-
Die Erfindung betrifft einen über mehrere Stufen gegengekoppelten
Transistor-Breitbandverstärker mit einem Gegenkopplungsnetzwerk, dessen Eingang
mit dem Emitterkreis der Endstufe verbunden ist.
-
Bei Breitbandverstärkern, die über mehrere Stufen stark gegengekoppelt
sind, besteht allgemein das Problem, die Stabilität der Gegenkopplung zu gewährleisten
und somit die Frequenz, bei der die Summe aller zusätzlichen Phasendrehungen gegenüber
dem mittleren Übertragungsbereich in der Gegenkopplungsschleife 180° erreicht und
bei der die Schleifenverstärkung kleiner als 1 sein muß, so weit außerhalb des Übertragungsbereiches
des Breitbandverstärkers zu legen, daß die Schleifenverstärkung am oberen Ende des
Übertragungsbereiches noch hinreichend groß ist. Es müssen also unter anderem die
Transistoren weitaus höhere Grenzfrequenzen als die Frequenz an der oberen Grenze
des Übertragungsbandes aufweisen.
-
Da es jedoch Schwierigkeiten bereitet, Transistoren herzustellen,
die einerseits große Ausgangsleistungen abzugeben vermögen und andererseits eine
hohe Grenzfrequenz und eine kleine Rückwirkungskapazität aufweisen, ergibt sich
bei Leitungsverstärkern der Trägerfrequenztechnik das spezielle Problem, mit Endtransistoren
hoher Verlustleistung, aber vergleichsweise geringer Grenzfrequenz die sehr hohen
Anforderungen an die Klirrdämpfung des Ausgangssignals durch eine stabile Gegenkopplung
zu erreichen.
-
Bei einem bekannten Transistorverstärker (deutsche Auslegeschrift
1160 013) wird, von einem Emitterwiderstand des Endtransistors (bzw. mehrerer
Endtransistoren) ausgehend, über mehrere Stufen gegengekoppelt, wobei beim Emitterwiderstand
eine der Ausgangsspannung proportionale Spannung aus dem Ausgangsübertrager zugeführt
wird, derart, daß eine Strom-Spannungs-Gegenkopplung der Endstufe hervorgerufen
wird. Bei dieser Schaltungsanordnung besteht der Nachteil, daß die Spannungsgegenkopplung
innerhalb der Endstufe bei meist großer Aussteuerung und geringer Verstärkung nur
wenig zur Linearisierung der Ausgangsspannung beitragen kann; schließlich ist diese
Schaltungsanordnung auf die Verstärkung vergleichsweiser schmaler Frequenzbänder
beschränkt (angegebener Frequenzbereich: 12 bis 556 kHz).
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen über mehrere Stufen gegengekoppelten
Transistor-Breitbandverstärker zu schaffen, der die Nachteile bekannter Transistorverstärker
in einfacher Weise vermeidet.
-
Überlegungen im Rahmen der Erfindung haben zu einem Breitbandverstärker
mit einer Schaltungsanordnung nach F i g. 1 geführt. Bei dieser Schaltungsanordnung
wird die Gegenkopplungsspannung ausschließlich vom Emitterwiderstand des Endtransistors
abgegriffen. Auch bei der Verstärkung breitester Frequenzbänder läßt sich eine hohe
Umlaufverstärkung in der Gegenkopplungsschleife mit der gebotenen Sicherheit realisieren,
da die Phasendrehung, die die Kollektorspannung gegenüber dem Emitterstrom hauptsächlich
bei Frequenzen oberhalb des Übertragungsbereiches durch Phasendrehung der Stromverstärkung
des Endtransistors und durch dessen Kollektor-Emitter-Kapazität erleidet, keinen
Einfluß auf die Gegenkopplungsschleife hat.
-
Mit dieser Schaltungsart kann jedoch nicht in allen Fällen eine vollständige
Linearisierung des gesamten Verstärkers erreicht werden, da die rückgeführte Größe
nicht dem Ausgangs- bzw. Kollektorstrom, sondern dem Emitterstrom proportional ist.
Es werden zwar die Verzerrungen des Emitterstromes durch die Gegenkopplung in vollem
Maße verringert, die Verzerrungen des Ausgangsstromes können aber immer noch wesentlich
größer sein als die des Emitterstromes, speziell dann, wenn beim Endtransistor der
Basisstrom nicht sehr klein gegen den Kollektorstrom und zudem noch stark verzerrt
ist. Diese Umstände sind vor allem dann gegeben, wenn die Grenzfrequenz des Endtransistors
nicht weit genug über der obersten Frequenz des Übertragungsbandes liegt und/oder
bereits der Treibertransistor stark ausgesteuert wird.
-
Erfindungsgemäß wird der Transistor-Breitbandverstärker der eingangs
erwähnten Art derart aufgebaut, daß der Emitter eines Treibertransistors steuernd
wechselstrommäßig mit der Basis eines Endtransistors verbunden ist und daß der Emitter
des Endtransistors galvanisch mit einem über einen Emitterwiderstand mit dem Wechselstromnullpotential
verbundenen Emitterabgriff verbunden ist, der wechselstrommäßig an den Eingang des
Gegenkopplungsnetzwerkes und den Kollektor des Treibertransistors angeschlossen
ist.
-
Der Verstärker gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, insbesondere
bei der Übertragung breitester Frequenzbänder und unter weitgehender Ausnutzung
von Endtransistoren bezüglich ihrer Grenzfrequenz, eine höhere Gegenkopplung des
Ausgangssignals bzw. eine höhere Sicherheit der Gegenkopplung gegen Selbsterregung
sowie eine bessere Linearisierung des Ausgangssignals zu ermöglichen als bei bekannten
Verstärkern.
-
Zur Erreichung dieser Eigenschaften trägt bereits die niederohmige
Ansteuerung der Endstufe durch den in Kollektor-Basis-Schaltung betriebenen Treibertransistor
bei; denn der stark frequenzabhängige Eingangswiderstand der Endstufe bzw. deren
Rückwirkungskapazität ergibt bei hochohmiger Ansteuerung eine große Frequenzabhängigkeit
der Schleifenverstärkung nach Betrag und Phase. Zudem wirkt sich die Ausgangskapazität,
die sich aus der Kollektor-Emitter-Kapazität der Endstufe und den Schaltungskapazitäten
zusammensetzt, nicht im Gegenkopplungsweg aus, da das Gegenkopplungssignal am Emitter
des Endtransistors abgegriffen wird. Trotzdem wird ein Signal gegengekoppelt, das
dem Kollektorstrom des Endtransistors proportional ist, so daß durch die Gegenkopplung
tatsächlich die Linearität des Ausgangssignals in vollem Maße verbessert wird, da
der Anteil des Emitterstromes des Endtransistors, der dem Basisstrom des Endtransistors
entspricht, direkt in den Stromkreis des Treibertransistors zurückgeführt wird.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Treibertransistor bei gleicher
Stromaussteuerung weit weniger Spannung liefern muß, indem er direkt auf die Basis-Emitter-Strecke
des Endtransistors arbeitet, so daß auch das Klirrverhalten des Verstärkers bereits
ohne die Wirkung der Gegenkopplungsschleife verbessert wird. Schließlich wird auf
Grund der Tatsache, daß am Kollektor der Treiberstufe annähernd die gleiche Wechselspannung
wie an der Basis auftritt, die Kollektor-Basis-Kapazität des Treibertransistors
weitgehend unwirksam.
-
Der Transistor-Breitbandverstärker kann so aufgebaut
sein,
daß der Emitter des Treibertransistors über einen Koppelkondensator mit der Basis
des Endtransistors und über eine Treiber-Emitterwiderstandsschaltung mit dem Wechselstromnullpotential
verbunden ist und daß der Wechselstromwiderstandswert der Treiber-Emitterwiderstandsschaltung
höher als der Eingangswiderstand der Endstufe bemessen ist. Durch die gleichspannungsmäßige
Trennung zwischen Emitter des Treibertransistors und Basis des Endtransistors lassen
sich einerseits die Arbeitspunkte der Transistoren frei wählen, andererseits kann
die Verbindung zwischen Kollektor des Treibertransistors und Emitter des Endtransistors
galvanisch sein. Die proportionale Nachbildung des Ausgangssignals wird am Emitter
des Endtransistors am günstigsten dadurch erreicht, daß der Wechselstromwiderstandswert
der Treiber-Emitterwiderstandsschaltung höher als der Eingangswiderstand der Endstufe
bemessen ist. Dieser hochohmige Wechselstromwiderstand kann durch Reihenschaltung
eines ohmschen Treiber-Emitterwiderstandes und einer Emitterdrossel realisiert werden.
-
Der Transistor-Breitbandverstärker kann auch so aufgebaut sein, daß
der Emitter des Treibertransistors direkt an die Basis des Endtransistors angeschlossen
ist, und weiterhin bei Verwendung von verschiedenen Leitfähigkeitstypen bei Treiber-
und Endtransistor so, daß der Kollektor des Treibertransistors direkt an den Emitterabgriff
des Endtransistors angeschlossen ist, und daß zwischen den Emitterabgriff und den
Emitter des Endtransistors eine Parallelschaltung aus einem weiteren Emitterwiderstand
und einem Emitterkondensator eingeschaltet ist. Dadurch kann der Treiber-Emitterwiderstand
entfallen, und es ergibt sich eine besonders einfache Schaltungsanordnung, bei der
der Arbeitspunkt des Endtransistors über den Treibertransistor festgelegt werden
kann und der Widerstandswert des Treiber-Emitterwiderstandes unendlich wird.
-
Zur Erhöhung der Ausgangsleistung kann der Verstärker so aufgebaut
sein, daß in der Endstufe dem Endtransistor ein zweiter oder mehrere Endtransistoren
mit je einem Emitterabgriff, bezüglich der Emitterabgriffe wechselstrommäßig, bezüglich
der Basen und der Kollektoren galvanisch parallel geschaltet sind.
-
Weiterhin kann der Transistor-Breitbandverstärker so aufgebaut sein,
daß der Endstufe ein Ausgangsnetzwerk nachgeschaltet ist, das im übertragungsband
den durch die Kapazität des Kollektoranschlusses der Endstufe gegen das Wechselstromnullpotential
verursachten Frequenzgang kompensiert.
-
Schließlich kann mit Vorteil der Ausgang des Gegenkopplungsnetzwerkes
mit dem Emitter eines in stromgegengekoppelter Emitter-Basis-Schaltung arbeitenden
ersten Transistors verbunden sein. Damit ergibt sich für die Schleifengegenkopplung
eine Arbeitsweise des ersten Transistors, die der Basisschaltung entspricht und
folglich die Phase nur gering beeinflußt; trotzdem wird das Eingangssignal entsprechend
einer stromgegengekoppelten Emitter-Basis-Schaltung vergleichsweise hoch verstärkt.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines gegengekoppelten
Transistorverstärkers, F i g. 2 das Prinzipschaltbild des Transistorverstärkers
nach der Erfindung, F i g. 3 das Prinzipschaltbild einer speziellen Schaltungsart
des Transistorverstärkers nach der Erfindung, F i g. 4 das Prinzipschaltbild einer
anderen speziellen Schaltungsart des Transistorverstärkers nach der Erfindung, F
i g. 5 den Stromlauf eines Ausführungsbeispieles, F i g. 6 den Stromlauf eines weiteren
Ausführungsbeispieles.
-
F i g. 1 zeigt die prinzipielle Schaltungsanordnung eines im Rahmen
der Erfindung gelegenen gegengekoppelten Transistorverstärkers. Der Vorverstärker
V beinhaltet eine oder mehrere Transistorstufen und steuert den in Kollektor-Basis-Schaltung
betriebenen Treibertransistor T3 an, dessen Kollektor direkt und dessen Emitter
über den Treiber-Emitterwiderstand R 1 mit dem Wechselstromnullpotential verbunden
ist. Der Emitter des Treibertransistors T3 steuert die Basis des Endtransistors
T4 an, dessen Emitter mit dem Eingang des Gegenkopplungsnetzwerkes N 1 und
über den Emitterwiderstand R 2 mit dem Wechselstromnullpotential verbunden
ist. Der Kollektor des Endtransistors T4 ist an den Eingang des Ausgangsnetzwerkes
N2 angeschlossen, dessen Ausgang der Ausgang A des Gesamtverstärkers ist. Die erdseitigen
Anschlüsse der Ein- und Ausgänge des Vorverstärkers V, des Gegenkopplungsnetzwerkes
N1 und des Ausgangsnetzwerkes N2 sind mit dem Wechselstromnullpotential verbunden.
Parallel zum Eingang des Ausgangsnetzwerkes N 2 ist die Ausgangskapazität C" wirksam,
die sich aus der Kollektor-Emitter-Kapazität der Endstufe und den Schaltungskapazitäten
zusammensetzt. Der Treibertransistor T3 weist eine Kollektor-Basis-Kapazität CCB
auf. Der Ausgang des Gegenkopplungsnetzwerkes N 1 ist mit dem Vorverstärker V verbunden,
dessen Eingang den Eingang E des Gesamtverstärkers darstellt.
-
Die Wechselströme der Elektroden des Endtransistors T4 sind folgendermaßen
bezeichnet: Basisstrom JB 4 in Richtung auf die Basis, Kollektorstrom J"
in Richtung auf den Kollektor und Emitterstrom Je = J"=JB4 in Richtung auf
das Wechselstromnullpotential.
-
F i g. 2 zeigt das Prinzipschaltbild des über mehrere Stufen gegengekoppelten
Breitband-Transistorverstärkers nach der Erfindung. Der Vorverstärker V beinhaltet
eine oder mehrere Transistorstufen und steuert die Basis des Treibertransistors
T3 an, dessen Eingangswechselstrom in Richtung auf den Basisänschluß mit JB,; bezeichnet
ist. Der Treibertransistor T3 ist vom pnp-Leitfähigkeitstyp, sein Emitter ist mit
dem Wechselstromnullpotential über den Treiber-Emitterwiderstand R 1 verbunden,
dessen Wechselstrom in Richtung auf das Wechselstromnullpotential mit J_, + JB
, bezeichnet ist. Außerdem ist der Emitter des Treibertransistors T3 mit
der Basis des Endtransistors T4 verbunden, dessen Basiswechselstrom in Richtung
auf den Basisanschluß mit 44 bezeichnet ist. Der Endtransistor T 4
ist vom npn-Leitfähigkeitstyp, sein Emitter ist erstens mit dem Wechselstromnullpotential
über den Emitterwiderstand R 2 verbunden, dessen Wechselstrom in Richtung auf das
Wechselstromnullpotential mit J"-J, bezeichnet ist, zweitens mit dem Eingang des
Geaenkopplunasnetzwerkes N1 und drittens mit
dem Kollektor des Treibertransistors
T3 verbunden, dessen Kollektorstrom in Richtung auf den Kollektoranschlüßmit Jx+JB4
bezeichnet ist. Der Kollektorwechselstrom des Endtransistors T 4 ist mit
JQ bezeichnet. Der Anschluß des Kollektors des Endtransistors T4 an den Eingang
'des Ausgangsnetzwerkes N2 sowie die Anordnung des Vorverstärkers V des Gegenkopplungsnetzwerkes
N-1 entsprechen der Anordnung nach F i g. 1.
-
Im Gegensatz zu der Anordnung nach F i g. 1 ist in der Anordnung nach
F i g. 2 der Kollektor des Treibertransistors T3 nicht mit dem Wechselstromnullpotential,
sondern mit dem Emitter des Endtransistors T 4 verbunden. Aus den in F i g. 2 angegegebenen
Strömen ist zu erkennen, daß die Gegenkopplungsgröße außer vom Ausgangsstrom
Ja auch noch vom Strom J" abhängt. Dieser im Gegenkopplungskreis unerwünschte
Strom J,. ist jedoch bei richtiger Schaltungsdimensionierung immer sehr klein gegen
den Ausgangsstrom Ja. Wird z. B. der Treiber-Emitterwiderstand R 1 sehr groß, so
läßt sich aus der F i g. 2 der Strom J" direkt zu J" = -JB s ablesen, wobei
der Treiber-Emitterwiderstand R 1 stromlos ist. Die Gegenkopplungsgröße ist in diesem
Fall proportional zu Jd+JB 3, wobei der Basisstrom JB 3 sehr
klein gegen den Ausgangsstrom Ja
entsprechend folgender Annäherung ist:
Hierbei bedeuten /3s und /34 die Betriebsströmverstärkungen des Treibertransistors
T3 bzw. des Endtransistors T4.
-
Im allgemeinen wird -der Treiber-lmitterwiderstand R T nicht
vernachlässigbar sein, so daß ein Teil des Kollektörstromes des Treibertransistors
T3 üb&r " den Treiber-Emitterwiderstand R 1 und den Emitterwiderstand R 2 fließt,
Das Verhältnis nähert sich dann dem Wert:
wobei r14 den Emitterdiffusionswiderstand des Endtransistors T4 bedeutet.
-
Theöretisch besteht auch die Möglichkeit, den Treiber=Emitteraviderstand
R 1 so zu wählen, daß der Strom J,, -- 0 wird; es müßte dann R1 i-. ß3 - N4 (R2
+ re 4)
sein: Um diese Bedingung anzunähern, wird man bemüht sein,
den Treiber-Emitterwiderstand R 1 möglichst groß zu wählen und eventuell eine Reihenschaltung
aus einem ohmschen Treiber-Emitterwiderstand R 1 und einer Drossel zu verwenden.
-
In F i g. 3 ist das Prinzipschaltbild einer speziellen Schaltungsart
des Transistorverstärkers dargestellt, das weitgehend dem Prinzipschaltbild nach
F i g. 2 entspricht, jedoch noch zusätzlich die Gleichstromverhältnisse des Treibertransistors
T 3 und des Endtransistors T4 darstellt. Der Emitter des Treibertransistors T3 ist
über die Reihenschaltung aus dem ohmschen Treiber-Emitterwiderstand R 1 und der
Emitterdrossel L 1 mit Masse verbunden, an die der Pluspol (+) der Versorgungsspannung
angeschlossen ist. Außerdem ist der Emitter des Treibertransistors T3 über den Koppelkondensator
C2 mit der Basis des Endtransistors T4 verbunden. Der Kollektor des Treibertransistors
T3 ist einerseits über den Gleichstrom-Arbeitswiderstand R 3 mit dem Minuspol der
Versorgungsspannung, andererseits über den Kondensator C 1 mit dem Emitter des Endtransistors
verbunden, der wiederum einerseits mit dem Eingang des Gegenkopplungsnetzwerkes
N 1 und andererseits über den Emitterwiderstand R 2 mit dem Anschluß des Minuspols
der Versorgungsspannung und über den Kondensator C 3 mit Masse verbunden ist. Die
Stabilisierung des Gleichstrom-Arbeitspunktes des Endtransistors T4 ist ebenfalls
dargestellt und wird durch die beiden Spannungsteilerwiderstände R 4 und R5 erzielt,
die je einerseits mit der Basis des Endtransistors verbunden sind. Der andere Anschluß
des Spannungsteilerwiderstandes R 4 ist mit dem Minuspol (-), der andere Anschluß
des Spannungsteilerwiderstandes R 5 ist mit dem Pluspol (+) der Versorgungsspannung
verbunden. Die Parallelschaltung der beiden Spannungsteilerwiderstände R
4
und R 5 kann man sich in den Wechselstromwiderstand der Treiber-Emitterwiderstandsschaltung,
bestehend aus dem ohmschen Treiber-Emitterwiderstand R 1 und der Emitterdrossel
L 1, eingerechnet denken und soll folglich so hochohmig, wie es die Sicherheit der
Stabilisierung des Arbeitspunktes des Endtransistors zuläßt, dimensioniert werden.
-
Eine andere spezielle Schaltungsart des Transistorverstärkers- in
F i g. 4 dargestellt, die ebenfalls weitgehend mit der Prinzipdarstellung nach F
i g. 2 übereinstimmt. Der Emitter des Treibertransistors T3 ist direkt mit der Basis
des Endtransistors T4 verbunden; Koppelkondensator C2, Treiber-Emitterwiderstandsschaltung
R 1 bzw. L l, Gleichstrom-Arbeitswiderstand R 3 und die Spannungsteilerwiderstände
R 4 und R 5 jeweils nach F i g. 3 entfallen vollkommen. Der Kollektor des Treibertransistors
T3 ist ebenfalls galvanisch mit dem Emitter des Endtransistors T4 verbunden, und
zwar an einen Emitterabgriff angeschlossen, der über den EmitterwiderstandR2 mit
dem Minuspol (-) der Versorgungsspannung -und über den Kondensator C 3 mit Masse
verbunden ist. Um dem Treibertransistor T3 eine genügend große Kollektor-Emitter-Gleichspannung
zu sichern, ist zwischen dem Emitterwiderstand R 2 und dem Emitter des Endtransistors
T 4 ein weiterer Emitterwiderstand R 6 eingeschaltet, der mit dem Emitterkondensator
C 4 wechselstrommäßig kurzgeschlossen ist. Weiterhin ist zu dieser galvanischen
Verkopplung von Treiber- und Endtransistor nötig, daß die beiden Transistoren
T 3 und T 4 von verschiedenem Leitfähigkeitstyp sind. Im vorliegenden
Fall ist der Treibertransistor T3 vom pnp-Typ und der Endtransistor T 4 vom npn-Typ.
_ F i g. 5 zeigt den wesentlichen Stromlauf eines Ausführungsbeispieles, das einen
Trägerfrequenz-Leitungsverstärker darstellt, der eine obere übertragungsgrenze von
60 MHz und eine Schleifengegenkopplung bei dieser Frequenz. von 19 db aufweist.
Die Gegenkopplungsspannung wird im Emitterkreis der Endstufe entnommen und derart
dem Emitter des ersten Transistors T1 zugeführt, daß er bezüglich der Schleifengegenkopplung
in der die Phase nur gering beeinflussenden Basisschaltung, bezüglich der Signalverstärkung
in Emitter-Basis-Schaltung arbeitet.
-
Der gesamte Verstärker hat fünf Transistoren, von denen der erste
Transistor T1, der zweite Transistor
T 2 und der Treibertransistor
T 3 dem pnp-Leitfähigkeitstyp angehören; die im Gleichtaktbetrieb arbeitenden
beiden Endtransistoren T 4 a und T 4 b
sind vom npn-Leitfähigkeitstyp.
Die Versorgungsspannungsquelle weist einen Pluspol (-E-) und einen Minuspol (-)
auf, denen ein Kondensator C14 parallel geschaltet ist; der Pluspol (-f-) der Versorgungsspannung
ist geerdet.
-
Die einseitig geerdete Primärseite des Eingangsübertragers 0
1 stellt den Eingang E des Transistorverstärkers dar. Die Sekundärseite des
Eingangsübertragers ist mit dem Widerstand R 8 abgeschlossen. Der eine Anschluß
dieser Sekundärseite ist mit der Basis des in Emitter-Basis-Schaltung arbeitenden
ersten Transistors T l, der andere Anschluß ist über einen Widerstand R9 mit dem
Minuspol (-) und über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand R 10 und
einem Kondensator C7 mit dem geerdeten Pluspol (-f-) der Versorgungsspannung
verbunden. Auf diese Weise ist das Basispotential des ersten Transistors T 1 durch
den Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R 9 und R 10, festgelegt. Da
einerseits der erste Transistor T 1 den zweiten Transistor T 2 und
andererseits der zweite Transistor T 2
den Treibertransistor T3 galvanisch
ansteuert, hängen die Kollektorgleichströme der Transistoren TI, T2 und T3 neben
den Widerständen in den jeweiligen Emitter- und Kollektorzuleitungen von den Spannungsteilerwiderständen
R 9 und R 10 ab. Der Kollektor des ersten Transistors T 1 ist einerseits an die
Basis des zweiten Transistors T2, andererseits über eine Reihenschaltung aus einem
Widerstand R 12 und einer Drossel L 2 an einem Schaltungspunkt angeschlossen, der
über einen Kondensator C 8 mit Erde und über einen Widerstand R 11 mit dem Minuspol
(-) der Versorgungsspannung verbunden ist. Der Emitter des ersten Transistors T
1 ist einerseits an den Ausgang des Gegenkopplungsnetzwerkes N 1, andererseits
über einen Widerstand R 13 an einem Schaltungspunkt angeschlossen, der über eine
Parallelschaltung aus einem Widerstand R14 und einen Kondensator C 9 geerdet ist.
-
Der Kollektor des zweiten Transistors T2 ist einerseits an die Basis
des Treibertransistors T3, andererseits über einen Widerstand R16 an einem Schaltungspunkt
angeschlossen, der über einen Kondensator C 10 mit Erde und über einen Widerstand
R 15 mit dem Minuspol (--) der Versorgungsspannung verbunden ist. Der Emitter des
zweiten Transistors T2 ist über einen Kondensator C 11 für sehr hohe Frequenzen
wechselstrommäßig geerdet und über eine Reihenschaltung zweier Widerstände R 17
und R18 gleichstrommäßig mit dem geerdeten Pluspol (-h) verbunden. Der Verbindungspunkt
der beiden Widerstände R 17 und R18 ist über einen Kondensator C 12 mit Erde verbunden.
Durch die Widerstände R 15 bis R18 ist das Gleichkollektorpotential des zweiten
Transistors T2 entsprechend seiner benötigten Aussteuerbarkeit stärker negativ eingestellt
als das des ersten Transistors T1. In analoger Weise ist das Gleichkollektorpotential
des Treibertransistors T3 noch stärker negativ durch dessen Gleichstrom-Arbeitswiderstand
R 3 und den Treiber-Emitterwiderstand R 1 eingestellt. Der Kollektor des Treibertransistors
T3 ist einerseits über den Gleichstrom-Arbeitswiderstand R 3 mit dem Minuspol (-)
der Versorgungsspannung und über den Kondensator C 1 mit dem Eingang des Gegenkopplungsnetzwerkes
N 1 verbunden, welches aus einer Parallelschaltung aus einem Widerstand R 19 und
einem Kondensator C 13 in Längsrichtung zwischen Eingang und Ausgang besteht. Der
Emitter des Treibertransistors T3 ist über den Treiber-Emitterwiderstand R 1 mit
Erde und über den Koppelkondensator C 2 mit den beiden parallelgeschalteten Basen
der Endtransistoren T 4 a und T 4 b verbunden. Der Spannungsteilerwiderstand
R 4 verbindet diese Basen mit dem Minuspol (-), der Spannungsteilerwiderstand R
5 mit dem Pluspol der Versorgungsspannung. Die beiden parallelgeschalteten Kollektoren
der Endtransistoren T 4 a und T 4 b sind mit dem einen Anschluß der
durch einen Widerstand R25 abgeschlossenen Primärseite des Ausgangsübertragers 02
verbunden, der andere Anschluß ist mit dem geerdeten Pluspol der Versorgungsspannung
verbunden. Der Emitter des Endtransistors T 4 a ist über den Kondensator
C5 und der Emitter des Endtransistors T 4 b ist über den Kondensator C 6
mit dem Eingang des Gegenkopplungsnetzwerkes N 1 verbunden. Zudem ist der Emitter
des Endtransistors T4a über eine Reihenschaltung aus dem Emitterwiderstand R
2 a und dem Widerstand R 7 a mit dem Minuspol der Versorgungsspannung
und der Emitter des Endtransistors T 4 b über eine Reihenschaltung aus dem
Emitterwiderstand R 2 b und dem Widerstand R 7 b mit dem Minuspol der Versorgungsspannung
verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Emitterwiderstand R 2 a und dem Widerstand
R7 a ist über den Kondensator C 3 a, der Verbindungspunkt des Emitterwiderstandes
R 2 b und dem Widerstand R 7 b ist über den Kondensator C 3 b
wechselstrommäßig
geerdet. Die Sekundärseite des Ausgangsübertragers V2, dessen einer Anschluß geerdet
ist, ist mit dem Eingang des eigentlichen Ausgangsnetzwerkes N2' verbunden, das
zusammen mit dem Ausgangsübertrager Ü2 so bemessen ist, daß die Wirkung der Kapazität
des Kollektoranschlusses der Endstufe gegen das Wechselstromnullpotential auf den
Frequenzgang innerhalb des übertragungsbandes kompensiert wird.
-
In F i g. 6 ist der Stromlauf eines weiteren Ausführungsbeispieles
in Gestalt eines Trägerfrequenzleitungsverstärkers mit einem Übertragungsbereich
von 4 bis 60 MHz, mit einer Verstärkung von 32 db und einer Ausgangsleistung von
200 mW dargestellt. Er hat wie der vorstehend beschriebene Verstärker nach F i g.
5 fünf Transistoren, von denen die Transistoren T l, T2 und T 3 dem pnp-Leitfähigkeitstyp,
die beiden Endtransistoren T 4 a und T 4 b dem npn-Leitfähigkeitstyp
angehören. Die Endstufe weist zwei wechselstrommäßig parallelgeschaltete Transistoren
T 4 a und T 4 b auf, um die erforderliche Ausgangsleistung aufzubringen.
Um möglichst geringe Längsinduktivitäten und kleine Erdkapazitäten zu erhalten,
sind die Transistoren von der ersten bis zur letzten Stufe galvanisch gekoppelt,
was durch die Verwendung verschiedener Leitfähigkeitstypen ermöglicht wird. Bei
der Versorgungsspannungsquelle ist jedoch an Stelle des Pluspoles (-I-) der Minuspol
(-) geerdet.
-
Die Primärseite des Eingangsübertragers 01 bildet den Eingang
E des Verstärkers, wobei im Zuge der einen Eingangsleitung ein Kondensator C 26
liegt, der den Eingangsübertrager Ü1 zu einem Hochpaß (4 MHz) ergänzt. Die Sekundärseite
ist mit dem Widerstand R 8 abgeschlossen. Der eine Anschluß
dieser
Sekundärseite ist mit der Basis des in Emitter-Basis-Schaltung arbeitenden ersten
Transistors T1, der andere Anschluß ist über eine Parallelschaltung aus dem Kondensator
C 7 und einem Widerstand R 20 geerdet und über einen Widerstand R 21 an einen Verbindungspunkt
zweier Widerstände R 14 a und R 14b angeschlossen, der positives Potential führt.
Auf diese Weise hängen das Basispotential des ersten Transistors T1 und dadurch
mittelbar die Kollektorgleichströme der genau wie nach F i g. 5 galvanisch aneinander
angekoppelten Transistoren T1, T2 und T3 von den Spannungsteilerwiderständen R 20
und R 21 ab. Der Kollektor des ersten Transistors T 1 ist einerseits an die Basis
des zweiten Transistors T2, andererseits über eine Reihenschaltung von dem Widerstand
R 12, der Drossel L 2 und dem Widerstand R 11 mit dem geerdeten Minuspol der Versorgungsspannung
verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R 12 und der Drossel L 2
ist für sehr hohe Frequenzen über einen Kondensator C 15, der Verbindungspunkt der
Drossel L 2 und dem Widerstand R 11 ist über den Kondensator C8 wechselstrommäßig
geerdet. Der Emitter des ersten Transistors T1 ist einerseits an den Ausgang des
Gegenkopplungsnetzwerkes NI, d. h. an den an dieser Stelle gelegenen
Widerstand R I9, andererseits über den Widerstand R13 an einen Schaltungspunkt angeschlossen,
der über den Kondensator C9 wechselstrommäßig geerdet und über die Reihenschaltung
aus den Widerständen R 14 a und R 14 b und der Drossel L 3
mit dem Pluspol (-f-) der Versorgungsspannung verbunden ist. Die Verbindungsleitung
des Widerstandes R 14 b zum Verbindungspunkt der Widerstände R
14 a und dem Spannungsteilerwiderstand R 21 ist durch einen geerdeten Durchführungskondensator
C 16 geführt.
-
Das Gegenkopplungsnetzwerk N1 besteht aus einer Reihenschaltung des
Widerstandes R 19 und eines Kondensators C21, deren Verbindungspunkt über
einen Trimmkondensator C 20 an den Kollektor des zweiten Transistors T2 und
die daran angekoppelte Basis des Treibertransistors T3 angeschlossen ist. Zudem
ist der Kollektor des zweiten Transistors T2 über einen WiderstandR24 an Erde und
über einen Widerstand R 23 an einen Verbindungspunkt angeschlossen, der einerseits
über einen Kondensator C 17 und andererseits über eine Reihenschaltung aus einem
Widerstand R 22 und einem Kondensator C 18 mit Erde verbunden ist. Der Emitter des
zweiten Transistors T 2 ist über den Kondensator C 11 für hohe Frequenzen wechselstrommäßig
geerdet und. über eine Reihenschaltung der Widerstände -R 11, R 18 a und
R 18 b sowie der Drossel L 3 mit dem Pluspol (-I-) der Versorgungsspannung
verbunden. Dabei ist der Verbindungspunkt der Widerstände R 17 und R 18 a über den
Kondensator C 12 wechselstrommäßig geerdet und die Verbindungsleitung zwischen den
Widerständen R 18 a und R 18 b durch einen geerdeten Durchführungskondensator C19
geführt.
-
Der Emitter des Treibertransistors T3 ist direkt an die parallelgeschalteten
Basen der beiden Endtransistoren T 4 a und T 4 b angeschlossen
und über eine Reihenschaltung zweier Widerstände Rla und R 1 b und der Drossel L
3 mit dem Pluspol (-1-) der Versorgungsspannung verbunden. Dabei ist die Verbindungsleitung
zwischen den Widerständen R 1 a und R 1 b durch einen geerdeten Durchführungskondensator
C22 geführt. Der Kollektor des Treiber= transistors T3 ist mit dem Eingang des Gegenkopplungsnetzwerkes
N 1, d. h. an den einen Anschluß des Kondensators C21 angeschlossen und in Abwesenheit
eines speziellen Arbeitswiderstandes an den nachstehend beschriebenen gemeinsamen
Emitterabgriff der beiden Endtransistoren T 4 a und T 4 b
angeschlossen.
Dieser Emitterabgriff ist über den Emitterwiderstand R 2 mit dem geerdeten Minuspol
der Versorgungsspannung, über eine Parallelschaltung eines Widerstandes R 6 a und
eines Kondensators C 4 a mit dem Emitter des einen Endtransistors T4a und
über eine Parallelschaltung eines Widerstandes R 6 b und eines Kondensators
C 4 b mit dem Emitter des anderen Endtransistors Tob verbunden. Die parallelgeschalteten
Kollektoren der Endtransistoren T 4 a und T 4 b sind mit dem einen
Anschluß der Primärseite des Ausgangsübertragers Ü2 verbunden, deren anderer Anschluß
über einen Kondensator C 24 wechselstrommäßig geerdet und über eine Drossel L4 mit
dem Pluspol (-h) der Versorgungsspannung verbunden ist. Dabei ist die Verbindungsleitung
zwischen dem Pluspol (-I-) und der Drossel L4 durch einen geerdeten Durchführungskondensator
C23 geführt. Parallel zu der Primärseite des Ausgangsübertragers 02 ist ein Widerstand
R25 geschaltet. Die Sekundärseite des Ausgangsübertragers bildet den Ausgang A des
Verstärkers, wobei im Zuge der einen Ausgangsleitung ein Kondensator C
25
liegt, der den Ausgangsübertrager 02 zu einem Hochpaß (4 MHz) ergänzt.