DE1787002B2

DE1787002B2 - Differenzverstärkerschaltung zur Erzeugung zweier gegenphasig zueinander verlaufender Ausgangssignale. Ausscheidung aus: 1437476

Info

Publication number: DE1787002B2
Application number: DE1787002A
Authority: DE
Inventors: James Howard Beaverton Oreg. Knapton (V.St.A.)
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1963-06-18
Filing date: 1964-06-16
Publication date: 1974-08-29
Also published as: NL6406988A; GB1027080A; JPS50100953A; JPS5214135B1; CH416753A; DE1437476A1; US3255419A; DE1787002A1

Description

I 787 002

Stärkung der Differenzverstärkerschaltung umgeschaltet werden kann, abgeglichen bleiben bzw. die Amplituden der Ausgangssignale immer untereinander gleich groß bleiben.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung, deren einzige Figur die Differenzverstärkerscbaltung der Erfindung veranschaulicht, näher erläutert.

Die in der einzigen Figur gezeigte Verstärkerschaltung enthält einen PNP-Eingangstransistor 18', der als Emitter-Verstärker geschaltet ist und dessen Kollektor mit der Basis eines Ausgangstransistors 110 verbunden ist, der seinerseits als Emitterfolger geschaltet ist, so daß diese Schaltungsanordnung einer Kaskadenschaltung entspricht. Der Ausgangstransistor 110 ist ein NPN-Transistor, dessen Emitter über einen Lastwiderstand 112 mit einer negativen Vor spannung und dessen Kollektor über einen Schwingungen unterdrückenden Widerstand 114 mit dem Emitter des Eingangstransistors 18' verbunden ist. Von der Basis des Ausgangstransistors 110 lührt ein Nebenschluß-Kondensator 116 zum Emtter des Eingangstransistors 18', wobei dieser Kondensator zusammen mit dem Widerstand 114 zur Verhinderung von Schwingungen zusammenwirkt. Der Ausgangstransistor 110 erhöht die Eingangsimpedanz des Verstärkers einschließlich des Eingangstransistors 18', verringert jedoch die effektive Emitter-Übergangs-Impedanz eines jeden Transistors, so daß die Emitter-Basisspannung dadurch nur sehr gering schwankt. Es lassen sich bei dieser Schaltungsanordnung unterschiedliche Kopplungswiderstände 24' bzw. 117 mittels einer geeigneten Schalteinrichtung selektiv einschalten, wobei es möglich ist, die Verstärkung dieser Verstärkerschaltung ungefähr auf das Fünzigfache zu erhöhen, was z. B. in aufeinanderfolgenden Schritten entsprechend unterschiedlicher Widerstendswerte der Kopplungswiderstände vorgenommen werden kann. Die Eingangsimpedanz der in Kaskade geschalteten Verstärkerhälfte mit den Transistoren 18' und 110 entspricht näherungsweise dem Widerstandswert des Widerstandes 112. Ein weiterer, als Emitterfolger geschalteter Ausgangstransistor 118 ist mit seiner Basis mit dem Kollektor eines Eingangstransistors 34' verbunden und mit seinem Kollektor mit dem Emitter dieses Eingangstransistors 34' verbunden, so daß diese Schaltungsanordnung der Schaltungsanordnung mit den Transistoren 18' und 110 entspricht. Der Ausgangstransistor 118 ist eben-

falls mit einem Schwingungen unterdrückenden Widerstand 120 und mit einem Nebenschlußkondensator 122 versehen, wobei diese Anordnung Schwingungen unterdrückt. Der Emitter des Ausgangstransistors 118 ist ferner mit einer negativen Spanmrogsquelle über einen Widerstand 124 verbunden, der etwa den gleichen Widerstandswert hat, wie der Widerstand 112 der anderen Verstärkerhälfte. Zusätzlich können zwei Trenndioden 126 bzw. 128 zwischen den Emittern der Transistoren 10' bzw. 28' und

*5 den Basisanschlüssen der Eingangstransistoren 18' bzw. 34' vorgesehen sein. Zwischen dem Emitter des Transistors 28' und Masse oder Erde liegt ein weiterer der Unterdrückung von Schwingungen dienender Kreis mit einer Induktivität 130 und einer Kapazität 132.

Dei NPN-Transistor 28' ist mit seiner Basis mit einem Potentiometer 30' verbunden und erhält von diesem eine konstante Gleichsp'nnung. Der Transistor 10' ist dagegen mit einem Eingangsanschluß 12' verbunden, wobei diesem Eingangsanschluß das zu verstärkende Eingangssignal aufgedrückt wird.

Zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 18' liegt ein Nebenschlußwiderstand 26'. Da die Wechselspannungs-Belastungsimpedanz des Eingangstransistors 18', welche beispielsweise von einem Koaxialkabel 54' gebildet sein kann, niedrig ist. bleibt die Ausgangsspannung am Anschluß 50' im wesentlichen konstant, und der nebengeschlossene Widerstand 26' bewirkt keine Spannungsgegenkopplung für den Transistor. Statt dessen bewirkt der Nebenschluß-Widerstand eine vorwärtsgerichtete Gegenkopplung, in dem er einen Teil des Eingangssignals zum Kollektor überträgt, welches der Basis des Eingangstransistors 18' aufgedrückt \sird, wodurch das Stromsignal etwas verringert wird, welches in das Koaxialkabel 54' fließt.

Somit bewirkt der Nebenschlußwiderstand 26' eine Linearisierung der Verstärkung innerhalb des Verstärkungsbereiches und eine Kompensation für unterschiedliche an die Verstärkerschaltung angeschlossene Lasten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 W 2 der Übertragungswiderstand von der einen Ver- Patentansprüche: stürkerstufe zur anderen Verstarkemufe von der Frequenz des Spannungssignals abhängig »st (Zeit-

1. Differenzverstärkerschaitung zur Erzeugung schrift »IRE TRANSACTIONS ON CIRCUIT zweier gegenphasig zueinander vertaufender Aus- 5 THEORY«, 1956, III, S. 61, Flg. XJ. , gangssignale, mit einem Paar als PmitterverstSr- Bekannt ist auch eine Schaltung eines (-versuirker geschalteter Eingangstransistoren und einem kers mit Eicnspannungsgenerator. Dieser verstärker an die EingangstransUtoren angeschlossenen ist zwar ein Gleidistromverstärker bzw.^ em gleich-EmίtterfoIgeΓ-AusgangstΓansistoφaar, wobei je- spannungsgekoppelter Verstärker, die Verstärkung weüs die Basis und der Kollektor der Ausgangs- w dieses Verstärkers, läßt sich jedoch nur vergletchstransistoren mit dem Kollektor und Emitter der weise geringfügig verändern (Zeitscbnft * ELEC-Etngangstransistoren verbunden sind, da- TRONIC«,Nr. 10, i960,S.304,Bild3).

durch gekennzeichnet, daß mehrere Schließlich ist auch eine VerstarkerscnaJtung be-

Kopplungswiderstände (24', X17) mit unter- kannt, die aus zwei hmtereinandergeschalteten Ver-

scbiedlichen Widerstandswerten mittels einer 15 stärkersrufen besteht, wobei diese zwei Stufen über

Schalteinrichtung selektiv zwischen die Emitter eiae Übertragungsleitung niedriger Impedanz mitein-

der Eingangstransistoren (34', 180 einschaltbar ander gekoppelt sind. Auch bier handelt es sich auch

sind. wieder um eine Wechselspannungskopplung, die je-

2. Differenzverstärkerschaitung nach An- doch bekanntlich gegenüber einer gleichstromgekopspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis 20 pelten Verstärkerschaltung mit dem N achte-? behafeines der Ein_tangstransistoren (34') mit der tet ist, daß sie nur für ein vergleichsweise schmale-Quelle (30', 28) einer Gleichspannungs-Bezugs- Frequenzband verwendet werden kann bzw. einen spannung und die Basis des anderen Transistors vergleichsweise stark ausgeprägten Frequenzgang ha: (18') mit einer Quelle (12', 10') der Eingangssi- (britische Patentschrift 569 260).

gnale verbunden ist. 25 Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Differenzverstärkerschaitung der ein-

gangs definierten Art derart weiter zu verbessern.

daß die Schaltung bei einfachem Aufbau über einen

Die Erfindung betrifft eine Differenzverstärker- großen Frequenzbereich eine geringe Verzerrung

schaltung zur Erzeugung zweier gegenphasig zuein- 30 bzw. Klirrfaktor aufweist und über einen in weiter,

ander verlaufender \usgangssignale, mit einem Paar Grenzen veränderbaren Verstärkungsbereich au-

als Emitterverstärker geschalteter Eingangstransisto- einem Eingangssignal zwei gegenphasig zueinander

ren und einem an die Eingangs! ansistoren ange- verlaufende Ausgangssignale von im wesentlichen

schlossenen Emitterfolger-Ausgap'stransistorpaar, gleicher Amplitude vorsehen kann,

wobei jeweils die Basis und der Koh'ektor der Aus- 35 Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsge-

gangstransistoren mit dem Kollektor und Emitter der maß dadurch, daß mehrere Kopplungswiderstände

Eingangstransistoren verbunden sind. mit unterschiedlichen Widerstandswerten mittels

Es ist bereits ein Differenzverstärker mit einem einer Schalteinrichtung selektiv zwischen die Emitter Paar Eingangstransistoren und einem an die Ein- der Eingangstransistoren einschaltbar sind,
gangstransistoren angeschlossenen Emitterfolger- 40 Bei dieser Schaltungsanordnung erhöhen die ais Ausgangstransistorpaar bekannt, wobei jeweils die Emitterfolger geschalteten Ausgangstransistoren die Basis und der Kollektor der Ausgangstransistoren Eingangsimpedanz des jeweiligen Verstärkungsab- mit dem Kollektor und dem Emitter des Eingangs- Schnitts, vermindert jedoch die effektive Emittertransistors verbunden ist. Dabei führt jede Ver- Übergangsimpedanz jedes Transistors auf etwa Stärkerhälfte über einen Emitterwiderstand zu einem 45 0,3 Ohm oder noch weniger, so daß die Spannungs-Stromregeltransistor, der die Aufgabe hat, die ganze Schwankungen der Emitter-Basisspannung sehr nied-Schaltung gegenüber Spannungsschwankungen unab- rig gehalten werden. Dadurch läßt sich mit Hilfe der hängig zu machen. Abgesehen davon, daß hier für unterschiedlichen Kopplungswiderstände, die selektiv jede Verstärkerhälfte jeweils ein Emitterwiderstand zwischen die Emitter der Eingangstransistoren einerforderlich ist und dadurch das Umschalten der 50 schaltbar sind, die Verstärkung beispielsweise auch Verstärkerschaltung schwierig wird, da bei Änderung verfünfzigfachen, wobei jedoch der gesamte schaldes Widerstandswertes des Emilterwiderstandes der tungstechnische Aufwand hierfür vergleichsweise jeweiligen Verstärkerhälfte der betreffende neue sehr gering ist. Darüber hinaus ist die Differenzver-Widerstandswert genau mit dem jeweils anderen Stärkerschaltung nach der Erfindung durchgehend Widerstandswert der anderen Verstärkerhälfte über- 55 gleichspannungsgekoppelt, so daß diese Schaltung einstimmen muß, müssen, um die abgegriffenen Ge- auch einen großen Frequenzbereich verarbeiten gentaktsignale hinsichtlich ihrer Spannung bzw. kann.

Spannungsveriauf gleich zu halten, die Transistoren Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist

hinsichtlich ihrer Kennlinien sehr sorgsam ausge- vorgesehen, daß die Basis eines der Eingangstransi-

wählt werden, um unterschiedliche Verstärkung der 60 stören mit der Quelle einer Gleichspannungs-Bezugs-

zwei Verstärkerhälften zu vermeiden (Zeitschrift spannung und die Basis des anderen Eingangstransi-

»IRE TRANSACTIONS ON CIRCUIT THEORY«, stors mit einer Quelle der Eingangssignale verbunden

Dezember 1961, S. 434 bis 439). ist.

Es ist auch ein transistorisierter Videoverstärker Eine besonders vorteilhafte Wirkung der Diffe-

bekanntgeworden, der jedoch ein wechselspannungs- 65 renzverstärkerschaltung nach der Erfindung besteht

gekoppelter Verstärker ist, wobei das Spannungssi- darin, daß die zwei gegenphasig zueinander verlau-

gnal über eine Kopplungskapazität von der einen Ver- fenden Ausgangssignale innerhalb eines sehr großen

stärkerstufe zur anderen übertragen wird, so daß hier Verstärkungsbereiches, innerhalb welchem die Ver-