DE1917119C - Dioden-Torschaltung für große Signalbandbreite - Google Patents

Description

ten Dioden aufweist, Einrichtungen zur Erzeu-

gung einer die Dioden sperrenden Vorspannung

und einem an den Verbindungspunkt der beiden .

Längszweigdioden angeschlossenen Querzweig«» Die Erfindung betrifft eine steuerbare Dioden-lor-

mit einer dritten Diode,'über die ein Steuersignal schaltung für große Signalbandbreite, mit einem von

zuführbar ist, das unter Überwindung der sper- einem Signaleingang ausgehenden Längszweig, der

renden Vorspannung die Dioden des Längs- eine Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt ge-

zweiges in den leitenden Zustand versetzt, da- polten Dioden aufweist, Einrichtungen zur Erzeugung

durch gekennzeichnet, daß die weitere »5 einer die Dioden sperrenden Vorspannung und einem

Diode (D 3; mit entgegengesetzter Elektrode wie an den Verbindungspunkt der beiden Längsdioden

die Längszweigdioden (D 1, D 2) an den Verbin- angeschlossenen Querzweig mit einer dritten Diode,

dungspunkt angeschlossen ist, in Sperrichtung über die ein Steuersignal zuführbar ist, das unter

vorgespannt ist und von einem Tastimpulsgene- Überwindung der sperrenden Vorspannung die

rator (G) mit Impuls-Steuersignalen gespeist wird, ao Dioden des Längszweiges in den leitenden Zustand

daß an den Verbindungspunkt eine Abschluß- versetzt.

impedanz (R2, C2) angeschlossen ist, deren Fuß- Bei einer derartigen Torschaltung ist die Strecke

punkt durch einen zur Masse führenden Ableit- zwischen dem Eingang und dem Ausgang normaler-

kondensator (C 2) verhältnismäßig großer Kapa- weise gesperrt. Diese Strecke, die in bekannter Weise

zität gebildet wird, daß am Ausgang (3) der im as durch eine Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt

Längszweig orgesehenen Reihenschaltung der gepolten Dioden besteht, die durch eine Vorspan-

beiden Dioden (Dl, D 2) eine an Masse liegende nung im Sperrzustand gehalten sind, wird durch ein

Speicherkapazität (C j) angeschlossen ist, und normalerweise impulsförmiges Steuersignal leitend

daß der Ausgang (3) an eine Signal-Rückgewin- gemacht, so daß ein am Eingang anstehendes Nutz-

nungsschaltung angeschlossen ist, deren Aus- 30 signal zum Ausgang durchgeschaltet wird,

gangssignal wenigstens zum Teil auf die Dioden Da zwischen dem Ausgang und Erde, insbesondere

(Dl, D2, D3) gegengekoppelt ist. bei höheren Frequenzen, eine merkliche Streukapa-

2. Dioden-Torschaltung nach Anspruch 1, da- zität besteht und da ferner auch bei geöffneter Tordurch gekennzeichnet, daß der Ableitkonden- schaltung eine Impedanz zvischen Eingang und sator eine Kapazität (C 2) von mehr als 300 pF 35 Ausgang liegt, hat die Torschaltung eine Zeitaufweist und daß die Gegenkopplung eine Band- konstante, die durch das Produkt der Streukapazität breite von mehr als 0,5 GHz aufweist. und des Isolationswiderstandes der gesperrten

3. Dioden-Torschaltung nach Anspruch 1 Strecke bestimmt ist. Durch die Impedanz der Signaloder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der quelle, die das Nutzsignal auf den Eingang der Torweiteren Diode (D 3) liegende Vorspannung ver- 40 schaltung schaltet, wird diese Zeitkonstante veränderbar ist. größert. Während des Zeitintervalls, in dem der

4. Dioden-Torschaltung nach einem der An- Tastimpuls auftritt, wird die Streukapazität durch Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Eingangssignal aufgeladen. Da jedoch die Zeit-Signal-Rückgewinnungsschaltung einen Differenz- dauer des Tastimpulses bei hohen Signalfrequenzen verstärker (TR 1, TR 2) aufweist, der zwischen 45 klein ist, ist die Aufladung und somit das erzeugte dem Ausgang (3) und einem weiteren Verstärker Ausgangssignal kleiner als das Eingangssignal. Fer- (A) der Signal-Rückgewinnungsschaltung geschal- ner tritt bei Verwendung von Dioden für eine dertet ist, wobei ein Eingang des Differenzverstärkers artige Torschaltung eine Verzerrung des Ausgangsan den Ausgang (3) und der andere Eingang an signals infolge der nichtlinearen Kennlinie der Diode die Gegenkopplung angeschlossen ist. 50 auf.

5. Dioden-Torschaltung nach Anspruch 4, da- Je kürzer die Periode des Tastimpulses ist, desto durch gekennzeichnet, daß der Differenzverstär- höher kann die Frequenz des Signals sein, das am ker zwei Feldeffekt-Transistoren (TR 1, TR 2) Ausgang abgenommen wird. Daher kann eine deraufweist. artige Torschaltung zwar über eine große Bandbreite

6. Dioden-Torschaltung nach einem der An- 55 betrieben werden, aber das AusgangssignaJ wird Sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wegen der Zeitkonstanten immer kleiner. Für die BeReihenschaltung aus zwei entgegengesetzt ge- ziehung zwischen der Bandbreite /₀ bzw. der höchpolten Dioden (Dl, D 2) eine weitere Reihen- sten übertragbaren Frequenz und dem Impulsinterschaltung aus entgegengesetzt gepolten, durch vall τ gilt:

eine Vorspannung gesperrten Dioden (D 3, D 4) 60 _r . ; = ο 44

zur Bildung einer Diodenbrücke parallel geschal- °

tet sind und daß eine sechste Diode (D 6) vorge- Wenn τ gleich 60 psec ist, dann ist /₀ gleich 7 GHz.

sehen ist, die mit entgegengesetzter Elektrode wie Eine Torschaltung für eine solche Bandbreite ver-

die Längszweigdioden der weiteren Reihenschal- wendet Dioden. Während des Sperrzustandes hat eine

tung an den Verbindungspunkt angeschlossen, in 65 Diode eine Kapazität von ungefähr 0,5 pF und einen

Sperrichtung vorgespannt und ebenfalls vom Widerstand von einigen Megohm, so daß das Ein-

Tastimpulsgenerator (G) mit Impulssteuersignalen gangssignal als Lecksignal über die Impedanzen zum

cesDeist ist. Ausgang gelangt. Infolge der Zeitkonstanten der

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Torschaltung wird nun dieses Lecksignal dem Aus- wird eine Steuerspannung auf den elektronischen

gangssignal überlagert Ein an den Ausgang geschah- Schalter gegeben, wobei je nach Vorzeichen der

teter Niederfrequenzverstärker verstärkt somit die Steuerspannung das T-förmige Dämpfungsglied eine

Summe beider Signale, so daß sich eine Verzerrung hohe bzw. niedrige Dämpfung aufweist, so daß ent-

der Wellenform ergibt Wie weiter oben bereits aus- 5 sprechende Leistung auf die Last übertragen wird

geführt, ist das Ausgangssignal um so kleiner, je oder nicht Bei dieser Schaltungsanordnung ist die im

höher die Frequenz ist, so daß das Ausgangssignal Querzweig liegende Diode nicht geeignet, von der

stark von dem Lecksignal beeinflußt wird, und zwar Steuerspannungsquelle reflektierte Wellen abzufan-

um so stärker, je höher die Frequenz ir?. Diese Er- gen, da die Diode die gleiche Durchlaßrichtung wie

scheinung trifft auch dann zu, wenn am Ausgang der io die anderen Dioden aufweist (deutsche Patentschrift

Torschaltung eine Speicherkapazität geschaltet ist, 830352).

um die Schaltung von zufälligen Streuungen der Aus- Bei einer anderen bekannten Schaltungsanordnung

gangs-Streukapazität unabhängig zu machen. sind zwei in Reihe liegende, entgegengesetzt gepolte

Das Steuersignal für eine derartige Dioden-Tor- Dioden vorgesehen, an deren gemeinsamen Verbin-

schaltung, zumeist in Form eines Testimpulses, wird 15 dungspunkt Tastimpulse gelegt werden, die eine an

dem Verbindungspunkt der beiden Längszweig- die Reihenschaltung geleg'r Gleichspannung tasten.

dioden zugeführt. Die Impedanz des den Tastimpuls Am Ausgang der Diodensi.haltung ist eine Triode

erzeugenden Tastimpulsgenerators, gesehen vom geschaltet, deren Gitter von den Tastimpulsen ange-

a Verbindungspunkt aus (AusgangsimpeJanz des Tast- steuert wird und deren Anodenspannung entspre-

Ϊ impulsgenerator«), ist klein und stark von der Fre- ao chend den Tastimpulsen einen Impulsverlauf aufweist.

quenz abhängig. Selbst wenn die erste Längszweig- Die Amplituden der Impulse stellen dabei ein Maß

if diode gesperrt ist, wirkt diese Ausgangsimpedanz a's für die Höhe der Gleichspannung dar. Eine derartige

Last für den Signaleingang über die Kapazität der Schaltungsanordnung dient im wesentlichen zum

f Dioden, wodurch die Wellenform des zu messenden Tasicn von Gleichspannungen und ist zum Tasten

Eingangssignals verzerrt wird, so daß Unregelmäßig- as für besonders hochfrequente Signale nicht geeignet

f keiten entstehen in der Frequenzcharakteristik im (USA.-Patentschrift 2 950690).

Bereich hoher Frequenzen. Es ist andererseits scl.wie- Es ist ferner ein Diodenschalter bekannt mit zwei

rig. die Ausgangsimpedanz des Tastimpulsgenerators in Reihe geschalteten, entgegengesetzt gepolten

j über eine größere Bandbreite anzupassen. Mit ande- Dioden, an deren Verbindungspunkt im Querzweig

! ren Worten, der Welligkeitsfaktor ist groß. Um die 30 eine dritte Diode geschaltet ist. Eine Steuerspannung

j Impulsbreite des Tastimpulses kleiner zu machen, wird auf den gemeinsamen Verbindungspunkt der

wird im Tastimpulsgenerator normalerweise eine Dioden gegeben und sperrt bzw. öffnet somit den

Verkürzungsschaltung verwendet, um die Impuls- Diodenschalter. Insbesondere bei sehr hohen Fre-

breite auf ein Zeitintervall zu vermindern, das von quenzen tritt eine Reflexion einer Welle des Ein-

dem Signal benötigt wird, um die Verkürzungsschal- 35 gangssignals am Steuerspannungsgeber auf, die durch

tung vorwärts und rückwärts zu durchlaufen. Der den bekannten Diodenschalter nicht gedämpft oder

Welligkeitsfaktor dieser Verkürzung: schaltung ist je- unterdrückt werden kann (asutsche Auslegeschrift

doch unendlich, so daß Totalreflexion auftritt. Da 1 084 309).

diese Reflexion über die Kapazität der Diode im Es ist ein Diodenschalter in Brückenschaltung be-Sperrzustand eine Belastung des Eingangs bewirkt, 40 kannt, bei dem zur Ableitung eines Leckstromes wird ein Teil des Eingangssignals, das am Eingang über einen Transistor eine niedrige Impedanz an die ansteht, von dem Tastimpulsgenerator mit der Ver- Verbindungspunkte der entgegengesetzt gepolten kürzungsschaltung auf den Eingang zurückreflektiert. Dioden gelegt ist und auf die auch eine Steuerspanso daß die reflektierte Welle dem Eingangssignal nung geschaltet wird. Bei dieser bekannten Schalüberlagert wird und sich eine Verzerrung der Wellen- 45 tungsanordrung wird zwar verhindert, daß ein form ergibt, wenn die Torschaltung öffnet. Auf diese großer Teil des Leckstroms auf den Ausgang des Weise wird die Hochfrequenzcharakteristik der Tor- Schalters gelangt Für ein Abtastverfahren, insbesonschaltung unregelmäßig und weiter verschlechtert. cere bei sehr hohen Frequenzen, ist sie jedoch nicht Ein Versuch zur Lösung dieses Problems könnte geeignet (deutsche Auslegeschrift 1 182120). darin bestehen, ein Breitband-Dämpfungsgiied mit so Schließlich ist bei einem Diodenschalter in einem kleinen Welligkeitsfaktor zwischen dem Tast- Brückensrhaltung ebenfalls bekannt, die Steuerspanimpulsgenerator und der Torschaltung zu schalten. nung über eine Diode an die Brückenschaltung zu Wenn ein Dämpfungsglied mit einer Dämpfung von legen. Da aiese Diode jedoch mit dem gleichen Pol 6 db verwendet würde, könnte die reflektierte Welle wie die anderen am gemeinsamen Verbindungspunkt auf ein Viertel reduziert werden. Aber der Tast- 55 liegt, kann sie Reflexionen von der Steuerspannungsimpuls, der der Torschaltung zugeführt wird, würde quelle auf den Signaleingang zurück nicht verebenfalls auf die Hälfte abgeschwächt. Um daher die hindern.

Amplitude des Tastimpulses auf dem Wert zu Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Diodenhalten, den sie ohne Dämpfungsglied haben würde, Torschaltung für möglichst getreue Abtastung von muß der Tastimpulsgenerator Impulse mit der zwei- Go Signalen großer Bandbreite (oder hoher oberer fachen Amplitude erzeugen. Dies ist jedoch prak- Grenzfrequenz) zu schaffen, tisch sehr schwer durchführbar. Bei einer Dioden-Torschaltung der eingangs ge-Es ist ein zwischen einem Generator und einer nannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Last geschalteter elektronischer Schalter bekannt, der die weitere Diode mit entgegengesetzter Elektrode als T-förmiges Dämpfungsglied ausgebildet ist In 65 wie die Längszweigdioden an den Verbindungspunkt jedem Zweig ist eine Diode geschaltet. Die Dioden angeschlossen ist, in Sperrichtung vorgespannt ist liegen mit gleichen Elektroden am gemeinsamen und voa einem Tastimpuisgenerator mit Impuls-Verbindungspunkt. Über die Diode im Querzweig Steuersignalen gespeist wird, daß an den Verbin-

dungspunkt eine Abschlußimpedanz angeschlossen ist, deren Fußpunkt durch einen zur Masse führenden Ableitekondensator verhältnismäßig großer Kapazität gebildet wird, daß am Ausgang der im Längszweig vorgesehenen Reihenschaltung der beiden Dioden eine an Masse liegende Speicherkapazität angeschlossen ist und daß der Ausgang an eine Signal-Rückgewinnungsschaltung angeschlossen ist, deren Ausgangssignal wenigstens zum Teil auf die Dioden gegengekoppclt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Dioden-Torschaltung ist eine gegengckoppelte Breitband-Torschaltung geschaffen, die zur Abtastung und Wiedergewinnung von Hoch- und Höchstfrequenzsignalen geeignet ist und beispielsweise für Sampling-Oszillographen verwendet werden kann. Es gibt jedoch auch zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise als Analog-Digital-Umsetzer, wobei die bei der Abtastung gewonnenen Impulssignale direkt verwendet werden, d. h. vor ihrer Wiederzusammensetzung. In diesem Fall ist die Wiederzusammensetzung zu einem kontinuierlichen (Analog-)Signal nur fUr die Gegenkopplung von Bedeutung, d. h. für die Korrektur der von den Dioden hervorgerufenen, nichtlinearen Verzerrungen.

Bei der erfindungsgemäßen Torschaltung werden die Schwierigkeiten vermieden, die sonst bei sehr hohen Frequenzen, durch Einfluß von Eigen- und Streukapazitäten. Laufzeiten und Signalreflexionen auftreten. Dieser Vorteil wird durch drei wesentliche Merkmale erreicht. Zum einen wird der Leckstrom infolge der Streukapazität der Dioden über einen niederohmigcn Querzweig abgeleitet, so daß insbesondere bei hohen Frequenzen ein verhältnismäßig günstiges Dämpfungsverhältnis eines getasteten Signals erzielt wird. Zum zweiten verhindert die im Querzweig mit entgegengesetzter Elektrode wie die Längszweigdioden geschaltete Diode einen Signalrücklauf vom Abtastimpulsgenerator zum Signaleingang, was eine Verzerrung der Wellenform des Nutzsignals zur Folge hätte. Zum dritten wird schließlich ein aus den Ausgangsimpulsen der Torschaltung zurückgewonnenes Signal gegengekoppelt. Dadurch wird insbesondere der durch die Nichtlinearität der Dioden hervorgerufene Nachteil behoben.

Ausführungsbcispielc der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen beschrieben Es zeigt

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ein Ersatzschallbild der in Fig. 1 gezeigten Schaltung.

F i g. 3 ein Ersatzschaltbild der in F i g. 1 gezeigten Schaltung ohne den Widerstand R1 und die Diode D 3.

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Kennlinie und der Wcllenformen an der Diode D 3 und

Fig. 5 die Schaltung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In der in F i g. 1 gezeigten Schaltung ist ein Eingang 1 für ein Signal, das gemessen werden soll, ein Masseanschluß 2 und ein Ausgang 3 gezeigt, an dem die Amplitude des zu messenden Signals während der Zeitdauer des Tastimpulses abgenommen wird. Der Ausgang 3 ist mit der Steuerelektrode eines Feldeffekt-Transistors TRl verbunden. Die Schaltung weist ferner drei DiodenDI, Dl und D3 auf, von denen die Dioden 1 und 2 in Reihe geschaltet und entgegengesetzt gepolt sind, während die dritte Diode 3 mit entgegengesetzter Elektrode wie die Längszweigdioden Dl und D2 an deren Verbindungspunkt angeschlossen ist. Die Dioden 1, 2 und 3 liegen über Schaltungspunkte 7, 8 und 9 an einer Vorspannung, die die Dioden normalerweise gesperrt hält.

Die Vorspannung an den Dioden wird über Widerstände R 2, R 3, R S und R1 und über Vorspannungsquellen £1, £2 und £3 angelegt. Ein Tastimpuls-

generator G speist über eine Klemme 4 die Diode D 3 mit einem negativen Tastimpuls, der die von den Vorspannungsquellen El, £2 und £3 erzeugte Vorspannung übersteigt und somit die Dioden leitend macht. Ein Speicherkondensator C 3 zwischen dem

is Ausgang 3 und Masse speichert das hindurchgelassene zu messende Signal. Ein Kondensator C1 am Ausgang des Tastimpulsgenerators verhindert, daß . an dem Tastimpulsgenerator G eine Vorspannung anliegt. Ferner ist an den Verbindungspunkt der bei-

ao den Längszweigdioden Dl und Dl über einen Widerstand Rl ein AbleitkondensatorC2 geschaltet, dessen Fußpunkt an Masse liegt.

Die Kapazitäten zwischen den Anschlüssen der Dioden Dl, Dl und D3, während sie gesperrt sind,

»5 sind durch C 4, C 5 bzw. C 6 angedeutet, während die Isolationswiderstände der Dioden Dl und D 2 durch R 4 bzw. R 6 darge<s»e11t sind

Die Feldeffekt-Transistoren TR1 und TR1 bilden einen Differenzverstärker. Die Steuerelektrode des Transistors TR 2 ist über einen Widerstand R 7 mit einem Schaltungspunkt 8 verbunden. Die Quellenelektroden sind miteinander verbunden und über einen Widerstand R 9 an eine Stromquelle P peschaltet. Die Abflußelektroden der Transistoren TR 1 und TA 2 sind über Widerstände R 8 bzw. R iO mit einer Stromquelle +B verbunden. Die Abflußelektrode des Transistors TRl ist an einen Wcchselstromverstärker A angeschlossen, dessen Aus^inc^- signal einem Signalformer zugeführt wird. Der S tnal-

4u former S dient dazu, den Spitzenwert des von dem Wechselstromverstärker kommenden AusgangssignaK zu speichern und zu halten, d.h. eine Glättung der Ausgangsimpulsfolge zwecks Signalrückgewinniine Das Ausgangssignal des Signalformers liegt einersen-;

an dem Anschluß 5 und wird andererseits (. s Gegenkopplung über einen Widerstand /711 und der Vorspannungsquelle £3 zurückgeführt, die mit einem Pol an dem Verbindungspunkt 6 zwischen dem Widerstand Λ11 und einem Widerstand Λ12 liegt.

so die ein Dämpfungsglied bilden. Der andere Pol der Vorspannungsquelle liegt am Anschluß 7 zwischen den beiden anderen Vorspannungsquellen E1 und £2

Die KapazitätenC4, CS und C 6 der Dioden Dl. D 2 und D 3 haben einen Wert von etwa 0,5 pF.

Der Widerstand R 2 ist an die Ausgangsimpedanz des Tastimpulsgenerators G angepaßt und hat einen Wert von etwa 50 Ohm. Der Eingang 1 ist durch eine der Signalquelle angepaßte Impedanz in der Größen-

Ordnung von 50 Ohm abgeschlossen. Die Kapazität des Ableitkondensators kann einen Wert von mehreren 10 pF haben, es ist jedoch vorteilhaft, diesen Wert wesentlich höher, beispielsweise etwa 1000 pF zu wählen. Die Kapazität C4 und der Widerstand R 4

liegen im Längszweig als Reihenelement eines L-Dämpfungsgliedes, während der Widerstand K 2 und der Kondensator C 2 deo Querzweig bilden, so daß infolge der vorhandenen Impedanzwerte dieses

(ο

Dämpfuiigsglieds das Diimpfungsverhältnis äußerst Wcllenformen vermieden wird. Die Dämpfung des

groß ist, so daß der zu dem Ausgang fließende Leck- Tastimpulses, wenn die Dioden leiten, ist sehr klein,

strom durch die gesperrten Dioden Dl und Dl stark Die Stromspannungskcnnlinien der Diode D3 wie

gtüämpft dem Wcchselstmmvcrstärker zugeführt auch der anderen Dioden Dl und D2 ist nicht linear

wird. Wenn der Leckstrom in seiner Frequenz unter 5 (Fig. 4). Wenn daher der Tastimpuls an diese Diode

der unteren oder über der oberen Frequenzgrenzc D 3 angelegt wird, erhält man einen viel steileren

des Wechsclstromverstärkers liegl, dann wird er Impuls als die angelegte Wellenform. Die Amplitude

nicht durch den Wec'isclstromvcrstärker verstärkt, so des von der Diode D3 durchgelassenen Impulses

daß er allein das Nutzsignal verarbeitet. Auf diese kann ferner durch Veränderung der angelegten Vor-

Weise erhält der niederfrequent betriebene Verstär- io spannung verändert werden.

kcr kaum ein oder nur ein sehr kleines Störsignal. Wie in F i g. 1 gezeigt ist, wird die Vorspannung Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1 gc- über den Widerstand R 3 an den Verbindungspunkt zeigten Schaltung, und F i g. 3 zeigt ein Ersalzschalt- zwischen dem Widerstand R 2 und dem Ableitkonbild für die in Fig. 1 gezeigte Schaltung, wobei der densalor('2 angelegt. Diese Vorspannung kann je-Widcrstand R 1. die Diode D3 und die Vorspannungs- 15 doch auch direkt an den Verbindungspunkt zwischen quelle/: 1 weggelassen sind und der Kondensator C1 den Dioden D 1 und D 2 über eine entsprechende mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden D1 Ankopplung angelegt werden. Es ist ferner möglich, und /)2 verbunden ist. In den Fiß. 2 und 3 stellt Zl die Polarität der Dioden Dl, D2 und D3 und des die Impedanz einer Eingangsstufe. Signalqucllc Z2 Tastimpulses umzukehren und die dazu entsprechendie Impedanz der durch den Widerstand Λ 2 uno die ao den Vorspannungen anzulegen. Kapazität Cl gebildeten Stufe. Z 3 die Ausgangs- Das Gegenkopplungssignal Vf, das von dem Verimpcdanz des Tastimpulsgcncrators. Z 4 eine Impe- bindungspunkl 6 zwischen den Widerständen All dan/ der Kapazität C 4 (da der Widerstand R4 gc- und R 12 (Fig. 1) zurückgeführt wird, hat dasselbe nügcnd größer als die Impedanz der Kapazität C" 4 Vorzeichen wie das Eingangssignal 1-7. Das Signal Vf ν·. ist diese Impedanz bei hohen Frequenzen ver- as hat eine Wellenform, die einer Vergrößerung des nachlässigbar) und ZS die Impedanz der Kapazität Intervalls des Eingangssignals Vi entspricht, und C" 5 dar. Die Impedanz Zl ist im wesentlichen über wenn der Zeitpunkt einer Austastung betrachtet wird, das gesamte Frequenzband konstant, während die gilt Vf Vi. Von den Signalen V] und Vi wird ein Impedanzen Z4 und ZS bei steigender Frequenz Differcnzsignal durch die Dioden Dl und D2 abgekleiner werden. Andererseits ändert sich auch die 30 leitet, das durch den Wechselstromverstärker verImpedanz Z 3 stark mit der Frequenz. Dies erzeugt stärkt wird und durch den Signalformer gespeichert eine Unregelmäßigkeit in dem Frequenzgang am und gehalten wird. Auf diese Weise wird eine Wellen-Eingang 1. so daß die reflektierte Welle der Eingangs- form, die einer Vergrößerung des Intervalls des Einvelli.· überlagert wird. gangssignals Vi entspricht, oder eine Wellenform, die In Fig. 3 ist bei unterhalb von 0.5 GHz liegenden 35 dem Signal Vi gleicht, an dem Ausgang 5 erzeugt. Frequenzen die Impedanz Z4 genügend groß, so daß Das Signal Vf ist somit ein Gegenkopplungssignal, das Nutzsignal, das gemessen werden soll und an Würde das Signal Vf über den Verstärker und den dem Eingang 1 liegt, bei gesperrten Dioden kaum an Signalformer zurückgeführt, ohne daß sein Spitzendem Punkt 2 erscheint. Das verhältnismäßig kleine wert gespeichert würde, hätte das Signal Vf dasselbe Signal wird an der Impedanz Z3 reflektiert und wei- 40 Vorzeichen wie das Signal Vi, so daß eine Rückter gedämpft, wenn es die Impedanz Z4 durchläuft. kopplung erhalten würde. Dies hätte zur Folge, daß Aus diesem Grund erfolgt im wesentlichen keine Schwingungen auftreten. Um daher dies zu verhin-Auswirkung der reflektierten Welle auf den Ein- dem. ist, wie in F i g. 1 gezeigt, ein Differenzverstäreang 1. Wenn die Frequenz jedoch über etwa 1 GHz ker vorgesehen, der von den Feldeffekt-Transistoren erhöht wird, wird die ^fmpcdanzZ4 kleiner, so daß 45 TR 1 und TRl gebildet wird. Eine andere Möglichein erheblicher Teil des anstehenden Signals von der keit besteht darin, den Wechselstromverstärker mit Impedanz Z4 durchgelassen und von der Impedanz einer Differenz zwischen einer Signalkomponente, die 23 am Punkt PI durch die Impedanz Z4 reflektiert von dem Eingangssignal Vi abgeleitet wird, und einer wird. Das Signal wird, wenn es in Vorwärtsrichtung Frequenzkomponente des Signals Vf mit stark reduvon Punkt Pl zu Punkt P 2 läuft, gedämpft, und es 50 zierter Frequenz zu beaufschlagen, oder darin einen wird weiter gedämpft, wenn es vom Punkt P 2 zu Differenzverstärker zusammen mit dem Wechsel-Punkt Pl zurückläuft. Diese Dämpfungen sind je- stromverstärker zu verwenden. Hierbei kann nur das doch nicht groß. Sie entsprechen denen von 2 π Differenzsignal zwischen den Signalen Vi und Vf ver-Dämpfungsstufen. wendet werden, um die gewünschte Gegenkopplung Wenn jedoch die Impedanz Z 5 hinzugefügt wird, SS zu erreichen, um die nichtlinearen Kennlinien der wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird das Signal,selbst w.nn Dioden DI und D2 wirksam auszugleichen. Wenn die Frequenz erhöht wird, immer mehr gedämpft. die an der Diode D3 liegende Spannung (Fig. 1) wenn es von Punkt Pl zu Punkt P 2, von Punkt P 2 nicht auf einem konstanten Wert gehalten würde, zu Punkt P 3. von Punkt P 3 m Punkt P 2 und von würde die Amplitude des Tastimpulses an dem VerPunkt P 2 zu Punkt Pl läuft. Das hat zur Folge, daß 60 bindungspunkt zwischen den Dioden Dl und D 2 so die Größe der reflektierten Welle, die zum Eingang verändert, daß wiederum das Ausgangssignal nichtzuriickkehrt, auf einen sehr kleinen Wert herabge- linear verzerrt würde. Dadurch, daß das Signal Vf setzt wird. Diese Wirkung entspricht der, die zwei in über den Widerstand RI an die Kathode der Diode Reihe geschaltete λ Dämpfungsstufen haben wurden. D 3 gelegt wird, kann die Spannung an der Diode D 3 Daher wird die Frequenzcharakteristik der Torschal- «5 auf einen konstanten Wert gehalten werden, so daß tung besonders bei sehr hohen Frequenzen verbes- die nichtlineare Verzerrung eliminiert wird, seil, so daß auch die Impulsübertragungseigenschaf- Die in F i g. S gezeigte weitere Ausführungsform ten stark verbessert werden und eine Verzerrung der einer Schaltung weist eine Brückenschaltung aus den

vier Dioden Dl, D 2, D 3 und D4 auf. Der Verbindungspunkt zwischen den Dioden Dl und D 3 ist mit dem Eingang 1 verbunden. Der Ausgang 2 der Brücke ist mit der Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors TR1 verbunden. Die Verbindungspunkte zwischen den Dioden Dl und Dl bzw. D3 und D4 sind mit den Vorspannungsanschlüssen 3 und 4 über die Widerstände R 2 und R 3 bzw. R 4 und R 5 verbunden (ähnlich wie in Fig. 1). Diese Verbindungspunkte sind ferner mit den Vorspannungsanschlüssen 5 bzw. 6 über den Widerstand R1 und die Diode D6 (die der Diode D3 in Fig. 1 entspricht) und über den Widerstand R 6 und die Diode D 6 (die der Diode D3 in Fig. 1 entspricht) und mit den Anschlüssen 7 bzw. 8 verbunden, über die der Tastimpuls über die entkoppelten Kondensatoren Cl bzw. C 5 eingespeist wird. Die Kapazitäten C 2 und CA entsprechen der KapazitätC2 in Fig. 1, und der Kondensator C 3 entspricht dem Ableitkondensator C3 von Fig. 1.

10

Die Vorspannungsquelle E1 Hegt zwischen den Anschlüssen 3 und 5, die Vorspannungsquelle £3 zwischen den Anschlüssen 4 und 6 (die Quellen El und £3 entsprechen der Quelle El von Fig. 1) und.

die Vorspannungsquellen El und EA liegen zwischen den Anschlüssen 3 und 4. Das Gegenkopplungssignal wird von dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R11 und Λ12 an den Verbindungspunkt zwischen den Vorspannungsquellen

ίο El und El· geführt. Andere Komponenten der Schaltung und ihre Arbeitsweise sind identisch mit den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung kann die

Eingangsleitung über den Verbindungspunkt zwisehen der Diode D 3 und dem Widerstand/? 2 und den Verbindungspunkt zwischen den Dioden D1 und D 2 angeschaltet werden. Die Eingangsleitung kann ferner zwischen der Diode D3 und dem Widerstand Rl angeschaltet sein. Ahnliche Verbindungen sind

ao auch bei der Schaltung nach Fig. 5 möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ι 2 Patentansorüche· ■ 7' Dioden-Torschaltung nach Ansprach 6, da- vatentansprucne. duj.chseiixmag.i<j!imt, daß die an der sechsten

1. Steuerbare Dioden-Torschaltung für große Diode (D6) Hegende Vorspannung veränder-Signalbandbreite, mit einem von einem Signal- bar ist.

eingang ausgehenden Längszweig, der eine 5
Reihenschaltung aus zwei entgegengesetzt gepol- '