DE2006203C3 - Begrenzende Zwischenfrequenzverstärkerstufe eines FM-Empfängers - Google Patents

Description

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des Signals durch den Widerstand 13 hindurchgehen, 1 und 2 unterschiedlich, dann ist eine unterschiedliche

I und die Wechselstromsignalkomponente läuft über die Basisspannung notwendig, damit derselbe Emitterstrom

Tj niedrige Impedanz der Kapazität 14. Der Emitter des auftritt, d. h, es existiert eine Verschiebespannung Vs.

I Transistors 2 ist über einen Widerstand 16 und eine die eine Verschiebung nach links oder rechts bewirkt

■S Kapazität 17 ebenfalls mit der Parallelschaltung verbun- 5 Beispielsweise soll der Transistor 2 eine niedrigere Ba-

1 den. je größer der Wert der Widerstände 13 und 16 ist sisspannung zur Aussendung eines Kollektorstromes

§ und je niedriger die Impedanz der Kapazitäten 14 und bestimmter Amplitude benötigen als der Transistor 1.

^; 17 für Wechselstromsignal ist, desto größer ist der Wir- Der Schnittpunkt mit der Kurve des Transistors 2 ver-

1 kungsgrad dieser Grundschaltung. schiebt sich nach links bis zum Punkt der Spannung Vs.

\ Die Grundschaltung in F i g. 1 stellt einen Differenz- 10 Diese Verschiebung ist durch die unterschiedlichen

%■ verstärker dar. Wenn an den Eingangsklemmen von der Gleichstromcharakteristiken hervorgerufen worden,

|5 Quelle 50 ein Signal mit der Amplitude Null geliefert und entsprechend wurde die Verschiebung entlang der

f ■ wird und die Eingangsklemmen 3 und 4 dasselbe Poten- Gleichstromarbeitskurve C vorgenommen. Wird die

K tial zeigen, dann tritt auch an den Ausgangsklemmen 6 Verschiebung entlang der Wechselstromsignal-Arbeits-

! - und 11 kein Signal auf. Herrscht zwischen den Klemmen 15 kurve vorgenommen, dann ändert sich der Kollektor-

'ß 3 und 4 aber eine Spannungsdifferenz, dann wird diese strom um I_s vom Schnittpunkt von OV aus. Findet die

^i verstärktundanden Ausgangsklemmen 6 und 11 abge- Verschiebung entlang der Gleichstromarbeitskurve

έί griffen. Die Gleichstromkomponenten des Emitter- statt, dann ist das Ausmaß der Verschiebung Id, und die

fi Stroms des Transistors 1 ist über den Widerstand 13 und Änderung für den Gleichstrom ist kleiner. Deshalb zeigt

';: den Emitterwiderstand 15 geerdet und das Wechsel- 20 die Balance in der Schaltung des Differenzverstärkers Stromsignal über die Kapazität 14 mit kleiner Impedanz auch bei zwei Transistoren mit etwas verschiedenen

J: und den Widerstand 15. Vom Emitterstrom des Transi- Kenndaten nur eine sehr geringe Störung, und es ist

ί stors 2 ist die Gleichstromkomponente über den Wider- möglich, die Stabilität des Wechselstromarbeitspunktes

; stand 16 und den Emitterwiderstand 15 geerdet und das beizubehalten.

[. Wechselstromsignal über die Kapazität 17 und den Wi- 25 In F i g. 3 ist eine praktische Ausführungsform der

U derstand 15. Auf diese Weise geht die Gleichstromkom- neuen Zwischenfrequenzverstärkerstufe mit Amplitu-

ii ponente des Signals über die Widerstände 13 und 16 denbegrenzung gezeigt. Die in Fig. 1 dargestellte

ff über den Emitterwiderstand 15 gegen Erde, und das Grundschaltung liegt zwischen den Ein- und Ausgangs-

fii Wechselstromsignal läuft über die Kapazität 14 oder 17 klemmen der Zwischenfrequenzresonanzkreise 20 und

§ mit niedriger Impedanz. Aus diesem Grund wird nur die 30 21. Die den in F i g. 1 gezeigten Teilen entsprechenden

Il Gleichstromkomponente des Signals durch den Wider- Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekenn-

Il stand 13 oder 16 gedämpft, hat dadurch keine Wirkung zeichnet.

t| auf den jeweils anderen Transistor und stabilisiert den Die nicht in die Sättigung gehende Zwischenfre-

P Kollektorstrom jedes Transistors des Differenzverstär- quenzverstärkerstufe mit unterschiedlich bemessenen

|| kers. 35 Gegenkopplungswiderständen 13 und 16 funktioniert

M F i g. 2 zeigt zum leichteren Verständnis die Arbeits- folgendermaßen:

·?* weise der in F i g. 1 dargestellten Grundschaltung zu- Eingangsseitig liegt ein großes Eingangssignal an. Auch nächst für den Fall, daß der Wert des Widerstandes 13 wenn sich der Transistor 1 im Sperrzustand befindet, etwas größer ist als der Wert des Widerstandes 16. Auf herrscht doch eine Vorspannung, so daß der Transistor der Abszisse ist die Differenz zwischen der Basisspan- 40 2 nicht im Sättigungsbereich arbeitet, wobei der Wert nung des Transistors 1 und der des Transistors 2, also die des Widerstandes 13 kleiner gewählt ist als der des Wi-Eingangssignalspannung, abgetragen (nach rechts posi- derstandes 16, so daß die Basis des Transistors 1 etwas tiv, nach links negativ). Auf der Ordinate ist der Kollek- mehr vorgespannt ist. Oder aber die zwischen Basis und ρ torstrom abgetragen. Bei graduell anwachsender Ein- Emitter benötigte Spannung zur Aussendung eines kon-H gangssignalspannung nimmt auch der Kollektorstrom 45 stanten Kollektorstromes zum Transistor 1 wird niedriisf des Transistors 1 graduell zu, wie es; durch die gestri- ger gewählt als die für den Transistor 2, d. h„ die Span-If chelte Linie A gezeigt ist, während der des Transistors 2 nung Vs wird verwendet. Wegen dieser Zusammenstel- ^? abnimmt, wie es durch die Linie B gezeigt ist. Bei weite- lung ist der Ausgleich von Transistor 1 und 2 verloren- ·$ rer Zunahme der Amplitude des Eingangssignal ist der gegangen, aber dank der Parallelschaltung von Wider- & Transistor 2 gesperrt, der Kollektorstrom des Transi- 50 stand und Kapazität gemäß der Erfindung sind die Va- §§ stors 1 erreicht sein Maximum, und bei weiterem An- riationen im Arbeitspunkt sehr klein. Wenn die Schal-U; wachsen des Eingangssignals erreicht der Kollektor- tung jedoch in dieser Weise zusammengesetzt ist, be- f'i strom seinen Sättigungsbereich und bleibt konstant. steht ein die Amplitude begrenzender Effekt durch die \>'; Wächst die Amplitude des Eingangssignais zur regati- Sättigung des Transistors 1 und die Sperrcharakteristik |i ven Seite hin, dann sind die Arbeitslinien der Transisto- 55 des Transistors 2. Wenn ein Eingangssignal mit großer pt ren 1 und 2 einfach zu vertauschen. Entsprechende Amplitude gegeben ist und der Transistor 1 sich im iSSj Wechselstromsignal-Arbeitskurven der Transistoren 1 Sperrzustand befindet, dann ist der Transistor 2 noch Il und 2 sind durch die gestrichelten Linien A und B ge- nicht im Sättigungsbereich. Der Transistor 2 dämpft soft; zeigt. Da die Gleichstromkomponente des Signals durch mit nicht den Zwischenfrequenzresonanzkreis 21, so || die Widerstände 13 und 16 in der durch die Linien Cund 60 daß die Ergebnisse der Differenzverstärkung, wie etwa ψ, D gezeigten Weise gedämpft ist, zeigen die Gleich- Signalselektivität, Einiangverhältnisse; AM-Dämnfung ^1SS Stromarbeitskurven Cund D eine geringere Neigung als usw., nicht verschlechtert werden.

; die Wechselstromsignal-Arbeitskurven A und B. Wenn In F i g. 4 ist eine zweite Ausführungsform der neuen

^ die Kenndaten der Transistoren 1 und 2 genau dieselben Zwischtnfrequenzverstärkerstufe gezeigt. Diese Zw:-

; ί sind, kreuzen sich die Arbeitskurvem der Signalein- 65 schenfrequenzverstärkerstufe ist zweistufig längsver-

|/ gangsspannung Λ B₁ Cund Din dem Punkt OV(gemäß bunden. Die Eingangsklemmen sind mit einem festen

i; Fig.2). Der Verlauf der Kurven ist symmetrisch zur Resonanzfilter 31 verbunden, der Ausgangswiderstand

pS Achse OV. Sind jedoch die Kenndaten der Transistoren der ersten Stufe besteht aus einem parallelgeschalteten

Widerstand 32 und einer Spule 33. Da der Ausgangswiderstand nicht durch Verstärkungselemente gedämpft
wird, ist die erste Stufe durch einen sättigbaren Differenzverstärker gebildet. Der Ausgangswiderstand der
zweiten Stufe ist durch eine Resonanzschaltung aus ei- 5 ner Kapazität 34 und einer Spule 35 gebildet Damit
diese Resonanzschaltung nicht gedämpft wird, besteht
die zweite Stufe aus einem nicht-sättigbaren Differenzverstärker.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

1 2 schenverstärkerstufe ein Sättigungsbetrieb des zweiten Patentansprüche: Transistors vermieden wird, so daß eine die Empfangs eigenschaft des FM-Empfängers nachteilig beeinträch-

1. Begrenzende Zwischenfrequenzverstärkerstufe tigende Sättigung dieses zweiten Transistors untereines FM-Empfängers, die zwischen zwei Zwischen- 5 bleibt.

frequenzresonanzkreise geschaltet ist, mit einem er- Die beanspruchte Maßnahme, den beiden Zweigen sten und einem zweiten Transistor, wobei die KoI- eines Differenzverstärkers unterschiedlich dimensiolektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors eine nierte Gegenkopplungswiderstände zuzuordnen, derart. Belastung für den ausgangsseitigen Zwischenfre- daß bei Steuerung des ersten Transistors in den Sperrquenzresonanzkreis bildet, mit einem beiden Transi- io zustand der zweite Transistor seinen Sättigungszustand stören gemeinsamen Gegenkopplungswiderstand noch nicht erreicht, ist auch aus weiteren Druckschrif- und mit jedem Transistor zugeordneten individuel- ten, die sich mit Differenzverstärkern befassen, nämlich len Gegenkopplungswiderständen in den Emitter- »electronic worlds«, Februar 1968, Seiten 53 bis 57, der zweigen, dadurch gekennzeichnet, daß FR-PS 1458893 und der FR-PS 1540315, nicht bedie individuellen Gegenkopplungswiderstände (13, 15 kannt Bei allen aus diesen Druckschriften bekannten 16) je von einem Kondensator (14, 17) überbrückt Differenzverstärkern steht immer der Zweck im Vorsind, der für die Signalfrequenz einen im Vergleich dergrund, den Differenzverstärker durch die Gegenzu den individuellen Gegenkopplungswiderständen kopplungswiderstände so abzustimmen, daß relative (13,16) niedrigen Scheinwiderstand bildet, und der- Spannungsdifferenzen verstärkt werden, wozu beide art unterschiedlich gewählt sind, daß bei Steuerung 20 Verstärkerwege stromführend sein müssen. Dabei ist es des ersten Transistors (1) in den Sperrzustand der Zweck der Gegenkopplungswiderstände, Ungleichheizweite Transistor (2) seinen Sättigungszustand noch ten in den beiden Differenzverstärkerwegen auszugleinicht erreicht chen.

2. Begrenzende Zwischenfrequenzverstärkerstufe Die Erfindung und ihre Vorteile werden nun anhand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 23 von Ausführungsformen näher erläutert, wobei eine ErBasis des zweiten Transistors (2) mittels eines Span- läuterung einer bei der Erfindung eingesetzten Grundnungsteilers (9, 10, 5) an eine gegenüber dem Be- schaltung und eine Beschreibung des Verhaltens dieser zugspunkt konstante Spannung gelegt ist Grundschaltung, wenn sie noch nicht erfindungsgemäß

ausgelegt ist, vorausgeschickt werden. In der Zeichnung

30 zeigt

F i g. 1 die bei der Erfindung eingesetzte Grundschaltung,

Die Erfindung bezieht sich auf eine begrenzende Zwi- F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeits-

schenfrequenzverstärkerstufe gemäß Oberbegriff des weise der in F i g. 1 gezeigten Grundschaltung, wenn

Patentanspruchs 1. 35 deren individuelle Gegenkopplungswiderstände nicht

Aus der US-PS 31 53 203 ist ein Differenzverstärker erfindungsgemäß bemessen sind,

mit einem ersten und einem zweiten Transistor bekannt. F i g. 3 eine erste praktische Ausführungsform einer

Zum Erhalt einer hohen Gleichtaktunterdrückung und Zwischenfrequenzverstärkerstufe mit dem eingangssei-

einer stabilen Verstärkung sind ein beiden Transistoren tigen und dem ausgangsseitigen Zwischenfrequenzreso-

gemeinsamer Gegenkopplungswiderstand, zusätzlich 40 nanzkreisund

im Emitterzweig eines jeden Transistors ein individuel- F i g. 4 eine zweite praktische Ausführungsform einer

ler Gegenkopplungswiderstand und eine die Emitter Zwischenfrequsnzverstärkerstufe mit einem eingangs-

der beiden Transistoren verbindende Serienschaltung seitigen und einem ausgangsseitigen Zwischenfrequenz-

aus einem weiteren Widerstand und einem Kondensator resonanzkreis.

vorgesehen. Für den Einsatz als begrenzende Zwischen- 45 Die in F i g. 1 dargestellte Schaltung zeigt zwei Tranfrequenzverstärkerstufe eines FM-Empfängers ist die- sistoren 1 und 2, deren Basisanschlüsse mit den Einser bekannte Differenzverstärker weder vorgesehen gangsklemmen 3 und 4 verbunden sind. Ein Eingangssinoch geeignet Da bei diesem bekannten Differenzver- gnal von der Quelle 50 wird den Klemmen 3 und 4 stärker in üblicher Weise dafür gesorgt ist, daß sich zugeführt. Die Basis des Transistors 2 ist für ein Wechbeide Transistoren möglichst gleichartig verhalten, kä- 50 selstromsignal im wesentlichen über eine Kapazität 5 me es beim Einsatz dieses bekannten Differenzverstär- geerdet. Der Kollektor des Transistors 1 ist mit der kers als begrenzende Zwischenfrequenzverstärkerstufe Ausgangsklemme 6 und mit dem positiven Pol 8 einer im begrenzenden Arbeitsbereich zu einer Bedämpfung Spannungsquelle über einen Widerstand 7 verbunden, des ausgangsseitigen Zwischenfrequenzresonanzkrei- Über einen Widerstand 9 ist die Basis des Transistors 2 ses. Eine solche Bedämpfung würde das Empfangsver- 55 mit der Niederspannung des Widerstandes 7 verbunden halten des FM-Empfängers verschlechtern, beispiels- und über den Widerstand 10 geerdet. In der derartigen weise hinsichtlich der Signalselektivität und der AM- Schaltanordnung ist die Basis des Transistors 2 mit einer Unterdrückung. Spannung vorgespannt, die zwischen den die Spannung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine be- teilenden Widerständen 9 und 10 herrscht. Der Kollek-

grenzende Zwischenfrequenzverstärkerstufe der ein- 60 tor des Transistors 2 ist mit der Ausgangsklemme 11

gangs angegebenen Art verfügbar zu machen, bei der verbunden. Zwischen den Klemmen 6 und 1 ί kann ein

eine Bedämpfung des ausgangsseitigen Zwischenfre- Ausgangssignal abgegriffen werden. Der Emitter des

quenzresonanzkreises sicher vermieden wird. Transistors 1 ist mit dem auch zum Transistor 2 führen-

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 den Emitterwiderstand 15 über eine Parallelschaltung

angegeben und kann dem Patentanspruch 2 entspre- 65 aus einem Widerstand 13 und einer Kapazität 14, deren

chend vorteilhaft weitergebildet werden. Impedanz für höhere Frequenzen des Wechselstromsi-

Durch die beanspruchte Maßnahme wird erreicht, gnals sehr viel niedriger ist als die des Widerstands 13,

daß auch im begrenzenden Arbeitsbereich der Zwi- verbunden. Deshalb kann die Gleichstromkomponente