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HF-Verstärker mit einem Transistor Die Erfindung bezieht- sich auf
einen HF-Verstärker mit einem Transistor, dessen Eingangselektrode an einem Schwingungskreis
mit kleiner Abstimmkapazität angeschlossen ist.
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Bekanntlich weisen Transistoren eine verhältnismäßig hohe Eingangskapazität
und einen niedrigen Eingangswirkwiderstand auf. Insbesondere in der Emitterschaltamg
erscheint somit am Eingang eine verhältnismäßig große Kapazität, die auf einem mit
dem Eingang verbundenen Schwingungskreis übertragen wird. Sobald die Eingangskapazität
des Transistors sich ändert, z. B. in Abhängigkeit von der Temperatur, von der Speisespannung
oder von Exemplar zu Exemplar, ergibt sich eine Verstimmung des angeschlossenen
Schwingungskreises, die sehr störend sein kann.
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Wenn der Schwingungskreis über einen bestimmten, vorzugsweise über
einen größeren Bereich, wie z. B. den Mittelwellenbereich von 500 bis 1500 kHz,
abgestimmt werden soll, ergibt sich durch die auf den Schwingungskreis übertragene
Transistorkapazität eine Erhöhung der Anfangskapazität des Schwingungskreises, was
auch zu einer Erhöhung der Endkapazität des zu verwendenden Abstimnikondensators
führt. Insbesondere bei Empfangsanordnungen, bei denen der Raumbedarf und der Aufwand
möglichst niedrig gehalten werden sollen, ist es erwünscht, die Anfangskapazität
und damit die Größe des Drehkondensators möglichst klein zu halten.
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Dies wird erreicht bei einer Verstärker-Schaltungsanordnung mit einem
Transistor, dessen Eingangselektrode an einen, vorzugsweise abstimmbaren, Schwingungskreis
angeschlossen ist, wenn gemäß der Erfindung zwischen dem Schwingungskreis und der
Transistor-Eingangselektrode eine Induktivität L liegt, deren Wert wenigstens annähernd
der Beziehung L=CR2 entspricht, wobei C die Eingangskapazität und R der Eingangswirkwiderstand
des Transistors .ist und wobei die höchste zu übertragende Frequenz kleiner ist
als
Durch diese Bemessung ergibt sich, daß am Anschlußpunkt an dem Schwingungskreis
eine Impedanz auftritt, die praktisch gleich dem Eingangswirkwiderstand R des Transistors
ist und die sich mit der Frequenz nahezu nicht ändert, insbesondere nur eine sehr
geringe Blindkomponente aufweist. Aus der Leifiungs-Übertragungstechnik ist es zwar
bekannt, den störenden Einfluß der Leitungskapazität auf die Grenzfrequenz unter
Berücksichtigung des gewünschten Frequenzumfanges durch Einschalten von Reihenirnduktivitäten
auszugleichen, wobei bestimmte Werte für den Wellenwiderstand bzw. die anzuschließende
Impedanz erstrebt werden; vorzugsweise war eine solche Leitung aus einer großen
Zahl von Teilgliedern aufgebaut.
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Nach der Erfindung wind eine Induktivität eingeschaltet, um die Wirlmng
der Transistor-Eingangskapazität auf den Schwingungskreis wenigstens annähernd zu
beseitigen. Insbesondere wind nicht ein mit angepaßten Impedanzen abgeschlossenes
'Über-, tragungsglied gebildet; .denn das Resonanzverhalten des Schwingungskreises
erfordert es, daß am Anschlußpunkt der Induktivität Leerlaufverhältnisse vorliegen.
Mit der Erfindung wird somit unter Anwendung ähnlicher Mittel eine spezielle und
neue Aufgabe gelöst.
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Weiter .ist es bekannt, zwischen der Kollektorelektrode eines vorangehenden
Transistors und der Eingangselektrode des folgenden Transistors eine Induktnvität
einzuschalten, die zusammen mit der Kollektorkapazität des vorangehenden Transistors
auf die zu übertragende Frequenz abgestimmt ist und somit ein selektives Netzwerk
darstellt. Mit der Erfindung soll jedoch gerade der Einfiuß der Transistorkapazität
auf einen über einen breiten Bereich abstimmbaren Resornanzkreis und damit in einem
großen Frequenzgeblet'ausgeglichen werden.
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Schließlich sei bemerkt, daß es bekannt ist, in einer Verstärkerschaltung,
z. B. vor dem Gitter einer Röhre, eine Reiheninduktivität` einzuschalten, um den
Einfluß der Eingangskapazität auf die Grenzfrequenz herabzusetzen dadurch, daß die
Anordnung an der oberen Grenze des Frequenzbandes in Resonanz kommt und somit eine
Anhebung der übertragung bewirkt. Auch hierbei wird also eine Resonanzabstimmung
unter
Berücksichtigung der vorhandenen Kapazität vorgenommen. Beim Erfindungsgegenstand
jedoch wird die Bemessung unter starker Berücksichtigung des reellen Eingangswiderstandes
gewählt und dadurch ohne eine im allgemeinen nur in einem beschränkten Frequenzbereich
wirksame Resonanzerscheinung die Eingangskapazität in dem gewünschten Maße unwirksam
gemacht.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Die Figur zeigt einen Transistorverstärker, bei dem Eingangsschwingungen
von einer Klemme 1
einem Parallelresonanzkreis aus dem veränderlichen Kondensator
2, z. B. einem Drehkondensator, und der Spule 3 zugeführt werden. Die Eingangsschwingungen
können natürlich auch über eine Anzapfung oder mittels einer Kopplungswicklung induktiv
zugeleitet werden. Die Spule 3 des Schwingungskreises ist mit einer Spule
4 gekoppelt, die einerseits mit einer Vorspannungsquelle Ue, z. B. einem
der Speisequelle parallel liegenden Spannungsteiler, verbunden ist und andererseits
über eine Induktivität L an die Basis eines Transistors 5 angeschlossen ist, dessen
Emitter an Erde und damit an .dem positiven Pol der Speisequelle liegt. Der Kollektor
des Transistors 5 ist über einen Belastungswiderstand B mit dem negativen Pol der
Speisequelle verbunden. Die am Belastungswiderstand auftretenden Schwingungen werden
einer Ausgangsklemme 6 zugeführt.
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Die Induktivität L ist nach der Erfindung wenigstens annähernd gleich
CR2. Dabei ist C die in der Figur gestrichelt angedeutete Eingangskapazität des
Transistors 5 und R der ebenfalls gestrichelt angedeutete Eingangswirkwiderstand.
Bei der angegebenen Bemessung der Induktivität L ergibt sich, daß vom Schwingungskreis
2, 3, 4 her gesehen eine nahezu phasenreine Impedanz am Verbindungspunkt der Spule
4 und der Induktivität L gegenüber Erde erscheint, deren Größe etwa gleich
R ist. Diese Impedanz ändert sich über einen großen Frequenzbereich praktisch nicht,
insbesondere dann, wenn die Frequenz w kleiner ist als 1!z CR. Dann ist auch die
etwa auftretende Blindkomponente nur außerordentlich gering, wobei der Phasenwinkel
der Impedanz höchstens einige Grad beträgt.
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Durch eine geringe Abweichung von der oben angegebenen Bemessung für
die Induktivität L, insbesondere durch Verkleinerung um bis zu etwa 20°/o, vorzugsweise
um 3 bis 8 0/0, kann erreicht werden, daß im Bereich niedrigerer Frequenzen eine
überkompensation eintritt, derart, daß die Impedanz der Transistorstufe am Schwingungskreis
eine kleine kapazitive Komponente hat, die bei hohen Frequenzen in eine kleine induktive
Komponente übergeht. Damit kann eine gute Unabhängigkeit der Abstimmung des Schwingungskreises
2, 3 auch dann noch erreicht werden, wenn etwa über einen großen, bis zu verhältnismäßig
hohen Frequenzen reichenden Bereich abgestimmt werden muß.
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Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist,
durch Einschalten einer Anhebungsindukti.vität in den Längszweig vor einem Verstärkerelement
eine Resonanzerscheinung mit der Eingangskapazität des Verstärkerelementes, z. B.
einer Röhre, an der oberen Frequenzgrenze zu erreichen und damit einen Abfall der
Verstärkung bei hohen Frequenzen zu vermeiden. Hierbei wird jedoch nicht bei der
Bemessung der Eingangswirkwiäerstand mit in Betracht gezogen, und es ergibt sich,
daß bei einer Bemessung nach der Erfindung die gewöhnliche Resonanz der Induktivität
L und der Kapazität C wesentlich höher, vorzugsweise wenigstens bei dem doppelten
Frequenzwert liegt.
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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung, wenn der Transistor
5 geregelt wird, z. B. dadurch, daß die Verspannung U, verändert wird. Auch in diesem
Falle können sich die etwa auftretenden Änderungen der Eingangsimpedanz des Transistors
5 nicht störend auf die Abstimmung des Resonanzkreises 2, 3 auswirken. Dies zeigt
sich besonders stark dann, wenn der Ausgang des Transistors aperiodisch ausgebildet
ist, insbesondere dadurch, daß im Ausgangskreis ein ohmscher Widerstand liegt, dessen
Wert vorzugsweise klein ist gegenüber dem Ausgangsinnenwiderstand des Transistors
5. In diesem Falle sind die Änderungen der Eingangsimpedanz besonders niedrig.