DE1930926C3

DE1930926C3 - Geregelter Verstärker

Info

Publication number: DE1930926C3
Application number: DE19691930926
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Thanhaeuser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-06-19
Filing date: 1969-06-19
Publication date: 1974-01-24
Also published as: DE1930926B2; DE1930926A1

Description

Emitterkreis sich das stromgegenkoppelnde Stellglied 9 bis 12 befindet, welches mittelbar aus dem Ausgangskreis 21,22 gesteuert ist. Es könnten zwisehen deir Transistor? und den Ausgangskreis jedoch durchaus noch eine oder mehrere Stufen im Bedarfsfal) eingeschaltet werden, genauso wie der gesamten Anordnung noch zusätzliche Stufen vor^ßund/oder nachgeschaltet werden können.

Im vorliegenden Fall gelangt die Eingangsspannung l/_e über den Kondensator! zur Basis des Tran- to sistors 7, dessen Kollektor mit der durch den Trimmer 21 elektiv abgestimmten Primärwicklung 22 des Ausgangsübertragers verbunden ist, an dessen Sekunlärwicklungfc die auf konstanten Wert geregelte Ausgangsspannung U_a zur Verfügung steht. Das kollektorieitige Gleichpotential ist feerdet und _wird dem Transistor? übe? die Primärwicklung 22 nung ist der .^|* J™JÄ

vorwidersfand 17 durchgescgauet. uer rn

»ehe Oleichstrom, der die^DioderJJ

fließt ,st dab e. J»"***^Wl^™_o ^l _{rs7 e}?_reicht

Der GegenkoppluiS^f ^™%_on _der Kollekdabei seinen Weinstmoglichen wen. ν π ^

torseite des Transistors 7 aus wir _d -

Gleichrichteranordnung, d« ame ^SP^a™fJ^ _en ^Pf₆ lungsschaltung ist und aus den £°"^aen _h

und 20 und den Siliziumdioden 18 und 19 betent

eine Regelgleichspannung erzeugt, d e ^{der Β35}* " weiteren Transistors 15 zugefuhrt ^w'^rd· ^Der des weiteren Transistors 15 ist ^J'^ so daß er als S_?nnu^^

und an se.ner ^E"?'^Uf^r^^lS^ "^ent ichen aus der gleichspannung anliegt, die ^mJl\^e™™™™Z Di«*der an dem g

Batteriespannung U₁₁ w,d über den Widerstand 4 ein Gleichstrom durch die auf der an- *° deren Seite geerdete Zenerdiode3 in Zenerrichtung geschickt, die somit als Konstantspannungsquelle ^gwirkt. Parallel zu der Zenerdiode 3 liegen der Siebkondensator! und weiter der ohmsche Spannungs-,eiler 5,6 an dessen Abgriff die Basis des Transi- *₅ stors 7 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 4 und der Zenerdiode 3 führt das hinsichtlich des Transistors? emitterseitige Versorgungspotential, an welches jeweils der Fußpunkt der er-Ln Gleichrichteranordnung 16 bis 20, der zweiten Gleichrichteranordnung 9 bis 12 und des auf der anderen Seite mit dem Emitter des Transistors 7 verbundenen Emitterwiderstandes 8 angeschlossen sind. Der Transistor 7 ist im vorliegenden Fall vom npn-Leitfähigkeitstyp; er weist eine der BetriebstqSenz entsprechend¹^ hohe Grenzfrequenz auf und arbeitet im Α-Betrieb. Sein Arbeit^punkt wird in allen vorkommenden Regelzuständen durch die ohmsehen SpannungsteilerwiderständeS und 6 und durch ^Ä^bohmsc^ " ersi

nTÄ durci die Zenerdiode 3 stabilisierten Vergleichsspannung besteht

So sind die Dioden 18 und 19 : diodenspannung, vermindert ^ ^d'^e Schwellenspannung des wertere,!> Sperrichtung vorgespannt Der Eingang Gleichrichterschaltung wird J™^ Um densator 20 gebildet, der an
des Ausgangsübertrager und au der an den Verbindungspunkt der beiden 19 angeschlossen is Parallel zu J" der beiden Dioden18 ""^J¹^^ sator 16 an dem die doppelt^ Wechselspannungss.gnals an der entsteht. Einerseits ist der ^ die Basis des weiteren Transistors an das stabilisiertegegenüber Mas « tential der Zenerdiode 3 ™&^° dem Ladekondensator 16 h

17. der in .sämtlichen »^g^f eine definierte Entladeze tkonstante

p^l_erS_nEmtTrwiderstand 8 liegt gleichstrommäßig durch den Kondensator 9 getrennt die zweite Gleichnchteranordnung, deren Siliziumdioden Dioden 18 und 19 zu leiten, wenn d^e^ WechielspBnnungsamg.tu& ». KoMekte sistors 7, gemessen von Spitoezu ^SPj^ze

sehr linearen_s gesteuerten differentiellen Widerstand, der insbesondere bei den geradzahligen Harmonisehen eine besonders hohe Klirrdämpfung aufweist. Die Steuerung findet über den Kollektor des weiteren Transistors 15 statt, der ein /V/-Transistor vom pnp-Leitfähigkeitetyp ist und damit den entgegengesetzten LeitfähigkeitstyJ wie der Transistor 7 aufweist. Dabei ist der Verbindungspunkt der Diode 11 mit dem Kondensator 12 über den Strombegrenzungswiderstand 13 mit 4em Kollektor des weiteren Transistors

55 die

chend abn.mmt.
aus dem großen ^
der Zenerriiode 3 zur
teren

nungs-p
Zenerspannung;
tude um einige

60

_Exem_P,r etwa bei zusätzliche Erhöhung der Hege.steilheit wird

durch den ohmschen Parallelwiderstand 14 erzielt, nung entsteht durch Hinzufügen eines Rückkopp-

der dem Ladekondensator 12 und damit dem Gleich- lungsweges zu der Verstärkeranordnung nach F i g. 1

Spannungseingang der zweiten Glcichrichtcranord- und unterscheidet sich von ihr in folgenden Punkten:

nung parallel geschaltet ist. Der Eingangskoppelkondensator 1 entfällt. Statt

Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird im fol- 5 dessen ist die Basis des Transistors 7 mit dem einen genden erst einmal der aufgeschnittene Regelkreis Anschluß des Quarzes 27 und über den Widerstand für den Fall untersucht, bei dem der Parallelwider- 28 mit dem Verbindungspunkt der beiden Spanstand 14 nicht vorhanden ist. Hierbei wird von einer nungsteilerwiderstände 5 und 6 verbunden. Zum gegebenen Änderung der Ausgangsspannung U_A um Zwecke der Rückkopplung erhält der Ausgangsübereincn bestimmten Betrag ausgegangen. Damit ver- "> trager zusätzlich zu der Primärwicklung 22 und der bunden ist auf dem Weg über die als Spannungsver- Sekundärwicklung 23 die Rückkopplungswicklung dopplerschaltung ausgebildete erste Gleichrichteran- 24, deren Fußpunkt ebenfalls mit dem Verbindungsordnung 16 bis 20 eine Änderung der Emitterbasis- punkt der beiden Spannungsteilerwiderstände 5 und 6 spannung des Weiteren Transistors 15 um I U. Somit verbunden ist und über den Kondensator 29 mit verändert sich der Kollcktorstrom dieses Transistors »5 dem bezüglich des Transistors 7 emitterseitigen Po-15 um den Faktor exp(i I//IZ₇), wobei U_T die Tem- tential der konstanten Versorgungsspannung an der peraturspannung des weiteren Transistors 15 ist. Um Zenerdode 3 verbunden ist. Der andere Anschluß denselben Faktor verändert sich der differentielle der Rückkopplungswicklung 24 ist über die Reihen-Leitwert der wcchselstrommäßigen Parallelschaltung schaltung der Ziehkapazität und des Quarzes 27 mit der beiden Dioden 10 und 11, da dieser Leitwert >° der Basis des Transistors 7 verbunden. Dabei besteht dem durchfließenden Gleichstrom proportional ist. die Ziehkapazität aus einer Parallelschaltung des ein-

Fügt man nun den Parallelwiderstand 14 in der stellbaren Trimmers 25 und des Festkondensator

vorbcschricbencn Weise ein, so daß der Hauptteil 26. Um die resultierende Quarzgüte nicht zu ver-

dcs Kollektorstromes des weiteren Transistors 15 schlechtem, ist der Widerstand 28, mit dem der

durch diesen Widerstand 14 fließt, so ergibt sich nun ^a5 Quarz abgeschlossen ist, vergleichsweise niederohmig

bei einer Änderung des Kollektorgleichstromes um bemessen.

den Faktor exp( \UI U_T) eine weitaus größere rcla- Der deV Primärwicklung 22 parallelgeschaltete

tivc Änderung des dilTcrcnticllen Leitwertes der Trimmer 21 ist auf die Schwingfrequenz des Quar-

Dioden 10 und 11, weil der Gleichstrom, der den zcs abgestimmt; um jedoch den Einfluß dieses Krci-

Parallclwiderstand 14 durchfließt, auf Grund der 3< > ses 21,22 auf die Schwingfrequenz in vorgegebenen

Kcnnlinicncharaktcristik der Dioden 10 und 11 im zu Grenzen zu halten, ist diesem Parallelkireis 21,22

betrachtenden Strombereich im wesentlichen kon- der Widerstand 30 parallel geschaltet, wodurch die

stant bleibt. Güte des aus der Primärwicklung 22 des Ausgangs-

Einc Betrachtung im differentiellen Bereich unter Übertragers und des Kondensators 21 bestehenden

der Annahme, daß der durch den Parallelwiderstand 35 Kreises geschont wird.

14 fließende Gleichstrom konstant ist, zeigt, daß bei Belastungsänderungen an der Ausgangsspannung einer Kollektorstromänderung 1IJI₁. die Stromände- U_A haben einen vergleichsweise äußerst geringen rung in den Dioden 10 und 11 genau )/_r betragen Einfluß auf die Frequenz und auf die Konstanz der muß. Die bezogene Stromänderung.(/,./. I /„ (/„ = Ausgangsspannung U_A, da durch den weiteren Tran-Diodengleichstrom) ist aber um den Versteilerungs- 40 sistor 15 einerseits ein sehr guter Vergleich der Refaktor /,.//„ größer. gelgröße mit der Führungsgröße und andererseits

F i g. 2 zeigt einen auf konstanten Ausgangspegel eine gute Entkopplung zwischen der ersten und zweigcregelten Quarzoszillator. Diese Oszillatoranord- ten Gleichrichteranordnung gegeben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 9, Verstärker nach einem der vorhergehenden Patentansprüche: _ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er durch einen Rückkopplungskreis zu einem auf

1. Auf konstanten Ausgangspegel geregelter konstanten Ausgangspegel geregelten Oszillator Verstärker mit mindestens einem Transistor in 5 ergänzt ist (F i g. 2).

Emitterschaltung und einer an den Ausf>angskreis 10. Verstärker nach Anspruch 9, dadurch gedes Verstärkers angeschlossenen ersten Gleich- kennzeichnet, daß der Oszillator durch ein Quarz richteranordnung, deren Ausgangsgröße den (27) frequenzstabilisiert ist.
Gleichstrom einer zweiten Gleichrichteranordnung steuert, die als veränderbarer Wechsel- io

stromwiderstand einem Gleichstromemitterwiderstand des Transistors parallel geschaltet ist, da- Die Erfindung betrifft einen auf konstanten Ausdurch gekennzeichnet, daß der Versor- gangspegel geregelten Verstärker mit mindestens gungsstrom des Transistors (7) aus einer Kon- einem Transistor in Emitterschaltung und einer an stantspannungsquelle (3) gewonnen ist und daß 15 den Ausgangskreis des Verstärkers angeschlossenen die erste Gleichrichteranordnung (16 bis 20) mit ersten Gleichrichteranordnung, deren Ausgangsgröße ihrem einen Ausgangsanschluß an den einen Pol den Gleichstrom einer zweiten Gleichrichteranordder Konstantspannungsquelle (3) und mit ihrem nung steuert, die als veränderbarer Wechselstromanderen Ausgangsanschluß derart über eine die widerstand einem Gleichstromemitterwiderstand des zweite Gleichrichteranordnung (9 bis 12) spei- ao Transistors parallel geschaltet ist.
sende Vergleichseinrichtung (15) an den anderen Aufgabe der Erfindung ist es, einen auf konstanten Pol der Konstantspannungsquelle (3) angeschlos- Ausgangspegel geregelten Verstärker anzugeben, bei sen ist, daß die Ausgangsgröße der Vergleichs- dem in einfacher Weise gute Linearitäts- und Regeleinrichtung (15) proportional der Differenz aus eigenschaften erzielbar sind.

der Ausgangsspannung der ersten Gleichrichter- 35 Ausgehend von einem Verstärker der eingangs ge-

anordnung (16 bis 20) und der Spannung der nannten Art ist die Aufgabe erfindungsgemäß da-

Konstantspannungsquelle (3) ist. durch gelöst, daß der Versorgungsstrom des Tran-

2. Verstäiker nach Anspruch 1, dadurch ge- sistors aus einer Konstantspannungsquelle gewonnen kennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung als ist und daß die erste Gleichrichteranordnung mit ihein weiterer Transistor (15) realisiert ist, dessen 30 rem einen Ausgangsanschluß an den einen Pol der Kollektor galvanisch mit der zweiten Gleichrich- Konstantspannungsquelle und mit ihrem anderen teranordnung (9 bis 12) verbunden ist und dessen Ausgangsanschluß derart über eine die zweite Gleich-Emitterbasisstrecke die Differenzgleichspannung, richteranordnung speisende Vergleichseinrichtung an gebildet aus der Spannung der Konstantspan- den anderen Pol der Konstantspannungsquelle angenungsquelle (3) und der Ausgangsspannung der 35 schlossen ist, daß die Ausgangsgröße der Vergleichsersten Gleichrichteranordnung (16 bis 20), züge- einrichtung proportional der DiPerenz aus der Ausführt ist. gangsspannung der ersten Gleichrichteranordnung

3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch ge- und der Spannung der Konstantspannungsquelle ist. kennzeichnet, daß der weitere Transistor (15) ba- Durch diese Maßnahmen wird eine hohe Regelsisseitig an die erste Gleichrichteranordnung (16 40 steilheit erzielt, zu der auch eine hohe zeitliche Konbis 20) und emitterseitig an die Konstantspan- stanz des Ausgangspegels und in vorgebbaren Grennungsquelle (3) angeschlossen ist und den ent- zen große Unabhängigkeit von der Versorgungsspangegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie der Tran- nung kommt; weiterhin ergibt sich der Vorteil großer sistor (7) aufweist. Linearität bzw. hoher Klirrdämpfung des Verstärkers

4. Verstärker nach den Ansprüchen 2 oder 3, 45 in allen Regelbereichen.

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den KoI- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

lektor des weiteren Transistors (15) und der zwei- dung ist die Vergleichseinrichtung als ein weiterer

ten Gleichrichteranordnung (9 bis 12) ein Strom- Transistor realisiert, dessen Kollektor galvanisch mit

begrenzungswiderstand (13) eingeschaltet ist. der zweiten Gleichrichteranordnung verbunden ist

5. Verstärker nach einem der Ansprüche 2 50 und dessen Emitter-Basisstrecke die Differenzgleichbis 4, dadurch gekennzeichnet, oaß den durch spannung, gebildet aus der Spannung da Konstantden weiteren Transistor (15) gesteuerten Gleich- Spannungsquelle und der Ausgangsspannung der erspannungseingang der zweiten Gleichrichteran- sten Gleichrichteranordnung, zugeführt ist.
Ordnung (9 bis 12) ein Parallelwiderstand (14) Eine weitere Bedeutung erlangt die erfindungsgezugeschaltet ist. SS mäße Anordnung dadurch, daß sie durch einen Rück-

6. Verstärker nach einem der vorhergehenden kopplungskreis zu einem auf konstanten Ausgangs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die pegel geregelten Oszillator, vorzugsweise Quarzoszilzweite Gleichrichteranordnung (9 bis 12) in der lator ergänzt ist.

Anordnung einer Spannungsverdopplerschaltung Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachausgebildet ist. 60 stehend an Hand zweier in der Zeichnung dargestell-

7. Verstärker nach einem der vorhergehenden ter Aüsführungsbeispiele näher erläutert. Die Zeich-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nung zeigt dabei in

erste Gleichrichteranordttiing (16 bis 20) als F i g. 1 einen erfindungsgemäß geregelten Verstär-

Spannungsverdopplerschaltung ausgebildet ist. ker und in

8. Verstärker nach einem der vorhergehenden 65 F i g. 2 einen auf konstanten Ausgangspegel gere-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon- gelten Quarzoszillator nach der Erfindung,
stantspannungsquelle unter Mitverwendung einer Der Verstärker nach F i g. 1 ist einstufig und weist Zenerdiode (3) gebildet ist. den Transistor 7 in Emitterschaltung auf, in dessen