DE1537690A1

DE1537690A1 - Transistorbestueckter Breitbandverstaerker mit einer Verstaerkungsregelung

Info

Publication number: DE1537690A1
Application number: DE19671537690
Authority: DE
Inventors: Hermann Rausch; Ulmer Dipl-Ing Wolfgang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-09-20
Filing date: 1967-09-20
Publication date: 1969-12-18
Also published as: SE366621B; FR1581388A; CH493164A; AT289201B; NL6812991A; DE1537690C3; DE1537690B2; GB1192690A; BE721197A; US3634775A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 0 0 ShP19ß7

pa. 67/2855 ~

Transistorbestückter Breitbandverstärker mit einer Verstärkungsregelung

Die Erfindung bezieht sich auf einen transistorbestückten Breitbandverstärker mit einer Verstärkungsregelung, bestehend aus Dämpfungsnetzwerken, die jeweils zwischen zwei, insbesondere in Basisschaltung betriebene Verstärkungstransistoren, eingeschaltet sind und die wenigstens einen !lichtleiter enthalten, dessen Vorstrom in Abhängigkeit vom Regelkriterium gesteuert wird ^ vorzugsweise unter Verwendung von weiteren, zwischen die Regelstufen eingeschalteten, gegebenenfalls frequenzselektiven reinen Verstärkerstufen.

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aus Gründen der Rauscheigenschaften des Verstärkers nicht beliebig hoch gemacht worden, sondern es darf 2.B. ein · V/ert von etwa 9 dB meist nicht überschritten werden. Ist ein größerer Regelumfang einer Stufe notwendig so nu!? diese Stufe auch verstärken können. Dies hat zwar den Vorteil, daß sich die Anzahl der notwendigen Verstärkerstufen reduzieren läßt, da diese Regelstufen dann auch zur Gesamtverstärkung des Verstärkers beitragen, jedoch treten bei der Dimensionierung solcher Stufen auf möglichst große Verstärkung erhebliche Schwierigkeiten auf, Y.-erm, wie oben schon erwähnt, a j die Dämpfungsverserrungcn wenigstens über einen großen Teil des Regelbereiches in gewünschten Frequenzband möglichst gering sein sollen und wenn b, über den gesamten Regelbereich möglichst wenig niehtlineare Verzerrungen des Signals auftreten sollenj s.S. Klirrprodukte und/oder die Umsetzung von Amplitudenno&ulation in Phasenmodulation (AM-PM-Umsetsungj, bei frequenzmodulierten Signalen.

Durch die DAS 1 197 932 ist ein Verstärker bekannt, bei dem diese Forderungen ebenfalls gestellt sind, und der diesen auch schon weitgehend nachkommt. Dieser Verstärker besteht aus breitbandigen Verstärkerstufen, zwischen denen sich Stufen befinden, die nicht zur Verstärkung beitiagen, und die lediglich auf die bereits eingangs erwähnte Art in ihrer Verstärkung regelbar sind.

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Besonders bei Richtfunksystemen muß eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen werden, die einen sehr breiten'Regelbereich hat und bei der die sonstigen Anforderungen, z.B. hinsichtlich der Änderung des tibertragungsCharakters, abhängig von der Regelung, ungewöhnlich hoch sind. Zwischenfrequenzverstärker für solche Systeme haben z.B. Bandbreiten von etwa 100 MHz bei einer Mittenfrequenz von etwa 70 MHz und müssen in diesem großen Frequenzbereich die oben schon erwähnten hohen Anforderungen hinsichtlich geringster nichtlinearer und linearer Verzerrungen aufweisen. Hinzu kommt jedoch, daß diese Eigencchaften auch innerhalb eines sehr großen Regelbereiches von beispielsweise 50 bis 80 dB nicht wesentlich geändert werden.

Bei brcitbandigen Zwischenfrequenzveratärlcern erfolgt die Regelung meist durch Dioden, die in den Koppelnetzwerken zwischen den Verstärkerstufen angeordnet sind und durch das Regelkriterium, beispielsweise den von einem Regelverstärker gelieferten Regelstrom, in der Dämpfungscharakteristik beeinflußt werden. Der Regelumfang einer Regelstufe sollte nun möglichst groß sein, damit der vorgeschriebene Regelbereich, z.B. von 54 dB, mit möglichst wenig Regelstufen überstrichen v/erden kann. Die übrigen Stufen des Verstärkers können, soweit sie notwendig sind,- dann zwischen den Regelstufen eingeschaltet sein. Die maximale Dämpfung einer Regelstufe kann nun

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Andererseits ist durch die DAS 1 179 600 ein Verstärker bekannt, der den gleichen Zwecken dient wie der eben er-läuterte, dessen Regelotufen aber als Bandpässe wirken und auch verstärkend ausgebildet sind. Bei einer solchen Hegelc⁺;ui'e besteht der Regelbereich aus einem Teil der wirksam zur Verstärkung beiträgt und einem Teil, der eine Zunatzdärapfung einbringt, wobei sich beide Teilbereiche etwa symmetrisch um den Verstürkungsnullpunkt erstrecken.

Wahrend der ersterwähnte Verstärker-wegen des relativ geringen Regelunfanges einer der Regelung dienenden Stufe sehr hohe Anforderungen an die sonstigen Üfcertragungsqualitäten erfüllt, mußte, bei dem sweiterwähnten Verstärker eine -gewisse Qualitätseinbuße bei zwar größerem Regelunfang hingenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Verstärker in Sinne der eingangs genannten Forderungen zu verbessern. -

Diese Aufgabe wird bei einem transistorbestückten Breitbandverstärker mit einer Verstärkungsregelung, bestehend aus Dämpfungsnetswerken, die jeweils zwischen zwei, insbesondere in Basisschaltung betriebene Verstärkertransistoren, eingeschaltet sind und die wenigstens einen Richtleiter enthalten, dessen Vorstrom in Abhängigkeit vom Regelkriterium gesteuert wird und weiteren, gegebenen-

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fallo froquenzoelektiven Verstärkerstufen, zwischen die die Regels-tufen eingeschaltet sind, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Dämpfungsnetzwerk mit an den Ausgang des vorangehenden Transistors angeschalteten und in Serie liegenden Längswiderständen beginnt, von deren Verbindungspunkt aus der über Entkopplungselemente mit Regeistrora beaufschlagte Richtleiter gegen den Schaltungsnullpunkt (Masse) führt, während der zweite Serienwiderstand auf einen Übertrager führt, dessen Sekundärwicklung mit den Eingang des nachfolgenden Transistors verbunden ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß anstelle eines Richtleiters zwei für Wechselströme antiparallel geschaltete Richtleiter gesetzt sind. Den gleichen Vorteil, nämlich die praktisch vollkommene Unterdrückung zweiter Oberwellen dos Signalströme3 hat eine Schaltung, bei der anstelle eines Richtleiters zwei für Wechselstrom mit umgekehrter Polung in Serie geschaltete Richtleitor gesetzt sind.

Zur Erreichung minimaler DämpfungsVerzerrungen ist es vorteilhaft, die Zuleitungsinduktivitäten des bzw. der Richtleiter wenigstens annähernd zu kompensieren, und zwar durch Serienschaltung der Diode mit einer Parallelschaltung einer einstellbaren Kapazität mit einem ohmsehen Widerstand (RG-Kombination).

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Die Parallclkapazitüt am Eingang des Dämpfungsnetzwerks gegen den Schaltungsnullpunkt wird vorteilhaft am Kollektor des den Netzwerk vcxaucjehenden Transistors, gegebenenfalls durch Anschaltung einer einstellbaren Zusatzkapazität, bei minimaler Dämpfung des Netzwerks (hochohmige(r) Richtleiter) auf geringste Dämpfungsverzerrungen eingestellt.

Von den beiden Längswiderstunken wird vorteilhaft der zweite so gewählt, daß bei maximaler Dämpfung des Netzwerks (niederohmige(r) Richtleiter) ein vorgegebener Maximalwert der Dämpfung der Regelstufe erreicht wird, während der erste Längswiderstand so bemessen wird, daß die Dämpfungsverzerrungen über den gesamten Regelbereich minimal,sind. Außerdem hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Übertrager als Sparübertrager ausgebildet wird, der eine große Hauptinduktivität bei gleichzeitig kleiner Streuinduktivität aufweist,v/as ^ am besten mittels eines Ringkernübertragers erreicht wird.

Als besonders wirksam hat sich das erfindungsgemäße Dämpfungsnetzwerk im Zusammenhang mit folgendermaßen ausgebildeten und diesen Netzwerk jeweils vor- oder nachgeschalteten Verstärkerstufen erwiesen; Die Koppelnetzwerke dieser Verstärkerstufen enthalten einen Übertrager und einen diesem primär- oder sekundärseitig parallelge-

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schalteten gedämpften Serienresonanzkreis, der zusammen mit den StrcukapasitUten der Schaltung und den Streuinduktivitäten des Übertragers, sowie mit dem Eingangswiderstand den nachfolgenden Transistors ein Filter bildet, Jan "auf nnxinal flache Übertragungscharakteristik bemessen ist. Hierzu werden die Elenente L, R, C des Serier.reconun skr eisen bei Anschaltung auf der Primär sei te des 'Übertragers mit den Übersetzungsverhältnis ü in Abhängigkeit von den Elenenten L2, R2, ω2 (Resonanzfrequenz) dec von der Transistoreingangsimpedanz an den Streuinduktivitäten und Kapazitäten der Schaltung gebildeten Parallelresonanskreises vorteilhaft, -wie folgt, gewählt:

R - 0,9 ' gj2 · L2 · ü²

L = 0,3 -. L2 · ü²

ρ _ _ —ι. —

0,9 · ω2 · R2 · ü²

Bei Anwendung einer stufenweisen Regelung hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, zunächst die den Eingang des Verstärkers an nächsten liegenden Regelstufen von maximaler Verstärkung des Verstärkers ausgehend auf etwa den Wert Verstärkung = Dämpfung = 0 zu regeln, dann die folgenden Regclstufen in gleicher Weise und anschließend alle ,..: Regelstufen gemeinsam bis zur maximalen Verstärkung. ·.

Nachfolgend werden die erfindungsgeraäße Lösung und ihre. Vorteile anhand von Schaltungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 5 näher erläutert.

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Die Fig.1 zeigt ein Regelnetzwerk η ch der Erfindung, das sich normalerweise im Zuge eines größeren Zwischenfrequenzverstärker der eingangs erläuterten Art befindet. ' Am Eingang dieses Verotärkungsreglers liegt der Transistor Ts1 in Basisschaltung. Diesem wird das Eingangssignal ES an Emitter zugeführt und parallel dazu die Enittervorspannung Ue über ein Siebglied, bestehend aus Ck und Re. Der Kollektor des Transistors liegt über eine Drossel . ) an einer Kollc-ktorglcichspannung Uc, dar ein Blockkondensator Cl: parallel liegt. Parallel zur Kollektorbasisstrecko des Transistors ist ein Trimmerkondensator C1 gelegt, zum Abgleich der Eingangs-Parallelkapazität des Koppelnetzwcrkes gegen den Schaltungsnullpunkt. Über einen Koppelkondensator Ck zur Gleichstromentkopplung liegt an Kollektor diesen Transistors zunächst das eigentliche Dämpfungsnetzwerk, bestehend aus zwei Serienwider*- ständen R1, R2, von dessen Mittelpunkt aus eine Diode D, vorzugsweise eine Halbleiterdiode, über eine EC-Kombination, bestehend aus der Parallelschaltung von C2, R3, gegen den Schaltungcnullpunkt geführt ist. Die RC-Kombination kann auch noch zusätzlich für den Gleichstrom durch eine Hochfrequenzdrocsel überbiückt sein. Der Diode wird an ihrem Hochpunkt, also an der Mittelanzapfung dieser beiden Widerstände, über eine Drossel Dr die Regelgröße in Form des Regelstrones Ir zugeführt. Der Ausgang des eigentlichen Dämpfungsnetzwerkes ist wieder mittels einer Koppelkapazität Ck gleichstrommäßig abgeblockt und das Signal gelangt

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hierüber auf die Prinürseitc einea Übertragers Ü, der als oparüberträger ausgebildet ist und mit seiner Sekundärseite den Emitter de3 ebenfalls in Basisschaltung betriebenen Transifjtor.^r3 Ts.2 ansteuert. Zur Zuführung der Emit tergleichütromlconponeiite ist wieder ein Entkopplungsnetzwerk vorgesehen, wobei die GIeichvorspannung Ue dos Emitters den Fußpunkt des Übertragers über den Widerstand Re zugeführt ist. Der Widerstand Re ist an beiden Enden mittels Koppolkondensatoren Gk wechselstrommüßig mit dem | Schaltungsnullpunkt verbunden. Der Kollektor des Transistors Cs2 liegt schließlich, wieder über eine Drossel an einer Kollektorgleichspannungsquelle Uc, die durch eine Kapazität Ck überbrückt ist. Am Kollektor dieses Transistors entstellt schließlich das Ausgangssignal AS. Alle angegebenen Koppelkondensatoren und Blockkondensatoren, Ck genannt, haben nur die durch den Nanen schon angedeutete Aufgabe und sollen für die von Verstärker zu verarbeitenden Frequenzen keinen nennenswerten Widerstand haben.

Die Drosseln hingegen haben, wie bekannt, die umgekehrte Funktion. Die Widerstände Re brauchen nicht wertmäßig gleich sein, da sie aber den gleichen Zweck erfüllen, werden sie gleich bezeichnet.

Der Übertrager tf soll zur Übertragung einee möglichst großen Frequenzbandes eine möglichst große Hauptinduktivitüt und eine möglichst kleine Streuinduktivität haben, was am einfachsten durch Ausbildung als Ringkernüber-

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träger erreichbar int. Er be v/i riet entsprechend seinem Übersetsungsverhältnis eine Verstärkung der Hegelstufe (z.B. 9 dB), wenn dio Hegeldiode D in hochohialgen Zustand ist, d.h. Yicmi der Regeistron Ir .gleich !lull ist. Die Dämpfungsverzerrungen der Regelstufc können in diesen Re&ol-zustand mittels der Trimmkapazität CI auf ein Minimum gebracht werden. Die übrigen Schaltelenente werden vor teilhaft, v/ie folgt, gewählt? R2 v/ird so Ibersesaen,, daß bei nominalen Regelotrom und iiiederohniiger Regeldiode J) die D!impfung der Hegels tufe den gewünschten ?/ert erreicht (z.B. 9 dB).

Die Parallelschaltung von R3 und G2 in Serie sur Hegeldiode D ist zur Kompensation der Zuleitungsinduktivität der Regeldiode im niederohmigen Zustand derselben vorgesehen. 'Kenn dio !rimmkapazität 02 in diesem Hegeizustand so eingestellt wird, daß sich maximale Dämpfunjgsverzerrungen des gesamten Netzwerke einstellen, so ergibt sich praktisch auch die ermähnte Kompensation»

Der Widerstand" Bi wird' so bemessen? daß die DMrapiimgsVerzerrungen in gesanten Hegelbereich mögliGhst klein v/erden^. Er "bewirkt, daß sich der Xastnidsrstand am Kollektor des Transistors Ts 1, abhängig -vom Hege !strom Ir₃, nur etv/a zwischen den Werten H1 unü. H1 4- H2 ändert» Bis Einfügung dieses 'Tidorstandes 11 in dor erfindtmgsgSEiäSen-Schaltung ist äußerst wichtig, da durch diesen der Eiiagaiigsiäder-

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stand dos den Däinpfungsnetzwerk vorgeschalteten Transistors (Tal) über den gesamten Hegelbereich der Stufe weit-.gehend konstant bleibt. Barch die bei Transistoren besondere hohen Rüekwirkungskapazitäten machen sich nämlich Schwankungen des Kollekiorväderstandes als Änderungen des EiBgangswiderstandes bemerkbar. Es hat sich gezeigt, .daß sich chnc den Y/iderstand E1 tei einer ansonsten den obigen Pcrdcrurigen nachkommenden Diraensxonierung der Regelstiifc der Kollektorwiderstand dieses Transistors um etwa den Faktor 10 ändert, während er sich uiit dem Widerstand R1 nur im den Paktor 2 ändert. Da diese Änderungen des Kollektcrwiderstandes sich, in entsprechende des Eingangs-

'Widerstandes übersetzen, werden hierdurch Dämpfungsverserrungen über den Regeltereieh in der Verstärkerstufe hervorgerufen, die der Hegelstufe unmittelbar vorausgeht._ Die durch Einfügung des «fiderstandes erzielte geringe Änderung der Kollektorwiderstandes hat dementsprechend nur geringe Änderungen des Eiaitterv/iderctandes sur Folge, die nicht mehr ins Gevricht fallen.

Ira Zusar-rcenhang mit der Schaltung nach Pig.1 haben sich Verstärkerstufen als vorteilhaft erwiesen, mit einer Schaltung nach der Fig.4, die später noch näher erläutert werden wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Schaltung nach der Pig.1 ist in der Fig.2 dargestellt. Eei dieser Schaltung

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sind gegenüber der nach der Fig.1 anstelle von einer Regeldiode, deren zwei iür Wechselströme antiparallel geschaltet. Der Regelctrom wird hingegen diesen beiden Dioden in Serie zugeführt, wozu (gegenüber der Schaltung nach der Fig.1) eine zusätzliche Blockkapazität Gk nach der Drossel Dr vorgesehen ist. Alle übrigen Schaltungselemente sind gegenüber der Pig.1 unverändert geblieben. Durch die Verwendung zweier Dioden wird erreicht, daß praktisch keine zweiten Oberwellen des Signalstromes erzeugt werden, da ρ beide Halbwellen der Wechselspannung in gleicher Weise gedämpft werden. Die wechoelstroramäßige Parallelschaltung hat noch den zusätzlichen Vorteil, daß die Bahnv/iderstände der Regeldioden wegen ihrer Parallelschaltung doppelt so groß sein können für die gleiche maximale Dämpfung dieser Regelstufe wie bei der Schaltung nach der Pig.1.

In vielen Fällen hat sich auch eine Schaltung, wie sie in der Fig.3 'niedergelegt ist, als sehr günstig erwiesen. Auch bei dieser Schaltung sind, wie bei der soeben besprochenen, anstelle von einer Regeldiode deren zwei verwendet. Die Dioden D1, D2 sind jedoch in diesem Falle für.. Wechselströme mit umgekehrter Polung in Serie geschaltet. Auch hierdurch ergibt sich wieder eine Unterdrückung zweiter Oberwellen des Signalstromeo gegenüber der Schaltung nach der Fig.1. Für den Regelstrom Ir sind wieder beide Dioden mit gleicher Polung in Serie geschaltet, wozu zusätzlich die Drosseln Dr1, Dr2 und die Blockkondensatoren

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und die Blockkondensatoren Ck 1 tsw. Ck2 dienen. Diese Schaltungsvariante hat besonders den Vorteil, daß die DiodenkapazitUt, die bei kleinen Regelströmen (geringe Dämpfung, bzw. Verstürkung des Reglers) störend in Erscheinung tritt durch die Serienschaltung der Dioden halbiert wird.

v/er den schließlich in den dargestellten drei Schaltungsvarianfcen besondere "trüge" Dioden, d.h. Dioden deren g Richtwirkungsgrad im benutzten Frequenzband möglichst klein ist (z.B. Richtwirkungsgradii^50#) verv/endet, so läßt sich eine besonders geringe Umwandlung von Amplitudenmodulation in Phasenmodulation erreichen.

Besonders günstig sind die vorbeschriebenen Regelstufen gemäß der Erfindung in solchen Verstärkern, bei denen eine gleichzeitige Regelung aller Regelstufen mit einem gemeinsamen Regelstrom möglich ist. Zu diesem Zweck werden vorteilhaft die Dioden sämtlicher in Verstärker vorhandener Regelnetzwerke für das Regelkriterium, also den von einem Regelverstärker gelieferten Regelstrom in Serie geschaltet. Pur,manche Auslegungen des Regelverstärkers kann es allerdings auch zweckmäßig sein, zumindest eine teilweise Parallelschaltung dieser Dioden für den Regeistron vorzusehen. Die Serienschaltung hat jedoch den Vorteil, daß der Strom in allen Dioden der gleiche ist und

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dadurch auch zumindest annähernd die Diodenimpedanzen, also die dadurch hervorgerufenen Stufendämpfungen gleich sind. Y/ichtig ist es aber, daß sämtliche Stufen in gleicher V/eise von maximaler Dämpfung auf maximale Verstärkung geregelt werden. Dies ist deshalb für die meisten Fälle günstig, v/eil die Forderungen an den Amplitudengang des Verstärkers bei hoher Verstärkung, d.h. also großen Funkfelddämpfungen, geringer sind als bei Normalfunkfclddänpfung oder kleinen Funkfelddämpfungen. Bei hoher Funkfolddänpfung sind nämlich meist die Störungen, z.B. das thermische Rauschen, so hoch, daß zusätzliche Internodulationsgeräusche, wie sie bei Vielkanalrichtfunksysteinen mit Frequenz- oder Phasenmodulation, durch Änderungen des Amplituden und Laufzeitganges hervorgerufen werden, den ersteren gegenüber kaum mehr ins Gewicht fallen. Die Regelstufen entsprechend den erfindungsgemäßen Vorschlägen lassen sich nämlich sehr leicht so auslegen, daß sie im Bereich maximaler Dämpfung bis etv/a 0 dB Dämpfung sehr kleine Därapfungsverzerrungen erzeugen (z.B. im Frequenzband zwischen 60 MHz und 80 iHss=0,1 dB), während sie im Bereich von etwa 0 dB Dämpfung bis zur maximalen Verstärkung etwa größere Dämpfungsverzerrungen verursachen (z.B. zwischen 60 und 80 MHz20,4 dB).

Um die Rauochzahl eines solchen Verstärkers auch im Bereich kleiner Gesamtverstärkung möglichst gering zu halten,

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ist eine stufenweise Regelung angebracht. Danach ist es vorteilhaft, wenigstens die dem Eingang am nächsten gelegene Regelstufe von maximaler Dämpfung (z.B. 9 dB) bis su ca. O dB Dämpfung für sich allein zu regeln, da die Dänpfungsverserrungen der Regelstufe im Bereich von O dB bio zur maximalen Verstärkung der Regelstufe für Richtfu.nksy sterne mit hoher Kanalzahl (z.B. 1800 Kanäle) evtl. zu gro!? sein können. Man regelt in diesem Falle daher von minimaler Verstärkung des Gesamtverstlirkers ausgehend zuerst die dem Eingang am nächsten f gelegene Re^olstufe. auf die angegebene V/eise (auf O dB Dämpfung) und dann die folgenden Hegelstufen, von deren naxinaler Dämpfung bis ta. O dB und daran anschließend sämtliche Regelstufen gemeinsam von ca. O dB Dämpfung bis su ihrer maximalen Verstärkung.

Die P,ig.4 zeigt schließlich das Gesamtschaltbild eines Ausführungsbeispiels für einen größeren Verstärker gemäß der Erfindung. Bei diesem Verstärker-sind drei Regelnetzwerke IJI, N2, N3 vorhanden, die jeweils zwei Dioden in Antiparallelschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel für die Regelschaltung nach Pig.2 enthalten. Die Regelstufen haben in diesen Ausführungsbeispiel einen Regelumfang von ca. 18 dB, nünlich 9 dB Dämpfung und 9 dB Vorstärkung ο Die zwischen den Regelstufen befindlichen Verstärlcerstufen mit hierfür besonders günstigen Koppelnetzwerken (siehe die Netzwerke zwischen Ts2, Ts3> zwischen Ts4, Ts5 und

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zwischen Ts6, TgY) verstärken jeweils um ca. 9 dB, so daß die Gecantverstärkung bei Verwendung von sieben' Transistoren, wie hier gezeigt, etwa 54 dB beträgt. Hierbei ist . jedoch der siebte Transistor lediglich zur Anpassung des Ausgangs des Verstärkers an den Wellenwiderstand eines niedcrohrcigen Kabels vorgesehen und trägt nicht zur Verstärkung bei. Würden gemäß früheren bekannten Vorschlägen nur Regelstufen ohne Verstärkung verwendet mit maximal 9 dB Dämpfung, so wären sechs Regelstufen und sechs Verstürkerctufen für den gleichen Regelumfang und die gleiche Verstärkung erforderlich wie bei den hier angegebenen Verstärker. Es würden also in diesem Fall insgesamt 13 Transistoren notwendig.

7/ie bereits bei der Pig. 1 erwähnt, ergeben sich durch die Regelungen zwar geringe, aber immerhin noch fests.tellbaiJe Änderungen des Eingangswiderstandes des dem Regelnetzwerk vorausgehenden Transistors. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der in der Fig.4 gezeigten Koppelnetzwerke für die Verstärkerstufen, z.B. für das Koppelnetzwerk zwischen den Transistoren Ts6 und Ts?, durch diese Änderungen des Transistoreingangswiderstandes besonders kleine Dänpfungsverzcrrungen beim Überstreichen des Regelbereiches auftreten. Dieses Kojpelnetzwerk ist an sieh näher bereits in der DAS 1 197 932 beschrieben und besteht im wesentlichen aus.einen Serienresonanzkreis, gebildet z.B. aus den Widerstünden R50, der Induktivität L9 und der

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. Kapazität 042 und einem Parallelresonanzkreis, gebildet in wesentlichen aus folgenden Elementen: Der Kollektor-■ kapazität des Transistors Ts6, der Streuinduktivität des

• Übertragers Ü8 und den Eingangswiderstand des, folgenden Transistors TsT. Diese beiden Kreise bilden zusammen ein Filter, dessen Übertragungscharakteristik bei entsprechen der Abstimmung des Serienresonanzkreises, vorzugsweise auf eine Frequenz, in der Nähe der halben Grenzfrequenz dec Verstärkers, maximal flach wird. Der Serienresonanzkreis kann an sich an einer der Seiten des Übertragers Ü8 angeschaltet werden, wenn er jedoch auf der Primärseite, wie dargestellt, angeschaltet ist, dann hat sich folgende Dinensionierung für sehr zweckmäßig erwiesen:

R = 0,9 · ω2 · L2 . ü²

L =0,3 .-12 · ü²

0,9. · ω2 · R2 · ü^Z

Ij, R und C sind hierbei die den Elementen L9, R50 und 042 entsprechenden Komponenten des Serienresonanzkreises, während die Großen L2, R2 Ersatzgrößen sind, in denen hauptsächlich die Transistoreingangsimpedanz enthalten ist, die Streuinduktivität des Übertragers und die Streukapazitäten der Schaltung, ω ist die Resonanzfrequenz dieses Parallelresonanzkreises.

Ein derart aufgebauter Verstärker, wie er insbesondere in der Pig,4 dargestellt ist, erfüllt sämtliche Forderungen

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die eingangs an solche Verstärker gestellt wurden, v/eitgehendst. '

Die schließlich noch in den eben geschilderten Koppelnetzwerkcn vorhandenen Parallelschaltungen, z.B. L2,. R14, t'L5, R24, L10, R52 erfüllen Zwecke der Temperaturkompensation, wozu die jeweils nit Doppelpfeil versehenen Widerstände als temperaturabhängige Widerstände ausgebildet sind, die jeweils nit einer einstellbaren Induktivität (z.B. LTO) überbrückt sind.

Die beiden an Ausgang der Schaltung vorgesehenen Dioden Gr14 und Gr13 dienen der Signalgleichrichtung zur Gewinnung des Regclkriteriuns mit der Spannung UR. Diese Spannung wird einen Regelverstärker RV zugeführt, der mit mehreren Transistoren bestückt sein kann und das Regelkritcrium wird verstärkt in ?orm eines Regeistromeo Ir von diesem an die erste Regeldiode Gr1 abgegeben. Der Regelstrom } durchfließt dann sämtliche Dioden in Serie, und wird schließlich gegen den Schaltungsnullpunkt oder eine entsprechend bemessene KonstantSpannungsquelle geführt. Alle übrigen Elemente der Schaltung nach der Pig.5 sind in ihrer Bedeutung entweder allgemein bekannt oder im vorausgehenden bereits näher erläutert. Es nuß noch darauf hingewiesen werden, daß die Kopplungsnetzwerke der Regelstufen in Gegensatz zu denen der eingangs erwähnten DAS 1 179 600 Tiefpaßverhalten zeigen, wodurch eine

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PA 9/430/3006 - 19 extreme Bandbreite dieser Stufen erreicht wird.

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Patentansprüche

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Claims

/Trcnsistorbestückter Breitbandverstärker mit einer Ver- ^*~S Stärkungsregelung, bestehend aus Dämpfungsnetzwerken, die jeweils zwischen zwei, insbesondere in Basisschaltung betriebene Verstärkertransistoren, eingeschaltet sind und die wenigstens einen Richtleiter enthalten, dessen Vorstron in Abhängigkeit von Regelkriterium gesteuert wird, vorzugsweise unter Verwendung von weiteren, zwischen die Regelstufen eingeschalteten, gegebenenfalls frequenzselektiven reinen Verstärkerstufen, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsnetzwerk mit an den Ausgang des vorangehenden Transistors angeschalteten und in Serie liegenden Längswiderständen (R1, R2) beginnt, von deren Verbindungspunkt aus der über Entkopplungsclenente mit Regelstrom beaufschlagte Richtleiter gegen den Schaltungsnullpunkt führt, während der zweite Serienwiderstand auf einen Übertrager führt, dessen Sekundärwicklung mit dem Eingang des nachfolgen-) den Transistors verbunden ist.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines Richtleiters zwei für Wechselströme antiparallel geschaltete Richtleiter gesetzt sind.

3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . anstelle eines Richtleiters zwei für Wechselstrom mit

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umgekehrter Polung in Serie geschaltete Richtleiter gesetzt sind.

A. Verstärker nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Richtleiter wechselstroir_:mäßig über eine Parallelschaltung aus einer einstellbaren Kapazität (G2) und einen Widerstand (R3) gegen den Schaltungsnullpunkt geführt ist (sind), die etwa so benessen ist, daß eine Konpensation der Zuleitungsinduktivitäten des Richtleiters, bzw. der Richtleiter, bei Einstellung des Netzwerks auf maxinalo Dämpfung (niederohnige(r) Richtleiter) erfolgt und die letztlich so eingestellt ist, daß sich in diesen Regelzustand minimale Dämpfungsverzerrungen ergeben.

5. Verstärker nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelkapazität am Eingang des Dämpfungsnetzwerks gegen den Schaltungsnullpunkt gegebenenfalls durch Anschaltung einer einstellbaren Zusatzkapaaität (CT) an Kollektor des den Netzwerk vorangehenden Transistors bei minimaler Dämpfung des Netzwerks (hochohmige(r) Richtlciter) auf geringste Dämpfungsverzerrungen eingestellt ist.

6. Verstärker nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Längswiderstand

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(R2) so gewühlt ist, daß bei maximaler Dämpfung des Netzwerks (niederohmige(r) Richtleiter) ein vorgegebener Maximalwert der Dämpfung der Regelstufe erreicht wird.

7. Verstärker nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Längsv/iderstand (R1) so benessen ist, daß die Dämpfungsverzerrungen über den gesamten Regelbereich minimal sind.

8. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise als Sparübertrager ausgebildete Übertrager mit großer Hauptinduktivität und kleiner Streuinduktivität ausgeführt ist, insbesondere in Form eines Ringkernüberfcrsgers.

9. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Dämpfungsnotzwerk vor- oder nachgeschaltetoi Verstärkerstufen in ihren, ebenfalls einen Übertrager enthaltenden Koppelnetzwerken, einen dem Übertrager primär- oder sekundärseitig parallel geschalteten, gedämpften Serienresonanzkreis enthalten, der zusammen mit den Streukapazitäten und den Streuinduktivitäten der Schaltung sowie dem Eingangswiderstand des nachfolgenden Transistors ein Filter bildet, das auf maximal flache Übertragungscharakteristik bemessen ist.

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10. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente L, R₁ C des Serienresonanzkreises bei Anschaltung auf der Primärseite deo Übertragers mit den Übersetzungsverhältnis ti in Abhängigkeit von den Elementen 12, R2, co2 (Resonanzfrequenz), die einen von der Transistor-Eingangsinpedanc und den Streuinduktivitäten und Kapazitäten der Schaltung gebildeten Parallelresonanzkreis bilden, wie folgt gewählt sind:

R = 0,9· · ω2 · L2 · ü²

L = 0,3 · L2 · ü²

_{G =} J

0,9 · ^%ω2 ■· R2 · ü²

11. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung einer stufenweisen Regelung zunächst, die dem Eingang des Verstärkers an nächsten liegenden Regelstufen von minimaler Verstärkung des Verstärkers ausgehend, auf etwa den Wert Verstärkung - Dämpfung = 0 geregelt werden, dann die folgenden Regelstufen in gleicher Weise und anschließend alle Regelstufen gemeinsam bis zur maximalen Verstärkung.

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