-
Schaltungsanordnung zur galvanischen Ankopplung einer Last an zwei
gleichstromgekoppelte Verstärker Es ist bekannt ("Funktechnik" 1972, Nr. 12, Seite
443 bis 444), zur Erhöhung der Ausgangsleistung einer NF-Verstärkeranlage statt
eines einzigen Verstärkers mit erhöhter Ausgangsleistung zwei Verstärker geringerer
Ausgangsleistung zu verwenden, die gegenphasige Ausgangssignale liefern und zwischen
deren Ausgänge die zu speisende Last, z.B. ein Lautsprecher oder Übertrager, geschaltet
ist.
-
Wenn man bei einer solchen Schaltung den Lautsprecher galvanisch,
also ohne Verwendung von teuren und ein frequenzabhängiges Verhalten aufweisenden
Koppelkondensatoren an die Verstärkerausgänge anschließen will, dann ist es erforderlich,
daß die Verstärkerausgänge die gleiche Ausgangsgleichspannung aufweisen, da sonst
unter Umständen erhebliche Verluste durch Ausgleichsströme entstehen. Außerdem würden
ungleiche Ausgangsgleichspannungen an den Verstärkerausgängen bewirken, daß die
Lautsprechermembran vorgespannt wäre, was zu Verzerrungen führen würde.
-
Auch wenn die Last von einem galvanisch angeschlossenen Übertrager
gebildet wird, treten ähnliche Schwierigkeiten auf, z.
-
B. eine Vormagnetisierung des Übertrager-Magnetfeldes.
-
Um zu gewährleisten, daß für die geschilderten Anwendungsfälle die
Ausgangsgleichspannungen der beiden Verstärker möglichst gleich und konstant sind,
kann man durch eine Regelung mittels einer Gleichspannungsgegenkopplung für jeden
Verstärker dafür sorgen, daß die Ausgangsgleichspannungen konstant gehalten werden.
Wegen der nicht zu vernachlässigenden Toleranzen bei der Serienfertigung solcher
Verstärker tritt das geschilderte Problem auch dann auf, wenn jeder Verstärker für
sich geregelt ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auftreten der genannten
Schwierigkeiten bei galvanischer Ankopplung der zu speisenden Last zu vermeiden.
-
Die Erfindung bezieht sich auf die im Oberbegriff des Patentanspruchsiwiedergegebene
Schaltungsanordnung.
-
Die genannte Aufgabe wird bei einer solchen Schaltungsanordnung durch
die im Patentanspruch 1 wiedergegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsbeispi e der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
beschrieben.
-
Die Zeichnung zeigt einen NF-Endverstärker mit zwei Teilverstärkern
4 und 17, die die gemeinsame Last, nämlich den Lautsprecher 15 speisen.
-
Das an der Eingangsklemme 1 anliegenden NF-Signal wird zum einen über
den Trennkondensator 2 dem Eingag des ersten gleichstromgekoppelten Verstärkers
4 zugeführt. Dieser Verstärker 4 liegt mit seinen Stromversorgungsanschlüssen an
Masse und an der Betriebsgleichspannung UB.
-
Zum anderen wird das an der Eingangsklemme 1 anliegende NF-Signal
über eine Phasenumkehrstufe 28 und einen Trennkondensator 27 dem Eingang eines zweiten
gleichstromgekoppelten Verstärkers 17 zugeführt. Auch bei diesem Verstärker 17 liegen
die Stromversorgungsanschlüsse an Masse und an der Betriebsgleichspannung UB. Die
Verstärker 4 und 17 sind identisch aufgebaut. Da der Verstärker 17 jedoch über die
Umkehrstufe 28 an die Eingangsklemme 1 angeschlossen ist, sind die Ausgangsspannungen
an den Ausgängen 14 und 16 der Verstärker 4-und 17 bezüglich der Eingangssignale
an der Eingangsklemme 1 gegenphasig.
-
An die genannten Ausgänge 14 und 16 ist der Lautsprecher 15 galvanisch
angeschlossen, so daß die Ausgänge 14 und 16 der Verstärker 4 und 17 gleichstrommäßig
über den Lautsprecher 15 miteinander verbunden sind. Würden sich die Gleichspannungen
an den Ausgängen 14 und 16 unterscheiden, so würde über den Lautsprecher 15 ein
unerwünschter Ausgleichsstrom fließen. Um diesen Nachteil zu verhindern, ist die.folgende
Regelschaltung mit den Vergleichsverstärkern 9 und 23 vorgesehen.
-
Die am Ausgang 14 des Verstärkers 4 auftretende Gleichspannung wird
über einen Entkopplungswiderstand 5 dem invertierenden Eingang 7 des Vergleichsverstärkers
9 zugeführt. Dem nicht invertierenden zweiten Eingang 6 des Vergleichsverstärkers
9 wird eine mittels des Spannungsteilers aus den Widerständen 11 und 12 aus der
Betriebsgleichspannung UB (Klemme 13) gewonnene Referenzspannung zugeführt.
-
Am Ausgang des Vergleichsverstärkers 9 stellt sich eine Gleichspannung
ein, die mit ihrem Wert von der Differenz der an den Eingängen 6 und 7 anliegenden
Gleichspannungen abhängig ist.
-
Der Kondensator 8 zwischen dem invertierenden Eingang 7 und dem Ausgang
des Vergleichsverstärkers 9 dient der Unterdrückung von
Regelschwingungen
des vorteilhaft als Operationsverstärker aufgebauten Vergleichsverstärkers 9.
-
Der Ausgang des Vergleichsverstärkers 9 ist über einen Entkopplungswiderstand
3 galvanisch an den Eingang des gleichstromgekoppelten Verstärkers 4 angeschlossen.
Die beschriebene Schaltung wirkt als Regelkreis zur Stabilisierung der am Ausgang
14 des Verstärkers 4 auftretenden Gldchspannung.
-
Dem Eingang 6 des Vergleichsverstärkers 9 wird jedoch nicht nur die
am Spannungsteiler 11,12 abgegriffene Referenzspannung, sondern auch über einen
Kopplungswiderstand 10 die Ausgangsgleichspannung des Ausganges 16 des gleichstromgekoppelten
Verstärkers 17 zugeführt. Am Widerstand 11 des Spannungsteilers 11,12 entsteht eine
Spannung, die sich aus der erwähnten Referenzspannung und de- Ausgangsgleichspannung
des Verstärkers 17 zusammensetzt.
-
Für die Stabilisierung der Ausgangsgleichspannung am Ausgang 16 des
Verstärkers 17 ist entsprechend ein Vergleichsverstärker 23 vorgesehen, dessen invertierendem
Eingang 24 die Ausgangsgleichspannung des Verstärkers 17 über einen Entkopplungswiderstand
21 zugeführt wird und dessen nicht invertierendem Eingang 25 eine Gleichspannung
zugeführt wird, die sich aus einer mittels des Spannungsteilers aus den Widerständen
20 und 19 gewonnenen Referenzspannung und einer über einen Entkopplungswiderstand
18 von degAusgangsgleichspannung des Verstärkers 4 abgeleiteten Spannung zusammensetzt.
Die am Spannungsteiler 19, 20 abgegriffene Referenzspannung ist genauso groß wie
die am Spannungsteiler 12,11 abgegriffene Spannung. Der Kondensator 22 zwischen
dem Eingang 24 und dem Ausgang des Vergleichsverstärkers 23 dient entsprechend dem
Kondensator 8 zur Unterdrückung von Regelschwingungen.
-
Die Ausgangsgleichspannung des Vergleichsverstärkers 23 wird über
einen Entkopplungswidersta:ld 26 dem Eingang des Verstärkers 17 zugeführt, so daß
auch die Ausgangsgleichspannung dieses Verstärkers mittels des beschriebenen Regelkreises
mit dem Vergleichsverstärker 23 stabilisiert ist. Die Verstärker 4 und 17 sind nicht
invertierend. Bei invertierenden Verstärkern müssen die Eingänge der Vergleichs-Verstärker
vertauscht werden.
-
Zusätzlich zu der Stabilisierung der genannten Ausgangsgleichspannungen
der Verstärker 4 und 17 bewirkt die gegenseitige Beeinflussung der Regelkreise auch
durch die Ausgangsgleichspannung des jeweils anderen Regelkreises eine solche Stabilisierung,
daß die Ausgangsgleichspannungen an den Ausgängen 14 und 1E der Verstärker 4 und
17 gleich groß sind. Auf diese Weise wird ein u.a. die Wiedergabequalität des Lautsprechers
15 vermindernder Ausgleichsstrom zwischen den Ausgängen 15 und 16 der Verstärker
4 und 17 vermieden.
-
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn die gleichstromgekoppelten
Verstärker 4 und 17 schon jeweils für sich mit einer Gleichspannungs-Stabilisierungsschaltung
versehen sind. Auch in diesem Fall wird das Entstehen eines Ausgleichsstromes zwischen
den Verstärkerausgängen erst durch die beschriebene gegenseitige Beeinflussung der
dann zusätzlichen Regelkreise verhindert.
-
Die Betriebsspannung der beschriebenen Schaltung wird von der auf
Masse bezogenen Gleichspannungsquelle UB geliefert. Um diese Spannung optimal bei
der Verstärkung der NF-Signale ausnutzen zu können, sind die Spannungsteiler ei,12
und 20,19 sowie die Widerstände 10 und 18 so bemessen, daß als Referenzspannung
an den Eingängen 6 und 25 der Vergleichsverstärker 9 und 23 nahezu die halbe Betriebsgleichspannung
UB anliegt.