DE1188659B - Vorstufenschaltung fuer Gegentaktleistungsverstaerker mit Transistoren - Google Patents

Description

• Vorstufenschaltung für Gegentaktleistungsverstärker mit Transistoren Gegenstand des Hauptpatents ist eine Vorstufenschaltung für Gegentaktleistungsverstärker mit Transistoren für A- oder B-Betrieb, bei der die Vorstufe aus einem zweistufigen, über einen Vorübertrager gegenphasig gespeisten Gegentaktverstärker besteht, der mit der Gegentaktendstufe galvanisch niederohmig gekoppelt ist, derart, daß die der Gegentaktendstufe zugekehrte Gegentaktvorstufe als Kollektor-Basis-Schaltung und die eingangsseitige Gegentaktvorstufe als Emitter-Basis-Schaltung ausgebildet ist und bei der die gegenphasig arbeitenden Verstärkerzüge der Vorstufenschaltung je- für sich gleich- und wechselstromgegengekoppelt sind, und wobei je eine wechselseitige Mitkopplung vom Ausgang der Kollektor-Basis-Stufe des einen Verstärkerzuges zum Eingang der Emitter-Basis-Stufe des anderen, gegenüberliegenden Verstärkerzuges vorhanden ist.
• Es ist bekannt, daß ein entsprechend gegengekoppelter Verstärker versucht, die Spannung an seinem Ausgang bei jedem Abschlußwiderstand aufrechtzuerhalten. Bei einem Kurzschluß am Ausgang steigt deshalb der Strom der Endstufe so stark an, daß dies bei Transistorverstärkern eine sofortige Zerstörung der Endstufentransistoren zur Folge haben kann. Um dies zu verhindern, werden normalerweise Emitterwiderstände in der Endstufe verwendet, die jedoch ein einwandfreies Arbeiten einer Endstufe im B-Betrieb bei großem Aussteuerungspegel verhindern.
• Eine andere Möglichkeit, den Kurzschluß am Ausgang der Endstufe unschädlich zu machen, besteht darin, von der Ausgangsspannung des Verstärkers eine Gleichspannung abzuleiten, die den Arbeitspunkt einer vorhergehenden Stufe im Kurzschlußfall so verändert, daß die Verstärkung der Endstufe stark vermindert wird. Diese Maßnahme hat den Nachteil, daß der erforderliche Aufwand relativ groß ist und daß durch die Verwendung einer abgeleiteten Gleichspannung eine unerwünschte Zeitkonstante vorhanden ist.
• Für die dem Hauptpatent zugrunde liegende Vorstufenschaltung mit gleichspannungsgekoppelten Stufen und einer Gegenkopplung vom Ausgang der Endstufe auf den Vorstufeneingang ist ohne besonderen Aufwand eine wirksame Maßnahme zur Strombegrenzung der Endtransistoren möglich, wodurch außerdem die angeführten Nachteile anderer Lösungen vermieden werden.
• Gemäß der Erfindung erfolgt die Strombegrenzung der Endtransistoren durch eine Spannungsbegrenzung in einer Vorstufe (Treiberstufe), indem in jedem der beiden Kollektorkreise der in Kolelktor-Basis-Schaltung ausgeführten Gegentaktvorstufe (Treiberstufe) ein vorzugsweise einstellbarer Begrenzungswiderstand solcher Bemessung eingeschaltet ist, daß die bei einem Dauerkurzschluß auftretende Temperaturerhöhung oder der kurzzeitige Kurzschlußstrom bis zum Auslösen einer Sicherung in zulässigen Grenzen gehalten wird.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die beiden Begrenzungswiderstände durch einen zwischen dem Verbindungspunkt der Kollektorelektroden der Kollektor-Basis-Stufen und der Stromversorgungsquelle angeordneten Begrenzungswiderstand ersetzt werden.
• Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß die Strombegrenzung praktisch trägheitslos einsetzt. was voraussetzt, daß den Begrenzungswiderständen kein Kondensator parallel geschaltet ist, der infolge der dadurch entstehenden Zeitkonstante eine die Begrenzung eines Kurzschlußstromes verzögerndeWirkung hervorrufen würde.
• Die Erfindung wird in Anwendung auf den Gegentaktverstärker des Hauptpatents an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
• Die Figur entspricht im Prinzip der in F i g. 1 bzw. 2 des Hauptpatents dargestellten Schaltung. Die Vorstufenschaltung besteht aus der mit dem Übertrager ü 1 verbundenen ersten Stufe in Emitter-Basis-Schaltung mit den Transistoren Trl und Tr2. Der zweite Teil der Vorstufenschaltung, welche die Spannungsbegrenzung enthält, ist mit den Transistoren Tr3 und Tr4 als Kollektor-Basis-Schaltung ausgebildet. Die Transistoren Tr 5 und Tr 6 bilden die Gegentaktendstufe, die auf den Übertrager Ü2 arbeiten und deren Strom im Falle eines kurzzeitigen oder eines dauernden Kurzschlusses so begrenzt wird, daß die Endtransistoren Tr 5 und Tr 6 nicht zerstört werden. Der Verstärker ist mit einer Gegenkopplung ausgerüstet, die vom Ausgang des Übertragers 02 über die Kondensatoren Ck 1 und Ck 2 auf den Eingang der Vorstufe zurückführt. In der Gegenkopplungsschleife ist noch ein in der Zeichnung nicht dargestellter Spannungsteiler vorgesehen.
• Die Spannungsbegrenzung in der Vorstufe erfolgt durch den einstellbaren Widerstand RB, der in der den Transistoren Tr 3 und Tr 4 gemeinsamen Kollektorleitung angeordnet ist. Die Wirkungsweise der Schaltung wird nachfolgend beschrieben: In einem der Schaltung nach der Zeichnung entsprechenden Ersatzschaltbild erscheint der dynamische Eingangswiderstand beider Verstärkerzüge der Endstufe mit den Transistoren Tr5 und Tr6 parallel zu den Emitterwiderständen Ral und Rat (Arbeitswiderstände) der zweiten Vorstufe. Bei normalen Betriebsbedingungen ist jeder dieser beiden Eingangswiderstände groß gegenüber den Emitterwiderständen, und der Strom der Endstufe wird ausschließlich von deren Aussteuerung bestimmt. Der erforderliche Basisstrom steht auch bei sehr hoher Aussteuerung der Endstufe unbegrenzt zur Verfügung. Andern sich jedoch die Betriebsbedingungen und wird der Eingangswiderstand der Endstufe, wie es bei einem ausgangsseitigen Kurzschluß eintritt, klein gegen den Emitterwiderstand Ra l bzw. Ra 2, der die Steuerspannung liefert, so wird die Vorstufe, bedingt durch die Gegenkopplung über den Kondensator Ck 1 bzw. Ck2, so stark ausgesteuert, bis die Kollektor-Emitter-Spannung des Vorstufentransistors Tr 3 bzw. Tr 4 auf den Wert der Restspannung abgesunken ist. Die Betriebsspannung Ub teilt sich in diesem Zustand im wesentlichen auf die im Kollektor-Emitter-Kreis liegenden Widerstände Ra 1 bzw. Ra 2 (Arbeitswiderstände) und den Begrenzungswiderstand RB. Von da ab kann der Kollektorstrom nicht weiter ansteigen. Der nun fließende Steuerstrom wird ausschließlich durch die Reihenschaltung vom Kollektorwiderstand RB und Eingangswiderstand der Endstufe bestimmt. Die Größe dieses Stromes, der praktisch den Basis-Strom der Endstufe darstellt, kann durch die Größe des Kollektorwiderstandes RB bestimmt werden. Durch diese Begrenzung des Basisstromes der Endstufe tritt eine Strombegrenzung im Ausgangskreis ein, und es wird eine unmittelbare Zerstörung der Endstufentransistoren vermieden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorstufenschaltung für Gegentaktleistungsverstärker mit Transistoren für A- oder B-Betrieb, bei der die Vorstufe aus einem zweistufigen, über einen Vorübertrager gegenphasig gespeisten Gegentaktverstärker besteht, der vom Ausgangsübertrager einer nachfolgenden Gegentaktendstufe über Kondensatoren gegengekoppelt ist und der mit der Gegentaktendstufe galvanisch niederohmig derart verbunden ist, daß die der Gegentaktendstufe zugekehrte Gegentaktvorstufe als Kollektor-Basis-Schaltung und die eingangsseitige Gegentaktvorstufe als Emitter-Basis-Schaltung ausgebildet ist und bei der die gegenphasig arbeitenden Verstärkerzüge der Vorstufenschaltung je für sich gleich- und wechselstromgegengekoppelt sind und wobei je eine wechselseitige Mitkopplung vom Ausgang der Kollektor-Basis-Stufe des einen Verstärkerzuges zum Eingang der Emitter-Basis-Stufe des anderen, gegenüberliegenden Verstärkerzuges vorhanden ist, nach Patent 1166 833, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß in jedem der beiden Kollektorkreise der in Kollektor-Basis-Schaltung ausgeführten Gegentaktvorstufe (Treiberstufe) ein vorzugsweise einstellbarer Begrenzungswiderstand solcher Bemessung vorgesehen ist, daß die bei einem Dauerkurzschluß auftretende Temperaturerhöhung oder der kurzzeitige Kurzschlußstrom bis zum Auslösen einer Sicherung in zulässigen Grenzen gehalten wird.
2. 2. Vorstufenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Begrenzungswiderstände durch einen zwischen dem Verbindungspunkt der Kollektorelektroden der Kollektor-Basis-Stufen und der Stromversorgungsquelle angeordneten Begrenzungswiderstand ersetzt sind.