DE1244868B - Mehrstufiger Wechselspannungsverstaerker mit Transistoren, mit einer alle Stufen umfassenden Wechselstromgegenkopplung und mit Verwendung von Zenerdioden als Koppelelemente - Google Patents
Mehrstufiger Wechselspannungsverstaerker mit Transistoren, mit einer alle Stufen umfassenden Wechselstromgegenkopplung und mit Verwendung von Zenerdioden als KoppelelementeInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
H03f
Deutsche KL: 21 a2 -18/08
Nummer: 1 244 868
Aktenzeichen: S 91105 VIII a/21 a2
Anmeldetag: 15. Mai 1964
Auslegetag: 20. Juli 1967
Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrstufigen Wechselspannungsverstärker, insbesondere Breitbandverstärker mit vorzugsweise sehr niedriger, z. B.
bei einigen Hertz liegender unterer Grenzfrequenz und einer im Bereich von mehreren Megahertz, vorzugsweise
über 10 MHz gelegenen oberen Grenzfrequenz, der in allen Stufen Transistoren enthält und
bei dem eine alle Stufen umfassende Wechselstromgegenkopplung, vorzugsweise zur Erhöhung des Eingangswiderstandes
der ersten Verstärkerstufe, vorgesehen ist und bei dem zur Kopplung der überwiegenden
Anzahl und zumindest der in Übertragungsrichtung ersten Stufen mit Vorstrom im Zenerbereich betriebene
Zenerdioden vorgesehen sind.
Für Wechselspannungsverstärker werden immer häufiger nur wechselspannungsmäßig gekoppelte
Verstärkerstufen mit einzelnen Transistoren verwendet, weil bei Röhrenverstärkern die elektrische
Leistung und auch die begrenzte Lebensdauer der Röhren als nachteilig empfunden wird. Transistorverstärker
haben aber den Nachteil, daß die elektrischen Eigenschaften der Transistoren stark temperaturabhängig
sind, was bei gleichspannungsmäßiger Kopplung der Transistoren zu starken und störenden Arbeitspunktverschiebungen, vor allem in
den Endstufen des Gesamtverstärkers, führen kann. Die Anwendung einer lediglich kapazitiven Kopplung
zwischen den einzelnen Verstärkerstufen behebt zwar diesen Nachteil, führt aber allein schon wegen
der relativ niedrigen Eingangswiderstände der Transistoren vor allem bei tiefgelegener Grenzfrequenz
des Verstärkers zu elektrisch teilweise untragbaren Kapazitätswerten der einzelnen Kopplungskondensatoren,
unbeachtlich deren Nachteil von Fehlströmen, großen Einschwingzeiten u. dgl. und beachtlich
der sonstigen Schwierigkeiten. Hinzu kommt, daß vor allem bei mehreren kapazitiv gekoppelten
einzelnen Transistorstufen eine Gegenkopplung für die Wechselspannungskomponente vom Verstärkerausgang
zum Verstärkereingang vorgesehen werden muß, die vor allem bei tiefer Grenzfrequenz des
mehrstufigen Verstärkers im Regelfall den Verstärker anfällig hinsichtlich einer störenden Selbsterregung
macht, wenn nicht besondere zusätzliche Schaltungsmaßnahmen vorgesehen werden. Es ist vor allem
aus den letztgenannten Gründen für Breitbandverstärker somit scheinbar die beste Lösung, eine unmittelbare
galvanische Kopplung zwischen den einzelnen Verstärkerstufen vorzusehen und die Arbeitspunktverschiebungen
in Kauf zu nehmen bzw. in jeder Stufe für sich durch nur für Gleichspannung wirksame Gegenkupplungen zu reduzieren. Dabei kann
Mehrstufiger Wechselspannungsverstärker mit
Transistoren, mit einer alle Stufen umfassenden
Wechselstromgegenkopplung und mit
Verwendung von Zenerdioden als
Koppelelemente
Transistoren, mit einer alle Stufen umfassenden
Wechselstromgegenkopplung und mit
Verwendung von Zenerdioden als
Koppelelemente
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München.
München 2, Witteisbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Achim Zech, München
Achim Zech, München
zur Verminderung der zum Betrieb des gesamten Verstärkers erforderlichen Betriebsspannung gegebenenfalls
die Kopplung zwischen den einzelnen Transistorstufen jeweils durch eine mittels Vorstrom
im Zenerbereich betriebene Zenerdiode erfolgen. Wie die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen
gezeigt haben, führt dieser Weg aber nur bei sehr geringer Stufenverstärkung und auch relativ geringer
Gesamtverstärkung zu einigermaßen befriedigenden Ergebnissen, unbeachtlich des relativ hohen schaltungstechnischen
Aufwandes.
Die Verwendung von Zenerdioden als Kopplungselemente bei Verstärkern ist an sich bekannt. In der
Literatur werden Schaltungsbeispiele angegeben, bei denen zwischen den einzelnen Stufen eines Verstärkers,
insbesondere eines Gleichspannungsverstärkers zur Herabsetzung des Potentialunterschiedes zwischen
Kollektor der vorausgehenden Stufe und Basis der nachfolgenden Stufe eine Zenerdiode eingeschaltet
ist. Weitere Schaltbeispiele lauten dahingehend, daß in die Emitterzuleitung eines Transistors, beispielsweise
in die Emitterzuleitung eines Endstufentransistors oder in die Katodenzuleitung einer Röhre
eine Zenerdiode eingeschaltet wird, um diese Katode, bzw. den Emitter gleichspannungsmäßig hochzulegen,
dabei jedoch zu vermeiden, daß eine Wechselstromgegenkopplung über diese Vorspannungsquelle er-
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folgt, was wegen des geringen dynamischen Innenwiderstandes von Zenerdioden leicht erreichbar ist.
Bei den bekannten Schaltungen mit Gegenkopplung und Stabilisierung, insbesondere der genannten
Art, treten aber vor allem deshalb Schwierigkeiten auf, weil, soweit überhaupt eine Gleichstromgegenkopplung
angewendet wird, diese gleichzeitig als Gegenkopplung, zumindest für einen Teil der Signalfrequenzen
ausgebildet ist. Zumindest in diesem Bereich wird dann aber das Verhältnis von einer
Gleichstromgegenkopplung zur Signalgegenkopplung etwa gleich 1, und d. h. mit anderen Worten, daß
eine Gleichstromgegenkopplung gleichzeitig abhängig wird von einer Signalgegenkopplung oder umgekehrt.
In der Praxis möchte man jedoch mit einer möglichst geringen Anzahl von Verstärkerstufen einen vorgegebenen
Verstärkungswert für die gewünschten Signale erreichen. Eine Gegenkopplung im Signalverstärker
wird daher für die Signalfrequenzen nach Möglichkeit nur so hoch getrieben, als es die Verminderung
der Klirrprodukte erfordert. Dies ist unter Umständen auch deshalb von Bedeutung, weil besonders
bei mehrstufigen Verstärkern sehr schnell die Nyquistbedingung für die Schwingfestigkeit des Verstärkers
überschritten wird und zumindest eine sehr starke Laufzeitverzerrung an den Bereichsenden entsteht.
Ist nun das Verhältnis Gleichstromgegenkopplung zu Wechselstromgegenkopplung wie bei den bekannten
Schaltungen festgelegt, so liegt damit indirekt auch die Gleichstromgegenkopplung in ihrem
Maximalwert bereits fest. Es ist also bei den in der bekannten Art ausgebildeten und bemessenen Verstärkern
sehr schnell ein Grenzwert der Gleichstromstabilisierung und damit der durch die Gleichstromstabilisierung
bewirkten Temperaturstabilität erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben dargelegten Schwierigkeiten
und Nachteile einen mehrstufigen Wechselspannungsverstärker gerade bei sehr tief gelegener unterer
Grenzfrequenz mit Transistoren zu realisieren, der optimale
Signalgegenkopplung bei optimaler Stabilisierung gegen Temperaturschwankungen aufweist. Diese Aufgabe
wird bei einem mehrstufigen Wechselspannungsverstärker, insbesondere Breitbandverstärker mit vorzugsweise
sehr niedriger, z. B. bei einigen Hertz liegender unterer Grenzfrequenz und einer im Bereich
von mehreren Megahertz, vorzugsweise über 10 MHz gelegenen oberen Grenzfrequenz, der in
allen Stufen Transistoren enthält und bei dem eine alle Stufen umfassende Wechselstromgegenkopplung,
vorzugsweise zur Erhöhung des Eingangswiderstandes der ersten Verstärkerstufe, vorgesehen ist und
bei dem zur Kopplung der überwiegenden Anzahl und zumindest der in Übertragungsrichtung ersten
Stufen mit Vorstrom im Zenerbereich betriebene Zenerdioden vorgesehen sind, gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß von der Ausgangsstufe des Verstärkers zur Eingangsstufe desselben eine Gleichstromgegenkopplung
vorgesehen ist, die zur Absenkung des konstanten Gleichspannungsteiles eine ebenfalls mit Vorstrom im Zenerbereich betriebene
Zenerdiode und ein die untere Grenzfrequenz des Übertragungsfrequenzbandes bestimmendes i?C-Glied
enthält.
Es ist an sich ein zweistufiger Wechselspannungsverstärker bekannt, bei dem zwei in Emitter-Basis-Schaltung
betriebene Transistoren in der Weise miteinander gekoppelt sind, daß der Kollektor der ersten
Stufe unmittelbar galvanisch mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist. In der Emitterzuleitung
des zweiten Transistors ist ein für die Wechselspannungssignale kapazitiv überbrückter Gleichstromwiderstand
vorgesehen, von dem eine Gleichspannung abgegriffen und über einen Vorwiderstand der Basis
des ersten Transistors als der Arbeitspunkteinstellung dienende Vorspannung bzw. als entsprechender Vorstrom
zugeführt wird.
Bei dieser bekannten Schaltung ist zwar auch eine Gleichstromgegenkopplung vom Ausgang der zweiten
Stufe zum Eingang der ersten Stufe vorhanden, jedoch ist diese Gleichstromgegenkopplung nur relativ
gering; denn durch den Gleichstromwiderstand in der Emitterzuleitung des zweiten Transistors hat dieser
für die temperaturabhängige Gleichspannungskomponente eine sehr starke Gegenkopplung, so daß die
Schleifenverstärkung im Gleichspannungsgegenkopp-
ao lungszweig relativ sehr gering wird. Beim Erfindungsgegenstand tritt demgegenüber einerseits durch die
Kopplung der einzelnen Transistorstufen über Zenerdioden für die an sich störende temperaturabhängige
Gleichspannungskomponente sogar eine Anhebung ein, weil der konstante Gleichspannungsanteil, der
am Arbeitswiderstand jeder Stufe auftritt, weitgehend
reduziert wird und auch hinsichtlich des rückgeführten Anteiles im Gleichspannungsgegenkopplungsweg
ist dies der Fall. Damit wird die Schleifenverstärkung in den gesamten Gleichspannungsweg, der die Gegenkopplung
mit umfaßt, für die störende temperaturabhängige Gleichspannungsänderung um ein Vielfaches
höher, und es wird sozusagen bewußt ein möglichst großer Übertragungsfaktor für temperaturabhängige
Gleichspannungsänderungen in den einzelnen Stufen angestrebt. Für die erfindungsgemäße
Schaltung ist es daher sogar noch vorteilhaft, wenn die einzelnen Stufen weitgehend frei von Gleichspannungsgegenkopplungen
sind und die einzelnen Stufen bei Ausführung als Emitter-Basis-Schaltung im Vergleich zu ihrem für die Gleichspannung wirksamen
Kollektorwiderstand jeweils einen relativ kleinen Emitterwiderstand haben.
Als vorteilhaft hat es - sich weiterhin erwiesen, wenn die Einkopplung des zu verstärkenden Signals
in die erste Verstärkerstufe mit einem der Abtrennung von eventuellen Gleichspannungsanteilen dienenden
Trennkondensator versehen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen mehrstufigen Wechselspannungsverteilers
besteht weiterhin darin, daß die in Übertragungsrichtung letzte Verstärkerstufe als Kollektorbasisschaltung
ausgebildet ist, die mit der vorausgehenden Stufe vorzugsweise frei von Zenerdioden gleichstrommäßig
gekoppelt ist und von deren Emitterwiderstand die Gleichstromgegenkopplung abgeleitet wird,
und daß im Kollektorkreis der Endstufe ein für die Signalfrequenzen überbrückter Widerstand vorgesehen
ist, von dem die Gleichstromgegenkopplung abgeleitet wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
besteht außerdem darin, daß die in Übertragungsrichtung letzte Verstärkerstufe in
Emitter-Basis-Schaltung vorgesehen ist, von deren Kollektorwiderstand das verstärkte Signal abgenommen
wird, die mit der vorausgehenden Stufe vorzugsweise über eine mit Vorstrom im Zenerbereich betriebenen
Zenerdiode gleichstrommäßig gekoppelt ist,
und daß in der Kollektorleitung der Endstufe ein für die Signalfrequenz kapazitiv überbrückter Widerstand
vorgesehen ist, von dem die Gleichstromgegenkopplung abgeleitet wird.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt einen dreistufigen, mittels der Zenerdioden Sz 1, SzI galvanisch gekoppelten dreistufigen
Verstärker. Die Zuführung des Signals erfolgt über den Kondensator C1; der Widerstand R1
von z. B. 75 Ω bestimmt unter anderem den Eingangswiderstand. Der Verstärkerausgang A erfolgt
vom Emitter der letzten Stufe über einen der Innenwiderstandseinstellung
dienenden Widerstand Rc. Ra ist der Eingangswiderstand des Verbrauchers von
z. B. 75 Ω. Die galvanische Kopplung der Stufen ermöglicht außer dem Fortfall schwer realisierbarer
i?C-Glieder die Anwendung einer Gleichstromgegenkopplung über alle Stufen zur Stabilisierung der
Transistorarbeitspunkte. TsI und Ts 2 sind nur für das Nutzsignal eigengegengekoppelte Emitterstufen;
Ts 3 ist eine Kollektorstufe. Hierzu sind die Emitterwiderstände relativ gering gegenüber den Kollektorwiderständen
gewählt. Vom Kollektorwiderstand R 3 des Transistors Ts 3 führt eine Gleichstromgegenkopplung
zur Basis des Transistors TiI über die
Zenerdiode Sz3 und den Vorwiderstand R2, der den
Kurzschluß des Eingangs von TsI verhindert. Die gleichstromstabilisierende Wirkung geschieht folgendermaßen.
Erhöht sich der Kollektorstrom JcI des ersten
Transistors z. B. infolge Temperatureinfluß, so wird das Potential am Kollektor von TsI negativer. Dadurch
sinkt der Basisstrom Jb 2 von Ts 2 und mit diesem Jc 2. Das Potential am Kollektor von Ts 2
wird positiver, und somit werden der Basisstrom Jb 3 und auch der Kollektorstrom Jc 3 von Ts 3 größer.
Hierdurch wird das Potential am Kollektor von Ts 3 negativer und der Basisstrom JbI von TsI kleiner.
Das hat wiederum zur Folge, daß der Kollektorstrom Je 1 von Ts 1 kleiner, d. h. entgegen seiner ursprünglichen
Änderung beeinflußt wird.
Mit Rücksicht auf die Größe des der Signaleinkopplung dienenden Kopplungskondensators Cl
muß R2 groß gegen Reing gewählt werden. Reing ist
der tatsächliche Eingangswiderstand von TsI. Obwohl die Spannungsteilung (R 2 + Reing): Rei„g die
Gleichstromgegenkopplung vermindert, zeigen die Meßergebnisse, daß die verbleibende Regelverstärkung
genügt, die Arbeitspunkte innerhalb des vorkommenden Temperaturbereiches stabil zu halten.
Das RC-Glied R3C2 ist im wesentlichen für die
Regelzeitkonstante des Gleichstromgegenkopplungskreises maßgebend. Seine Grenzfrequenz bestimmt
somit die untere Grenze des Übertragungsbandes.
Werden z.B. für die Transistoren TsI und Ts2
solche vom Typ 2 N 918 und für Ts 3 der Typ 2 N 2219 verwendet, so lassen sich bei der vorgegebenen
Übertragungsbandbreite mit dieser Schaltung im unteren Frequenzbereich beispielsweise etwa
55 db Verstärkung für das Nutzsignal in einem Frequenzband von einigen Hertz bis zu etwa 12 MHz
(0,1 db-Bandbreite) bzw. Bruchteilen eines Hertz bis zu etwa 15 MHz (3 db-Bandbreite) erreichen. Mit
steigender Frequenz ergibt sich in jedem Fall eine Verringerung der Verstärkung, die je nach Einsatz
der beiden Transistortypen zwischen 10 und 20 db betragen kann. Bestimmend für dieses Verhalten sind
hierbei in der Hauptsache die Ein- und Ausgangsimpedanzen der Transistoren sowie deren Grenzfrequenz
in Emitterschaltung. Zur Verminderung der linearen und nichtlinearen Signalverzerrungen wie
auch zur Herabsetzung der Auswirkungen von Bauteilestreuungen und Temperaturbeeinflussung besitzt
der Verstärker eine weitere, alle Stufen umfassende Gegenkopplungsschleife nur für das Signal. Hierbei
wird ein Teil des Signalstromes von Ts 3 über ein
ίο Netzwerk N dem Emitter von TsI zugeführt. Eine
Gleichspannungsgegenkopplung tritt hierbei nicht ein, weil wegen SzI und Sz2 die Emitter von TiI
und Ts 3 fast gleiches Gleichspannungspotential haben. Es könnte auch ein Trennkondensator vorgesehen
werden. Der Betrag der Signalgegenkopplung ist bei 100 kHz etwa 20 db, bei 10 MHz etwa 10 db.
Für hinreichende Stabilität des Verstärkers an der oberen Bandgrenze ist der Verlauf der Schleifenverstärkung
γ η - --
in der Nähe des Nyquistpunktes Vr= 1 maßgebend
(Vn = Schleifenverstärkung für das Signal, /?=Dämpfung
im Gegenkopplungsweg, μ = Verstärkung aller Stufen ohne Gegenkopplung).
Einen wesentlichen Anteil an der Brauchbarkeit eines Verstärkers stellt die Größe des Eigenrauschens
dar. Die wichtigsten Ursachen dieser Störleistung sind in den Halbleiterelementen, wie Transistoren
und Dioden, zu finden. Besonders in den Eingangsstufen muß bei extremen Forderungen an
geringes Rauschen z. B. einem Signal-Rausch-Verhältnis von über 100 db mit der Auswahl einer geeigneten
Type sehr kritisch verfahren werden. Wenn auch die heute auf dem Markt befindlichen Transistoren
in ihren Datenangaben teilweise recht kleine Rauschzellen vorweisen, so hat das für den vorliegenden
Anwendungsfall keine ausschlaggebende Bedeutung. Diese Angaben erfassen ausschließlich
nur das Schrotrauschen, das etwa den Charakter eines weißen Rauschens hat. Mindestens von gleicher
Wichtigkeit ist hier das sogenannte Funkelrauschen, das im Bereich von 0 bis zu 100 kHz das Schrotrauschen
übertragen kann und dessen Leistung umgekehrt proportional der Frequenz zunimmt. Aus
diesem Grunde wird zweckmäßig an der Stelle des kleinsten Signalpegels, das ist am Eingang des Ausgangsverstärkers,
der in bezug auf das Funkelrauschen beste Transistor verwendet. Die zur Kopplung
verwendeten Zenerdioden stellen ebenfalls Rauschgeneratoren sehr niedrigen Innenwiderstandes
dar. Um ihre Rauschleistung bei extremen Forderungen an geringes Rauschen unschädlich zu machen,
empfiehlt es sich, diese mit Kondensatoren großen Kapazitätswertes zu überbrücken, wobei der Kapazitätswert
bis zu einigen Mikrofarad betragen kann und es sich empfiehlt, induktionsfreie Kondensatoren
zu verwenden.
Die zur Kopplung verwendeten Zenerdioden werden nur von dem geringen Basisstrom der folgenden
Stufe durchflossen. Da dieser Strom aber nicht immer ausreicht, die Dioden im Durchbruchsgebiet zu betreiben,
wird zusätzlich ein Gleichstrom über je einen Widerstand R10, R20 von einer Gegenspannungsquelle
eingespeist. Ein gleichartigem Zweck dienender Vorstrom wird über i?17 in Sz 3 eingespeist.
Bei manchen Transistoren besteht die Gefahr einer
Eigenerregung innerhalb des Transistors bei sehr hohen Frequenzen, ähnlich wie bei Röhren. Wenn
auch die so erzeugte Schwingfrequenz weit oberhalb des Nutzbandes liegt, kann sie doch Anlaß zu
Undefinierten Arbeitspunktverschiebungen sein. Eine Abhilfe kann mit sogenannten Dämpfungsperlen
geschaffen werden. Das sind kleine Ferritröhrchen, die, über den Kollektoranschluß der Transistoren
geschoben, eine bei hohen Frequenzen stark verlustbehaftete Induktivität ergeben.
Um den oben angeführten Betrag der Signalschleifengegenkopplung zu realisieren, ist es nötig,
den Phasenverlauf zu korrigieren. Zu diesem Zweck ist im Rückwärtsweg der Schleife ein für das Signal
phasenrückdrehendes Netzwerk angebracht. Eine Überbrückung des Emitterwiderstandes von Ts 2
kann dem gleichen Zweck dienend ebenfalls vorgesehen werden. Die Einstellung der Verstärkung wird
an zwei Stellen vorgenommen. Durch Veränderung ao der Eigengegenkopplung von Ts 2 (durch Wahl von
RIl) wird die Vorwärtsverstärkung auf einen vorgeschriebenen
Wert eingestellt. Sodann wird durch Verändern von R4 des Signalgegenkopplungsspannungsteilers
die Verstärkung mit Gegenkopplung auf den gewünschten Wert gebracht.
Die maximal zulässige, der Versorgungsspannung überlagerte Brummspannung bei Speisung aus einem
Gleichspannungshetzgerät, das aus Wechselspannungsquelle (z. B. 400 Hz, 24 V) gespeist wird, ergibt
sich aus dem vorgeschriebenen Brummspannungsabstand. Für jeden Verstärker wurde die sogenannte
Brummverstärkung, das ist die Verstärkung zwischen den. Anschlußklemmen der Versorgungsspannung
und*'dem Verstärkerausgang, gemessen und so die zulässige Brummspannung ermittelt. Die Stufen der
Verstärker sind an den Stromversorgungsklemmen genügend untereinander entkoppelt, so daß sich aus
diesem Grunde keine besondere Forderung an den Innenwiderstand der Stromversorgungsquelle ergibt.
Der Innenwiderstand muß nur genügend klein sein, damit er bei der Übertragung z.B. einer 50-Hz-Rechteckschwingung
keine zusätzliche Dachschräge verursacht. Um den Forderungen nach geringer Dachschräge
bei Übertragung einer 50-Hz-Rechteckschwingung gerecht zu werden, kann eine vorzugsweise
einstellbare Rückkopplung sehr tiefer Frequenz zu einer der in Übertragungsrichtung vorderen Stufe
von einer weiter hinten liegenden Stufe vorgesehen werden. Beim Ausführungsbeispiel ist der Breitbandverstärker
als reiner RC-Verstärker ausgebildet. Es ist jedoch auch daran gedacht, für die Signalfrequenzen
frequenzselektive Netzwerke im Verstärker vorzusehen, wobei diese auch an die Stelle der Arbeitswiderstände treten können. Auch muß die untere
Grenzfrequenz nicht zwingend bei sehr tiefen Frequenzen liegen, sondern kann je nach den vorliegenden
Forderungen höher gewählt werden. Die Lehre nach der Erfindung ist also auch bei sehr selektiven
Verstärkern anwendbar.
Die Zenerspannung der Kopplungsdioden wird vorteilhaft nur etwas kleiner als die Kollektorspannung
des jeweils vorausgehenden Transistors gewählt. Die Spannungsdifferenz ergibt dann zusammen mit
dem Spannungsabfall am Emitterwiderstand des über die Diode angekoppelten Transistors die Basis-Emitter-Vorspannung
desselben, die in der Regel bei einigen Zehntel Volt liegt und den Arbeitspunkt bestimmt.
Für die im Gleichspannungsgegenkopplungsweg liegenden Zenerdiode gilt dies unter Berücksichtigung
des eventuell vorgesehenen Spannungsteilers N analog.
Claims (5)
1. Mehrstufiger Wechselspannungsverstärker, insbesondere Breitbandverstärker mit vorzugsweise
sehr niedriger, z. B. bei einigen Hertz liegender unterer Grenzfrequenz und einer im Bereich
von mehreren Megahertz, vorzugsweise über 10 MHz gelegenen oberen Grenzfrequenz,
der in allen Stufen Transistoren enthält und bei dem eine alle Stufen umfassende Wechselstromgegenkopplung,
vorzugsweise zur Erhöhung des Eingangswiderstandes der ersten Verstärkerstufe, vorgesehen ist und bei dem zur Kopplung der
überwiegenden Anzahl und zumindest der in Übertragungsrichtung ersten Stufen mit Vorstrom
im' Zenerbereich betriebene Zenerdioden vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Ausgangsstufe (Ts 3) des Verstärkers zur Eingangsstufe (TsI) desselben eine Gleichstromgegenkopplung
vorgesehen ist, die zur Absenkung des konstanten Gleichspannungsteils eine ebenfalls mit Vorstrom im Zenerbereich betriebene
Zenerdiode (Sz 3) und ein die untere Grenzfrequenz des Übertragungsfrequenzbandes
bestimmendes RC-Glied (R3, C2) enthält.
2. Mehrstufiger Wechselspannungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einkopplung des zu verstärkenden Signals in die erste Verstärkerstufe mit einem der Abtrennung
von eventuellen Gleichspannungsanteilen dienenden Trennkondensator versehen ist.
3. Mehrstufiger Wechselspannungsverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die in Übertragungsrichtung letzte Verstärkerstufe als Kollektorbasisschaltung ausgebildet
ist, die mit der vorausgehenden Stufe vorzugsweise zenerdiodenfrei gleichstrommäßig gekoppelt
ist und von deren Emitterwiderstand die Gleichstromgegenkopplung abgeleitet wird, und
daß im Kollektorkreis der Endstufe ein für die Signalfrequenzen überbrückter Widerstand vorgesehen
ist, von dem die Gleichstromgegenkopplung abgeleitet wird.
4. Mehrstufiger Wechselspannungsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Übertragungsrichtung letzte Verstärkerstufe in Emitter-Basis-Schaltung
vorgesehen ist, von deren Kollektorwiderstand das verstärkte Signal abgenommen wird, die mit der vorausgehenden Stufe vorzugsweise
über eine mit Vorstrom im Zenerbereich betriebenen Zenerdiode gleichstrommäßig gekoppelt
ist, und daß in der Kollektorleitung der Endstufe ein für die Signalfrequenzen kapazitiv
überbrückter Widerstand vorgesehen ist,.von dem die Gleichstromgegenkopplung abgeleitet wird.
5. Mehrstufiger Wechselspannungsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen weitgehend frei von Gleichstromgegenkopplungen
ausgebildet sind, insbesondere im Vergleich zu ihren für Gleichspannung wirksamen Kollektor-
widerständen bei Emitter-Basis-Schaltung relativ kleine Emitterwiderstände haben.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 847 519;
französische Patentschrift Nr. 1236 267;
10
Pit sch, »Lehrbuch der Funkempfangstechnik«, II, 3. Auflage, 1960, § 535, S. 1148;
»Elektrotechnik«, Nr. 50, 12. Dezember 1959, S. 26;
»Elektronik«, 1958, Nr. 11, S. 356; »NTZ«, 1957, H. 4, S. 195 bis 198.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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