DE2156558A1

DE2156558A1 - Schutzstromkreis für eine Ausgangsstufe eines Signalverstärkers

Info

Publication number: DE2156558A1
Application number: DE19712156558
Authority: DE
Inventors: Akio Tokio; Fujie Seijiro Yokohama Kanagawa; Ozawa (Japan). P
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-11-15
Publication date: 1972-05-31
Also published as: US3761775A; GB1370808A; DE2156558B2

Description

!•ATENTANWÄITE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL.-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 HAM B U RG 50, 12, NOV. 1971

TELEGRAMME: KARPATENT . KDNIGSTRASSE 28

W,25OI4/7I 12/Me

Pioneer Electronic Corporation, Tokyo (Japan) ι

SchutzStromkreis für eine Ausgangsstufe eines Signalverstärkers.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzstromkreis für einen Ausgangsstromkreis und/oder einen Laststromkreis zum Schutz gegen nicht normale Bedingungen, und insbesondere auf einen Schutzstromkreis, der für einen Verstärker mit kondensatorlosem Ausgang.

Die meisten bekannten Hörverstärker sind Verstärker mit transformatorlosem Ausgang (OTL-Verstärker). Da jedoch ein solcher Verstärker mit besserer Leistung dringend benötigt wird, ist erkannt worden, daß der Ausgangskondensator eines Verstärkers mit transformatorlosem Ausgang das Ausgangssignal nachteilig beeinflußt. Ein OTL-Verstärker ohne Ausgangskondensator und mit zwei Energiequellen wird als Verstärker mit kondensatorlosem Ausgang (OCL-Verstärker) bezeichnet und hat neuerdings Aufnahme gefunden.

Bei diesem OCL-Verstärker ist ein Ausgangsanschluß an einen Laststromkreis direkt geschaltet anstelle der Schaltung über einen Ausgangskondensator. Wenn demgemäß der Gleichspannungspegel der Ausgangssignalleitung sich ändert,

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BANK: DEUTSCHE BANK AG, HAMBURG, KTO. NR. Ä5/18823 ■ POSTSCHECK: HAMBURG 14284«

fließt ein Gleichstrom in Übereinstimmung mit der Änderung der Gleichspannung in den LastStromkreis. Als Ergebnis wird der Laststromkreis, beispielsweise ein Lautsprecher usw. durch den Gleichstrom manchmal zeitweilig zum Versagen gebracht. Andererseits werden aktive elektrische Einrichtungen in der Ausgangsstufe, beispielsweise Ausgangstransistoren manchmal zeitweilig zum Versagen gebracht, und zwar im Fall eines Kurzschlusses in dem LastStromkreis. Demgemäß erfordert der OCL-Verstärker größere Sorgfalt oder Vorsicht als der OTL-Verstärker mit Ausgangskondensator, und zwarhinsichtlich der Schaffung eines Schutzes für den Verstärker und seinen LastStromkreis.

Durch-die Erfindung werden die oben genanten Nachteile in OCL-Verstärkern vermieden.

Ein Hauptzweck der Erfindung besteht darin, einen Schutzstromkreis zu schaffen, um einen Ausgangsstromkreis und/oder einen Laststromkreis gegen nicht normale Bedingungen sicher zu schützen, wie ein übermäßig starkes Eingangs- oder Ausgangssignal, einen Kurzschluß in dem LastStromkreis oder eine Änderung der Gleichspannung in den Stromkreisen.

Ein besonderer Zweck der ERfindung besteht darin, einen Schutzstromkreis für einen Verstärker mit kondensatorlosem Ausgang zu schaffen.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist. Die einzige Figur zeigt ein Stromkreisdiagramm einer Ausführungsform eines Schutzstromkreises gemäß der Erfindung.

Gemäß der Zeichnung hat ein Verstärker 1 mit kondensatorlosem Ausgang (OCL-Verstärker) zwei Energiequellen, nämlich eine positive Energiequelle (+) und eine negative Energiequelle (-), Ein Eingangsanschluß IN und ein Ausgangsanschluß OUT sind über eine Eingangssignalleitung Ll bzw.

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eine Ausgangssignalleitung L2 mit dem OCL-Verstärker 1 verbunden. Die Signalleitungen Ll und L2 befinden sich gewöhnlich mit Bezug auf einen Gleichstrom auf Erdpotential. Bei dieser Ausführungsform befinden sich das Eingangssignal und das Ausgangssignal des OCL-Verstärkers 1 in Phase miteinander. Ein Lautsprecher SP ist zwischen den Ausgangsanschluß OUT und Erde geschaltet.

Ein Schutzstromkreis 2 für den Verstärker 1 und den Lautsprecher SP weist einen Differentialverstärker 21, ein Dämpfungsglied 22, einen SchaltStromkreis 23 und einen Schalterkontakt Y auf. Der Differentialverstärker 21 umfaßt Transistoren TrI, Tr2 und Tr3. Die Basiselektroden der Transistoren TrI und Tr2 sind an die Eingangssignalleitung Ll bzw. an einen Ausgangsanschluß 3 des Dämpfungsgliedes 22 geschaltet. Der Transistor Tr3 wirkt als Stromkreis konstanten Stromes. Die Transistoren TrI und Tr2 befinden sich gewöhnlich in ausbalanciertem Zustand. Das Dämpfungsglied 22 hat einen Dämpfungsfaktor, der die gleiche Größe wie der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 1 hat. Ein Eingangsanschluß 4 und der Ausgangsanschluß 3 des Dämpfungsgliedes 22 sind mit der Ausgangssignalleitung L2 bzw. der Basiselektrode des Transistors Tr2 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist das Dämpfungsglied 22 durch Widerstände Rl und R2 gebildet. Der Schaltstromkreis 23 ist über Dioden Dl und D2 mit Ausgangsanschlüssen 5 und 6 des Differentialverstärkers 21 verbunden und öffnet, wenn er betätigt wird, den Schalterkontakt Y in der Ausgangssignalleitung L2, wenn die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 21 niedriger als eine vorbestimmte Spannung wird. Außerdem ist der Schaltstromkreis 23 so geschaltet, daß der Kontakt Y nach dem öffnen wärend einiger Sekunden geöffnet gehalten wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Schutzstromkreises erläutert. Gewöhnlich befinden sich die Basis-

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elektroden der Transistoren TrI und Tr2 auf Erdpotential, der Differentialverstärker 21 befindet sich in ausbalanciertem Zustand, und der SchaltStromkreis 23 ist nicht betätigt, so daß der KOntakt Y geschlossen ist.

Wenn in diesem Zustand ein Signal an den Eingangsanschluß IN angelegt wird, wird ein Teil des Signals an den OCL-Verstärker 1 und ein anderer Teil an die Basiselektrode des Transistors TrI in dem Differentialverstärker 21 angelegt. Das an den Verstärker 1 angelegte Signal wird mit einem eingestellten Verstärkungsfaktor verstärkt. Ein Teil des verstagen Signals treibt über den Kontakt Y denLautsprecher SP, und ein anderer Teil des verstärkten Signals wird an das Dämpfungsglied angelegt. Das angelegte Signal wird mittels des Dämpfungsfaktors gedämpft, der die gleiche Größe wie der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 1 hat, und das gedämpfte Signal wird an die Basiselektrode des Transistors Tr2 angelegt. Da die den Basen der Transistoren TrI und Tr2 zugeführten Signale gleiche Phase und gleiche Größe haben, bleibt der Differential verstärker 21 in dem ausbalancierten Zustand.

Wenn andererseits das Gleichstrompotential der Ausgangsleitung L2 sich zufolge irgendeines Fehlers oder einer Änderung des Verstärkers 1 ändert, ändat sich die Basisspannung des Transistors Tr2 in Übereinstimmung mit der Änderung des Gleichstrompotentials der Ausgangssignalleitung L2. Demgemäß gelangt der Differentialverstärker 21 in unausbalancierten Zustand, wodurch ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches den SchaltStromkreis 23 betätigt: Durch das Arbeiten des SchaltStromkreises 23 wird der Kontakt Y geöffnet und der LastStromkreis, d. h, der Lautsprecher SP wird gegenüber dem Fehler oder der Änderung des Verstärkers 1 geschützt.

Wenn weiterhin die Anschlüsse des Lautsprechers SP zufolge irgendeines Grundes kurzgeschlossen werden, erscheinen keine Wechselstromsignale auf der Ausgangssignal-

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leitung L2. Demgemäß gelangt der Differentialverstärker in unausbalandierten Zustand, wodurch gemäß vorstehender Beschreibung der Schaltstromkreis 23 betätigt wird, wodurch der Kontakt Y geöffnet und der Verstärker gegen den "Fehler" des LastStromkreises sicher geschützt wird. Zusätzlich kehrt der Schaltstromkreis 23 nach seiner Betätigung nach einigen Sekunden in seinen ursprünglichen nicht betätigten Zustand zurück, so daß der Kontakt Y wieder geschlossen wird. Wenn zu diesemZeitpunkt der Differentialverstärker 21 sich noch in unausbalanciertem Zustand befindet, wird der Kontakt Y wiederum geöffnet, so daß demgemäß der Verstärker 1 bzw. der Lautsprecher SP wiederum gegen irgendeinen "Fehler" sicher geschützt ist.

Auch wenn an dem Eingangsanschluß IN ein übermäßig starkes Eingangssignal erscheint derart, daß das Ausgangssignal geklippt werden würde, gelangt der Differentialverstärker 21 wiederum in unausbalancierten Zustand, und der Schutzstromkreis 2 arbeitet wiederum, wie es bereits beschrieben ist.Demgemäß erkennt ein Hörer, daß ein außerordentliches Eingangssignal an den Eingangsanschluß angelegt ist, so daß er den Eingangssignalpegel so einstellt, daß ein normales Ausgangssignal erhalten wird.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform hat das Dämpfungsglied 22 einen Dämpfungsfaktor, der eine Größe hat wie der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 1, wobei dieses Dämpfungsglied dazu verwendet wird, die Eingangsspannungen an beiden Eingangsanschlüssen des Differentialverstärkers 1 auszubalancieren. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform allein begrenzt.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, den Verstärker oder die Last durch Verwendung des Ausgangs des Differentialverstärkers 21 allgemein zu schützen. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt, auf welche Weise der Ausgang verwendet wird. D. h. der Steuer-

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Stromkreis ist durch dieses Beispielpiicht begrenzt, sondern er kann ein bekannter Stromkreis sein, der durch den Ausgang eines einen nicht normalen Zustand abfühlenden Stromkreises betätigt wird, um den Verstärker oder die Last zu schützen. Beispielsweise kann die Energiequelle durch den Steuerstromkreis geöffnet werden, in welchem Fall der Kontakt Y nicht notwendigerweise vorhanden sein muß.

Der Schutzstromkreis gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß vorstehender Beschreibung ist ein Stromkreis, der betätigt wird, wenn ein DifferentMverstärker zufolge irgendwelcher Unordnung oder Fehler in unausbalancierten Zustand gelangt, so daß ein Laststromkreis gegen überlastung und/oder gegen eine Änderung der Gleichspannung des Verstärkers sicher geschützt ist.

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Claims

Patentansprüche

(lJ Schutzstromkreis für eine Ausgangsstufe eines Signalverstärkers, gekennzeichnet durch einen gewöhnlich ausbalancierten Differentialverstärker (21), der einen mit dem Eingang des Signalverstärkers verbundenen ersten Eingang und einen mit dem Ausgang des Signalverstärkers gekoppelten zweiten Eingang aufweist und der bei Ansprechen auf einen nicht normalen Zustand des Signalverstärkers (1) in unausbalancierten Zustand gelangt und an seinem Ausgang ein Steuersignal erzeugt, und durch eine gewöhnlich nicht betätigte Schalteinrichtung (23), die mit dem Ausgang des Differentialverstärkers verbunden und wirksam ist, die Ausgangsstufe des Signalverstärkers gegen nicht normale Bedingungen zu schützen, und die durch das Steuersignal von dem Differentialverstärker betätigt wird, wenn dieser in unausbalancierten Zustand gelangt.
2. Schutzstromkreis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Dämpfungsstromkreis (22), der einen mit dem Ausgang des Signalverstärkers (1) verbundenen Eingang und einen mit dem zweiten Eingang des Differentialverstärkers (21) verbundenen Ausgang hat und der einen Dämpfungsfaktor hat, der die gleiche Größe wie der Verstärkungsfaktor' des Signalverstärkers (1) hat.

3· Schutzstromkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen Schaltstromkreis (23) aufweist, der einen Schalterkontakt (Y) in dem Ausgang (L2) des Signalverstärkers (1) hat.

k. Schutzstromkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverstärker (1) ein Verstärker mit kondensatorlosem Ausgang ist.

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L e e r s e i t e