DE3431732A1

DE3431732A1 - Signalstaerkedetektor

Info

Publication number: DE3431732A1
Application number: DE19843431732
Authority: DE
Inventors: Philip Albert Kenneth Swindon Wiltshire Moon
Original assignee: Plessey Overseas Ltd Ilford Essex; Plessey Overseas Ltd
Current assignee: Microsemi Semiconductor Ltd
Priority date: 1983-09-01
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1985-03-21
Anticipated expiration: 2004-08-30
Also published as: US4620114A; GB2145890A; CA1243354A; SE8404303L; JPH068828B2; FR2551555A1; DE3431732C2; GB2145890B; SE456535B; SE8404303D0; GB8323487D0; JPS6073371A; FR2551555B1

Description

PRINZ, LEISER, .BLJNKE. 8, PARTNER

ropean" "Patent AUo / Stuttgart

28. August 1984

Patentanwälte ·" "European""Patent Attorneys

München / Stuttgart O 4 0 I / ο Ζ

PLESSEY OVERSEAS LIMITED

2-60 Vicarage Lane

Ilford, Essex IG1 4AQ /Großbritannien

Unser Zeichen: P 2514

SignalStärkedetektor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Signalstärkedetektor und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf einen zur Anzeige einer empfangenen Signalstärke (RSSI) geeigneten Signalstärkedetektor für die Verwendung im Zusammenhang mit Funkverbindungen.

Es gibt viele Anwendungsfälle, in denen Mittel vorgesehen werden müssen, mit deren Hilfe Signalstärkeänderungen entweder zum Betätigen einer Anzeigevorrichtung oder zur Durchführung einer Steuerfunktion bestimmt werden können. Ein Beispiel der zuletzt genannten Anwendung ist in einem zellenartig aufgebauten Funktsystem gegeben, bei dem in einem Empfänger die von einer Vielzahl von Aussendungen empfangene Signalstärke aus verschiedenen Zellen überwacht werden muß, damit entschieden werden kann, welches Signal zur Demodulation ausgewählt werden soll. Mit Hilfe der Erfindung soll ein einfacher Empfangssignalstärkeanzeiger (RSSI-Detektor oder S-Meter) geschaffen werden, und in

Schw/Gl

besonders vorteilhafter Form soll ein Detektor geschaffen werden, der sich für die Anwendung in einem zellenartig aufgebauten Funksystem eignet.

Nach der Erfindung ist ein Signalstärkedetektor dadurch gekennzeichnet, daß erste, zweite und dritte Transistoren des gleichen Leitungstyps vorgesehen sind, daß die Emitterelektroden der Transistoren miteinander und mit einer von zwei Gleichspannungsversorgungsleitungen verbunden sind, daß die Kollektorelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors miteinander und mit der anderen der zwei Gleichspannungsversorgungsleitungen verbunden sind, daß die Basiselektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors jeweils über einen Widerstand mit der Basiselektrode des dritten Transistors verbunden sind und daß die Kollektorelektrode des dritten Transistors eine Quelle eines AusgangsStroms bildet, der die Differenz der Signalwerte an der Basiselektrode des ersten Transistors und an der Basiselektrode des zweiten Transistors repräsentiert.

Die Emitterelektroden des ersten, des zweiten und des dritten Transistors können mit der einen Gleichspannungsversorgungsleitung über einen Widerstand oder über eine Konstantstromquelle verbunden sein. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß die Konstantstromquelle einen vierten Transistor des gleichen Leitungstyps wie die ersten drei Transistoren enthält, daß die Kollektorelektrode des vierten Transistors mit den Emitterelektroden der drei Transistoren verbunden ist, daß seine Emitterelektrode mit der einen Gleichspannungsversorgungsleitung über einen Widerstand verbunden ist und daß seine Basiselektrode an eine Vorspannungsschaltung angeschlossen ist.

Ferner kann vorgesehen sein, daß die Kopplung der Kollektorelektrode des ersten oder des zweiten Transistors mit der anderen Gleichspannungsversorgungsleitung über eine Last erfolgt, an der ein Ausgangssignal erzeugt wird. Eine

vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Basiselektrode des ersten Transistors mit dem Signaleingang gekoppelt ist und daß die Basiselektrode des zweiten Transistors mit Hilfe eines Kondensators bei Signalfrequenzen entkoppelt ist. Eine solche Anordnung eignet sich für die Ansteuerung durch ein an den Eingang angelegtes Eintaktsignal. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, eine Signalstärkedetektorschaltung mit mehreren Detektoren auszustatten, die durch Koppeln des an der Last erzeugten Kollektorausgangssignals an die Basiselektrode des ersten Transistors des folgenden Detektors hintereinandergeschaltet sind, wobei die Ausgangsströme des dritten Transistors jedes Detektors einer Summierschaltung zugeführt sind.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß das Koppeln der Kollektorelektroden der ersten und zweiten Transistoren mit der anderen der zwei Gleichspannungsversorgungsleitungen jeweils über eine Last erfolgt, so daß dazwischen ein Differenzausgangssignal erzeugt wird. Dabei ist vorgesehen, daß die Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors jeweils an einem anderen Eingang zum Anschließen eines Differenz-Ansteuersighals angeschlossen sind. Eine Weiterbildung besteht darin, eine Signalstärkedetektorschaltung mit mehreren Detektoren auszustatten, die durch Koppeln der Kollektorelektroden des ersten und des zweiten Transistors an eine jeweils andere Basis des ersten und des zweiten Transistors des nachfolgenden Detektors hintereinandergeschaltet sind, wobei die Ausgangsströme der dritten Transistoren jedes Detektors einer Summierschaltung zugeführt werden.

Die Last kann in jedem Fall von einem Widerstand gebildet sein. Die Kopplung zwischen einem Detektor und dem nächsten kann über eine Emitterfolgerschaltung erfolgen.

Eine Alternative besteht darin, daß die oder jede Last von einem zusätzlichen Transistor des entgegengesetzten

Leitungstyps in bezug auf den ersten, den zweiten und den dritten Transistor gebildet ist, wobei die Emitterelektrode des zusätzlichen Transistors mit der anderen Gleichspannungsversorgungsleitung verbunden ist, seine Kollektorelektrode mit der Kollektorelektrode des ersten oder des zweiten Transistors verbunden ist und, bis auf den letzten Detektor, in jedem Detektor seine Basiselektrode durch Anschließen an den dritten Transistor der nachfolgenden Stufe vorgespannt ist. Ferner kann vorgesehen sein, daß die Kopplung zwischen der Kollektorelektrode des oder jedes zusätzlichen Transistors und der Kollektorelektrode des ersten oder des zweiten Transistors über die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors vom gleichen Leitungstyp wie der erste, der zweite und der dritte Transistor erfolgt, und daß die Basiselektrode des oder jedes weiteren Transistors mit der oder den Basiselektroden des oder jedes zusätzlichen Transistors gekoppelt ist. Außerdem ist vorgesehen, daß die Basiselektrode (n) des zusätzlichen Transistors oder der zusätzlichen Transistoren des letzten Detektors mit der Basiselektrode des ersten Transistors des ersten Detektors zur Erzielung einer Vorspannung der Detektorschaltung gekoppelt ist (sind) .

Die Schaltung kann so ausgebildet sein, daß die Ausgangsstromquelle von einer Bezugsstromquelle subtrahiert wird, damit ein Differenzstrom erzeugt wird, der abhängig von der Differenz der Signalwerte an der Basiselektrode des ersten Transistors und an der Basiselektrode des zweiten Transistors des ersten Detektors zunimmt.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Bezugsstromquelle so ausgebildet ist, daß sie einen Strom liefert, der gleich der Summe der Ströme aus allen Detektoren bei Fehlen eines Eingangssignals ist, wodurch der Differenzstrom bei solchen Bedingungen den Wert Null hat.

-/-/to

Zum besseren Verständnis der Erfindung und weiterer bevorzugter Merkmale werden anschließend Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Grundschaltbild eines Signalstärkedetektors nach der Erfindung,

Fig. 2 die Schaltung von Fig. 1 mit einer Konstantstromquelle als Emitterlast/

Fig. 3 ein ähnliches Schaltbild wie in Fig. 2, das jedoch zur Abgabe eines verstärkten Signals zum Anlegen an einen ähnlichen nachfolgenden Detektor angepaßt ist; der Ausgang 15 kann mit dem

nachfolgenden Detektor über eine Pufferstufe, beispielsweise einen Emitterfolger, verbunden sein, damit eine Belastung des Verstärkers durch den nachfolgenden Detektor vermieden wird,

Fig. 4 ein ähnliches Schaltbild wie in Fig. 3, jedoch mit einer aktiven Last,

Fig. 5 ein Schaltbild auf der Basis von Fig. 3 mit in Kaskode geschalteten Transistoren zur Abgabe

von Differenzausgangssignalen,

Fig. 6 eine nach der Erfindung und auf der Basis des Detektors von Fig. 5 aufgebaute Signalstärkedetektorschaltung,

Fig. 7 eine nach der Erfindung ausgebildete Signalstärkedetektorschaltung mit drei Detektoren auf der Basis des Detektors von Fig. 5, jedoch mit der aktiven Lastanordnung von Fig. 4,

Fig. 8 ein ähnliches Schaltbild wie in Fig. 7 mit einem Puffertransistor in der Vorspannungsschaltung vor den die aktive Last bildenden Transistoren,

Fig. 9 ein ähnliches Schaltbild wie in Fig. 8 ohne Kaskodetransistoren und

Fig. 10 eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung als ZF-Verstärker für ein zellenartig aufgebautes Funksystem und zur Abgabe eines die

Empfangssignalstärke anzeigenden Ausgangssignals.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Grundschaltung eines Detektors mit drei NPN-Transistoren TR1, TR2 und TR3 dargestellt. Die Emitterelektroden der Transistoren sind miteinander und über eine Last L mit einer negativen Versorgungsleitung 10 verbunden. Die Basiselektroden der Transistoren TR1 und TR2 sind jeweils mit der Basiselektrode des Transistors TR3 über Widerstände R1, R2 verbunden.

Die Kollektorelektorden der Transistoren TR1 und TR2 sind jeweils an eine positive Versorgungsleitung 11 angeschlossen. Die Kollektorelektrode des Transistors TR3 ist mit einem Ausgang 12 verbunden, während die Basiselektrode des Transistors TR1 über einen Kondensator C1 mit einem Eingang 13 gekoppelt ist. Die Basiselektrode des Transistors TR2 ist an die negative Versorgungsleitung 10 über einen Kondensator C2 angeschlossen. Die Vorspannung der Schaltung wird mittels geeigneter Mittel erzeugt; als Beispiel ist eine Vorspannungsschaltung 14 dargestellt, die aus einem Spannungsteiler besteht, der durch Widerstände R3 und R4 gebildet ist, die in Serie zwischen den Versorgungsleitungen 11 und 10 liegen; der Verbindungspunkt der Widerstände ist über einzelne Widerstände R5 und R6 mit der Basiselektrode des Transistors TR1 bzw. mit der Basiselektrode des Transistors TR2 verbunden.

Bei Fehlen eines Signals am Eingang 13 wird der durch die Last L fließende Strom beim Betrieb der Grundschaltung von Fig. 1 auf die Transistoren TR1, TR2 und TR3 aufgeteilt, und ein am Ausgang 12 abgegebener Ausgangsstrom repräsentiert den Signalpegel Null. Wenn an den Eingang ein Wechselstromsignal gelangt, verringert sich der durch den Transistor TR3 fließende Strom proportional zur Größe des Signals, so daß demgemäß auch der am Ausgang 12 verfügbare Strom proportional zum Signalpegel reduziert wird.

Auf diese Weise wird eine Quelle eines AusgangsStroms geschaffen, der den Signalpegel an der Basis des Transistors TR1 und somit auch die Differenz der Signalwerte an den Basiselektroden der Transistoren TR1 und TR 2 repräsentiert.

Es ist zu erkennen, daß sich die Schaltung von Fig. 1 für einen Betrieb mit einem unsymmetrischen Signal an der Eingangsklemme 13 eignet und daß die Basiselektrode des Transistors TR2 bei Signalfrequenzen über den Kondensator C2 entkoppelt ist, so daß der Ausgangsstrom dem zwischen den Basiselektroden der Transistoren TR1 und TR2 gemessenen Differenzsignal entspricht. Die Schaltung könnte an eine Ansteuerung durch ein symmetrisches Signal, also ein Differenzsignal, angepaßt werden, indem der Kondensator C2 entfernt und die Basiselektrode des Transistors TR2 über einen Kondensator ähnlich dem Kondensator C1 an eine weitere Eingangsklemme angeschlossen wird, worauf die Schaltung dann auf ein zwischen die zwei Eingangskieramen angelegtes Differenzeingangssignal ansprechen würde.

Die Last L kann beispielsweise ein Widerstand oder eine Konstantstromquelle sein.

Die Schaltung von Fig. 2 gleicht der Schaltung von Fig. mit der Ausnahme, daß im Emitterkreis der Transistoren TR1, TR2 und TR3 eine von einem Transistor gebildete

Konstantstromguelie verwendet wird. Ein NPN-Transistor TR4 ist mit seiner Kollektorelektrode an die verbundenen Emitterelektroden der Transistoren TR1, TR2 und TR3 angeschlossen; seine Emitterelektrode ist über einen Widerstand an die negative Versorgungsleitung 10 angeschlossen, und seine Basiselektrode wird über einen Widerstand R8 durch die Vorspannungsschaltung 14 mit einer Vorspannung versorgt. Der von der Kollektorelektrode des Transistors TR4 gelieferte konstante Strom wird auf die Transistoren TR1, TR2 und TR3 aufgeteilt.

Die Empfindlichkeit und der Dynamikbereich der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schaltungen ist begrenzt; in vielen Anwendungsfällen werden vorzugsweise mehrere solcher Schaltungen in Serie verwendet, wobei jede Schaltung ein verstärktes Signal an die nachfolgende Schaltung liefert.

Eine Möglichkeit, ein verstärktes Signal zu erzeugen, ist in Fig. 3 dargestellt. Im Kollektorkreis des Transistors TR2 liegt zwischen der Kollektorelektrode und der positiven Versorgungsleitung 11 eine Last in Form eines Widerstandes R9. An dem Widerstand R9 entsteht eine verstärkte Signalspannung, die am Ausgang 15 erscheint und an den Eingang 13 eines ebensolchen Detektors angelegt werden kann. Eine Serie solcher Detektoren kann zur Bildung einer Signalstärkedetektorschaltung zusammengefügt werden, und die Signale an den Ausgängen 12 werden summiert, damit ein den Signalwert repräsentierender Strom geliefert wird. Es ist zu erkennen, daß beim Ansteigen des EingangsSignalswerts am ersten Detektor ein Punkt erreicht wird, bei dem der letzte Detektor der Serienschaltung eine Begrenzung ausführt, und wenn eine weitere Vergrößerung des Signals erfolgt, gehen weitere Detektoren nacheinander in den Begrenzungszustand über, doch repräsentieren die summierten Ströme immer noch den Eingangssignalwert, bis alle Stufen den Begrenzungszustand erreichen. Auch in den Kollektorkreis des Transistors TR1

kann ein Widerstand ähnlich dem Widerstand R9 eingefügt werden, so daß eine Differenzansteuerung der nachfolgenden Schaltung ermöglicht wird, indem die Kollektorelektrode des Transistors TR1 mit der Basiselektrode des Transistors TR2 der nachfolgenden Stufe über einen Kondensator verbunden wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich durch Ersetzen des Widerstandes R9 durch eine aktive Transistorlast. Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt.

In Fig. 4 ist der Widerstand R9 weggelassen, und an seiner Stelle ist ein PNP-Transistor TR5 vorgesehen, dessen Kollektorelektrode mit der Kollektorelektrode des Transistors TR2 verbunden ist und dessen Emitterelektrode an die positive Versorgungsleitung 11 angeschlossen ist. An die Basiselektrode des Transistors TR5 wird aus der Vorspannungsschaltung über einen Widerstand R10 eine Vorspannung angelegt. Wenn mehrere Detektoren, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, in Kaskade geschaltet werden, indem der Ausgang 15 mit dem Eingang 13 eines nachfolgenden Detektors verbunden wird, werden die Widerstände R1 und R2 als Lastwiderstände für die vorangehende Stufe betrachtet. Dies hat den Vorteil, daß Lastwiderstände eliminiert werden und daß Pufferstufen, beispielsweise Emitterfolger, zwischen den Detektoren vermieden werden. In den Kollektorkreis des Transistors TR1 kann ein dem Transistor TR5 ähnlicher Transistor eingefügt werden, damit ein zusätzlicher Ausgang und eine Differenzansteuerung für den nachfolgenden Detektor geschaffen werden.

Unter gewissen Umständen kann es aufgrund von Verstärkungsüberlegungen von Vorteil sein, in den Kollektorkreis der Transistoren TR1 und TR2 zusätzliche Kaskodetransistoren einzufügen. Dieses Einfügen kann in jeder

der Schaltungen von Fig. 1 bis Fig. 4 durchgeführt werden; als Beispiel ist diese Einfügung in Fig. 5 dargestellt, die eine abgewandelte Version der Schaltung von Fig. 3 jedoch in Anpassung an eine Differenzansteuerung an einen nachfolgenden Detektor darstellt.

Das Schaltbild von Fig. 5 zeigt zusätzliche PNP-Kaskodetransistoren TR6 und TR7, die in die Kollektorkreise der Transistoren TR1 bzw. TR2 eingefügt sind. Die Kollektorelektrode des Transistors TR2 ist mit der Emitterelektrode des Transistors TR7 verbunden, dessen Kollektorelektrode über den Widerstand R9 an die positive Spannungsversorgungsleitung 11 angeschlossen ist. Der Transistor TR6 ist in der gleichen Weise mit der Kollektorelektrode des Transistors TR1 verbunden. Die Basiselektroden der Transistoren TR6 und TR7 sind miteinander verbunden; aus der Vorspannungsschaltung 14 wird über einen Widerstand eine Vorspannung an sie angelegt. Die Kaskodetransistoren arbeiten in bekannter Weise zur Erzielung einer erhöhten Stufenverstärkung.

Mehrere Detektorschaltungen nach den Figuren 3 bis 5 können hintereinander zur Erzielung einer mehrstufigen Detektorschaltung angewendet werden. Beispiele solcher Schaltungen sind' in den Figuren 6 bis 10 dargestellt. In Fig. 6 ist eine auf dem Detektor von Fig. 5 beruhende Schaltung dargestellt, jedoch ist zwischen einem Detektor und dem nächstfolgenden Detektor eine Differenzansteuerung vorgesehen, wobei die Kopplung über Emitterfolgertransistoren TR8 und TR9 erfolgt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Detektoren in Hintereinanderschaltung dargestellt, doch ist zu erkennen, daß auch mehr als zwei Detektoren in der gleichen Weise aneinandergefügt werden können.

Die Ausgänge der Transistoren TR3 werden in jedem der Detektoren mit dem Eingang einer Summierschaltung 21

verbunden, die an einer Klemme 22 ein Signalstärke-Ausgangssignal (RSSI-Signal) liefert. Die zwei Detektorstufen sind als Stufen 20 angegeben. Zwischen der ersten und der letzten Stufe ist ein Gleichstrom-Gegenkopplungsweg vorgesehen, in dem Emitterfolgertransistoren TR10 und TR11 verwendet werden, die an die Kollektorelektroden der Transistoren TR1 bzw. TR2 der letzten Detektorstufe angeschlossen sind und mit ihren Emitterelektroden über Widerstandschaltungen an die Basiselektroden der Transistören TR2 bzw. TR1 der ersten Detektorstufe angekoppelt sind.

In Fig. 7 ist ein Signalstärkedetektor dargestellt, der drei auf der Schaltung von Fig. 5 beruhende Detektoren und auch die aktive Lastanordnung von Fig. 4 enthält. Die Vorspannungsschaltung ist in ihren Einzelheiten nicht dargestellt, jedoch kann sie so wie in Fig. 6 aufgebaut sein. Die Schaltung von Fig. 7 macht von einer besonders vorteilhaften Form der Vorspannung für die aktiven Lasttransistoren und für die Kaskodetransistoren Gebrauch; Dies läßt sich daraus erkennen, daß die Basiselektroden der aktiven Lasttransistoren TR5, TR5A und die Basiselektroden der Kaskodetransistoren TR6 und TR7 miteinander und mit der Basiselektrode des Transistors TR3 der nachfolgenden Stufe verbunden sind.

Die Schaltung von Fig. 7 ist zwar so ausgebildet, daß sie eine Differenzansteuerung von einer Stufe zur nächsten aufweist, doch kann sie ohne weiteres auch in eine Schaltung mit unsymmetrischer Ansteuerung umgewandelt werden, indem die Basiselektrode und die Kollektorelektrode des Transistors TR5A verbunden werden, der daraufhin als Diode arbeitet.

Bei dem Herstellungsverfahren integrierter Schaltungen, das auf die Erzeugung von NPN-Transistoren mit hohem Verstärkungsfaktor ausgelegt ist, ist es of schwierig,

PNP-Transistoren mit hohem Verstärkungsfaktor herzustellen. In der Schaltungsanordnung von Fig. 7 kann es daher vorkommen/ daß der von den.Transistoren TR5 und TR5A gezogene Basisstrom manchmal ausreicht, das Gleichgewicht der Vorspannungsschaltung für die Transistoren TR1, TR2 und TR3 des nachfolgenden Detektors zu stören. Dieses Problem wird mit Hilfe der Abwandlung beseitigt, die in Fig. 8 dargestellt ist, wo ein zusätzlicher PNP-Transistor in der Vorspannungsleitung zwischen den Basiselektroden der Transistoren TR5, TR5A und der Basiselektrode des Transistors TR3 der nachfolgenden Stufe vorgesehen ist. Die Basiselektrode des Transistors TR3 der nachfolgenden Stufe ist mit der Basiselektrode des Transistors TR12 verbunden, dessen Emitter mit den Basiselektroden der Transistoren TR5 und TR5A verbunden ist. Die Kollektorelektrode des Transistors TR12 ist an die negative Versorgungsleitung 10 angeschlossen.

Fig. 9 zeigt eine abgewandelte Ausführung der Schaltungsanordnung von Fig. 8; in diesem Fall sind die Kaskodetransistoren TR6 und TR7 weggelassen, jedoch wird die Vorspannung der Transistoren TR5 und TR5A immer noch über einen Puffertransistor TR12 erzielt.

Eine besonders vorteilhafte Verwirklichung der oben beschriebenen Grundsätze zeigt Fig. 10, in der ein ZF-Verstärker für ein zellenartig aufgebautes Funksystem dargestellt ist. Die Anordnung enthält sechs gleiche Detektorstufen 20, die mit den in Fig. 9 dargestellten Stufen übereinstimmen. Die Stufen sind hintereinandergeschaltet; in diesem Fall wird die Vorspannung durch die Stufen selbst erzeugt, indem die Ausgänge 15 und 15a der zwei Lasten der letzten Stufe zu den Basiselektroden der Tansistoren TR1 und TR2 der ersten Stufe jeweils über zwei Serienwiderstände R20 und R21 zurückgeführt werden, wobei der Verbindungspunkt der zwei Widerstände mittels eines Kondensators C20 bei Signalfrequenzen entkoppelt

ist. Die Konstantstromquelie für jede Stufe, die durch einen Transistor TR4 gebildet wird, wird auf eine gemeinsame Spannung aus einer Vor.spannungsschaltung 14 so vorgespannt, daß jede Stufe den gleichen Strom aufnehmen kann. Der Ausgangsstrom von der Kollektorelektrode jedes Transistors TR3, der am Ausgang 12 jedes Detektors geliefert wird, wird an eine gemeinsame Leitung angelegt, und er wird als Eingangssignal an eine Stromspiegelschaltung 30 angelegt. Es ist zu erkennen, daß jede Detektorschaltung 20 einen Ausgangsstrom liefert, der ihr Eingangssignal repräsentiert, und daß dieser Strom in Abhängigkeit von einem ansteigenden Signalpegel abnimmt. Da das Signal von Stufe zu Stufe verstärkt wird, erzeugt die erste Stufe einen relativ hohen Ausgangsstrom, während die späteren Stufen relativ niedrige Ausgangsströme abgeben. Der Gesamtausgangsstrom, der als Eingangssignal an die Stromspiegelschaltung 30 gelangt, hat daher einen Wert, der mit ansteigendem Signalpegel abnimmt. Unter normalen Umständen ist es vorzuziehen, einen Strom zur Verfügung zu haben, der sich direkt wie ein ansteigender Signalpegel verhält, und die Stromspiegelschaltung 30 ist so ausgebildet, daß sie am Ausgang 31 einen die empfangene Signalstärke anzeigenden Ausgangsstrom abgibt, der sich in Abhängigkeit von einem ansteigenden Signalwert an den Eingangen der ersten Stufe vergrößert. Die Stromspiegelschaltung ist eine einfache Schaltung, deren unterer Abschnitt 30b einen konstanten Strom mit einem Wert liefert, der gleich und entgegengesetzt zu dem dem Eingang der Stromspiegelschaltung von den Detektoren bei Fehlen eines Eingangssignals an der ersten Detektorstufe zugefuhrten Strom ist. Der Stromquellenabschnitt 30b wird vom gleichen Punkt der Vorspannungsschaltung 14 vorgespannt wie die Detektorstufen, so daß jede auf Temperaturänderungen zurückzuführende Änderung des Stroms gleich der Stromänderung ist, die die Stromquellen TR4 jedes Detektors durchführen; demgemäß sind alle auf die Temperatur zurückzuführenden Stromänderungen in den Detektoren ebenso groß wie im Abschnitt 30b,

so daß sich die Änderungen in der Stromspiegelschaltung 30 aufheben. Die Stromspiegelschaltung bewirkt eine Subtraktion des GesamtausgangsStroms der sechs Detektoren von einem festen Strom zur Abgabe des die empfangene

Signalstärke anzeigenden Ausgangsstroms.

Der ZF-Verstärker von Fig. 10 liefert an den Ausgängen 3 2 und 33 ein Differenzausgangssignal, doch kann die
Schaltung entsprechend den zuvor beschriebenen Grund-

sätzen auch so abgewandelt werden, daß ein unsymmetrisches Ausgangssignal geliefert und eine unsymmetrische Ansteuerung zwischen den Stufen vorgesehen wird. Die
Schaltung von Fig. 10 kann auch mit Detektoren arbeiten, die entsprechend einem der in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Detektoren ausgeführt sind.

Die beschriebenen Schaltungen eignen sich besonders gut für eine Herstellung in Form einer integrierten Schaltung. Mögliche Anwendungen der Erfindung sind in einem zellenartigen Funksystem, in schnurlosen Telefonen, in Kleinleistungs-Funkempfängern gegeben.

Claims

PRINZ, LEISER, BUNKE & PAR;t:N.ER:.:. Patentanwälte European - Pa-tent Attorneys- München Stuttgart 34 317 28. August 1984 PLESSEY OVERSEAS LIMITED 2-60 Vicarage Lane Ilford, Essex IG1 4AQ /Großbritannien Unser Zeichen: P 2514 Patentansprüche

1. Signalstärkedetektor, dadurch gekennzeichnet, daß erste, zweite und dritte Transistoren des gleichen Leitungstyps vorgesehen sind, daß die Emitterelektroden der Transistoren miteinander und mit einer von zwei Gleich-Spannungsversorgungsleitungen verbunden sind, daß die Kollektorelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors miteinander und mit der anderen der zwei Gleichspannungsversorgungsleitungen verbunden sind, daß die Basiselektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors jeweils über einen Widerstand mit der Basiselektrode des dritten Transistors verbunden sind und daß die Kollektorelektrode des dritten Transistors eine Quelle eines Ausgangsstroms bildet, der die Differenz der Signalwerte an der Basiselektrode des ersten Transistors und an der Basiselektrode des zweiten Transistors repräsentiert.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterelektroden der drei Transistoren über einen Widerstand mit der einen Gleichspannungsversorgungsleitung verbunden sind.

3. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterelektroden der drei Transistoren über eine Konstantstromquelle mit der einen Gleichspannungsversorgungsleitung verbunden sind.

4. Detektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle einen vierten Transistor des gleichen Leitungstyps wie die ersten drei Transistoren enthält, daß die Kollektorelektrode des vierten Transistors mit den Emitterelektroden der drei Transistoren verbunden ist, daß seine Emitterelektrode mit der einen Gleichspannungsversorgungsleitung über einen Widerstand verbunden ist und daß seine Basiselektrode an eine Vorspannungsschal· tung angeschlossen ist.

5. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppiung der Kollektorelektrode des ersten oder des zweiten Transistors mit der anderen Gleichspannungsversorgungsleitung über eine Last erfolgt, an der ein Ausgangssignal erzeugt wird.

6. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode des ersten Transistors mit dem Signaleingang gekoppelt ist und daß die Basiselektrode des zweiten Transistors mit Hilfe eines Kondensators bei Signalfrequenzen entkoppelt ist.

7. Signalstärkedetektorschaltung mit mehreren Detektoren nach Anspruch 6, die durch Koppeln des an der Last erzeugten Ko^ektorausgangssignais an die Basiselektrode des ersten Transistors des folgenden Detektors hintereinandergeschaltet sind, wobei die Ausgangsströme des dritten Transistors jedes Detektors einer Summierschaltung zugeführt sind.

8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppeln der Kollektorelektroden

der ersten und zweiten Transistoren mit der anderen der zwei Gleichspannungsversorgungsleitungen jeweils über eine Last erfolgt, so daß dazwischen ein Differenzausgangssignal erzeugt wird.

9. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors jeweils an einem anderen Eingang zum Anschließen eines Differenz-Ansteuersignals angeschlossen sind.

10. Signalstärkedetektorschaltung mit mehreren Detektoren nach Anspruch 9, die durch Koppeln der Kollektorelektroden des ersten und des zweiten Transistors an eine jeweils andere Basis des ersten und des zweiten Transistors des nachfolgenden Detektors hintereinandergeschaltet sind, wobei die Ausgangsströme der dritten Transistoren jedes Detektors einer Summierschaltung zugeführt werden.

11. Signalstärkedetektorschaltung nach einem der Ansprüehe 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Last aus einem Widerstand besteht.

12. Signalstärkedetektorschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen einem Detektor und dem nächsten über eine Emitterfolgerschaltung erfolgt.

13. Signalstärkedetektorschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Last von einem zusätzlichen Transistor des entgegengesetzten Leitungstyps in bezug auf den ersten, den zweiten und den dritten Transistor gebildet ist, wobei die Emitterelektrode des zusätzlichen Transistors mit der anderen Gleichspannungsversorgungsleitung verbunden ist, seine Kollektorelektrode mit der Kollektorelektrode des ersten oder des zweiten Transistors verbunden ist und, bis auf den letzten Detektor in jedem Detektor seine Basiselektrode durch Anschließen an den dritten Transistor der

-4-nachfolgenden Stufe vorgespannt ist.

14. Signalstärkedetektorschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen der KoI-lektorelektrode des oder jedes zusätzlichen Transistors und der Kollektorelektrode des ersten oder des zweiten Transistors über die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors vom gleichen Leitungstyp wie der.erste, der zweite und der dritte Transistor erfolgt, und daß die Basiselektrode des oder jedes weiteren Transistors mit der oder den Basiselektroden des oder jedes zusätzlichen Transistors gekoppelt ist.

15. Signalstärkedetektorschaltung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen der Basiselektrode des dritten Transistors der folgenden Stufe mit der Basiselektrode des oder jedes zusätzlichen Transistors über eine Emitterfolgerschaltung erfolgt.

16. Signalstärkedetektorschaltung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode (n) des zusätzlichen Transistors oder der zusätzlichen Transistoren des letzten Detektors mit der Basiselektrode des ersten Transistors des ersten Detektors zur Erzielung einer Vorspannung der Detektorschaltung gekoppelt ist (sind).

17. Signalstärkedetektorschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstromquelle von einer Bezugsstromquelle subtrahiert wird, damit ein Differenzstrom erzeugt wird, der abhängig von der Differenz der Signalwerte an der Basiselektrode des ersten Transistors und an der Basiselektrode des zweiten Transistors des ersten Detektors zunimmt.

18. Signalstärkedetektorschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsstromquelle so ausgebildet ist, daß sie einen Strom liefert, der gleich der

Summe der Ströme aus allen Detektoren bei Fehlen eines Eingangssignals ist, wodurch der Differenzstrom bei solchen Bedingungen den Wert Null hat.