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Transistorschaltung mit veränderlicher Eingangsimpedanz
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transistorschaltung mit veränderlicher Eingangsimpedanz zum Beeinflussen der Amplitude einer elektrischen Schwingung.
Es ist bekannt, die Eingangsimpedanz eines Transistors durch Änderung des Emitter-Einstellstromes,
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S. 662 - 671) zu ändern, dem diese Eingangsimpedanz in erster Annäherung umgekehrt proportional ist.
Die Erfindung benutzt die Änderung, welche die Eingangsimpedanz erfährt, wenn die am Kollektor erzeugte Schwingung so gross wird, dass der Momentanwert der Emitter-Kollektorspannung nahezu null wird, d. h. die Kollektorspannung zeitweise im wesentlichen bis auf die Emitterspannung absinkt (KollektorBegrenzung), und weist im allgemeinen das Merkmal auf, dass die Emitter- und die Basis- Elektrode des Transistors miteinemEmitter-Kollektor-Stromverstärkungsfaktor nahezu gleich 1 über einen Resonanzkreis mit einer Schwingungsquelle gekoppelt sind, dessen Widerstand, zwischen diesen Elektroden gerechnet, zwischen den Werten der Eingangsimpedanz des Transistors liegt, die bei einer Kollektor- Impedanz Null bzw.
unendlich gemessen wird, wobei die elektrische Schwingung diesen Elektroden mit so grosser Amplitude zugeführt wird, dass die Kollektor-Emitter-Spannung während der Maxima dieser Schwingung ungefähr zu Null wird und die sich infolgedessen ändernde Eingangsimpedanz des Transistors eine Dämpfungsvergrösserung des Schwingungskreises bewirkt.
Die Erfindung lässt sich insbesondere sehr vorteilhaft bei zwei verwandten Schaltungsarten anwenden.
Bei der ersten Art hat die Erfindung das Merkmal, dass der Transistor mit einem Emitter-Kollektor-Stromverstärkungsfaktor nahezu gleich 1 in gemeinsamer Basis-Schaltung betrieben wird und seine Emitterund Basis-Elektroden mit einem Reihenresonanzkreis gekoppelt sind, dessen Resonanzwiderstand, zwischen diesen Elektroden gesehen, zwischen den Werten der Eingangsimpedanz des Transistors liegt, die bei einer Kollektor-Impedanz Null bzw. unendlich gemessen wird, wobei die elektrische Schwingung mit einer so grossen Amplitude diesem Resonanzkreis zugeführt wird, dass die Kollektor-Emitter-Spannung während der Maxima dieser Schwingung ungefähr zu Null wird und die sich infolgedessen änderndE. Eingangsimpedanz des Transistors den Resonanzkreis mehr dämpft.
Bei der zweiten Art hat die Erfindung das Merkmal, dass der Transistor mit einem Emitter-KollektorStromverstärkungsfaktor nahezu gleich 1 in gemeinsamer Emitter-Schaltung betrieben wird und seine Emitter- und Basiselektroden mit einem Parallelresonanzkreis gekoppelt sind, dessen Resonanzwiderstand, zwischen diesen Elektroden gesehen, zwischen den Werten der Eingangsimpedanz des Transistors, die bei einer Kollektor-Impedanz Null bzw. unendlich gemessen werden, liegt, wobei die elektrische Schwingung diesem Resonanzkreis mit einer so grossen Amplitude zugeführt wird, dass die Kollektor-Emitter-Spannung während der Maxima dieser Schwingung etwa zu Null wird und die sich infolgedessen ändernde Eingangsimpedanz des Transistors den Resonanzkreis mehr dämpft.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der ersten vorgenannten'An, Fig. 2 ist ein Ersatzschaltbild des Beispiels nach Fig. l, Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der zweiten vorgenannten Art, Fig. 4 ist eine Weiterbildung von Fig. 3 und Fig. 5 ist eine Weiterbildung von Fig. 4.
Fig. l zeigt einen Transistor 1 in gemeinsamer Basisschaltung, d. h., dass die Basis-Elektrode dem Ein-und Ausgangskreis gemeinsam ist. Zwischen dem Emitter und der Basis ist ein Reihenresonanzkreis
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frequenz des Kreises 2-3 entsprechenden Signalstromquelle 4 gekoppelt. Im Kollektorkreis liegt weiter ein auf die Signalfrequenz abgestimmter Parallelresonanzkreis 5.
Im Ersatzschaltbild nach Fig. 2 ist der Transistor 1 in bekannter Weise durch seine inneren Wider-
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kungsfaktor, der nahezu gleich ist, und ie den Emitterstrom darstellen. Der Kreis 2-3 besitzt weiter einen Resonanzwiderstand 6 (bei dem die Dämpfung durch den Generator 4 einkalkuliert ist) und der Kreis 5 besitzt einen Resonanzwiderstand 7.
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2-3 mit einer so grossen Amplitude zugeführt und im Transistor verstärkt werden, dass während der Maxima dieser Schwingung die Kollektor-Emitter-Spannung ungefähr zu Null wird, der Kollektor-Widerstand rc des Transistors dann plötzlich lion einem sehr grossen Wert (z. B. einige M sa ), u. zw. gross in bezug auf den Widerstand 7, bis auf einen sehr kleinen Wert (z.
B. einige zehn Ohm), u. zw. klein in bezug auf den Widerstand7, abfällt, so dass sich tatsächlich die vorgenannte Bedingung ergibt, bei der die Eingangs -
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Schwingung über diesen Kreis also eine beträchtlich geringere Amplitude annimmt.
Liefert die Quelle 4 z. B. einen amplitudenmodulierten Strom hinreichender Stärke, so wird der den Transistorl durchfliessende Strom und die im Kreis 5 erzeugte Spannung nahezu keine Amplitudenmodulation mehr aufweisen. Gewünschtenfalls kann man die Signalschwingung der Quelle 4 ausserdem so gross wählen, dass der Emitter periodisch in aie Sperrichtung in bezug auf die Basis gerät, was ebenfalls mit einer beträchtlichen Eingangsimpedanzzunahme einhergeht.
In Fig. 3 ist der Transistor 10 in gemeinsamer Emitter-Schaltung betrieben, bei der die Emitter- und die Basis-Elektrode mit eirer Teilwicklung 11 eines Parallelresol1anzkreises 12 gekoppelt sind, dem die
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Kreises 12, zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 10 gemessen, liegt wieder zwischen diesen beiden Werten, so dass, wenn die Schwingung im Kreis 5 wieder periodisch dieEmitter-Kollektor- Spannung nahezuzuNull macht, die Eingangsimpedanz des Transistors 10 sich entsprechend dem vorgenannten Ausdrucke ändert und der Kreis 12 mehr gedämpft wird. Ein Aussteuern der Basis-Elektrode des Transistors 10 in Sperrichtung hat im vorliegenden Fall aber eine entdämpfende Wirkung.
In Fig. 4 ist die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 zu einer Modulationsschaltung ausgedehnt, bei der die Quelle 4'dem Transistor 10 eine Trägerschwingung liefert und eine modulierende Schwingung einer Quelle 15 über einen Transistor 16 eine entsprechende verstärkte Spannung an einer gemeinsamen Kol- lektor-Impedanz 17 erzeugt, die durch Kollektor-Begrenzung die über dem Kreis 5 erzeugte Trägerfrequenzspannung auf einen Wert entsprechend der modulierenden Schwingung begrenzt, so dass auch die Eingangsimpedanz des Transistors 10 und infolgedessen die Schwingung über dem Kreis 12 sich entsprechend dieser modulierenden Schwingung ändert.
In Fig. 5 findet dieses Prinzip bei einer Schaltungsanordnung für Frequenztelegraphie-Empfang Anwendung. Die ankommenden Telegraphiezeichen der Quelle 20 werden einem Netzwerk 21 zugeführt, das sowohl für die Trägerfrequenz als auch für die Arbeitsfrequenz eine Resonanz aufweist und das die Schwin- gungen dieser Frequenzen den Basis-Emitter-Kreisen zweier Transistoren 23 bzw. 24 zuführt, deren Aus- gangsst. röriie nach Demodulation ein Differentialrelais 25 durchfliessen. Die Demodulationskreise enthalten zwei Transistoren 26 bzw. 27, deren Basis-Elektroden mit den Emittern der Transistoren 23 bzw. 24 verbunden sind, wobei ihre durchgeschalteten Emitter mittels eines Spannungsteilers 28-29 auf einem geringen Sperrpotential gehalten werden.
Steigt die Amplitude der Schwingungen, die entweder dem Transistor 23 oder dem Transistor 24 zugeführt werden, über dieses Sperrpotential hinaus, so wird entweder durch den Transistor 26 oder durch den Transistor 27 dem Relais 25 ein entsprechender Strom zugeführt, so dass das Relais 25 nun in der einen oder der andern Lage verbleiben kann. Dieser Strom verursacht aber überdies einen Spannungsabfall am Widerstand 29 und daher eine entsprechende Eingangsdämpfung der Transistoren.
Dies stimmt mit einer Steigerung des erzeugten Sperrpotentials überein, so dass somit die
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Kippjmpfindlichkeit der Schaltung verbessert ist. an gemeinsamen Kollektor-Widerständen 30-31 der Transistoren 23 und 24 werden Schwingungen solcher Amplitude erzeugt, dass die Kollektorspannungen der beiden Transistoren 23 und 24 gleichzeitig periodisch nahezu zu Null werden, wodurch wieder die Eingangsimpedanzen dieser beiden Transistoren periodisch stark abfallen und das selektive Netzwerk 21 mehr dämpfen. Infolgedessen entsteht eine höhere Unempfindlichkeit gegen Sprechstörungen ; liegt die Frequenz der Signalschwingung so, dass z.
B. dem Transistor 23 eine grössere Schwingung als dem Transistor 24 zugeführt wird, so werden beim Auftreten dieser Störungen, wobei sowohl die demTransistor 23 als auch die dem Transistor 24 zugeführten Schwingungen zu steigen geneigt sind, die beiden Schwingungen infolge dieser grösseren Dämpfung in gleichem Masse geschwächt, so dass ihr ursprüngliches Verhältnis und infolgedessen die Stellung der Relais 25 aufrechterhalten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Transistorschaltung mit veränderlicher Eingangsimpedanz zum Beeinflussen der Amplitude einer elektrischen Schwingung, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitter- und die Basis-Elektroden eines Transistors (1), dessen Emitter-Kollektor-Stromverstärkungsfaktor nahezu gleich 1 ist, über einen Resonanzkreis mit einer Schwingungsquelle (4) gekoppelt sind, dessen Widerstand, zwischen diesen Elektroden gerechnet, zwischen den Werten der Eingangsimpedanz des Transistors, bei einer Kollektor-Impedanz Null bzw..
unendlich gemessen, liegt und dass die elektrische Schwingung diesen Elektroden mit einer so grossen Amplitude zugeführt wird, dass die Kollektor-Emitter-Spannung während der Maxima dieser Schwingung ungefähr zu Null wird und die sich infolgedessen ändernde Eingangsimpedanz des Transistors eine Dämpfungsvergrösserung des Schwingungskreises bewirkt.