DE2156564A1

DE2156564A1 - Schutzstromkreis fur eine Ausgangs stufe eines Signalverstarkers

Info

Publication number: DE2156564A1
Application number: DE19712156564
Authority: DE
Inventors: Akio Tokio P Ozawa
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-11-15
Publication date: 1972-05-25
Also published as: GB1370807A; DE2156564C3; US3731151A; DE2156564B2

Description

PATENTANWÄLTE

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

MÖNCHEN HAMBURG

telefon: 395314 2000 HamBυRG 50,12.November 1971

TELEGRAMME: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

W. 25OI5/7I 12/de

Pioneer Electronic Corporation Tokyo (Japan)

Schutzstromkreis für eine Ausgangsstufe eines Signalverstärkers

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzstromkreis, um einen Ausgangsstromkreis und/oder ei.nen Laststromkreis gegen nicht normale Bedingungen zu schützen, und insbesondere auf einen Schutzstromkreis, der für einen Verstärker mit kondensatorlosem Ausgang (OCL-Verstärker) nützlich ist.

Die meisten bekannten Hörverstärker sind Verstärker mit transformatorlosem Ausgang (OTL-Verstärker). Bei Untersuchungen hinsichtlich der Schaffung eines Verstärkers mit besserer Leistung, für den ein Bedürfnis besteht, wurde erkannt, daß der Ausgangskondensator eines OTL-Verstärkers das Eingangssignal nachteilig beeinflußt. Demgemäß hat neuerdings ein OTL-Verstärker ohne Ausgangskondensator und mit zviei Energiequellen, d.h. ein OCL-Verstärker, Eingang in die Technik gefunden. Bei diesem OCL-Verstärker ist ein Ausgangsanschluß direkt an einen LastStromkreis geschaltet, ohne daß der Ausgang über einen Ausgangskondensator geht. Wenn demgemäß der Gleichspannungspegel der Ausgangssignalleitung sich ändert, fließt ein Gleichstrom in Übereinstimmung mit der Änderung der Gleichspannung in den Laststromkreiü. Als Ergebnis wird der LastStromkreis, beispielsweise ein Lautsprecher, durch den Gleichstrom manchmal

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oder zeitweilig zum Versagen gebracht. Andererseits werden aktive elektrische Einrichtungen einer Ausgangsstufe, beispielsweise Ausgangstransistoren, im Fall eines Kurzschlusses in dem LastStromkreis manchmal oder zeitweilig zum Versagen gebracht. Der OCL-Verstärker benötigt größere Sorgfalt als der OTL-Verstärker mit Ausgangskondensator, und zwar im Hinblick darauf, für die Verstärker und die Lasten Schutz zu schaffen.

Durch die vorliegende Erfindung sind die geschilderten Nachteile beseitigt.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen SchutzStromkreis zu schaffen, mittels welchem ein Ausgangsstromkreis und/oder ein Laststromkreis gegen nicht normale Bedingungen sicher geschützt wird, wie einen Kurzschluß in dem Laststromkreis oder eine Änderung der Gleichspannungen in dem Stromkreis.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Schutzstromkreis zu schaffen, durch welchen der Sicherheitsbetriebsbereich eines Verstärkers niemals verringert oder verkleinert wird, in welchem Bereich der Verstärker ursprünglich arbeitet, und zwar durch die Hinzufügung des Schutzstromkreises zu dem Verstärker.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Schutzstromkreis zu schaffen, der für einen OCL-Verstärker nützlich ist.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus

der nachstehenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist.

Die einzige Figur der Zeichnung 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. eine Ausgangssignalleitung L2 an den OCL-Verstärker 1 geschaltet, Die Leitungen Ll und L2 befinden sieh mit Besug

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auf einen Gleichstrom gewöhnlich 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, einen Abkappstromkreis 2h und einen Schalterkontakt Y in Reihe mit der Ausgangsleitung L2 auf. Der Differentialverstärker 21 umfaßt Transistoren TrI, Tr2 und Tr3. Die Basiselektroden der Transistoren TrI und Tr2 sind mit der Eingangsleitung Ll bzw. einem Ausgangsanschluß 3 des Dämpfungsgliedes verbunden. 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 mit der gleichen Größe wie der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 1. Ein Eingangsanschluß 4 und der Ausgangsanschluß 3 des Dämpfungsgliedes 22 sind an die Ausgangsleitung L2 bzw. die Basiselektrode des Transistors Tr2 geschaltet. Bei dieser Ausführungsform ist das Dämpfungsglied 22 durch Widerstände Rl und R2 gebildet. Der Schaltstromkreis 23 ist an Ausgangsanschlüsse des Differentialverstärkers 21 über Dioden Dl und D2 geschaltet, und er ist wirksam, den Kontakt Y zu öffnen, wenn die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 21 niedriger als eine vorbestimmte Spannung wird. ■ Zusätzlich ist der Schaltstromkreis 23 so geschaltet, daß der Kontakt Y nach s.einem öffnen während einiger Sekunden geöffnet gehalten wird.

Der Abkappstromkreis 24 ist zwischen Erde und die Basiselektrode des Transistors TrI geschaltet, wobei diese Basis ein Eingangsanschluß des Differentialverstärkers 21 ist. Der Abkappstromkreis 2k klippt das an den Differentialverstärker 21 angelegte Eingangssignal zum gleichen Zeitpunkt

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und in der gleichen Weise, wie das Ausgangssignal des Verstärkers 1 geklippt oder abgekappt wird. Der Abkappegel des Abkappstromkreises 2k ist so gewählt, daß das der Basis des Transistors TrI zugeführte Signal dem der Basis des Transistors Tr2 zugeführten Signal gleich ist in dem Zustand, in welchem das Ausgangssignal des Verstärkers 1 geklippt wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Schutzstromkreises 2 erläutert. Gewöhnlich befinden sich die Basiselektroden 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 normalen 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 den Differentialverstärker 21 angelegt. Das an den Verstärker 1 angelegte Signal wird um einen eingestellten Verstärkungsfaktor verstärkt. Ein Teil des verstärkten Signals treibt den Lautsprecher SP über den Kontakt Y, und ein anderer Teil wird an das Dämpfungsglied 22 angelegt. Das angelegte Signal wird um einen Dämpfungsfaktor gedämpft, der die gleiche Größe wie der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 1 hat, und das gedämpfte Signal wird über seinen Ausgangsanschluß 3 an die Basiselektrode des Transistors Tr2 angelegt. Da die den Basen der Transistoren TrI und Tr2 zugeführten Signale sich miteinander in Phase befinden und die gleiche Größe haben, bleibt der Differentialverstärker 21 in ausbalanciertem Zustand.

Wenn andererseits das Gleichstrompotential von der Ausgangsleitung L2 sich zufolge irgendeiner "Unordnung" des Verstärkers 1 ändert, ändert sich die Basisspannung des Transistors Tr2 in Übereinstimmung mit der Änderung des Gleichstrompotentials der Ausgangsleitung L2. Demgemäß gelangt der Differentialverstärker 21 in unausbalancierten

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Zustand, so daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches den Schaltstromkreis 23 betätigt. Durch das Arbeiten des Schaltstromkreises 23 wird der Kontakt Y geöffnet, so daß der Laststromkreis, d.h. der Lautsprecher SP gegen die "Unordnung" des Verstärkers 1 geschützt ist.

Wenn weiterhin die Anschlüsse des Lautsprechers aus irgendeinem Grunde kurzgeschlossen werden, erscheint kein WEchselstromsignal auf der Ausgangsleitung L2. Demgemäß gelang der Differentialverstärker 21 wiederum in den unausbalancierten Zustand, wie es oben beschrieben ist, so daß der Schaltstromkreis 23 betätigt wird und den Kontakt Y öffnet, so daß der Verstärker 1 gegen die "Uno-rdnung" des Laststromkreises sicher geschützt ist. Außerdem kehrt der Schaltstromkreis 23, wenn er einmal betätigt worden ist, nach einigen Sekunden in seinen ursprünglichen nicht betätigten Zustand zurück, zu welchem Zeitpunkt der Kontakt Y wiederum geschlossen wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Differentialverstärker 21 sich noch in unausbalanciertem Zustand befindet, wird der Kontakt Y wiederum geöffnet, so daß der Verstärker 1 oder der Lautsprecher SP wiederum sicher gegen irgendwelche "Unordnung" geschützt ist.

Wenn ein Eingangssignal so stark ist, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 1 abgekappt wird, würde der Differentialverstärker 21 wiederum in unausbalancierten Zustand gelangen, wenn der Abkappstromkreis 2k nicht vorhanden wäre. Jedoch wird durch das Arbeiten des Abkappstromkreises 2k das der Basis des Transistors TrI zugeführte Eingangssignal während der Zeitperiode ebenfalls abgekappt, während welcher das Ausganssignal de.s Verstärkers 1 abgekappt wird. Daher wird der Differentialverstärker 21 noch in ausblanciertem Zustand gehalten und der Lautsprecher SP wird wie zuvor angetrieben.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Dämpfungsglied 22 mit einem Dämpfungsfaktor gleicher Größe, wie die Größe des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 1,

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verwendet, um die Eingangsspannungen beider Eingangsanschlüsse des Differentialverstärkers 21 gleichzumachen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform allein beschränkt. Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, den Verstärker oder die Last allgemein zu schützen unter Verwendung des Ausgangs des Differentialverstärkers. Die Erfindung ist nicht auf die Art und Weise beschränkt, in der dieser Ausgang verwendet wird. D.h., der Steuerstromkreis ist durch das gegebene Beispiel nicht beschränkt, sondern er kann ein bekannter Stromkreis sein, der durch den Ausgang eines eine nicht normale Bedingung abfühlenden Stromkreises betätigt werden, um den Verstärker oder die Last zu schützen. Beispielsweise kann die Energiequelle durch den Stromkreis geöffnet werden, wobei dann der Kontakt Y in der Ausgangsleitung nicht notwendigerweise vorhanden sein muß.

Der Schutzstromkreis gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß vorstehender Beschreibung ist ein Stromkeis, der betätigt wird, wenn ein Differentialverstärker zufolge irgendwelcher "Unordnung" in unaustalancierten Zustand gelangt, wodurch ein Verstärker und/oder ein LastStromkreis gegen Überlastung und/oder gegen eine Änderung der Gleichspannung der Verstärkers sicher geschützt ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Schutzstromkreis für eine Ausgangsstufe eines Signalverstärkers, gekennzeichnet durch einen gewöhnlich ausbalancierten Differentialverstärker (21), der einen mit dem Eingang des Signalverstärkers (1) gekoppelten ersten Eingang und einen mit dem Ausgang des Signalverstärkers gekoppelten zweiten Eingang aufweist und der bei Ansprechen auf einen nicht normalen Zustand des Signalverstärkers in unausbalancierten Zustand gelangt und an seinem Ausgang ein Steuersignal erzeugt, 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, und durch einen Abkappstromkreis (2¹I), der zwischen den Eingang des Signalverstärkers und den ersten Eingang des Differentialverstärkers geschaltet ist, um ein an den ersten Eingang des Differentialverstärkers angelegtes Signal abzukappen.

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 aufweist und der einen Dämpfungsfaktor hat, dessen Größe gleich der Größe des Verstärkungsfaktors des Signalverstärkers (1) ist.

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

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

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