DE2638801B2 - Rauscharme Tonverstärkerschaltung - Google Patents

Description

41) Die Erfindung bezieht sich awl eine rauscharme Tonverstärkerschaltung zur Verstärkung eines Signals mit niedrigem Spannungspegel, geliefert von einer Tonabnehmerquelle mit beweglicher Spule, mit mindestens einem als Verstärkungselement dienenden

4Ί Transistor.

Bekannte Transistorschaltungen für Signale mit niedrigem Spannungspegel (Kleinsignale) mit gutem Rauschabstand minimieren das von den Transistoren kommende Rauschen durch geeignete Einstellung der

"in Arbeitsbedingungen dieser Transistoren. Insbesondere wird dabei der Emitterstrom und auch der Kollektorstrom der Transistoren auf den kleinstmöglichen Wert eingestellt. Bei einem Transistor üben jedoch die Werte des Kollektorstroms und des Emitterstroms keinen

r> geringen Einfluß auf die Eigenschaften der Verstärkerschaltung, wie beispielsweise den Stromverstärkungsfaktor und die Grenzfrequenz, aus, so daß es nicht einfach ist, einen optimalen Rauschabstand zu realisieren. Selbst wenn man den Kollektorstrom und den

Wi Emitterstrom der Transistoren auf solche Werte einstellt, daß sich der Rauschabstand im optimalen Zustand befindet, so ist es doch noch immer nicht möglich, den Rauschabstand in einem solchen Ausmaß zu verbessern, wie dies gewünscht oder erwartet wird.

h"> Aus der Tclefunkenbroschüre »Halbleiter-Mitteilungen für die Industrie« Nr. 6906 149, Seite 15, Bild 28 und 29, ist es ferner bereits bekannt, für die Eingangsstufe eines Tonbandgerätes einen Gegenkopplungspfad mit

einem Widerstand vom Ausgang zum Eingang der Verstärkerschaltung vorzusehen. Ferner ist dort bereits eine direkte, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Widerstandes verlaufende, Verbindung der Eingangselektrode des Verstärkers mit der steuernden Signalquelie gezeigt.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe 2wgrunde, eine Tonverstärkerschaltung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sich unter Beibehaltung günstiger Verstärkungseigenschaften ein minimaler Rauschabstand ergibt.

Zur Lösung dieser Auifgabe sieht die Erfindung vor, daß in an sich bekannter Weise ein Gegenkopplungspfad über einen Widerstand vom Ausgang zum Eingang der Verstärkerschaltung geführt und eine direkte Verbindung der Eingangselektrode der Verstärkerschaltung mit der steuernden Signalquelle vorhanden ist, und daß der Eingangswiderstand der Verstärkerschaltung kleiner ist als die Impedanz der steuernden Quelle.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben; in der Zeichnung zeigt:

F i g. 1 ein Rausch-Ersatzbild eines Transistors;

Fig.2 allgemein eine Tonverstärkerschaltung zur Verstärkung eines Signals mit niedrigem Spannungspegel (Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung);

Fig.3—7 erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele von Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltungen.

Nach umfassenden Untersuchungen und Experimenten hat der Erfinder erkannt, daß die eingangs erwähnten Probleme bei den bekannten Kleinsignal· Transistorverstärkerschaltungen im wesentlichen auf die Eigenschaften der bekannten für kleine Eingangssignale entwickelten Transistoren zurückzuführen sind. Es sei in diesem Zusammenhang auf die F i g. 1 Bezug genommen, die ein Rausch-Ersatzbild der Transistoren darstellt. In dieser Figur ist mit B die Basis, mit C der Kollektor und mit £die Emitterelektrode bezeichnet, /·«, bezeichnet den Basisausbreitungswiderstand (Basisbahnwiderstand), r,- bezeichnet den Kollektorwiderstand und r_c bezeichnet den Emitterwiderstand, und zwar basierend auf der Annahme, daß keiner dieser Widerstände Rauschen erzeugt. Die Symbole i_ne bzw. i_K stellen Rauschstromquellen dar für das vom Emitterteil bzw. Kollektorteil erzeugte Rauschen. Mit v„t, hl eine äquivalente Rauschspannungsquelle bezeichnet, welche das durch den Basisoahnwiderstand rw, erzeugte Rauschen repräsentiert. Demgemäß kann dieses Rauschen durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden, und zwar unter der Annahme, daß das oben erwähnte Rauschen von den oben erwähnten jeweiligen Rauschquellen kein überschüssiges Rauschen (Funkelrauschen) enthält:

f (D

(2)
(3)
dabei ist

- \4kTr_hh I/

q die Ladung eines einzigen Elektrons
Ie und /cden Emitterstrom bzw. Kollektorstrom
!es ά".η Sperr-Säuigungsstrom an der Eminergrenzschicht

Aus den obigen Gleichungen ist klar, daß bei bekannten Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltungen die Anordnung derart getroffen isi, daß der Emitterstrom h und der Kollektorstrom Ic der Transistören, insbesondere des Transistors in der Eingangsstufe, so eingestellt sind, daß sie minimale V/erte besitzen, um sowohl das vom Emitterteil erzeugte Rauschen i_m als auch das vom Kollektorteil des Transistors erzeugte Rauschen /„czu reduzieren.

Der für Kleinsignale gemäß dem Stand der Technik vorgesehene Transistor ist jedoch derart ausgebildet, daß sein Basisbahnwiderstand ru, eine Werteverteilung aufweist, die im Bereich von einigen zwanzig Ohm bis zu mehreren Hunderten von Ohm liegt Selbst wenn daher eine Vorrichtung zur Verminderung des Rauschens durch ine und i_nc in der oben beschriebenen Weise gemäß dem Stand der Technik in einer &ot?hen Schaltung vorgesehen ist, so wird noch immer ein hohes thermisches Rauschen v„b erzeugt, welches auf den hohen Basisbahnwiderstand r«, zurückzuführen ist. Man erhält demgemäß keine ausreichende Verbesserung des Rauschabstands bei bekannten Verstärkerschaltungen. Diese Tatsache wurde durch den Erfinder aufgeklärt, und zwar infolge ausgedehnter Versuchsreihen sowie ausgedehnter Untersuchungen an bekannten Transistoren für Signale mit niedrigem Pegel.

Der Erfinder hat erkannt, daß die Gründe für die obigen Nachteile bei bekannten Transistoren für Kleinsignale in einem falschen Konzept beim Aufbau der üblichen Transistorverstärkerschaltungen für kleine Signale liegen.

Fig.2 zeigt eine allgemeine Anordnung einer Transistor-Ton verstärkerschaltung zur Verstärkung eines Signals mit niedrigem Spannungspcgel (Kleinsignalverstärkerschaltung). In dieser Figur bezeichnet A eine phasenumkehrende Verstärkerschaltung. Ri stellt eir.jn Rückkopplungswiderstand dar, der die Ausgangsgröße dieser phasenumkehrenden Verstärkerschaltung zur Eingangsseite zurückkoppelt. /?, stellt einen Widerstand zur Verbindung der Eingangsklemme P mit der Eingangsklemme /A/der Verstärkerschaltung A dar. R_g bezeichnet einen ohmschen (wahren) Eingangswiderstand der Verstärkerschaltung A. Nimmt man an, daß diese Verstärkerschaltung A eine hinreichend große Leerlaufverstärkung besitzt, so ist die Schein-Eingangsimpedanz Zi, gesehen von der Eingangsklemme IN her, und die Verstärkung G der Transistor-Tonverstärkerschaltung bei der zuvor erwähnten Anordnung durch folgende Gleichungen gegeben:

C =

R₁ R,

RrR₁₁

k die Boltzr.iannsche Konstante

T die absolute Temperatur

Af die äquivalente iauschbandbreite

Nunmehr bildet der wahre Eingangswiderstand R_e der Verstärkerschaltung A die Hauptrauschquelle dieser Verstärkerschaltung A und demgemäß der Tonverstärkerschaltung, die als ganzes für ein Signal mit niedrigem Spannunfespegei (Kleinsignal) vorgesehen ist. Um einen hohen Rauschabstand bei einer solchen Schaltung zu erhalten, ist es erforderlich, den Wert des

wahren Eingangswiderstandes Rg zu minimieren. Insbesondere in dem Fall, wo die Impedanz der mil der Schaltung verbundenen Signalquelle klein ist. wird der Rauschabstand deutlich infolge des vom wahren Eingangswiderstand R_g erzeugten thermischen Rauschens reduziert.

Aus Gleichung (5) ist klar zu entnehmen, daß die Eingangsscheinimpedanz Z im wesentlichen durch den Wert des Widerstands R, bestimmt ist. Daher wurde bislang beim Entwurf einer Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung die Verminderung dieses ohmschen Eingangswiderstandes/?, nicht ins Auge gefaßt.

Es sei hier bemerkt, daß in dem Falle, wo die Eingangsstufe der phasenumkehrenden Verstärkerschaltung entweder durch die Emitterschaltung oder die Basisschaltung eines Transistors gebildet ist, der ohmsche Widerstand R_g durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist:

Eingangsscheinimpedanz Z₁ durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt:

kT

'<„■

dabei ist bekanntlich

(6)

h,_c die Eingangsimpedanz bei kurzgeschlossenem Ausgang,

hfr der Vorwärts-Stromübersetzungsfaktor bei kurzgeschlossenem Ausgang,

rtb der Basisbahnwiderstand.

r_c der Durchlaßwiderstand an der Emittergrenzschicht und

/f der Emitterstrom

Aus Gleichung (6)ergibt sich klar.daß zur Minimierung des ohmschen Eingangswiderstandes /?_?der Basisbahnwiderstand r«, des Transistors zu minimieren ist. Beim konventionellen Schaltungsentwurf ist jedoch das eben genannte Konzept, nämlich den ohmschen Eingangswiderstand R_g klein zu machen, nicht vorhanden. Demgemäß werden bei einem konventionellen Transistor für die Verwendung bei Kleinsignalen kaum irgendwelche Mühen aufgewandt, um den Basisbahnwiderstand r«, zu reduzieren.

Die Erfindung sieht nunmehr eine ein geringes Rauschen aufweisende Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung vor, wobei das Kleinsignal einen niedrigen Pegel von beispielsweise 50 Mikrovolt (eff.) besitzt und von einem Aufnehmer mit sich bewegender Spule für einen Plattenspieler kommt. Die Erfindung ermogiicht. mit einem gewünschten Rauschabstand (Signal-zu-Rausch-Verhältnis) ein Eingangssignal von einer Signalquelle mit niedriger Impedanz zu verstärken.

Bevor die Erfindung im einzelnen erläutert wird, seien hier zunächst die Grundmerkmale der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung erläutert

Fig.3 zeigt eine die Wirkungsweise der Erfindung deutlich darstellende Gegenkopplungsverstärkerschaltung. Bei dieser Gegenkopplungsverstärkerschaltung ist der in Fig.2 gezagte Widerstand /?,· weggelassen. Demgemäß wird die Verstärkung G und die Eingangsschemimpedanz Zi ausschließlich durch den Widerstand Rf und den ohmschen Eingangswiderstand R_e des Verstärkers A bestimmt. Gemäß der Erfindung wird der ohmsche Eingangswiderstand R_g der phasenmvertierenden Verstärkerschaltung A extrem klein gemacht Durch diese Anordnung win} die Verstärkung G und C, = R₁ R₀

Um diese Bedingungen zu erfüllen, wird erfindungsgemäß als ein die Eingangsstufe der phasenumkehrenden Verstärkerschaltung A bildendes Verstärkungselcment ein Transistor mit einem sehr niedrigen Eingangswiderstand verwendet, beispielsweise ein bekannter Leistungstransistor mit einem sehr niedrigen Basisbahnwiderstand rbb von beispielsweise 10 Ohm oder kleiner, oder alternativ ein Verbindungs-Transistor (Transistorverbundschaltung) aus einer Anzahl von miteinander parallelgeschalteten Transistoren oder als weitere Alternative ein erfindungsgemäßer »Kleinsignaltransistor«, der weiter unten beschrieben wird.

Fig.4 zeigt ein Beispiel der erfindungsgemäßen Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung. In diesem Beispiel besteht ein Verbindungstransistor Q aus einer Anzahl von Transistoren Qu Ch,.., Q_n, deren Basiselektroden B, deren Kollektorelektroden C und deren Emitterelektroden E jeweils gemeinsam mit der Basisklemme ß'bzw. der Kollektorklemme Cbzw. der Emitterklemme E' verbunden sind; dieser Verbindungstransis«or Q wird als das Verstärkungselement der phasenumkehrenden Verstärkerschaltung, die der bei A in F i g. 3 angedeuteten Schaltung entspricht, verwendet. Die Emitterklemme Pdieses Verbindungstransistors Q ist geerdet, die Basisklemme B' ist mit der Eingangsklemme IN verbunden und die Kollektorklemme C steht über eine Konstantstromschaltung CC mit einer Leistungsquelle + B in Verbindung. Anders ausgedrückt bildet der Verbindungstransistor Q zusammen mit der Konstantstromschaltung CC eine phaseninvertierende Verstärkerschaltung der Emitterschaltungsart. Die Ausgangsgröße dieser phasenumkehrenden Verstärkerschaltung wird über einen Rückkopplungswiderstand Ri zur Eingangsklemme IN auf dem Prinzip der Gegenkopplung zurückgeführt. Es sei bemerkt, daß R_c\. Re2,... R_n Widerstände bezeichnen,die triviale Widerstandswerte besitzen und vorgesehen sind, um die Kollektorströme der entsprechenden Komponententransistoren Qt. Q₂, ..., Q_n gleich zu machen. Diese Widerstände sind dann nicht erforderlich, wenn die

entsprechenden Komponententransistoren Q\, Qi

ζ?_Λ gleiche Eigenschaften besitzen.

Da der Verbindungstransistor Q aus jeweils parallelgeschalteten Transistoren Q\, Q2 Q_n besteht "-esitzt

er einen sehr niedrigen Eingangswiderstand. Somit ist die erfindungsgemäße Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung in der Lage, ein von einer eine geringe Impedanz aufweisenden Signalquelle kommendes Signal mit einem hohen Rauschabstand zu verstärken.

F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung. Bei diesem Ausffihrungsbeispiel wird ein bekannter Leistungstransistor als das Verstärkungselement verwendet der mit einem kleinen Strom in einem Bereich betrieben wird, wo der Emitterwiderstand />die kleinsten Werte zeigt Fast alle bekannten Leistungstransistoren sind im allgemeinen von solcher Art, daß ihr Basisbahnwiderstand r«, einen Wert besitzt, der einige Grade kleiner ist als der Widerstandswert bekannter ausschließlich für den Kleinsignal-Betrieb vorgesehener Transistoren. Beispielsweise wird ein

Transistor 2 SC 793, der eine maximale Kollektorver lustleistung von 60 W und einen maximalen Kollektor strom von 7 A besitzt, mit einem Kollektorstrom von 0,5 A verwendet. Auf diese Weise wird das thermische: Rauschen v„t, (vgl. F i g. I) des Leistungstransistors in großem Umfang verringert, wodurch eine deutliche Verbesserung des Rauschabstands erreicht wird. Ks entgeht dabei auch kein Problem im Hinblick auf das Rauschen i„_e und /„,-(vgl. Fig. 1). da diese Werte auf ein so niedriges Niveau eingestellt werden können, das mil dem Wert für einen ausschließlich für dnn Klcinsignal-Betrieb vorgesehenen Transistor vergleichbar ist, und zwar geschieht dies durch ein Betreiben des Leistungstransistors mit einem kleinen Strom. Leistungstransistoren besitzen große »chip«-Größen und infolgedessen einen kleinen Basisbahnwiderstand rw»

In Fig.5bezeichnen Q», und Qbeinen pnp-Leistungstransistor und einen npn-Leistungstransistor. die beide kleine Basisbahnwiderstände besitzen. Die Emitterelektroden dieser Transistoren Qa und Qb sind mit einer positiven Leistungsquelle + B bzw. einer negativen Leistungsquelle - B über veränderbare Widerstände VR\ bzw. VR₂ verbunden. Die Kollektorelektroden dieser Transistoren Qa und Qb sind mit einer gemeinsamen Ausgangsklemme OLT verbunden. Die Basiselektroden dieser beiden Transistoren Qa und Qb sind mit einer gemeinsamen Eingangsklemme IN verbunden, und ferner mit der Ausgangsklemme OUT über einen Rückkopplungswiderstand Rt. Es sei bemerkt, daß dieser Widerstand Ri einen Teil der Ausgangsgröße zun'ck zur Eingangsklemme speist und zudem spannt dieser Widerstand R_f die Transistoren Q_A und Qb in Durchlaßrichtung vor. Demgemäß arbeiten diese Transistoren Q_A\ind Qeim/4-Betrieb.Mit Ci und Cjsind Signaliiberbrückungskondensatoren bezeichnet. Diese Kondensatoren Ci und Ci sind in der Lage, sowohl den Emitterstrom als auch den Kollektorstrom der Transistoren Qa und Qb einzustellen, und zwar durch die veränderbaren Widerstände VR₁ bzw. VR₂.

Die Schaltung des zuletzt erwähnten Ausführungsbeispiels stimmt hinsichtlich der Gesamtanordnung mit Fig. 3 überein, wobei die Gegentakt-Endstufe mit Eintaktausgang der Emitterschaltungsart der Leistungstransistoren Qa und Qb der Phasenumkehrverstärkerschaltung A in F i g. 3 entspricht.

F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein pnp-Verbindungstransistor Qc. bestehend aus pnp-Transistoren On. Qc2, -.-.Oot. und npn-Verbindungstransistor O»

bestehend aus npn-Transistoren Qd ι, Qd2 . Qdd·

vorgesehen, die gemeinsam eine phasenumkehrende Verstärkerschaltung A der F i g. 1 bilden. Die Emitterelektroden dieser beiden Verbindungstransistoren Qc und Qdsind mit einer positiven Leistungsquelle +Bund einer negativen Leistungsquelle — B Ober Widerstände Rw, R\2 bzw. Widerstände Ra, Ru verbunden. Die Kollektorelektroden dieser beiden Verbindungstransistoren Qc und Qd sind mit einem Ausgang OUT verbunden, und die Basiselektroden liegen Ober einen gemeinsamen Widerstand /?,· an einer Eingangsklemme IN. Ein Widerstand Rr liegt zwischen den Basiselektroden dieser beiden Verbindungstransistoren Qc und Q_D und der Ausgangsklemme OUT. Dieser Widerstand Rf arbeitet derart, daß er einen Teil des Ausgangssignals zurück in die Eingangsseite des phaseninvertierenden Verstärkers einspeist und daß zusammen damit der

Widerstand Ri eine Vorwürtsspaniuing (Spannung in Durchlaßrichtung) den beiden Verbindungstransistoren Qc und Qn aufprägt. Demgemäß zeigen die entsprechenden Komponenten-Transistoren Qct. Qn Qc_n

und Qo 1, Qu 2 Qün dieser beiden Verbindungstransistoren das Verhalten des Α-Betriebs. Mit Q und C₂ sind Signaliiberbrückungs-Kondensatoren bezeichnel. Rc\.

Rc2 Rc_n und Rp\, Rp₂ Rp_n bezeichnen

Widerstände mit Widerstandswerten zum Ausgleichen der Emitterströme und/oder Kollektorströme der entsprechenden Komponenten-Transistoren Qc 1. Qc2, ■ ■ ■ CV/rund Qdi. Qd2. · · · Qt)_n-

Das vorliegende Beispiel verwendet als Verstärkungselemente der Phaseninverter-Verstärkungsschaltung ein Paar von Verbindungstransistoren Qc und Qo die aus einer Parallelverbindung mehrerer Transistoren

Qn, Qc2 Qc_n....<?obzw. Q₁,,. Qo2 Qo„bestehen.

Infolgedessen wird der ohmsche Eingangswiderstand R? (nicht die Eingangsscheinimnednn/} dieser Phaseninverter-Verstärke'schaltung außerordentlich niedrig. Man erhält somit einen hohen Rauschabstand.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltung. In diesem Ausführungsbeispiel wird als das verstärkende Element ein neuer erfindungsgemäßer »Kleinsignaltransistor« verwendet, der einen Basisbahnwiderstand n* von 10 Ohm oder weniger aufweist. Der Erfinder erkannte, daß die üblichen Kleinsignaltransistoren mit niedrigem Rauschverhalten einen Basisbahnwiderstand ru, aufweisen, dessen Werte im Bereich von mehreren 20 Ohm bis zu mehreren 100 Ohm liegen, und daß im Falle einer Verstärkerschaltung aus solchen Transistoren bei Verbindung mit einer Signalquelle mit einer Impedanz von IO Ohm oder weniger, beispielsweise einer Tonabnehmerquelle mit beweglicher Spule, der Rauschabstand verschlechtert wird, und zwar infolge des thermischen Rauschens v„t der Transistoren (vgl. Fig. 1). Basierend auf dieser Erkenntnis führte der Erfinder Versuche durch und untersuchte zahlreiche Möglichkeiten und kam schließlich zu dem Schluß, daß ein außerordentlich hervorragender Kleinsignaltransi stör mit geringem Rauschverhalten dadurch realisiert werden kann, daß man den Basisbahnwiderstand /■(,(, des Transistors auf 10 Ohm oder weniger herabdrückt. Es sei bemerkt, daß es unter den derzeit verfügbaren Leistungstransistoren solche gibt, deren Basisbahnwiderstand /·(,<, 10 Ohm oder kleiner ist, und daß demgemäß kein Problem bei der Herstellung von Transistoren gemäß der Erfindung auftreten sollte.

In F i g. 7 bezeichnet Qc und Qf einen erfindungsgemäßen PNP-Transistor bzw. einen erfindungsgemäßen NPN-Transistor, die beide einen Bahnwiderstand iy, von 10 Ohm oder weniger besitzen und die eine ohmsche Eingangsimpedanz aufweisen, die außerordentlich klein hinsichtlich der Impedanz der Signalquelle ist Die Kollektorelektroden dieser beiden Transistoren Qe und Qf sind mit einer gemeinsamen Ausgangsklemme OUT verbunden. Ihre Emitterelektroden stehen mit einer positiven Leistungsquelle + Sund einer negativen Leistungsquelle — B über veränderbare Widerstände VR₂I und VR₂₂ bzw. über Widerstände Rn und R₂₄ in Verbindung. Dioden L>i\ und D₂₂ sind über Widerstände Ä21 bzw. R₂₂ in Durchlaßrichtung vorgespannt Die Anode der Diode Di\ und die Kathode der Diode Dn sind mit den Basiselektroden der Transistoren Qe bzw. Qf verbunden. Mit Cn und C₂₂ sind Kondensatoren bezeichnet, die zur Überbrückung und zum Auslöschen des Rauschens der Dioden Dn bzw. Dn

dienen. Cn und CY₄ bezeichnen Signalüberbrückungskondensatoren. Ein Gegenkopplungswidcrstand fliegt zwischen der Ausgangsklemme OUTund der Eingangsklemme IN.

Die Eingangswiderstände der erwähnten Transistoren Of und Qf hängen von den Emitterströmen ab, und zwar hauptsächlich deshalb, weil der Emitterwiderstand r,. von dem Emi'tcrstrom abhängt. Demgemäß dann der ohmsche Eingtngswiderstand R_f der erfindungsgemäßen Transistorverstärkerschaltung bei diesem Beispiel auf einen optimalen Wert, wie gewünscht, eingestellt werden, und zwar durch Einstellung der Werte der Emitterströme der beiden Transistoren Qe und Qr mittels der veränderbaren Widerstände VR₂\ und VR₂₂. Die Dioden O21 und D₂₂ dienen im leitenden Zustand zur Festlegung, auf ungefähr 0,6 Volt, der invertierten Spannung, angelegt an die Kollektor-Basis-Grenzschichten der Transistoren Qf und Qf. und auf diese Weise dienen dl°se Dioden zur Verminderung des Funkelrauschens (Überschußrauschens) der Transistoren Op und Qp. Es sei bemerkt, daß die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Kleinsignalverstärkerschaltungen unter Verwendung der Gegenkopplung beschrieben wurden. Es ist natürlich darauf hinzuweisen, daß diese erfindungsgemäßen Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltungen auch derart ausgebildet sein können daß keine Rückkopplung verwendet. Der kleine Basisbahnwiderstand ist das wichtigste Merkmal der Erfindung. Der kleine Emitterwiderstand ist ebenfalls von Wichtigkeit. Es sei bemerkt, daß die erfindungsgemäßen Kleinsignal-Transistorverstärkerschaltungen in einer mehrstufigen Anordnung verwendet werden können.

Hierzu 3 Dliitl Zcichiniimcn

Claims (8)

PatentansprQche:

1. Rauscharme Tonverstärkerscbaltung zur Verstärkung eines Signals mit niedrigem Spannungspegel, geliefert von einer Tonabnehmerquelle mit beweglicher Spule, mit mindestens einem als Verstärkungselement dienenden Transistor, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein Gegenkopplungspfad über einen Widerstand vom Ausgang zum Eingang der Verstärkerschaltung geführt und eine direkte Verbindung der Eingangselektrode der Verstärkerschaltung mit der steuernden Signalquellle vorhanden sind, und daß der Eingangswiderstand der Verstärkerschaltung kleiner ist als die Impedanz der steuernden Quelle.

2. Tonverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalt eines kleinen Eingangswiderstandes ein Transistor mit einem Bastabahnwiderstand von kleiner als 10 Ohm gewählt ist

3. Tonverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalt eines kleinen Eingangswiderstandes eine Verbundschaltung verwendet ist, weiche aus der Parallelschaltung von mindestens drei Transistoren besteht

4. Ton verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor ein Leistungstransistor ist, der mit einem kleinen Strom in einem Bereich betrieben wird, wo sein Emitterwiderstand ilen kleinsten Wert auf der Kennlinie zeigt.

5. Ton verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß d^:? Verbundschaltung als Emitterschaltung ausgebildet ist.

6. Tonverstärkerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Leistungstransistoren (Qa, Qb) vorgesehen sind, deren einer zur pnp-Type und deren anderer zur npn-Type gehört, und deren Basiselektroden miteinander und mit der Eingangsklemme (IN) verbunden sind, während ihre Kollektorelektrodcn ebenfalls miteinander und mit der Ausgangsklemme (OUT)\n Verbindung stehen, daß die Emitterelektrode des erwähnten einen Transistors (Qa) mit einer positiven Leistungsquelle (+B) in Verbindung steht, während die Emitterelektrode des anderen Transistors (Qb) mit einer negativen Leistungsquelle (- B) verbunden ist, und daß ein Rückkopplungswiderstand (R!) zwischen dem Eingang und dem Ausgang liegt (Fig. 5).

7. Tonverstärkerschalturig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Verbindungsschaltungen (Qc, Qd) vorgesehen sind,deren eine eine Vielzahl von pnp-Transistoren parallelgeschaltet aufweist, während die andere eine Vielzahl von npn-Transistoren in Parallelschaltung besitzt, und wobei die Basiselektroden miteinandei und über einen Widerstand (R₁) mit der Eingangsklemme (IN) in Verbindung stehen, während die Kollektorelektroden miteinander und der Ausgangsklemme (OUT) verbunden sind, daß die Emitterelektroden der Transistoren (Qc u Qc2 Qcn) der erwähnten einen Verbindungsschaltung (Qc) über Widerstände mit einer positiven Leistungsquelle ( + B) und über einen Kondensator (Cw) mit Erde verbunden sind, während die

Emitterelektroden der Transistoren (Qo u Qp2,,..Qon) der Verbindungsschaltung (Qd) ober Widerstände mit einer negativen Leistungsquelle (-fl) und über einen Kondensator (Cn) mit Erde verbunden sind, und

da3 ein Rückkopplungswiderstand (R/) zwischen dem Eingang und dem Ausgang liegt (F i g. 6).

8. Tonverstärkerschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß erste und zweite Transistoren (Qb Qf), einer zur pnp-Type der andere zur npn-Type gehörend, vorgesehen sind, deren jede Basiselektrode mit der Eingangsklemme (IN) durch Parallelschaltung einer ersten Diode (Dri) und eines ersten Kondensators (Ci\) und einer zweiten Diode (Dn) und eines zweiten Kondensators (Cn) verbunden sind, daß die Kollektorelektroden miteinander und mit der Ausgangsklemme (OUT)\n Verbindung stehen, daß die Emitterelektrode des ersten Transistors (Qe) mit einer positiven Leistungsquelle (+ B) über eine Serienschaltung eines ersten Widerstands (Rn) und einen ersten variablen Widerstand (VRn) und ferner mit Erde über den erwähnten ersten Widerstand (R23) und einen dritten Kondensator (Ca) verbunden ist,

daß die Emitterelektrode des zweiten Transistors (Qf) mit einer negativen Leistungsquelle (- B) über eine Serienscha'iiung aus einem zweiten Widerstand (Ä24) und einem zweiten variablen Widerstand (VRn) verbunden ist und mit Erde über den erwähnten zweiten Widerstand (R₂*) und einen vierten Kondensator (Cu) verbunden ist, und daß ein dritter Widerstand (Rj) zwischen der Eingangsklemme (IN) und der Ausgangsklemme (OUT) liegt.