DE2127545C3 - Transistor-Gate-Schaltung - Google Patents

Description

Diese unsymmetrische Verzerrung wird durch die Erfindung verhindert

Anhand der F i g. 2 wird nun ein Ausfühi ungsbeispiel der Erfindung erläutert Zwischen Signaleingängen 11, 12 liegen ein Widerstand 13, ein Schalttransistor 15 und eine Vorspannungsquelle 22 in Reihe. Die Basis des Transistors 15 ist mit dem Eingang 12 über einen Transistor 18 verbunden, dessen Basis an eine Steuersignafquelle 18 angeschlossen ist Ausgänge 16,17 sind mit dem Kollektor des Transistors 15 und dem Eingang 12 verbunden. Wenn der Transistor 15 ein NPN-Transistor ist, wird die negative Elektrode der Vorspannungsquelle 22 mit Masse verbunden, während die positive Elektrode an den Emitter des Transistors 15 angeschlossen wird. Der Basis des Transistors 15 wird von einer positiven Spannungsquelle + B über Widerstände 19 und 23 eine Vorspannung zugeführt Eine Diode 20 ist über einen Widerstand 19 zwischen Basis und Emitter des Transistors 15 geschaltet Der Basisstrom des Transistors 15 wird durch die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 20 konstant gehalten. Der Transistor 15 wird gesperrt, wenn der Transistor 18 leitet und umgekehrt

Der Innenwiderstand der Vorspannungsquelle 22 ist vorzugsweise etwa Null. Der Widerstand 13 wird verhältnismäßig hoch gewählt, z. B. 10 Υ.Ω..

Wenn der Transistor 15 leitet, wird den Ausgängen 16 und 17 kein Eingangssignal zugeführt, wenn der Transistor 15 dagegen gesperrt ist erscheint an den Ausgängen 16,17 ein Ausgangssignal entsprechend dem Eingangssignal.

Durch die Reihenschaltung der Vorspannungsquelle 22 und des Transistors 15 wird auch dann, wenn das den Eingängen 11, 12 zugeführte Eingangssignal die Schaltung durchläuft, wenn also der Transistor 15 gesperrt ist, der Kollektor des Transistors 15 auf ein bestimmtes Potential gelegt. Das Basispotential des Transistors 15 wird durch den leitenden Transistor 18 etwa auf Massepotential gehalten. Das Basispotential wird also durch die Vorspannung niedriger gehalten als das Kollektorpotential, so daß der Transistor 15 völlig inaktiv ist und eine unsymmetrische Verzerrung des Ausgangssignals 50 an den Ausgängen 16, 17 vermieden wird.

Mit dem Ausgang 16 ist ein Verstärkungstransistor 24 verbunden. Ein parallel zur Reihenschaltung des Widerstandes 13 und des Transistors 15 geschalteter Widerstand 21 hält den Kollektor und den Emitter des Transistors 15 etwa auf gleichem Potential und verhindert, daß das Eingangssignal über die Vorspannungsquelle 22 nach Masse abgeleitet wird. Dadurch, daß der Kollektor und der Emitter des Transistors 15 auf gleichem Potential gehalten wird, wird verhindert, daß dem Ausgangssignal durch eine auf dem gesperrten Zustand des Transistors 15 beruhende Spannungsverschiebung erzeugt wird. Ist das Eingangssignal an den Eingängen 11 und 12 gleich Null, kann auch das Ausgangssignal an den Ausgängen 16, 17 auf Null verringert und dadurch ein Leckstrom verhindert werden.

Die Schaltungsanordnung der Fig.2 hat somit eine einen kleinen Innenwiderstand aufweisende Einrichtung zur Versorgung der Torschaltung mit Vorspannung. Im folgenden wird nun diese Vorspannungserzeugungseinrichtung im einzelnen erläutert.

In Fig. 3 bezeichnet A die erläuterte Torschaltung und B eine Einrichtung zur Versorgung der Torschaltung A mit Vorspannung. Die Einrichtung B hat einen Transistor 25, der durch eine Zenerdiode 29 auf konstanter Vorspannung gehalten wird. Transistoren 26 und 27 leiten eine Basisvorspannimg vom Emitter des Transistors 25 ab. Weiterhin ist ein Transistor 28 zu dem Transistor 26 in Reihe geschaltet und wird von einem der Verbindungspunkte dreier Dioden 30, 31, 32 mit konstanter Vorspannung versorgt (bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vom Verbindungspunkt zwischen den Dioden 30und 31).

Die Transistoren 25,26 und 27 sind als Emitterfolger geschaltet und ihre Basen werden auf konstanter Vorspannung gehalten. Von den Emittern der Transistoren 26, 27 wird den Eingängen 11 und 12 der Torschaltung A eine Vorspannung zugeführt Ein Anschluß 33 ist mit der Basis des Transistors 26 verbunden und wird mit einem Eingangssignal versorgt, das die Torschaltung intermittierend durchlaufen soll.

Durch diesen Schaltungsaufbau kann die Ausgangsimpedanz der Einrichtung Ban den Eingängen 11 und 12 der Torschaltung genügend niedrig gemacht werden, so daß man ein großes Austastverhältnis der Torschaltung A erhält Die Basisvorspannungen der Transistoren 26 und 27 werden vom Emitter des gemeinsamen Transistors 25 abgenommen. Die Vorspannungen werden von den Emittern der Transistor 26, 27 den Eingängen 11, 12 zugeführt. Man kann daher die Gleichspannungspotentiale an den Eingängen 11 und 12 einander gleich machen, so daß keine Potentialdifferenz zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors 15 auftritt. Auf diese Weise kann eine Spannungsverschiebung zwischen den Ausgängen 16 und 17 der Torschaltung A vermieden werden.

Anhand der Fig.4 wird nun die Anwendung der Torschaltung A und der Vorspannungseinrichtung öder F i g. 3 auf einen FM-Stereodemodulator beschrieben, bei dem ein Stereosignalgemisch einem Anschluß 33 zugeführt und von Ausgängen 36a und 36Z> linke und rechte Signale abgenommen werden.

Über einen Eingang 37 wird einem Transistor 18Z>, der zusammen mit einem Transistor 18a einen Differentialverstärker bildet, ein 38-kHz-Steuersignal zugeführt. Von den Kollektoren der Transistoren 18a, 18Z> werden Signale entgegengesetzter Phase abgenommen. Das

"^ Steuersignal gelangt zu den Basen zweier Schalttransistoren 15a, 156, die über Eingänge 11 und 12 und Widerstände 13a, 13Z) mit Vorspannungsquellen 38, 39 verbunden sind, die Transistoren 26, 27 aufweisen. Hierdurch werden die Spannungen an den Reihenschaltungen der Transistoren 15a, 156 und der Widerstände 13a, 13Z> einander gleich groß gemacht.

Die Transistoren 15a, 15Z> werden somit abwechselnd durch die Transistoren 18a, 18Z>, die den Differentialverstärker bilden, geöffnet und gesperrt, so daß sich an den Verbindungspunkten der Transistoren 15a, 15Z> und der Widerstände 13a, 136 demodulierte Stereosignale ergeben. Ein Differentialverstärker mit Transistoren 24a, 24b verstärkt das dcmoduüerie Stereosägnal. Die Kollektoren dieser Transistoren sind mit. Ausgängen 36a, 36Z) verbunden. Durch einen Einstellwiderstand 35, der im Emitterkreis der Transistoren 24a, 24Z> liegl, kann die Trennung der linken und rechten Signale eingestellt werden.

Auch bei dem FM-Stereodemodulator der F i g. 4, der > zwei Torschaltungen wie in F i g. 2 aufweist, tritt ebenfalls keine unsymmetrische Verzerrung oder eine Spannungsverschiebung auf, so daß man demodulierte Stereosignale ohne Leckstrom erhält.

F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Demodulators der F i g. 4, die eine Dämpfungsfunktion erfüllen kann. Dabei sind die Emitter der Transistoren 18a, tSh, die einen Differentialverstärker bilden, über eine Konstantstromquelic aus einem Transistor 45 und in Reihe geschalteten Widerständen 47, 48 geerdet. Damit die Transistoren 18a, 186, die den Differenzverstärker bilden, so gesteuert werden können, daß sie für die Dämpfungsfunktion geöffnet und gesperrt werden, sind Transistoren 40, 41 als Schaltelemente verwendet, ι ο Die Basis des Transistors 40 ist mit einem Anschluß 42 verbunden; sein Kollektor ist über einen Widerstand 43 an die Basis des Transistors 41 angeschlossen, dessen Kollektor an dem Verbindungspunkt der Widerstände 47,48 angeschlossen ist; die Emitter der Transistoren 40, 41 liegen beide an Masse. Dem Anschluß 42 wird ein Dämpfungssteuersignal zugeführt, um den Transistor 40 bei einer Verstimmung zu öffnen.

Die Emitter der Transistoren 15a, 15f> sind außerdem über einen Widerstand 44 mit dem Kollektor des Transistors 40 verbunden, so daß eine Schwankung des Gleichspannungspotentials an den Ausgängen 36a, 36£> während des Dämpfungsvorganges verhindert wird.

Die Wirkungsweise der Schaltung der Fig.5 ist folgende: Während ein Empfänger ein Stereorundfunksignal empfängt, wird dem Anschluß 42 kein Dämpfungssignal zugeführt Der Transistor 40 ist daher gesperrt, der Transistor 41 dagegen geöffnet und ebenso der Transistor 45. Die Transistoren 18a und i8b, die den Differentialverstärker bilden, werden daher durch ein vom Anschluß 37 abgenommenes Schaltsignal gegenphasig geöffnet und gesperrt. In der gleichen Weise wie in F i g. 4 demodulierte linke und rechte Signale werden an den Ausgängen 36a, 36b abgenommen.

Bei einer Verstimmung dagegen wird das Dämpfungssignal dem Anschluß 42 zugeführt, so daß der Transistor leitend und der Transistor 41 und demgemäß auch der Transistor 45 gesperrt werden. Die Transistoren 18a, 186 werden daher gesperrt, so daß die i ransistoren 15a, 15b geöffnet werden. Infolgedessen wird das Signal gesperrt, und man erhält an den Ausgängen 36a, 36b keine Ausgangssignale.

F i g. 6 zeigt die Anwendung der Torschaltung und der Vorspannungseinnchtung auf einen Gegentaktmodulator oder Gegentaktdemodulator. Die Emitter der Transistoren 24a, 24f>, denen Signale zugeführt werden, die vom Verbindungspunkt der Schalttransistoren 15a, t5b und der Widerstände 13a, i3b abgenommen werden, liegen an Masse. Die Kollektoren der Transistoren 24a, 24b sind miteinander verbunden. Ein Lastwiderstand 44 liegt zwischen diesem Verbindungspunkt und eine Spannungsquelle +B. Der Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren 24a, 24b ist mit einem Ausgang 50 verbunden. Zwischen den Eingängen 11a, üb und 12 werden Signale entgegengesetzter Phase zugeführt, so daß am Ausgang 50 ein symmetrisches moduliertes oder demoduliertes Signal /0 erhalten wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Transistorschaltung, bestehend aus einer Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung eines Signals von einem Eingang zu einem Ausgang, einer SignalnebenschluBeinrichtung, die mit der Signalübertragungseinrichtung verbunden ist und wenigstens einen Schalttransistor mit Basis, Emitter und Kollektor aufweist und die einen Nebenschlußweg für das Eingangssignal bildet, wenn der Schalttransistor leitend ist, einer Signalquelle zur Erzeugung eines Steuersignals, und einer Transistorsteuereinrichtung, der das Steuersignal zugeführt wird und die den Schalttransistor in Abhängigkeit von dem Steuersignal öffnet und sperrt, gekennzeichnet durch eine Vorspannungseinrichtung (SJl die an den Kollektor und den Emitter des Schalttransistors (15) Vorspannungen anlegt, derart, daß im gesperrten Zustand des Schalttransistors (15) das Basispotential auch dann niedriger als das Kollektorpotential ist, wenn das durchzuschaltende Signal durch die Schaltung hindurchläuft

2. Torschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Kollektor und den Emitter des Schalttransistors (15) angelegten Spannungen gleich sind.

3. Torschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (B) zwei Anschlüsse (11, 12) hat, die mit dem Kollektor bzw. dem Emitter des Schalttransistors (15) verbunden sind und gleiche Gleichspannungen abgeben.

4. Torschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines stabilisierten Basisstroms für den Schalttransistor (15), bestehend aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes (19) und einer Diode (20).

5. Torschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung (19,20) im Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors (15) liegt.

6. Torschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungseinrichtung ein Impedanzelement (13) zwischen dem Eingang (11) und dem Ausgang (6) aufweist, und daß die Signalnebenschlußeinrichtung zwischen das Impedanzelemen! (13) und den Ausgang (t6) geschaltet ist.

7. Torschaltung nach Anspurch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalnebenschlußeinrichtung einen zweiten Schalttransistor (18) aufweist, dessen Kollektor mit der Basis des ersten Schalttransistors (15) verbunden ist und dem das Steuersignal zugeführt wird.

8. Torschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (15) und der zweite Schalttransistor (18) NPN-Transistoren sind.

9. Torschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des ersten Schalttransistors (15) zwischen die Signalübertragungseinrichtung und eine Spannungsquelle (22) geschaltet ist, daß die Kollektor-Ernitter-Strecke des zweiten Schalttransistors (18) zwischen die Basis des ersten Schalttransistors (15) und Masse geschaltet ist, und daß das Steuersignal der Basis des zweiten Schalttransistors zugeführt wird.

Die Erfindung betrifft eine Torschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, bei Modulatoren und Demodulatoren eine Transistortorschaltung zu verwenden, die z. B. einen NPN-Transistor aufweist, der zwischen den Ausgang einer Signalquelle und Masse derart geschaltet ist, daß der Emitter auf Masse liegt Wird der Basis des Transistors ein Steuersignal zugeführt, das den Transistor abwechselnd öffnet und sperrt, so wird das Signal der Signalquelle im geöffneten Zustand des Transistors über dessen Kollektor-Emitter-Strecke nach Masse abgeleitet Wenn der Transistor gesperrt ist, erscheint das Signal der Signalquelle am Kollektor des Transistors. Wenn jedoch bei dieser Schaltung das Signal der Signalquelle negativ und der Transistor gesperrt ist, ist dessen Kollektorpotential niedriger als sein Basispotential, so daß die zwischen Basis und Kollektor gebildete Diode leitend ist. Dadurch wird die Impedanz zwischen diesen Elektroden verringert, so daß auch das Signal am Kollektor des Transistors verringert wird. Bei einem abwechselnd positiven und negativen Signal tritt somit eine unsymmetrische Verzerrung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Transistorschaltung der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß das Signal am Ausgang der Torschaltung keine unsymmetrische Verzerrung aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch Ciie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die dem Schalttransistor zugeführten Vorspannungen können so gewählt werden, daß die zwischen Kollektor und Basis gebildete Diode im gesperrten Zustand des Schalttransistors durch das der Signalübertragungseinrichtung zugeführte Signal nicht geöffnet wird.

Die Vorspannungseinrichtung läßt sich so ausbilden, daß keine induktiven und kapazitiven Elemente benötigt werden, und die Torschaltung dadurch in IC-Technik ausgebildet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 6 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer bekannten Torschaltung, F i g. 2 und 3 Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Torschaltung,

F i g. 4 und 5 die Anwendung der Torschaltung auf einen FM-Stereodemodulator, und

F i g. 6 die Anwendung der Torschaltung auf einen Gegentaktmodulator bzw. Gegentaktdemodulator.

Anhand der F i g. 1 wird zunächst ein Ausführungsbeispiel einer bekannten Torschaltung erläutert.

Bei der bekannten Torschaltung liegen ein Widerstand 3 und ein Schalttransistor 5 in Reihe zwischen Eingängen 1 und 2. Ausgänge 6 und 7 sind mit dem Kollektor bzw. dem an Masse liegenden Emitter des Transistors 5 verbunden. Eine Steuersignalquelle 4, die z. B. ein Rechtecksignal erzeugt, ist mit der Basis des Transistors 5 verbunden, so daß an den Ausgängen 6 und 7 ein Ausgangssignal SO erhalten wird, das intermittierend durch das Steuersignal ausgetastet wird.

Wenn der Transistor 5 ein NPN-Transistor ist, und der Eingang 1 negativ ist, so ist das Kollektorpotential des Transistors 5 niedriger als das Basispotential, so daß <>5 die zwischen Basis und Kollektor gebildete Diode leitend ist. Dadurch ergibt sich eine unsymmetrische Verzerrung des Verlaufs des Ausgangssignals 50, da der Scheitelwert des negativen Signalanteils unterdrückt