DE1004681B - Push-pull modulator with transistors - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur gegenseitigen Modulation zweier Signale. Es ist bereits vorgeschlagen worden, unter Weglassen der Vorspannungsquellen ein Signal der Basiselektrode und das andere Signal der Emitterelektrode eines Grenzschichttransistors des symmetrischen Typs zuzuführen, so daß im Kollektorkreis ein moduliertes Signal erzeugt wird. Dieses modulierte Signal enthält dabei jedoch noch Komponenten mit den Frequenzen der beiden zu modulierenden Signale, die durch Gegentaktschaltung sowohl für eines als auch für das andere Signal ausgeglichen werden könnten.The invention relates to a circuit arrangement for the mutual modulation of two signals. It has already been proposed, omitting the bias sources, a signal of the Base electrode and the other signal of the emitter electrode of a junction transistor of the symmetrical Type feed, so that a modulated signal is generated in the collector circuit. This modulated However, the signal still contains components with the frequencies of the two signals to be modulated, which are balanced by push-pull switching for one signal as well as for the other could.

Eine zu Röhrenschaltungen analoge Gegentaktschaltung würde jedoch den Aufwand bedingen, mit dem eine gegenphasige Zuführung eines Signals verbunden ist, wie es in Fig. 1 der Zeichnung für Transistorenpaare angedeutet ist. Zur Vermeidung dieses Aufwandes wird daher gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine Gegentaktmodulation zur gegenseitigen Modulation zweier Signale dadurch aufzubauen, daß das eine Signal zwischen den Emitter- und Basiselektroden und das andere Signal zwischen den Emitter- und Kollektorelektroden von Gegentaktflächentransistoren des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps zugeführt wird, so daß in den Kreisen der Transistoren ein moduliertes Signal erzeugt wird, in dem Komponenten mit den Signalfrequenzen ausgeglichen sind.A push-pull circuit analogous to tube circuits would, however, require the effort to which an anti-phase supply of a signal is connected, as is shown in FIG. 1 of the drawing for transistor pairs is indicated. To avoid this effort, it is therefore proposed according to the invention, to build a push-pull modulation for the mutual modulation of two signals, that one signal between the emitter and base electrodes and the other signal between the Emitter and collector electrodes of push-pull junction transistors of the opposite conductivity type is supplied so that a modulated signal is generated in the circuits of the transistors, in the components are balanced with the signal frequencies.

Durch die Verwendung von Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps können die Signale ohne zusätzlichen Schaltaufwand mit derselben Phase zugeführt werden, wodurch diese Modulatoren den Röhrenschaltungen überlegen sind. Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt dafür ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Transistoren jedoch bereits paarweise benutzt werden. In Weiterentwicklung der Erfindung werden die Transistoren nämlich paarweise benutzt, so daß bei einer beliebigen Phase des Signals stets einer der Transistoren als Verstärker arbeitet.By using transistors of opposite conductivity type, the signals can be transmitted without additional switching effort with the same phase are supplied, whereby these modulators the Tube circuits are superior. Fig. 2 of the drawing shows an embodiment for this purpose however, the transistors are already used in pairs. In a further development of the invention the transistors are used in pairs so that for any phase of the signal, always one of the transistors works as an amplifier.

Hierbei kann es jedoch auftreten, daß gleichzeitig in einem der anderen Transistoren Kollektor-Basis-Gleichrichtung des einen Signals q erfolgt, womit eine unerwünschte Belastung des Signals q und eine Verringerung der Verstärkung verbunden ist, mit der das modulierte Signal p ± q erzeugt wird. Wenn z. B. in Fig. 1 in einem bestimmten Augenblick die obere der Klemmen, denen das Signal ρ zugeführt wird, und die linke der Klemmen, denen das Signal q zugeführt wird, gegenüber den anderen Klemmen negativ sind, so kann der obere Transistor als Verstärker arbeiten, aber in dem zweitunteren Transistor würde unerwünschte Kollektor-Basis-Gleichrichtung auftreten.In this case, however, it can occur that at the same time in one of the other transistors the collector-base rectification of one signal q takes place, which is associated with an undesirable load on the signal q and a reduction in the gain with which the modulated signal p ± q is generated. If z. If, for example, in Fig. 1 at a certain moment the upper one of the terminals to which the signal ρ is fed and the left one of the terminals to which the signal q is fed are negative with respect to the other terminals, the upper transistor can operate as an amplifier , but undesirable collector-base rectification would occur in the second transistor below.

Die Erfindung kann daher zu einem Gegentakt-Gegentaktmodulator mit TransistorenThe invention can therefore be applied to a push-pull push-pull modulator with transistors

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Netherlands)

ίο Vertreter: Dipl.-Ing. K, Lengner, Patentanwalt,ίο Representative: Dipl.-Ing. K, Lengner, patent attorney,

Hamburg I₁ Mönckebergstr. 7Hamburg I ₁ Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 9. Juni 1954Claimed priority: Netherlands 9 June 1954

Johannes Anton Greefkes, Eindhoven (Niederlande), ist als Erfinder genannt wordenJohannes Anton Greefkes, Eindhoven (Netherlands), has been named as the inventor

modulator für die gegenseitige Modulation zweiermodulator for the mutual modulation of two

«5 Signale erweitert werden, der zwei Transistoren des npn- und zwei Transistoren des pnp-Typs enthält, die durch Verbindung der p-Zone des npn-Transistors mit einer der p-Zonen der pnp-Transistoren und der η-Zone der pnp-Transistoren mit einer der n-Zonen der npn-Transistoren zur Bildung zweier Transistoren des Vierzonentyps vereint sind, wie es z. B. in Fig. 2 und 3 dargestellt ist.«5 signals are extended by the two transistors of the contains npn and two transistors of the pnp type, which are formed by connecting the p-region of the npn transistor with one of the p-zones of the pnp-transistors and the η-zone of the pnp-transistors with one of the n-zones the npn transistors are combined to form two transistors of the four-zone type, as z. B. in Fig. 2 and 3 is shown.

Die reine Kombination eines npn- und eines pnp-Transistors ist in Fig. 4 dargestellt. Die mit der p-Zone verbundene Basiselektrode des npn-Transistors 1 ist mit einer der p-Zonen, im dargestellten Falle über die Emitterelektrode, des pnp-Transistors 2 verbunden, während die mit der η-Zone verbundene Basiselektrode des pnp-Transistors 2 mit einer der η-Zonen des Transistors 1 über die Kollektorelektrode verbunden ist. Die Emitter- und Kollektorelektroden der Transistoren 1 und/oder 2 können jedoch gewünschtenfalls vertauscht werden. Die Kombination ist identisch mit einem Vierzonentransistor, wobei die Basiselektrode eines der Transistoren, im dargestellten Falle des Transistors 1, als die Basiselektrode b des Vierzonentransistors wirksam ist, während die zugehörige freie Elektrode dieses Transistors 1 als Emitterelektrode e und die des anderen Transistors 2 als die Kollektorelektrode c des Vierzonentransistors arbeiten.The pure combination of an npn and a pnp transistor is shown in FIG. The base electrode of the npn transistor 1 connected to the p-zone is connected to one of the p-zones, in the case shown via the emitter electrode, of the pnp transistor 2, while the base electrode of the pnp transistor 2 connected to the η zone is connected to one of the η-zones of the transistor 1 is connected via the collector electrode. The emitter and collector electrodes of the transistors 1 and / or 2 can, however, be interchanged if desired. The combination is identical to a four-zone transistor, the base electrode of one of the transistors, in the illustrated case of the transistor 1, acting as the base electrode b of the four-zone transistor, while the associated free electrode of this transistor 1 is the emitter electrode e and that of the other transistor 2 is the Collector electrode c of the four-zone transistor work.

Ein Signal wird nach der Erfindung in Gegentakt den beiden Emitterelektroden dieser Vierzonentransistoren mit einer so großen Amplitude zugeführt,According to the invention, a signal is sent in push-pull to the two emitter electrodes of these four-zone transistors fed with such a large amplitude,

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daß die entsprechenden Kollektorströme nahezu unabhängig von dieser Amplitude sind, während das andere Signal den beiden Kollektorelektroden der Vierzonentransistoren mit einer so geringen Amplitude zugeführt wird, daß die entsprechenden Kollektorströme sich nahezu linear mit dieser Amplitude ändern.that the corresponding collector currents are almost independent of this amplitude, while the another signal to the two collector electrodes of the four-zone transistors with such a small amplitude is supplied that the corresponding collector currents are almost linear with this amplitude change.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 6 zeigt Kennlinien zur Erläuterung des Beispiels der Fig. 5.Fig. 5 shows another embodiment of the invention, and Fig. 6 shows characteristic curves for explanation the example of FIG. 5.

Der Modulator nach Fig. 5 enthält zwei Transistoren 1 und 4 des npn-Typs und zwei Transistoren 2 und 3 des pnp-Typs, wobei die Transistoren 1 und 2 bzw. die Transistoren 3 und 4 entsprechend Fig. 4 zu zwei Transistoren des Vierzonentyps kombiniert sind. Das Signal p wird in Gegentakt den Emitterelektroden e dieser Vierzonentransistoren 1, 2 bzw. 3, 4 zugeführt, wobei, da diese Transistoren 1, 2 und 3, 4 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps sind, ein Gegentakteingangstransformator erspart werden kann. Das Signal q wird den beiden Kollektorelektroden c der Vierzonentransistoren 1, 2 bzw. 3, 4 entweder in Gegentakt, wie dies dargestellt ist, oder in gleicher Phase zugeführt, wobei jedoch ein verwickelter Ausgangstransformator erforderlich wäre. Eine genaue Gegentakteinstellung läßt sich mittels der Kondensatoren 5 und 6 bzw. des Potentiometers 7 erzielen. Dabei können die Vorspannungsquellen zwischen den Transistorelektroden weggelassen werden.The modulator according to FIG. 5 contains two transistors 1 and 4 of the npn type and two transistors 2 and 3 of the pnp type, the transistors 1 and 2 or the transistors 3 and 4 being combined in accordance with FIG. 4 to form two transistors of the four-zone type are. The signal p is fed in push-pull to the emitter electrodes e of these four-zone transistors 1, 2 and 3, 4, and since these transistors 1, 2 and 3, 4 are of opposite conductivity type, a push-pull input transformer can be dispensed with. The signal q is fed to the two collector electrodes c of the four-zone transistors 1, 2 and 3, 4 either in push-pull mode, as shown, or in the same phase, but a complicated output transformer would be required. A precise push-pull setting can be achieved by means of the capacitors 5 and 6 or the potentiometer 7. The bias voltage sources between the transistor electrodes can be omitted.

Fig. 6 zeigt den Kollektorstrom I_c eines solchen Vierzonentransistors 1, 2 als Funktion der Spannung V_c des Signals q bei verschiedenen Werten des durch das Signal p gelieferten Stroms /_£. Merkwürdigerweise wird sowohl bei positiven als auch bei negativen Werten der Spannung V_c ein gegenüber dem Strom I_e verstärkter Strom I_c erzeugt. Daher wird das Signal p im Modulator nach Fig. 5 ein verstärktes Modulationsprodukt p + q erzeugen.6 shows the collector current I _c of such a four-zone transistor 1, 2 as a function of the voltage V _{c of} the signal q at different values of the current / _£ supplied by the signal p . Strangely enough, both positive and negative values of the voltage V _c generate a current I _c that is greater than the current I _e. Therefore the signal p in the modulator according to FIG. 5 will generate an amplified modulation product p + q.

Gewöhnlich soll das Modulationsprodukt dabei praktisch unabhängig von der Amplitude sein und somit auch von der Amplitudenänderung eines Signals und sich praktisch linear mit der Amplitude des anderen Signals ändern. Dazu wird das Signal ρ mit einer so großen Amplitude den Transistoren 1, 2 und 3, 4 zugeführt, daß der zugehörige Kollektorstrom I_c nahezu unabhängig von dieser Amplitude ist, während das Signal q auf einer so kleinen Amplitude beschränkt bleibt, daß I_c sich praktisch linear mit dieser Amplitude ändert.Usually the modulation product should be practically independent of the amplitude and thus also of the amplitude change of one signal and should change practically linearly with the amplitude of the other signal. For this purpose, the signal ρ is fed to the transistors 1, 2 and 3, 4 with such a large amplitude that the associated collector current I _{c is} almost independent of this amplitude, while the signal q remains limited to such a small amplitude that I _c is reduced changes practically linearly with this amplitude.

Fig. 6 veranschaulicht dies. Bei einem gewissen Wert des Signals q kann der Strom I_c mit Hilfe der vollen Belastungslinie bestimmt werden. Nimmt die Amplitude des Signals p, d. h. der Maximalwert von I_e, zu, so wird I_c infolgedessen kaum zunehmen. Ändert sich jedoch das Signal q von dem voll angegebenen Wert in den gestrichelt angegebenen Wert, so ergibt sich aus der zugehörigen gestrichelt angegebenen Belastungslinie, daß I_c und somit auch das Modulationsprodukt p + q nahezu proportional mit q ■zugenommen hat.Figure 6 illustrates this. At a certain value of the signal q , the current I _{c can be determined} with the aid of the full load line. If the amplitude of the signal p, ie the maximum value of I _e , increases, then I _{c will} hardly increase as a result. If, however, the signal q changes from the fully indicated value to the value indicated by dashed lines, the corresponding load line indicated by dashed lines shows that I _c and thus also the modulation product p + q has increased almost proportionally with q ■.

Wie aus vorstehendem ersichtlich ist, kann man z. B. auch einen Transistor 3 des npn-Typs und einen Transistor 4 des pnp-Typs wählen, in welchem Falle jedoch ein Gegentakteingangstransformator für das Signal p erforderlich ist.As can be seen from the above, you can, for. B. also choose a transistor 3 of the npn type and a transistor 4 of the pnp type, in which case, however, a push-pull input transformer is required for the signal p.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Gegentaktmodulator zur gegenseitigen Modulation zweier Signale, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Signal zwischen den Emitter- und Basiselektroden und das andere Signal zwischen den Emitter- und Kollektorelektroden eines Satzes von Gegentaktflächentransistoren des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps zugeführt wird, so daß in den Kollektorkreisen der Transistoren ein moduliertes Signal erzeugt wird, in dem Komponenten mit den Signalfrequenzen ausgeglichen sind.1. Push-pull modulator for the mutual modulation of two signals, characterized in that that one signal between the emitter and base electrodes and the other signal between the emitter and collector electrodes of one set of push-pull junction transistors of the opposite one Conductivity type is supplied, so that in the collector circuits of the transistors modulated signal is generated in which components are balanced with the signal frequencies are. 2. Gegentaktmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er vier Transistoren enthält, wobei jeweils zwei Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps mit ihren gleichnamigen Elektroden parallel geschaltet sind (Fig. 2).2. Push-pull modulator according to claim 1, characterized in that it has four transistors contains, with two transistors of opposite conductivity type with their same name Electrodes are connected in parallel (Fig. 2). 3. Gegentaktmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er die Kombination von vier Transistoren enthält, wobei jeweils zwei Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps mit ihren Emittern und Kollektoren parallel geschaltet sind, die Basiselektroden der zusammengeschalteten Transistoren jedoch im Gegentakt betrieben werden (Fig. 3).3. push-pull modulator according to claim 1, characterized in that it is the combination of four Contains transistors, each having two transistors of opposite conductivity type their emitters and collectors are connected in parallel, the base electrodes are connected together However, transistors are operated in push-pull (Fig. 3). 4. Gegentaktmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren zu Vierzonentransistoren ergänzt sind.4. push-pull modulator according to claim 1, characterized in that the two transistors are supplemented to four-zone transistors. 5. Gegentaktmodulator nach Anspruch 2 und 3, der zwei Transistoren des npn-Typs und zwei Transistoren des pnp-Typs enthält, die durch Verbindung der p-Zone der npn-Transistoren mit einer p-Zone der pnp-Transistoren und der n-Zone der pnp-Transistoren mit einer der η-Zonen der npn-Transistoren zur Bildung zweier Transistoren des Vierzonentyps vereint sind, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Signal den beiden Emitterelektroden dieser Vierzonentransistoren im Gegentakt mit einer so großen Amplitude zugeführt wird, daß die entsprechenden Kollektorströme nahezu unabhängig von dieser Amplitude sind, während das andere Signal den beiden Kollektorelektroden der Vierzonentransistoren mit einer so geringen Amplitude zugeführt wird, daß die entsprechenden Kollektorströme sich nahezu linear mit dieser Amplitude ändern.5. Push-pull modulator according to claim 2 and 3, the two transistors of the npn type and two Contains transistors of the pnp type, which by connecting the p-region of the npn transistors with a p-zone of the pnp-transistors and the n-zone of the pnp-transistors with one of the η-zones of the NPN transistors are combined to form two transistors of the four-zone type, characterized in that that the one signal to the two emitter electrodes of these four-zone transistors in push-pull is supplied with such a large amplitude that the corresponding collector currents are almost independent of this amplitude, while the other signal is the two collector electrodes of the four-zone transistors is supplied with such a small amplitude that the corresponding Collector currents change almost linearly with this amplitude. 6. Gegentaktmodulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Transistorelektroden keine Vorspannungsquellen vorgesehen sind.6. Push-pull modulator according to one of the preceding claims, characterized in that no bias voltage sources are provided between the transistor electrodes. 7. Gegentaktmodulator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vierzonenflächentransistoren von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sind.7. push-pull modulator according to one of claims 3 to 6, characterized in that the both four-zone junction transistors are of opposite conductivity type. In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 401 795;
»The Bell Syst. Techn. Journ.«, April 1951, S. 414; »Radiotechnik«, 1953, Heft 5, S. 166.Considered publications:
British Patent No. 401,795;
“The Bell Syst. Techn. Journ. ", April 1951, p. 414; "Radiotechnik", 1953, issue 5, p. 166. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 609 840/307 3.57© 609 840/307 3.57