DE19905826A1 - Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstärken mehrerer Signale - Google Patents
Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstärken mehrerer SignaleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstärken mehrerer
Signale.
Der Anschluß von Lautsprechern an Stereoleistungsverstärker hat die
Überlagerung von phasengleichen Leistungsversorgung-Strombedarfen durch
die Verstärkerschaltungen für die beiden Kanäle, d. h. den linken und den
rechten Kanal, zur Folge. Dies tritt auf, wenn korrelierte linke und rechte Signale,
wovon eine besondere Frequenzkomponente mit der jeweils anderen im
wesentlichen phasengleich ist, durch ihre entsprechenden Leistungsverstärker
verstärkt werden, um die Lautsprecher anzusteuern. Beispielsweise sind
während der positiven Spitzen der beiden Eingangssignale die entsprechenden
Leistungsversorgung-Strombedarfe, die Strömen durch die jeweiligen
Leistungsverstärker entsprechen, phasengleich, weshalb sie einen hohen Bedarf
von der Leistungsversorgung-Spannungsquelle haben.
Dies kann durch Überlagern gleichzeitiger positiver Spannungsauslenkungen
über den Lautsprechern dargestellt werden, was seinerseits zu gleichzeitigen
Spitzenstrombedarfen durch die an den Leistungsversorgungsanschlüssen
erforderlichen Ströme führt. Diese Strombedarfe sind in bestimmten Abschnitten
jedes Zyklus kumulativ (1/f, wobei f die Frequenz der korrelierten linken und
rechten Eingangssignalkomponenten ist).
Leider besitzen die meisten Stereotonquellen stark korrelierte linke und rechte
Signale, insbesondere bei den niedrigeren Frequenzen, bei denen die
Leistungspegel gewöhnlich am höchsten sind. Dies ist durch die im allgemeinen
ungerichtete Natur der niedrigen Frequenzanteile der meisten Tonquellengeräte
bedingt und daher im allgemeinen unvermeidlich. Somit wäre es wünschenswert,
im Besitz eines Mehrkanal-Signalverstärkers zu sein, der gleichzeitig mehrere
Signale mit wesentlich korrelierten Frequenzkomponenten verstärken kann und
dabei nur einen reduzierten Leistungsversorgungsstrom erfordert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstärken
mehrerer Signale zu schaffen, die beim gleichzeitigen Verstärken mehrerer
Signale mit wesentlich korrelierten Frequenzkomponenten einen geringeren
Augenblicksleistungsversorgungsstrom erfordert.
Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Figuren
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Mehrkanal-Signal
verstärkungssystems gemäß einer Ausführung.
Fig. 2 veranschaulicht eine Leistungsversorgungsstrom/Zeit-Kennlinie für
das System nach Fig. 1.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Mehrkanal-Signal
verstärkungssystems gemäß einer weiteren Ausführung.
Fig. 4 veranschaulicht, wie eine integrierte Mehrkanal-Signalverstär
kungsschaltung gemäß einer nochmals weiteren Ausführung anhand
verschiedener Typen externer Verbindungen verwendet werden kann,
um verschiedene Typen von Stereoton-Verstärkungssystemen zu
implementieren.
Ein Mehrkanal-Signalverstärkungssystem 110, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, enthält
zwei Signalkanäle, z. B. einen linken und einen rechten Tonkanal für ein
Stereoton-Verstärkersystem. Das "rechte" Signal 111R, das über einen
Eingangskopplungskondensator 112R eingekoppelt wird, wird durch einen
Leistungsverstärker 114R verstärkt, der dann über einen Ausgangs
kopplungskondensator 116R einen Wandler 118R, z. B. einen Lautsprecher,
ansteuert. Das "linke" Signal 111L, das über einen Eingangskopplungs
kondensator 112L eingekoppelt wird, wird durch eine Phasenumset
zungsschaltung 120, die in dieser Ausführung eine durch einen invertierenden
Verstärker bewirkte Phasenumkehrung ausführt, phasenverschoben. Das sich
ergebende invertierte Signal 121 wird dann durch einen Leistungsverstärker
114L verstärkt, der über einen Ausgangskopplungskondensator 116L einen
weiteren Wandler 118L, z. B. einen Lautsprecher, ansteuert.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die beiden Wandler 118R, 118L in dem Sinn
"polarisiert", daß jeder von ihnen einen invertierenden Anschluß (-) und einen
nichtinvertierenden Anschluß (+) besitzt. Daher hat das sich ergebende umge
setzte Signal, z. B. eine Schallwelle 119L, 119R, in Abhängigkeit davon, welcher
Anschluß mit Systemmasse GND verbunden ist und welcher Anschluß durch das
Ausgangssignal angesteuert wird, entweder dieselbe Phase oder die
entgegengesetzte Phase des Ausgangssignals, durch das es angesteuert wird.
Daher besitzt im "linken" Kanal, in dem der Wandler 118L in bezug auf den
Anschluß des Wandlers 118R für den rechten Kanal invertiert angeschlossen ist,
der Ausgang 119L relativ zum Signal von seinem Leistungsverstärker 114L, der
ihn ansteuert, eine entgegengesetzte Phase. Aufgrund der Phasenverschiebung,
die durch die Phasenumsetzungsschaltung 120 geschaffen wird, ist jedoch die
Ausgangsschallwelle 119L noch immer mit dem ursprünglichen Eingangssignal
111L phasengleich. Daher ist die Gesamtphasenverschiebung zwischen dem
Eingangssignal 111L und dem Ausgangssignal 119L angenähert null, wie dies
auch beim rechten Kanal der Fall ist, in dem die Gesamtphasenverschiebung
zwischen dem Eingangssignal 111R und dem Ausgangssignal 119R angenähert
null ist. Daher wird die Gesamtstereowirkung unter Vermeidung gleichzeitiger
Spitzenstrombedarfe von der Leistungsversorgung aufrechterhalten.
Die Spitzenstrombedarfe können wie in Fig. 2 gezeigt dargestellt werden.
Aufgrund der Phasenumkehrung des linken Signals 111L treten die
Spitzenstrombedarfe aufgrund des linken Leistungsversorgungsstroms ISL und
aufgrund des rechten Leistungsversorgungsstroms ISR, die von den Lei
stungsverstärkern 114L bzw. 114R angefordert werden, während verschiedener,
d. h. im wesentlichen entgegengesetzter, Halbzyklen der Eingangssignale auf.
Selbstverständlich fügen die Leistungsversorgungsbedarfe durch einen solchen
Verstärker 120 aufgrund der Tatsache, daß die Phasenverschiebung durch die
Phasenumsetzungsschaltung 120 vor der Leistungsverstärkung des linken
Signals 111L erfolgt, einen vernachlässigbaren Spitzenstrombedarf hinzu, der
mit dem Spitzenstrombedarf des Leistungsverstärkers 114R für den rechten
Kanal übereinstimmt.
Selbst für diejenigen, die mit Tonverstärkersystemen nur wenig vertraut sind,
wird eine Anzahl von Vorteilen sofort offensichtlich. Beispielsweise ist ein
Hauptvorteil unabhängig vom Typ der verwendeten Leistungsversorgung die
reduzierte Größe der Energiespeicherkondensatoren, die nun erforderlich sind,
da die Spitzenstromanforderung reduziert ist. Außerdem ist eine solche
Signalverstärkungstechnik besonders vorteilhaft, wenn die Leistungsversorgung
einen Schaltregler des Offline-Sperrtyps (off-line, fly back type of switching
regulator) verwendet. Ein solcher Regler besitzt aufgrund der Tatsache, daß
jeder Schaltzyklus nur eine verhältnismäßig konstante Energiemenge übertragen
kann, abhängig von den magnetischen Verhältnissen, die zum Einsatz kommen,
eine strenge Strombegrenzungscharakteristik. Selbst bei Schaltfrequenzen von
100 kHz oder mehr kann diese Strombegrenzungscharakteristik während
überlagerter Spitzenstrombedarfe, die in Schaltungen des Standes der Technik
auftreten, eine ernste Strombegrenzung zur Folge haben.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann durch Ersetzen der beiden
Ausgangskopplungskondensatoren 116R, 116L durch einen einzigen
Ausgangsentkopplungskondensator 216 ein weiterer Vorteil geschaffen werden.
Dieser Entkopplungskondensator 216 ist zwischen die Systemmasse GND und
einen gemeinsamen Wandlerknoten 218 angeschlossen, während die einzelnen
Transistoren 118L, 118R zwischen diesen Knoten 218 und die Ausgänge der
Leistungsverstärker 114L, 114R über ihre geeigneten invertierenden (-) und
nichtinvertierenden (+) Anschlüsse angeschlossen sind. Bei dieser
Anschlußstruktur fließen zwischen den Wandlern 118L, 118R die korrelierten
niederfrequenten Ausgangsstromkomponenten IOL, während die weniger
korrelierten hochfrequenten Ausgangsstromkomponenten IOH durch den
Entkopplungskondensator 216 effektiv zur Systemmasse GND geleitet werden,
wobei der Entkopplungskondensator 216 aufgrund der Frequenzen der
eingekoppelten Stromkomponenten viel kleiner als die Ausgangskopplungs
kondensatoren 116L, 116R sein kann.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann eine solche Mehrkanal-Signalverstärkungstechnik
in einer integrierten Schaltung 300 ausgeführt sein, in der die beiden
Leistungsverstärker 114L, 114R und die Phasenumsetzungsschaltung 120 in
einem einzigen Substrat integriert sind. Wie gezeigt ist, kann diese IC-
Implementierung 300 sowohl in einer Stereoschaltungsimplementierung, wie sie
etwa in Fig. 3 gezeigt ist, als auch in einer Konfiguration einer
"brückengebundenen Last" ("bridge-tied-load"), in der ein dritter Kanalwandler
118, etwa für einen Subwoofer, mit höheren Leistungspegeln unter Verwendung
der Eingangssignale 111R, 111L angesteuert wird. Wie im Stand der Technik
wohlbekannt ist, können diese Signale 111R, 111L summiert und mit den
Verstärkerstufen über Summationswiderstände 212R, 212L und einen
Kopplungskondensator eingekoppelt werden. Daher kann eine solche IC-
Implementierung sehr vielseitig sein.
Die obige Beschreibung ist im Zusammenhang mit einem Stereoton-
Verstärkungssystem gegeben worden. Für den Fachmann ist jedoch
selbstverständlich, daß die diskutierten allgemeinen Techniken auch verwendet
werden können, wenn mehr als zwei Kanäle verwendet werden. Beispielsweise
können in einem Vierkanalsystem, in dem vier Verstärkerkanäle verwendet
werden, der zweite, der dritte und der vierte Kanal so beschaffen sein, daß im
Vergleich zu der gegebenenfalls vorhandenen, entsprechenden Phasen
verschiebung, die durch den ersten Kanal eingeführt wird, Gesamt-
Eingangs/Ausgangs-Phasenverschiebungen von +90°, +180° und +270° einge
führt werden. Durch Verteilen der Spitzenleistungsversorgungs-Strombedarfe auf
den vollständigen Eingangssignalzyklus sind Momentanspitzenstrombedarfe
geringer als im Fall ohne eine derartige Phasenverschiebung.
Claims (26)
1. Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstärken mehrerer Signale (111L,
111R) mit wesentlich korrelierten Frequenzkomponenten mit integrierter
Mehrkanal-Signalverstärkungsschaltung (300) mit reduziertem Leistungsversor
gungsbedarf mit
einem Halbleitersubstrat;
einer ersten Verstärkerschaltung (114R), die im Halbleitersubstrat integriert und so beschaffen ist, daß sie ein erstes Eingangssignal (111R) mit einer Signalfrequenz, die eine erste Eingangssignalphase besitzt, empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung damit ein erstes Verstärkungssignal (119R) mit der Signalfrequenz, die eine erste Verstärkungssignalphase besitzt, erzeugt;
einer Phasenumsetzungsschaltung (120), die im Halbleitersubstrat integriert und so beschaffen ist, daß sie ein zweites Eingangssignal (111L) mit der Signalfrequenz, die mit derjenigen des ersten Eingangssignals (111R) wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangssignalphase besitzt, empfängt und verarbeitet und in Übereinstimmung damit ein phasenumgesetztes Signal (121) mit der Signalfrequenz, die mit derjenigen des zweiten Eingangssignals (111L) nicht phasengleich ist, erzeugt; und
einer zweiten Verstärkerschaltung (114L), die im Halbleitersubstrat integriert, mit der Phasenumsetzungsschaltung (120) gekoppelt und so beschaffen ist, daß sie das phasenumgesetzte Signal (121) empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung damit ein zweites Verstärkungssignal (119L) mit der Signalfrequenz, die eine zweite Verstärkungssignalphase besitzt, die zu der zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, erzeugt, wobei
eine Phasendifferenz zwischen der ersten Verstärkungssignalphase und der ersten Eingangssignalphase eine erste Phasenverschiebung definiert,
eine Phasendifferenz zwischen der zweiten Verstärkungssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase eine zweite Phasenverschiebung definiert und
die erste oder die zweite Phasenverschiebung in bezug auf die jeweils andere ungefähr um einen halben Zyklus der Signalfrequenz verzögert ist.
einem Halbleitersubstrat;
einer ersten Verstärkerschaltung (114R), die im Halbleitersubstrat integriert und so beschaffen ist, daß sie ein erstes Eingangssignal (111R) mit einer Signalfrequenz, die eine erste Eingangssignalphase besitzt, empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung damit ein erstes Verstärkungssignal (119R) mit der Signalfrequenz, die eine erste Verstärkungssignalphase besitzt, erzeugt;
einer Phasenumsetzungsschaltung (120), die im Halbleitersubstrat integriert und so beschaffen ist, daß sie ein zweites Eingangssignal (111L) mit der Signalfrequenz, die mit derjenigen des ersten Eingangssignals (111R) wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangssignalphase besitzt, empfängt und verarbeitet und in Übereinstimmung damit ein phasenumgesetztes Signal (121) mit der Signalfrequenz, die mit derjenigen des zweiten Eingangssignals (111L) nicht phasengleich ist, erzeugt; und
einer zweiten Verstärkerschaltung (114L), die im Halbleitersubstrat integriert, mit der Phasenumsetzungsschaltung (120) gekoppelt und so beschaffen ist, daß sie das phasenumgesetzte Signal (121) empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung damit ein zweites Verstärkungssignal (119L) mit der Signalfrequenz, die eine zweite Verstärkungssignalphase besitzt, die zu der zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, erzeugt, wobei
eine Phasendifferenz zwischen der ersten Verstärkungssignalphase und der ersten Eingangssignalphase eine erste Phasenverschiebung definiert,
eine Phasendifferenz zwischen der zweiten Verstärkungssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase eine zweite Phasenverschiebung definiert und
die erste oder die zweite Phasenverschiebung in bezug auf die jeweils andere ungefähr um einen halben Zyklus der Signalfrequenz verzögert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Wandlerstufe (118L, 118R) vorgesehen ist, die mit den ersten und zweiten Verstärkerschaltungen (114L, 114R) gekoppelt ist, so beschaffen ist,
daß sie das erste Verstärkungssignal über einen ersten Anschluß empfängt, das zweite Verstärkungssignal über einen zweiten Anschluß empfängt und die ersten und zweiten Verstärkungssignale umsetzt und in Übereinstimmung damit ein erstes und ein zweites Ausgangssignal (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Signalphase besitzen, erzeugt, wobei eine Phasendifferenz zwischen der ersten Ausgangssignalphase und der ersten Eingangssignalphase eine dritte Phasenverschiebung definiert; eine Phasendifferenz zwischen der zweiten Ausgangssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase eine vierte Phasenverschiebung definiert; und die dritte und die vierte Phasenverschiebung angenähert gleich sind.
eine Wandlerstufe (118L, 118R) vorgesehen ist, die mit den ersten und zweiten Verstärkerschaltungen (114L, 114R) gekoppelt ist, so beschaffen ist,
daß sie das erste Verstärkungssignal über einen ersten Anschluß empfängt, das zweite Verstärkungssignal über einen zweiten Anschluß empfängt und die ersten und zweiten Verstärkungssignale umsetzt und in Übereinstimmung damit ein erstes und ein zweites Ausgangssignal (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Signalphase besitzen, erzeugt, wobei eine Phasendifferenz zwischen der ersten Ausgangssignalphase und der ersten Eingangssignalphase eine dritte Phasenverschiebung definiert; eine Phasendifferenz zwischen der zweiten Ausgangssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase eine vierte Phasenverschiebung definiert; und die dritte und die vierte Phasenverschiebung angenähert gleich sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wandlerstufe einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (118L, 118R) umfaßt,
der erste Wandlerstufenanschluß einen Anschluß des ersten Lautsprechers (118L) enthält;
der zweite Wandlerstufen-Anschluß einen Anschluß des zweiten Lautsprechers (118R) enthält;
entweder der erste oder der zweite Lautsprecheranschluß (118L; 118R) einen nichtinvertierenden Lautsprecheranschluß enthält; und
der jeweils andere der ersten und zweiten Lautsprecheranschlüsse (118R; 118L) einen invertierenden Lautsprecheranschluß enthält.
die Wandlerstufe einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (118L, 118R) umfaßt,
der erste Wandlerstufenanschluß einen Anschluß des ersten Lautsprechers (118L) enthält;
der zweite Wandlerstufen-Anschluß einen Anschluß des zweiten Lautsprechers (118R) enthält;
entweder der erste oder der zweite Lautsprecheranschluß (118L; 118R) einen nichtinvertierenden Lautsprecheranschluß enthält; und
der jeweils andere der ersten und zweiten Lautsprecheranschlüsse (118R; 118L) einen invertierenden Lautsprecheranschluß enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wandlerstufe mehrere Lautsprecher (118L, 118R), die in Serie geschaltet sind, enthält;
der erste Wandlerstufenanschluß einen ersten Anschluß eines der mehreren Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
der zweite Wandlerstufenanschluß einen zweiten Anschluß eines weiteren der mehreren Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
entweder der erste oder der zweite Lautsprecheranschluß einen nichtinvertierenden Lautsprecheranschluß enthält; und
der jeweils andere der ersten und zweiten Lautsprecheranschlüsse einen invertierenden Lautsprecheranschluß enthält.
die Wandlerstufe mehrere Lautsprecher (118L, 118R), die in Serie geschaltet sind, enthält;
der erste Wandlerstufenanschluß einen ersten Anschluß eines der mehreren Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
der zweite Wandlerstufenanschluß einen zweiten Anschluß eines weiteren der mehreren Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
entweder der erste oder der zweite Lautsprecheranschluß einen nichtinvertierenden Lautsprecheranschluß enthält; und
der jeweils andere der ersten und zweiten Lautsprecheranschlüsse einen invertierenden Lautsprecheranschluß enthält.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Wandlerstufe einen Lautsprecher (118L, 118R) enthält; und
das erste und das zweite Verstärkungssignal gemeinsam ein Differenzsignal bilden.
die Wandlerstufe einen Lautsprecher (118L, 118R) enthält; und
das erste und das zweite Verstärkungssignal gemeinsam ein Differenzsignal bilden.
6. Vorrichtung, die ein Mehrkanal-Signalverstärkungssystem (300) mit
reduziertem Leistungsversorgungsbedarf zum gleichzeitigen Verstärken und
Umsetzen mehrerer Signale (111L, 111R) mit wesentlich korrelierten
Frequenzkomponenten enthält, mit
einer ersten Verstärkerschaltung (114R), die so beschaffen ist, daß sie ein erstes Eingangssignal (111R) empfängt und verstärkt, das eine erste Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit ein erstes Verstär kungssignal (119R), das eine erste Verstärkungssignalphase besitzt, erzeugt;
einer Phasenumsetzungsschaltung (120), die so beschaffen ist, daß sie ein zweites Eingangssignal (111L) empfängt und verarbeitet, das mit dem ersten Eingangssignal (111R) wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangs signalphase besitzt, und in Übereinstimmung hiermit ein phasenumgesetztes Signal (121), das in bezug auf das zweite Eingangssignal (111L) phasenversetzt ist, erzeugt;
einer zweiten Verstärkerschaltung (114L), die mit der Phasenumsetzungsschaltung (120) gekoppelt ist und so beschaffen ist, daß sie das phasenumgesetzte Signal (121) empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung hiermit ein zweites Verstärkungssignal (119L), das eine zweite Verstärkungssignalphase besitzt, die zu der zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, erzeugt; und
einer Wandlerstufe (118L, 118R), die mit der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung (114L, 114R) gekoppelt ist und so beschaffen ist, daß sie die ersten und zweiten Verstärkungssignale empfängt und umsetzt und in Übereinstimmung damit ein erstes und ein zweites Ausgangssignal (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Ausgangssignalphase besitzen, erzeugt, wobei
eine erste Phasendifferenz zwischen der ersten Ausgangssignalphase und der ersten Eingangssignalphase im wesentlichen gleich einer zweiten Phasendifferenz zwischen der zweiten Ausgangssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase ist.
einer ersten Verstärkerschaltung (114R), die so beschaffen ist, daß sie ein erstes Eingangssignal (111R) empfängt und verstärkt, das eine erste Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit ein erstes Verstär kungssignal (119R), das eine erste Verstärkungssignalphase besitzt, erzeugt;
einer Phasenumsetzungsschaltung (120), die so beschaffen ist, daß sie ein zweites Eingangssignal (111L) empfängt und verarbeitet, das mit dem ersten Eingangssignal (111R) wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangs signalphase besitzt, und in Übereinstimmung hiermit ein phasenumgesetztes Signal (121), das in bezug auf das zweite Eingangssignal (111L) phasenversetzt ist, erzeugt;
einer zweiten Verstärkerschaltung (114L), die mit der Phasenumsetzungsschaltung (120) gekoppelt ist und so beschaffen ist, daß sie das phasenumgesetzte Signal (121) empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung hiermit ein zweites Verstärkungssignal (119L), das eine zweite Verstärkungssignalphase besitzt, die zu der zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, erzeugt; und
einer Wandlerstufe (118L, 118R), die mit der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung (114L, 114R) gekoppelt ist und so beschaffen ist, daß sie die ersten und zweiten Verstärkungssignale empfängt und umsetzt und in Übereinstimmung damit ein erstes und ein zweites Ausgangssignal (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Ausgangssignalphase besitzen, erzeugt, wobei
eine erste Phasendifferenz zwischen der ersten Ausgangssignalphase und der ersten Eingangssignalphase im wesentlichen gleich einer zweiten Phasendifferenz zwischen der zweiten Ausgangssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß
die erste Verstärkerschaltung (114R) einen nichtinvertierenden
Verstärker enthält.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Phasenumsetzungsschaltung (120) eine Signalumkehrschaltung
enthält, die so beschaffen ist, daß sie das zweite Eingangssignal invertiert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß
die zweite Verstärkerschaltung (114L) einen nichtinvertierenden
Verstärker enthält.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Wandlerstufe einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (118L,
118R) enthält, die so beschaffen sind, daß sie die ersten und zweiten
Verstärkungssignale in erste und zweite Schallwellen (119L, 119R) als das erste
bzw. das zweite Ausgangssignal umsetzen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Mehrkanal-Signalverstärkungssystem (110) einen Systemreferenzknoten (GND) enthält;
die Wandlerstufe einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
der erste Lautsprecher (118R) zwischen die erste Verstärkerschaltung (114R) und den Systemreferenzknoten (GND) geschaltet ist; und
der zweite Lautsprecher (118L) zwischen die zweite Verstärkerschaltung (114L) und den Systemreferenzknoten (GND) geschaltet ist.
das Mehrkanal-Signalverstärkungssystem (110) einen Systemreferenzknoten (GND) enthält;
die Wandlerstufe einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
der erste Lautsprecher (118R) zwischen die erste Verstärkerschaltung (114R) und den Systemreferenzknoten (GND) geschaltet ist; und
der zweite Lautsprecher (118L) zwischen die zweite Verstärkerschaltung (114L) und den Systemreferenzknoten (GND) geschaltet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Wandlerstufe einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
das Mehrkanal-Signalverstärkungssystem (210) einen gemeinsamen Lautsprecherknoten (218) und einen Systemreferenzknoten (GND) enthält;
der erste Lautsprecher (118R) zwischen die erste Verstärkerschaltung (114R) und den gemeinsamen Lautsprecherknoten (218) gleichstromgekoppelt ist;
der zweite Lautsprecher (118L) zwischen die zweite Verstärkerschaltung (114L) und den gemeinsamen Lautsprecherknoten (218) gleichstromgekoppelt ist; und
der gemeinsame Lautsprecherknoten (218) mit dem zweiten Systemreferenzknoten (218) wechselstromgekoppelt ist.
die Wandlerstufe einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (118L, 118R) enthält;
das Mehrkanal-Signalverstärkungssystem (210) einen gemeinsamen Lautsprecherknoten (218) und einen Systemreferenzknoten (GND) enthält;
der erste Lautsprecher (118R) zwischen die erste Verstärkerschaltung (114R) und den gemeinsamen Lautsprecherknoten (218) gleichstromgekoppelt ist;
der zweite Lautsprecher (118L) zwischen die zweite Verstärkerschaltung (114L) und den gemeinsamen Lautsprecherknoten (218) gleichstromgekoppelt ist; und
der gemeinsame Lautsprecherknoten (218) mit dem zweiten Systemreferenzknoten (218) wechselstromgekoppelt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Wandlerstufe einen Lautsprecher (118) enthält, der zwischen die
erste und die zweite Verstärkerschaltung (114L, 114R) geschaltet und so
beschaffen ist, daß er das erste und das zweite Verstärkungssignal als ein
Differenzsignal empfängt.
14. Verfahren zum gleichzeitigen Verstärken mehrerer Signale (111R,
111L) mit wesentlich korrelierten Frequenzkomponenten in einem einzigen
Halbleitersubstrat bei reduziertem Leistungsversorgungsbedarf, mit den
folgenden Schritten:
Empfangen und Verstärken eines ersten Eingangssignals (111R) mit einer Signalfrequenz, die eine erste Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines ersten Verstärkungssignals mit der Signalfrequenz, die eine erste Verstärkungssignalphase besitzt;
Empfangen und Verarbeiten eines zweiten Eingangssignals (111L) mit der Signalfrequenz, die mit derjenigen des ersten Eingangssignals wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstim mung damit Erzeugen eines phasenumgesetzten Signals (121) mit der Signalfrequenz, die in bezug auf das zweite Eingangssignal phasenversetzt ist; und
Verstärken des phasenumgesetzten Signals (121) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines zweiten Verstärkungssignals mit der Signalfrequenz, die eine zweite Verstärkungssignalphase besitzt, die zu der zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, wobei
eine erste Phasendifferenz zwischen der ersten Verstärkungssignalphase und der ersten Eingangssignalphase eine erste Phasenverschiebung definiert;
eine zweite Phasendifferenz zwischen der zweiten Verstärkungssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase eine zweite Phasenverschiebung definiert; und
eine der ersten und zweiten Phasenverschiebungen in bezug auf die jeweils andere der ersten und zweiten Phasenverschiebungen angenähert um einen halben Zyklus der Signalfrequenz verzögert ist.
Empfangen und Verstärken eines ersten Eingangssignals (111R) mit einer Signalfrequenz, die eine erste Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines ersten Verstärkungssignals mit der Signalfrequenz, die eine erste Verstärkungssignalphase besitzt;
Empfangen und Verarbeiten eines zweiten Eingangssignals (111L) mit der Signalfrequenz, die mit derjenigen des ersten Eingangssignals wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstim mung damit Erzeugen eines phasenumgesetzten Signals (121) mit der Signalfrequenz, die in bezug auf das zweite Eingangssignal phasenversetzt ist; und
Verstärken des phasenumgesetzten Signals (121) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines zweiten Verstärkungssignals mit der Signalfrequenz, die eine zweite Verstärkungssignalphase besitzt, die zu der zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, wobei
eine erste Phasendifferenz zwischen der ersten Verstärkungssignalphase und der ersten Eingangssignalphase eine erste Phasenverschiebung definiert;
eine zweite Phasendifferenz zwischen der zweiten Verstärkungssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase eine zweite Phasenverschiebung definiert; und
eine der ersten und zweiten Phasenverschiebungen in bezug auf die jeweils andere der ersten und zweiten Phasenverschiebungen angenähert um einen halben Zyklus der Signalfrequenz verzögert ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das Empfangen und Umsetzen des ersten und des zweiten
Verstärkungssignals und in Übereinstimmung damit das Erzeugen eines ersten
und eines zweiten Ausgangssignals (119L, 119R), die eine erste bzw. eine
zweite Ausgangssignalphase besitzen, vorgesehen ist, wobei eine Phasendif
ferenz zwischen der ersten Ausgangssignalphase und der ersten
Eingangssignalphase eine dritte Phasenverschiebung definiert; eine
Phasendifferenz zwischen der zweiten Ausgangssignalphase und der zweiten
Eingangssignalphase eine vierte Phasenverschiebung definiert; und die dritte
und die vierte Phasenverschiebung angenähert gleich sind.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Empfangen und Umsetzen der ersten und zweiten
Verstärkungssignale und in Übereinstimmung damit das Erzeugen der ersten
und zweiten Ausgangssignale (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite
Ausgangssignalphase besitzen, das Empfangen und Umsetzen des ersten und
des zweiten Verstärkungssignals in eine erste bzw. eine zweite Schallwelle
(119L, 119R) mit einer ersten bzw. zweiten Schallwellenphase als das erste bzw.
das zweite Ausgangssignal mit der ersten bzw. der zweiten
Ausgangssignalphase mittels eines nichtinvertierenden Lautsprechers (119R)
und eines invertierenden Lautsprechers (119L) umfaßt.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Empfangen und Umsetzen des ersten und des zweiten
Verstärkungssignals und in Übereinstimmung damit das Erzeugen erster und
zweiter Ausgangssignale (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite
Ausgangssignalphase besitzen, das Empfangen und Umsetzen des ersten und
des zweiten Verstärkungssignals in eine erste bzw. eine zweite Schallwelle
(119L, 119R) mit einer ersten bzw. einer zweiten Schallwellenphase als das erste
bzw. das zweite Ausgangssignal mit der ersten bzw. der zweiten
Ausgangssignalphase mittels eines nichtinvertierenden Lautsprechers (118R)
und eines invertierenden Lautsprechers (118L) umfaßt.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Empfangen und Umsetzen der ersten und zweiten
Verstärkungssignale und in Übereinstimmung damit das Erzeugen erster und
zweiter Ausgangssignale (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite
Ausgangssignalphase besitzen, das Empfangen und Umsetzen der ein
Differenzsignal bildenden ersten und zweiten Verstärkungssignale in erste und
zweite Schallwellen (119L, 119R) mit einer ersten bzw. einer zweiten
Schallwellenphase als das erste bzw. das zweite Ausgangssignal mit der ersten
bzw. der zweiten Ausgangssignalphase mittels eines Lautsprechers (118)
umfaßt.
19. Verfahren zum gleichzeitigen Verstärken und Umsetzen mehrerer
Signale (111R, 111L) mit im wesentlichen korrelierten Frequenzkomponenten bei
reduziertem Leistungsversorgungsbedarf, mit den folgenden Schritten:
Empfangen und Verstärken eines ersten Eingangssignals (111R), das eine erste Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines ersten Verstärkungssignals, das eine erste Verstärkungssignalphase besitzt;
Empfangen und Verarbeiten eines zweiten Eingangssignals (111L), das mit dem ersten Eingangssignal wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines phasenumgesetzten Signals (121), das in bezug auf das zweite Eingangssignal (111R) phasenverschoben ist;
Verstärken des phasenumgesetzten Signals (121) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines zweiten Verstärkungssignals, das eine zweite Verstärkungssignalphase, die zur zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, besitzt; und
Umsetzen der ersten und zweiten Verstärkungssignale und in Übereinstimmung damit Erzeugen erster und zweiter Ausgangssignale (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Ausgangssignalphase besitzen, wobei eine erste Phasendifferenz zwischen der ersten Ausgangssignalphase und der ersten Eingangssignalphase im wesentlichen gleich einer zweiten Phasendifferenz zwischen der zweiten Ausgangssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase ist.
Empfangen und Verstärken eines ersten Eingangssignals (111R), das eine erste Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines ersten Verstärkungssignals, das eine erste Verstärkungssignalphase besitzt;
Empfangen und Verarbeiten eines zweiten Eingangssignals (111L), das mit dem ersten Eingangssignal wesentlich korreliert ist und eine zweite Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines phasenumgesetzten Signals (121), das in bezug auf das zweite Eingangssignal (111R) phasenverschoben ist;
Verstärken des phasenumgesetzten Signals (121) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines zweiten Verstärkungssignals, das eine zweite Verstärkungssignalphase, die zur zweiten Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, besitzt; und
Umsetzen der ersten und zweiten Verstärkungssignale und in Übereinstimmung damit Erzeugen erster und zweiter Ausgangssignale (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Ausgangssignalphase besitzen, wobei eine erste Phasendifferenz zwischen der ersten Ausgangssignalphase und der ersten Eingangssignalphase im wesentlichen gleich einer zweiten Phasendifferenz zwischen der zweiten Ausgangssignalphase und der zweiten Eingangssignalphase ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Empfangen und Verstärken eines ersten Eingangssignals (111R),
das eine erste Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit das
Erzeugen eines ersten Verstärkungssignals, das eine erste
Verstärkungssignalphase besitzt, das nichtinvertierende Verstärken des ersten
Eingangssignals (111R) umfaßt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Empfangen und Verarbeiten eines zweiten Eingangssignals
(111L), das mit dem ersten Eingangssignal (111R) wesentlich korreliert ist und
eine zweite Eingangssignalphase besitzt, und in Übereinstimmung damit das
Erzeugen eines phasenumgesetzten Signals (121), das in bezug auf das zweite
Eingangssignal (111L) phasenverschoben ist, das Invertieren des zweiten
Eingangssignals (111L) umfaßt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Verstärken des phasenumgesetzten Signals (121) und in
Übereinstimmung damit das Erzeugen eines zweiten Verstärkungssignals, das
eine zweite Verstärkungssignalphase besitzt, die zur zweiten
Eingangssignalphase im wesentlichen entgegengesetzt ist, das
nichtinvertierende Verstärken des phasenumgesetzten Signals (121) umfaßt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Umsetzen des ersten und des zweiten Verstärkungssignals und in
Übereinstimmung damit das Erzeugen erster und zweiter Ausgangssignale
(119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Ausgangssignalphase besitzen,
das Umsetzen des ersten und des zweiten Verstärkungssignals in erste bzw.
zweite Schallwellen (119L, 119R)) als das erste bzw. das zweite Ausgangssignal
umfaßt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Umsetzen des ersten und des zweiten Verstärkungssignals und in
Übereinstimmung damit das Erzeugen erster und zweiter Ausgangssignale
(119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Ausgangssignalphase besitzen,
das Umsetzen des ersten und des zweiten Verstärkungssignals in eine erste
bzw. eine zweite Schallwelle (119L, 119R) als das erste bzw. das zweite
Ausgangssignal über einen ersten bzw. einen zweiten geerdeten Lautsprecher
(118L, 118R) umfaßt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Umsetzen des ersten und des zweiten Verstärkungssignals und in
Übereinstimmung damit das Erzeugen des ersten und des zweiten
Ausgangssignals (119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite
Ausgangssignalphase besitzen, das Umsetzen des ersten und des zweiten
Verstärkungssignals in eine erste bzw. eine zweite Schallwelle (119L, 119R) als
das erste bzw. das zweite Ausgangssignal über einen ersten bzw. einen zweiten
gleichstromgekoppelten und wechselstromgekoppelten Lautsprecher (118L,
118R) umfaßt.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Umsetzen des ersten und des zweiten Verstärkungssignals und in
Übereinstimmung damit das Erzeugen erster und zweiter Ausgangssignale
(119L, 119R), die eine erste bzw. eine zweite Ausgangssignalphase besitzen,
das Umsetzen der ein Differenzsignal bildenden ersten und des zweiten
Verstärkungssignale in eine erste bzw. in eine zweite Schallwelle (119L, 119R)
als das erste bzw. das zweite Ausgangssignal über einen Lautsprecher (118)
umfaßt.
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