CS218951B1 - Connection of the capacitous amplifier with stabilization of the spacing current and protection against the overload - Google Patents
Connection of the capacitous amplifier with stabilization of the spacing current and protection against the overload Download PDFInfo
- Publication number
- CS218951B1 CS218951B1 CS919979A CS919979A CS218951B1 CS 218951 B1 CS218951 B1 CS 218951B1 CS 919979 A CS919979 A CS 919979A CS 919979 A CS919979 A CS 919979A CS 218951 B1 CS218951 B1 CS 218951B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- power
- transistor
- resistor
- diode
- amplifier
- Prior art date
Links
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title claims description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
Předmětem vynálezu je zapojení výkonového zesilovače se stabilizací klidového proudu a ochranou proti přetížení.It is an object of the present invention to provide a power amplifier with bias current stabilization and overload protection.
Výkonové tranzistorové zesilovače s nízkým tvarovým zkreslením obvykle pracují s jistým klidovým proudem, který se příznivě uplatňuje zejména na horním okraji pásma akustických kmitočtů pro snížení tzv. přechodového zkreslení. Velikost klidového proudu je však nutno stabilizovat především vůči kolísání teploty výkonových tranzistodů vyvolanému změnami jejich zatížení. Tento problém je řešen radou známých zapojení využívajících zejména teplotní závislosti pomocných elektronických součástek.Low shape distortion power transistor amplifiers usually operate with a certain bias current, which is favorably applied especially at the upper edge of the acoustic frequency band to reduce so-called transient distortion. However, the amount of quiescent current must be stabilized primarily against the temperature fluctuations of the power transistors caused by changes in their load. This problem is solved by a number of known wiring using mainly temperature dependence of auxiliary electronic components.
Výkonové tranzistorové zesilovače požadují pro spolehlivý provoz jištění proti proudovému i výkonovému přetížení tranzistorů, způsobenému hlavně poklesem zatěžovací impedance, případně zkratem výstupních svorek. Je používána řada známých zapojení ochranných obvodů různé složitosti, které buď jen omezují maximální velikost výstupního proudu zesilovače, případně v závislosti na okamžité hodnotě jeho výstupního napětí, netm při přetížení vypínají příslušnou větev výstupního obvodu zesilovače, takže výstupní proud klesá k nule. Podrobnější rozbor výkonových poměrů ukazuje výhodnější vlastnosti vypínacích ochran2 ných obvodů, zejména při respektování komplexního charakteru zatěžovací impedance výkonových zesilovačů.Power transistor amplifiers require protection against current and power overload of transistors, caused mainly by decrease of load impedance or short-circuit of output terminals for reliable operation. A number of known circuitry circuits of varying complexity are used which either limit the maximum output current of the amplifier or, depending on the instantaneous value of its output voltage, turn off the corresponding branch of the amplifier output circuit when overloaded so that the output current drops to zero. A more detailed analysis of the power ratios shows the advantageous properties of the trip protection circuits, especially while respecting the complex nature of the load impedance of the power amplifiers.
Dosud známá zapojení výkonových zesilovačů využívají pro stabilizaci klidového proudu i pro ochranu před přetížením samostatných obvodů, které jsou poměrně složité a ne vždy dostatečně splňují požadavky na ně kladené.Previously known power amplifier circuits use separate circuits to stabilize the quiescent current as well as to protect against overload, which are relatively complex and do not always sufficiently meet the requirements for them.
Tyto nedostatky a potíže odstraňuje zapojení výkonového zesilovače podle vynálezu, jehož vstupní svorka je přes oddělovací článek tvořený prvním kondenzátorem a prvním odporem připojena k neinvertujícímu vstupu budicího zesilovače, zatímco invertující vstup je spojen se zpětnovazebním děličem tvořeným druhým a třetím odporem a druhým kondenzátorem, přičemž výstup budicího zesilovače je spojen· s anodou stabilizační diody, jejíž katoda je připojena k proudovému zdroji, zatímco vstup výkonového tranzistorového stupně je přes čtvrtý odpor spojen s katodou stabilizační diody, obdobně jako je vstup komplementárního výkonového tranzistorového stupně Spojen· přes pátý odpor s anodou stabilizační diody, přičemž výstup výkonového tranzistorového stupně je přes sériové zapojené výkonové diody, ke kterým jsou paralelně připojeny snímací odpory, spojen s výstupem komplementárního výkonového tranzistorového stupně, zatímco výstupní svorka výkonového zesilovače je přes šestý odpor spojena s uzlem výkonových diod a snímacích odporů, zatímco ke vstupům výkonového tranzistorového stupně a komplementárního výkonového tranzistorového stupně jsou připojeny kolektory prvního tranzistoru a druhého komplementárního tranzistoru, přičemž báze prv-s ního tranzistoru je spojena s prvním odporovým děličem a přes sedmý odpor je připojena k výstupu výkonového tranzistorového istupně, zatímco báze druhého komplementárního tranzistoru je spojena a druhým odporovým děličem a přes osmý odpor je připojena k výstupu komplementárního výkonového tranzistorového stupně, jehož podstata sípočívá v tom, že emitory prvního tranzistoru a druhého komplementárního tranzistoru jsou spolu spojeny, přičemž báze prlvního tranzistoru je spojena s katodami první a druhé diody, zatímco anoda první diody je přes devátý odpor spojena s anodou stabilizační diody a anoda druhé diody je připojena k výstupní svorce výkonového zesilovače, Obdobně jako je báze druhého komplementárního tranzistoru spojena s anodami třetí a čtvrté diody, přičemž katoda třetí diody je spojena přes desátý odpor s katodou stabilizační diody a katoda čtvrté diody je připojena k výstupní svorce výkonového zesilovače.These drawbacks and difficulties are overcome by the power amplifier circuit of the present invention, the input terminal of which is coupled to the non-inverting input of the excitation amplifier via the first capacitor and the first resistor, while the inverting input is coupled to the feedback divider of the second and third resistors and the second capacitor. the excitation amplifier is coupled to the stabilizing diode anode whose cathode is connected to the power source, while the input of the power transistor stage is coupled via the fourth resistor to the cathode of the stabilizing diode, similar to the input of the complementary power transistor stage , wherein the output of the power transistor stage is connected to the output of a complementary power transistor via a series of connected power diodes, to which sensing resistors are connected in parallel. rového step, while the output terminal of the power amplifier through a sixth resistor connected to node power diodes and a sensing resistor, while the inputs of the power transistor of the power stage and the complementary transistor stages are connected to the collectors of the first transistor and the second complementary transistor, the base of transistor prv- with whom you are connected to the first resistive divider and through the seventh resistor connected to the output of the power transistor circuit, while the base of the second complementary transistor is coupled to the second resistive divider and through the eighth resistor connected to the output of the complementary power transistor stage. of the transistor and the second complementary transistor are coupled together, the base of the first transistor being coupled to the cathodes of the first and second diodes, while the anode of the first diode is coupled via the ninth resistor and with the anode of the diode and the anode of the second diode is connected to the output terminal of the power amplifier. Like the base of the second complementary transistor, it is connected to the anodes of the third and fourth diodes. to the output terminal of the power amplifier.
Popsané uspořádání lze doplnit pomocným obvodem, tvořeným nastavitelným odporovým děličem zapojeným paralelně ke stabilizační diodě, jehož vývod je přes pomocný odpor připojen ke druhému kondenzátoru.The described arrangement can be supplemented by an auxiliary circuit consisting of an adjustable resistor divider connected in parallel to the stabilizing diode, the output of which is connected to the second capacitor via the auxiliary resistor.
Zapojení výkonového, zesilovače se stabilizací klidového proudu a ochranou proti přetížení, podle vynálezu dosahuje velmi účinné zpětnovazební stabilizace klidového proudu výkonových tranzistorů a současně i jejich ochrany proti přetížení vypínáním výstupního proudu zesilovače, přičemž kritická hodnota výstupního, proudu je závislá ha okamžité hodnotě výstupního napětí zesilovače, pomocí společného obvodu, takže je technicky i ekonomicky výhodné.The invention provides a very efficient feedback stabilization of the quiescent current of the power transistors, and at the same time their overload protection by switching off the output current of the amplifier, the critical value of the output current being dependent on the instantaneous value of the amplifier output voltage. by means of a common circuit, so that it is technically and economically advantageous.
Na výkresu je znázorněn příklad zapojení výkonového zesilovače podle vynálezu. Zpětnovazební stabilizace klidového proudu výkonového tranzistorového· stupně 9 a komplementárního výkonového tranzistorového stupně 10 je dosaženo zapojením prvního tranzistoru 11 a druhého komplementárního tranzistoru 12 tak, že proudem jimi protékajícími je pomocí stabilizační diody 21 a čtvrtého i pátého odporu 25, 26 určeno napětí mezi vstupy výkonového tranzistorového stupně 9 a komplementárního výkonového tranzistorového' stupně 10. Toto napětí určuje klidový proud, protékající snímacími odpory 35 a 36 volenými tak, aby výkonové diody 17 a 18 byly uzavřeny. Napětí vytvořené průtokem klidového' proudu snímacími odpory 35 a 36 se pres sedmý odpor 33 a osmý odpor 34 přivádí mezi báze prvního tranzistoru 11 a druhého komplementárního tranzistoru 12, čímž se uzavírá smyčka záporné zpětné vazby stabilizující klidový' proud.The drawing shows an example of a power amplifier connection according to the invention. The feedback stabilization of the quiescent current of the power transistor stage 9 and the complementary power transistor stage 10 is achieved by connecting the first transistor 11 and the second complementary transistor 12 so that the current flowing through them determines the voltage between the power diodes 21 and the fourth and fifth resistors 25, 26. This voltage determines the quiescent current flowing through the sensing resistors 35 and 36 selected such that the power diodes 17 and 18 are closed. The voltage generated by the quiescent current flow through the sensing resistors 35 and 36 is applied through the seventh resistor 33 and the eighth resistor 34 between the bases of the first transistor 11 and the second complementary transistor 12, thereby closing the negative feedback loop stabilizing the quiescent current.
Velikost klidového proudu závisí na velikosti snímacích odporů 35 a 36, na velikosti sedmého odporu 33 a Osmého odporu 34 a je určována i 'prvním a druhým odporovým děličem 29, 31 a 30, 32. První až čtvrtá dioda 13 až 16 je v klidovém stavu zesilovače uzavřena.The amount of quiescent current depends on the magnitude of the sensing resistors 35 and 36, the magnitude of the seventh resistor 33 and the eighth resistor 34 and is determined by the first and second resistive dividers 29, 31 and 30, 32. The first to fourth diodes 13-16 are in quiescent amplifiers closed.
Při vybuzení zatíženého zesilovače se otevírá pro kladné výstupní napětí výkonová dioda 17 nebo pro záporné výstupní napětí výkonová dioda 18. Popsané uspořádání obvodu pro stabilizaci klidového proudu přitom nijak neomezuje normální funkci výkonového zesilovače.When the loaded amplifier is energized, a power diode 17 opens for a positive output voltage or a power diode 18 for a negative output voltage. The described arrangement of the quiescent current stabilization circuit does not in any way limit the normal operation of the power amplifier.
Při přetížení výkonového zesilovače vzroste okamžitá hodnota napětí na šestém odporu 37 natolik, že se otevře pro kladnou polaritu výstupního proudu zesilovače čtvrtá dioda 16 nebo pro zápornou polaritu výstupního proudu zesilovače druhá dioda 15, takže první tranzistor 11 nebo druhý komplementární tranzistor 12 začne omezovat okamžitou hodnotu výstupního proudu zesilovače. Působením záporné zpětné vazby zavedené v zesilovači zpětnovazebním děličem tvořeným druhým a třetím odporem 23 a 24 a druhým kondenzátorem 41 dojde ke zvýšení okamžité hodnoty výstupního napětí budicího zesilovače 7 natolik, že se otevře první dioda 13 nebo třetí dioda 14, čímž se zcela otevře první tranzistor 11 nebo druhý komplementární tranzistor 12 a výstupní proud i napětí zesilovače kleisne k nulové hodnotě. Druhá dioda 15 a čtvrtá dioda 16 přitom chrání, spolu s přechody kolektorbáze prvního tranzistoru 11 a druhého komplementárního tranzistoru 12, vstupy výkonového tranzistorového stupně 9 a komplementárního výkonového stupně 10 před napětím opačné polarity.When the power amplifier is overloaded, the instantaneous voltage value at the sixth resistor 37 increases enough to open the fourth diode 16 for the positive polarity of the amplifier output current or the second diode 15 for the negative polarity of the amplifier output current. the output current of the amplifier. By applying a negative feedback to the amplifier by a feedback divider consisting of the second and third resistors 23 and 24 and the second capacitor 41, the instantaneous value of the output voltage of the exciter 7 is increased to such an extent that the first diode 13 or the third diode 14 opens. 11 or the second complementary transistor 12 and the output current and voltage of the amplifier are crushed to zero. The second diode 15 and the fourth diode 16 protect, together with the collector base transitions of the first transistor 11 and the second complementary transistor 12, the inputs of the power transistor stage 9 and the complementary power stage 10 from the opposite polarity voltage.
Pomocné diody 19 a 20 chrání výstup výkonového zesilovače před napěťovým namáháním, vznikajícím při vypínání výstupního proudu zesilovače v zátěži induktivního charakteru.The auxiliary diodes 19 and 20 protect the output of the power amplifier from voltage stresses occurring when the output current of the amplifier is switched off in an inductive load.
Pro oiptimální činnoist obvodu podle vynálezu je výhodné, aby maximální hodnota výstupního proudu budicího zesilovače 7 byla přibližně dvojnásobkem hodnoty proudu dodávaného proudovým zdrojem 8. Dále je výhodné, aby výstupní napětí proudového zdroje 8 nepřesáhlo napětí kladné napájecí svorky 5.For the elliptical circuit of the circuit according to the invention, it is preferable that the maximum value of the output current of the excitation amplifier 7 is approximately twice the value of the current supplied by the current source 8. Furthermore, it is preferred that the output voltage of the current source 8 does not exceed the voltage of the positive terminal 5.
Pomocný doplňující obvod tvořený nastavitelným odporovým děličem 39 zapojeným paralelně ke stabilizační diodě 21, jehož vývod je přes pomocný odpor 38 připojen ke druhému kondenzátoru 41, umožňuje připojit k zesilovači zátěž se stejnoisměrným odporem blížícím se k nule, protože uzaví6The auxiliary make-up circuit, consisting of an adjustable resistor divider 39 connected in parallel to the stabilizing diode 21, connected to the second capacitor 41 via the auxiliary resistor 38, allows to connect to the amplifier a DC resistor approaching zero because it closes.
218931 rá smyčku stejnoisměrné záporné zpětné vazby, 'stabilizující nulovou úroveň výstupního stejnosměrného napětí a proudu výkO'nového zesilovače i pro tento případ. Hodnotu pomocného odporu 38 a druhého· kondenzátoru 41 je nutno volit tak, aby tento doplňující obvod nezpůsobil zvýšení tvarového zkreslení výkonového zesilovače na dolním okraji přenášeného kmitočtového rozsahu.218931 provides a loop of DC negative feedback, stabilizing the zero level of the DC output voltage and power amplifier current for this case as well. The value of the auxiliary resistor 38 and the second capacitor 41 must be selected so that this additional circuit does not increase the shape distortion of the power amplifier at the lower edge of the transmitted frequency range.
Zapojení výkonového zesilovače podle vynálezu lze beze změny funkce realizovat i s použitím polovodičových součástek opačného typu vodivosti, případně s použitím elektrickým polem řízených výkonových tranzistorů. Umožňuje dosažení velmi dobrých kvalitativních parametrů výkonových zesilovačů při zvýšení jejich spolehlivosti a snížení výrobních nákladů.The connection of the power amplifier according to the invention can be realized without changing the function also by using semiconductor components of the opposite conductivity type, eventually by using electric field controlled power transistors. It enables to achieve very good quality parameters of power amplifiers while increasing their reliability and reducing production costs.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS919979A CS218951B1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Connection of the capacitous amplifier with stabilization of the spacing current and protection against the overload |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS919979A CS218951B1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Connection of the capacitous amplifier with stabilization of the spacing current and protection against the overload |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS218951B1 true CS218951B1 (en) | 1983-02-25 |
Family
ID=5443197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS919979A CS218951B1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Connection of the capacitous amplifier with stabilization of the spacing current and protection against the overload |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS218951B1 (en) |
-
1979
- 1979-12-21 CS CS919979A patent/CS218951B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4622482A (en) | Slew rate limited driver circuit which minimizes crossover distortion | |
| US7030686B2 (en) | Constant voltage circuit with phase compensation | |
| US3975649A (en) | Electronic circuit using field effect transistor with compensation means | |
| US4038607A (en) | Complementary field effect transistor amplifier | |
| JPH04126409A (en) | Bias current control circuit | |
| US20070063686A1 (en) | Series regulator and differential amplifier circuit thereof | |
| US4015219A (en) | Electronic circuit using field effect transistor with compensation means | |
| CN115777089A (en) | Low dropout voltage regulator for low voltage applications | |
| TWI516021B (en) | Radio frequency power amplifier with no reference voltage for biasing and electronic system | |
| US5079454A (en) | Temperature compensated FET power detector | |
| US3538424A (en) | Voltage regulator with continuously variable dc reference | |
| GB1139605A (en) | Improved amplifier | |
| US4446444A (en) | CMOS Amplifier | |
| CS218951B1 (en) | Connection of the capacitous amplifier with stabilization of the spacing current and protection against the overload | |
| US4816740A (en) | Mode optimized D.C. power supply | |
| US4417216A (en) | Operational amplifier | |
| JPH04307804A (en) | Final stage of unit gain | |
| US3443239A (en) | Am amplifier circuit | |
| JP2542375B2 (en) | Operational amplifier | |
| RU2798488C1 (en) | Voltage stabilizer | |
| RU2798492C1 (en) | Voltage stabilizer | |
| US4578629A (en) | Monolithic microwave "split load" phase inverter for push-pull monolithic FET amplifier circuits | |
| US20250357859A1 (en) | Switch mode power supply compensation | |
| RU2115224C1 (en) | Audio-frequency power amplifier | |
| KR20020064775A (en) | An electrical arrangement having improved feedback stability |