DE1230097B

DE1230097B - Regulated transistor high-frequency or intermediate-frequency amplifier stage operated in emitter circuit

Info

Publication number: DE1230097B
Application number: DEB67812A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Proelss
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1956-10-17
Filing date: 1962-06-26
Publication date: 1966-12-08
Also published as: DE1148605B

Description

Geregelte, in Emitterschaltung betriebene Transistor-Hochfrequenz- oder -Zwischenfrequenzverstärkerstufe Die Erfindung betrifft eine geregelte, in Emitterschaltung betriebene Transistor-Hochfrequenz- oder -Zwischenfrequenzverstärkerstufe, insbesondere zur Verstärkung von amplitudenmodulierten Signalen, wobei der Basiselektrode des Transistors eine von der Eingangsfeldstärke des empfangenen Senders abhängige Regelspannung, die bei zunehmender Eingangsfeldstärke ein positiveres Potential annimmt, nach Patent 1148 605 über eine Diode zugeführt wird, die, von der Eingangselektrode her gesehen, gleichsinnig gepolt ist wie die Eingangsdiodenstrecke des Transistors.Regulated, emitter-operated transistor high-frequency or intermediate frequency amplifier stage The invention relates to a regulated, in Emitter circuit operated transistor high-frequency or intermediate-frequency amplifier stage, especially for amplifying amplitude-modulated signals, the base electrode of the transistor depends on the input field strength of the received transmitter Control voltage, which has a more positive potential with increasing input field strength assumes, according to patent 1148605, is fed via a diode which, from the input electrode seen from here, is polarized in the same direction as the input diode path of the transistor.

Gemäß dem Hauptpatent ist die Diode galvanisch mit der Eingangselektrode des Transistors verbunden und liegt mit ihrer Durchlaßrichtung - von der Eingangselektrode her gesehen - in der gleichen Richtung wie die der Eingangsstrecke des Transistors. Die Regelspannung wird dem Transistor über die Diode zugeführt.According to the main patent, the diode is galvanic with the input electrode of the transistor and lies with its forward direction - from the input electrode seen from here - in the same direction as that of the input path of the transistor. The control voltage is fed to the transistor via the diode.

Bei kleineren Signalamplituden wirkt die Diode durch eine entsprechende kleine Regelspannung als großer Parallelwiderstand zum Eingang des Transistors und beeinträchtigt die Funktion der Transistorstufe nicht. Wird jedoch das Eingangssignal und damit auch die Regelspannung größer, so verringert die Regelspannung den Durchgangswiderstand der Diode, da der Arbeitspunkt auf der Kennlinie der Diode immer weiter in den Kennlinienknick verschoben wird. Gleichzeitig vergrößert sich aber durch das Ansteigen der Regelspannung der Eingangswiderstand des Transistors, so daß bei nahezu gleichbleibender Belastung des Vorkreises die Diode immer stärker als Nebenschluß wirksam wird, wenn der Widerstandsverlauf des Transistoreingangswiderstandes ähnlich dem der Diode ist.With smaller signal amplitudes, the diode acts through a corresponding one small control voltage as a large parallel resistance to the input of the transistor and does not affect the functioning of the transistor stage. However, the input signal will and thus the control voltage is greater, the control voltage reduces the volume resistance of the diode, since the operating point on the characteristic curve of the diode continues to fall into the characteristic curve is moved. At the same time, however, the control voltage increases as a result of the increase the input resistance of the transistor, so that with an almost constant load of the pre-circuit the diode is always more effective as a shunt when the resistance curve of the transistor input resistance is similar to that of the diode.

Dabei ist .es schwierig, Transistorverstärkerstufen derart zu regeln, daß sowohl Eingangssignale von wenigen Mikrovolt als auch solche von einigen Volt einwandfrei verarbeitet werden und sich eine konstante, nicht verzerrte Ausgangsspannung sowohl für amplitudenmodulierte als auch für frequenzmodulierte Signale ergibt. Es ist bekannt, parallel zu einer Transistoreingangs- oder Ausgangselektrode zur Begrenzung oder zur Bedämpfung eine Diode zu schalten. Eine Begrenzung führt jedoch bei starken amplitudenmodulierten Signalen zu Verzerrungen und ist nur bei frequenzmodulierten Signalen brauchbar, während eine Bedämpfung der Kreise sich im Hinblick auf die Selektion besonders nachteilig auswirken kann.It is difficult to control transistor amplifier stages in such a way that that both input signals of a few microvolts and those of a few volts processed properly and a constant, undistorted output voltage results for both amplitude-modulated and frequency-modulated signals. It is known to use parallel to a transistor input or output electrode To limit or to switch a diode for damping. There is one limitation, however with strong amplitude-modulated signals to distortion and is only with frequency-modulated Signals usable while attenuating the circles in terms of the Selection can be particularly detrimental.

Verwendet man eine automatische Verstärkungsregelung, wie sie bei Röhrenverstärkern üblich ist, so wird der Arbeitspunkt des Transistors bei größeren Eingangssignalen (z. B. 100 ... 300 mV) in den unteren Kennlinienknick hineingeregelt. Die Folge davon sind starke Verzerrungen, insbesondere scheinbare Modulationsgradänderungen bei amplitudenmodulierten Signalen, die so groß werden können, daß bei einem Eingangssignal mit z. B. 3011/o Modulation im Ausgangskreis des Transistors ein Modulationsgrad von weit mehr als 10011/o auftritt. Erst wenn die Eingangsfeldstärke noch weiter angestiegen ist und der Transistor vollständig zugeregelt wird, ist wieder ein einwandfreier Empfang möglich.If an automatic gain control is used, as is usual with tube amplifiers, the operating point of the transistor is regulated into the lower curve bend for larger input signals (e.g. 100 ... 300 mV). The consequence of this is strong distortion, in particular apparent changes in the degree of modulation in amplitude-modulated signals, which can be so large that for an input signal with z. B. 3011 / o modulation in the output circuit of the transistor a degree of modulation of far more than 10011 / o occurs. Correct reception is only possible again when the input field strength has increased further and the transistor is completely closed.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen Transistor-Hochfrequenzverstärker zu finden, der in der Lage ist, auch stärkere Eingangssignale, wie sie z. B. in Orten mit starken Lokalsendern auftreten, einwandfrei zu verarbeiten, ohne daß dadurch die Empfindlichkeit des Gerätes herabgesetzt wird. Dies läßt sich erreichen, wenn gemäß der Erfindung parallel zur Diode ein Basiswiderstand geschaltet ist und die Größe des Basiswiderstandes derart bemessen ist, daß sich bei großen Eingangssignalen eine zusätzliche, mitlaufende, die normale Regelung unterstützende und Modulationsverzerrungen vermindernde Regelspannung ergibt.The invention is now based on the object of a circuit arrangement for a transistor high frequency amplifier that is capable of finding too stronger input signals, such as B. occur in places with strong local stations, can be processed properly without reducing the sensitivity of the device will. This can be achieved if, according to the invention, a parallel to the diode Base resistance is switched and the size of the base resistance is dimensioned in this way is that with large input signals there is an additional, concurrent, normal Control voltage that supports control and modulation distortion reducing results.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

F i g. 1 zeigt eine Transistor-Hochfrequenzeingangsstufe und F i g. 2 eine Arbeitskennlinie des Transistors. In einer Transistor-Hochfrequenzeingangsstufe befindet sich ein p-n-p-Transistor 1, dessen Emitter über die Parallelschaltung eines Widerstandes 2 und eines Kondensators 3 an Masse liegt. Ein Eingangssignal gelangt über eine Antenne 4 an einen als n-Kreis aufgebauten Eingangskreis. Dieser besteht aus einer veränderbaren Abstimmspule 5, deren eines Ende an der Antenne 4 und an einem an Masse geschalteten Kondensator 6 liegt und deren anderes Ende mit zwei in Serie geschalteten Kondensatoren 7 und 8 verbunden ist, wobei der Kondensator 6 wiederum einseitig an Masse liegt. Die Kondensatoren 7 und 8 dienen zur kapazitiven Anpassung an den Eingangswiderstand des Transistors. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Kondensatoren 7 und 8 ist mit der Basis des Transistors 1 und über die Parallelschaltung einer Diode 9 und eines Widerstandes 10 mit einer Klemme 11 verbunden. Dabei ist die Diode 9 so geschaltet, daß sie, von der Eingangs-(Basis-)elektrode her . gesehen, gleichsinnig gepolt ist wie die Eingangstransistordiodenstrecke. Die Klemme 11, der über einen Entkopplungswiderstand 12 eine positive, von der Eingangsamplitude abhängige Regelspannung zugeführt wird, liegt über einen Kondensator 13 an Masse. Im Kollektorkreis des Transistors liegt ein Bandfilter 14.F i g. 1 shows a transistor high frequency input stage and FIG. 2 shows an operating characteristic of the transistor. In a transistor high-frequency input stage there is a pnp transistor 1, the emitter of which is connected to ground via the parallel connection of a resistor 2 and a capacitor 3. An input signal reaches an input circuit constructed as an n-circle via an antenna 4. This consists of a variable tuning coil 5, one end of which is connected to the antenna 4 and a capacitor 6 connected to ground and the other end of which is connected to two capacitors 7 and 8 connected in series, the capacitor 6 again being connected to ground on one side. The capacitors 7 and 8 are used for capacitive adaptation to the input resistance of the transistor. The common connection point of the capacitors 7 and 8 is connected to the base of the transistor 1 and, via the parallel connection of a diode 9 and a resistor 10, to a terminal 11. The diode 9 is connected in such a way that it starts from the input (base) electrode. seen, is polarized in the same direction as the input transistor diode path. Terminal 11, to which a positive control voltage dependent on the input amplitude is fed via a decoupling resistor 12, is connected to ground via a capacitor 13. A band filter 14 is located in the collector circuit of the transistor.

Mit größer werdendem Eingangssignal wird das Potential der Regelspannung immer positiver, und der Arbeitspunkt des Transistors gleitet auf der Kennlinie z. B. vom Arbeitspunkt A 1 auf den Arbeitspunkt A z. Bei einem noch größeren Eingangssignal wird nun bei bekannten Schaltungen der Arbeitspunkt unter Umständen bis in den unteren Knick A 0 der Arbeitskennlinie geregelt, wodurch sich Modulationsgradänderungen und starke Verzerrungen 16 ergeben, die auch durch einen nachgeschalteten Resonanzkreis nicht wieder ausgeglichen werden können. -Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Anordnung vermieden, indem bei starken Eingangssignalen von z. B. 100 ... 300 mV durch eine zusätzliche, mitlaufende, durch die gleichgerichtete Hochfrequenz sich selbst erzeugende, die normale Regelung unterstützende Regelspannung 17 verhindert wird, daß der betreffende Transistor im unteren Knick A 0 der Kennlinie arbeitet. Dadurch ergibt sich auch innerhalb dieses Feldstärkebereiches eine unverzerrte Modulation 18. Durch die normale Regelspannung wird der Transistor bei besonders großen Eingangsspannungen sowohl für die positive als auch für die negative Halbwelle in bekannter Weise gesperrt, indem der Arbeitspunkt noch weiter unter den Knick A 0 geregelt wird. Eine Kopplung auf den Bandfilterkreis 14 erfolgt dann nur noch über die Basis-Kollektor-Kapazität 15. Bei der Bemessung der Regelkonstanten des mitlaufenden Arbeitspunktes spielt im wesentlichen die aus dem Widerstand 10 und dem Kondensator 8 gebildete Zeitkonstante eine Rolle.As the input signal increases, the potential of the control voltage becomes more and more positive, and the operating point of the transistor slides on the characteristic z. B. from working point A 1 to working point A z. In the case of an even larger input signal, the operating point is now regulated down to the lower bend A 0 of the operating characteristic curve in known circuits, which results in changes in the modulation depth and strong distortions 16 that cannot be compensated for by a downstream resonance circuit. -These disadvantages are avoided by the arrangement according to the invention. B. 100 ... 300 mV by an additional, running, self-generating by the rectified high frequency, the normal control supporting control voltage 17 is prevented that the transistor in question works in the lower bend A 0 of the characteristic. This also results in an undistorted modulation 18 within this field strength range. The normal control voltage blocks the transistor for particularly high input voltages for both the positive and the negative half-wave in a known manner by regulating the operating point further below the kink A 0 . A coupling to the band filter circuit 14 then only takes place via the base-collector capacitance 15. In the dimensioning of the control constants of the concurrent operating point, the time constant formed from the resistor 10 and the capacitor 8 essentially plays a role.

Als günstige Bemessung der Bauelemente wurden beim Ausführungsbeispiel folgende Werte ermittelt: Transistor 1 . . . ...... AF 117 (AF 116, 0C 612) Diode 9 ............ 0A 79 Widerstand 2 . . . . . . . . 560 Ohm Widerstand 10 ....... 18 kOhm Widerstand 12 ....... 2,2 kOhm Kondensator 3 ...... 47 nF Kondensator 6 ...... 10 ... 60 pF Kondensator 7 ...... 15 pF Kondensator 8 ...... 300 pF Kondensator 13 ..... 47 nF Die erfindungsgemäße Transistorregelung bei Großsignalen ist nicht an die Verwendung in einer Hochfrequenzeingangsstufe gebunden, sie kann, auch in Zwischenfrequenzverstärkerstufen, die übersteuert werden können, erfolgreich angewendet werden. Auch ist die Verwendung in einer anderen Transistorschaltung oder bei n-p-n-Transistoren möglich, wobei die Diode entsprechend gepolt werden muß.As a favorable dimensioning of the components, the following values were determined in the exemplary embodiment: Transistor 1. . . ...... AF 117 (AF 116, 0C 612) Diode 9 ............ 0A 79 Resistance 2. . . . . . . . 560 ohms Resistance 10 ....... 18 kOhm Resistance 12 ....... 2.2 kOhm Capacitor 3 ...... 47 nF Capacitor 6 ...... 10 ... 60 pF Capacitor 7 ...... 15 pF Capacitor 8 ...... 300 pF Capacitor 13 ..... 47 nF The transistor control according to the invention for large signals is not tied to use in a high-frequency input stage; it can also be used successfully in intermediate-frequency amplifier stages that can be overdriven. It can also be used in another transistor circuit or in npn transistors, the diode having to be polarized accordingly.

Claims

Claim: Regulated, emitter-operated transistor high-frequency or intermediate frequency amplifier stage, in particular for amplifying amplitude-modulated Signals, the base electrode of the transistor being one of the input field strength of the received transmitter dependent control voltage, which with increasing input field strength assumes a more positive potential, supplied via a diode according to patent 1148 605 which, seen from the input electrode, is polarized in the same direction as the Input diode path of the transistor, thereby g e k e n n n z e i c h n @e t that a base resistor (10) is connected in parallel to the diode (9) and that the size of the base resistance is dimensioned in such a way that with large input signals an additional, concurrent modulation distortion that supports normal regulation reducing control voltage results.