DE1223433B - Double push-pull modulator with four transistors - Google Patents

Description

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.Double push-pull modulator with four transistors The invention relates to a double push-pull modulator with four transistors, in which the input signal and the carrier voltage are each fed to an input transformer in which there are two pairs of transistors and the base of one in each pair Transistor is connected to the emitter of the other transistor.

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.Modulators to implement broad transmission bands must, for example In carrier frequency transmission systems, there are often high demands on linearity suffice. For this reason, such modulators should be as low as possible Input level can be operated. On the other hand, however, one strives at such modulators with a view to the lowest possible background noise of the dem Modulator following amplifier to achieve the highest possible output level. That's why there is a low sideband attenuation or a high sideband gain of a modulator in terms of both linearity and background noise advantageous.

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.There are modulators that contain passive, non-linear elements and thereby have a relatively low sideband attenuation. Will at the end such modulators reflect part of the sidebands, i.e. H. the modulator again supplied, the reflected signal influences the control of the non-linearities, which leads to an increase in the distortion factor. With such modulators it has hence the limited, often insufficient freedom from feedback on the one hand often the consequence that the insertion of a further attenuation to reduce the Reflection becomes necessary. This further lowers the sideband level. on the other hand the filter following the modulator must be real adapted for all sidebands, so that there is an increased expenditure on filter media.

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.There are also amplifying modulators with transistors as non-linear ones Known elements that emit the sideband to a greater extent at the exit and thereby largely are retroactive. This is particularly important with regard to the aspects mentioned when dimensioning modulator circuits an advantage. As with such modulators even high demands on the distortion attenuation without additional, for better adaptation Certain attenuators must be met, the between the modulator input and the modulator output effective sideband gain is usually fully utilized will. There are applications for which such known, amplifying double push-pull modulators are difficult to achieve. This is the case when message tapes are in a very low frequency range, for example in the video range, in which even DC voltage components occur, should be implemented.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verstärkenden Doppelgegentaktmodulator mit einem gleichstromübertragenden Signalausgang zu schaffen.The object of the invention is therefore to provide an amplifying double push-pull modulator with a direct current transmitting signal output.

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.The double push-pull modulator with four transistors, in which the input signal and the carrier voltage are each fed to an input transformer in which there are two pairs of transistors and the base of one in each pair Transistor is connected to the emitter of the other transistor, according to the Invention designed such that the two transistors of a pair of one and the two transistors of the other pair of the opposite conductivity type are that the base-emitter connection of the transistors of a transistor pair in each case Via a winding of one input transformer and one in series with it Winding the other input transformer to the other base-emitter connection the same pair of transistors is performed and that between two base-emitter connections different transistor pairs a voltage source is inserted, whose center tap together with the connection point of all. Collectors forms the modulator output.

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.This is advantageous in a reinforcing, reaction-free Double push-pull modulator saved an output transformer without affecting others Way, a DC path must be created between the output terminals. Of the The modulator can also emit very wide message bands without leaving the output through a transformer produces a disadvantageous frequency response. Another advantage is that with this amplifying double push-pull modulator Frequency bands can be converted into a very low frequency range. Since the modulator output is free of DC components that do not belong to the output signal, it can Weiden used to convert message tapes into the video layer.

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.The invention is based on the embodiment shown in the drawing explained in more detail. In the drawing a double push-pull modulator is shown, in which the output signal with the frequencies co ± 62 without switching on an output transformer can be taken. Input transformers 5 and 6 always start a winding marked with a point.

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.The modulator contains two transistor pairs, each of which consists of two transistors of the same conductivity type. The transistors 1 and 2 of one transistor pair are pnp transistors, the transistors 3 and 4 of the other transistor pair are of the npn type. a symmetrical DC voltage source, the output terminal pair of the double push-pull modulator.

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.The emitter of transistor 1 is connected to the base of transistor 2 and the positive pole of the voltage source 7. He is also about the winding 12 and the winding 10, which is part of the series, d. H. each with a secondary winding of the input transformer 6 and the further input transformer 5 to the base of the Transistor 1 and the associated emitter of the transistor '2 out. Of the The emitter of the transistor 3 is connected to the negative pole of the voltage source 7 and to the base of the transistor 4. It is also via the winding 13, i. H. a secondary winding of the input transformer 6, and the winding 11 in series therewith, a secondary winding of the further input transformer 5, led to the base of transistor 3, the is in turn connected to the emitter of transistor 4.

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.One input to the double push-pull modulator is through the primary winding 9 of the input transformer 5 and another input through the primary winding 14 the further input transformer 6 is formed, it does not matter which one Input the carrier is applied or the input signal is routed. - The output signal occurs at the output terminal pair, d. H. between the collector connection of the transistors 1, 2, 3, 4 and the tap of the voltage source 7. The output terminals of the Modulators are located in the diagonal of a bridge that consists of the halves the symmetrical DC voltage source and the collector-emitter paths of each activated transistors is formed.

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.If the carrier voltage of the frequency co is applied to the winding 9 of the input transformer 5, the transistors 1 and 3 are turned on at the same time during one carrier half-cycle and the transistors 2 and 4 in the other half-cycle. During the carrier half-wave that controls the transistors 1 and 3, the collector direct current flows from the positive pole of the voltage source 7 via the emitter of the transistor 1 to its collector, further via the collector connection to the collector of the transistor 3 and finally via its emitter to the negative pole Voltage source 7 back. During the other half-wave of the carrier, the collector direct current flows from the positive pole of the voltage source 7 via the winding 12 of the input transformer 6 to the winding 10 of the further input transformer 5, from there to the emitter of the transistor 2, from its collector to the collector of the transistor 4 and from there The emitter ultimately returns to the negative pole of the voltage source 7 via the winding 11 of the input transformer 5 and the winding 13 of the other input transformer 6. If a signal of frequency 9 is applied to the primary winding 14 of the input transformer 6, while the transistors 1 and 3 are currently through a carrier half-wave, the collector current of the transistor 1 is increased and that of the transistor 3 is decreased with one polarity of the signal amplitude. Both have the effect that the output terminal, which is connected to the collector connection of the transistors 1, 2, 3, 4, assumes a potential which is positive in relation to the tap of the voltage source 7. With the same signal polarity, the collector current of transistor 2 is reduced and the collector current of transistor 4 is increased during the other carrier half-cycle, so that the output terminal connected to the collectors now receives a negative potential. The polarity of the output signal of the modulator is reversed in time with the carrier. Due to the double push-pull arrangement, all modulation products of the form p co ± q Q, in which p and q are not odd at the same time, are suppressed at the output.

Claims (1)

Patentanspruch: 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, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die zwei Transistoren (1, 2) des einen Paares vom einen und die zwei Transistoren (3, 4) des anderen Paares vom dazu entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sind, daß die Basis-Emitter-Verbindung der Transistoren eines Transistorpaares (Transistoren 1, 2 bzw. 3, 4) jeweils über eine Wicklung (10 bzw. 11) des einen Eingangsübertragers (5) und eine dazu in Serie liegende Wicklung (12 bzw. 13) des anderen Eingangsübertragers (6) an die andere Basis-Emitter-Verbindung desselben Transistorpaares geführt ist und daß zwischen zwei Basis-Emitter-Verbindungen verschiedener Transistorpaare (Transistoren 1, 2 bzw. 3, 4) eine Spannungsquelle (7) eingefügt ist, deren Mittelanzapfung zusammen mit dem Verbindungspunkt sämtlicher Kollektoren den Modulatorausgang bildet.Claim: Double push-pull modulator with four transistors, in which the input signal and the carrier voltage are each fed to an input transformer, in which there are two transistor pairs and in each pair the base of one transistor is connected to the emitter of the other transistor, characterized in that the two transistors (1, 2) of one pair of one pair and the two transistors (3, 4) of the other pair are of the opposite conductivity type, so that the base-emitter connection of the transistors of a transistor pair (transistors 1, 2 and 3 , 4) each via a winding (10 or 11) of one input transformer (5) and a series winding (12 or 13) of the other input transformer (6) to the other base-emitter connection of the same transistor pair and that a voltage source (7) is inserted between two base-emitter connections of different transistor pairs (transistors 1, 2 or 3, 4) whose center tap together with the connection point of all collectors forms the modulator output.