DD230972A1

DD230972A1 - Leistungsendstufe in gegentaktschaltung

Info

Publication number: DD230972A1
Application number: DD25392983A
Authority: DD
Inventors: Ortwin Kral
Original assignee: Ortwin Kral
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1985-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltung einer Gegentaktendstufe, die durch einen Operationsverstaerker angesteuert wird. Mit der erfindungsgemaessen Schaltung soll ein oekonomischer Aufbau eines Leistungsverstaerkers mit guten Uebertragungseigenschaften erzielt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung anzugeben, in der durch einen Operationsverstaerker angesteuerte Endstufentransistoren gleichen Leitungstyps ohne Phasenumkehrstufe einsetzbar sind. Erfindungsgemaess wird die Basis eines der beiden Endstufentransistoren ueber einen Koppelkondensator mit dem positiven Potential der Betriebsspannungsquelle des Operationsverstaerkers verbunden, waehrend eine zweite Betriebsspannungsquelle die Endstufentransistoren zwischen ihrem gemeinsamen Emitter und dem Mittelabgriff der Primaerseite des Ausgangsuebertragers speist. Die Erfindung ist in elektroakustischen Verstaerkeranlagen einsetzbar. Figur

Description

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Leistungsendstufe in Gegentaktschaltung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft, eine Schaltung einer Gegentaktendstufe, die durch einen. Operationsverstärker angesteuert wird, insbesondere für Leistungsverstärker in elektroakustischen Anlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Der Gegentakt-3-Verstärker ist auf Grund seines günstigen Wirkungsgrades gegenüber dem Eintakt-A-Terstarker der gegenwärtig meist verwendete Leistungsverstärkertyp. Als Yortreiber können integrierte Operationsverstärker zum Einsatz kommen.

Bei komplementärer Endstufe sind verschiedene Schaltungsvarianten zur Ansteuerung der Endstufe durch einen Operationsverstärker bekannt-. In der DE - AS 24 04 015 ist eine Komplementär-Leistungsendstufe mit swei Transistoren in Gegentaktschaltung angegeben, die durch einen Operationsverstärker angesteuert wird. Die DE - AS 24 29 848 enthält die Beschreibung einer Gegentaktendstufe für einen Operationsverstärker, die aus zwei jeweils komplementären Stufen aufgebaut, ist. Beide Schaltungen bedingen den Einsatz komplementärer Endstufentransistoren, Geeignete Komplementärtransistoren stehen aber für entsprechend hohe Leistungen nur eingeschränkt zur Verfugung. Zudem steht einer Integration der Endstufe bei komplementären Transistoren entgegen, daß diese in Halbleiterblocktechnik mit gleichen Kennlinien schwer herstellbar sind·

Werden in der Endstufe Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps eingesetzt, sind zur Ansteuerung im allgemeinen zwei gegenphasige Steuerspannungen erforderlich. In "Analoge Schaltungen'* von G. Kurz, Berlin 1980,S.153/154, ist eine Schaltung angegeben, bei der eine zur ersten SteuerSpannung gegenphasige zweite Steuerspannung durch Zwischenschaltung einer Phasendrehstufe gewonnen wird, wodurch die Verwendung von Transistoren gleichen.Typs in der Endstufe möglich ist. Nachteilig an dieser Schaltung ist die Steuerung der Endstufentransistoren aus Quellen unterschiedlichen Innenwiderstandes, wodurch die Bereitstellung von zwei in der Amplitude gleichen und 180°" ge- geneinander verschobenen Steuerspannungen erschwert: wird. Bei großer Aussteuerung sind erhebliche nichtlineare Verzerrungen die Folge.

Es ist auch ein Schaltungsprinzip unter dem Begriff "Quasikonrplementärendstufe" bekannt, bei dem die Endstufentrahsistoren gleichen Leitfähigkeitstyps, unter' Vermeidung einer Phasendrehstufe, durch komplementäre Transistoren angesteuert werden und mit diesen jeweils zueinander komplementäre Darlingtonstufen bilden. Nachteilig ist der zusätzliche Aufwand durch die komplementären Transistoren in der Treiberstufe der Darlingtonschaltungen. Dieses Schaltungsprinzip wird auch in integrierten iO¹-Leistungsverstärkern kleiner und mittlerer Leistung angewandt, z.B* im A 211 D, wie aus der vom Hersteller ver-. off entlichten Innenschaltung zzu. entnehmen ist. Die Abgabe großer Leistungen bleibt jedoch diskret ausgeführten Endstufen vorbehalten, wobei eine ökonomische Schaltungstechnologie durch den Einsatz integrierter Operationsverstärker in der -Treiberstufe möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist der ökonomische Aufbau eines Leistungsverstärkers mit guten Übertragungseigenschaften.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt; die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für eine Gegentaktendstufe eines Leistungsverstärkers anzugeben, welche durch einen Operationsverstärker angesteuert wird und in der zwei Transistoren gleichen Leitungstyps ohne Phasenumkehrstufe eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Basis des Endstufentransistors, der nicht: direkt; vom Ausgang des Operationsverstärkers angesteuert wird, über einen Koppelkondensator mit dem positiven Potential der Betriebsspannungsquelle des Operationsverstärkers verbunden ist' und eine zweite Betriebsspannungsquelle die Endstufentransistoren zwischen ihrem gemeinsamen Emitter und dem Mittelabgriff der Primärseite des Ausgangsübertragers speist.

Zur Linearisierung des Frequenzganges der Schaltung einschließlich dem Ausgangsübertrager dient,'entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung, eine Gegenkopplung vom Ausgangsübertrager zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers, deren Stromkreis durch einen den Minuspol der zweiten Betriebsspannungsquelle und den 'Minuspol der Betriebsspannungsquelle des Operationsverstärkers überbrückenden Widerstand geschlossen wird. Eine zweckmäßige Spezifizierung der Erfindung ist nachstehender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit zugehöriger Figur zu entnehmen«

Ausführungsbeispiel

Die in der Figur dargestellte Schaltung enthält einen Operationsverstärker OY, dem eine einstufige Gegentaktendstuf e mit den Transistoren T- und T₉ nachgeschaltet ist, welche einen Ausgangsübertrager ansteuert, der sekundär— seitig durch den Lautsprecher einer elektroakustischen Anlage belastet wird.

Die zu verstärkende !^-Spannung U-, wird dem nichtinvertierenden Eingang des integrierten Operationsverstärkers

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07 zugeführt. Der Typ des Operationsverstärkers ist so zu wählen, daß er ausgangsseitig in der Lage ist, den zur Durchsteuerung der Endstufentransistoren T* und Tj_? erforderlichen Basisstrom aufzubringen. Dafür kommen Typen, wie der A 211 D mit integrierter Leistungsendstufe in Betracht. Die Dioden D₁ und D₂ verhindern, daß sich bei Aussteuerung die vor den Endstufentransistoren liegenden Koppelkondensatoren aufladen und die Arbeitspunkte der Endstufe verschieben.

Hervorzuheben ist, daß die Endstufentransistoren vom gleichen Typ sein können und die Endstufe einstufig ausgeführt ist.

Die Basis von T. ist in herkömmlicher Weise über einen Koppelkon'densator mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OV verbunden, während die Basis von Έρ über einen Koppelkondensator mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle U-^₁ des Operationsverstärkers verbunden ist» Je nach Polarität der übertragenen Halbwelle werden abwechselnd T^ und Tu in den aktiven Bereich gesteuert. Eine zweite Betriebsspannungsquelle U™ speist die Endstufe zwischen den zusammengeschalteten Emittern der Transistoren T., und Tv, und dem Mittelabgriff der· Primärseite des Ausgangsübertragers. Die Höhe der Betriebsspannung U-np bestimmt bei gegebenem Lastwiderstand die erreichbare Ausgangsleistung. Der Maximalwert von Ug₂ ist durch die halbe maximal zulässige Kollektor-Eniitterspannung der Transistoren T^ und T₂ gegeben. Der gemeinhin als mangelhaft bekannte Frequenzgang des Ausgangsübertragers wird durch eine Spannungsgegenkopplung wesentlich verbessert. Diese wird durch das RG-Glied zwischen der Sekundärseite des Ausgangsübertragers und dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers erreicht. Mit zunehmender Gegenkopplung sinkt der Klirrfaktor und erhöht sich die Bandbreite, wobei die Schwingneigung der Schaltung eine obere Grenze setzt, die vornehmlich von den Daten des Ausgangsübertragers

abhängt. Gegenkopplungsgrade von 1:20 sind problemlos erreichbar. Durch den Widerstand R.., der den Minuspol ' der zweiten Betriebsspannungsquelle TIg.. des Operationsverstärkers überbrückt, wird der Stromkreis der Gegenkopplung geschlossen« Der untere Grenzwert von R-. wird durch das Maß an zulässiger nichtlinearer Verzerrung, sein oberer Grenzwert durch die Größe des Gegenkopplungswiderstandes bestimmt.

Claims

(57) Die Erfindung betrifft eine Schaltung einer Gegentaktendstufe, die durch einen Operationsverstärker angesteuert wird. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung soll ein ökonomischer Aufbau eines Leistungsverstärkers mit guten Übertragungseigenschaften erzielt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung anzugeben, in der durch einen Operationsverstärker angesteuerte Endstufentransistoren gleichen Leitungstyps ohne Phasenumkehrstufe einsetzbar sind. Erfindungsgemäß wird die Basis eines der beiden Endstufentransistoren über einen Koppelkondensator mit dem positiven Potential der Betriebsspannungsquelle des Operationsverstärkers verbunden, während eine zweite Betriebsspannungsquelle die Endstufentransistoren zwischen ihrem gemeinsamen Emitter und dem Mittelabgriff der Primärseite des Ausgangsübertragers speist. Die Erfindung ist in elektroakustischen Verstärkeranlagen einsetzbar. Figur