DE1808247C - Schaltungsanordnung für einen Fernsprechmikrofonverstärker mit verstärkerausgangsseitiger Speisung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Sprechverstärker in Teilnehmerstellen von Fernsprechanlagen. Zur Verbesserung der Qualität der Sprechverbindung wird immer mehr angestrebt, das bisher hauptsächlich verwendete Kohlemikrofon gegen qualitativ höherwertige elektroakustische Wandler, z. B. piezokeramische, wie auch magnetische oder dynamische Wandler auszutauschen. Diese hochwertigen elektroakustischen Wandler sind aber nur in Verbindung mit einem Sprechverstärker in Fernmeldeanlagen praktisch zu verwenden. Da der Betriebsgleichstrom in Fernmeldeanlagen über die ab-Leitung zugeführt wird, über die auch der verstärkte Wechselstrom fließt, können hier nur Sprechverstärker Verwendung finden, die ihre Speisung über die Verstärkerausgangsseite erhalten. Für solche Mikrofonverstärker sind bereits eine Reihe Schaltungsanordnungen bekanntgeworden, die unter anderem das gemeinsame Merkmal aufweisen, daß sie zur Gleichstromstabilisierung Kapazitäten in Verbindung mit anderen Schaltmitteln verwenden. Will man aber solche Mikrofonverstärker in integrierter monolithischer Halbleitertechnik herstellen, so ergibt sich das Problem, daß sieh keine Kapazitäten in der erforderlichen Größenordnung in dieser Technik unterbringen lassen. Zur Lösung dieses Problems führt die Erfindung eine Schaltungsanordnung für einen Mikrofonverstärker vor, die keine Kapazitäten mehr aufweist, so daß die Schaltungsanordnung für die Herstellung eines integrierten monolithischen Verstärkers verwendet werden kann. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß

1. die Eingangsstufen des Verstärkers aus zwei komplementären, gegengekoppelten, in Kaskadenschaltung angeordneten Differenzverstärkern bestehen, wobei an der zweiten Differenzverstärkerstufe symmetrisch zwei Emitterfolger als Stromverstärker angekoppelt sind und die Ausgangsstufe aus einer gesteuerten Stromquelle besteht,

2. zur Stabilisierung des Verstärkerarbeitspunktes sowie zur Gleichstromversorgung der ersten Differenzveistärkerstufe dienende, in Flußrichtung betriebene Dioden vorgesehen sind.

3. eine Stabilisierung der Ausgangsspannung mittels einer Gleichtaktgegenkopplung auf die Emitter der ersten DifTerenzverstärkersHife bewirkende Schaltmittel vorgesehen sind.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden an Hand des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Verstärkeranordnung mit einem Eingang 1, 2, an den ein beliebiger hochwertiger akustischer Wandler W angeschlossen werden kann, und mit einem Ausgang 3, 4, über den die Verstärkeranordnung den Betriebsgleichstrom erhält. Die Anordnung Ksteht aus zwei komplementären Differenzverstärkerstufen mit den NPN-Transistoren 71. 72 und den PNP-Transistoren 73. 7 4 in Kaskadenschaltung. Bei den Differenzverstärkern handelt es sich um Gleichspannungs-Differenzverstärker mit sehr großer Verstärkung. Solche Gleichspannungsverstärker weisen eine so große Verstärkung auf, daß der Verstärkungsfaktor allein durch r'ie Gegenkopplung bestimmt wird. Die Ausgangswechselspahnung des Wandlers W liegt am Eingang E₁ und wird im Differenzverstärkungsweg definiert verstärkt und dem Emitterwiderstand R15 des als gesteuerte Stromquelle geschalteten Transistors 77 zugeführt.

Da an der Ausgangsklemme 3 des Verstärkers eine positive Spannung liegt, werden die Dioden Dl, D 2 und D 3 über den Widerstand R 1 gespeist und in Flußrichtung betrieben. Da der dynamische Innenwiderstand der Dioden in diesem Zustand sehr gering ist, kann man sie als Referenzspannungsquellen betrachten. So bildet die Diode D I eine Referenzspannungsquelle, während die Dioden D 2 und D 3 eine weitere Referenzspannungsquelle bilden. Beide Referenzspannungsquellen dieneii zur Stabilisierung des Verstärkerarbeitspunktes sowie zur Stromversorgung der ersten Stufe des Differenzverstärkers 71, 72. Dabei wird von der Referenzspannungsquelle D1 über den Widerstand Rl ein zusätzlicher Strom dem Differenzeingang £., der ersten Stufe des Differenzverstärkers eingeprägt.

An die zweite Differenzverstärkerstufe 73, 74 sind symmetrisch als Stromverstärker die Emitterfolger 75 und 76 angekoppelt, die aus NPN-Transistoren bestehen. Dabei liefert der Emitterfolger 76 den nötigen Basisstrom für die gesteuerte Stromquelle 77. Die an dem Emittcrausgang des Transistors 77 anstehende Gleich- und Wechselspannung wird über das Gegenkopplungsnetzwerk R 10, Rl und Rl auf den Differenzeingang E₂ der ersten Differcnzspannungsverstärkerstufe zurückgeführt. Der Gegenkopplungsweg der Wechselspannung verläuft dabei über die Widerstände R 10 und Rl, wobei vorausgesetzt wird, daß der Wechselstromwidcrstand der Dioden Dl, D3 rechnerisch dem Widerstand Rl zugeordnet wird.

Die Widerstände Λ7 und WlO stellen also die Wechselstromverstärkung im Differenzverstärkerweg ein.

Durch eine Gleichtaktgegenkopplung über die Widerstände Ä9 und R 14 auf die Emitter der ersten

Differenzverstärkerstufe ΓΙ, Tl wird die Ausgangsruhespannung am Widerstand R 15 stabilisiert. Dabei wird die verstärkte Gleichtaktspannung vom Symmetriepunkt K₂ auf die Emitter Tl und Tl zurückgeführt, ohne den Differenzverstärkungsweg zu beeinflussen.

Durch die schon erwähnte Einprägung eines zusätzlichen Stroms mittels der Referenzspannungsquelle D1 am Differenzeingang E₂ wird entsprechend dem Verhältnis der Widerstände R10 zu R 2 eine Absenkung der Ruhespannung am Widerstand R15 bewirkt. Dadurch wird erreicht, daß man für den gleichen Ruhestrom der gesteuerten Stromquelle Tl mit einem kleineren Umsetzwiderstand R15 auskommt, wodurch ermöglicht wird, daß die Steuerspannung klein gehalten werden kann. Diese Maßnahme erhöht wesentlich die Aussteuerfähigkeit des Verstärkers bei kleinen Betriebsspannungen, wie sie z. B. bei großen Leitungswiderständen der angeschlossenen Fernmeldeleitung auftreten können, da an der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tl die Differenz der Steuerwechselspannung am Widerstand R15 und der gegenphasigen Ausgangswechselspannung am Widerstand/? 16 wirksam ist. Die Diode D 4 gleicht dabei die Absenkung des Gleichspannungsniveaus am Widerstand R15 aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentanspruch: Schaltungsanordnung für Fernsprechmikrofonverstärker mit verstärkerausgangsseitiger Speisung, dadurchgekennzeichnet, daß

1. die Eingangsstufen des Verstärkers aus zwei komplementären, gegengekoppelten, in Kaskadenschaltung angeordneten Differenzverstärkern (71, Tl und 73, T4) bestehen, wobei der zweiten Differenzverstärkerstufe (T3, T4) symmetrisch zwei Emitterfolger (75, 76) als Stromverstärker angekoppelt sind und die Ausgangsstufe aus einer gesteuerten Stromquelle (T 7) besteht,

2. zur Stabilisierung des Verstärkerarbeitspunktes sowie zur Gleichstromversorgung der ersten Differenzverstärkerstufe dienende, in Rußrichtung betriebene Dioden (Dl, D 2,

D 3) vorgesehen sind, ao

3. eine Stabilisierung der Ausgangsruhespannung mittels Gleichtaktge.genkoppiung auf die Emitter der ersten Differenzverstärkerstufe (71, 72) bewirkende Schaltmittel (Λ9,

R 14) vorgesehen sind. as