DE1108740B

DE1108740B - Arrangement to avoid overdriving a microphone amplifier equipped with transistors

Info

Publication number: DE1108740B
Application number: DES54145A
Authority: DE
Inventors: Klaus Bahr; Dipl-Ing Werner Herlitz
Original assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Current assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Priority date: 1957-07-03
Filing date: 1957-07-03
Publication date: 1961-06-15

Description

Anordnung zum Vermeiden der Übersteuerung eines mit Transistoren bestückten Mikrophonverstärkers Bei Verstärkern besteht die Aufgabe, die Aussteuerung so zu wählen, daß eine Übersteuerung vermieden wird. Bekannt ist, die Aussteuerung mit einem Instrument zu überwachen oder eine Glimmlampe an entsprechender Stelle des Verstärkers vorzusehen, die durch ihr Aufleuchten die Grenze der zulässigen Aussteuerung anzeigt. Es ist auch möglich, eine automatische Verstärkungsregelung nach Art der Dynamikregelung zur Begrenzung der Aussteuerung einzuführen. Schließlich ist es bekannt, den Verstärkungsgrad und damit die Aussteuerung folgender Stufen durch eine Strom- oder Spannungsgegenkopplung in gewünschten Grenzen zu halten.Arrangement to avoid overloading a transistor equipped Microphone amplifiers The task of amplifiers is to control the level choose to avoid overdriving. What is known is the level control with to monitor an instrument or a glow lamp at the appropriate point of the Amplifier should be provided, which by lighting up the limit of the permissible level indicates. It is also possible to use an automatic gain control of the type Introduce dynamic control to limit the modulation. After all it is known, the gain and thus the control of the following stages to keep a current or voltage negative feedback within the desired limits.

Die beiden erstgenannten Verfahren liefern nur eine optische Anzeige für die Aussteuerung; die Regelung des Verstärkungsgrades muß von Hand erfolgen. Darüber hinaus scheidet die Überwachung eines mit Transistoren bestückten Verstärkers durch ein Instrument wegen der begrenzten Raumverhältnisse und dem hohen Aufwand aus. Für die Zündung von Glimmlampen als Aussteuerungskontrolle reichen auch die in Transistorverstärkern direkt zur Verfügung stehenden Spannungen nicht aus. Die weiterhin genannten automatisch wirkenden Verfahren haben den Nachteil, auch kleine Spannungen zu schwächen, und erfordern besondere Maßnahmen zur Vermeidung einer Selbsterregung der Schaltung.The first two methods only provide a visual indication for the control; the gain control must be done manually. In addition, the monitoring of an amplifier equipped with transistors is different by an instrument because of the limited space and the high effort the end. They are also sufficient for igniting glow lamps as level control voltages directly available in transistor amplifiers are not excluded. the also mentioned automatically acting methods have the disadvantage, even small ones Tensions weaken, and require special measures to avoid one Self-excitation of the circuit.

Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Verminderung des Anodenstromverbrauchs einer Verstärkerstufe bekannt, bei der ein Teil der auf den Gitterkreis der Verstärkerröhre zu übertragenden Eingangsenergie gleichgerichtet und zur Regelung der Gittervorspannung derart benutzt wird, daß mit zunehmender Amplitude des Eingangswechselstroms die negative Gittervorspannung jeweils so verringert wird, daß die Röhre nicht übersteuert wird.It is also a circuit arrangement for reducing the anode power consumption an amplifier stage known in which a part of the grid circle of the amplifier tube to be transmitted input energy rectified and to regulate the grid bias is used in such a way that as the amplitude of the input alternating current increases, the negative grid bias is reduced so that the tube is not overloaded will.

Der Erfindung dagegen liegt die Aufgabe zugrunde, Übersteuerungen eines mehrstufigen Mikrophonverstärkers, dessen erste Stufe einen Transistor in Emitterschaltung enthält, zu vermeiden. Benutzt wird die an sich bekannte Maßnahme, eine von der Signaleingangsspannung abgeleitete Gleichspannung der Basisvorspannung entgegenzuschalten. Dies wird dadurch erreicht, daß parallel zum Signaleingang die Reihenschaltung eines Gleichrichters und eines RC-Gliedes liegt, dessen Widerstand zugleich emitterseitiger Teil des Basisspannungsteilers ist, der über einen Widerstand mit der Basis des Transistors verbunden ist. Die Erfindung schlägt damit Maßnahmen vor, die in der ersten Stufe wirksam werden, für die an sich die Gefahr einer Übersteuerung nicht besteht.The invention, however, is based on the object of overriding a multi-stage microphone amplifier, the first stage of which has a transistor in Containing emitter circuit, avoid. The measure known per se is used, a DC voltage of the base bias voltage derived from the signal input voltage to counteract. This is achieved in that parallel to the signal input the Series connection of a rectifier and an RC element is located, the resistance of which is also the emitter-side part of the base voltage divider, which is via a resistor is connected to the base of the transistor. The invention thus proposes measures before, which take effect in the first stage, for which there is inherently the risk of overloading does not exist.

Die Einzelheiten der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel erläutert: Der Transistor Trs stellt die Eingangsstufe dar. An den Buchsen B 1 und B 2 wird die Signalspannung vom Mikrophon zugeführt. Über den Kondensator C 1 gelangt sie zur Basis des Transistors. Parallel zu den Buchsen B 1, B 2 liegt nun erfindungsgemäß ein Gleichrichter Gl, vorzugsweise eine Germanium-Diode, entsprechender Kennlinie. Als Arbeitswiderstand des Gleichrichters wirkt der Widerstand R 1, Ladekondensator ist C 2. Die am Spannungsteiler R 1, R 2 erzeugte Vorspannung wird der Basis des Transistors über den Widerstand R 3 zugeführt. Im Kollektorkreis liegt ein übertrager ü, über den die verstärkte Signalspannung zur nächsten Stufe übertragen wird.The details of the invention are explained using an exemplary embodiment: The transistor Trs represents the input stage. The signal voltage from the microphone is fed to the sockets B 1 and B 2. It reaches the base of the transistor via the capacitor C 1. According to the invention, a rectifier G1, preferably a germanium diode, with a corresponding characteristic is now parallel to the sockets B 1, B 2. The resistor R 1 acts as the working resistance of the rectifier, the charging capacitor is C 2. The bias voltage generated at the voltage divider R 1, R 2 is fed to the base of the transistor via the resistor R 3. A transformer ü is located in the collector circuit, via which the amplified signal voltage is transmitted to the next stage.

Beim Eintreffen kleiner Signalspannungen stellt der Gleichrichter Gl einen großen Widerstand dar, so daß der Arbeitspunkt des Transistors nur durch die Spannungsteilung zwischen R 1 und R 2 bestimmt ist. Bei steigender Signalspannung wird der Gleichrichter zunehmend leitend; es entsteht an dem Widerstand R 1 des Spannungsteilers eine Gleichspannung, die dem Anteil der festen Speisespannung an diesem Widerstand entgegenwirkt. Der Potentialunterschied zwischen Basis und Emitter wird kleiner, d. h., der Arbeitspunkt des Transistors verschiebt sich zu kleinen Kollektorströmen hin. Das bedeutet eine Abnahme der am Übertrager Ü auftretenden Kollektorwechsel- Spannung bzw. eine Abnahme der Verstärkerwirkung des Transistors. In erprobten Anordnungen nach der Erfindung kann bei entsprechender Dimensionierung der Schaltung die Signaleingangsspannung der ersten Stufe doppelt so groß werden wie ohne diese Regelschaltung, bevor Verzerrungen in einer nachfolgenden Stufe auftreten.When small signal voltages arrive, the rectifier provides Gl represents a large resistance, so that the operating point of the transistor only through the voltage division between R 1 and R 2 is determined. With increasing signal voltage the rectifier becomes increasingly conductive; it arises at the resistor R 1 of the Voltage divider a DC voltage that corresponds to the proportion of the fixed supply voltage counteracts this resistance. The potential difference between base and emitter gets smaller, d. that is, the operating point of the transistor shifts too small Collector currents. This means a decrease in those occurring at the transformer Ü Collector change Tension or a decrease in the reinforcement effect of the transistor. In tested arrangements according to the invention can with appropriate Dimensioning of the circuit doubles the signal input voltage of the first stage will be as large as without this control circuit before distortion in a subsequent one Level occur.

Die erfindungsgemäße Verstärkungsregelung kann in besonders wirksamer Weise bei Verwendung eines Kohlemikrophons gesteigert werden, wenn die Mikrophonspeisung so erfolgt, daß die gleichgerichtete Signalspannung der Mikrophonspeisespannung entgegenwirkt. In der Schaltung ist nämlich der Pluspol der Speisespannungsquelle direkt an die Buchse B 2 geführt, während der Pol B 1 des Mikrophons über den Begrenzergleichrichter GZ an den Verbindungspunkt der Widerstände R 1 und R 2 gelegt ist, die als Spannungsteiler an der Speisespannung liegen. Als Mikrophonspeisespannung wirkt dann der am Widerstand R 1 bzw. an den Eingangsklemmen B 1, B 2 auftretende Spannungsabfall. Beim Besprechen des Mikrophons mit großer Lautstärke tritt nun an dem Widerstand R 1, wie oben beschrieben, eine Richtspannung auf, die den Gleichspannungsabfall an diesem Widerstand vermindert. Die wirksame Mikrophonspeisespannung nimmt daher ab, so daß die entstehenden Wechselspannungsamplituden ebenfalls vermindert werden.The gain control according to the invention can be increased in a particularly effective manner when using a carbon microphone if the microphone feed is carried out in such a way that the rectified signal voltage counteracts the microphone feed voltage. In the circuit, the positive pole of the supply voltage source is connected directly to socket B 2 , while pole B 1 of the microphone is connected via the limiter rectifier GZ to the junction of resistors R 1 and R 2, which are connected to the supply voltage as a voltage divider. The voltage drop occurring at resistor R 1 or at input terminals B 1, B 2 then acts as the microphone supply voltage. When discussing the microphone at a high volume, a directional voltage occurs at resistor R 1, as described above, which reduces the DC voltage drop across this resistor. The effective microphone supply voltage therefore decreases, so that the resulting alternating voltage amplitudes are also reduced.

Eine übersteuerung des Mikrophonverstärkers wird in dieser Anordnung auf doppelte Weise vermieden; einerseits wird die Verstärkung der ersten Transistorstufe durch Verschiebung des Arbeitspunktes herabgesetzt, andererseits wird durch Regelung der Mikrophonspeisespannung die Amplitude der Mikrophonwechselspannung im Entstehen vermindert.An overdrive of the microphone amplifier is possible in this arrangement avoided in two ways; on the one hand, the gain of the first transistor stage is reduced by shifting the operating point; on the other hand, by regulation the microphone supply voltage is the amplitude of the microphone alternating voltage in the process of being generated reduced.

Bemerkenswert ist der geringe Mehraufwand nur eines Gleichrichters. Gegenüber bekannten Regelschaltungen ist hervorzuheben, daß die Regelung sofort und direkt im Verstärkereingang wirksam wird.Noteworthy is the small additional cost of just one rectifier. Compared to known control circuits, it should be emphasized that the control is immediate and takes effect directly in the amplifier input.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement to avoid overdriving a multi-stage microphone amplifier, the first stage of which contains a transistor in an emitter circuit, by shifting the operating point of this stage by switching a DC voltage derived from the signal input voltage opposite to the base bias voltage, characterized in that - parallel to the signal input the A rectifier and an RC element are connected in series, the resistor (R 1) of which is also the emitter-side part of the base voltage divider (R 1, R 2), which is connected to the base of the transistor via a resistor (R 3).

2. Amplifier stage according to claim 1 for a carbon microphone, characterized in that the input terminals (B 1, B 2) occurring DC voltage is also the microphone supply voltage. Into consideration printed publications: German Patent Specifications No. 574 457, 670102; R. F. Shea, "Transistor Circuit Engineering", 1957, pp. 370 and 371; Proe. of the IRE, 1955, September-H., P. 1124.