DE1962806A1 - Schaltkreis zum Schalten von Basisband-Signalen - Google Patents

Description

DB/190

No. 18 711 A/69

vom 26.6.69

8111-69/H

SOCIETA¹IfALIANA TSHCOHUNICAZIOHX

SISMINS s.p.a»
Mailand, Italien

Schaltkreis zum Schalten von Baaiaband-Signalen.

Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis zum Schalten von Basisband-Signalen, insbesondere für ein Richtfunk- oder Funkgabelsystem, mit zwei Schaltvorrichtungen, die zwischen zwei zu schaltende Kanäle und einen gemeinsamen Ausgang geschaltet sind. ■

Bei der übertragung von Vielfach-Fernsprechaignalen oder von : Fernsehsignalen über ein· Richtfunkstrecke ergibt eich häufig j die Notwendigkeit, zwei oder mehrer· Signale äußerst kurz- j zeitig (in Bruchteilen von Millisekunden oder sogar Bruch - j teilen von Mikrosekunden) zu schalten, ohne daß in.das über- ! tragene Signal Schaltstörungen eingeführt werden dürfen« j Typische Beispiele für eine solche Umschaltung finden sich in Empfängern, die mit Raum- oder Trequenzdirersity arbeiten, oder in parallel betriebenen und mit einer gemeinsamen Ersatzvorrichtung versehenen Richtfunkstrecken.

Gewöhnlich werden elektronische Schalter verwendet, wenn die Umschaltung im Zwischenfrequenzbereich erfolgt, während man bei einer Umschaltung im Basisband mechanische Schalter benutzt ·

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Bei der Verwendung elektronischer Schalt vorrichtungen für das Basisband treten erhebliche Probleme auf, di· sich vor allem aus den durch den linschwingvorgang in das Signal eingeführten Störungen, aus 4er Notwendigkeit, den Klirrfaktor der verwendeten Schaltvorrichtungen Möglichst gering zu halten, ohne daß die Verlustleistung zu groß wird, sowie daraus ergeben, daß nan für das zu unterbrechend· Signal sehr hohe Dämpfungspegel benötigt. Theoretisch müßte diese Dämpfung unendlich groß sein, der Kanal müßte also vollständig vom Verbindungsglied bzw. der Richtfunkstrecke abgetrennt werden.

Derartige Probleme treten zwar bei mechanischen Schaltern nicht auf, doch besitzen diese viel längere Schaltzeiten. Außerdem werden mechanische Schalter aufwendig und kostspielig, wenn die von ihnen zu schaltenden Signale Frequenzen von einigen Megahertz erreichen.

Die Erfindung überwindet alle diese Schwierigkeiten· Sie schafft einen elektronisch arbeitenden Schaltkreis zum Schalten von Basisband-Signalen, vermeidet also* die Nachteile und Beschränkungen mechaniecher Schalter· Der Schaltkreis weist nur in geringem, vernachlässigbarem Maße die Nachteile (Klirrfaktor usw.) bekannter elektronischer Schalter auf·

Ein Schaltkreis gemäß der Erfindung enthält zwei praktisch identische elektronische 8chaltvorrichtungen, die zwischen die zu schaltenden Kanäle und ihren gemeinsamen Ausgang geschaltet sind und durch zusätzliche Steuersignale gesteuert werden. Diese Schaltvorrichtungen sind so aufgebaut, daß sie Verzerrungen oder den Klirrfaktor"auf ein Minimum herabsetzen und in den unterdrückten Kanal ^ine hohe Dämpfung einführen. Sie enthalten einen fast verzerrungsfreien Stromgenerator, der bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der

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Erfindung aus einem rückgekoppelten Transistor gebildet ist. Der Generator speist zwei elektronische Schalter, bei denen * es sich bei dem. bevorzugten Ausführungsbeispiel der Brfindung um Transistoren handelt. Pie Basisvorspannung des ersten dieser beiden Transistoren besitzt einen konstanten Wert V1, der beispielsweise durch ein Zenerdiode eingestellt wird. Die Basisvorspannung des zweiten Transistors kann zwei genau definierte Werte annehmen, von denen der eine geringfügig größer und der andere geringfügig kleiner ist als V1. Der jeweilige Wert der Basisvorspannung des zweiten Transistors bestimmt, welcher der beiden Transistoren leitet und welcher gesperrt ist. Die Umschaltung der Basisvorspannung von einen zum anderen Wert wird durch einen von außen angelegten Steuerimpuls bewirkt, der vorzugsweise einen weiteren Transistor aufsteuert oder sperrt.

Die Erfindung soll nun an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden·.Die Zeichnung zeigt ins

Pig. 1 ein erstes Äusführungsbeispiel der Irfindungi

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem sich eine bessere Dämpfung für den abzuschaltenden Kanal ergibt j

Pig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer verbesserten Dämpfung für den abzuschaltenden Kanal; und

Pig. 4 ein der Pig· 1 ähnliches Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem jedoch das Steuersignal nicht an einen Transistor T₂, sondern an einen Transistor T, angelegt wird,

B_ei dem in Pig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei elektronische Sehaltvorrichtungen Int.1 und

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Int.2 vorgesehen, von denen die eine zur Unterbrechung eines Signales 81 zwischen einen Punkt A und einen gemeinsamen Punkt C und die andere zur Unterbrechung eines 8ignales 82 zwischen einen Punkt B und den Punkt C geschaltet let· Die beiden Schaltvorrichtungen werden von einer bistabilen Schaltung oder von eine» Invert»rkrei· derart gesteuert, daß die eine gesperrt ist, wenn die Jeweils andere leitet» Der Befehl zur inderung des Zustande wird gleich schnell udd gleichzeitig an die beiden Sohaltvorrichtungen angelegt·

Jede Schaltvorrichtung enthält einen Transistor Τ., der zueinander parallel geschaltete Transistoren T- und T, speist. Sie Basis des Transistors T~ besitzt eine .konstante Vorspannung VB2 (z.B. 10 V), die von .einer Zenerdiode Z1 geliefert wird. Die Bas is vorspannung des Transistors T, kann zwei Verte annehmen, von denen der eine um wenige Volt größer ist als VB2 und von einer Zenerdiode Z2 geliefert wird, während der andere um wenige Volt niedriger ist als VB2. Diese Basisvorspannungswerte können beispielsweise dadurch umgeschaltet werden, daß ein Transistor T_x, entweder gesperrt oder stark leitend wird. Wenn die Basis des Transistors Tg positiver ist als diejenige des Transistors T,, ist der Transistor T₂ leitend, während der Transistor T, gesperrt ist* Das Signal gelangt durch den Transistor T« zu dem beiden Schaltvorrichtungen gemeinsamen Ausgangspunkt C.

Wenn die Basis des Transistors T, positiver ist als diejenige des Transistors T₂, ist erjterer leitend und letzterer gesperrt. Unter diesen Umständen wird der Signalstrom vom Transistor T, absorbiert, und der Transistor T₂ wirkt als Isolierglied für den Ausgangspunkt C.

Da die beiden Schaltvorrichtungen identisch sind, besitzt die Gleichspannung am Punkt C immer den gleichen Wert, unabhängig

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davon, ob die Schaltvorrichtung Iht«1 oder die Schaltvorrichtung Int. 2 leitend ist, und der Schaltübergang am Punkt C ist auf die Dauer der Umschaltung beschränkt« Bas ausgewählte Signal ist am Punkt C stets vorhanden und kann entweder direkt verwendet werden oder mittels eines geeigneten Verstärkers D auf die gewünschte Höhe, Polarität Und Impedanz gebracht werden·

Der Transistor T^ stellt einen Stromgenerator dar, nämlich einen Generator mit hohem inneren Widerstand« Dadurch ist es möglich, den Klirrfaktor des als Schalter arbeitenden Transistors T₂ selbst dann niedrig zu halten, wenn er mit ' geringem Smitterstrom arbeitet« Venn schließlich der Transistor T2 gesperrt wird, besitzt er zwischen seinem Emitter und Kollektor zwei in Reihe liegende Sperrschichten mit entgegengesetzter Polarität, wobei der Hittelpunkt vom Signal über den inneren Basiswideretand an.Mass· gelegt wird« Dadurch ist es möglich, eine Schaltdämpfung von mehr als 60 dB bis zu ungefähr 5 HHs zu erreichen, was für praktische JUiwendungsfälle gewöhnlich ausreicht«

Falls höhere Dämpfungswerte erreicht werden sollen oder die Dämpfung sich auf höhere Frequenzwerte erstrecken soll, kann die Anzahl der in Reihe geschalteten Sperrschichten erhöht ä werden« Zu diesem Zweck kann in Reihe mit dem Emitter des Transjabors T₂ eine Diode DI geschaltet werden, wie in Fig. dargestellt ist. Ferner ist es möglich, zwischen den Emitter und die Basis des Transistors T₂ ^einen Widerstand R₂ mit entsprechend gewähltem Wert zu schalten, der die Sperrdämpfung verbessert, ohne jedoch den Klirrfaktor des leitenden Translators T₂ nennenswert zu verschlechtern«

Sine andere Möglichkeit, die Dämpfung im Sperrzustand zu erhöhen, besteht darin, einen zusätzlichen Transistor T~

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vorzusehen, der ebenfalls (wie die Transistoren T₂ und T,) in Basisschaltung liegt und in Reihe Bit de* Transistor T₂ geschaltet ist, wie in 71g. 3 dargestellt ist. Ss sei darauf hingewiesen, daß solche zusätzlichen SchaltungaaLemente keine Probleme für die Schaltsteueranordnung auf werf en, da die Basisspannungeänderungen des Transistors T-, gleichzeitig den Transistor Tp und die Diode D1 (Tig· 2) oder den Transistor T₂ und den Transistor T,- (Tig. 3) sperren oder in den Leitzustand steuern·

In Fig. 4 ist ein der Pig· 1 ähnliches anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei welchem das Steuersignal nicht an den Transistor T,, sondern an den Transistor T₂ angelegt wird, dessen Basisvorspannung geändert wird·

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Claims (5)

1. patent

   My Schaltkreis zum Schalten -von Baeieb&nd-6ignalen, insbesondere für ein Richtfunktyetta, mit zwei Schaltvorrichtung en, die zwischen zwei zu schaltende Kanäle und einen gemeinsamen Ausgang geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elektronischen Schaltvorrichtungen (Int.1, Int,2) von außen durch zusätzliche Steuersignale derart gesteuert werden, daß sich nur jeweils eine von ihnen im Le it zustand befindet, und jeweils einen praktisch verzerrungsfreien Stromgenerator (Ti) aufweisen, der zwei elektronische Schaltglieder (T2, T3) speiet, von denen das eine (T2) mit dem Ausgang (C) gekoppelt ist und das andere (T3) mittels des Signales mit Masse verbunden wird} daß die Umschaltung eines der beiden Schaltglieder auf Grund des von außen angelegten 8teuersignales die Umschaltung des anderen Schaltgliedes bewirkt} und daß nur jeweils eines der beiden Schaltglieder (Ϊ2 oder T3) leitet, während das jeweils andere gesperrt ist·
2. 2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromgenerator durch einen rückgekoppelten Transistor (T1) gebildet ist; daß die Schaltglieder zwei Transistoren (T2, T3) sind, von denen der erste (T2) eine konstante Basisvorspannung (V1) besitzt, während die Basisvorspannung des zweiten Transistors (T5) zwei bestimmte Verte annehmen kann, von welchen der erste etwas größer und der andere etwas kleiner ist als die Basisvorspannung (V1) des ersten Transistors (72); und daß mit dem an den zweiten Transistor (TJ) angelegten Steuersignal seine Basisvorspannung zwischen den beiden Werten änderbar ist*

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3. 3. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal an den zweiten Transistor (TJ) über einen weiteren Transistor (T4) angelegt ist, von dessen Le it- oder Sperrzustand· der Wert der Basisvorspannung des zweiten Transistors (TJ) abhängig ist.
4. 4-. Schaltkreis nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stromgenerator (T1) und das mit dem Ausgang (C) gekoppelt· Schaltglied (T2) eine Diode (D1) geschaltet ist, die für den durch das Schaltglied fließenden Strom in Durchlaßrichtung gepolt ist (Fig. 2).
5. 5. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem mit dem Ausgang (C) gekoppelten Schaltglied (T2) ein weiteres Schaltglied (T5) .geschaltet ist, dessen Umschaltung selbsttätig durch das Schalten des ersten Schaltgliedes (T2) gesteuert wird (Fig. 5).

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