über den Widerstand R1 und aufgezweigt über die

Quermodulatoren werden drei Ausführungsmodifika- Wicklungen TA : Wl bzw. W2 und die Emitter-

tionen angegeben, wobei die erste mit Transistoren Basis- bzw. Kollektor-Basis-Strecke des Transistors

gleichen Leitfähigkeitstyps arbeitet, hierfür jedoch Tl zum Punkt 3.

zur Einspeisung des Eingangssignals Ankopplungs- 40 Infolge des Widerstandes R1 kann der Transistor Wicklungen auf den beiden Ausgangsübertragern be- Tl im durchgeschalteten Zustand die Punkte 3 und nötigt. Die zweite spart diese Ankopplungswicklun- 3' nicht kurzschließen, so daß an ihnen eine ausgen dadurch ein, daß Transistoren entgegengesetzten reichende Spannung stehenbleibt, um die Basis-Leitfähigkeitstyps verwendet werden. Bei der dritten Emitter- bzw. Basis-Kollektor-Strecke des Transistors werden wieder Transistoren gleichen Leitfähigkeits- 45 T 2, die an den Wicklungen TB: Wl bzw. W2 angetyps verwendet, jedoch die Trägerspannung über schlossen sind, zu sperren.

einen Gegentakt-Eingangsübertrager zugeführt. Diese In Fig. 2 ist nun eine gegenüber der Anordnung

Modifikation hat den Vorteil, mit besonders geringen nach F i g. 1 durch Einsatz zweier symmetrischer

Trägerspannungen auszukommen. Transistoren unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps ver-

AIs besonders vorteilhaft für die Ausbildung der 50 einfachter Modulator dargestellt. Die Wicklungen angegebenen Modulationstorschaltungen gemäß der TA : WA und TB: WA sind fortgefallen, die Eingangs-Erfindung wird der Einsatz von symmetrischen Flä- klemmen liegen an den nicht miteinander verbundechentransistoren angegeben. nen Enden der Wicklungen 1 und 2, und zwar an

Die Erfindung soll nun an Hand der Figuren ein- denen von TA : Wl und TB : W2 bzw. TA : W2 bzw.

gehend beschrieben werden. Es zeigt hierbei 55 TB : Wl. Der Transistor Tl ist jetzt vom NPN-Typ,

Fi g. 1 einen passiven Transistor-Gegentakt-Quer- während der Transistor T 2 wie bisher vom PNP-Typ

modulator gemäß der Erfindung mit zwei gleichen ist. Die Basen der beiden Transistoren sind über die

Übertragern und jeweils vier Wicklungen, Widerstände R1 und R2 mit der Klemme 3 verbun-

Fig. 2 einen solchen Modulator, bei dem die An- den, während die Klemme3' am Verbindungspunkt

zahl der Wicklungen je Übertrager auf drei durch ⁶° der Wicklungen TA : Wl und W2 sowie TB: Wl und

Einsatz von Transistoren entgegengesetzten Leitfähig- W2 liegt,

keitstyps vermindert wurde, Wenn das Potential von 3' positiv gegenüber 3

Fi g. 3 einen solchen Modulator, der ähnlich dem wird, ist Transistor T 2 durchgeschaltet, Transistor Tl

der Fig. 2 ist, bei dem jedoch ähnlich wie bei dem dagegen gesperrt, da er von NPN-Typ ist.

nach Fig. 1 die Transistoren den gleichen Leitfähig- ⁵5 In Fig. 3 ist dargestellt, wie die Wicklungen

keitstyp aufweisen. TA: WA und TB: WA auch bei Anwendung von

Fig. 1 zeigt nun einen erfindungsgemäßen passi- Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps eingespart

ven Transistor-Doppelgegentakt-Quermodulator nüt werden können, indem von den Klemmen 3 und 3'

der Trägerstrom dem Modulator über einen Gegentaktübertrager zugeführt wird. Den Basen der Transistoren Tl und T 2 wird jetzt der Trägerstrom über die Sekundärwicklungen TC: Wl und TC: Wl des Gegentaktübertragers TC zugeführt, dessen Primärwicklung TC: W3 an den Klemmen 3 und 3' angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt der Wicklungen TC: Wl und Wl ist über den Widerstand-R3 mit den Verbindungspunkten der Wicklungen TA : Wl und Wl sowie TB : Wl und Wl verbunden.

In dieser Anordnung steht durch den Einsatz des Gegentaktübertragers die doppelte Spannung für die Sperrung des nicht durchgeschalteten Transistors zur Verfügung. Es sei z. B. angenommen, daß das Potential am freien Ende der Wicklung TC: Wl negativ und an dem von TC: Wl positiv ist, so ist der Transistor Tl durchgeschaltet. Die an der Wicklung TC: Wl anstehende Spannung liegt jetzt über dem Widerstand R3 und addiert sich zu der Spannung über der Wicklung TC: Wl als Sperrspannung für ao den PNP-Transistor Tl. Wenn die Wicklungen TC: Wl und Wl die gleiche Windungszahl aufweisen, steht als Sperrspannung für den gesperrten Transistor der doppelte Betrag der Spannung jeder einzelnen Wicklung zur Verfügung.

Wenn auch die beschriebenen erfindungsgemäßen passiven Transistor-Doppelgegentakt-Quermodulatoren bei Einsatz symmetrischer Transistoren am besten arbeiten, so soll doch darauf hingewiesen werden, daß ihr Aufbau auch mit normalen unsymmetrischen Transistoren möglich ist. Es muß jedoch entsprechend den in der französischen Patentschrift 1242 790 für den Einsatz solcher unsymmetrischen Transistoren in Modulatorschaltungen gegebenen Lehren die Unsymmetrie durch unterschiedliche Windungszahlen geeigneter Übertragerwicklungen, z. B. TA : PFl und Wl in F i g. 1 bis 3, ausgeglichen werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Passiver Transistor-Doppelgegentakt-Qermodulator, bei dem das modulierende Eingangssignal durch im Querzweig des Modulators angeordnete Transistoren, deren Basen durch die Trägerschwingung gesteuert und dadurch die Transistoren im Rhythmus der Halbwellen der Trägerschwingung abwechselnd durchgeschaltet und gesperrt werden, so daß am Modulatorausgang das in die trägerfrequente Lage umgesetzte modulierende Eingangssignal mittels eines Übertragers, der im Sinn eines Mittelabgriffes hintereinandergeschaltete Primärwicklungen und eine Sekundärwicklung aufweist, entnommen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartig aufgebaute Übertrager (TA bzw. TB) vorgesehen sind, bei denen die Mittelabgriffe der Primärwicklungen (TA : Wl, Wl bzw. TB: Wl, Wl) miteinander verbunden sind, während die gegensinnig hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen (TA : Wi, TB : WS) mit den Ausgangsklemmen (2,1') verbunden sind, daß ferner zwischen den freien Enden der Primärwicklungen (TA : Wl, Wl bzw. TB: Wl, Wl) jedes Übertragers (TA, TB) die Kollektor-Emitter-Strecke je eines Transistors (Tl bzw. Tl) angeordnet ist.

2. Transistor-Gegentakt-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Verbindungspunkt der Primärwicklungen (Wl, Wl) des Ausgangsübertragers (TA) mit der Trägereingangsklemme (3^ über einen Entkopplungswiderstand (Rl) an der Klemme (3') und der entsprechende Punkt der Wicklungen (Wl, Wl) des Ausgangsübertragers (TB) über einen Entkopplungswiderstand (Rl) an der Klemme (3) des Trägerspannungseingangs liegt, daß die Transistoren (Tl, T2) gleichen Leitfähigkeitstyps aufweisen und die Basis des Transistors (Tl) mit der Klemme (3) und die des Transistors (T 2) mit der Klemme (3') dieses Eingangs verbunden ist, daß ferner das Eingangssignal von den Eingangsklemmen (1, V) den Ausgangsübertragern (TA, TB) über je eine mit gleichem Wicklungssinn in Reihe geschaltete Ankopplungswicklung (TA : WA bzw. TB: W4) zugeleitet wird.

3. Transistor-Gegentakt-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Verbindungspunkte der Primärwicklungen (Wl, Wl) der Ausgangsübertrager (TA bzw. TB) mit der Klemme (3') und die Basen der Transistoren (Tl bzw. T 2), die entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisen, über die Entkopplungswiderstände (Rl bzw. Rl) mit der Klemme (3) des Trägerspannungseingangs verbunden sind, daß ferner die Signalspannung von den Eingangsklemmen (1 bzw. V) den freien Enden der Primärwicklungen (TA : Wl bzw. TB : Wl) zugeführt wird.

4. Transistor-Gegentakt-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerspannung dem Modulator über einen Gegentakteingangs-Übertrager (TC) zugeführt, dessen Sekundärwicklungen (Wl bzw. Wl) an den Basen der Transistoren (Tl bzw. T2) gleichen Leitfähigkeitstyp angeschlossen sind, daß zwischen dem Verbindungspunkt der Wicklungen (TC: Wl und TC: Wl) und den parallelgeschalteten Verbindungspunkten der Wicklungen (TA : Wl und Wl bzw. TB: Wl und Wl) ein Entkopplungswiderstand (R 3) liegt, daß ferner die Signalspannung von den Eingangsklemmen (1 bzw. V) den freien Enden der Primärwicklungen (TA : Wl bzw. TB : Wl) zugeführt wird.

5. Transistor-Gegentakt-Modulator nach Anspruch 1, in Verbindung mit einem der diesem Anspruch zugeordneten Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Tl, T2) symmetrische Flächentransistoren sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 066 631;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1110 249;
USA.-Patentschrift Nr. 3 027 522;
französische Patentschrift Nr. 1145 796.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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