DE1512749C

DE1512749C - Amplifier with push-pull input and input output

Info

Publication number: DE1512749C
Authority: DE
Inventors: Howard Raymond Kingston NJ Beelitz (VStA)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Publication date: 1971-04-22

Description

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Die Erfindung betrifft einen Verstärker mit Gegen- zweiten Verstärkerelement eine Last angeschaltet ist takteingang und Eintaktausgang, bei dem zwischen die und bei dem die Steuerelektroden der beiden Ver-Klemmen einer Spannungsquelle ein erstes, als Stärkerelemente an ' die Ausgangselektroden ent-Spannungsfolger geschaltetes Verstärkerelement in sprechender Vorverstärkerelemente angeschaltet sind Reihe mit einem ersten Widerstand, einem zweiten, 5 und von diesen gegenphasig angesteuert werden,' als Umkehrverstärker mit der Verstärkung 1 geschal- erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorverteten Verstärkerelement und einem zweiten, gleich Stärkerelemente zu einem Differenzverstärker zugroßen Widerstand geschaltet ist und an den Ver- sammengeschaltet sind und daß die ,Steuerelektrode bindungspunkt des ersten Widerstandes mit dem des Umkehrverstärkers mit der Ausgangselektrode des zweiten Verstärkerelement eine Last angeschaltet ist io ihm zugeordneten Verstärkerelementes über eine· und bei dem die Steuerelektroden der beiden Ver- Pegelverschiebungsanordnung verbunden ist.
Stärkerelemente an die Ausgangselektroden ent- Diese Schaltung erlaubt die Übertragung von sprechender Vorverstärkerelemente angeschaltet sind Gleichspannungssignalen, wobei es zusätzlich möglich und von diesen gegenphasig angesteuert werden. ist, den Gleichspannungspegel am Eintaktausgang auf Es sind Verstärkerschaltungen mit einem Gegen- 15 beliebige Ruhewerte einschließlich Null einzustellen, takteingang und einem Eintaktausgang als Ton- Außerdem ist diese Schaltung unempfindlich gegen frequenzverstärker bekannt. Diese Schaltungen ver- Gleichtaktsignale.The invention relates to an amplifier with counter-second amplifier element, a load is connected clock input and single-ended output, in which between the and in which the control electrodes of the two terminals of a voltage source a first amplifier element connected to the output electrodes as a voltage follower in speaking Preamplifier elements are connected series with a first resistor, a second, 5 and are driven in phase opposition by these, 'as a reversing amplifier with the gain 1 switched according to the invention in that the pre-verted amplifier element and a second, equal strength element is connected to a differential amplifier with a large resistance and to which are interconnected and that the control electrode connection point of the first resistor with that of the inverting amplifier with the output electrode of the second amplifier element a load is connected to the amplifier element assigned to it via an un d in which the control electrodes of the two level shifting arrangements are connected.
This circuit allows the transmission of speaking preamplifier elements are connected to DC voltage signals, whereby it is also possible and controlled by these in phase opposition. is to set the DC voltage level at the single-ended output. There are amplifier circuits with a counter- 15 arbitrary rest values including zero, clock input and a single-ended output as tone- In addition, this circuit is known to be insensitive to frequency amplifiers. These circuits compare common mode signals.

wenden jedoch Transformatoren und Kondensatoren In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann im Eingang und Ausgang, um eine Gleichspannungs- die Spannungsquelle zwei verschiedene Betriebspotentialtrennung von den angeschlossenen Stufen bzw. 20 spannungen sowie eine feste Bezugsspannung zwischen Verbrauchern zu erreichen. Es gibt jedoch Anwendungs- diesen beiden Betriebsspannungswerten liefern, und fälle, bei denen der Verstärker auch Gleichspannungs- die Arbeitswiderstände der Vorverstärkerelemente des signale übertragen soll, so daß sich die Anwendung Differenzverstärkers können an die eine Betriebsvon Transformatoren und Kondensatoren verbietet. spannung und die Masseelektrode des Umkehr-Durch den Verzicht auf diese Koppelelemente muß 25 Verstärkers über den zweiten Widerstand an die andere die Schaltung jedoch auch in anderer Weise abgewan- Betriebsspannung angeschlossen sein. Hierbei kann delt werden, um ihren Zweck erfüllen zu können. insbesondere die Spannung der zweiten Betriebs-Verstärker mit Gegentakteingang finden häufig Spannungsquelle gleich der von der Pegelverschiebungs-Verwendung als Funktionsverstärker und in Abtast- anordnung bewirkten Pegeldifferenz sein, so daß sich oder Leseverstärkeranordnungen od. dgl., bei denen 30 auf einfache Weise die gewünschtenBetriebsverhältnisse die Differenz zwischen zwei Eingangssignalpegeln oder für das Umkehrverstärkerelement einstellen lassen, -zuständen verstärkt werden soll. In vielen Fällen ist Weiterbildungen und bevorzugte Merkmale der die von einem derartigen Differenzverstärker ausge- Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennsteuerte Last in bezug auf einen Punkt festen Potentials zeichnet.however, transformers and capacitors can be used in a special embodiment of the invention In the input and output to a DC voltage the voltage source has two different operating potential separation of the connected stages or 20 voltages as well as a fixed reference voltage between Reach consumers. However, there are applications these two supply voltage values, and cases in which the amplifier is also DC voltage the load resistances of the preamplifier elements of the signals should be transmitted so that the application differential amplifier can be used to operate one of the Prohibits transformers and capacitors. voltage and the ground electrode of the reverse through the renouncement of these coupling elements must 25 amplifier over the second resistor to the other however, the circuit can also be connected in a different way. Here can delt in order to be able to fulfill their purpose. in particular the voltage of the second operational amplifier with push-pull input often find a voltage source equal to that of the level shifting use as a functional amplifier and in a sampling arrangement caused level difference, so that or sense amplifier arrangements or the like, in which the desired operating conditions are achieved in a simple manner set the difference between two input signal levels or for the inverting amplifier element, conditions should be strengthened. In many cases, further training and preferred features is the those defined by such a differential amplifier are characterized in the subclaims Draws load with respect to a point of fixed potential.

unsymmetrisch. In diesem Fall muß man durch 35 Die Erfindung wird nachstehend an Hand derunbalanced. In this case one has to go through 35 The invention will be described below with reference to the

geeignete Schaltungsmaßnahmen den Differenzver- Zeichnung, in deren Figuren gleiche Elemente jeweilssuitable circuit measures the difference drawing, the same elements in each of the figures

Stärkerausgang in einen Eintaktausgang umwandeln mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, im einzelnenConvert stronger output into a single ended output are provided with the same reference numerals, in detail

und dafür sorgen, daß an diesem ein bestimmter erläutert. Es zeigtand make sure that a certain one explains it. It shows

gewünschter Ruhegleichspannungspegel · relativ zum F i g. 1 das Schaltschema einer erfindungsgemäßeriDesired quiescent DC voltage level · relative to F i g. 1 shows the circuit diagram of an inventive

Bezugspotential hergestellt wird. Außerdem soll die 40 Zweitakt-Eintakt-Verstärkerschaltung undReference potential is established. In addition, the 40 two-stroke single-ended amplifier circuit and

Anordnung weitgehend unempfindlich gegen gleich- F i g. 2 und 3 Teilschaltbilder anderer Ausf ührungs-Arrangement largely insensitive to the same- F i g. 2 and 3 partial circuit diagrams of other design

phasige oder Gleichtaktsignale sein. formen der erfindungsgemäßen Schaltung.be phase or common mode signals. shape the circuit according to the invention.

Eine Möglichkeit, den Ausgang eines Differenz- F i g. 1 zeigt eine Zweitakt-Eintakt-Verstärkerverstärkers als Eintaktausgang zu benutzen, besteht schaltung 20 mit den Gegentakteingängen 9 und 10. an sich darin, daß man die· Lastschaltung an einen der 45 Die Gegentakteingänge, die von irgendeiner geeigneten beiden Gegentaktausgänge des Verstärkers anschaltet. Quelle stammen können, sind in diesem Falle als die Diese Lösung ist jedoch häufig nicht zufriedenstellend, Ausgänge eines Differenzverstärkers 21 gezeigt,
weil der Ruhegleichspannungspegel des Differenz- Der Differenzverstärker 21 enthält zwei gleichartige Verstärkerausgangs in der Last- oder Verbraucher- Umkehrverstärkerelemente mit jeweils Eingangs-, Ausschaltung unter Umständen stört und weil die Hälfte 50 gangs- und gemeinsamer Elektrode. Für die hier als der Verstärkungsleistung verlorengeht. Ferner läßt Bipolartransistoren gezeigten Verstärkerelemente könsich in diesem Fall nicht vermeiden, daß das Aus- nen auch irgendwelche anderen geeigneten aktiven gangssignal Gleichtaktkomponenten enthält. Bauelemente wie Elektronenröhren, Feldeffekttransisto-Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung ren u. dgl. verwendet werden. Bei den hier gezeigten einer Verstärkerschaltung mit Gegentakteingang und 55 Bipolartransistoren entsprechen die Eingangselektrpde Eintaktausgang, welche sich einerseits auch für die der Basis, die Ausgangselektrode dem Kollektor und Übertragung von Gleichspannungssignalen eignet, die gemeinsame Elektrode dem Emitter,
andererseits die vorstehend erwähnten Nachteile Die Emitter Ie und 2e der beiden Transistoren sind vermeidet. gemeinsam an ein strombestimmendes Element 8 Diese Aufgabe wird bei einem Verstärker mit ⁶° angeschaltet, hier gezeigt als -Konstantstromquelle, Gegentakteingang und Eintaktausgang, bei dem zwi- deren andere Klemme an einem festen Bezugspötential, sehen die Klemmen einer Spannungsquelle ein erstes, . dargestellt durch das übliche Messesymbol, liegt. Die als Spannungsfolger geschaltetes Verstärkerelement in üblich ausgebildete Stromquelle 8 kann z.B. einen Reihe mit einem ersten Widerstand, einem zweiten, Transistor (nicht gezeigt) enthalten. Die Kollektoren Ic als Umkehrverstärker mit der Verstärkung 1 ge- ⁶5 und 2c der beiden Transistoren sind an die Gegenschalteten Verstärkerelement und einem zweiten, gleich taktpunkte 9 bzw. 10 angeschlossen. Über einen großen Widerstand geschaltet ist und an den Ver- Kollektorwiderstand R1 ist der Kollektor 1 c außerbindungspunkt des ersten Widerstandes mit dem dem mit der positiven Klemme einer Betriebsspan-One way to determine the output of a differential F i g. 1 shows a two-stroke single-ended amplifier amplifier to be used as a single-ended output, circuit 20 with push-pull inputs 9 and 10 in itself consists in connecting the load circuit to one of the 45 push-pull inputs of any suitable two push-pull outputs of the amplifier. This solution is often unsatisfactory, outputs of a differential amplifier 21 are shown in this case.
Because the quiescent DC voltage level of the differential amplifier 21 contains two similar amplifier output in the load or consumer reversing amplifier elements with each input, disconnection may interfere and because half 50 output and common electrode. For here than the gain power is lost. Furthermore, in this case, the amplifier elements shown in the bipolar transistors cannot avoid that the outside also contains any other suitable active output signal common-mode components. Components such as electron tubes, field effect transistors and the like can be used. In the amplifier circuit shown here with push-pull input and 55 bipolar transistors, the input electrodes correspond to the single-ended output, which is also suitable for the base, the output electrode for the collector and the transmission of DC voltage signals, the common electrode for the emitter,
On the other hand, the above-mentioned drawbacks, the emitter current Ie and 2e of the two transistors are avoided. together to a current-determining element 8 This task is switched on with an amplifier with ⁶ °, shown here as -constant current source, push-pull input and single-ended output. represented by the usual trade fair symbol. The amplifier element connected as a voltage follower in a conventionally designed current source 8 can, for example, contain a series with a first resistor, a second transistor (not shown). The collectors Ic as inverting amplifiers with the amplification 1, ^6, 5 and 2c of the two transistors are connected to the counter-connected amplifier element and a second, equal clock points 9 and 10, respectively. Is connected via a large resistor and connected to the collector resistor R 1, the collector 1 c is the external connection point of the first resistor with the one with the positive terminal of an operating voltage

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nungsqüelle 13, dargestellt als eine mit ihrer negativen Gegentaktpunkten 9 und 10 der gleiche. Gleich-Klemme an Masse liegende Batterie, verbunden. Der spannungspegel Vcdc herrscht.
Kollektor 2c ist über einen weiteren .Kollektorwider- Wie bereits erwähnt, kann der Gleichspannungspegel stand Rl mit der positiven Klemme einer Betriebs- Vcdc in der Verbraucherschaltung unerwünscht sein. Spannungsquelle 14, dargestellt als eine mit ihrer 5 Der erfindungsgemäße Zweitakt-Eintakt-Verstärker 20 . ' negativen Klemme an Masse liegende Batterie, ver- kann am Ausgangsanschluß jeden gewünschten Gleichbunden. Die Basiselektroden Ib und 2b der beiden spannungspegel liefern, indem man die Werte, .der Transistoren sind an die Ausgangsklemmen 6 bzw. 7 Widerstände R3 und A4, den Spannungswert der einer Signal- und Vorspannquelle 5, die in der ge- Spannungsquelle 15 und die Größe des Spannungszeigten Weise in bezug auf das Massepotential ange- io abfalls Vls des Pegelschieberelementes 11 geeignet ordnet sind, angeschlossen. wählt bzw. bemißt. Die Gleichspannungen an denvoltage source 13, shown as one with its negative push-pull points 9 and 10 the same. DC terminal connected to the battery grounded. The voltage level Vcdc prevails.
Collector 2c is via a further .Kollektorwider- As already mentioned, the DC voltage level stood Rl with the positive terminal of an operating Vcdc in the consumer circuit can be undesirable. Voltage source 14, shown as one with its 5 The two-stroke single-ended amplifier 20 according to the invention. The battery connected to the negative terminal can be connected to any desired equal connection at the output connection. Voltage level providing the base electrodes Ib and 2b of the two so that the values, .the transistors you are connected to the output terminals 6 and 7, resistors R 3 and A4, the voltage value of a signal and bias source 5, which in the overall voltage source 15 and the magnitude of the voltage shown in relation to the ground potential an- io drop Vls of the level shifter element 11 are suitably arranged. selects or measures. The DC voltages on the

Die Signal- und Vorspännquelle 5 enthält eine Basiselektroden 3b und Ab weichen um den Spannungsgeeignete Schaltungsanordnung, die an ihren Ausgän- abfall Vls am Pegelschiebereelement 11 voneinander gen 6 und 7 Differenzsignale sowie eine Vorspannung für ab. Bei gleichartigen Transistoren weichen die Gleichdie Basiselektroden der Transistoren 1 und 2 des 15 spannungen an den Emittern 3eund 4eum den gleichen Differenzverstärkers liefert. Die Schaltungsanordnung Betrag V_LS voneinander ab, da der Basis-Emitterkann beispielsweise aus vorgeschalteten Differenz- Spannungsabfall Vbe bei jedem Transistor der gleiche verstärkerstufen und der Abtasteinrichtung eines ist. . . Magnetspeichers bestehen. Da der Faktor α eines Transistors ungefähr denThe signal and preload source 5 contains a base electrode 3b and from deviate around the voltage-suitable circuit arrangement , which at their output drop Vls at the level shifter element 11 from each other gen 6 and 7 difference signals and a bias voltage for. In similar transistors, the base electrodes soft Gleichdie of the transistors 1 and 2 of the 15 voltages at the emitters 3eund e 4 by the same differential amplifier supplies. The circuit arrangement value V _LS from one another, since the base-emitter can, for example, from the upstream differential voltage drop Vbe in each transistor of the same amplifier stage and the sampling device is one. . . Magnetic storage exist. Since the factor α of a transistor is approximately the

Der Verstärker 20 enthält ein Direktverstärker- 20 Wert 1 hat, sind der Kollektorstrom und der Emitterelement (Verstärkerelement ohne Polaritätsumkeh- strom des Transistors 4 ungefähr gleich.. Indem man ■- rung) 3 und ein Umkehrverstärkerelement (Verstärker- die Widerstände R3 und RA in ihrem Wert gleich -i element mit" Polaritätsumkehrung) 4. Wiederum sind macht,¹ werden also die Spannungsabfälle Vr₃ und die Verstärkerelemente als Bipolartransistoren gezeigt. V_Ri gleich und lassen sich durch die folgende Be-Der Transistor 3 ist als Emitterfolger geschaltet, wobei 25 ziehung ausdrücken;The amplifier 20 includes a Direktverstärker- 20 is 1, the collector current and the emitter element (enhancer element without Polaritätsumkeh- current of the transistor 4 is approximately equal .. By ■ - tion) 3 and a reversing amplifier element (amplifier, the resistors R 3 and RA in their value equal to -i element with "polarity reversal) 4. Again, power, ¹ so the voltage drops Vr ₃ and the amplifier elements are shown as bipolar transistors. V _Ri equal and can be determined by the following Be-The transistor 3 is connected as an emitter follower, where 25 express drawing;

die Basis der: Eingangselektrode, der Emitter der "' _ _v _■ _{v v v} X_n
Ausgangselektrode und der Kollektor der gemein- ^Rz~ ^Ri ~ ^CDC ~ ^BE ~ ^LS ~ ^u "'.> ', ^? . samen Elektrode entsprechen.. Und zwar ist die wobei F₁₅ die Spannung der Batterie 15 ist. Durch Basis 3b galvanisch mit dem Zweitaktpunkt 9 ver- entsprechende Wahl der Werte der Pegelschiebebunden, während der Kollektor 3c direkt an die. 30 spannung Vls und der Batteriespannung F₁₅ kann man positive Klemme der Spannungsquelle 13 angeschlos- also den Gleichspannungsnormalpegel am Ausgangssen. ist. Gewünschteiifalls kann man für den Kollektor anschluß 16 auf jeden beliebigen gewünschten Wert 3 c auch eine getrennte Spannungsquelle vorsehen. einstellen. _{the base of the: input electrode} , the emitter of the "'_ _v _ ■ vvv X _n
The output electrode and the collector of the common electrode correspond to ^Rz ~ ^Ri ~ ^CDC ~ ^BE ~ ^LS ~ ^u "'.>', ^? . Where F _{15 is} the voltage of the battery 15. Through base 3b galvanically with corresponding selection of the values of the level shift-linked to the two -clock point 9, while the collector 3c can be connected directly to the voltage Vls and the battery _{voltage F 15} , the positive terminal of the voltage source 13, i.e. the normal DC voltage level at the output Set collector connection 16 to any desired value 3 c, also provide a separate voltage source.

Der Emitter 3e ist über einen Widerstand R3 mit dem Wenn man beispielsweise die Batteriespannung K₁₅ The emitter 3e is connected via a resistor R3 to the If, for example, the battery voltage K ₁₅

Ausgangsanschluß 16 verbunden. Eine Lastimpedanz 35 gleich —V_Ls Volt macht, entfallen die beiden letztenOutput terminal 16 connected. A load impedance 35 equal to -V _L makes s volts, the last two are omitted

Zl, welche die Eingangsimpedanz der Last- oder Ausdrücke in der obigen Gleichung (V), so daß die Zl, which is the input impedance of the load or terms in equation (V) above such that the

Verbraucherschaltung repräsentiert, ist zwischen den Spannungen an A3 und RA gleich Vcdc — Vbe Consumer circuit is represented between the voltages at A3 and RA equal to Vcdc - Vbe

Ausgangsanschluß 16 und Masse geschaltet. Außerdem werden. Da der Spannungsabfall Vcdc — Vbe gleichOutput connection 16 and ground switched. Also be. Since the voltage drop is equal to Vcdc - Vbe

ist an den Ausgangsanschluß 16 der Kollektor 4c des der Spannung am Emitter 3e des Transistors 3 ist,the output terminal 16 is the collector 4c of the voltage at the emitter 3e of the transistor 3,

Transistors 4 angeschlossen. 40 hat in diesem Fall der Gleichspannungs-NormalpegejTransistor 4 connected. 40 has the DC voltage normal level in this case

Der Transistor 4 ist in Emitterschaltung geschaltet, am Ausgangsanschluß 16 den Wert 0 Volt. AndereThe transistor 4 is connected in the emitter circuit, at the output terminal 16 the value 0 volts. Other

so daß seine Basis der Eingangselektrode, sein Kollek- Gleichspannungs-Ruhepegel am Ausgangsanschluß 16so that its base of the input electrode, its collector DC voltage quiescent level at the output terminal 16

tor der Ausgangselektrode und sein Emitter der können erhalten werden, indem man die Batterie-The output electrode gate and its emitter can be obtained by removing the battery

L> gemeinsamen Elektrode entspricht. Und zwar ist der spannung K₁₅. größer oder kleiner macht, voraus-L> corresponds to the common electrode. The voltage is K ₁₅ . makes it bigger or smaller,

Emitter.4e über einen Emitterwiderstand R4 an die 45 gesetzt, daß dabei der Transistor 4 noch im linearenEmitter.4e is set to 45 via an emitter resistor R4 , so that transistor 4 is still in the linear

negative Klemme einer Spannungsquelle 15, darge- Bereich seiner Kennlinie arbeitet,negative terminal of a voltage source 15, the range of its characteristic is working,

stellt als eine mit ihrer positiven Klemme an Masse Außer daß er die Einstellung eines gewünschtensets as one with its positive terminal to ground Except that it is setting a desired one

liegende Batterie, angeschlossen. Die Basis 4b ist Gleichspannungspegels am Ausgangsanschluß 16 er-lying battery, connected. The base 4 b is the DC voltage level at the output terminal 16

über ein Pegelschieberelement 11 mit dem Gegentakt- möglicht, gewährleistet der Verstärker 20, daß dieThe amplifier 20 ensures that the

punkt 10 gekoppelt. Das Pegelschieberelement 11 ist 5° volle Differenzverstärkung des Differenzverstärkers 23point 10 coupled. The level shifter element 11 is 5 ° full differential gain of the differential amplifier 23

hier als Zenerdiode ZD mit an die Basis Ab ange- erhalten bleibt. Es sei angenommen, daß der Differenz-is retained here as a Zener diode ZD with the base Ab. It is assumed that the difference

schlossener Anode und an den Gegenpunkt 10 ange- verstärker 21 von der Quelle 5 ein Differenzsignalclosed anode and to the counterpoint 10 amplified amplifier 21 from the source 5 a difference signal

schlossener Kathode gezeigt. empfängt, aus dem er am Punkt 9 ein Signal + AS closed cathode shown. receives, from which he receives a signal + AS at point 9

Hinsichtlich des Betriebs des Differenzverstärkers 21 und am Punkt 10 ein Signal — AS erzeugt. Die und des Verstärkers 20 sollen zunächst .die statischen 55 Spannung am Emitter 3 e des Emitterfolgertransistors 3 Gleichspannungs-Betriebsbedingungen betrachtet wer- folgt der Spannung an seiner Basis 3b. Das Signal A S . den. Im Differenzverstärker 21 sind die beiden Tran- erscheint also auch am Emitter 3e. Da der Ausgangssistoren 1 und 2 gleichartige Typen und haben die widerstand des Transistors 4 sehr groß gegenüber dem Kollektorwiderstände Rl und R2 gleiche Werte. Widerstand R3 (der typischerweise in der Größenord-Die Spannungsquellen 13 und 14 liefern annähernd 60 nung von 1000 Ohm liegt) ist, erfährt das Signal + A S gleiche Spannungen, und die Quelle 5 beschickt die nur eine sehr geringe Abschwächung, so daß es in Basiselektroden 16 und 26 mit gleichen Vorspannungen, nahezu seiner vollen Größe am Ausgangsanschluß 16 : so daß beide Transistoren 1 und 2 gleichermaßen in den erscheint.With regard to the operation of the differential amplifier 21 and at point 10 a signal - AS is generated. The and of the amplifier 20 should first be considered .the static voltage at the emitter 3 e of the emitter follower transistor 3 DC voltage operating conditions follows the voltage at its base 3b. The signal AS. the. In the differential amplifier 21, the two tran- appears also at the emitter 3e. Since the output transistors 1 and 2 are of the same type and the resistance of the transistor 4 is very high compared to the collector resistances R1 and R2 the same values. Resistance R 3 (which is typically of the order of magnitude - The voltage sources 13 and 14 supply approximately 60 voltage of 1000 ohms), the signal + AS experiences the same voltages, and the source 5 supplies only a very small amount of attenuation, so that it is in Base electrodes 16 and 26 with equal bias voltages, nearly its full size at the output terminal 16: so that both transistors 1 and 2 appear equally in the.

leitenden Zustand gespannt sind. Der vom strom- Da die Widerstände A3 und R4 im Kollektorkreisconductive state are tensioned. The from the current- As the resistors A3 and R4 in the collector circuit

bestimmenden Element 8 gelieferte Strom verteilt sich 65 bzw. Emitterkreis des Transistors 4 gleiche WerteThe current supplied to determine the element 8 is distributed 65 or the emitter circuit of the transistor 4 with the same values

zu gleichen Teilen auf die beiden Emitter Ie und Ie. haben, ist der Spannungsverstärkungsfaktor diesesin equal parts on the two emitters Ie and Ie. the voltage gain factor is this

Die Kollektorströme und ebenso auch die Kollektor- Transistors 1. Das heißt, der Transistor 4 arbeitet alsThe collector currents and also the collector transistor 1. That is, the transistor 4 operates as

gleichspannungen sind gleich, so daß an den'beiden Umkehrverstärker mit Verstärkungsfaktor 1. Das zurDC voltages are equal, so that the two inverting amplifiers with a gain of 1. The for

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Basis Ab gelangende Signal — AS erscheint daher am wie in F i g. 1. Wie erwähnt, werden die Transistoren 1 Kollektor 4 c als —(—AS), d.h. als +AS. Das und 2 durch die Basisvorspannungen und die Konresultierende Ausgangssignal ist also 2AS, d. h. gleich stantstromquelle 8 gleichermaßen in den leitenden der Summe der beiden Signalkomponenten, so daß Zustand gespannt. Die Kollektorströme der Tranalso von der Differenzverstärkung nichts verlorengeht. 5 sistoren 1 und 2 sind annähernd gleich, so daß dieSignal AS arriving at base from therefore appears on as in FIG. 1. As mentioned, the transistors 1 collector 4 c as - (- AS), ie as + AS. So the and 2 through the base biases and the resulting output signal is 2AS, i.e. H. equal stantstromquelle 8 equally in the conductive of the sum of the two signal components, so that state tense. The collector currents of the Tranalso nothing is lost from the differential gain. 5 sistors 1 and 2 are approximately the same, so that the

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Verstärkers 20 Spannungsabfälle an den Kollektorwiderständen ebenbesteht darin, daß er für Gleichtaktsignale relativ . falls annähernd gleich sind. Jedoch weichen jetzt die unempfindlich ist. Ein Gleichtaktsignal ist bekanntlich Gleichspannungspegel an den Punkten 9 und 10 um ein Signal, das bewirkt, daß die Gegentaktpunkte 9 den Durchlaßspannungsabfall der Diode Dl vonein- und 10 beide gleichzeitig in ihrer Spannung in positiver io ander ab. Die Pegelschieberspannung Vls setzt sich oder in negativer Richtung gehen. Solche Gleichtakt- somit aus der Zenerspannung und dem Durchlaßsignale können entweder durch die Signal- und Spannungsabfall der Diode D1 zusammen. Im übrigen Vorspannquelle 5 oder durch ein Abwandern der arbeitet die Schaltung im wesentlichen genau so wie positiven Speisespannung eingeführt werden. Gleich- die Anordnung nach F i g. 1. .·Another important feature of amplifier 20 is that it is relative to voltage drops across the collector resistors for common mode signals. if are approximately the same. However, now give way to the insensitive. A common mode signal is known to be the DC voltage level at points 9 and 10 around a signal which causes the push-pull points 9 to reduce the forward voltage drop of the diode Dl from one another and 10 both at the same time in their voltage in positive io other. The level shifter voltage Vls will settle or go in the negative direction. Such common-mode thus from the Zener voltage and the forward signals can be combined either by the signal and voltage drop of the diode D 1. In the rest of the bias source 5 or by migrating the circuit operates essentially exactly as positive supply voltage is introduced. Same - the arrangement according to FIG. 1. .·

taktsignale, die durch die Signal- und Vorspann- 15 Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist die quelle 5 eingeführt werden, werden auf Grund der Zenerdiode ZD durch einen Transistor 30, der als Wirkung des Transistors 3 und der Umkehrwirkung des Emitterfolger geschaltet ist, ersetzt. Und zwar» ist Transistors 4 am Ausgangsanschluß 16 in folgender die Basis 306 an den Punkt 10 angeschlossen. Der Weise weitgehend unterdrückt oder gelöscht. Bei- Kollektor 30 c ist mit der positiven Klemme einer spielsweise ein Gleichtaktsignal +AS am Punkt 9 zo Betriebsspannungsquelle 17, deren negative Klemme wird am Ausgangsanschluß 16 ein Gleichtaktsignal an Masse liegt, verbunden. Der Emitter 3Oe ist über + AS, während ein Gleichtaktsignal + AS um Punkt den Emitterwiderstand RS mit einem Punkt 18 ver-10 infolge der Polaritätsumkehr im Transistor 4 am bunden, der seinerseits an die Basis 4b des Umkehr-Ausgang 16 ein Signal — AS wird, so daß das resul- transistors 4 mit Verstärkungsfaktor 1 angeschlossen tierende Ausgangssignal 0 ist. 35 ist. .clock signals generated by the signal and preamble 15 In the embodiment according to FIG. 3 is the source 5 are introduced, are due to the Zener diode ZD replaced by a transistor 30, which is connected as the action of the transistor 3 and the reverse action of the emitter follower. Namely, the transistor 4 is connected to the output terminal 16 in the following the base 306 to the point 10. The wise largely suppressed or erased. For example, collector 30c is connected to the positive terminal of a common-mode signal + AS at point 9 zo operating voltage source 17, the negative terminal of which is connected to a common-mode signal at grounding at output terminal 16. The emitter 3Oe is connected to + AS, while a common mode signal + AS to point the emitter resistor RS with a point 18 ver-10 as a result of the polarity reversal in the transistor 4 am bound, which in turn at the base 4 b of the reverse output 16 a signal - AS so that the result transistor 4 connected with a gain factor of 1 is the output signal 0. 35 is. .

Bezüglich der Abwanderung der positiven Speise- Der Punkt 18 ist außerdem mit dem Kollektor 31cRegarding the migration of the positive feed- The point 18 is also connected to the collector 31c

spannung ist zu beachten, daß in der Praxis die eines Stromquellentransistors 31 verbunden. Der Emit-Speisespannungen 13 und 14 der gleichen Spannungs- ter31e ist über den Emitter widerstand R 6 an die quelle entnommen werden. Eine etwaige Spannungs- negative Klemme der Spannungsquelle 15 angeschlosabwanderüng einer solchen gemeinsamen Spannungs- 30 sen. Die Basis 316 ist über einen Basiswiderstand Rl quelle wirkt sich daher auf die Gleichspannung Vcdc mit einer Quelle einer Bezugsspannung V₁ verbunden, an den Gegentaktpunkten 9 und 10'im gleichen Maße Die Bezugsspannung V₁ kann einer positiven Speiseaus. Die Abwanderung der Speisespannung ist daher in Spannungsquelle, beispielsweise der Batterie 14, über ihrer Auswirkung einem Gleichtaktsignal gleichwertig. einen Spannungsteiler entnommen werden. Auch hier Wie erwähnt, ist die Gleichspannung am Emitter 3e 35 führen die gestrichelten Leitungen vom Emitter 2 e eine Funktion des Gleichspannungspegels V_Cpc- Nach und vom Ausgangsanschluß 16 zum übrigen Teil der Gleichung (1) ist die Spannung Vr₃ am Widerstand Schaltung, der in der gleichen Weise ausgelegt ist wie Λ3 ebenfalls eine Funktion der Gleichspannung Vcdc· in Fig. 1. .voltage should be noted that in practice that of a current source transistor 31 is connected. The emit supply voltages 13 and 14 of the same voltage ter31e can be taken from the source via the emitter resistor R 6. Any voltage negative terminal of the voltage source 15 connected to such a common voltage 30 s. The base 316 is connected to a source of a reference voltage V ₁ via a base resistor Rl source therefore affects the direct voltage Vcdc , at the push-pull points 9 and 10 'to the same extent. The reference voltage V ₁ can be fed from a positive feed. The effect of the migration of the supply voltage in the voltage source, for example the battery 14, is equivalent to a common-mode signal. a voltage divider can be taken. Here, too, As mentioned, the DC voltage at the emitter 3e 35 lead the dashed lines from the emitter 2 e is a function of the DC voltage level V _C PC Gradually from the output terminal 16 to the remaining part of the equation (1) is the voltage Vr ₃ at the resistance circuit, which is designed in the same way as Λ3 also a function of the direct voltage Vcdc · in FIG. 1..

Der Widerstand Λ3 bewirkt durch Mischung oder Im Betrieb ist der Kollektorstrom des Stromquellen-The resistor Λ3 is caused by mixing or during operation, the collector current of the power source

Addition, daß die Spannung Vcdc, und folglich eine 40 transistors 31 weitgehend konstant, so daß der etwaige Schwankung oder Veränderung dieser Span- Spannungsabfall am Emitterwiderstand R5 ebenfalls nung, weitgehend gelöscht wird, so daß der Ausgangs- weitgehend konstant ist. Die Pegelschieberspannung anschluß 16 durch die Speisespannungsabwanderung V_LS setzt sich somit aus dem Spannungsabfall am unbeeinflußt bleibt. Basis-Emitter-Übergang des Transistors 30 und demAddition that the voltage Vcdc, and consequently a transistor 31 is largely constant, so that any fluctuation or change in this voltage drop across the emitter resistor R5 is also largely canceled, so that the output is largely constant. The level shifter voltage terminal 16 by the supply voltage migration V _LS is thus made up of the voltage drop at the remains unaffected. Base-emitter junction of transistor 30 and the

Wenn der Verstärker 20 als integrierte Schaltung 45 Konstantspannungsabfall am Widerstand RS zuhergestellt wird, kann die Zenerdiode ZD in irgend- sammen. Da ferner der Ausgangswiderstand des einer der üblichen Formen vorgesehen sein. Beispiels- Stromquellentransistors 31 groß gegenüber dem Emitweise kann man für die Bereitstellung der Zener- terwiderstand Ä5 (8 η der Größenordnung von Spannung die Sperrdurchbruchspannung des Emitter- 1000 Ohm) ist, bewirkt der Widerstand R5 im wesent-Basis-Überganges eines Transistors verwenden. Ferner 50 liehen keine Signalabschwächung. Im übrigen arbeitet kann man für das Pegelschieberelement 11 irgendeines die Schaltung nach Fig. 3 weitgehend in der gleichen der üblichen Bauelemente verwenden. Beispielsweise Weise wie die Schaltung nach F i g. 1. kann man sich hierfür des Durchlaßspannungsabfalls Die Anordnung nach F i g. 3 kann auch in andererIf the amplifier 20 is produced as an integrated circuit 45 with a constant voltage drop across the resistor RS , the Zener diode ZD can in any way. Furthermore, since the output resistance of one of the usual forms can be provided. Example current source transistor 31 large compared to the emitter, one can use the resistor R5 in the essential base junction of a transistor to provide the zener resistance λ5 (8 η of the order of magnitude of the voltage is the reverse breakdown voltage of the emitter 1000 ohms). Furthermore, 50 did not result in any signal attenuation. Otherwise, any of the circuit of FIG. 3 can be used for the level shifter element 11, largely in the same of the usual components. For example, in the same way as the circuit of FIG. 1. the forward voltage drop can be used for this. The arrangement according to FIG. 3 can also be used in other

einer üblichen Diode oder mehrerer Dioden an Stelle Weise arbeiten. Indem man als Spannung V₁ statt oder in Verbindung mit der gezeigten Zenerdiode ZD 55 einer festen Bezugsspannung eine veränderliche Regelbedienen. Diese Dioden können sämtlich so geschaltet oder Steuerspannung verwendet, kann man die sein, daß sie entweder eine Spannungsverschiebung Übertragung des Differenzsignals von den Zweitaktlediglich zwischen dem Punkt 10 und der Basis Ab oder punkten 9 und 10 zum Eintaktausgang 16 regeln oder aber eine solche Spannungsverschiebung zwischen der steuern. Beispielsweise kann man als Steuerspanriung positiven Klemme der Spannungsklemme 14 und der 60 V₁ ein zweipegeliges Tast- oder Abtastsignal verwenden, Basis Ab bewirken. Eine Pegelschiebeanordnung der wodurch der Gleichspannungspegel am Ausgang 16 letztgenannten Art ist in F i g. 2 gezeigt. entsprechend den beiden Pegeln desAbtastsignals einena common diode or more diodes work in place of way. By using a variable control as voltage V ₁ instead of or in conjunction with the shown Zener diode ZD 55 of a fixed reference voltage. These diodes can all be switched or control voltage used, one can be that either a voltage shift transmission of the difference signal from the two- cycle only between the point 10 and the base Ab or points 9 and 10 to the single-ended output 16 regulate or such a voltage shift between the steer. For example, the positive terminal of the voltage terminal 14 and the 60 V ₁ can be used as a control circuit, a two-level key or scanning signal, cause base Ab. A level shift arrangement of the type mentioned last, whereby the DC voltage level at the output 16 is shown in FIG. 2 shown. corresponding to the two levels of the scanning signal

In Fig. 2 ist eine Diode Dl so zwischen die· ersten und einen zweiten Wert annimmt. Das heißt, positive Klemme der Spannungsquelle 14 und den die Ausgangsgleichspannung hat, wenn das Abtast-Kollektorwiderstand R 2 geschaltet, daß sie in der 65 signal den niederen seiner beiden Pegel hat, einen Durchlaßrichtung leitet. Die gestrichelten Linien vom ersten Wert und, wenn das Abtastsignal den höheren Emitter 2 e und vom Ausgangsanschluß 16 führen zum Pegel hat, einen zweiten Wert, übrigen Teil der Schaltung, der gleich ausgelegt ist An den Ausgangsanschluß 16 kann eine Schwellen-In FIG. 2, a diode D1 is between the first and a second value. That is, the positive terminal of the voltage source 14 and the DC output voltage when the sampling collector resistor R 2 is connected so that it has the lower of its two levels in the 65 signal, conducts a forward direction. The dashed lines from the first value and, if the sampling signal has the higher emitter 2 e and from the output terminal 16 to the level, a second value, the remaining part of the circuit, which is designed the same.

Schaltung (nicht gezeigt), beispielsweise ein Flip-Flop, angeschaltet sein. Wenn das Abtastsignal den einen von seinen beiden Pegeln hat, reichen das Ausgangssignal und die Ausgangsgleichspannung nicht aus, um die. Ansprechschwelle des Flip-Ftops zu übersteigen, so daß das Flip-Flop nicht anspricht. Wenn dagegen das Abtastsignal seinen anderen Pegel hat, wird die Ansprechschwelle des Flip-Flops durch das Ausgangssignal und die Ausgangsgleichspannung überschritten, so daß das Flip-Flop schaltet. Die Steuerspannung F₁' kann somit dazu verwendet werden, einen Abtastverstärker zu tasten.Circuit (not shown), such as a flip-flop, be turned on. When the sampling signal has either level, the output signal and the DC output voltage are insufficient to generate the. To exceed the response threshold of the flip-flop so that the flip-flop does not respond. If, on the other hand, the sampling signal has its other level, the response threshold of the flip-flop is exceeded by the output signal and the DC output voltage, so that the flip-flop switches. The control voltage F ₁ 'can thus be used to sample a sense amplifier.

Obwohl die hier verwendeten Transistoren als npn-Transistoren' gezeigt sind, kann man selbstverständlich auch pnp-Transistoren verwenden, wenn man die Polarität der Dioden und der Speisespannungen entsprechend verändert.Although the transistors used here are shown as 'npn transistors', one can of course also use pnp transistors if you consider the polarity of the diodes and the supply voltages changed accordingly.

Claims

Patent claims:

1. Amplifier with push-pull input and single-ended output, in which between the terminals of a voltage source a first amplifier element connected as a voltage follower in series with a first resistor, a second amplifier element connected as an inversion amplifier with gain 1 and a second amplifier element of the same size Resistance is connected and a load is connected to the connection point of the first resistor with the second amplifier element and in which the control electrodes of the two amplifier elements are connected to the output electrodes of corresponding preamplifier elements and are controlled by them in antiphase, characterized in that the preamplifier elements (1, 2 ) are interconnected to form a differential amplifier and that the control electrode (4 b) of the inverting amplifier (4) is connected to the output electrode (2 c) of the preamplifier element (2) assigned to it via a level shifting arrangement (11).

2. Amplifier according to claim 1, characterized in that the voltage source supplies two different operating voltages (voltage sources 13, 14 or 15) and a fixed reference voltage (ground) between these two operating voltage values and that the load resistors (Al, R 2) of the preamplifier elements ( 1, 2) of the differential amplifier to which an operating voltage (voltage source 13, 14) and the ground electrode (Ae) of the inverting amplifier (4) are connected to the other operating voltage (voltage source 15) via the second resistor (A4).

3. An amplifier according to claim 2, characterized characterized ^J marked in that the voltage of the second operating voltage source (15) is equal to the level shift caused by the assembly (11) level difference. 'i. ■ ■

4. Amplifier according to claim 1, characterized in that that the amplifier elements (3, 4) are bipolar transistors.

5. Amplifier according to claim 1 or 3, characterized in that the level shift arrangement contains a zener diode (11).

.

6. Amplifier according to claim 1 or 3, characterized in that the level shifting

• order an impedance element (RS), a constant current source (31) and an emitter follower

.. switched third transistor (30), whose base (30 έ) to the output electrode (10) of the inverting amplifier (4) upstream preamplifier element (2), whose collector (30 c) to another operating voltage source (17) and its emitter (3Oe) over the third impedance--. element (RS) is connected to the constant current source (31) and to the base (4b) of the inverting amplifier transistor (4) (FIG. 3).

7. Amplifier according to claim 6, characterized in that the constant current source (31) contains a fourth transistor whose collector (31c) via the third impedance element (R5 with the emitter (3Oe) of the third transistor (30) and its emitter (3Ie ) is connected to the second operating voltage source (15) and whose base (31Z?) is connected to a reference voltage (F ₁ ).

8. Amplifier according to Claim 6 and 7, characterized in that the reference voltage (F ₁ ) supplied to the base of the fourth transistor (31) can be changed. .

1 sheet of drawings 109 617/124