DE1487567C - Zweipol-Impedanzkonverter mit fallender Strom-Spannungskennlinie - Google Patents

Description

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dem Kennlinienabschnitt zu schaffen, die bei gerin- Fig. 2 den typischen Verlauf einer Strom-Span-

gem Aufwand an Schaltungsmitteln eine Ausnutzung nungs-Kennlinie einer erfindungsgemäßen Schaltung,

des negativen Impedanz-Wirkanteils bis herab zu Fig. 3, 4, 5 und 6 je eine weitere Ausführung der

sehr niedrigen Frequenzen und insbesondere auch erfindungsgemäßen Schaltung und

für eine Gleichstromübertragung ermöglicht. Die er- 5 F i g. 7 eine beispielhafte Anwendung einer er-

findungsgemäße Lösung dieser Aufgabe kennzeich- findungsgemäßen Schaltung.

net sich bei einem Zweipol-Impedanzkonverter der Zum besseren Verständnis der im folgenden in eingangs erwähnten Art hauptsächlich dadurch, daß ihren Einzelheiten beschriebenen Schaltungen sei jeder der beiden Transistoren durch die zwischen allgemein darauf hingewiesen, daß die Steuerimpeseinem Basis- und Emitteranschluß angeordnete Im- ₁₀ danz als Stromweg angesehen werden kann, welcher.. pedanz und die zwischen den Basisanschlüssen beider den sonst vom Hauptstrompfad eines Transistors ' Transistoren angeordnete Steuerimpedanz auf einen zum Steuerkreis des anderen Transistors fließenden stabilen-Arbeitspunkt in seinem linearen kennlinien- Strom ableitet. Letzterer fließt nun vom Hauptstrombereich vorgespannt ist, derart, daß zwischen den pfad des einen Transistors zu demjenigen des andebeiden Polen des Impedanzkonverters eine der nega- 15 ren Transistors, wodurch sich die Mitkopplungstiven Größe der Steuerimpedanz proportionale Ein- wirkung der Schaltung im Sinne einer Stabilitätsvergangsimpedanz erscheint. Bei einer solchen Schal- besserung abschwächt. Die Schaltung wird sodann tungsanordnung ist der negative Wirkanteil der Über- derart vorgespannt, daß der Kollektorstrom von tragungsimpedanz grundsätzlich frei von einem stö- einem Transistor bei Erreichen eines bestimmten renden Frequenzgang. Außerdem ergibt sich eine 20 Schwellwertes des Eingangsstromes eine Vorwärtsstatische Strom-Spannungs-Kennlinie mit stabiler Vorspannung im Basiskreis des anderen Transistors Arbeitspunkteinstellung. Diese vorteilhaften Eigen- und somit eine Zunahme des Kollektorstroms im schäften sind insbesondere durch die Anordnung zweiten Transistor erzeugt. Hierdurch ergibt sich einer Steuerimpedanz zwischen den Basisanschlüssen wiederum eine Vorwärts-Vorspannung im Basisdes Transistorpaares und zwischen dessen Kollektor- 25 kreis des ersten Transistors und damit ein positiv anschlüssen mit dem hierdurch hervorgerufenen KoI- geschlossener Mitkopplungskreis. Die Steuerimpedanz lektorstromausgleich bedingt. Die Größe des nega- bildet hierbei einen Strompfad zur Ableitung fast tiven Wirkanteils der Übertragungsimpedanz läßt des gesamten, sonst vom Kollektor eines Transistors sich auf einfache Weise durch die Steuerimpedanz be- über den Vorspannungskreis des anderen Transistor stimmen, und zwar in gleicher Weise als reiner Wirk- ₃₀ fließenden Stromes. Dieser Strom wird nun vom Kolwiderstand wie auch als komplexe Impedanz mit frei lektorkreis des einen Transistors zurück durch die wählbarem Imaginärteil. Weiterhin wird durch die Mög- Steuerimpedanz zum Kollektor des anderen Tranlichkeit eines Schaltungsaufbaues ohne Koppelkonden- sistors geleitet, wodurch sich die erwünschte Stabisatoren die Ausführung als integrierte Festkörperschal- lisierung und Steuerung der durch die Mitkopplung tung erleichtert, da galvanische Verbindungen und ohm- ₃₅ eintretenden Stromzunahme ergibt. Für Betriebssche Widerstände in dieser Technik vergleichsweise ströme von einer Quelle mit entsprechendem Inneneinfach, Kondensatoren und vor allem solche von widerstand wird so jeder Transistor in seinem genau definierter Größe jedoch nur schwer herstell- linearen Arbeitsbereich stabil vorgespannt. Die Zubar sind. nähme des rückwärts fließenden Stromes durch die Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung 40 Steuerimpedanz ergibt sich durch den Wert des in kennzeichnet sich weiterhin dadurch, daß zu jedem Vorwärtsrichtung durch diese Impedanz fließenden der beiden Transistoren ein zweiter Transistor jeweils Stroms bei dem erwähnten Schwellwert, so daß jede entgegengesetzten Leitungstyps parallel geschaltet ist, weitere Zunahme des Eingangsstromes zu einer entwobei jeder der beiden zweiten Transistoren mit sei- sprechenden Abnahme des durch die Steuerimpedanz ner Emitter-Basis-Strecke zwischen der Steuerimpe- 45 fließenden Gesamtstromes führt. Da die Eingangsdanz und dem Kollektoranschluß des zugehörigen spannung in diesem Strombereich angenähert durch ersten Transistors angeordnet und der Kollektor- die Spannung an der Steuerimpedanz dargestellt wird, anschluß eines jeden der beiden zweiten Transistoren so ist der Wirkanteil der Eingangsimpedanz der mit dem Basisanschluß des zugehörigen ersten Tran- Schaltung negativ und dem Betrage nach im wesistors verbunden ist, wodurch Spannungsänderun- 50 sentlichen proportional zu dem positiven Wirkgen in den zur stabilen Vorspannung vorgesehenen anteil der zwischen den Basen der Transistoren an-Schaltungsmitteln einen verstärkten Eingangsstrom geschlossenen Impedanz.

an dem betreffenden ersten Transistor zur Erhöhung Die Schaltung nach F i g. 1 umfaßt einen PNP-

der Linearität der negativen Eingangsimpedanz er- Transistor β 1 und einen NPN-Transistor Q 2, deren

zeugen. Weiterhin bietet sich auch die Möglichkeit, 55 Basen und Kollektor über Kreuz unmittelbar mit

die beiden mit ihren Basis- und Kollektoranschlüssen einander verbunden sind, während die Emitter der

über Kreuz verbundenen ersten Transistoren durch beiden Transistoren die Anschlußklemmen 1 und 2

eine Vierschichtdiode mit zwei Basen und zwei der Schaltung bilden. Ein zwischen Emitter und

Emittern zu verwirklichen. Weiterhin kann gegebe- Basis des Transistors Q1 angeschlossener Widernenfalls mit Vorteil für jeden der beiden Transistoren 60 stand R1, ein zwischen den Basen der Transistoren

ein in Zweierkaskade, einer sogenannten Darling- Q1 und Q 2 angeschlossener Widerstand R 3 und ein

ton-Kaskade, äquivalenter Transistor vorgesehen zwischen Basis und Emitter des Transistors Q 2 an-

werden. geschlossener Widerstand R 2 bilden zusammen die

Die Erfindung wird weiter an Hand von Ausfüh- Vorspannungs-Schaltung der Transistoranordnung, rungsbeispielen erläutert, die in den Zeichnungen 65 Bei Speisung der Schaltung über die Klemmen 1

veranschaulicht sind. Hierin zeigt und 2 mit einem ansteigenden Strom / ergibt sich

Fig. 1 das Schaltbild einer ersten Ausführungs- für die Klemmenspannung V die in Fig. 2 angedeu-

form der Erfindung, tete Kennlinie. Wenn der Strom I vom Wert O im

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Punkt α in Fig. 2 ansteigende Werte durchläuft, so wesentlichen konstant (bei genauer Betrachtung erbleiben die Transistoren Ql und Ql zunächst nicht- gibt sich eine nur schwache Zunahme des Spanleitend, bis der Strom einen Schwellwert in der Nähe nungsabfalls), und zwar infolge der Begrenzerwirkung des Punktes b erreicht. Im Kennlinienbereich zwi- der parallelen, in Vorwärtsrichtung vorgespannten sehen den Punkten α und b ist die Steigung der 5 Basis-Spannung einige zehntel Volt übersteigt. InKurve im wesentlichen durch die Summe der Wider- stors. Auf diese Weise wird der Kollektorstrom zwistandswerte von Rl und Rl sowie R3 bestimmt. sehen Schwellwert und Sättigung empfindlich ge-In diesem Arbeitsbereich fließt praktisch der ge- regelt, ohne daß der Wert der jeweiligen Emittersamte Strom / außer geringen Leckströmen von Basisspannung einige Zehntel Volt übersteigt. InKlemme 1 über die Widerstände R1, R 2 und R 3 zur io folge der gleichbleibend geringen Spannungen an Klemme 2. Wenn der Strom seinen dem Kennlinien- R1 und R1 ist die Eingarig'äspannung V jeweils im punkt b entsprechenden Wert übersteigt, so reicht wesentlichen gleich der Spannung an R 3';^x-'Wie noch die Spannung an jedem der Widerstände R1 und R1 gezeigt wird, nimmt die Spannung an R 3 mit zunehaus, um die Emitter-Basis-Strecke der Transistoren mendem Strom/ ab, bis Ql und Ql bei einem in Vorwärts- oder Leitrichtung vorzuspannen, so daß 15 Stromwert gemäß Kennlinienpunkt c in die Sättigung ein entsprechender Kollektorstrom fließt. Ohne gelangen. Jede weitere Zunahme des Stroms / führt Widerstand R 3 und bei einer üblichen Vorspan- dann zu einer geringfügigen Steigerung der Spannungs-Schaltung würde der gesamte Kollektorstrom nung V gemäß dem noch leicht ansteigenden Vervon Ql über den parallel zur Emitter-Basis-Strecke lauf der Sättigungskennlinie der Transistoren,
von Q1 geschalteten Widerstand R1 fließen und die 20 Der Kennlinienabschnitt zwischen den Punkten b Vorwärts-Vorspannung von Q 2 erhöhen. Dies würde und c ist im wesentlichen linear, und zwar mit einer zu einer Zunahme des Kollektorstroms von Q1 füh- negativen Neigung von der Größe k-R3, wobei der ren, woraus sich wiederum eine Erhöhung der Wert des Faktors k geringer als Eins ist. Die ver-Vorwärts-Vorspannung von Ql ergibt, da dieser gleichsweise geringfügige Abweichung dieses Kenn-Strom in entsprechender Weise über den zur Emit- 25 linienabschnitts von der Linearität und die Beter-Basis-Strecke von Ql parallelen WiderstandR1 schränkung des konstanten Faktors/: auf Werte gefließt. Eine Zunahme der Vorwärts-Vorspannung ringer als Eins ergibt sich aus der geringen Zunahme über den Schwellwert hinaus würde also infolge der der Spannung an Al und Rl mit zunehmendem Mitkopplung eine fortlaufende Erhöhung des KoI- Strom / sowie aus der Abweichung des Stromverlektorstroms beider Transistoren bis zu deren Sätti- 30 Stärkungsfaktors α der Transistoren vom Wert 1.
gung bei entsprechendem Abfall der Eingangsspan- Das Auftreten des fallenden Kennlinienabschnitts

nung gemäß dem Innenwiderstand der angeschlos- läßt sich qualitativ noch wie folgt erklären: Die senen Stromquelle hervorrufen. Die im Bereich des Schaltung arbeitet zunächst im Kennlinienpunkt b. Schwellwertes vorgespannten Transistoren stellen Der Strom/ nehme dann um einen geringen Bealso eine bistabile Kippstufe mit zeitlich instabilem 35 trag dl zu, was eine entsprechende Zunahme der Übergang zwischen gleichzeitiger Sperrung beider Ströme/el und IeI gemäß Fig. 1 zur Folge hat, Transistoren einerseits und gleichzeitiger Sättigung weil die Emitter-Basis-Spannung von Ql und Q1 die beider Transistoren andererseits. Vorwärts-Vorspannungswerte nicht wesentlich über-

Durch Einfügen des WiderstandesR3 ergibt sich steigt. Mit den Spannungen an Rl und Rl bleiben eine Abzweigung vom Hauptstrompfad, d.h. vom 40 auch die StrömeIRl und IRl gemäß Fig. 2 im Emitter-Kollektor-Strom des Transistors Q1, worüber wesentlichen konstant. Bei einem" Stromverstärkungsein Stromanteil von den zur Emitter-Basis-Strecke des faktor α gleich 1 beider Transistoren ist deren Transistors Q1 parallelen Widerstand R1 abgeleitet Kollektorstrom gleich dem Imetterstrom. Demgemäß wird. Es fließt nun ein Kollektorstromanteil von Ql hat die Zunahme des Stroms/ um dl auch eine Zuüber R3 zurück und über die Emitter-Kollektor- 45 nähme der Ströme IcI und IcI um dl zur Folge. Strecke von Ql, so daß sich keine wesentliche Zu- Da weiterhin die Summe der StrömeIcI, IR3 und nähme der Vorwärts-Vorspannung von Ql mit der Ic 1 jederzeit gleich dem Eingangsstrom an den Klemdurch Mitkopplung folgenden Zunahme der Vor- men 1,2 ist, so muß der Strom IR 3 bei einer Zunahme wärts-Vornahme von Ql ergibt. Ähnlich bildet 2?3 des eingeprägten Stromes / um dl um den gleichen einen Ableitungspfad für einen Kollektorstrom- 50 Betrag dl abnehmen. Infolgedessen nimmt IR 3 mit anteil von Ql, welcher anderenfalls größtenteils über derentsprechendenSpannungan/?3mitzunehmendem R1 fließen und die Vorwärts-Vorspannung der Strom / zwischen den Kennlinienpunkten b und c ab. Basis-Emitter-Strecke von Q1 erhöhen würde. Ins- In den Schaltbildern gemäß F i g. 3 A und 3 B ist

gesamt ergibt sich also durch die Einfügung des die Analogie zwischen der Zusammenschaltung der Widerstandes R 3 eine Begrenzung der Mitkopp- 55 Transistoren Q1 und Q1 mit einem PNPN-HaIblungswirkung, wodurch sich in Verbindung mit einer leiterelement veranschaulicht. Daraus ergibt sich, Stromquelle geeigneten Innenwiderstandes die Mög- daß die erfindungsgemäße Schaltung nach Fig. 3A lichkeit stabiler Arbeitsweise innerhalb des für die auch mit einem solchen Halbleiterelement aufgebaut Mitkopplung maßgeblichen, fallenden Kennlinienbe- werden kann. Bei dieser wie auch bei allen anderen reichs ergibt. Für dasBeispiel gemäß Fig. 2 liegt dieser 60 erfindungsgemäßen Schaltungen kann an Stelle des Kennlinienabschnitt zwischen den Punkten & und c. Die Widerstandes R 3 gemäß Fig. 1 eine allgemeine Arbeitsweise der Schaltung in diesem Kennlinienbe- Impedanz mit Real- und Imaginärkomponente einreich soll im folgenden noch näher erläutert werden. geführt werden. Die Klemmenimpedanz Zn wird

Zunächst ist festzuhalten, daß die Klemmenspan- dann entsprechend gleich — kZ3. Fig. 3B verannung V aus der Summe der Spannungsabfälle an 65 schaulicht eine gedachte Aufspaltung des PNPN-Rl, Rl und /23 besteht. Beim Ansteigen des Halbleiterelements in einen PNP- und einen NPN-Stroms/ über den Schwellwert entsprechend Kenn- Transistor mit entsprechenden elektrischen Verbinlinienpunkt b bleibt die Spannung an R1 und R1 im düngen gemäß Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine Ausführung der erfindungs- R 2 beseitigt. Hier sind zwei zusätzliche Transistoren gemäßen Schaltung, bei welcher als Impedanz zwi- QIa und Qla entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps sehen den Basen der Transistoren Q1 und Q 2 eine (NPN bzw. PNP) zur Ableitung des bezüglich des KC-Parallelschaltung^S/CS vorgesehen ist, wäh- Kennlinienpunktes b überschüssigen Stromes unter rend für beide Transistoren Imetterwiderständei?el 5 Umgehung von R3 vorgesehen. Diese zusätzlichen und ReI als Gegenkopplung angeordnet sind. Durch Transistoren arbeiten ähnlich wie die TransistorenQ1 die ÄC-Parallelschaltung ergeben sich bevorzugte und β2 bei der Schaltung nach Fig. 1. Der Tran-Eigenschaften für die Anwendung als negative Lade- sistor QIb verstärkt den Spannungsabfall an R1 inimpedanz in Nachrichtenübertragungsleitungen. Die folge des Basisstroms von QIa. Da Basis und verteilten Reaktanzen solcher Leitungen in Verbin- io Emitter von QIb über R1 verbunden sind, hat jede dung mit den zwischen benachbarten Ladeschaltun- Spannungsänderung an Rl eine entsprechende Ängen auftretenden Reflexionen führen leicht zur In-., derung des Kollektorstroms von QIb zur Folge. Stabilität, wenn nicht dafür gesorgt wird, daß bei Die Emitterströmempfindlichkeit von QIa in bezug einer Frequenz die negative Impedanz einer jeden auf Spannungsänderungen an jRl wird daher um Schaltung nicht in eine instabile Beziehung zu der 15 den Faktor β (etwa gleich l/1-α), d. h. die Steilheit Leitungsimpedanz tritt. Dies führt selbst dann zur des zusätzlichen Transistors Q1 b, erhöht. Der Tran-Selbsterregung von Schwingungen, wenn die Leitung sistor Q2b arbeitet wie QIb und erhöht zusammen von einer geregelten Gleichstromquelle gespeist wird. mit diesem die Spannungsempfindlichkeit von QIa Der KondensatorC3 äußert sich an den Eingangs- und Q2a bezüglich Rl und Rl. Die Ströme im klemmen 1, 2 als negative Kapazität parallel zu 20 letzteren bleiben also hochgradig konstant und sorgen einem negativen Widerstand und wirkt daher der für lineare Veränderung des Emitterstroms von QIa Instabilitätsbedingung durch Einführen einer tat- und Qlα mit dem Gesamtstrom /. Die Kennliniensächlichen wirksamen Induktivität und durch all- punkte b und c werden hier im Gegensatz zu F i g. 5 mähliche Beseitigung des negativen Widerstandes nicht angehoben, da Rl und Rl jeweils nur eine mit zunehmender Frequenz entgegen. Insgesamt wird 25 Emitter-Basis-Strecke überbrücken,
also die Ortskurve (Nyquist-Kurve) der Schaltung Bei der zuletzt beschriebenen Schaltung wird durch den Kondensator in Richtung auf Sicher- außerdem der Proportionalitätsfaktor k auf den stellung stabiler Arbeitsweise verändert. Wert 1 und damit der negative Klemmenwiderstand

Der, wie bereits erwähnt, nichtlineare Kurven- nahe an den Wert von R 3 gebracht. Gegebenenfalls verlauf zwischen den Kennlinienpunkten b und c hat 30 können auch hier Gegenkopplungswiderstände geeine nach unten leicht konkave Form, wodurch für maß Fig. 4 in die Emitterleitungen e und d eingemanche Anwendungen unerwünschte Frequenzver- fügt werden, um einen Wert von k geringer als Eins Zerrungen entstehen können. Die als Gegenkupp- stabil einzustellen. Diese Widerstände wirken außerlung wirkenden Emitterwiderstände ReI, Re 1 stabi- dem einer etwaigen thermischen Instabilität entlisieren die Basis-Kollektor-Steilheit und vermindern 35 gegen und sorgen dafür, das QIa nicht unbeabsichdie Linearitätsabweichnugen und die entsprechen- tigt von dem Sperrstrom IcO von QIb angesteuert den Verzerrungen. Ferner wird hierdurch der Pro- wird. Entsprechendes gilt auch für Transistor Q 2 α. portionalitätsfaktor k vermindert, so daß für einen F i g. 7 zeigt eine spezielle Anwendung der erfingegebenen negativen Widerstand ein größerer Wert dungsgemäßen Schaltung gemäß einer der beschrievon A3 erforderlich ist. Insgesamt erhält hierdurch 40 benen Ausführungsformen. Hier wird eine Fernder Kurvenabschnitt zwischen den Kennlinienpunk- Sprechleitung mit zwei Adern zwischen einem Amt 7 ten α und b eine stärkere Steigung, wodurch sich und einer entfernten Teilnehmerstation 8 bzw. einem der verwendbare Mindeststromwert im Kennlinien- Unteramt 8 durch Ladeelemente 10, 11 ... η in der bereich zwischen b und c vermindert. Insgesamt einen Ader und entsprechende Elemente 10', wird also der Strombereich zwischen b und c unter 45 11' ... n' in der anderen Ader verlustlos bzw. ver-Zusammendrängung des Bereichs zwischen α und b lustarm gemacht. Für diese Ladeelemente kommen zu geringeren Stromwerten verschoben. grundsätzlich alle beschriebenen Ausführungen der

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung erfindungsgemäßen Schaltung in Betracht. Der Abunter Verwendung von Zweitransistor-Kaskaden ge- stand zwischen benachbarten Ladeelementen ist maß USA.-Patentschrift 2 663 806 (Darlington- 50 gleich dem üblichen Verstärkerabstand, d. h. etwa Kaskade). Zweck dieser Ausführung ist die Lineari- gleich ¹A einer Wellenlänge entsprechend der höchtätsverbesserung des fallenden Kennlinienabschnitts sten Ubertragungsfrequenz. Die Ladeelemente gedurch Erhöhung und Stabilisierung des Stromver- maß der Erfindung werden durch Speisung der Leistärkungsfaktors α jeder Stufe auf den Wert 1. Mit rung mit einer entsprechend bemessenen und koneiner Ausnahme arbeitet diese Schaltung entspre- 55 stant geregelten Stromquelle in den fallenden Kennchend derjenigen nach Fig. 1, da eine Kaskade der linienbereich mit negativer Impedanz gesteuert. Die vorliegenden Art -wie ein einziger Transistor mit Leitung kann so auf einfache Weise für einen gehöherem α wirkt. Die Ausnahme besteht darin, daß gebenen Frequenzbereich praktisch verlust- und der Spannungs-Schwellwert an Al und Rl infolge verzerrungsfrei gemacht werden. Dabei ergeben sich der Reihenschaltung je zweier Basis-Emitter-Strecken 60 durch Einsparungen der üblichen Verstärker, Ausverdoppelt wird. Die Kennlinienpunkte b und c wer- gleicher, Puppin-Spulen u. dgl. beträchtliche Vorden also unter entsprechender Erhöhung der durch- teile hinsichtlich verminderten Bauaufwandes und schnittlichen Arbeitsspannung nach oben ver- Raumbedarfs. Außerdem kann auch der Leitungsschoben. querschnitt und damit der Aufwand für die Leitung

Bei der Ausführung nach Fig. 6 wird die Nicht- 65 selbst vermindert werden. Endlich ist die Arbeits-

linearität des fallenden Kennlinienabschnitts infolge weise der Leitung durch die erreichte Verlust- und

der Abweichung des Stromverstärkungsfaktors α Verzerrungsfreiheit im Vergleich zu den bekannten

von 1 und infolge des Spannungsabfalls von R1 und Anlagen verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 ordneter, äquivalenter Transistor (QIb, Q2b) Patentansprüche: vorgesehen ist.

1. Zweipol-Impedanzkonverter mit fallender Die Erfindung betrifft einen Zweipol-Impedanz-Strom-Spannungs-Kennlinie zum Anschluß an 5 konverter mit fallender Strom-Spannungs-Kennlinie eine Stromquelle, umfassend ein Paar von Tran- zum Anschluß an eine Stromquelle, umfassend ein sistoren entgegengesetzten Leitungstyps mit Paar von Transistoren entgegengesetzten Leitungs-Basis-, Emitter- und Kollektoranschlüssen, bei typs mit Basis-, Emitter- und Kollektoranschlüssen, dem der Basisanschluß eines jeden der beiden bei dem der Basisanschluß eines jeden der beiden Transistoren mit dem Kollektoranschluß des jeweils ₁₀ Transistoren mit dem Kollektoranschluß des jeweils anderen Transistors und der Emitteranschluß eines anderen Transistors und der Emitteranschluß eines jeden der beiden-'Transistoren mit je einem der jeden der beiden Transistoren 'mit je einem der beiden Pole des Impedanzkonverters in Verbin- beiden Pole des Impedanzkonverters in Verbindung dung steht und bei dem ferner eine Impedanz steht und bei dem ferner eine Impedanz zwischen zwischen dem Basis- und Emitteranschluß eines ₁₅ dem Basis- und Emitteranschluß eines jeden der jeden der beiden Transistoren sowie eine Steuer- beiden Transistoren sowie eine Steuerimpedanz zwiimpedanz zwischen den Basisanschlüssen beider sehen den Basisanschlüssen beider Transistoren anTransistoren angeordnet ist, dadurch ge- geordnet ist.

kennzeichnet, daß jeder der beiden Tran- Die Schaltung eines Impedanzkonverters der vorsistoren (Ql, Q 2) durch die zwischen seinem ₂₀ genannten Art, der einen fallenden Kennlinien-Basis- und Emitteranschluß angeordnete Im- abschnitt mit negativer differentieller Impedanz aufpedanz (R 1 bzw. R 2) und die zwischen den weist, ist aus der deutschen Patentschrift 975 754 Basisanschlüssen beider Transistoren angeord- bekannt. Schaltungen dieser Art finden Anwendung· nete Steuerimpedanz (R 3) auf einen stabilen insbesondere in der elektrischen Steuerungs- und Arbeitspunkt in seinem linearen Kennlinien- 25 Nachrichtenübertragungstechnik, wobei der negative bereich vorgespannt ist, derart, daß zwischen Wirkanteil der differentiellen Impedanz, d. h. des den beiden Polen (1, 2) des Impedanzkonverters Wechselstromwiderstandes, beispielsweise zur Komeine der negativen Größe der Steuerimpedanz pensation von positiven Wirkanteilen der Impels) proportionale Eingangsimpedanz erscheint. danz von Übergangskanälen, zum Verlust- und Ver-

2. Impedanzkonverter nach Anspruch 1, da- ₃₀ zerrungsausgleich, zur Schwingungsanfachung, als durch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Tran- Verstärker oder zum Aufbau von bistabilen Schalsistoren (Ql, Ql) mit einem in Reihe zu sei- tungselementen u.dgl. benutzt wird. Für viele der nem Emitteranschluß angeordneten Widerstand vorgenannten Anwendungen ist eine Konstanz des (ReI, Re2) zur Erhöhung der Linearität der negativen Wirkanteils der differentiellen Impedanz negativen Eingangsimpedanz versehen ist. 35 bis herab zu vergleichsweise niedrigen Frequenzen

3. Impedanzkonverter nach Anspruch 1 oder 2, und — z.B. in der Steuerungstechnik — sogar bis dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerimpedanz herab zur Frequenz Null erwünscht. Gleichzeitig ein Widerstand (R 3) mit einem parallelgeschalte- kommt es in allen Fällen auf eine stabile Arbeitsten Kondensator (C 3) vorgesehen ist. punkteinstellung innerhalb des fallenden Kennlinien-

4. Impedanzkonverter nach einem der voran- ₄₀ abschnitts an, da ohne eine solche stabile Eihstelgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, lung von den Vorteilen eines negativen Wirkanteils daß zu jedem der beiden Transistoren (QIa, der Impedanz im praktischen Betrieb kein Gebrauch Q 2 a) ein zweiter Transistor jeweils entgegen- gemacht werden kann.

gesetzten Leitungstyps parallel geschaltet ist, Bei der bekannten Schaltung eines Zweipol-Impedaß jeder der beiden zweiten Transistoren (Q 1 b, 45 danzkonverters der vorgenannten Art ist die Stabili- Q2b) mit seiner Emitter-Basis-Strecke zwischen tat der Arbeitspunkteinstellung dadurch bedingt, daß der Steuerimpedanz (R3) und dem Kollektor- die beiden Transistoren entgegengesetzten Leitungsanschluß des zugehörigen ersten Transistors typs (komplementäre Transistoren) nur wechsel-(QIa, Q 2 α) angeordnet ist und daß der KoI- strommäßig, nicht dagegen gleichstrommäßig über lektoranschluß eines jeden der beiden zweiten 50 Kreuz rückgekoppelt sind. Vielmehr sind hier die Transistoren mit dem Basisanschluß des züge- Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren in einem hörigen ersten Transistors (QIa, Q2a) verbun- Gleichstromkreis hintereinandergeschaltet, so daß die den ist, wodurch Spannungsänderungen in den Arbeitspunktstabilisierung mit Hilfe von geeigneten zur stabilen Vorspannung vorgesehenen Schal- Vorspannungswiderständen in üblicher Weise ertungsmitteln einen verstärkten Eingangsstrom 55 reicht werden kann. Dadurch ist aber der voran dem betreffenden ersten Transistor zur Er- erwähnte Nachteil bedingt, daß die Schaltung für höhung der Linearität der negativen Eingangs- Gleichstrom-Eingangssignale wie auch für Eingangsimpedanz erzeugen. signale niedriger Frequenz keinen negativen, sondern

5. Impedanzkonverter nach einem der voran- einen positiven Wirkanteil der Impedanz sowie im gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 60 Bereich des bei entsprechend hohen Frequenzen tatdaß die beiden mit ihren Basis- und Kollektor- sächlich negativen Wirkanteils der Impedanz einen anschlüssen über Kreuz verbundenen (ersten) entsprechenden Frequenzgang aufweist. Außerdem Transistoren durch eine Vierschichtdiode mit ist zur Ausnutzung des fallenden Kennlinienzwei Basen und zwei Emittern gebildet sind. abschnitts im Bereich niedriger Frequenzen bei einer

6. Impedanzkonverter nach einem der An- 65 solchen Schaltung eine unerwünschte Größe der sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Koppelkondensatoren erforderlich.

jeden der beiden Transistoren (QIa, Q 2 a) ein Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine

in Zweierkaskade (Darlington-Kaskade) ange- Schaltung für einen Impedanzkonverter mit fallen-