DE1803655A1

DE1803655A1 - Verstaerker mit zwei Transistoren und Gegenkopplung

Info

Publication number: DE1803655A1
Application number: DE19681803655
Authority: DE
Inventors: Peter Wurll
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-10-17
Filing date: 1968-10-17
Publication date: 1970-06-11

Description

Verstärker mit zwei Transistoren und Gegenkopplung Die Erfindung betrifft einen Verstärker mit zwei Transistoren und mit einer vom Kollektor des zweiten Transistors zum Emitter des ersten Transistors führenden Gegenkopplung. Derartige Verstärker sind z. B. aus "Funktechnik" 1961, Heft-6, Seite 170 bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker zu schaffen, der sich gegenüber dem bekannten durch die geringe Anzahl an Bauelementen bei guter Stabilisierung der Arbeitspunkte der Transistoren auszeichnet. Ferner eoll sein Verstürkunggrad leicht wirksam regelbar sein, und zwar auch mittels Fernbedienung oder in Abhangigkeit von der Größe des zu verstärkenden Signals.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Transistoren von entgegengesetztem Leitungstyp sind, daß der Kollektor des ersten Transistors nit der Basis des zweiten Transistors und der Kollektor des zweiten Transistors mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist. Demgeneß ist der Emitterwiderstand des ersten Transistors gleich dem Kollektor oder Arbeitswiderstand des zweiten Transistors. Die Eingangs spannung wird der Basis des ersten Transistors zugeführt, wahrend die Ausgangsspannung am Kollektor des zweiten Transistors oder niederohmig an dessen Emitter abgegriffen werden kann. Durch Verändern des Widerstandes, der sowohl Emitterwiderstand des ersten Transistors als auch Kollektorwiderstand des zweiten Transistors.ist, kann der Gegenkopplungegrad und damit die Verstärkung wirksam ver&:ndert werden. Besonders wirksam ist die Verstärkungsregelung, werrn der Kollektor des zweiten Transistors unmittelbar mit dem Emitter des- ersten Trans sistors verbunden ist, so daß der gesamte Emitterwiderstand des ersten Transistors gleich dem Sollektorwiderstand des zweiten Transistor ist. Dieser Widerstand oder ein Triol desselben kann als Potentiometer ausgeführt sein, an dessen Abgriff ein mit Masse verbundener Sondensator liegt, so daß der Gleichstrornwiderstand konstant bleibt und nur die Wecbselstromgegenkopplung verändert wird. Es kann auch über einen Kondensator ein teränderlicher Widerstand parallelgeschaltet werden Der veränderliche Widerstand kann ein spannungs- oder ein magnetfeldabhängiger Widerstand oder ein Fotowiderstand sein. Temperaturabhängige Widerstände sind wegen ihrer Trägheit nur in Ausnahmefällen geeignet. Günstig sind magnetfeldabhängige Widerstände, da sie keinem Verschlei-unterworfene Teile enthalten, praktisch trägheitsios arbeiten und eine galvanische Trennung zwischen Steuerkreis und Signalkreis ermöglichen.
Anhand eines Ausführungsbeispieles, dat in der Zeichnung dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.
Über einen Kondensator C 1 wird das Wingangssignal der Basis eines in Ernitterschaltung betriebenen Transistors Ts 1 zugeführt, dessen Basisvorspannung mittels eines Spannungsteilers R 1, R 2 erzeugt wird. An den Koliektoides Transistors Ts 1 ist die Basis eines Transistors Ts 2 angeschlossen, dessen Leitungstyp dem des Transistors Ts 1 entgegengesetzt ist. Am wnitterwiderstand R 4 dieses Transistors wird über einen Kondonator C 2 die Ausgangs spannung abgenommen und gegebenenfalls einer weiteren Verstärkerstufe V zugeführt. Der Kollektor des Transistors Ts 2 ist unmittelbar mit den Emitter des Transistors Ts 1 verbunden, so daß die Reihenschaltung der Widerstande R 5 und R 6 gleichzeitig Emitter- und Kollektorwiderstand ist. Die Eingangswechselspannung wird demgemäß von dem Transistor Ts 1 verstärkt. Während das Ausgangssignal am Emitter des Transistors Ts 2 nicht mehr verstärkt wird, erfolgt in Gegensatz zum Hauptübertragungsweg im Gegenkopplungskreis eine weitere Verstärkung am Kollektor des Transistors Ts 2.
Diese verstärkte Wechsel spannung dient als Gegenkopplungsspannung. Der Erfolg dieser Schaltung liegt darin, daß eine kleine Änderung des gemeinsamen widerstandes R 6 im Gegenkopplungskreis eine große Xinderung der Verstärkung ohne Nachteil für die Übersteuerungsgrenze, den Klirrfaktor und weitere elektrische Werte bewirkt. Damit kann der Verstärkungsgrad auch ferngesteuert verändert werden. Hierzu wird dem Widerstand R 6 ein spannungs- oder magnetfeldabhängiger oder ein Fotowiderstand parallelgeschaltet, und zwar zweckmäßig über einen Kondensator C 3, damit die Arbeitspunkte der Transistoren bei Änderung des Widerstandes nicht verändert werden. Eine weitere Gegenkopplung ist über einen Widerstand R 3 von Emitter des Transistors Ts 2 zur Basis des Tranqistors Ts 1 geführt.
Ausführungsbeispiel sind dem Widerstand R 6 als spannungsabhängige Widerstande zwei Diodenstrecken D 1 .., D 6 wechselstrommäßig parallelgeschaltet, die ihrerseits in reihe gschaltet sind. Die Enden der Diodenstrecken D 1 .. D 6 lieger über Xondensatoren C 4 und C 5 wechselstrommäßig an Masse.
Parallel zu ihnen ist die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors Ts 3 geschaltet, den eine Steuerspannung zugeführt wird. In Ruhezustand, d. h. wenn keine Steuerspannung zugeführt wird, fließt durch die Dioden über die Vorwiderstände R 8 und R 9 ein Strom, so daß der differentielle Widerstand der Dioden niedrig ist und der Widerstand R 6 kurzgeschlossen ist. Durch Ansteuern des Transistors Ts 3 wird dessen Kolle1tdior Linitterspannung niedriger, durch die Dioden fließt weniger Strom und ihr Widerstand erhöht sich, eo daß die Gegenkopplung des Verstärkers und damit dessen Verstärkungsgrad erniedrigt wird. Die Diodenstrecken können zur besseren Regelfahigkeit hintereinander geschaltete Silizium und Germaniumdioden enthalten. Es können auch Zenerdioden oder andere in Sperrichtung betriebene Dioden eingesetzt werden.
In Ausführungsbeispiel wird die Steuerspannung des Transistors Ts 2 durch Gleichrichten der Ausgangsspannung des Verstärkers gewonnen, so daß eine Dynamikbegrenzung erreicht wird. Je nacH Pasisvorspannung des Transistors Ts 3 und nach den verwendeten Dioden kann erreicht werden, daß die Verstärkungsregelung entweder schon bei kleinem Pegel der Ausgangsspannung des Verstärkers einsetzt und mit wachsendem Ausgangspegel langsam zunimmt oder daß bei einen bestimmten Wert des Ausgangspegels die Verstärkungsbegrenzung plötzlich einsetzt. Der maximale Auegangspegel kann mittels eines Widerstandes R 10 eingestellt werden, dessen Wert zur Vermeidung von nichtlinearen Verzerrungen der Ausgangs spannung, die infolge der Belastung durch die Gleichriehterdioden D 7 und D 8 auftreten können, groß, z. B. 100 kOhm cein soll. Selbstverstandlich ist es auch möglich, anstelle der im Ausführungsbeispiel gewählten Rückwä.rtsregelung eine Vorwärtsregelung vorzusehen.
Gegenüber den bekannten Verstärkerschaltungen mit Dynanikregelung, bei denen eine Diodenbrücke den Signalvieg überbrückt, hat die neue Schaltung den Vorteil, daß keine Bedingungen für den Innenwiderstand der Signalquelle und den Eingangsvriderstand der ersten Verstärkerstufe erforderlich sind. Ferner kann der Sollwert des Begrenzungseinsatzes leicht durch Ändern des Widerstandes R 10 eingestellt werden.
lQuch braucht bei hohem Eingangssignalpegel zur Vermeidungvon nichtlinearen Verzerrungen kein tJingangsspannungsteiler vorgesehen werden. Darüber hinaus wurden kürzere Einschwingzeiten erzielt.
9 Patentansprüche 1 Bl. Zeichnungen

Claims

Patent asp rü ch e 1. Verstärker mit zwei Transistoren und mit einer von Kollektor des zweiten Transistors zum i,mitter des ersten Transistors führenden Gegenkopplung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren (Ts 1, Ts 2) von entgegengesetzten Leitungstyp sind, daß der Kollektor des ersten Transistors (Ts 1) mit der Basis des zweiten Transistors (Ts 2) verbunden ist und der. Kollektorwiderstand des zweiten Transistors (Ts 2) zunindest teilweise als Emitterwiderstand des ersten Transistors (Ts 1) dient.
2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des zweiten Transistors (Ts 2) über einen Widerstend (R 3) mit der Basis des ersten Tr&nsistors (Ts 1) verbunden ist.
3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von Linitterstrom des ersten Transistors (Ts 1) und den Kollektorstrom des zweiten Transistors (Ts 2) durchflossen Gegenkopplungswiderstand (R 5, R 6) veränderlich ist.
4. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkopplungswiderstand (R 5, R 6) ein magnetfeld oder spannungs abhängiger Widerstand oder ein Fotowiderstand enthält.
5. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oegenkopplungswiderstand (R 5, R 6) zwei in Reihe geschaltete Diodenstrecken (D 1 ... D 6) enthält, die einen Festwiderstand (R 6) wechselstrommäßig parallelgeschaltet sind, und daß der Reihenschaltung der Diodenstrecken (D 1 ... D 6) die Kollektor-rmitterstrecke eines Transistors (Ts 3) parallelgeschaltet ist, dessen Basis eine Steuerspannung zugeführt -ist.
6. Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodens-trecken jeweils mehrere, in Reihe geschaltete, gegebcnenfalls aus verschiedenen Halbleitermaterial bestehenden Dioden (D 1 ... D 6) enthalten.
7. Verstärker nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenstrecken Zenerdi-oden enthaltez;.
8. Verstärker nach eiren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung durch Gleichrichten dcr Ausgangsspannung des Verstärkers erzeugt ist.
9. Verstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verstärkerausgang und die Gleichrichter (D 7, D 8) ein veränderbarer Widerstand geschaltet ist.

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