DE2110526C

DE2110526C - Amplifier for high frequency signals

Info

Publication number: DE2110526C
Application number: DE19712110526
Authority: DE
Inventors: Peter 8034 Unterpfaffen hofen Schradi
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1973-03-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker für hochfrequente Signale mit steuerbarer Spannungsgegenkopplung unter Verwendung eines im Gegenkopplungsweg liegenden Feldeffekttransistors, an dessen Gate-Eingang eine zur Einstellung der Größe der Gegenkopplung dienende £teuerspannung angelegt ist.The invention relates to an amplifier for high-frequency signals with controllable negative voltage feedback using a negative feedback path lying field effect transistor, at the gate input one for setting the size the negative feedback serving control voltage is applied.

Aus der französischen Patentschrift 1 401 907 ist ein mehrstufiger Transistorverstärker bekannt, bei dem ein Gegenkopplungsnetzwerk unter Verwendung eines Feldeffekttransistors vorgesehen ist. Das Gegenkopplungsnetzwerk selbst besteht aus zwei einen Spannungsteiler bildenden ohmuchen Widerständen, zwischen denen der Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors liegt. Der Drain- und der Source-Anschluß des Feldeffekttransistors sind durch je einen Blockkondensator gleichstrommäßig gegen das Gleichspannungspotential der eigentlichen Verstärkeranordnung abgeblockt. Die Steuerspannung wird über einen eigenen Anschluß der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors zugeführt. Der Aufbau eines derartigen gleichstrommäßig von der Verstärkerschaltung völlig getrennten Gegenkopplungsnetzwerkes im Drain- und Source-Bereich erfordert einen erheblichen Aufwand an Bauteilen und setzt auch bezüglich der Zuführung der Speisespannung für den Feldeffekttransistor einen gewissen Aufwand voraus.From the French patent 1 401 907 a multi-stage transistor amplifier is known in which a Negative feedback network using a field effect transistor is provided. The negative feedback network itself consists of two ohmic resistors forming a voltage divider, between which the gate connection of the field effect transistor is. The drain and source of the field effect transistor are each DC-wise against the DC voltage potential through a blocking capacitor the actual amplifier arrangement blocked. The control voltage is supplied via its own connection fed to the drain electrode of the field effect transistor. The structure of such a direct current from the amplifier circuit completely separate negative feedback network in the drain and source area requires a considerable amount of components and also relies on the supply of the supply voltage for the field effect transistor a certain amount of effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einenThe invention has for its object to be a

2 I 102 I 10

gegengekoppelten Verstärker der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die genannten Nachteile der bekannten Schaltung vermieden werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der mit seiner Drain-oderseinerSource-Elektrode gleichstrommäßig unmittelbar an eine der Elektroden des in seiner Verstärkung zu steuernden Verstärkere'ementes angelegte Feldeffekttransistor mit seiner zweiten im Gegenkopplungszweig liegenden Elektrode über einen Blockkondensator an die zweite beteiligte Elektrode des Ver-Stärkerelementes angelegt ist und daß die Betriebsgleichspannung an derjenigen Elektrode des Verstärkerelementes, die nicht gegen Gleichspannung abgeblockt ist, mit als Betriebsgleichspannungen für den Feldeffekttransistor wirksam gemacht ist.negative feedback amplifier of the aforementioned Art to be developed in such a way that the aforementioned disadvantages of the known circuit are avoided. According to the invention this is achieved by direct current with its drain or source electrode applied directly to one of the electrodes of the amplifying element to be controlled in its amplification Field effect transistor with its second electrode located in the negative feedback branch via a blocking capacitor is applied to the second involved electrode of the amplifier element and that the operating DC voltage is applied to that electrode of the amplifier element, which is not blocked against DC voltage, with as operating DC voltages for the Field effect transistor is made effective.

Auf diese Weise ist erreicht, daß für den Betrieb des Geficnkopplungsnetzwerkes nur ein Blockkondensator bcii'iiigt wird. Darüber hinaus tritt der Vorteil auf, daß für Jic Gleichspannungszuführung 7 ;r Drain- bzw. Scurce-Elektrode des Feldeffekttransistors kein zusatz-Ik ii.-s äußeres Netzwerk erforderlich wird, sondern die A'Meuerung von außen lediglich über die Gatel:liNirode erfolgen kann.In this way it is achieved that only one blocking capacitor is used for the operation of the coupling network. In addition, there is the advantage that no additional external network is required for the DC voltage supply 7 ; r drain or scurce electrode of the field effect transistor, but rather the control from the outside only takes place via the Gatel: liNirode can.

!in besonders einfacher Aufbau der Schaltung läßt si. - gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch as enuchen, daß der Blockkondensato·· dem Drain-Ansch'.uß des Feldeffekttransistors vorgeschaltet ist.! in a particularly simple structure of the circuit si. - According to a development of the invention thereby as Make sure that the block condensate is connected to the drain connection of the field effect transistor is connected upstream.

Cine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung br-teht darin, daß für einen bestimmten Feldeffekttransistor und ein bestimmtes Verstärkerelement der Anschluß der Source-Elektrode des Feldeffekttransis'.-. >rs an eine der Elektroden des Verstärkerelementes so gewählt wird, daß sich die für den jeweiligen Feldeffekttransistor vorgesehene Steuerspannung unter Einbeziehung derjenigen Spannung ergibt, welche an der mi" der Source-Elektrode verbundenen Elektrode des Ver \rkerelementes anliegt. Damit kann für vorgegeberK kombinationen aus Verst?rkerelement und Feldeffekttransistor jeweils die passende Auslegung der Spannungsverhältnisse in besonders einfacher Weise vorgenommen werden.A preferred embodiment of the invention is that for a specific field effect transistor and a specific amplifier element Connection of the source electrode of the field effect transistor '.-. > rs to one of the electrodes of the amplifier element is chosen so that the for the respective field effect transistor provided control voltage, taking into account the voltage that results in The electrode of the amplifier element connected to the source electrode is applied combinations of amplifier element and field effect transistor each provide the appropriate design of the Stress relationships can be made in a particularly simple manner.

Die Erfindung sowie Weiterbildungen der Erfindung sind an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention and further developments of the invention are explained in more detail on the basis of exemplary embodiments. It shows

F i g. 1 einen Transistorverstärker mit einem n-Kanal-Feldeffekttransistor,F i g. 1 a transistor amplifier with an n-channel field effect transistor,

F i ς. 2 ^inen Transistorverstärker mit p-Kanal-Feldeffekttransistor, F i ς. 2 ^ inen transistor amplifier with p-channel field effect transistor,

F i g. 3 eine weitere Ausgestaltung der Schaltung nach F i g. 2, 5"F i g. 3 shows a further embodiment of the circuit according to FIG. 2, 5 "

Fig.4 den Aufbau einer Verstärkeleinheit mit einem gegengekoppelten Verstärker nach der Erfindung, 4 shows the structure of an amplifier unit with a negative feedback amplifier according to the invention,

F i g. 5· ein Diagramm im Zusammenhang mit einer Verstärkeranordnur.g, die aus Verstärkei schaltungen nach F i g. 4 aufgebaut ist.F i g. 5 a diagram in connection with an amplifier arrangement made up of amplifier circuits according to FIG. 4 is constructed.

In F i g. 1 ist ein als npn-Transistor T ausgelegtes Verstärkerelement dargestellt, dessen Ansteuerung über die Basis erfolgt und dessen Emitter die dem Eingangs- und Ausgangskreis gemeinsame Elektrode darstellt (Emitterschaltung). Der Kollektor des Transistors ist über einen Widerstand Al mit einer Gleichspannungsquelle verbunden, deren Spannung mit UB bezeichnet ist. Im f^egenkopplungszweig (Spannungsgegenkopplung) ist ein Block kondensator Cb vorgese- hen, der für die Signalfrequenzen, welche bevorzugt zwischen 10 kHz und 1 MHz liegen können, einen vernachlässigbaren Widerstand darstellt. Dem Blockkondensator Cb ist im Gegenkopplungsnetzwerk die Drain- und Source-Strecke eines selbstsperrenden Feldeffekttransistors Fn nachgeschaltet, und zwar so, daß der Source-Ausgang unmittelbar an die Basis des Transistors T und der Drain-Ausgang an den Blockkondensator Cb angeschlossen ist. Der Gate-Anschluß G des Feldeffekttransistors Fn ist nach außen geführt, und an ihn wird eine äußere Stsuerspannung UR angelegt, welche bewirkt, daß zwischen dem Gate-Anschluß G und dem Source-Anschluß S eine innere Steuerspannung wirksam wird, die mit UGS bezeichnet ist. Für den dargestellten selbstsperrenden n-Kanal-Feldeffekttransistor Fn wird eine positive Gate-Source-Spannung zur Steuerung des Widerstandes der Drain-Source-Strecke des Transistors benötigt, d.h., der Gate-Anschluß muli positiver sein als der Source-Anschluß. Durch Veränderung der ^c«euerspannung UGS von außen kann der Widerstanu der Drain-Source-Strecke beeinflußt werden. Normalerweise ist eine bestimmte Spannung UGS festgelegt, die dann in Abhängigkeit von bestimmten Kriterien vergrößert oder verkleinert 'verden kann. Da am Eingang des Transistors die konstante Spannung UBE zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors T anliegt, entsteht die inner? Steuerspannung UGS auf Grund einer von außen angelegten Steuerspannung UR zwischen dem Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors Fn und der auf Massepotential liegenden Verbindungslinie zum Emitteranschluß des Transistors T auf Grund der BeziehungIn Fig. 1 shows an amplifier element designed as an npn transistor T, the control of which takes place via the base and the emitter of which represents the electrode common to the input and output circuit (emitter circuit). The collector of the transistor is connected via a resistor A1 to a direct voltage source, the voltage of which is denoted by UB. A block capacitor Cb is provided in the self-coupling branch (negative voltage feedback), which represents a negligible resistance for the signal frequencies, which can preferably be between 10 kHz and 1 MHz. The blocking capacitor Cb is followed by the drain and source path of a normally-off field effect transistor Fn in the negative feedback network, in such a way that the source output is connected directly to the base of the transistor T and the drain output is connected to the blocking capacitor Cb . The gate terminal G of the field effect transistor Fn is led to the outside, and an external control voltage UR is applied to it, which causes an internal control voltage, which is designated with UGS , to become effective between the gate terminal G and the source terminal S . For the normally-off n-channel field effect transistor Fn shown , a positive gate-source voltage is required to control the resistance of the drain-source path of the transistor, ie the gate connection must be more positive than the source connection. By changing the ^c "your voltage UGS from the outside of the Widerstanu, the drain-source path are affected. Normally, a certain voltage UGS is defined, which can then be increased or decreased depending on certain criteria. Since the constant voltage UBE is present at the input of the transistor between the base and the emitter of the transistor T , the inner? Control voltage UGS based on an externally applied control voltage UR between the gate connection of the field effect transistor Fn and the connection line at ground potential to the emitter connection of the transistor T due to the relationship

UR - UBE UGS.UR - UBE UGS.

Dabei ist vorauszusetzen, daß UR größer ist als UBE. Eine Änderung der Spannung UR bedingt somit die gleiche Änderung bei der Spannung UGS. Die Spannung UB geht, da der Blockkondensator Cb vorgesehen ist, nicht in das Gleichstromverhalten des Feldeffekttransistors Fn mit ein. Die Spannung UBE wird damit zur Erzeugung der Spannung UGS aus der Spannung UR mit herangezogen.It is assumed that UR is greater than UBE. A change in voltage UR therefore causes the same change in voltage UGS. Since the blocking capacitor Cb is provided, the voltage UB is not included in the direct current behavior of the field effect transistor Fn . The voltage UBE is therefore used to generate the voltage UGS from the voltage UR .

Als Zahlenbeispiel für eine Schaltung nach F i g. 1 können für einen Transistor 7 des Typs BCY 58 und einen Feldeffekttransistor Fn des Typs 2 N 4351 folgende Werte angesetzt werden:As a numerical example for a circuit according to FIG. 1, the following values can be used for a transistor 7 of the type BCY 58 and a field effect transistor Fn of the type 2 N 4351:

UB = +14 V
UBE^ +0,6V
UR =flbis+10V
UGS= +0,4 bis +9,4V UB = +14 V
UBE ^ + 0.6V
UR = fl to + 10V
UGS = +0.4 to + 9.4V

Bei der Schaltung nach F i g. 2 besteht die Abänderung gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 darin, daß an Stelle eines selbstsperrenden n-Kanal-Feldeffekttransistors ein selbstsperrender p-Kanal-Feldeffekttransistor Fp vorgesehen ist, wobei wegen dei andersartigen Polung die Anschlüsse von Drain und Source vertauscht werden müssen. Der Source-Anschluß S des Feldeffekttransistors Fp ist unmittelbai mit dem Kollektor des Transistors i'leitend verbunden, während zwischen dem Drain-Anschluß D und de; Basis des Transistors T ein Blockkondensator Cb eingeschaltet isü Zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors T liegt die von der Spannung UB hergeleitete Spannung UCE, und unter Einbeziehung der zwischen dem Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors Fp und Masse angelegten äußeren Steuerapannung UR ergibt sich die Spannung UGS zwischen Source und Gate des Feldeffekttransistors Fp zuIn the circuit according to FIG. 2 there is a change compared to the arrangement according to FIG. 1 in that instead of a normally-off n-channel field effect transistor, a normally-off p-channel field effect transistor Fp is provided, the drain and source connections having to be interchanged because of the different polarity. The source terminal S of the field effect transistor Fp is directly connected to the collector of the transistor i'conductive, while between the drain terminal D and de; Base of the transistor T a blocking capacitor Cb is switched on. Between the collector and the emitter of the transistor T is the voltage UCE derived from the voltage UB , and taking into account the external control voltage UR applied between the gate terminal of the field effect transistor Fp and ground, the voltage results UGS between the source and gate of the field effect transistor Fp to

UCE -UR=-- UGS.UCE -UR = - UGS.

Die Spannung UGS ist wegen der Verwendung eines p-Kanal-Feldeffektlransistors negativ, d. h., der Gate-Anschluß ist negativer als der Source-Anschluß. Außerdem ist vorausgesetzt, daß die Spannung UCE wesentlich größer ist als die Spannung UR. Die Gleichspannung UCE kann in erster Näherung als konstant vorausgesetzt werden. Die Spannung UR wird bei gegebener Spannung UCE und UGS (festgelegt durch die Wahl der Bauelemente) so gewählt, daß die notwendige Spannung — UGS entsteht.The voltage UGS is negative because of the use of a p-channel field effect transistor, ie the gate connection is more negative than the source connection. It is also assumed that the voltage UCE is significantly greater than the voltage UR. As a first approximation, the direct voltage UCE can be assumed to be constant. The voltage UR is selected for a given voltage UCE and UGS (determined by the choice of components) so that the necessary voltage - UGS is created.

Für einen Transistor des Typs BCY 58 und einen Feldeffekttransistor des Typs 2 N 4352 werden folgende Spannungen gewählt:For a transistor of the type BCY 58 and a field effect transistor of the type 2 N 4352 the following are used Tensions selected:

UB - fl4V UB - fl4V

UCE ■-- |9 V UCE ■ - | 9 V

UR --- Obis f9 V UR --- Obis f9 V

UGS- -9 bis OV UGS- -9 to OV

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 ist die Schaltung nach F i g. 2 so abgewandelt, daß zwischen dem Kollektor des Transistors T und dem Source-Anschluß des Feldeffekttransistors Fp ein ohmscher Vorwiderstand Rl eingeschaltet ist. Dadurch wird der Einfluß der Source-Drain-Strecke des Feldeffekttransistors Fp verringert, was zur Folge hat, daß die minimale Verstärkung nicht so klein werden kann wie bei der Schaltung nach F i g. 2. Durch einen den Source-Drain-Änschiuß des Feldeffekttransistors Fp iibcibrückenden ohmschen Widerstand R3 läßt sich dagegen eine Begrenzung der maximalen Verstärkung, also hinsichtlich der kleinsten Gegenkopplung, erreichen, wobei gleichzeitig die Steilheit bei der Änderung der Verstärkung verringert wird. Die Widerstände Rl und/oder R3 können auch bei einer Schaltung nach F i g. 1 vorgesehen werden.In the circuit arrangement according to FIG. 3 is the circuit according to FIG. 2 modified so that an ohmic series resistor Rl is connected between the collector of the transistor T and the source terminal of the field effect transistor Fp. This reduces the influence of the source-drain path of the field effect transistor Fp , with the result that the minimum gain cannot be as small as in the circuit according to FIG. 2. An ohmic resistor R3 bridging the source-drain connection of the field effect transistor Fp , on the other hand, limits the maximum gain, i.e. with regard to the smallest negative feedback, while at the same time reducing the slope when the gain is changed. The resistors Rl and / or R3 can also be used in a circuit according to FIG. 1 are provided.

Bei mehreren hintereinandergeschalteten Verstärkern kann durch geeignete Wahl der Widerstände Rl und /?3 eine Anpassung an die gewünschten Verstärkercharakteristiken erreicht werden, und zwar auch dann, wenn alle Verstärkerstufen von der gleichen Steuerspannung gesteuert werden.In the case of several amplifiers connected in series, an adaptation to the desired amplifier characteristics can be achieved by a suitable choice of the resistors R1 and /? 3, even if all amplifier stages are controlled by the same control voltage.

Bei der Verstärkerschaltung nach F i g. 4 entspricht der mittlere Teil der Schaltung mit dem Transistor T und dem Feldeffekttransistor Fp dem in F i g. 2 dargestellten Aufbau. Der Blockkondensator Cb ist dementsprechend zwischen dem Drain-Anschluß des Feldeffekttransistors und der Basis des Transistors T eingeschaltet. Der ohmsche Widerstand Λ3 entspricht in seiner Wirkungsweise dem ebenfalls mit A3 bezeichneten Widerstand nach F i g. 3, während der Kollektor des Transistors T über den Widerstand R1 mit der Klemme für die Spannung UB verbunden ist. Vor dem Eingang des in seiner Gegenkopplung einstellbaren Verstärkerelements T ist eine Verstärkerstufe Π vorgesehen, die über die Basis angesteuert wird und zu der der Emitterwiderstand A4, der Kollektorwiderstand RS und das Gegenkopplungsnetzwerk R6 und Cl gehören. Diese Stufe liefert am Eingang E einen konstanten ningangswiderstand, und zwar unabhängig davon, wie hoch die Gegenkopplung und damit die Verstärkung mittels der Spannung UR am Widerstand Rl und damit am Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors Fp eingestellt wird. Zwischen dem Ausgang des Kollektors des Transistors 7*1 und der Basis des nachfolgenden Transistors T kann ein Entkoppiungs- -widerstund Λ8 in Serie eingeschaltet sein. Am limitier des Transistors 7* ist ein Spannungsteiler aus den ohmschen Widerständen R9 und R10 vorgesehen, der für Hochfrequenzsignaie durch den Kondensator Cl überbrückt ist. Er dient der Zuführung der Betriebsgleichspannung zur Basis des Transistors 7*1 und bildet eine Gleichspannungs-Gegenkopplung.In the amplifier circuit according to FIG. 4, the middle part of the circuit with the transistor T and the field effect transistor Fp corresponds to that in FIG. 2 structure shown. The blocking capacitor Cb is accordingly connected between the drain terminal of the field effect transistor and the base of the transistor T. The ohmic resistance Λ3 corresponds in its mode of operation to the resistance according to Fig. 3, also denoted by A3. 3, while the collector of the transistor T is connected to the terminal for the voltage UB via the resistor R 1. In front of the input of the amplifier element T , which can be adjusted in its negative feedback, an amplifier stage Π is provided, which is controlled via the base and to which the emitter resistor A4, the collector resistor RS and the negative feedback network R6 and Cl belong. This stage provides a constant input resistance at input E , regardless of how high the negative feedback and thus the gain by means of the voltage UR at the resistor Rl and thus at the gate terminal of the field effect transistor Fp is set. A decoupling resistor Λ8 can be connected in series between the output of the collector of transistor 7 * 1 and the base of the following transistor T. At the limit of the transistor 7 *, a voltage divider consisting of the ohmic resistors R9 and R 10 is provided, which is bridged by the capacitor C1 for high frequency signals. It is used to supply the DC operating voltage to the base of the transistor 7 * 1 and forms a DC voltage negative feedback.

Ausgangsseitig ist die in ihrer Verstärkung einstellbare Verstärkerstufe vom Kollektor des Transistors T aus mit der Basis des Transistors Tl verbunden, dessen Gleichspannung über den ohmschen Widerstand RIl zugeführt wird. Am Emitter des Transistors 7*2 ist ein Spannungsteiler /713 und Λ14 vorgesehen, woUii der zweite V/iderstand R14 hochfrequenzmäßig durch den Kondensator C3 überbrückt ist. Über den Widerstand Λ15 erfolgt die Zuführung der Versorgungsspannung zur Basis des Transistors T, wobei zusätzlich eine Gleichspannungs-Gegenkopplung eintritt. Am Ausgang A dieser Schaltung entsteht ein konstanter Ausgangswiderstand, der unabhängig ist von der eingestellten Gegenkopplung und damit der eingestellten Verstärkung beim Transistor 7*.On the output side, the amplifier stage whose gain is adjustable is connected from the collector of the transistor T to the base of the transistor Tl , the DC voltage of which is supplied via the ohmic resistor RIl. At the emitter of the transistor 7 * 2 a voltage divider / 713 and Λ14 is provided, whereUii the second V / resistor R 14 is bridged in terms of high frequency by the capacitor C3. The supply voltage is fed to the base of the transistor T via the resistor Λ15, with DC voltage negative feedback also occurring. At output A of this circuit there is a constant output resistance that is independent of the negative feedback set and thus the gain set for transistor 7 *.

Alle Transistoren dieser Schaltung sind gleichstromgekoppelt und durch ineinandergreifende Gegenkopplungen stabilisiert. Da diese Verstärkerstufe eingangs- und ausgangsseitig jeweils den gleichen Widerstand bietet, können zur Erzielung eines größeren Variationsbereiches in der Verstärkung mehrere derartige Verstärkerstufen kaskadenartig hintereinandergeschaltet sein.All transistors in this circuit are DC-coupled and by interlocking negative feedback stabilized. Since this amplifier stage has the same resistance on the input and output sides offers, several of these can be used to achieve a greater range of variation in the gain Amplifier stages can be cascaded one behind the other.

Die dargestellten Yersiäf'Mirafiördnüngen eignen sich be^c.mders zum Aufbau in Form von integrierten Schaltungen. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß Nichtlinearitäten des Kanal-Widerstandes der Feldeffekttransistoren infolge Spannungsgegenkopplung und durch die mehrmalige Hintereinanderschaltung von Schaltungseinheiten nicht zur Wirkung kommen. Wenn sich nämlich der Feldeffekttransistor in seinem hochohmigen und damit klirrbegünstigten Zustand befindet, herrscht maximale Verstärkung. Das am Eingang z. B. in der ZF-Lage vorhandene Signal ist sehr klein. Zusätzlich hat der Rauschabstand in diesem Zustand Werte erreicht, die unter denen des Differenz-Tonabstandes liegen.The Yersiäf'Mirafiördnüngen shown are be ^c .mders to build up in the form of integrated circuits. It is particularly advantageous that non-linearities of the channel resistance of the field effect transistors due to negative voltage feedback and the multiple series connection of circuit units do not come into effect. When the field effect transistor is in its high-impedance and thus distortion-prone state, there is maximum amplification. That at the entrance z. B. The signal present in the IF position is very small. In addition, the signal-to-noise ratio in this state has reached values that are below those of the difference-tone ratio.

Die dargestellten Schaltungen ermöglichen eine schnelle Verstärkungsvariation innerhalb eines großen Variationsbereiches bei einfachem Aufbau und praktisch leistungsloser Ansteuerung. Sie ergeben r»^;edriges Rauschen sowie geringe Verzerrungen im Ubertragungsbereich und sind deshalb besonders für Empfänger als ZF-Verstärker, und zwar bevorzugt für Kurzwellenempfänger, geeignet. ·The circuits shown enable a rapid gain variation within a large variation range with a simple structure and practically powerless control. They result in r » ^; Edgy noise and low distortion in the transmission range and are therefore particularly suitable for receivers as IF amplifiers, preferably for shortwave receivers. ·

In F i g. 5 ist für eine Schaltung nach F i g. 4 auf der Abszisse der Eingangspegel PE aufgetragen (0 db = 1 mW). Es handelt sich dabei um den Betrieb eines Funkempfängers mit einer Zwischenfrequenz in der Größenordnung von 30 Hz. Auf der Ordinate ist der Rauschabstand R (definiert als ⁵^-; S ·-= Signal- und N — Rauschspannung) bzw. die Differenztondämpfung α in db aufgetragen. Die Kurve R" zeigt den Verlauf des Rauschabstandes bei einer Bandbreite von 3 kHz, die Kurve a' die Differenzlondämpfung, und zwar für zwei Frequenzen von 30,5 und 31,75 kHz. Die gemessenen Werte gelten für eine Anordnung, bei der drei Bausteine Vl, Vl und VS nach F i g. 3 in Kette geschaltet sind und alle mit einer gemeinsamen Steuer spannung UR versorgt werden. Die Differenztondämpfung gilt für einen auf -30 db konstant gehaltenci! Ausgangs pegel.
Neben den dargestellten Schaltungen mil npn-In Fig. 5 is for a circuit according to FIG. 4 plotted on the abscissa of the input level PE (0 db = 1 mW). It concerns the operation of a radio receiver with an intermediate frequency in the order of magnitude of 30 Hz. On the ordinate is the signal-to-noise ratio R (defined as ⁵ ^ -; S · - = signal and N - noise voltage) or the differential tone attenuation α in db applied. The curve R ″ shows the course of the signal-to-noise ratio at a bandwidth of 3 kHz, curve a ' the differential sound attenuation, specifically for two frequencies of 30.5 and 31.75 kHz. The measured values apply to an arrangement in which three modules V1, V1 and VS are connected in a chain as shown in Fig. 3 and are all supplied with a common control voltage UR . The differential tone attenuation applies to an output level kept constant at -30 dB.
In addition to the circuits shown with npn-

'2 UO 526'2 UO 526

Transistoren können auch vorteilhaft Schaltungen mit pnp- oder Feldeffekttransistoren Verwendung finden, wobei lediglich die durch die entsprechende Polung der Verstärkerelemente gegebenen Spannungsverhältnisse au der nicht abgeblockten Elektrode jeweils zuTransistors can also be used advantageously in circuits with pnp or field effect transistors, where only the voltage ratios given by the corresponding polarity of the amplifier elements on the electrode that has not been blocked

berücksichtigen sind und die äußere Steuerspannung UR entsprechend zu wählen ist. An Stelle selbstsperrender n-Kanal-Feldeffekttransistoren können jeweils auch selbstleitende p-Kanal-Feldeffekttransistoren ver wendet werden, und umgekehrt.must be taken into account and the external control voltage UR must be selected accordingly. Instead of normally-off n-channel field effect transistors, normally-on p-channel field effect transistors can also be used, and vice versa.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Amplifier for high-frequency signals with controllable voltage ^ egenkopplung using a field effect transistor lying in the Gegenkoppiungsweg, at the gate input of which a control voltage is applied to adjust the size of the negative feedback, characterized in that the with its drain or its source electrode field effect transistor (Fn, Fp ) applied directly to one of the electrodes of the amplifier element (7 *) to be controlled by the amplifier element (7 *) with its second electrode in the negative feedback branch via a blocking capacitor (Cb) to the second participating electrode of the amplifier element (T) and that the DC operating voltage at that electrode of the amplifier element (T) which is not blocked against DC voltage, is effectively laughed with as operating DC voltages for the field effect transistor (Fp, Fn).

2. Amplifier according to claim 1, characterized in that the blocking capacitor (Cb) is connected upstream of the drain connection (D) of the field effect transistor (Fn, Fp).

3. Amplifier according to claim 1 or 2, characterized in that the connection of the source electrode of the field effect transistor (Fn, Fp) ..n one of the electrodes of the amplifier element (T) is selected for a specific field effect transistor and a b.itimmes amplifier element that the control voltage (UGS) provided for the respective field effect transistor results including that voltage (UBE or UCE) which is applied to the electrode of the amplifier element (T) connected to the source electrode.

4. Amplifier according to one of the preceding claims, characterized in that when using a normally-off n-channel field effect transistor or normally-on p-channel field effect transistor in an npn transistor as the amplifier element, the drain electrode to the collector of the transistor via a block capacitor and the The source electrode is connected to the base of the transistor with direct current, if a positive external control voltage (UR) is applied to the gate connection of the field effect transistor (FIG. 1). So

5. Amplifier according to one of claims 1 to 3, characterized in that when using a »self-locking p-channel field effect transistor or self-conducting n-channel field effect transistor and an npn transistor as the amplifier element, the base of the transistor via a block capacitor to the drain Electrode and the source electrode is connected to the collector of the transistor with direct current, the external control voltage (UR) at the gate connection of the field effect transistor being positive (FIG. 2).

6. Amplifier according to one of the preceding claims, characterized in that a preferably ohmic series resistor (Rl) is connected to the drain or source terminal of the field effect transistor.

7. Amplifier according to one of the preceding Claims, characterized in that the source-drain connection of the field effect transistor is bridged by a preferably ohmic resistor (A3).

8. Amplifier according to claim 6 and 7, characterized in that the series resistor (R 2) is switched on between the corresponding electrode of the amplifier element (T) and the connection point of the parpllelgesohalteten resistor (A3).

i Amplifier according to one of Claims 6 to 8, characterized in that when using several amplifier stages (Vl, Vl, Vl) connected in series, each of which has a negative feedback network with a field effect transistor, all amplifier stages with respect to negative feedback from the same external steaer voltage (UR) can be controlled and any necessary individual adjustment is made for the individual amplifier stages by selecting the size of the respective series resistor (R 2) and / or the respective parallel-connected resistor (A3).

10. Amplifier according to one of the preceding claims, characterized in that voi and / or after the amplifier element (T) which is adjustable in its gain, an amplifier stage (7 * 1, Tl) designed as a separation stage is provided (Fig. 4).

11. Amplifier according to claim 10, characterized in that all amplifier elements (7 * 1, 7 *. 7 "2) DC coupled and through interlocking Negative couplings are stabilized.

12. Amplifier according to claim 10 or 11, characterized in that a plurality of uniformly constructed and units provided with isolating amplifiers, connected in cascade fashion are.