DE1487392C

DE1487392C - Power amplifier stage with unbalanced output

Info

Publication number: DE1487392C
Authority: DE
Inventors: Michael Scott Flemington N J Fisher (V St A ) H03f9 00
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Publication date: 1971-04-22

Description

Die Erfindung betrifft cine Leistungsverstärkerstufe mit unsymmetrischem Ausgang, welche eine Reihenschaltung aus einem durch ein Eingangssignal gesteuerten, in Emitterschaltung arbeitenden ersten Transistor, mindestens einen durch diesen gesteuerten, in Basisschaltung arbeitenden zweiten Transistor und einen gemeinsamen Arbeitskreis sowie einen Widerstandsspannungsteiler zur Erzeugung von Basisvorspannungen für die in Reihe geschalteten Transistoren enthält und bei welcher der die Basisspannung des ersten Transistors liefernde Abschnitt des Spannungsteilers ,eine Spannungsstabilisierungsanordnung aufweist, welche eine durch ein spannungsstabilisierendes Bauelement, wie einen Kondensator, überbrückte Reihenschaltung einer in Flußrichtung gepolten Diode mit einem Widerstand enthält, zwischen deren Verbindungspunkt und die Basis des ersten Transistors die Steuerspannung eingekoppelt wird, und bei welcher ferner das Potential am Abgriff zwischen dem Spannungsstabilisierenden Bauelement mit dem anderen Abschnitt des Spannungsteilers auf einen Wert festgelegt ist, bei dem die Summe aus der Spannung am Abgriff und der Momentanspannung am Arbeitswiderstand ausreicht, um bei Steuerung des ersten Transistors in den leitenden Zustand den zweiten Transistor bis in die Sättigung zu steuern.The invention relates to a power amplifier stage with an unbalanced output which is connected in series from a first, which is controlled by an input signal and operates in an emitter circuit Transistor, at least one controlled by this, second transistor working in common base and a common working circuit as well as a Resistance voltage divider for generating base bias voltages for those connected in series Contains transistors and in which the section which supplies the base voltage of the first transistor of the voltage divider, has a voltage stabilizing arrangement, which is a voltage stabilizing Component, such as a capacitor, bridged in series in the direction of flow Contains polarized diode with a resistor between its connection point and the base of the first transistor, the control voltage is coupled, and in which further the potential at Tap between the voltage stabilizing component and the other section of the voltage divider is set to a value at which the sum of the voltage at the tap and the The instantaneous voltage at the load resistor is sufficient to turn the first transistor into the conductive State to control the second transistor to saturation.

Bei einer solchen Schaltung ist der Einfluß des ersten, in Emitterschaltung betriebenen Transistors auf den Frequenzgang und die Linearität der Verstärkung von größerem Einfluß als der zweite Transistor. Für den ersten Transistor sieht man daher einen Leistungstransistor mit hoher Stromverstärkung, beispielsweise einen Germanium-Drifttransistor, mit großem Frequenzbereich vor. Der zweite Transistor kann grundsätzlich ein billigerer Transistor mit kleinerem Stromverstärkungsfaktor sein, wie z. B. ein Germanium-Legierungstransistor. Allerdings ist der Frequenzbereich eines solchen Transistors kleiner als der eines Drifttransistors, so daß der zweite Transistor im oberen Frequenzbereich nicht in den Sättigungszustand ausgesteuert werden kann, so daß die vom Verstärker abgegebene Leistung im oberen Frequenzbereich stark beschnitten wird.In such a circuit, the influence of the first transistor operated in the emitter circuit is has a greater influence on the frequency response and the linearity of the gain than the second transistor. For the first transistor one therefore sees a power transistor with a high current gain, for example a germanium drift transistor with a large frequency range. The second transistor can basically be a cheaper transistor with a smaller current gain factor, such as. B. a Germanium alloy transistor. However, the frequency range of such a transistor is smaller than that of a drift transistor, so that the second transistor does not saturate in the upper frequency range can be controlled so that the power output by the amplifier in the upper Frequency range is severely cut.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung einer Leistungsverstärkerstufe der vorstehend beschriebenen Art, indem auch bei Verwendung eines billigen Legierungstransisiors für den zweiten Transistor ein dem Frequenzverhalten des ersten Transistors entsprechender Übertragungsbereich der Verstärkerstufe erreicht wird, so daß bei praktisch gleichen Kosten der Frequenzgang wesentlich verbessert wird. ,,-,The object of the invention is to improve a power amplifier stage of the above type described by using a cheap alloy transistor for the second transistor, a transmission range of the amplifier stage corresponding to the frequency response of the first transistor is achieved, so that at practically the same cost, the frequency response is significantly improved. ,, -,

Diese Aufgabe wird bei einer Leistungsverstärkerstufe der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß. der zwischen dem Abgriff und dem Anschluß für die Basis des zweiten Transistors liegende Abschnitt des Spannungsteilers mit einem weiteren Kondensator überbrückt ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Impedanz im Basisstromkreis zwischen der Basis des zweiten Transistors und dem Spannungsstabilisierenden Bauelement im oberen Frequenzbereich herabgesetzt wird, so daß ein höherer Basisstrom für den zweiten Transistor fließen kann und dieser trotz seiner geringeren Stromverstärkung in diesem Bereich in die Sättigung gesteuert werden kann und ein höheres Ausgangssignal abgibt. Eine besonders gute Anhebung des oberen Frequenzbereiches erhält man, wenn man dafür sorgt, daß der zweite Transistor noch vor dem ersten Transistor in die Sättigung gesteuert wird. Dies läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung erreichen, indem man den Spannungsteiler so bemißt, daß das Potential am Abgriff vor Erreichen des Sättigungszustandes des ersten Transistors um so viel über das Kollektorpotential des zweiten Transistors hinausgeht, daß dieser in die Sättigung gelangen kann, ίο Die erfindungsgemäße "■ Leistungsverstärkerstufe läßt sich ferner so ausbauen, daß man eine zweite, gleich aufgebaute Leistungsverstärkerstufe vorzieht und den Emitter des ersten Transistors der ersten Stufe mit dem Kollektor des zweiten Transistors der zweiten Stufe verbindet und die Last zwischen diese Verbindung und eine Betriebsspannungsquelle schaltet.In a power amplifier stage of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that. the section of the voltage divider lying between the tap and the connection for the base of the second transistor is bridged with a further capacitor. This reduces the impedance in the base circuit between the base of the second transistor and the voltage stabilizing component in the upper frequency range, so that a higher base current can flow for the second transistor and, despite its lower current gain in this area, it is controlled to saturation can and gives a higher output signal. A particularly good increase in the upper frequency range is obtained if one ensures that the second transistor is driven into saturation before the first transistor. This can be achieved in a further embodiment of the invention by dimensioning the voltage divider so that the potential at the tap before reaching the saturation state of the first transistor goes so much beyond the collector potential of the second transistor that it can reach saturation, ίο Die "■ power amplifier stage according to the invention can also be expanded so that a second, identically constructed power amplifier stage is preferred and the emitter of the first transistor of the first stage is connected to the collector of the second transistor of the second stage and the load is switched between this connection and an operating voltage source.

Die Erfindung ist im folgenden im Rahmen eines Niederfrequenz-Leistungsverstärkers an Hand der Zeichnung erläutert.The invention is described below in the context of a low-frequency power amplifier on the basis of Drawing explained.

Der dargestellte Tonfrequenzverstärker umfaßt (1) ein Paar von Eingangssignal-Verstärkerstufen, die als aktives Verstärkungselement ein Paar von Transistoren 5 und 6 besitzen, (2) eine Treiberstufe mit einem Transistor 7 als aktives Verstärkungselement und (3) einen Gegentakt-Leistungsverstärker mit Eintaktausgang, der ein Paar in Reihe geschalteter Transistoren 8 und 9 in der einen Hälfte und ein Paar von in Reihe geschalteten Transistoren 10 und 11 in der anderen Hälfte aufweist. Die Betriebsströme und -Spannungen werden von einer negativen Versorgungsleitung 15, einer positiven Versorgungsleitung 16 und einer zweiten negativen Versorgungsleitung 17 geliefert. Beispielsweise kann die Leitung 15 im wesentlichen — 44 Volt, die Leitung 16 etwa + 44 Volt und die Leitung 17 etwa —35 Volt führen, jeweils bezogen auf Erde 12 und die übliche Erdleitung 18. Die Leitungen 15, 16 und 18 erhalten ihre Betriebsspannungen von einem geeigneten Netzanschlußteil 19. Wie nachfolgend noch beschrieben wird, ist die negative Versorgungsleitung 17 über ein geeignetes dynamisches Filternetzwerk 20 mit der negativen Versorgungsleitung 15 verbunden.The illustrated audio frequency amplifier comprises (1) a pair of input signal amplifier stages, the have a pair of transistors 5 and 6 as the active gain element, (2) a driver stage with a transistor 7 as an active amplifying element and (3) a push-pull power amplifier Single ended output containing a pair of series-connected transistors 8 and 9 in one half and one Has pair of series-connected transistors 10 and 11 in the other half. The operating currents and voltages are supplied by a negative supply line 15, a positive supply line 16 and a second negative supply line 17 supplied. For example, the line 15 essentially - 44 volts, the line 16 about +44 volts and the line 17 about -35 volts, each related to earth 12 and the usual earth line 18. The lines 15, 16 and 18 received their operating voltages from a suitable mains connection part 19. As described below is, the negative supply line 17 is via a suitable dynamic filter network 20 with the negative supply line 15 connected.

Die Eingangsklemmen 25, 26 des Verstärkers sind an einen Signal-Vorverstärker 70 angeschlossen, der einen Teil eines Empfängers, eines Grammophons oder eines anderen Gerätes bildet, bei dem der Verstärker verwendet ist und der die üblichen Steuereinrichtungen einschließlich eines Lautstärkereglers 71 zur Steuerung des Eingangssignalpegels enthält. Der Vorverstärker ist mit einer abgeschirmten Eingangsklemme 72 versehen, die am Chassis geerdet ist und an eine abgeschirmte Zuführung 73 einer geeigneten Signalquelle angeschlossen werden kann. Die Signale werden von der Eingangsklemme 25 über eine Reihenschaltung aus Eingangswiderstand 23 und Eingangs-Einkopplungskondensator24 an die Basis 22 des Transistors 5 der ersten Stufe geliefert, bei dem es sich um einen pnp-Germanium-Transistor handelt. Die Basis 22 ist über eine Leitung 27 und einen Basiswiderstand 28 bei 12 geerdet.The input terminals 25, 26 of the amplifier are connected to a signal preamplifier 70, the forms part of a receiver, gramophone or other device in which the amplifier is used and the usual control devices including a volume control 71 for controlling the input signal level. The preamplifier comes with a shielded input terminal 72 provided, which is grounded to the chassis and to a shielded lead 73 of a suitable Signal source can be connected. The signals are transferred from the input terminal 25 a series circuit of input resistor 23 and input coupling capacitor 24 to the base 22 of the transistor 5 of the first stage, which is a pnp germanium transistor acts. The base 22 is grounded at 12 via a line 27 and a base resistor 28.

Der Kollektor 30 des Transistors 5 der ersten Stufe ist unmittelbar über eine Leitung 32 an die Basis des Verstärkers 6 der zweiten Stufe angeschlossen, und zwar parallel zur Impedanz eines Kollektorkopplungswiderstandes 33, der zwischen den Kollektor 30 und die negative Versorgungsleitung 17 geschaltet ist. Der Emitter 34 ist über eine Silizium-The collector 30 of the transistor 5 of the first stage is directly via a line 32 to the base of the amplifier 6 of the second stage is connected in parallel with the impedance of a collector coupling resistor 33, which is connected between the collector 30 and the negative supply line 17 is. The emitter 34 is via a silicon

diode 36 zur Spannungsstabilisierimg an die Erde 12 angeschlossen und erhält darüber seine Betriebsspannung. Die Diode 36 liegt in Reihe mit dem Emitterstromkreis des Transistors 5, und ihr genauer Durchlaßspaniiungs-Arbeitspunkt wird durch den Widerstand 35 eingestellt, der zwischen die Kathode 36 und die negative Leitung 17 geschaltet ist.diode 36 for voltage stabilization to earth 12 connected and receives its operating voltage through it. The diode 36 is in series with the Emitter circuit of the transistor 5, and their exact Durchlaßspaniiiungs working point is through the Resistor 35 set, which is connected between the cathode 36 and the negative line 17.

Der Kollektor 38 des Transistors 6 der zweiten Stufe ist über einen Kollektorwiderstand 39 an die negative Leitung 17 angeschlossen, und zur Einstellung der richtigen Spannung am Kollektor ist ein Belastungswiderstand 40 parallel zu einem Filterkondensator 41 zwischen Kollektor und Erde geschaltet. In diesem Falle arbeitet der Transistor 6 als ein Emitterverstärker, und der Signalausgang wird vom Emitter 42 über eine Kopplungsleitung, die einen zwischen den Emitter 42 und die Basis 45 des Transistors 7 der Treiberstufe geschalteten Kopplungskondensator 44 besitzt, abgenommen.The collector 38 of the transistor 6 of the second stage is via a collector resistor 39 to the negative line 17 connected, and to set the correct voltage at the collector is a Load resistor 40 connected in parallel to a filter capacitor 41 between collector and earth. In this case, the transistor 6 works as an emitter amplifier, and the signal output becomes from the emitter 42 via a coupling line, the one between the emitter 42 and the base 45 of the Transistor 7 of the driver stage connected coupling capacitor 44 has, removed.

Ein zwischen dem Emitter 42 der zweiten Verstärkerstufe und der Basis 22 der ersten Verstärkerstufe vorgesehener Rückkopplungskreis enthält einen Widerstand 58, der zwischen dem emitterseitigen • Ende des Widerstandes 43 am Schaltungspunkt 60 und einem Schaltungspunkt 61 auf der zur Basis 22 führenden Leitung 27 angeordnet ist. Man beachte, daß die Vorspannung an der Basis 22 des Transistors 5 durch die Spannung am Emitter 42 des Transistors 6 und durch die relativen Größen der Widerstände 28 und 58 bestimmt wird. Ein Kondensator 148 liegt parallel zum Widerstand 58 und erbringt eine Phasenkorrektur der hohen Frequenzen für optimal hohen Frequenzgang. Der Arbeitspunkt sowohl der ersten als auch der zweiten Verstärkerstufe ist durch die Einführung der Diode 36 in den Emitterkreis des Transistors 5 der ersten Stufe äußerst stabil, so daß in einem großen Umfange eine Gleichstromrückkopplung über den Widerstand 58 erfolgen kann. Die Stabilität ist wesentlich zur Aufrechterhaltung des optimalen Arbeitspunktes für die Transistoren 5 und 6, wodurch sichergestellt wird, daß die Verzerrung durch die Vortreiber- oder Verstärkerstufen bei einem Leistungsverstärker der vorliegenden Art gering ist.One between the emitter 42 of the second amplifier stage and the base 22 of the first amplifier stage provided feedback circuit includes a resistor 58 between the emitter-side • End of resistor 43 at circuit point 60 and a circuit point 61 on the base 22 leading line 27 is arranged. Note that the bias on base 22 of the transistor 5 by the voltage at the emitter 42 of the transistor 6 and by the relative sizes of the resistors 28 and 58 is determined. A capacitor 148 is parallel to resistor 58 and provides a phase correction of the high frequencies for optimally high frequency response. The working point both the first as well as the second amplifier stage is due to the introduction of the diode 36 in the emitter circuit of the transistor 5 of the first stage is extremely stable, so that DC feedback to a large extent can take place via the resistor 58. Stability is essential to maintain it the optimal operating point for the transistors 5 and 6, which ensures that the Distortion from the pre-driver or amplifier stages in a power amplifier of the present invention Is kind of low.

Die zweite Verstärkerstufe 6 ist mit dem Treibertransistor 7 über eine »Schnürsenkek-(bootstrap)-Anordnung verbunden, um die Wechselstrombelastung der zweiten Verstärkerstufe 6 und damit die von dieser erzeugte Verzerrung zu verringern. Tonfrequente Signale treten am Basiswiderstand 46 auf, der zwischen die Basis 45 und Erde 12 geschaltet ist.The second amplifier stage 6 is connected to the driver transistor 7 via a bootstrap arrangement connected to the alternating current load of the second amplifier stage 6 and thus that of this to reduce the distortion generated. Audio frequency signals occur at the base resistor 46, the between the base 45 and earth 12 are connected.

Der Emitterwiderstand 43 liegt zwischen dem Emitter 42 des Transistors 6 und einem Schaltungspunkt 50, der mit dem Emitter 51 des Treibertransistors 7 und mit einem Paar im Emitterkreis liegender Rückkopplungsreihenwiderstände 52 und 53 geringen Widerstandswertes verbunden ist. Der Widerstand 53 ist geerdet. Bei der »Schnürsenkel«-Anordnung ändert sich die Spannung an beiden Enden des Widerstandes 43 gleichsinnig, wodurch sich ein kleiner Signalstromfluß durch diesen ergibt. Der Grund hierfür besteht darin, daß sich die Spannung am Emitter 42 mit dem Signal ändern will und daß sich in gleicher Weise die Spannung am Emitter 51 des Transistors 7 ebenfalls mit dem Signal in gleicher Richtung und etwa mit demselben Amplitudenniveau gegenüber Erde ändert, was durch die starke Gegenkopplung verursacht wird, die an den Emitter des Transistors 7 von den nachfolgenden Stufen geführt wird. Diese Schaltungsanordnung erbringt die Vorteile, daß ein verhältnismäßig großer Gleichstrom durch den Widerstand 43 fließen kann, ohne daß ein zusätzlicher Signal- oder Wechselstrom vom Transistor 6 verlangt wird. Insgesamt ergibt sich daraus, daß der Transistor 6 weniger Signalstrom aufnimmt und hierdurch eine größere Verstärkung und eine verbesserte Linearität ermöglicht.The emitter resistor 43 lies between the emitter 42 of the transistor 6 and a circuit point 50 which connects to the emitter 51 of the driver transistor 7 and with a pair of feedback series resistors 52 and 53 lying in the emitter circuit Resistance value is connected. Resistor 53 is grounded. With the "shoelace" arrangement the voltage at both ends of the resistor 43 changes in the same direction, whereby a smaller one Signal current flow through this results. The reason for this is that the voltage on the Emitter 42 wants to change with the signal and that the voltage at the emitter 51 of the Transistor 7 also with the signal in the same direction and approximately the same amplitude level with respect to earth changes, which is caused by the strong negative feedback that is sent to the emitter of the Transistor 7 is performed by the subsequent stages. This circuit arrangement has the advantages that a relatively large direct current can flow through the resistor 43 without a additional signal or alternating current from transistor 6 is required. Overall, this results in that the transistor 6 takes less signal current and thereby a greater gain and a Enables improved linearity.

ίο Der Ausgangskreis der Treibersture 7 umfaßt einen Belastungswiderstand 62, der zwischen den Kollektor 63 und die negative Versorgungsleitung 17-ges'chaltet ist. Parallel zur Impedanz des Widerstandes 62 liegt die Primärwicklung 64 eines Ausgangskopplungs- oder Treibertransformators 65. Das auf hohem Signalpotential liegende Ende der Primärwicklung 64 ist über eine Leitung 66 mit dem Kollektor 63 verbunden, und das auf niedrigem Potential liegende Ende der Primärwicklung 64 ist über eine Leitung 67 und einen Signal-Ableitkondensator 48 geerdet. Infolgedessen fließt kein nennenswerter Gleichstrom durch die Primärwicklung 64, welcher durch teilweise Sättigung des Kerns des Transformators 65 eine Verzerrung verursachen könnte.The output circuit of the driver circuit 7 comprises a load resistor 62 which is connected between the collector 63 and the negative supply line 17. In parallel with the impedance of the resistor 62 is the primary winding 64 of a Ausgangskopplungs- or drive transformer 65. The end of the primary winding 64 lying at a high signal potential is connected via a conduit 66 to the collector 63, and lying at a low potential end of the primary winding 64 is connected via a Line 67 and a signal bypass capacitor 48 grounded. As a result, no appreciable direct current flows through the primary winding 64, which could cause a distortion by partially saturating the core of the transformer 65.

Der große Gleichstrom-Lastwiderstand 62 im Kollektorkreis des Transistors 7 erbringt über die KoI-lektor-Basis-Rückkopplungsvorspännung einen stabilen Arbeitspunkt, wodurch es sich erübrigt, einen großen, im Nebenschluß liegenden Emitterwiderstand und dessen zugehörige niederfrequente Phasenverschiebung vorzusehen. Die Gleichstrom-Rückkopplung erfolgt über einen Widerstand 47, der zwischen das auf niedrigem Signalpotential liegende Ende der Primärwicklung 64 und die Basis 45 geschaltet ist.The large direct current load resistance 62 in the collector circuit of the transistor 7 produces feedback biasing via the collector-base a stable operating point, which eliminates the need for a large shunted emitter resistance and to provide its associated low-frequency phase shift. The direct current feedback takes place via a resistor 47, which is located between the low signal potential End of the primary winding 64 and the base 45 is connected.

Da der Kollektorstrom des Transistors 7 über den Widerstand 62 fließt, spiegelt die Gleichspannung am Kollektor 63 alle Änderungen im Stromfluß wider, die durch Temperaturänderung od. dgl. hervorgerufen sein könnten. Die Betriebsspannungsanschlüsse über die Widerstände 46 und 47 halten'den Betriebsstrom des Transistors konstant und erbringen dadurch eine Gleichstromstabilisierung. Bei dieser Schaltung ist die Anzahl der für die Gleichstromstabilisierung erforderlichen Bauteile kleiner als bei den bekannten Schaltungen, die ein Paar von Reihenwiderständen und einen zwischengeschalteten Nebenschlußkondensator besitzen, welcher zwischen den Kollektor und die Basis eines Transistors zur Gleichstromstabilisierung geschaltet ist. Der Kondensator erbringt natürlich eine Signalableitung zur Verhinderung einer Wechselstromgegenkopplung. Bei der vorliegenden Schaltung wird der Gleichstrom-Sperrkondensator durch den Kondensator 48 gebildet, der zwischen der auf niedrigem Signalpotential liegenden Seite des Ausgangstransformators und Erde geschaltet ist und der ebenfalls als Signalableitkondensator im Gleichstrom-Rückkopplungskreis arbeite!!; ^?3 Since the collector current of the transistor 7 flows through the resistor 62, the DC voltage at the collector 63 reflects all changes in the current flow that could be caused by a change in temperature or the like. The operating voltage connections via the resistors 46 and 47 keep the operating current of the transistor constant and thereby stabilize the direct current. In this circuit, the number of components required for direct current stabilization is smaller than in the known circuits which have a pair of series resistors and an interposed shunt capacitor which is connected between the collector and the base of a transistor for direct current stabilization. The capacitor naturally derives a signal to prevent alternating current negative feedback. In the present circuit, the DC blocking capacitor is formed by the capacitor 48, which is connected between the low signal potential side of the output transformer and ground and which also works as a signal discharge capacitor in the DC feedback circuit !!; ^{? 3}

Die Verzerrung bei Niederfrequenz wird in der Treiberstufe weitgehend durch die /?C-Kopplung der Primärwicklung 64 des Treibertransformators mit dem Kollektor 63 des Transistors 7 verringert, wodurch eine Unausgeglichenheit des Gleichstrom-Magnetflusses im Transformatorkern eliminiert wird. Infolgedessen bildet der Treibertransformator 65 keinen nennenswerten Begrenzungsfaktor hinsichtlich der niedrigen Frequenzen beim dargestellten Hochleistungsverstärker, da kein unausgeglichener Gleich-The distortion at low frequency is largely due to the /? C coupling of the driver stage Primary winding 64 of the driver transformer to the collector 63 of transistor 7 is reduced, whereby an imbalance in direct current magnetic flux in the transformer core is eliminated. As a result, the driver transformer 65 does not constitute a significant limiting factor with respect to of the low frequencies in the high-power amplifier shown, as there is no unbalanced equalization

strom-Magnetfhiß vorliegt, welcher die Niederfrequenzkurve und die Linearität begrenzen könnte. Eine Streuinduktivität im Transformator 65 kann durch eine »pentafilare« Wicklungsart auf ein Minimum herabgesetzt werden, wobei fünf Leiter gleichzeitig willkürlich auf eine Form gewickelt und drei dieser Leiter als Primärwicklung in Reihe geschaltet werden, während die beiden anderen die beiden Sekundärwicklungen bilden. Durch diese Konstruk-Strom-Magnetfhiß is present, which the low-frequency curve and could limit the linearity. A leakage inductance in the transformer 65 can through a »pentafilar« type of winding to a minimum be lowered, with five conductors wound randomly on a form and three at the same time this conductor should be connected in series as the primary winding, while the other two the two Form secondary windings. Through this construct

d i hd i h

Der zweite Transistor einer jeden Hiüftc der Gegentaktschaltung, d. h. die Transistoren 8 und 10. hat in jeder Hälfte der Schaltung einen Basisanschluß an das Spannungsteilernetzwerk. So ist die Basis 135 des Transistors 8 unmittelbar an den Schaltungspunkt 117 angeschlossen, welcher eine Abgriffsstelle zwischen den Widerständen 116 und 118 bildet. Die durch die Erfindung erreichte Verbesserung besteht unter anderem darin, daß ein Kondensator 190The second transistor of each rear of the push-pull circuit, ie the transistors 8 and 10, has a base connection to the voltage divider network in each half of the circuit. The base 135 of the transistor 8 is thus connected directly to the circuit point 117 , which forms a tap point between the resistors 116 and 118 . The improvement achieved by the invention is, inter alia, that a capacitor 190

tion werden eine sehr feste Kopplung und eine sehr io parallel zum Widerstand 116 geschaltet ist. Der geringe Streuinduktivität zwischen der Primär- und Kondensator 190 arbeitet mit dem Kondensator 130 den beiden Sekundärwicklungen erreicht. zusammen, um für eine Sättigung des Transistors 8tion will be a very tight coupling and a very io is connected in parallel to resistor 116 . The low leakage inductance between the primary and capacitor 190 works with the capacitor 130 reaching the two secondary windings. together to allow for saturation of transistor 8

Um eine äußerst kleine Verzerrung vor der Rück- zu sorgen, obwohl der Frequenzgang (Verstärkungskopplung zu erreichen, ist die Treiberstufe derart faktor gegen Frequenz) des Transistors 8 wesentlich ausgelegt, daß sie ein Vielfaches der Leistung liefert, 15 kleiner als der des Transistors 9 ist, wie nachfolgend die normalerweise erforderlich ist, um die Endstufe noch erörtert wird.In order to ensure an extremely small distortion in front of the reverse, although the frequency response (to achieve gain coupling, the driver stage is such a factor against frequency) of the transistor 8 designed so that it delivers a multiple of the power, 15 is smaller than that of the transistor 9, as follows which is normally required to make the output stage still under discussion.

auf volle Ausgangsleistung zu bringen. Der Leistungsausgang der Gegentakt-Verstärker-to bring to full output power. The power output of the push-pull amplifier

Der Leistungsverstärker oder die Endstufe liegt in schaltung wird an einen Lautsprecher 138 geführt, Form eines Gegentaktverstärkers mit Eintaktausgang der zwischen dem Leiter 75 und dem Verbindungsvor, wobei eine Hälfte der Verstärkerschaltung die ²° punkt 54 der Emitterwiderstände 52 und 53 des Transistors 7 geschaltet ist. Eine Versorgungsleitung 139 des Lautsprechers ist über die Ausgangsklemme 56 an den Verbindungspunkt der Emitterwiderstände 52 g und 53 des Treibertransistors 7 angeschlossen. DieThe power amplifier or output stage is connected to a loudspeaker 138, in the form of a push-pull amplifier with a single-ended output between the conductor 75 and the connection before, with one half of the amplifier circuit being connected to the ² ° point 54 of the emitter resistors 52 and 53 of the transistor 7. A supply line 139 of the loudspeaker is connected via the output terminal 56 to the connection point of the emitter resistors 52 g and 53 of the driver transistor 7. the

transistoren und die Belastung, z. B. der Laut- 25 andere Versorgungsleitung 140 ist mit der Ausgangssprecher, sind in Reihe geschaltet. Da beide Hälften klemme 141 verbunden, die ihrerseits über eine Leides Gegentakt-Leistungsverstärkers identisch sind, tung 142 und eine Schmelzsicherung 143 an einen wird im folgenden nur der obere Verstärkerteil be- Punkt der Leitung 75 angeschlossen ist. Die Klemme schrieben. 144 der Schmelzsicherung 143 ist ferner an dietransistors and the load, e.g. B. the loudspeaker 25 other supply line 140 is connected in series with the output speaker. Since both halves are connected to terminal 141 , which in turn are identical via a Leides push-pull power amplifier, device 142 and a fuse 143 to one, only the upper amplifier part is connected to the line 75 in the following. The clamp wrote. 144 of the fuse 143 is also to the

Für die Transistoren 8 und 9 kann der Kollektor- 3° Rückkopplungsleitung 145 und über den in Reihe Emitter-Reihenstromkreis von der negativen Ver- liegenden Rückkopplungs-Steuerwiderstand 146 an sorgungsleitung 15 am Schaltungspunkt 74 aus über
eine Leitung 76 zum Kollektor 77 des Transistors 8
und von dessen Emitter 78 bis zum Kollektor 80 desFor the transistors 8 and 9, the collector 3 ° feedback line 145 and via the series emitter series circuit from the negative feedback control resistor 146 to the supply line 15 at the node 74 via
a line 76 to the collector 77 of the transistor 8
and from its emitter 78 to the collector 80 of the

, g, g

Transistoren 8 und 9 als Verstärkerelemente und die andere Hälfte die Transistoren 10 und 11 als Ver-Stärkerelemente enthalten. Der Kollektor-Emitter-Stromkreis eines jeden Paares der Verstärkungs-Transistors 8 and 9 as amplifier elements and the other half the transistors 10 and 11 as amplifier elements contain. The collector-emitter circuit of each pair of amplification

den Schaltungspunkt 50 und über die Emitter-Widerstands-Schaltung 52-53 an Erde 12 angeschlossen. Der Rückkopplungswiderstand 146 ist durch einennode 50 and connected to ground 12 via emitter-resistor circuit 52-53. The feedback resistor 146 is through a

Transistors 9 verfolgt werden. Danach verläuft dieser 35 »BeschleunigungSK-Kondensator 147 nebengeschlos-Transistor 9 can be tracked. After that, this 35 »acceleration SK capacitor 147 runs side-by-side.

Stromkreis vom Emitter 81 des Transistors 9 über sen, der eine Phasenkorrektur bei hohen FrequenzenCircuit from the emitter 81 of the transistor 9 over sen, the phase correction at high frequencies

einen Begrenzungswiderstand 82 zur Leitung 75 und für optimalen hohen Frequenzgang erbringt,provides a limiting resistor 82 to line 75 and for optimal high frequency response,

weiter über den Lautsprecher, den Emitterwiderstand D 53 der Treiberstufe 7 zur Erde und weiterhin überfurther via the loudspeaker, the emitter resistor D 53 of the driver stage 7 to earth and further via

zum Kollektor 77 desto collector 77 of the

Der Ausgangskreis über den Lautsprecher 138 kann über den Widerstand 53 bis zur Erde 12 verfolgt werden. Dieser liefert eine Rückkopplungsspannung proportional zum Strom durch den Laut-Sprecher an den Widerstand 53 im Emitterkreis der Treiberstufe. Gleichzeitig ist eine Spannungsrückkopplung, proportional zur Spannung am Laut-The output circuit through loudspeaker 138 can be followed through resistor 53 to ground 12. This supplies a feedback voltage proportional to the current through the loudspeaker to the resistor 53 in the emitter circuit of the driver stage. At the same time there is a voltage feedback, proportional to the voltage at the

den Netzanschlußteil zurück
Transistors 8.the power connector back
Transistor 8.

Die Basis 95 des Transistors 9 ist über eine Signalzuleitung 96 mit einer Sekundärwicklung 97 desThe base 95 of the transistor 9 is connected via a signal lead 96 to a secondary winding 97 of the

Kopplungstransformators 65 verbunden, welche wie- gCoupling transformer 65 connected, which weighs g

derum über eine eine Vorspannung liefernde Leitung 45 Sprecher 138, von der Klemme 144 über den Rückmit einem Schaltungspunkt 99 verbunden ist, der kopplungswiderstand 146 an die Reihenwiderstände zwischen einer Diode 100 und einem hiermit in Reihe 52 und 53 im Emitterkreis der Treiberstufe vorliegenden Widerstand 101 liegt, wobei die Diode im gesehen. Dieses sind verhältnismäßig kleine WiderHinblick auf den Leiter 75 und den Widerstand 101 stände von — beim vorliegenden Ausführungsderart gepolt ist, daß sie eine Durchlaßspannung 5<> beispiel — 4,7 Ohm für den Widerstand 52 und etwawhich is connected via a bias voltage line 45 speaker 138, from the terminal 144 via the return to a circuit point 99 , the coupling resistor 146 is connected to the series resistors between a diode 100 and a resistor 101 present in series 52 and 53 in the emitter circuit of the driver stage , with the diode im seen. These are relatively small differences in view of the conductor 75 and the resistor 101 would be - in the present embodiment the polarity is such that it has a forward voltage 5 <> for example - 4.7 ohms for the resistor 52 and about

018 O i i i018 O i i i

erhält.receives.

Die Diode 100 und der Widerstand 101 bilden einen Teil von einer Reihe von Spannungsteilerelementen oder -widerständen, die im wesentlichenDiode 100 and resistor 101 form part of a series of voltage dividing elements or resistors, which are essentially

0,18 Ohm für den Widerstand 53. Die übrigen Schaltungsparameter sind 220 Ohm für jeden der Widerstände 118 und 126, 68 Ohm für jeden der Widerstände 116 und 124 und 150 Ohm für jeden der0.18 ohms for resistor 53. The remaining circuit parameters are 220 ohms for each of resistors 118 and 126, 68 ohms for each of resistors 116 and 124, and 150 ohms for each of the

parallel zu dem beschriebenen Kollektor-Emitter- 55 Widerstände 101 und 110. Die Widerstände 82 und Kreis der Transistoren 8 und 9 zwischen der nega- 91 können einen Wert von etwa 0,33 Ohm besitzen,parallel to the described collector-emitter 55 resistors 101 and 110. The resistors 82 and circuit of the transistors 8 and 9 between the nega- 91 can have a value of about 0.33 ohms,

ähd die Kondensatoren 130 und 132 jeuhd capacitors 130 and 132 each

tiven Versorgungsleitung 15 und dem Leiter 75 liegen. Der Spannungsteilerkreis oder das Spannungsteiler- ■ netzwerk kann von dem Leiter 75 aus über die Diodetiven supply line 15 and the conductor 75 are. The voltage divider circuit or the voltage divider ■ network can be made from the conductor 75 via the diode

während die Kondensatoren 130 und 132 j 100 Mikrofarad und die Kondensatoren 190 und 191 je 0,2 Mikrofarad besitzen können. Die Parameterwhile capacitors 130 and 132 can be 100 microfarads and capacitors 190 and 191 can each be 0.2 microfarads. The parameters

100 und den Widerstand 101 bis zu einem Schal- ⁶° der anderen Schaltungsbauteile sind in der Zeichnung tungspunkt 115, weiter über einen Widerstand 116 eingetragen, i 100 and the resistor 101 up to a ^{circuit 6} ° of the other circuit components are in the drawing processing point 115, further entered via a resistor 116 , i

bis zu einem Schaltungspunkt 117 und von diesem über einen weiteren Reihenwiderstand 118 bis zum Schaltungspunkt 119 auf der Versorgungsleitung 15 verfolgt werden. Ein Nebenschlußkondensator 130 ist zwischen den Leiter 75 und den Anschlußpunkt 115 geschaltet, welch letzterer zwischen den Widerständen 101 und 116 des Spannungsteilers liegt.can be followed up to a circuit point 117 and from this via a further series resistor 118 to the circuit point 119 on the supply line 15. A shunt capacitor 130 is connected between the conductor 75 and the connection point 115 , the latter between the resistors 101 and 116 of the voltage divider.

Für den Netzanschluß des Systems kann jedes geeignete Gerät mit entsprechender Stabilisierung verwendet werden. Das hier vorgesehene Netzgerät 19 besteht aus einem Zweiphasen-Brückengleichrichter. Die Sekundärwicklung 152 des Netztransformators ist vorzugsweise bifilar gewickelt, um jegliehe 60-Hz-Rechteckwelle zu eliminieren, die durchAny suitable device with appropriate stabilization can be used to connect the system to the mains. The power supply unit 19 provided here consists of a two-phase bridge rectifier. The secondary winding 152 of the mains transformer is preferably bifilar wound in order to eliminate any 60 Hz square wave carried by

i 487 392i 487 392

eine Nichtlinearität im Eisenkern hervorgerufen werden könnte.caused a non-linearity in the iron core could be.

Die Kopplung und Filterung des Netzanschlusses für die Treiberstufen 5, 6 und 7 wird durch das dynamische Filter 20 üblichen Aufbaus bewirkt. Bei der vorliegenden Schaltung kann angenommen werden, daß das Filter 20 eine effektive Zeitkonstante von etwa 2 Sekunden besitzt und eine Filterung besser als 66 Dezibel liefert. Da dies eine einfache Zeitkonstante! ist, ist die Phasenverschiebung der niederfrequenten Signale, die über die Leitungen 15 und 17 durch das dynamische' Filter 20 rückgekoppelt werden, auf 90° begrenzt, wodurch jegliche Tendenz zum Blubbern herabgesetzt ist. Die lange Zeitkonstante bewirkt, daß alle Stufen mit niedrigem Pegel langsam einschalten, wodurch schädliche Einschaltströme weitgehend eliminiert sind.The coupling and filtering of the mains connection for driver stages 5, 6 and 7 is made possible by the dynamic Filter 20 causes the usual structure. With the present circuit it can be assumed that that the filter 20 has an effective time constant of about 2 seconds and a better filtering than 66 decibels. Since this is a simple time constant! is, the phase shift is the low frequency Signals that are fed back via lines 15 and 17 through the dynamic filter 20, limited to 90 °, which reduces any tendency to bubbling. The long time constant causes all low level stages to turn on slowly, creating harmful inrush currents are largely eliminated.

Die Schmelzsicherung 143 ist wegen des hohen Leistungsvermögens des Verstärkers bei sehr kleinen Frequenzen zum Schutz des Lautsprechers vorgesehen. Jedoch könnte der Lautsprecher auch unmittelbar an die Leitung 75 angeschlossen werden, wie durch die gestrichelte Leitung 180 angedeutet ist.The fuse 143 is provided because of the high performance of the amplifier at very low frequencies to protect the loudspeaker. However, the loudspeaker could also be connected directly to the line 75, as is indicated by the dashed line 180.

Etwa 35 Dezibel Rückkopplung werden bei den Endstufen verwendet. Eine kombinierte Strom- und Spannungsrückkopplung von der Gegentaktendstufe über die Leitungen 55 und 145 zu den Emitterwiderständen 52-53 wird verwendet, um einen einheitlichen Dämpfungsfaktor auf der Leitung zu erhalten, der durch Änderung der Widerstände 52, 53 und 146 und des Kondensators 147 von 0,2 bis 5 geändert werden kann. Die Gesamtleistungsverstärkung der Leistungsendstufen auf der Treiberendseite ist im wesentlichen 40 Dezibel beim vorliegenden Beispiel. Es kann festgestellt werden, daß die Vortreiberstufen, die durch die Transistoren 5 und 6 dargestellt werden, etwa 30 Dezibel Spannungsrückkopplung über den Widerstand 58 und den Kondensator 148 zur ersten Basis 22 und eine Netto-Signalgesamtverstärkung von etwa 30 Dezibel besitzen. Der Rückkopplungskreis' für die Vortreiberstufen 5 und 6 ist im wesentlichen unabhängig von den Rückkopplungskreiseri der Leistungsverstärkerstufe zum Transistor 7 der Treiberstufe.About 35 decibels of feedback are used in the power amplifiers. A combined current and voltage feedback from the push-pull output stage via lines 55 and 145 to emitter resistors 52-53 is used to obtain a uniform attenuation factor on the line, which is achieved by changing resistors 52, 53 and 146 and capacitor 147 from 0 , 2 to 5 can be changed. The total power gain of the power output stages on the driver end side is essentially 40 decibels in the present example. It can be noted that the pre-driver stages represented by transistors 5 and 6 have about 30 decibels of voltage feedback through resistor 58 and capacitor 148 to first base 22 and a total net signal gain of about 30 decibels. The feedback circuit for the pre-driver stages 5 and 6 is essentially independent of the feedback circuits of the power amplifier stage to the transistor 7 of the driver stage.

Bei der Betrachtung der Wirkungsweise des Verstärkers wird zunächst von der Schaltung für die Betriebsspannungen ausgegangen, weiche es ermöglicht, daß beide Transistoren 8 und 9 in den Sättigungszustand gelangen. An der Germaniumdiode 100 wird eine Vorwärtsvorspannung von etwa 0,25 Volt für die Basis 95 und den Emitter 81 des Transistors 9 aufgebaut. Eine Spannung von etwa —15 Volt erscheint am Schaltungspunkt¹ 117 und wird an die Basis 135 des Transistors 8 geliefert, während eine Spannung von etwa — 9 Volt am Schaltungspunkt 115 erscheint. JSiese Spannungen sind auf Erde bezogen und fürten Fall angegeben, daß kein Signal vorliegtfWfinn kein Signal vorliegt, befindet sich die Leitung 75 im wesentlichen auf Erdpotential, so daß die — 9 Volt des Schaltungspunktes 115 unmittelbar am Kondensator 130 und die 6 Volt unmittelbar am Kondensator 190 liegen.When considering the mode of operation of the amplifier, the starting point is the circuit for the operating voltages, which makes it possible for both transistors 8 and 9 to reach the saturation state. A forward bias of approximately 0.25 volts for base 95 and emitter 81 of transistor 9 is established across germanium diode 100. A voltage of about -15 volts appears at node ¹ 117, and is supplied to the base of the transistor 8 135, while a voltage of about - 9V appear at the circuit point 115th These voltages are referred to earth and are given for the event that no signal is present, if there is no signal, line 75 is essentially at earth potential, so that the -9 volts of node 115 are directly on capacitor 130 and the 6 volts directly on capacitor 190 lie.

Wenn eine an den Transistor 9 gelieferte Signalspannung in der Richtung schwingt, daß sie diesen Transistor leitend macht, dann fließt der sich ergebende Kollektorstrom über den Transistor 8 und den Lautsprecher 138. Um eine beträchtliche Ausgangsleistung abgeben zu können, müssen die Transistoren 8 und 9 in den Sättigungszustand gehen. Um den Transistor 8 in Sättigung zu bringen, müssen Mittel vorgesehen werden, um einen großen Emitter-78-Basis-135-Strom herzustellen, wenn die Kollektor-77-Basis-135-Spannung im wesentlichen Null ist. Wenn beide Transistoren 8 und 9 vom gleichen Typ sind, wenn z. B. beide Drifttransistoren mit hohem Verstärkungsfaktor sind, ist die Differenz im Frequenzgang bei diesen nicht groß, wobei der Kondensator 130 den erforderlichen Strom liefern kann, um den Transistor 8 in den Sättigungszustand zu treiben. Wie bereits erwähnt, fließt der^1;durch die Transistoren 8 und 9 gehende Strom ebenfalls durch den Lautsprecher 138. Hierdurch wird die Leitung 75 gegenüber Erde negativ. Die Spannung am Schaltungspunkt 115 ist gleich der Summe der negativen Spannung auf der Leitung 75 und am Kondensator 130. An einem bestimmten Punkt während eines Signalwellenzyklus übersteigt die negative Spannung am Schaltungspunkt 115 die negative Spannung am Schaltungspunkt 119, welcher fest auf —44 Volt liegt. Die Ströme im Spannungsteiler werden dann erneut verteilt, so daß ein zusätzlicher Basis-135-Strom für die Sättigung über den Widerstand 116 zum Schaltungspunkt 115 fließt, und liegen folglich nicht in einer Richtung vor, daß sie die umgekehrte Kollektor-77-Basis-135-Spannung erhöhen oder aufrechterhalten. Unter diesen Bedingungen kann der Schaltungspunkt 117 etwas stärker negativ werden als die — 44 Volt am Schaltungspunkt 119, so daß die Basis-135-Kol-Iektor-77-Grenzschicht eine Durchlaßspannung erhält, so daß der Kollektor 8 in den Sättigungszustand gehen kann.If a signal voltage supplied to the transistor 9 oscillates in the direction that it makes this transistor conductive, then the resulting collector current flows through the transistor 8 and the loudspeaker 138. In order to be able to deliver a considerable output power, the transistors 8 and 9 in go to the state of saturation. In order to saturate transistor 8, means must be provided to establish a large emitter 78-base 135 current when the collector 77-base 135 voltage is substantially zero. If both transistors 8 and 9 are of the same type, e.g. B. are both drift transistors with a high gain factor, the difference in frequency response is not great in these, the capacitor 130 can supply the necessary current to drive the transistor 8 into the saturation state. As already mentioned, the ^1; Current passing through transistors 8 and 9 also passes through speaker 138. This makes line 75 negative to ground. The voltage at node 115 is equal to the sum of the negative voltage on line 75 and capacitor 130. At some point during a signal wave cycle, the negative voltage at node 115 exceeds the negative voltage at node 119, which is fixed at -44 volts. The currents in the voltage divider are then redistributed so that an additional base-135 current flows through resistor 116 to node 115 for saturation, and thus are not in a direction that they reverse collector-77-base-135 -Increase or maintain tension. Under these conditions, the node 117 can become a little more negative than the -44 volts at the node 119, so that the base-135-Kol-Iektor-77 boundary layer receives a forward voltage so that the collector 8 can go into saturation.

Eine Kosteneinsparung kann erreicht werden, indem man billige Germanium-Leistungstransistoren vom Legierungstyp für die in der Hauptsache in üblicher Basisschaltung vorliegenden Transistoren 8 und 10 verwendet und die Kondensatoren 190 und 191 hinzunimmt, ohne daß hierdurch der Frequenzgang des Verstärkers beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann ein billiger Legierungs-Leistungstransistor mit niedrigem Frequenzgang oder niedriger Grenzfrequenz (//,,„), z. B. der Transistortyp RCA 40051, an Stelle des kostspieligeren 2N2147-Drifttransistors verwendet werden. Der Legierungs-Leistungstransistor kann nicht für die in üblicher Emitterschaltung vorliegenden Transistoren 9 und 11 verwendet werden, da seine Grenzfrequenz oder sein Frequenzgang zu niedrig ist bei einer Anordnung in üblicher Emitterschaltung, um den erforderlichen Frequenzgang für einen Hi-Fi-Verstärker zu liefern. Der Drifttransistor, der eine höhere Grenzfrequenz oder einen höheren Frequenzgang aufweist, ist für die Transistoren 9 und 11 besser verwendbar.A cost saving can be achieved by using inexpensive germanium power transistors of the alloy type for the transistors 8 and 10, which are mainly present in a conventional base circuit, and by adding the capacitors 190 and 191 without the frequency response of the amplifier being impaired thereby. For example, an inexpensive alloy power transistor with a low frequency response or low cut-off frequency (// ,, "), e.g. B. the transistor type RCA 40051, can be used in place of the more expensive 2N2147 drift transistor. The alloy power transistor cannot be used for the transistors 9 and 11 present in a common emitter circuit, since its cutoff frequency or its frequency response is too low in an arrangement in a common emitter circuit to provide the required frequency response for a hi-fi amplifier. The drift transistor, which has a higher cutoff frequency or a higher frequency response, can be better used for the transistors 9 and 11.

Der Stromverstärkungsfaktor eines Legierungstransistors ist merklich kleinerbei hohen Frequenzen als der eines Drifttransistors/'msbesondere bei Frequenzen über 5000 Hz.^:"^;öh1ne den Kondensator 190 und bei Verwendung eines Legierungstransistors mit kleinerem Frequenzgang für den Transistor 8 kann dieser bei hohen Tonfrequenzen nicht in den Sättigungszustand getrieben werden. Der Betrag des Basis-Steuerstromes, der bei Tonfrequenzen erforderlich ist, um einen Legierungstransistor in den Sättigungszustand zu bringen, ist größer als der, der vom Kondensator 130 über den Widerstand 116 geliefert werden kann.The current amplification factor of an alloy transistor is remarkably kleinerbei high frequencies than that of a drift transistor / 'msbesondere at frequencies above 5000 Hz ^{^";} öh1ne the capacitor 190, and when using an alloy transistor with smaller frequency response for the transistor 8 this can not at high audio frequencies in the saturation state. The amount of base control current required at audio frequencies to saturate an alloy transistor is greater than that which can be supplied by capacitor 130 through resistor 116.

Der Kondensator 190 ist wirkungsmäßig durch denThe capacitor 190 is operative through the

009 537/237009 537/237

Widerstand 116 bei hohen Tonfrequenzen ncbcngeschlossen, wodurch ein Basisstromkreis niedriger Impedanz zwischen der Basis des Transistors 8 und dem Kondensator 130 gegeben ist. Infolgedessen sieht ein größerer Betrag des Basissteuerstromes für die Sättigung des Transistors 8 zur Verfügung, um die verringerte Verstärkung des Transistors bei hohen Tonfrequenzen zu kompensieren. Beispielsweise konnte der Verstärker, ohne die Kondensatoren 190 und 191 und bei Verwendung eines Legierungstransistors (RCA 40051) für die Transistoren 8 und 10 und eines Drifttransistors (2 N 2147) für die Transistoren 9 und 11, nur 15 Watt Ausgang bei 20 000 Hz liefern. Dagegen lieferte der Verstärker bei Verwendung der Kondensatoren 190 und 191 35 Watt Ausgang bei 20 000 Hz. Darüber hinaus wird ein optimaler Betrieb erreicht, wenn der Transistor 8 vor dem Transistor 9 in Sättigungszustand geht. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man das Spannungsteilernetzwerk so auslegt, daß die Spannung am Schaltungspunkt 115 zur Zeit der Sättigung ausreichend stärker negativ ist als die Spannung am Schaltungspunkt 119, um den Basis-135-Strom vom Transistor 8 über den Widerstand 116 und den Kondensator 190, der für die Sättigung erforderlich ist, aufzunehmen.Resistor 116 closed at high audio frequencies, thereby providing a low impedance base circuit between the base of transistor 8 and capacitor 130. As a result, a larger amount of the base control current is available for the saturation of the transistor 8 in order to compensate for the reduced gain of the transistor at high audio frequencies. For example, without capacitors 190 and 191 and using an alloy transistor (RCA 40051) for transistors 8 and 10 and a drift transistor (2N 2147) for transistors 9 and 11, the amplifier could only provide 15 watts of output at 20,000 Hz . In contrast, when using capacitors 190 and 191, the amplifier delivered 35 watts of output at 20,000 Hz. In addition, optimum operation is achieved if transistor 8 goes into saturation state before transistor 9. This can be achieved by designing the voltage divider network so that the voltage at node 115 at the time of saturation is sufficiently more negative than the voltage at node 119 to reduce the base 135 current from transistor 8 through resistor 116 and the Capacitor 190 required for saturation to be included.

Die andere Hälfte des Gegentakt-Leistungsverstärkers, welcher die Transistoren 10 und 11 enthält, arbeitet in der gleichen vorbeschriebenen Weise. Die Signale werden an die beiden Hälften der Endstufen im Gegentakt geliefert, so daß die eine Hälfte mit den Transistoren 8 und 9 leitet, wenn die andere Hälfte mit den Transistoren 10 und 11 gesperrt ist, und umgekehrt.The other half of the push-pull power amplifier, which contains transistors 10 and 11, works in the same way as described above. The signals are sent to the two halves of the power amplifiers supplied in push-pull so that one half conducts with transistors 8 and 9 when the other Half with the transistors 10 and 11 is blocked, and vice versa.

Der Transistor 9 wird gegen ein thermisches Durchgehen dadurch stabilisiert, daß man sicherstellt, daß der Widerstand im Netzwerk für die Basisvorspannung, welches den dynamischen Widerstand der Diode 100 enthält, der Gleichstromwiderstand der Sekundärwicklung 97 und der Basiswiderstand des Transistors klein gegenüber dem Beta der Transistoren mal dem Emitterwiderstand 82 sind. Darüber hinaus ist eine thermische Stabilisierung durch die Diode 100 vorgesehen, an welcher eine Durchflußspannung anliegt. Der Transistor 11 ist in der gleichen Art stabilisiert.The transistor 9 is stabilized against thermal runaway by ensuring that the resistance in the network for the base bias voltage, which contains the dynamic resistance of the diode 100 , the DC resistance of the secondary winding 97 and the base resistance of the transistor are small compared to the beta of the transistors times the emitter resistor 82. In addition, thermal stabilization is provided by the diode 100 , to which a forward voltage is applied. The transistor 11 is stabilized in the same way.

Außer der Temperaturstabilisierung bewirkt die Diode 100 eine Spannungsstabilisierung für den Transistor 9. Dies ist erforderlich, weil die Spannung am Schaltungspunkt 115 bei einem starken Signal abnimmt und sich bei den durch niederfrequente Signale ergebenden Bedingungen ändert. Jede der vorerwähnten Änderungen würde eine Überschneidungsverzerrung bewirken, falls diese nicht, wie hier durch die Diode 100, stark unterdrückt wird. Dies trifft ebenfalls für die Diode 109 und den Transistor 11 zu.In addition to the temperature stabilization, the diode 100 effects a voltage stabilization for the transistor 9. This is necessary because the voltage at the node 115 decreases with a strong signal and changes with the conditions resulting from the low-frequency signals. Each of the aforementioned changes would cause an overlapping distortion, if this is not strongly suppressed , as here by the diode 100. This also applies to the diode 109 and the transistor 11.

Da die Transistoren 8 und 10 von einer Emitterstromquelle hoher Impedanz gesteuert werden (den Transistoren 9 und 11), ist deren thermische Stabilität nicht kritisch. Von den vier Transistoren in der Leistungsendstufe müssen nur zwei gegen ein thermisches Durchgehen stabilisiert werden.Since transistors 8 and 10 are controlled by a high-impedance emitter current source (den Transistors 9 and 11), their thermal stability is not critical. Of the four transistors in the Only two power output stages need to be stabilized against thermal runaway.

Bei dem Leistungsverstärker der vorliegenden Erfindung kann eine höhere Versorgungsspannung als bei anderen bekannten Arten von B- oder AB-Schaltungen verwendet werden, da hier die zwei Transistoren 8-9 und 10-11 in Reihe geschaltet sind. Darüber hinaus ist die Kollektor-77-Emitter-78-Durchlaßspannung des Transistors 8, der in üblicher Basisschaltung betrieben wird, höher als die einer üblichen Emitterstufe, z. B. die des Transistors 9. Die höhere Versorgungsspannung hat den Vorteil, daß bei einer gegebenen Leistung weniger Strom aufgenommen wird, wodurch weniger teure elektrolytische Kondensatoren mit geringerer Kapazität verwendet werden können. Darüber hinaus ist die Verzerrung herabgesetzt, da bei einer gegebenen Leistung die Strompendelung geringer ist, wodurch die Schwierigkeiten vermieden werden, die beim Treiben der Transistoren in nichtlineare Arbeitsbereiche auftreten.In the power amplifier of the present invention, a higher supply voltage than in other known types of B or AB circuits can be used, since here the two transistors 8-9 and 10-11 are connected in series. In addition, the collector-77-emitter-78 forward voltage of the transistor 8, which is operated in a conventional base circuit, is higher than that of a conventional emitter stage, e.g. B. that of the transistor 9. The higher supply voltage has the advantage that less current is consumed for a given power, whereby less expensive electrolytic capacitors with lower capacitance can be used. In addition, distortion is reduced because, for a given power, there is less current swing, thereby avoiding the difficulties involved in driving the transistors into non-linear operating ranges.

Dies führt zu einem weiteren wesentlichen Vorteil der Erfindung. Die höhere Durchlaßspannung zwisehen Emitter 78 und Kollektor 77 des Transistors 8 ermöglicht in Verbindung mit der größeren thermischen Stabilität des Transistors 8 gegenüber dem Transistor 9, eine größere Ausgangsleistung vom Transistor 8 an den Lautsprecher 138 zu liefern, als dies bei dem Transistor 9 der Fall ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Verstärkerschaltung, die über 50 Watt mit einer Verzerrung von weniger als 0,1% abzugeben vermag, können die Transistoren 8 und 10 beispielsweise etwa 35 Watt abgeben, während die Transistoren 9 und 11 ungefähr 15 Watt liefern. Der Vorteil dieses letzten Merkmals wird besonders deutlich, wenn man bedenkt, daß bei den bekannten Schaltungen der Leistungsausgang jedes Transistors gleich und durch die erforderlichen Einrichtungen für die thermische Stabilisierung und für die Kollektor-Emitter-Durchlaßspannung begrenzt ist.This leads to a further essential advantage of the invention. The higher forward voltage between the two Emitter 78 and collector 77 of transistor 8 allows in conjunction with the larger thermal Stability of the transistor 8 compared to the transistor 9, a greater output power from Transistor 8 to be supplied to speaker 138 than is the case with transistor 9. In the case of the Amplifier circuit shown in the drawing, which is over 50 watts with a distortion of less than Able to deliver 0.1%, the transistors 8 and 10 can deliver about 35 watts, for example, while transistors 9 and 11 provide approximately 15 watts. The benefit of this last feature will be especially clear when one considers that in the known circuits the power output of each Transistor equal and through the necessary facilities for thermal stabilization and for the collector-emitter forward voltage is limited.

Bei den üblichen Schaltungen mit Gegentakt-With the usual circuits with push-pull

endstufe muß der Versorgungsstrom sehr gut gefiltert sein, um Brummströme in dem Versorgungsgleichstrom herabzusetzen, da die Brummströme in der Ausgangsschaltung nur unvollkommen ausgemerzt werden. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Schwierigkeiten durch die Brummströme in der Gleichstromversorgung so stark herabgesetzt, daß die Filterung des Versorgungsstromes weniger kritisch ist und eine einfache-Einheit, z. B. das Netzanschlußgerät 19, wirkungsvoll verwendet werden kann. Es ist ersichtlich, daß die hohe Ausgangsimpedanz der üblichen Basisschaltung der zweiten Transistoren 8 und 10 in der Endstufe den durch diese Transistoren gebildeten Signalkreis durchfließenden Brummstrom auf einen sehr kleinen Wert begrenzt. Es werden keine Brummspannungen an die Basiselektroden geliefert, die mit dem Signal verstärkt werden können.output stage, the supply current must be very well filtered to avoid ripple currents in the direct current supply reduce, since the ripple currents in the output circuit are only incompletely eliminated will. In the present invention, the difficulties due to the ripple currents in the DC supply reduced so much that the filtering of the supply current is less critical is and a simple unit, e.g. B. the power supply unit 19, can be used effectively. It can be seen that the high output impedance of the usual base circuit of the second transistors 8 and 10 in the output stage through these transistors The ripple current flowing through the signal circuit formed is limited to a very small value. It will no ripple voltages are supplied to the base electrodes that can be amplified with the signal.

In anderen Worten ausgedrückt, hindert die hohe Impedanz beim Emitter der zweiten Transistoren 8 und 10, welche die Ausgangsimpedanz der Treibertransistoren 9 und 11 ist, jede an der Basis der Transistoren 8 und 10 erscheinende Brummkomponente daran, verstärkt zu werden. An der Basis der Treibertransistoren 9 und 11 treten keine Brummkomponenten auf, was durch die* Nebenschlußwirkung der Kondensatoren 130 und J32 bedingt ist. Die einzigen Brummströme, die irfTLautsprecher 138 fließen, sind dessen unausgeglichene Teile, die durch die Spannungsteilernetzwerke und durch die Spannungsstabilisierungskondensatoren 130 und 132 fließen. Der Widerstand der Spannungsteilernetzwerke ist groß gegenüber dem des Lautsprechers 138, weshalb eine nicht ausgeglichene Brummkomponente, die bereits anfänglich klein ist, noch weiter gedämpft wird. Darüber hinaus ergibt sich eine weitere Brummunterdrückung auf Grund der Strom- und Spannungs-In other words, the high impedance at the emitter of the second transistors 8 and 10, which is the output impedance of the driver transistors 9 and 11, prevents any ripple component appearing at the base of the transistors 8 and 10 from being amplified. No hum components occur at the base of the driver transistors 9 and 11, which is due to the shunting effect of the capacitors 130 and J32. The only ripple currents flowing in speaker 138 are its unbalanced parts flowing through voltage divider networks and through voltage stabilizing capacitors 130 and 132 . The resistance of the voltage divider networks is large compared to that of the loudspeaker 138, which is why an unbalanced hum component, which is already small initially, is attenuated even further. In addition, there is further hum suppression due to the current and voltage

rückkopplung zum Treibertransistor 7. Bei dem dargestellten Verstärker ist der Brummausgang 100 Dezibel unter dem 50-Watt-Ausgangspegel.feedback to driver transistor 7. In the amplifier shown, the hum output is 100 decibels below the 50 watt output level.

Claims

Patent claims:

1.Power amplifier stage with asymmetrical output, which comprises a series circuit of a first transistor controlled by an input signal and working in emitter circuit, at least one second transistor controlled by this, working in base circuit and a common working circuit as well as a resistance voltage divider for generating base bias voltages for the series-connected Contains transistors and in which the section of the voltage divider supplying the base voltage of the first transistor has a voltage stabilization arrangement which contains a series connection of a forward-polarized diode with a resistor, bridged by a voltage-stabilizing component, such as a capacitor, between its connection point and the base of the first Transistor, the control voltage is coupled, and in which further de the potential at the tap between the voltage-stabilizing component with the other section s voltage divider is set to a value at which the sum of the voltage at the tap and the instantaneous voltage at the load resistor is sufficient to control the second transistor to saturation when the first transistor is switched on, characterized in that the between the tap (115) and the connection (117) for the base of the second transistor (8) lying section (116) of the voltage divider (100, 101, 130, 116, 118) is bridged with a further capacitor (190).

2. Power amplifier stage according to claim 1, characterized in that the voltage divider (100, 101, 130, 116, 118, 190) is dimensioned so that the potential at the tap (115) before the saturation state of the first transistor (9) is reached much beyond the collector potential of the second transistor (8) so that it can reach saturation. . \ i ^l

3. Power amplifier stage according to claim 2, characterized in that the first Transistor (9) output power delivered to the working circuit with saturation control of the second transistor (8) more than twice as large as the output from the second transistor (8) Performance is.

4. Power amplifier stage according to claims 1 to 3, characterized in that the first transistor (9) in the upper frequency range has a higher current gain than that second transistor (8).

5. Power amplifier stage according to claims 1 to 4, characterized in that it is connected to a second, identically constructed power amplifier stage via a connection (85) from the emitter (81) of the first transistor (9) to the collector (86) of the second transistor (8) ) corresponding transistor (10) is connected and that the working circuit (138) is connected between this connection (85) and an operating voltage source.

1 sheet of drawings