-
Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren Die Erfindung betrifft
einen Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren, bei dem das Eingangssignal
und die Trägerspannung jeweils einem Eingangsübertrager zugeführt sind, bei dem
zwei Transistorpaare vorhanden sind und in jedem Paar jeweils die Basis des einen
Transistors mit dem Emitter des anderen Transistors verbunden ist.
-
Modulatoren zur Umsetzung breiter übertragungsbänder müssen beispielsweise
in Trägerfrequenzübertragungssysternen vielfach hohen Anforderungen an die Linearität
genügen. Aus diesem Grund sollten derartige Modulatoren mit einem möglichst niedrigen
Eingangspegel betrieben werden. Auf der anderen Seite ist man jedoch bestrebt, bei
solchen Modulatoren im Hinblick auf ein möglichst niedriges Grundgeräusch des dem
Modulator folgenden Verstärkers möglichst hohe Ausgangspegel zu erzielen. Deshalb
wirkt sich eine niedrige Seitenbanddämpfung bzw. eine hohe .Seitenbandverstärkung
eines Modulators sowohl im Hinblick auf die Linearität als auch bezüglich des Grundgeräusches
vorteilhaft aus.
-
Es gibt Modulatoren, die passive, nichtlineare Elemente enthalten
und dabei eine verhältnismäßig niedrige Seitenbanddämpfung aufweisen. Wird am Abschluß
solcher Modulatoren ein Teil der Seitenbänder reflektiert, d. h. erneut dem Modulator
zugeführt, so beeinf(ußt das reflektierte Signal die Steuerung der Nichtlineariäten,
was eine Vergrößerung des Klirrfaktors zur Folge hat. Bei solchen Modulatoren hat
daher die begrenzte, vielfach nicht ausreichende Rückwirkungsfreiheit einerseits
häufig zur Folge, daß die Einfügung einer weiteren Dämpfung zur Verringerung der
Reflexion nötig wird. Dadurch wird der Seitenbandpegel weiter abgesenkt. Andererseits
muß das dem Modulator folgende Filter für alle Seitenbänder reell angepaßt werden,
so daß sich ein erhöhter Aufwand an Filtermitteln ergibt.
-
Es sind ferner verstärkende Modulatoren mit Transistoren als nichtlineare
Elemente bekannt, die das Seitenband am Ausgang verstärkt abgeben und dabei weitgehend
rückwirkungsfrei sind. Dies ist besonders im Hinblick auf die genannten Gesichtspunkte
bei der Dimensionierung von Modulatorschaltungen von Vorteil. Da mit solchen Modulatoren
selbst hohe Anforderungen an die Klirrdämpfung ohne zusätzliche, zur besseren Anpassung
bestimmte Dämpfungsglieder zu erfüllen sind, kann die zwischen dem Modulatoreingang
und dem Modulatorausgang wirksame Seitenbandverstärkung dabei meist voll ausgenutzt
werden. Es gibt Anwendungsfälle, für die derartige bekannte, verstärkende Doppelgegentaktmodulatoren
schwierig zu realisieren sind. Dies ist der Fall, wenn Nachrichtenbänder in eine
sehr tiefe Frequenzlage, beispielsweise in die Videolage, in der sogar Gleichspannungsanteile
auftreten, umgesetzt werden sollen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verstärkenden Doppelgegentaktmodulator
mit einem gleichstromübertragenden Signalausgang zu schaffen.
-
Der Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren, bei dem das Eingangssignal
und die Trägerspannung jeweils einem Eingangsübertrager zugeführt sind, bei dem
zwei Transistorpaare vorhanden sind und in jedem Paar jeweils die Basis des einen
Transistors mit dem Emitter des anderen Transistors verbunden ist, wird gemäß der
Erfindung derart ausgebildet, daß die zwei Transistoren des einen Paares vom einen
und die zwei Transistoren des anderen Paares vom dazu entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp
sind, daß die Basis-Emitter-Verbindung der Transistoren eines Transistorpaares jeweils
über eine Wicklung des einen Eingangsübertragers und eine dazu in Serie liegende
Wicklung des anderen Eingangsübertragers an die andere Basis-Emitter-Verbindung
desselben Transistorpaares geführt ist und daß zwischen zwei Basis-Emitter-Verbindungen
verschiedener Transistorpaare eine Spannungsquelle eingefügt ist, deren Mittelanzapfung
zusammen mit dem Verbindungspunkt sämtlicher. Kollektoren den Modulatorausgang bildet.
-
Damit ist in vorteilhafter Weise bei einem verstärkenden, rückwirkungsfreien
Doppelgegentaktmodulator ein Ausgangsübertrager eingespart, ohne daß auf andere
Weise ein Gleichstromweg zwischen den Ausgangsklemmen geschaffen werden muß. Der
Modulator kann ferner sehr breite Nachrichtenbänder abgeben, ohne daß am Ausgang
durch einen
übertrager ein nachteiliger Frequenzgang erzeugt wird.
Ein weiterer Vorteil ist, daß mit diesem verstärkenden Doppelgegentaktmodulator
Frequenzbänder in eine sehr tiefe Frequenzlage umgesetzt werden können. Da der Modulatörausgang
frei von Gleichstromanteilen ist, die nicht zum Ausgangssignal gehören, kann er
zur Umsetzung von Nachrichtenbändern in die Videolage verwendet weiden.
-
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Doppelgegentaktmodulator dargestellt,
bei dem das Ausgangssignal mit den Frequenzen co ± 62 ohne Einschaltung eines Ausgangsübertragers
entnommen werden kann. Bei den Eingangsübertragern 5 und 6 ist jeweils der Anfang
einer Wicklung mit einem Punkt bezeichnet.
-
Der Modulator enthält zwei Transistorpaare, von denen jedes aus zwei
Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps besteht. Die Transistoren 1 und 2 des einen
Transistorpaares sind pnp-Transistoren, die Transistoren 3 und
4 des anderen Transistorpaares solche vom Typ npn. Die Kollektoren sämtlicher
vier Transistoren 1, 2, 3 und 4 sind miteinander verbunden und bilden mit der Anzapfung
der Spannungsquelle 7, einer symmetrischen Gleichspannungsquelle, das Ausgangsklemmenpaar
des Doppelgegentaktmodulators.
-
Der Emitter des Transistors 1 ist mit der Basis des Transistors 2
und dem Pluspol der Spannungsquelle 7 verbunden. Er ist ferner über die Wicklung
12 und die dazu in .Serie liegende Wicklung 10, d. h. über je eine Sekundärwicklung
des Eingangsübertragers 6 und des weiteren Eingangsübertragers 5 an die Basis des
Transistors 1 und den damit verbundenen Emitter des Transistors '2 geführt. Der
Emitter des Transistors 3 liegt am Minuspol der Spannungsquelle 7 und an der Basis
des Transistors 4. Er ist femer über die Wicklung 13, d. h. eine Sekundärwicklung
des Eingangsübertragers 6, und die dazu in Serie liegende Wicklung 11, eine Sekundärwicklung
des weiteren Eingangsübertragers 5, an die Basis des Transistors 3 geführt, die
wiederum mit dem Emitter des Transistors 4 verbunden ist.
-
Ein Eingang des Doppelgegentaktmodulators ist durch die Primärwicklung
9 des Eingangsübertragers 5 und ein weiterer Eingang durch die Primärwicklung 14
des weiteren Eingangsübertragers 6 gebildet, wobei es gleichgültig ist, an welchen
Eingang der Träger angelegt bzw. das Eingangssignal geführt wird. - Das Ausgangssignal
tritt am Ausgangsklemenpaar, d. h. zwischen der Kollektorverbindung der Transistoren
1, 2, 3, 4 und der Anzapfung der Spannungsquelle 7 auf. Die Ausgangsklemmen des
Modulators befinden sich dabei in der Diagonalen einer Brücke, die aus den Hälften
der symmetrischen Gleichspannungsquelle und den Kollektor-Emitter-Strecken der jeweils
durchgesteuerten Transistoren gebildet ist.
-
Legt man die Trägerspannung der Frequenz co an die Wicklung 9 des
Eingangsübertragers 5 an, so werden die Transistoren 1 und 3 während der einen Trägerhalbwelle
und die Transistoren 2 und 4 in der anderen Halbwelle jeweils gleichzeitig durchgesteuert.
Während der Trägerhalbwelle, die die Transistoren 1 und 3 durchsteuert, fließt der
Kollektorgleichstrom von dem positiven Pol der Spannungsquelle 7 über den Emitter
des Transistors 1 zu dessen Kollektor, weiter über die Kollektorverbindung zum Kollektor
des Transistors 3 und schließlich über dessen Emitter zum negativen Pol der Spannungsquelle
7 zurück. Während der anderen Halbwelle des Trägers fließt der Kollektorgleichstrom
vom positiven Pol der Spannungsquelle 7 über die Wicklung 12 des Eingangsübertragers
6 zur Wicklung 10 des weiteren Eingangsübertragers 5, von dort zum Emitter des Transistors
2, von dessen Kollektor weiter zum Kollektor des Transistors 4 und von dessen Emitter
letztlich über die Wicklung 11 des Eingangsübertragers 5 und die Wicklung 13 des
anderen Eingangsübertragers 6 zum negativen Pol der Spannungsquelle 7 zurück. Liegt
an der Primärwicklung 14 des Eingangsübertragers 6 ein Signal der Frequenz
9
an, während gerade die Transistoren 1 und 3 durch eine Trägerhalbwelle durchgesteuert
sind, so wird bei der einen Polarität der Signalamplitude der Kollektorstrom des
Transistors 1 vergrößert und der des Transistors 3 verringert. Beides bewirkt, daß
die Ausgangsklemme, die an der Kollektorverbindung der Transistoren 1, 2, 3, 4 liegt,
ein gegenüber der Anzapfung der Spannungsquelle 7 positives Potential annimmt. Bei
gleicher Signalpolarität wird ferner während der anderen Trägerhalbwelle der Kollektorstrom
des Transistors 2 verringert und der Kollektorstrom des Transistors 4 vergrößert,
so daß die mit den Kollektoren verbundene Ausgangsklemme nunmehr ein negatives Potential
erhält. Das Ausgangssignal des Modulators wird also im Takt des Trägers umgepolt.
Dabei sind am Ausgang auf Grund der Doppelgegentaktanordnung alle Modulationsprodukte
von der Form p co ± q Q, bei denen p und q nicht gleichzeitig ungerade
sind, unterdrückt.