DE2156558B2

DE2156558B2 - Schutzstromkreis fuer eine ausgangsstufe eines signalverstaerkers

Info

Publication number: DE2156558B2
Application number: DE19712156558
Authority: DE
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-11-15
Publication date: 1973-08-23
Also published as: US3761775A; DE2156558A1; GB1370808A

Description

T-

Zweckmäßig weist die Schalteinrichtung einen Schaltstromkreis auf, der einen Schalterkontakt in dem Ausgang des Signalverstärkers hat.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Die Figur zeigt ein Siromkreisdiagramm einer Ausführungsform" eines Schutzstromkreises gemäß der Erfindung.

Gemäß der Zeichnung hat ein Verstärker 1 mit kondensatorlcsem Ausgang zwei Energiequellen, nämlich eine positive Energiequelle -^:- ind eine negative Energiequelle —. Ein Eingangs;· Schluß /V und ein Ausgangsanschluß OUT sind über dnc Eintrangssignalleiuing L1 bzw. eine Ausgangssignal- I..-itunu Ll mit dem OCL-Verstärker 1 verbunden. Die Signalleitungen L1 und L 2 befinden sich gewohnlich mit Bezug auf einen Gleichstrom auf Erdpntential Bei dieser Ausführungsform befinden sich ikis Eingangssignal und das Ausgangssignal des OCl.-Verstärkers 1 in Phase miteinander. Ein Lautsprecher SP ist zwischen den Ausgangsanschluß OUT ao 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, Tr 2 und Tr 3. Die Basiselektroden der Transistoren 7rl und Tr2 sind an die Eingangssignalleitung L1 bzw. an einen Ausgangsanschluß 3 des Dämpfungsgliedes 22 geschaltet. Der Transistor Tr 3 wirkt als Stromkreis konstanten Stromes. Die Transistoren TrI und TrI 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 L 2 bzw. der Basiselektrode des Transistors Tr 2 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist das Dämpfungsglied 22 durch Widerstände R 1 und R 2 gebildet. Der Schaltstromkreis 23 ist über Dioden D 1 und D 2 mit Ausgangsanschlüssen 5 und 6 des Differentialverstärkers 21 verbunden und öffnet, wenn er betätigt wird, den Schalterkontakt Y in der Ausgangssignalleitung L 2, 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 während einiger Sekunden geöffnet gehalten wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Schutzstromkreises erläutert. Gewöhnlich befinden sich die Basiselektroden der Transistoren Tr 1 und Tr 2 auf Erdpoteiitial, der Differentialverstärker 21 befindet sich in ausbalanciertem Zustand, und der Schalt-Stromkreis 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 Tr 1 in dem Dillerentialverstärker 21 angelegt. Das an den Verstärker 1 angelegte Signal wird mit einem eingestellten Verstärkungsfaktor verstärkt. Ein Teil des verstärkten Signals treibt über den Kontakt Y den Lautsprecher 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 Signa! wird an die Basiselektrode des Transistors TrI angelegt. Da die den Basen der Transistoren Tr 1 und Tr 2 zugeführten Signale gleiche Phase und gleiche Größe haben, bleibt der Differentialverstärker 21 in dem ausbalancierten Zustand.

Wenn andererseits das Gleichstrompotentiai der Ausgangsleitung L 2 sich zufolge irgendeines Fehlers oder einer Änderung des Verstärkers 1 ändert, ändert sich die Basisspannung des Transistors TrI in Übereinstimmung mit der Änderung des Gleichstrompotentials der Ausgangssignalleitung Ll. 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 And <ung des Verstärkers 1 geschützt.

Wenn weiterhin die Anschlüsse des Lautsprechers SP zufolge irgendeines Grunde= kurzgeschlossen werden, erscheinen keine Wechselstromsignale auf der Ausgangssignalleitung L 2. Demgemäß gelangt der Differentialverstärker 21 in unausbalancierten 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 diesem Zeitpunkt 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 i.it, 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 Einga..gsanschlüssen des Differentialverstärkers 1 auszubalancieren. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform allein beprenzt.

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. Das heißt, der Steuerstromkreis ist durch dieses Beispiel nicht begrenzt, sondern er kann ein bekannter Stromkreis sein, der durch den Aus-

gang 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 Differentialverstärker 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

verschiebt, woraus resultiert, daß ein solcher VerPatentansprüche: stärker auch dann defekt werden kann, wenn am Eingang keine Wechselspannung anliegt.

1. Schutzstromkreis für eine Ausgangsstufe So können sich beispielsweise die Arbeitspunkte eines Signalverstärkers, wobei die "Eingangs- 5 der Transistoren eines solchen Verstärkers infolge wechselspannung mit der Ausgangswechsel- einer Temperaturänderung verschieben, so daß sich spannung verglichen wird und die Ausgangsstufe auch d^e Ausgangsgleichspannung, die normalerweise im FaI! eines Überlastungszustandes abgeschaltet dem Erdpctential entspricht, verschiebt, wobei ein wird, wobei der Signalverstärker als kondensator- Gleichstrom den Laststromkreis, z. B. einen Lautloser Verstärker ausgebildet ist, gekenn- io Sprecher, durchfließt und diesen unter Umständen zeichnet durch einen bei störungsfreiem zerstört.

Betrieb des Verstärkers ausbalancierten Differen- Derartige Defekte können bei einem Schutztialverstärker (21), der einen mit dem Eingang Stromkreis eingangs erwähnter Art erfindungsgemäß des Signalverstärkeis (1) verbundenen ersten Ein- durch einen bei störungsfreiem Betrieb des Vergang und einer, mit dem Ausgang des Signal- 15 stärkers ausbalancierten Differentialverstärker ververstärkers (1) gekuppelten zweiten Eingang auf- mieden werden, der einen mit dem Eingang des weist und der in den nichtausbalancierten Zu- Signalverstärkers verbundenen ersten Hingang und stand gerät, wenn die Ausgangsspannuiig des einen mit dem Ausgang des Signalverstärkers ge-Signalvej;>'ärkers(l) niedriger oder die Eingangs- koppelten zweiten Eingang aufweist und der in den spannung hnher als eine vorgegebene Spannung 20 nichtausbalancierten Zustand gerät, wenn die Auswird, wobei an dem Ausgang des Differential- gangsspannung des Signalverstärkers niedriger oder Verstärkers (21) ein Steuersignal erzeugt und eine die Eingangsspannung höher als eine vorgegebene Schalteinrichtung (23) betätigt wird, welche den Spannung wird, wobei an dem Ausgang des Lastkreis vom Ausgang des Signalverstärkers ab- Differentialverstärkers ein Steuersignal erzeugt und trinnt. 25 eine Schalteinrichtung betätigt wird, welche den

2. Schutzstromkreis nach Anspruch 1, gekenn- Lastkreis vom Ausgang des Signalverstärkers abzeichnet durch einen Dämpfungsstromkreis (22), trennt.

der einen mit dem Ausgang des Signalverstär- Dieser Schutzstromkreis spricht also bei Änderung

kers (1) verbundenen Eingang und einen mit der Wechselspannungs- und der Gleichspannungs-

dem zweit,.! Eingang des Differentialverstärkers 30 Verhältnisse an und kann daher das vorstehend be-

(21) verbundenen \usga, g hat und der einen schriebene Defektwerden der Ausgangsstufe bzw.

Dämpfungsfaktor hat, der die gleiche Größe wie des Laststromkreises infolge einer Arbeitspunkt-

der Verstärkungsfaktor des Signalverstärkers (1) verschiebung wirksam verhindern,

hat. Aus der deutschen Auslegeschrift 1 137 484 ist ein

3. Schutzstromkreis nach Anspruch 1 oder 2, 35 Schutzstromkreis bekannt, der die Eingangswechseldadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrich- spannung mit der Ausgangswechselspannung vertung (23) einen Schaltstromkreis (23) aufweist, gleicht und im Falle eines unnormalen Betriebsder einen Schalterkontakt (Y) in dem Ausgang zustandes die Ausgangsstufe abschaltet. Bei einem (L 2) des Signalverstärkers (1) hat. Verstärker mit kondensatorlosem Ausgang genügt es

40 aber — wie bereits erwähnt — nicht, wenn nur die Wechselspannungen am Eingang und am Ausgang

miteinander ve glichen werden; es muß vielmehr,

wie dargelegt, auch die Gleichspannung am Eingang und am Ausgang in die Überwachung mit einbezogen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutz- 45 werden. Selbst wenn daher das bei dem bekannten Stromkreis für eine Ausgangsstufe eines Signal- Schutzstromkreis verwendete Differentialrelais durch Verstärkers, wobei die Eingangswechselspannung mit einen aus der Zeitschrift »Electronic Engineering«, der Ausgangswechselspannung verglichen wird und November 1963, S. 748, sowie aus der USA.-Patentdie Ausgangsstufe im Fall eines Überlastungs- schrift 3 129 428 bekannten Differentialverstärker erzustandes abgeschaltet wird, wobei der Signal- 5c setzt würde, ergäbe sich noch nicht eine mit der Erverslärker als kondensatorloser Verstärker ausge- findung vergleichbare Schaltung,
bildet ist. Bei der Schaltungsanordnung nach der deutschen

Die meisten bekannten Rundfunkverstärker sind Patentschrift 430 102 hingegen werden die Gleich-Verstärker mit transformatorlosem Ausgang. Da ströme in den verschiedenen Stromkreisen einer jedoch ein solcher Verstärker mit besserer Leistung 55 oder mehrerer Glühkathodenröhren miteinander verbenötigt wird, ist erkannt worden, daß der Ausgang;- glichen (die Signalströme werden dabei — soweit kondensator eines Verstärkers mit transformator- vorhanden — kurzgeschlossen). Eine solche Schaltung losem Ausgang das Ausgangssignal nachteilig be- kann daher nicht auf anormale Betriebszustände, die einflußt. Ein Verstärker ohne Ausgangskondensator sich in einer Änderung der Wechselspannungsund mit zwei Energiequellen wird als Verstärker mit 60 Verhältnisse ausdrücken, ansprechen,
kondensatorlosem Ausgang bezeichnet. Hierbei wird Vorzugsweise besitzt der Schutzstromkreis nach

der Ausgangsanschluß direkt an einen Laststrom- der Erfindung einen Dämpfungsstromkreis, der einen kreis, z. B. einen Lautsprecher, geschaltet, so daß mit dem Ausgang des Signalverstärkers verbundenen das andere Ende des Laststromkreises normalerweise Eingang und einen mit dem zweiten Eingang des an Masse geschaltet werden kann. Derartige Ver- 65 Differentialverstärkers verbundenen Ausgang hat und stärker haben die Eigenschaft, daß sich bei einer der einen Dämpfungsfaktor hat, der die gleiche Verschiebung des Gleichspannungspegels am Ein- Größe wie der Verstärkungsfaktor des Signalgang auch der Gleichspannungspegel am Ausgang Verstärkers hat.