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Schaltungsanordnung zur Regelung des Verstärkungsgrades
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung des Verstärkungsgrades mehrerer gleicher Transistor-Wechselstrom-Verstärker mit Regelströmen, die in einer vorbestimmten Abhängigkeit voneinander verlaufen. Vom Endverstärker wird dabei ein Transistor in Emitter-Grund-Schaltung über einen Detektor gesteuert. Der Kollektorstrom dieses Transistors ist der Regelstrom eines dieser Verstärker.
Zur Regelung des Verstärkungsgrades eines Wechselstrom-Verstärkers wird von der Ausgangsspannung
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den Signalpfad einwirkendes Dämpfungsglied. Diese Dämpfungsglieder sind elektrisch steuerbare Widerstände, wie beispielsweise Dioden oder temperaturabhängige Widerstände.
Die Regelspannung aus dem Gleichspannungsverstärker wird auf ein derartiges, mit Dioden bestücktes Dämpfungsglied geführt. Bei dieser Anordnung hat es sich gezeigt, dass die differentielle Regelsteilheit
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dadurch behoben, dass in einem mit Dioden bestückten Dämpfungsglied mit einem Regelstrom ein Strom erzwungen wird. Dieser Regelstrom ist der Kollektorstrom eines in Basis-Grund-Schaltung betriebenen Transistors, dessen Basis mit dem niederohmigen Ausgang des Gleichspannungsverstärkers verbunden ist. Müssen mehrere Verstärker einer Verstärkerkette geregelt werden, kann der Regelstrom, gemäss bekannten Anordnungen, durch die in Serie geschalteten Dämpfungsglieder geführt werden.
Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass bei räumlicher Trennung der einzelnen Glieder einer Verstärkerkette War- tungs-und Einstellarbeiten viel komplizierter werden. Bei einem Radargerät mit entfernt liegender Auswertezentrale ist der Vorverstärker im Antennenteil, der Hauptverstärker und die Regelstromerzeugung in der Auswertezentrale angebracht. Bei der Gerätekontrolle muss wegen der Serienschaltung der Dämpfungsglieder die Einspeisung derPrüfsignale im Vorverstärker vorgenommen werden. Die Kontrolle kann damit nicht mehr durch nur einen Bedienungsmann erfolgen. Die beiden Orte müssen zudem mit einer Sprechverbindung verbunden werden.
Bei der Serienschaltung von mehreren mit Dioden bestückten Dämpfungsgliedern mit Kopplungskondensatoren zur wechselstrommässigen Verbindung des Gleichstrom-Regelkreises mit den zu dämpfenden Verstärkern, tritt eine zeitliche Verzögerung der Regelwirkung auf. Der Grund dieser Verzögerung liegt in den Ausgleichsströmen, die als Folge von Potentialänderungen an den Kopplungskondensatoren bei Änderung des Regelstromes fliessen. Diese Ströme fliessen ebenfalls durch die Dämpfungsglieder und wirken den Regelströmen entgegen.
Diese Nachteile werden bei einer eingangs beschriebenen Schaltungsanordnung behoben, indem in den Emitterkreis des als gesteuerte Regelstromquelle wirkenden Transistors die Basis-Emitter-Strecke eines zu diesemTransistor komplementärenTransistors geschaltet ist, dessen Kollektorstrom der Regelstrom wenigstens eines weiteren Verstärkers ist.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend erläutert, wobei Fig. l eine Schaltungsanordnung zur Regelung zweier Verstärker und die Fig. 2 - 4 Varianten der Fig. l zur Regelung mehrerer Verstärker darstellen.
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In Fig. 2 ist zudem eine nichtlineare Abhängigkeit aufgenommen und in Fig. 3 eine gleichzeitig schnell und langsam regelnde Regelstromverteilung mit derselben Regelstromquelle dargestellt.
In Fig. 1 sind vierVerstärkerstufen Vl-V4 gezeigt. Die Signaleinspeisung erfolgt beim Eingang E, das verstärkte Signal kann am Ausgang A ausgekoppelt werden. Am Ausgang A ist ein Detektor D zwecks Ableitung einer Regelspannung angeschlossen. Dieser Detektor D besteht in bekannter Weise aus einer Gleichrichter -Stufe. einem Tiefpassfilter und einem Gleichspannungsverstärker. Durch die Regelspannung am Ausgang des Detektors D wird der PNP-Transistor T l gesteuert. Im Kollektorkreis dieses Transi- stors Tl fliesst einvon der Regelspannung abhängigerStrom. Dieser Strom steuert dieDämpfung derVer- stärkerstufe V2 mit dem Transistor Tr2, dem Transformator LI, den Dioden G1, G2 und den Kondensatoren Kl, K2 und K3.
In den Emitterkreis des Transistors T l ist ein zu diesem komple-
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stelle Cl. ist dieser Kollektorstrom als Regelstrom der Verstärkerstufe V3, mit dem Transistor Tr3, dem Transformator L2, den Dioden G3, G4 und den Kondensatoren K4, K5 und K6 zugeführt.
Die Verstärkerstufen VI und V4 können grundsätzlich gleich wie die Verstärkerstufen V2 und V3 aufgebaut sein.
Die Wirkungsweise der Dämpfungsglieder ist bekannt und beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1116 746 beschrieben. Der Aufbau wurde mit zwei in Serie geschalteten Dioden GI, G2 bzw. G3.
G4 gezeichnet, die zwischen den Regelstromeingang und den einen Pol der Spannungsquelle geschaltet sind. Der Verbindungspunkt dieser Dioden ist über einen Kondensator K1 bzw. K4 mit dem Kollektor des Transistors Tr2 bzw. Tr3 verbunden, der seinerseits mit der einen Spule des Transformators Ll bzw. L2 verbunden ist. Der andere Anschluss dieser Spule ist mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden. Die Kondensatoren K2, K3, K5 und K6 dienen zur wechselstrommässigen Entkopplung der Gleichstrompfade. Da der Transistor T l ein PNP-Transistor ist, müssen die Dioden Gl und G2 der Verstärkerstufe V2 derart gepolt sein, dass das negative Potential der Spannungsquelle auf den Kollektor geführt wird.
Entsprechend müssen die Dioden G3 und G4 der Verstärkerstufe umgekehrt gepolt sein, damit das positive Potential der Spannungsquelle auf den Kollektor des NPN-Transistors T2 geführt wird.
Ein Vorteil dieser Schaltungsanordnung ist darin zu finden, dass in den Kollektoren beider Transistoren T l und T2 derselbe Strom fliesst, dass aber der Stromfluss zum Verstärker V2 an der Trennstelle Cl unterbrochen werden kann, ohne dass der Stromfluss zum Verstärker V3 beeinflusst wird.
In Fig. 2 ist eine Variante der Fig. l gezeichnet, bei der der Kollektorstrom des Transistors T2 für mehrere Regelungen Verwendung findet. Am Ausgang A einer Verstärkerkette, ähnlich derjenigen der Fig. l, ist ein Detektor D angeschlossen. Dieser Detektor D enthält wieder einen Gleichrichter, ein Tiefpassfilter und einen Gleichspannungsverstärker. Der PNP-Transistor Tl dient wieder als gesteuerte Regelstromquelle, in dessen Emitterkreis der dazu komplementäre NPN-Transistor T2 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors T l ist auf den Regelgliedanschluss J1 geführt. Der Kollektor des Transistors T2 ist über einen Widerstand R21 und eine in Serie dazu geschaltete Diode G21 mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle verbunden.
Der Kollektorkreis des Transistors T2 kann gemäss Fig. l ebenfalls bei einer Trennstelle C21 aufgetrennt werden. Nach der Trennstelle C21 sind mehrere PNP-Transistoren, beispielsweise die drei Transistoren T21, T22, T23, an ihrer Basis durch das Kollektorpotential des Transistors T2 gesteuert. In den Emitterkreisen der Transistoren T21 und T22 liegen beispielsweise zwei veränderbare Widerstände R22 und R23. In den Emitterkreis des Transistors T23 ist ein bekanntes nichtlineares Glied mit den Dioden G22, G23 und den Widerständen R24 - R28 geschaltet. Die Kollektoren der Transistoren T21, T22 und T23 sind auf die Regelgliedanschlüsse J2, J3 und J4 geführt.
Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist ähnlich derjenigen von Fig. l, nur dass in diesem Falle nicht der Kollektorstrom des Transistors T2 direkt zur Regelung benutzt wird, sondern das Kollektorpotential, das über den Widerstand R21 entsteht. Der Kollektorstrom der Transistoren T21 und T22 ist proportional zur Potentialdifferenz zwischen der Basis dieser Transistoren und dem negativen Pol der Spannungsquelle bis auf den Spannungsabfall an den Basis-Emitter-Dioden dieser Transistoren. Die Diode G21 dient zur Kompensation des Spannungsabfalles an der Basis-Emitter-Diode sr Transistoren T21 bis T23.
Das nichtlineare Glied mit dem Spannungsteiler R27, R28 zwischen denPolenderSpannungsquelle, dem Spannungsteiler R24, R25, R26 zwischen dem Emitter des Transistors T23 und dem positiven
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Pol der Spannungsquelle, der Diode G22 zwischen dem gemeinsamen Punkt der Widerstände R24, R25 und dem negativen Pol der Spannungsquelle und der Diode G23 zwischen dem gemeinsamen Punkt der
Widerstände R25, R26 und dem gemeinsamen Punkt der Widerstände R27, R28 dient als Beispiel zur
Erläuterung des Einbaues von derartigen Gliedern zur speziellen nichtlinearen Regelung, wie sie bei Moi dulationskompressoren Verwendung finden können.
Auch in Fig. 3 ist der Detektor D zwischen dem Ausgang A einer Verstärkerkette und der Basis des PNP-Transistors T l mit einem Gleichrichter, einem Tiefpassfilter und einem Gleichspannungsver-
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versehen. ImEmitterkreis diesesTransistors Tl liegt dieBasis-Emitter-Strecke einesNPN-Tran-die negative Spannung an den Kollektor leitet. An den Kollektor des Transistors T2 sind ferner noch die Basis von beispielsweise zwei weiteren Transistoren TH31 und TH32 angeschlossen, die als Emit- terfolger arbeiten und dieTrenntransistoren T31 und T32 an derenBasis steuern. ImEmitterkreis dieser letzteren liegen zwei regelbare Widerstände R32 und R33.
Im Kollektorkreis des Transistors T 31 liegt ein Tiefpassfilter mit der Induktivität L31 und den zwei Kondensatoren C31 und C32. Beide Transistoren T31 und T32 beziehen die negative Kollektorspannung über den Regelgliedanschluss J2 bzw. J3. Die Dioden G31 und G32 dienen zur Kompensation der Basis-Emitter-Dioden der Transistoren T31 und TH31 bzw. T32 und TH32. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist dieselbe wie in den vorhergegangenen Beispielen. Die Emitterfolger TH31 und TH32 bezwecken die Entlastung des Kollektorstromes des Transistors T2, wenn viele Regelkreise anzuschliessen sind.
In Monopulsradargeräten ist es beispielsweise erwünscht, dass einzelne Verstärkerstufen in den Emp- fangskanälen nicht durch jede beliebig rasche Regelstromänderung beeinflusst werden. Um dies zu erreichen, kann in dem Kollektorkreis ein Tiefpassfilter angebracht werden, so dass nur langsame Regelstrom- änderungen geleitet werden. Ein derartiges Tiefpassfilter ist beispielsweise für den Regelgliedanschluss J2 vorgesehen.
In Fig. 4 ist eine Schaltungsanordnung für ausschliesslich schnelle Regelungen dargestellt. Vom Detektor D wird die Basis des PNP-Transistors Tl gesteuert, in dessen Emitterkreis wieder der NPNTransistor T2 liegt. Im Kollektorkreis des Transistors T l ist als Variante zu den früher beschriebe- nen Änderungen eine schaltbare Vorrichtung zur Messung des Regelstromes gezeichnet. In der gezeichneten Stellung des Schalters S41 wird der Kollektorstrom direkt vom negativen Pol der Spannungsquelle über den Kollektorwiderstand R45 bezogen. Bei geöffnetem Schalter S41 wird der Kollektorstrom über den Widerstand R44 und über ein Amperemeter M41 geführt.
Das über den Widerstand R41 und die Diode G41 entstehende Kollektorpotential des Transistors T2 wird über einen Impedanzwandler GV mit festem Bezugspotential gegenüber dem positiven Pol der Spannungsquelle auf eine Sammelschiene geführt. Über Entkopplungsnetzwerke TP41 und TP42 zur Entkopplung der hochfrequenten Ströme der Verstärker wird die Regelspannung auf die Basis eines Transistors T41 geführt, in dessen Kollektorkreis das Dämpfungsglied für einen Verstärkerkreis Tr41, K41 und L41 liegt. Das Dämpfungsglied besteht wieder aus zwei Dioden G42 und G43 und den Kondensatoren K41, K42 und K43.
Der Widerstand R42 ist der Abschlusswiderstand des Entkopplungsnetzwerkes TP41 und der Widerstand R43 der Emitterwiderstand des Transistors T41, entsprechend dem Widerstand R22 in Fig. 2. An Stelle des direkten Masseanschlusses der Basis von Transistor T2 könnte mit einer Basisvorspannung in bekannter Weise eine Verschiebung des Arbeitspunktes erzielt werden.