DE2910246A1

DE2910246A1 - Fm-detektor

Info

Publication number: DE2910246A1
Application number: DE19792910246
Authority: DE
Inventors: Makoto Homma; Masanori Ienaka; Yasuo Kominami; Kazuo Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1979-03-15
Publication date: 1979-10-25
Also published as: JPS54128256A; JPS54128258A; JPS54128257A; US4362998A; JPS6158044B2; DE2910245A1; US4236117A

Description

BESCHREIBÜWG

Die Erfindung bezieht sich auf einen FM-Detektor, bei dem von einem Analogmultiplikator und einem Phasenschiebernetzwerk Gebrauch gemacht wird.

FM-Detektoren mit Änalogmultiplikatoren und Phasenschiebernetzwerken sind bereits bekannt und z.B. in den folgenden Literaturstellen beschrieben: "1968 International Solidstate Circuits Conference Digest of Technical Papers", S. 116 bis 117, "ISEE Journal of Solid-state Circuits", Bd. SC-3, Nr. 4, Dezember 1968, S. 373 bis 380 usw.

Bei einem solchen FM-Detektor wird ein FM-Eingangssignal ebenso wie ein Signal, das einem Phasenschiebernetzwerk entnommen wird und dessen Phasenabweichung zur Frequenz des FM-Singangssignals proportional ist, dem Analogmultiplikator zugeführt.

Ein solcher bekannter FM-Detektor läßt sich in Form eines integrierten Halbleitersehaltkreises ausbilden, bei dem die Schaltkreise direkt gekoppelt sind. Demodulierte Signale werden den Kollektoren mehrerer Transistoren entnommen, die den Multiplikator bilden.und deren Basiselektroden und Emitter jeweils miteinander verbunden sind.

Selbst wenn bei einer solchen Schaltung die Verzögerungszeiten der einzelnen Transistoren Schwankungen unterliegen, die sich nach dem Pegel des FH-Signals richten, werden die Ausgangssignale dieser Transistoren durch die Unterschiede" zwischen den Verzögerungszeiten nicht beeinflußt, da die Transistoren im wesentlichen in der gleichen Weise arbeiten.

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Daher unterliegen die Phasen der Ausgangssignale des FM-Detektors keinen schädlichen Einflüssen, die auf die Veränderungen des Pegels des FM-Eingangssignals zurückzuführen sind.

Jedoch hat es sich gezeigt, daß bei den bekannten FM-Detektoren der Rauschabstand eines nachgewiesenen Ausgangssignals verhältnismäßig klein ist.

Zum Stand der Technik sei neben den beiden eingangs genannten Literaturstellen noch auf die folgenden Veröffentlichungen hingewiesen:

ÜS-PS 3 584 326
US-PS 3 667 060
Japanische Offenlegungsschrift 50-104852

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen FM-Detektor zu schaffen, der einen großen Rauschabstand aufweist und sich zur Herstellung als integrierter Halbleiterschaltkreis eignet.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung ein FM-Detektor mit einem Phasenschiebernetzwerk und einem Analogmultipiikator geschaffen worden, bei dem zu dem Analogmultiplikator eine Differentialverstärkerschaltung und eine Phasendetektorschaltung gehören. Die Differentialverstärkerschaltung weist zwei Differentialverstärkungstransistoren auf, die durch frequenzmodulierte Zwischenfrequenzsignale betätigt werden. Eine Basis-Emitter-Verbindung eines Diodenschaltungstransistors ist zwischen der Basis und dem Emitter eines der beiden Differentialverstärkertransistoren angeschlossen. Die Basis des einen Transistors und die Basis des Diodenschaltungstransistors sind mit dem Emitter eines Emitterfolgetransistors verbunden, und das frequenzmodulierte Zwischenfrequenzsignal wird der Basis des Emitterfolgetransistors zugeführt. Ein Rauschen, das sich in der Basis des Differentialverstärkertransistors oder der Basis des Diodenschaltungstransistors entwickelt, wird durch den geringen Ausgangswiderstand des Emitterfolgetransistors zum Abklingen gebracht bzw. verringert, so daß eine Verbesserung des Hauschabstandes des FM-Detektors erreicht wird.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen FM-Betektors;

Fig. 2 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform eines FM-Detektors nach der Erfindung;

Fig. 3 eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 2j

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen FM-Detektors; und

Fig. 5 eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 4.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Schaltung gehören ein Klemmkreis 106, ein Differentialverstärkerkreis 107, der einen Bestandteil eines Multiplikators bildet, ein Phasendetektorkreis 108, der ebenfalls einen Bestandteil des Multiplikators bildet, ein Phasenschiebernetzwerk 109 sowie eine Schaltung 110, die eine konstante Vorspannung liefert.

Gegenphasige FM-Eingangssignale werden über Eingangsleitungen 2 und 3 von einer nicht dargestellten FM-Zwischenfrequenz-Verstärkersehaltung aus zugeführt, die als Differentialverstärkerschaltung ausgebildet ist und eine Amplitudenbegrenzung bewirkt. Zu dem Klemmkreis 106 gehören Widerstände H32, R33 und Diodenschaltungs-n-p-n-Transistören Q30 und Q31, die entgegengesetzt parallelgeschaltet sind. Wenn die Differenz der Pegel der Ausgangssignale der FM-Zwischenfrequenz-Verstärkerschaltung einen großen Wert annimmt, der die Basis-Emitter-Vorwärtsspannung der Transistoren Q30 und Q31 überschreitet, klemmt der Klemmkreis 106 die Pegeldifferenz bei der Vorwärtsspannung.

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Zu der Differentialverstärkerschaltung 107 gehören Transistoren Q32 bis Q38 und Widerstände R34 bis R39. Zu den Schaltungsei ementen gehören insbesondere die beiden n-p-n-Differential Verstärkertransistoren Q34 und Q35, die gegenphasig durch die über die Leitungen 2 und 3 zugeführten FM-Eingangs« signale betätigt werden. Die Diodenschaltungs-n-p-n-Transistoren Q33 und Q36 liegen jeweils zwischen der Basis und dem Emitter der DifferentialVerstärkertransistoren Q34 und Q35. Der Transistor Q34 und der als Diode geschaltete Transistor Q33 sind mit der Eingangsklemme 2 über den n-p-n-Emitterfolgetransistor Q32 verbunden, während der Transistor Q35 und der als Diode geschaltete Transistor Q36 an die Eingangsklemme 3 über den n-p-n-Emitterfolgetransistor Q37 angeschlossen sind.

Die Basiselektroden der Transistoren Q34 und des als Diode geschalteten Transistors Q33 sind miteinander verbunden, und die Emitter dieser Transistoren sind über Widerstände R34 und R35 von 50 bis 2000 Ohm und vorzugsweise von 200 Ohm miteinander verbunden, so daß die beiden Transistoren Q33 und Q34 eine Stromspiegelschaltung bilden. Da der Emitter des Emitterfolgetransistors Q32 an die Basis und den Kollektor des Transistors Q33 angeschlossen ist, ist das Verhältnis zwischen den Stromwerten der Kollektorströme der Transistoren Q32 und Q34 direkt proportional zum Verhältnis der Emitterübergangsflächen der Transistoren Q33 und Q34, so daß die Transistoren Q32 und Q34 im wesentlichen den gleichen Betriebszustand annehmen.

Entsprechend nehmen die Transistoren Q37 und Q35 im wesentlichen den gleichen Betriebszustand an.

Die abgeglichenen Kollektorausgangssignale der beiden Differentialverstärkertransistoren Q34 und Q35 werden dem Phasendetektorkreis 108 zugeführt.

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Das Kollektorausgangssignal des Transistors Q37 wird dem Phasenschiebernetzwerk 109 über eine Klemme P8 zugeführt«

Zu dem Phasenschiebernetzwerk 109 gehören eine Induktivität Ll, miteinander gekoppelte Induktivitäten L2, L3, Widerstände R44, R45 und Kondensatoren C3, C4. Dieses Phasenschiebernetzwerk führt der anderen Eingangsklemme P9 des Phasendetektorkreises 108 ein Signal zu, das bei der Trägers!gnalfrequenz der FM-Signale eine Phasenabweichung um etwa 90 aufweist.

Zu der Phasendetektorschaltung 108 gehören Transistoren Q39 Q44 und Widerstände R40 bis R43» Das Ausgangssignal des Phasenschiebernetzwerke 109 wird der Basis der Transistoren Q40 und Q42 über einen Emitterfolgekreis zugeführt, zu dem der Transistor Q39 und der Widerstand R40 gehören, während die Ausgangsspannung des Emitterfolgekreises, der sich aus dem Transistor Q44 und dem Widerstand R41 zusammensetzt, den Basiselektroden der Transistoren Q41 und Q43 zugeführt wird. Der Basis des Emitterfolgetransistors Q44 wird eine konstante Vorspannung von der Spannungsregelschaltung 110 aus zugeführt, zu der eine Zenerdiode ZD und ein Emitterfolgetransistor Q46 gehören, und außerdem ist die genannte Basis über eine Klemme PlO an einen Weehselspannungs-Srdungskondensator C5 angeschlossen, so daß es sich bei den Basispotentialen der Transistoren Q41 und Q43 um feste Potentiale handelt.

Bei dem Phasendetektorkreis 108 variieren die Kollektorströme der Transistoren Q40 und Q43 in Abhängigkeit von dem Phasenunterschied zwischen den abgeglichenen Signalen der Differentialtransistoren Q34 und Q35, welche den miteinander verbundenen Emittern der Transistoren Q40 und Q41 sowie den miteinander verbundenen Emittern der Transistoren Q42 und Q43 zugeführt werden, wobei das Phasensignal der Klemme P9 von dea Phasenschiebernetzwerk 109 aus zugeführt wird* Die Kollektorströme der Transistoren Q41 und Q42 ändern sich gegensinnig zu den vorstehend genannten Veränderungen.

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Daher erscheinen in den Leitungen 8 und 9, an die Belastungswiderstände RLl und HL2 angeschlossen sind, gegenphasige Nachweissignale.

Wie erwähnt, erreichen bei der Schaltung nach Fig. 1 die Transistoren Q32 und Q34 sowie die Transistoren Q37 und Q35 im wesentlichen die gleichen Betriebspegel, so daß die Schwankungen der Verzögerungszeiten der Ausgangssignale der beiden DifferentialVerstärkertransistoren Q34 und Q35, die den Amplitudenschwankungen der über die Singangsleitungen 2 und 3 zugeführten FM-Signale entsprechen, und die Schwankungen der Verzögerungszeit des Ausgangssignals des Transistors Q37 im wesentlichen übereinstimmen und daß der Phasendetektorkreis 103 nicht dem Einfluß einer Phasenänderung unterliegt, die auf Schwankungen der Verzögerungszeiten zurückzuführen ist.

Bei der Schaltung nach Fig. 1 sind die Transistoren Q37 und Q35 direkt miteinander verbunden, und das im Basisbereich des Transistors Q37 erzeugte Rauschen erscheint im Emitter dieses Transistors, da es keiner Spannungsverstärkung unterzogen wird. Das im Basisbereich des Transistors Q35 erzeugte Hauschen wird durch den geringen Ausgangswiderstand des Emitterfolgetransistors Q37 gedämpft. Der Verstärkungsfaktor, mit dem bezüglich des Rauschens gearbeitet wird, das durch mindestens einen der Transistoren Q37 und Q35 erzeugt wird, ist verhältnismäßig niedrig. Außerdem bilden die Widerstände R36 und R37 negative Rückkopplungswiderstände für das Rauschen, und sie bewirken eine v/eitere Verkleinerung des Verstärkungsfaktors bezüglich des Rauschens. Entsprechend übt das Rauschen der Transistoren Q32 und Q34 nur eine geringe Wirkung aus.

Somit ermöglicht es die Schaltung nach Fig. 1, die Rauschpegel der über die Ausgangsleitungen 8 und 9 zu entnehmenden nachgewiesenen Signale herabzusetzen.

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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Schaltung nach Fig. 1. Es ist z.B. auch möglich, dem Phasendetektorkreis 108 abgeglichene Signale von den Transistoren Q32 und Q37 aus zuzuführen und dem Phasenschiebernetzwerk ein Signal vom Kollektor des Transistors Q35 aus zuzuführen.

Fig. 2 zeigt die Schaltung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen FM-Detektors«

Zu der Schaltung nach Fig. 2 gehören ein Differentialverstärkerkreis 1, der einen Bestandteil eines Multiplikators bildet, ein Phasendetektorkreis 2, der ebenfalls einen Bestandteil des Multiplikators bildet, ein Phasenschiebernetzwerk 3 und eine Schaltung 4 zum Erzeugen einer konstanten Vorspannung,

Den Eingangsleitungen 10 und 11 werden gegenphasige FM-Eingangssignale von einer nicht dargestellten FM-Zwisehenfrequenz-Verstärkerschaltung aus zugeführt, die als Differentialverstärkerschaltung ausgebildet ist und eine Amplitudenbegrenzung bewirkt»

Zu der Differentialverstärkerschaltung 1 gehören Transistoren Ql bis Q3 und Widerstände Rl und R2.

Die Emitter der Transistoren Q2 bis Q4 und der Transistoren Q6 bis Q3 sind gemeinsam mit dem Kollektor eines einen konstanten Strom liefernden Transistors Q9 verbunden.

Die verschiedenen Transistoren können unter Anwendung bekannter Verfahren gleichzeitig als Bestandteile integrierter Halbleiterschaltkreise hergestellt werden. Die als Dioden geschalteten Transistoren Q2 und Q6 werden als Transistoren gleicher Art mit gleichen Abmessungen hergestellt, so daß sie gleiche Strom-Spannungs-Kennlinien aufweisen. Der als Diode geschaltete Transistor Q3 hat die Aufgabe, einen

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Emitterstrom in differentialer Entsprechung zu dem Transistor Q7 zu erzeugen, und er entspricht bezüglich seines Aufbaus und seiner Abmessungen dem Transistor Q7.

Zu dem Differentialverstärkerkreis 1 gehören im wesentlichen die beiden Differentialverstärkertransistoren Q4 und Q8, denen die FM-Eingangssignale von den Eingangsleitungen 10 und 11 aus über Emitterfolgetransistoren Ql und Q5 zugeführt werden, so daß an den betreffenden Kollektoren abgeglichene Signale erscheinen.

Die von den DifferentialVerstärkungstransistoren Q4 und Q8 abgegebenen abgeglichenen Signale werden dem Phasendetektorkreis 2 als Eingangssignal zugeführt.

Andererseits ist mit der Basis und dem Emitter des einen Differentialverstärkertransistors Q8 die Basis-Emitter-Verbindung des Transistors Q7 parallelgeschaltet. Das Kollektorausgangssignal des Transistors Q7 wird über eine Klemme P3 dem Phasenschiebernetzwerk 3 zugeführt.

Zu dem Phasenschiebernetzwerk 3 gehören eine Induktivität Ll, gegenseitig gekoppelte Induktivitäten L2, L3, Widerstände R15, R16 und Kondensatoren Cl, C2. Das Phasenschiebernetzwerk führt der anderen Eingangsklemme Pl des Phasendetektorkreises 2 ein Signal zu, das bei der Trägersignalfrequenz der FM-Signale einer Phasenverschiebung von etwa 90° unterzogen wird.

Zu dem Phasendetektorkreis 2 gehören Transistoren QlO bis Q15 und Widerstände R3 bis R6. Das Ausgangssignal des Phasenschiebernetzwerks 3 wird den Basiselektroden der Transistoren QIl und Q13 über einen Emitterfolgekreis mit dem Transistor QlO und dem Widerstand R3 zugeführt, während die Ausgangsspannung eines Emitterfolgekreises mit dem Transistor Q15 und dem Widerstand R4 den Basiselektroden der Transistoren

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Q12 und Q14 zugeführt wird. Der Basis des Transistors Q15 wird eine konstante Vorspannung Vl von dem Vorspannkreis aus zugeführt, zu dem eine Zenerdiode ZD und ein Emitterfolgetransistor Q17 gehören, und außerdem ist diese Basis über eine Klemme P2 mit einem Wechselspannungs-Erdungskondensator C3 verbunden, so daß es sich bei den Basispotentialen der Transistoren Q12 und Q14 um feste Potentiale handelt·

Bei dem Phasendetektorkreis 2 variieren die Kollektorströme der Transistoren QIl und Ql4 in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen den abgeglichenen Ausgangssignalen der DifferentialVerstärkertransistoren Q4 und Q8, die den miteinander verbundenen Emittern der Transistoren QIl und Q12 sowie den miteinander verbundenen Emittern der Transistoren Q12 und Q13 zugeführt werden, sowie von dem Phasensignal, das der Klemme Pl von dem Phasenschiebernetzwerk 3 aus zugeführt wird. Die Kollektorströme der Transistoren Q12 und Q13 ändern sich entgegengesetzt zu den vorstehend genannten Änderungen.

Somit erscheinen in den Leitungen 16 und 17, an die Belastungswiderstände HLl und RL2 angeschlossen sind, gegenphasige nachgewiesene Signale.

Bei der Schaltung nach Fig. 2 erreichen die Transistoren Q7 und QS im wesentlichen den gleichen Betriebspegel,, so daß die Schwankungen der Verzögerungszeiten der Ausgangssignale der Differentialverstärkertransistoren Q4 und QS, die den Amplitudenschwankungen der den Eingangsleitungen 10 und zugeführten FM-Signale entsprechen, und die Schwankungen der Verzögerungszeit des Ausgangssignals des Transistors Q7 im wesentlichen übereinstimmen und daß der Phasendetektorkreis nicht durch eine Phasenänderung beeinflußt wird, die auf änderungen bezüglich der Verzögerungszeiten zurückzuführen ist.

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Betrachtet man zwei Transistoren, deren Basiselektroden und Emitter parallelgeschaltet sind, ist gewöhnlich festzustellen, daß dann, wenn mindestens einer der Transistoren ein Rauschen erzeugt, der andere Transistor auf dieses Rauschen anspricht. Wenn z.B. in der Basis des ersten Transistors ein Rauschen entsteht, wird ein Rauschpotential an die Basis des zweiten Transistors infolge des Rauschens des ersten Transistors angelegt. Daher arbeiten der erste und der zweite Tran« sistor differentiell in Abhängigkeit vom Rauschen des ersten Transistors· Daher erscheint das z.B. durch den ersten Transistor erzeugte Rauschen differentiell am Kollektor des zweiten Transistors. Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist jedoch der als Diode geschaltete Transistor Q6 für den Stromspiegelbetrieb zwischen den Basiselektroden und Emittern der Transistoren Q7 und Q8 angeschlossen, die ihrerseits parallelgeschaltet sind, und der Emitter des Emitterfolgetransistors Q5, der einen kleinen Ausgangswiderstand aufweist, ist ebenfalls mit den Basiselektroden der Transistoren Q7 und QS verbunden, so daß selbst dann, wenn sich in der Basis mindestens eines der Transistoren Q7 und Q8 ein Rauschen entwickelt, dieses Rauschen durch den Emitterfolgetransistor Q5 und den als Diode geschalteten Transistor Q6 zum Abklingen gebracht wird. Daher wird das an den Kollektoren der Transistoren Q7 und Q8 erscheinende Rauschen abgeschwächt.

Die erfindungsgemäße Schaltung nach Fig. 2 kann abgeändert werden; beispielsweise zeigt Fig. 3 eine Weiterbildung, bei der der als Diode geschaltete Transistor Q3 nach Fig. 2 durch einen Transistor Q3 ersetzt ist, dessen Kollektor an eine Stromversorgungsleitung 20 angeschlossen ist. Bei der Schaltung nach Fig. 3 besteht eine noch bessere Übereinstimmung zwischen den Änderungen der Verzögerungszeiten der Ausgangssignale der Transistoren Q4 und Q8 einerseits und den änderungen der Verzögerungszeit des Ausgangssignals des Transistors Q7 andererseits.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Emitterwiderstände zwischen den Emittern von zwei Transistoren, deren Basiselektroden miteinander verbunden sind, und einem gemeinsamen Knotenpunkt angeordnet.

Im allgemeinen erzeugt ein Transistor ein unerwünschtes Rau« sehen insbesondere im Bereich seiner Basis. Sind die Basis« elektroden zweier Transistoren miteinander verbunden, bewirkt ein im Basisbereich mindestens eines der Transistoren erzeugtes Hauschen, daß an die Basiselektroden beider Transistoren eine Rauschspannung angelegt wird. Daher arbeiten die beiden Transistoren differentiell in Abhängigkeit von dem Bauschen, wenn ihre Basiselektroden und Emitter jeweils miteinander verbunden sind. Hit anderen Worten, das Rauschen des einen Transistors erscheint auch am Kollektor des anderen Transistors.

Die Emitterwiderstände üben eine negative Rückkopplungswirkung auf die Transistoren aus, so daß sich die differentielle Verstärkung des von den beiden Transistoren herrührenden Rauschens verringert. Im allgemeinen ist das Rauschen, z.B. das thermische Rauschen oder dergl., das durch ein passives Element, z.B. einen Widerstand, erzeugt wird, im Vergleich zu den Rauschpegeln gering, die durch ein aktives Element, z.B. einen Transistor, hervorgerufen werden. Daher verringert sich das am Kollektor des Transistors erscheinende Rauschen, wenn in der beschriebenen Weise ein Emitterwiderstand verwendet wird.

Fig. 4 zeigt die Schaltung eines weiteren erfindungsgemäßen FM-Detektors.

Zu der Schaltung nach Fig. 4 gehören ein Differentialverstärkerkreis 11 als Bestandteil eines Multiplikators, ein ebenfalls einen Bestandteil des Multiplikators bildender Phasende tektorkr eis 12 und ein Phasenschiebernetzwerk 13. Ferner ist eine Schaltung 10 zum Erzeugen einer konstanten Vorspannung für den stabilen Betrieb der betreffenden Kreise vorhanden.

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Den Eingangsleitungen 1 und 2 werden Differentialsignale von einer nicht dargestellten FM-Zwisehenfrequenz-Verstärkerschaltung aus zugeführt, die als Differentialverstärkerschaltung ausgebildet ist und mit einer Amplitudenbegrenzung eine Verstärkung der in eine Zwischenfrequenz verwandelten FM-Eingangssignale bewirkt.

Zu dem Differentialverstärkerkreis 11 gehören Transistoren Ql bis Q5 und Widerstände Rl bis R6. Dem Transistor Ql wird eine Vorspannung von einer eine konstante Spannung abgebenden Schaltung 10 aus zugeführt, zu der eine Zenerdiode ZD und ein Emitterfolgetransistor Q17 gehören, so daß zu dem Kollektor ein konstanter Strom fließt. Die Emitter der Transistoren Q2 bis Q5 sind mit dem Kollektor des von dem konstanten Strom durchflossenen Transistors Ql durch die Emitterwiderstände R2 bis R5 verbunden, die einen Widerstandswert von 50 bis 2000 Ohm und vorzugsweise von 200 Ohm haben. Die Basiselektroden der Transistoren Q2 und Q3 sind miteinander verbunden, und die Basiselektroden der Transistoren Q4 und Q5 sind ebenfalls miteinander verbunden.

Die beiden Transistoren Q2, Q3 und die beiden Transistoren Q4, Q5 arbeiten differentiell in Abhängigkeit von den über die Leitungen 1 und 2 zugeführten FM-Signalen, die der Verstärkung mit einer Amplitudenbegrenzung unterzogen werden.

Die abgeglichenen Kollektorausgangssignale der Transistoren Q3 und Q4 werden dem Phasendetektorkreis 12 zugeführt.

Das an dem Belastungswiderstand R6 des Transistors Q5 erscheinende Ausgangssignal wird dem,Phasenschiebernetzwerk 13 zugeführt.

Bei der Schaltung nach Fig. 4 sind in der beschriebenen Weise bei den Transistoren Q2, Q3 und den Transistoren Q4, Q5 die Basiselektroden und die Emitter jeweils miteinander

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verbunden, so daß sie auch dann mit gleichen Betriebspegeln arbeiten, wenn Amplitudenschwankungen bei den über die Leitungen 1 und 2 zugeführten FM-Signalen aufgetreten sind. Wegen der Differentialschaltung arbeiten die Transistoren Q2 bis Q5 im gleichen Gleichspannungs-Betriebspegelbereich.

Daher wird die Phasendifferenz zwischen den Kollektor-Ausgangssignalen der Transistoren Q3, Q4 und dem Kollektor-Ausgangssi gnal des Transistors Q5 ohne Rücksicht auf die Ainplitudenschwankungen der über die Leitungen 1 und 2 zugeführten FM-Signale konstant.

Die Transistoren Q2 und Q3 erzeugen nur ein Rauschen, das durch die zugehörigen Emitterwiderstände R2 und R3 vermindert wird. Entsprechend erzeugen auch die Transistoren Q4 und Q5 nur ein abgeschwächtes Rauschen*

Zu dem Phasenschiebernetzwerk 13 gehören gemäß Fig. 4 eine Induktivität Ll, miteinander gekoppelte Induktivitäten L2, L3, Widerstände R9, RIO und Kondensatoren Cl, C2. Dieses Netzwerk liefert ein Signal mit einer Phasenabweichung, die proportional zu der Frequenz eines Signals ist, das von dem Transistor Q5 der Differentialverstärkerschaltung 11 aus zugeführt wird. Ferner ist ein Wechselspannungs-Erdungskondensator C3 vorhanden.

Der Phasendetektorkreis 12 setzt sich aus Transistoren Q6 bis QIl und Widerständen R7, R8 zusammen. Er ermittelt die Phasen des phasenverschobenen Signals, das von dem Phasenschiebernetzwerk 13 aus dem Transistor Q6 zugeführt wird, sowie die Phasen der abgeglichenen Signale, welche den miteinander verbundenen Emittern der Transistoren Q7, Q8 und den miteinander verbundenen Emittern der Transistoren Q9, QlO zugeführt werden.

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Daher erscheint ein nachgewiesenes Signal, das der Phasenverschiebung entspricht, an einem Belastungswiderstand RIl, der mit den Kollektoren der Transistoren Q7 und QlO verbun« den ist, und ein dazu gegenphasiges nachgewiesenes Signal erscheint an einem Belastungswiderstand R12, der an die Kollektoren der Transistoren QS und Q9 angeschlossen ist.

Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung, bei der Emitterfolgetransistoren Q21, Q24, als Dioden geschaltete Transistoren Q22, Q23 sowie Widerstände R20, R21 von 200 Ohm zusätzlich zu der Differentialverstärkerschaltung 11 nach Fig. 4 vorhanden' sind. Bei dieser Schaltung bewirken die Transistoren Q2 und Q3 eine Stromspiegelung bezüglich des Transistors Q22, und die Transistoren Q4 und Q5 bewirken entsprechend eine Stromspiegelung bezüglich des Transistors 23. Der Transistor Q21 arbeitet als Emitterfolger, so daß das in den Basibereichen der Transistoren Q2 und Q3 erzeugte Rauschen wegen des geringen Ausgangswiderstandes der Transistoren Q2 und Q3 noch stärker unterdrückt wird. Das durch die Transistoren Q4 und Q5 erzeugte Rauschen wird entsprechend verringert.

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Claims

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SCHIFF ν. FÜNER STREHL ?CHÜPEL-HOPF EBBINSHAUS F[NCK

MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN 9O λ- ,-

POSTADRESSE: POSTFACH 85 OI 6O, 0-8000 MQNCHEN 9S * V I Ij 4 ^

HITACHI, LTD. 15. März 1979

DEA-5806

FM-Betektor

ASSPBÜCHl

\1, ' FM-Detektor mit einem Phasenschiebernetzwerk zum Erzeugen eines Signals, dessen Phase gegenüber der Phase des FM-Zvischenirequenzsignals verschoben ist, und einem Analogmultiplikator zum Erzeugen von FM-Nachweisaüsgangssignalen durch Ermitteln einer Differenz zwischen den Phasen der FM-Zwischenfrequenzsignale und dem phasenverschobenen Signal» wobei zu dem Analogmultiplikator eine Differentialverstärkerschaltung und eine Phasendetektorschaltung gehören, wobei die Differentialverstärkerschaltung einen ersten und einen zweiten Transistor aufweist, die als Differentialtransistorpaar geschaltet sind und durch die FM-Zwischenfrequenzsignale

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betätigt werden, und wobei mindestens das phasenverschobene Signal der Phasendetektorschaltung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Basis eines dritten Transistors (Q31) mit der Basis des ersten Transistors (Q32) oder des zweiten Transistors (Q37) verbunden ist, daß der Emitter eines vierten Transistors (Q33) an die Basiselektroden des einen Transistors und des dritten Transistors angeschlossen ist und daß das Kollektor-Ausgangssignal des genannten einen Transistors oder das Kollektor-Ausgangssignal des dritten oder des vierten Transistors direkt der Phasendetektorschaltung (108) zugeführt wird, während das betreffende andere Kollektor-Ausgangssignal der Phasendetektorschaltung über das Phasenschiebernetzwerk (109) zugeführt wird·
2. FM-Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis eines fünften Transistors (Q30) mit der Basis des anderen Transistors (Q37) der beiden zuerst genannten Transistoren (Q32, Q37) verbunden ist und daß der Emitter eines sechsten Transistors mit den Basiselektroden des anderen Transistors und des fünften Transistors verbunden ist.
3. FM-Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen konstanten Strom abgebender Transistor vorhanden ist und daß die Emitter des ersten, des zweiten, des dritten und des fünften Transistors mit dem Kollektor dieses Transistors verbunden sind.
4. FM-Detektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Emitter des ersten, des zweiten, des dritten und des fünften Transistors zugehörige Widerstände angeschlossen sind und daß die von den Emittern abgewandten Enden dieser Widerstände mit dem Kollektor des einen konstanten Strom abgebenden Transistors verbunden sind.

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5. FM-Detektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des dritten Transistors mit der Basis dieses Transistors verbunden ist und daß der Kollektor des fünften Transistors an die Basis dieses Tran~ sistors angeschlossen ist.

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