DD138260B1 - Schaltungsanordnung fuer integrierte verstaerker der zweidrahttechnik - Google Patents

Description

Erfinder: Gutsche, Dipl,-Ing#, Bernhard Lindemann, Dipl.-Ing., Volker

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung für integrierte Verstärker der Zweidrahttechnik

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für integrierte Verstärker der Zweidrahttechnik, die in der Nachrichtentechnik, besonders in der Fernsprechtechnik in Verbindung mit elektroakustischen 7/andlern, anzuwenden ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Schaltungsanordnungen für integrierte Verstärker der Zweidrahttechnik, die in der Fernsprechtechnik bei Austausch des Kohletnikrofons gegen neue Mikrofone auf der Basis qualitativ höherwertiger elektroakustischer Wandler wie piezokeramische, magnetische oder dynamische Wandlerelemente benutzt werden, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Gemäß DS-OS 2 121 929 iat ein spannungsstabilisierter Transistorverstärker, bestehend aus einem mehrstufigen Vorverstärker und zwei nach- und parallelgeschalteten Endverstärkern, bekannt· Der Transistorverstärker beinhaltet keine

Schaltungsmaßnahme zur Mitkopplung und hat somit für die Anpassung an das Netz einen zu kleinen Wechselstromausgangswiderstand·

Nach der DE-AS 1 762 924 ist eine Schaltungsanordnung für einen Fernsprechtnikrofonverstärker bekannt, die aus einem gegengekoppelten Differenzverstärker, einer Endstufe in Darlington-Schaltung und einer Dioden-Widerstandsschaltung zur Mitkopplung besteht. Diese Mitkopplung vermindert bei der unter Schutz begehrten Anordnung die Stromabhängigkeit der Verstärkung.

Der Wechselstromausgangswiderstand der Schaltungsanordnung ist gegenüber dem technischen Stand des Kohlemikrofons kaum verbessert, da es nicht Ziel dieser Erfindung ist. Bezüglich der Ankopplung des Fernsprechapparates ist ebenfalls unter Berücksichtigung der Beeinflussung von Hörer und Mikrofon der niedrige V/echselstromausgangswiderstand nachteilig· Weiterhin ist bei dieser Schaltungsanordnung einerseits der Wechselstromausgangswiderstand geringer als erwünscht, aber andererseits der differentielle Widerstand entsprechend der Strom-Spannungs-Ausgangs-Kennlinie so groß, daß der Strombereich, in dem die Schaltung anwendbar ist, eingeschränkt ist. Demnach sind die genannten Schaltungen bezüglich der ausgangsseitigen Ankopplung an das Fernsprechnetz im Hinblick auf die Verwendung in modernen Fernßprech- und Vermittlungssystemen gegenüber dem Kohlemikrofon nicht als technischer Fortschritt zu kennzeichnen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, in der Zweidrahttechnik - vorrangig bei der Benutzung von elektroakustischen Wandlern in Verbindung mit integrierten Verstärkerbausteinen - die Übertragungsqualität und die Anpassung an das Fernsprechnetz zu verbessern und den schaltungstechnischen Aufwand zu vermindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen integrierten Verstärker der Zweidrahttechnik zu schaffen, durch die der Wechselstromausgangswiderstand größer als der differentielle Widerstand entsprechend der Strom-Spannungs-Ausgangskennlinie im linearen Arbeitsbereich ist, um den integrierten Verstärker bei Funktionsfähigkeit in einem großen Speisestrombereich, höchster Aussteuerbarkeit und geringstem Beschaltungsaufwand für den gesamten Verstärker an das Fernsprechnetz anzupassen·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Mitkopplungswider stand zwischen die Versorgungsleitung, der das Ausgangssignal des Endverstärkers überlagert, ist, und den Ausgang des Vorverstärkers geschaltet ist.

Durch den Mitkopplungswiderstand wird ein Mitkopplungssignal erzeugt, das sowohl einen störenden Gleichstromanteil als auch den benötigten Wechselstroiaanteil zur Mitkopplung enthält. Um den Gleichstromanteil im Mitkopplungssignal teilweise oder vollständig aufzuheben, v/ird ein !Compensationssignal erzeugt, indem ein Spannungsteiler, der an der Versorgungsleitung liegt und aus zwei Widerständen besteht, wobei parallel zum zweiten Widerstand ein Kondensator gegen Masse geschaltet ist, auf einen ersten Stromspiegel geführt ist.

Der Ausgang des ersten Stroaspiegels ist auf den Eingang eines komplementären Stromspiegels, dessen Emitter auf die Versorgungsleitung geschaltet sind, und der Ausgang des komplementären Stroraspiegele auf den Ansteuerungspunkt des Endverstärkers geführt. Über einen zweiten Stromspiegel, dessen Emitter an Masse liegen, der mit dem als Diode geschalteten Eingangstrans iütor am Mitkopplungswiderstand und am Ausgang des Vorverstäj i-ers und mit dem Kollektor des Ausgangstransistors am Ansteuerungspunkt des Endverstärkers liegt, ist das Ausgangssignal des Vorverstärkers und das. Mitkopplungssignal, bestehend aus Gleich- und Wechselstromanteil, dem Ansteuerungspunkt des Endverstärkers, der über einen Widerstand auf die Versorgungsleitung geschaltet ist, zugeführt.

Der zur Gewinnung des Kompensationssignals angeordnete Spannungsteiler stellt am abgeblockten Abgriff eine Vorspannung zur Stabilisierung des Vorverstärkers bereit. Im Ansteuerungspunkt des Endverstärkers entsteht dadurch das gewünschte Signal, das aus dem Ausgangssignal des Vorverstärkers, dem Wechselstromanteil des Mitkopplungssignals und einem definierten und einstellbaren Restanteil des Gleichstromsignals, den das Mitkopplungsnetzwerk erzeugt, besteht. Durch die erfindungsgemäße Lösung liegt ein integrierter Verstärker vor, dessen Wechsclstroraausgangswiderstand größer als der differentielle Widerstand gemäß der Strom-Spannungs-Ausgangskennlinie im linearen Arbeitsbereich ist. Dadurch wird einerseits eine bessere Anpassung an das Fernsprechnetz und andererseits die Punktionsfähigkeit des integrierten Verstärkers in einem weiten Speisestrombereich erreicht, Weiterhin ist sowohl eine definierte Beeinflussung der Verstärkung unabhängig vom Wechselstromausgangswiderstand als auch der Verstärkung und des Wechselstromausgangswiderstandes nutzbar, und es kann die Ausgangsgleichspannung und damit die maximale Aussteuerbarkeit im normalen Arbeitsbereich ohne Beeinflussung des Wechselstromausgangswiderstandes eingestellt werden. Der gesamte Verstärker arbeitet mit geringstem Beschaltungsaufwand, da nur ein externes Bauelement benötigt wird. Um zu erreichen, daß die Parameter der Schaltungsanordnung im gesamten Speisestrombereich unabhängiger von den Schwankungen einzelner Bauelementeparameter sind, werden zwischen den Emittern der Transistoren des ersten und zweiten Stromspiegels und der Hasse sowie zwischen den Emittern der Transistoren des komplementären Stromspiegels und der Versorgungsleitung je ein Widerstand geschaltet und der Basis-Kollektor-Kurzschluß des Eingangstransistors des komplementären Stromspiegels durch die Emitter-Basis-Strecke eines zusatzliehen Transistors ersetzt, wobei dessen Emitter an der Verbindung der Basen der beiden Spiegeltransistoren und dessen Kollektor an Masse liegt. Um die Verstärkungseinstellung der Gesamtanordnung durch eine einfache externe Kurzschluß- oder

Widerstandsbeschaltung zu ermöglichen, wird der Mitkopplungswiderstand zwischen der Versorgungsleitung und dem Ausgang des Vorverstärkers durch zwei in Reihe geschaltete Widerstände ersetzt, wobei der Verbindungspunkt der beiden Widerstände herausgeführt ist.

Durch den Anschluß eines externen Widerstandsbauelementes zwischen der Versorgungsleitung und dem genannten Verbindungspunkt ist eine Veränderbarkeit der Verstärkung erreicht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Beispielen näher erläutert werden· Es zeigen:

Pig· 1 die GrundSchaltung der Schaltungsanordnung Pig· 2 zeigt eine erweiterte Grundschaltung·

Nach Pig· 1 ist das Ausgangssignal des mit einem Stromausgang ausgestatteten Vorverstärkers 1, der über die Verbindungsleitung 2 an die Versorgungsleitung 3 und mit der Verbindungsleitung 4 über die Konstantstromquelle 5 an die Masse 6 geführt ist, auf den Knotenpunkt 7 geschaltet« Der Mitkopplungswiderstand 8 ist zwischen den Knotenpunkt 7 und die Versorgungsleitung 3 gekleaat. Der npn-Transistor 9, angeordnet als Referenzelement des Stronspiegels 10, dessen Kollektor 11 und dessen Basis 12 mit dem Knotenpunkt 7 verbunden sind, ist mit dem Emitter 13 an die Masse 6 geführt. Der Emitter 14 des npn-Transistors 15 des Stromspiegels 10 ist an Masse 6, dessen Basis 16 ist an die Basis 12 des npn-Transistors 9 und über die Kurzschlußleitung auf den Knotenpunkt 7 geschaltet. Der Kollektor 17 des npn-Transistors 15 ist auf den Ansteuerungspunkt 18 des Endverstärkers 19 geführt, der über die Verbindungsleitung 20 mit der Masse 6 verbunden ist. Der Ausgang des Endverstärkers 19 ist über die Verbindungsleitung 21 an die Versorgungsleitung 3 geklemmt. Der Eingang des Endverstärkers 19 ist mit dem Ansteuerungspunkt 18 und über den Widerstand 22, als Arbeitswiderstand des Vorverstärkers 1, mit der Versorgungsleitung 3 verbunden·

Der Widerstand 23 ist von der Versorgungsleitung 3 auf den Abgriff 24 geschaltet, der über den Widerstand 25 mit dem Knotenpunkt 26 verbunden ist. Der Kollektor 27 des npn-Transistors 28, als Referenzelement des Stromspiegels 29, an den die Basis 30 des npn-Transistora 28 geklemmt ist und dessen Emitter 31 an die Hasse 6 geführt ist, ist auf den Knotenpunkt 26 geschaltet. Die Basis 32 des npn-Transistors 33 ist mit der Basis 30 des npn-Transistors 28, der Emitter 34 des npn-Transistors 33 ist mit der Masse 6 und dessen Kollektor 35 ist mit dem Knotenpunkt 36 verbunden. Der Kollektor 37 und über die Kurzschlußstrecke die Basis 38 des pnp-Transistors 39» als Referenzelement des Stromspiegels 40, sind auf den Knotenpunkt 36 geschaltet· Der Emitter 41 des pnp-Transistors 39 ist an die Versorgungsleitung 3 und die Basis 42 des pnp-Transistors 43 vom Stronspiegel 40 ist an die Basis 38 des pnp-Transistors 39 geklemmt. Der Emitter 44 des pnp-Transistors 43 ist mit der Versorgungsleitung 3 und dessen Kollektor 45 mit dem Ansteuerungspunkt 18 des Endverstärkers 19 verbunden. Der Kondensator 46 ist ѵош Abgriff 24 auf die Masse 6 gelegt. Der Abgriff 24 ist über die Verbindungsleitung 47 mit dem Vorverstärker 1 verbunden.

Die Anschlußklemmen 48 und 49 sind für die Zuführung des Singangssignals ana Vorverstärker 1 angeordnet. Der Anschlußpunkt 50 der Versorgungsleitung 3 ist über den Lastwiderstand 51 auf den Knotenpunkt 52 geführt, von dem in Parallelschaltung der Kondensator 53 und die Speisestromquelle 54 an Masse 6 geschaltet sind· Nach Figur 2 sind in Erweiterung der Schaltungsanordnung nach Figur 1 der Emitter 13 über den Widerstand 55, der Emitter 14 über den Widerstand 56, der Emitter 31 über den V/iderstand 57 und der Emitter 34 über den Widerstand 58 an die Masse 6, der Emitter 41 über den Widerstand 59 und der Emitter 44 über den V/iderstand 60 an die Versorgungsleitung 3 geklemmt· Zwischen dem Knotenpunkt 36 und der Verbindung der Basen 38 und 42 ist anstelle der Kurzschlußstrecke die Basis-Emitter-Strecke des pnp-Transistors 61, dessen Basis 62 aa Knotenpunkt 36 liegt, und zwischen dem Knotenpunkt 36 und der blasse 6 ist die Basis-Kollektor-otrecke des pnp-Transistors 61 geschaltet. Statt des Uitkopplungswi-

derstandes 8 sind von der Versorgungsleitung 3 zv/ei Widerstände 63 und 64 in Reihe auf den Knotenpunkt 7 geführt, zwischen denen der Verbindungspunkt 65 mit dem Abgriff 66 liegt, so daß eine externe Kurzschluß- oder Widerstandsbeschaltung vom Anschlußpunkt 50 auf den Abgriff 66 möglich ist·

Claims (2)

Erfind ungsansprüche

1« Schaltungsanordnung für integrierte Verstärker der Zweidrahttechnik unter Verwendung komplementärer Stromspiegel, bei denen das Ausgangssignal eines Endverstärkers, das der Speisespannung direkt überlagert ist, über ein Netzwerk auf einen internen Punkt des Verstärkers geschaltet ist, wobei zur Gleichstrorakompensation ein Spannungsteiler, der an der Versorgungsleitung liegt und aus zwei Widerständen besteht, wobei parallel zum zweiten Widerstand ein Kondensator gegen Masse geschaltet ist, auf einen ersten Stromspiegel geführt ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Abgriff (24) des Spannungsteilers (23; 25) mit dem Vorverstärker (1) verbunden ist, der Ausgang des Vorverstärkers (1) über einen zweiten Stromspiegel (10), dessen Eingang über einen Mitkopplungswiderstand (8) an der Versorgungsleitung (3) liegt, mit dem Ausgang des komplementären Stromopiegels (40) auf den Eingang des Endverstärkers (19) geschaltet ist, wobei der Eingang des komplementären Stromspiegels (40) mit detn Ausgang des ersten Stromspiegels (29) verbunden ist und zusätzlich ein Widerstand (22) zwischen dem Eingang des Endverstärkers (19) und der Versorgungsleitung (3) liegt.

2, Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Emitter des ersten und zweiten Strotnspiegels (29; 10) über je einen Widerstand (57; 58; 55; 56) mit Masse und die Emitter des komplementären Stromspiegels (40) über je einen Widerstand (59; 60) mit der Versorgungsleitung (3) verbunden sind und der Mitkopplungswiderstand (8) durch die Serienschaltung zweier Widerstände (63; 64) realisiert ist; deren Verbindungspunkt (65) getrennt herausgeführt ist.

Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kollektor-Basis-Strecke des Eingangstransistors (39) des komplementären Stromspiegel3 (40) die Basis-Smitter-Strecke eines Transistors (62), dessen Kollektor an Masse liegt, parallelgeschaltet ist, so daß der Ausgang

des ersten Stromspiegels (29) mit der Basis des Transistors (62) und dem Kollektor des Singangstransistors (39) verbunden ist.

fiierzu__c5__„Seiten Zeichnungen