DE2651482C3 - Verstärkerschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung mit einem Differentialverstärker aus drei Transistoren, wobei die Emitter eines ersten und zweiten Transistors miteinander verbunden sind und der Kollektor des dritten Transistors an die Verbindung zwischen den Emittern der ersten beiden Transistoren angeschlossen ist, mit einem vierten Transistor, dessen Basis mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, während sein Emitter an einen Anschluß einer Speisequelle angeschlossen ist, einem zwischen dem Kollektor des ersten Transistors des Differentialverstärkers und dem ersten Speisequellenanschluß liegenden ersten Widerstand, einem zwischen dem Emitter des dritten Transistors des Differentialverstärkers und dem zweiten SpeisequellenanEchluß liegenden zweiten Widerstand, und mit einem fünften Transistor, dessen Basis mit dem dritten Transistor gekoppelt ist

Eine Verstärkerschaltung der eingangs erwähnten Art ist in der DE-OS 2247 471 beschrieben. Bei dieser Verstärkerschaltung wird zur Vermeidung eines Knackgeräusches als Einschaltgeräusch ein Transistor vorgesehen, der die Aufladung eines Kondensators derart steuert, daß das Ausgangssignal beim Einschalten der Speisung sanft ansteigt Eine Absenkung des Gesamtgeräuschpegels während des Betriebs der Verstärkerschaltung ist mit der bekannten Anordnung nicht möglich.

Aus der DE-OS 23 13 844 ist ein Differenzverstärker bekannt, bei dem zur Verringerung der Abhängigkeit gegenüber Spannungsschwankungen der Spannungsquelle eine Dämpfung der Spannungsschwankungen durch eine Dioden-Kondensator-Schaltung erreicht wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkerschaltung zu schaffen, bei welcher der Geräuschpegel wesentlich reduzierbar ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Basis des fünften Transistors an den Emitter des dritten Transistors angeschlossen ist, daß der Emitter des fünften Transistors mit dem zweiten Speisequellenanschluß der Speisequelle verbunden ist, daß eine einen Spannungsabfall liefernde Einheit vorgesehen ist, daß die Kollektoren des vierten und fünften Transistors über die den Spannungsabfall liefernde Einheit miteinander verbunden sind, daß an die vierten und fünften Transistoren ein Gegentaktverstärker mit wenigstens zwei Transistoren angeschlossen ist, daß die Basis eines Transistors des Gegentaktverstärkers mit dem Kollektor des vierten Transistors und die Basis des anderen Transistors des Gegentaktverstärkers mit dem Kollektor des fünften Transistors verbunden ist, daß die Werte des ersten und zweiten Widerstands so bestimmt sind, daß die Spannung am ersten Widerstand und die Spannung am zweiten Widerstand einander gleich sind, daß zwischen den ersten Widerstand und die Speisequelle eine Diode geschaltet ist, und daß der Kollektor des zweiten Transistors an die Verbindung zwischen dem ersten Widerstand und der Diode geschaltet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Wert des zweiten Widerstands dem halben Wert des ersten Widerstands entspricht.

Mit der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung läßt sich eine Unsymmetrie der Spannungen an den Treiber-Transistoren verhindern, die normalerweise zu einem hohen Geräuschpegel führen würde. Die Unsymmetrie wird dadurch verhindert, daß gleiche Basisspannungen an die Treiber-Transistoren geführt werden. Der von der Speisequelle zugeführte Strom fließt praktisch mit gleichem Verhältnis über eine Diode zu den Kollektoren und Emittern erster Transistoren. Ein vergleichbar niedriger Geräuschpegel wird somit durch Beseitigung von Unsymmetrien der Basisvorspannungen der ersten und zweiten Transistoren erreicht.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Verstärkerschaltung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine Verstärkerschaltung mit

⁶S einem Differentialverstärker aus drei Transistoren, die mit Qi, Qi und Q₃ bezeichnet sind. Die Verstärkerschaltung weist einen Eingang Ti und einen Ausgang Ti auf. Der positive bzw. negative Anschluß für eine Speise-

quelle ist mit + bzw. — angegeben.

Bei der Verstärkerschaltung sind die Emitter des ersten und zweiten Transistors Qi, Q₂ des Differentialverstärkers zusammengeschaltet, wägend der Kollektor des dritten Transistors Q₃ des Differentialverstärkers an die Verbindung zwischen den Emittern der ersten beiden Transistoren Qi, Qz geschaltet ist Ein vierter Transistor Qt ist mit seiner Basis an den Kollektor des ersten Transistors Q\ geschaltet Die Basis eines fünften Transistors Q₅ ist mit dem Emitter des dritten Transistors Q₃ verbunden. Die Transistoren Qt und Qs sind Treiber-Transistoren und dienen zur Steuerung eines Leistungsverstärkers, der aus einem sechsten Transistor Q₆ und einem siebenten Transistor Qt besteht

Normalerweise neigen die Basisvorspannungen der Treiber-Transistoren Qt, Qs zu Unsymmetrie, wenn die Spannungsquelle an die Verstärkerschaltung angeschlossen ist, so daß ein hoher Geräuschpegel während des Betriebs der Verstärkerschaltung vorliegt Bei der dargestellten Verstärkerschaltung wird der Geräuschpegel jedoch wesentlich reduziert Zu diesem Zweck ist der Emitter des vierten Transistors Qt mit dem positiven Anschluß der Spannungsquelle verbunden. Der Emitter des fünften Transistors Qs ist an den negativen Anscnluß der Spannungsquelle geschaltet Die Kollektoren des vierten und fünften Transistors Qa und Qs sind über Widerstände Rs, R₆ zusammengeschaltet Der Kollektor des vierten Transistors Qt ist außerdem an die Basis des sechsten Transistors Q₆ geschaltet, während der3o Kollektor des fünften Transistors Qs an die Basis eines siebenten Transistors Qi angeschlossen ist

Die Emitter des sechsten und siebenten Transistors Q₆ und Qj sind direkt miteinander verbunden, während die Kollektoren der Transistoren Qe, Qj an den positiven bzw. negativen Anschluß der Spannungsquelle angelegt sind. Der Eingang Ti führt zu der Basis des ersten Transistors (?i. Die Basis des zweiten Transistors Q₂ ist über eine Serienschaltung aus einem Widerstand Rs und einem Kondensator C₂ an Masse geschaltet Diese Serienschaltung Rs, C₂ ist ferner über einen Widerstand Ri mit dem Verbindungspunkt zwischen den Emittern der Transistoren Q^, Qi verbunden. Der Ausgang T₂ ist vom Verbindungspunkt zwischen den Emittern der Transistoren Q₆, Qj weggeführt.

Der Kollektor des zweiten Transistors Q₂ ist über eine Diode Q\ mit dem positiven Anschluß der Speisequelle verbunden, to daß die Diode A in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist. Der Kollektor des ersten Transistors Qi ist über die Diode A und den Widerstand R\ mit dem positiven Anschluß verbunden. Der Emitter des dritten Transistors Q₃ ist über eine Serienschaltung, bestehend aus einem zweiten Widerstand R₂ und einer Diode D₂, die in Vorwärtsrichtung geschaltet ist, an den negativen Anschluß der Speisequelle angeschlossen. Die Basis des dritten Transistors Q₃ liegt über den dritten Widerstand A3 an Erde und ist ferner über einen Parallelkreis, bestehend aus einem Kondensator G, einem Widerstand Rt und einer in Vorwärtsrichtung gepolten Diode D₃, an den negativen ^Ar*schluß der Speisequelle geschaltet.

Wenn ein Signal an den Eingang Γι angelegt wird, wird es in dem mit 1 bezeichneten Differentialverstärker 1 verstärkt Das verstärkte Signal wird vom Kollektor des ersten Transistors Qi an die Basis des vierten Transistors Qt gelegt. Der fünfte Transistor Q₅ arbeitet als Lastwidersland gegenüber dem vierten Transistor Qt, dessen Ausgang an die Basen der Transistoren Q₆ und Qi geführt wird, so daß diese Transistoren im Gegentaktbetrieb arbeiten. Das Signal des Transistors Qt wird am Ausgang T₂ erhalten.

Bei der beschriebenen Arbeitsweise wird der von der •Speisequelle zugeführte Strom im wesentlichen im gleichen Verhältnis von der Diode A zu den Kollektoren und Emittern des ersten und zweiten Transistors Qi und Q₂ zur Diode D_x fließen. Die Summe der Ströme, welche durch den ersten und zweiten Transistor Qi und Q₂ fließen, wird durch den dritten Transistor Q₃ bestimmt Die Transistoren Q₄ und Qs sind von unterschiedlichem Leistungstyp, haben aber identische Kennlinien. Der Transistor Q₅ wird als Konstantspannungsquelle benutzt, um einen konstanten Strom zu jedem der Widerstände Rs und R₆ zu führen. Die Gleichvorspannung des vierten Transistors Qt wird durch die Diode A und den Widerstand Ri bestimmt Wird vorausgesetzt, daß der durch den Transistor Qi fließende Strom i\ ist und der durch den Transistor Q₂ fließende Strom J₂ ist, dann ergibt sich eine Spannung Vi = 0\ + h) · (Innenwiderstand der Diode A) an der Diode Ai und steht hier zur Verfügung. Eine Spannung V₂, welche gleich dem Produkt aus Ri ■ /1 ist Hegt am Widerstand Ri an. Die Basisvorspannung des vierten Transistors Qt ist gleich Vj + V₂. Nunmehr wird der Transistor Q₅ betrachtet Ein Strom (i\ + i₂) fließt durch eine Serienschaltung aus dem Widerstand R₂ und der Diode Ai- Es wird angenommen, daß die Dioden Ai und D₂ gleiche Charakteristiken haben. Die an den Dioden anliegenden Spannungen sind daher gleich. Die Spannung über dem Widerstand R₂ ist daher gleich (i₂ + h) ■ R₂, so daß es möglich ist, die Spannung am Widerstand R₂ gleich derjenigen am Widerstand Ri zu machen, indem der Wert für den Widerstand R₂ so gewählt wird, daß er gleich der Hälfte des Wertes des Widerstands Ri ist:

R₂ =

Auf diese Weise können die Basisspannungen des vierten und fünften Transistors Qt und Qs gleich groß gestaltet werden, so daß ein Auftreten der bekannten, unerwünschten Unsymmetrie wirksam vermieden wird. Wird die Speisequelle an den Verstärkerkreis geschaltet, fließt der Strom von Erde über den Widerstand #3 und dann über die Diode D₃, den Kondensator Ci und die Diode D₃ zum Widerstand Rt. Die Basis-Emitterspannung des dritten Transistors Q3 ist Null, bevor die Speisequelle mit der Verstärkerschaltung verbunden wird. Wenn die Speisequelle zugeschaltet ist, erscheint diese Basis-Emitterspannung nach einem vorbestimmten Zeitintervall und hat einen Wert entsprechend der Kurve Ic— Vbe des Transistors Q3, dessen Abschaltpunkt in diesem Fall demjenigen Punkt entspricht, an dem die Basis-Emitterspannung auftritt. In diesem Fall wird das Stoß- oder Einschaltgeräusch erzeugt, wenn die Speisequelle zugeschaltet wird. Dieses Geräusch hat eine Zeitdauer, welche beachtlich länger als die Zeitperiode ist, welche an dem Zeitpunkt beginnt, an dem die Speisequelle an den Verstärker geschaltet wird und welche an dem Zeitpunkt endet, an dem der Abschaltpunkt erreicht wird. Zur Vermeidung dieser Erscheinung ist ein Verzögerungskreis vorgesehen, der aus der Kapazität Ci, dem Widerstand A4, dem Widerstand R₃ und der Diode D₃ besteht, wobei dieser Verzögerungskreis mit der Basis des dritten Transistors Q₃ in Verbindung steht Die Werte und Charakteristiken der einzelnen Elemente, welche den Verzögerungskreis

bilden, wird so gewählt, daß die Verzögerungszeit dieses Verzögerungskreises gleich oder größer als die Zeitdauer ist, in der das vorstehend beschriebene Geräusch auftritt.

Mit der beschriebenen Verstärkerschaltung läßt sich wirksam und mit Hilfe einer einfachen Schaltung eine unerwünschte Unsymmetrie der Spannungen vermeiden. Gleichwertig können Einschaltgeräusche unterdrückt werden, welche ansonsten beim Schließen eines Schalters für die Speisequelle auftreten und im Ausgangssignal störend wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verstärkerschaltung mit einem Differentialverstärker aus drei Transistoren, wobei die Emitter eines ersten und zweiten Transistors miteinander verbunden sind und der Kollektor des dritten Transistors an die Verbindung zwischen den Emittern der ersten beiden Transistoren angeschlossen ist, mit einem vierten Transistor, dessen Basis mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, während sein Emitter an einen Anschluß einer Speisequelle angeschlossen ist, einem zwischen dem Kollektor des ersten Transistors des Differentialverstärkers und dem ersten Speisequellenanschluß liegenden ersten Widerstand, einem zwischen dem Emitter des dritten Transistors des Differentialverstärkers und dem zweiten Speisequellenanschluß liegenden zweiten Widerstand, und mit einem fünften Transistor, dessen Basis mit dem dritten Transistor gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des fünften Transistors (Qs) an den Emitter des dritten Transistors (Q₃) angeschlossen ist, daß der Emitter des fünften Transistors (Qs) mit dem zweiten Speisequellenanschluß der Speisequelle verbunden ist, daß eine einen Spannungsabfall liefernde Einheit (Rs, Ri) vorgesehen ist, daß die Kollektoren des vierten und fünften Transistors (Q*, Qs) über die den Spannungsabfall liefernde Einheit (Rs, Re) miteinander verbunden sind, daß an die vierten und fünften Transistoren ein Gegentaktverstärker (Qe, Qj) mit wenigstens zwei Transistoren angeschlossen ist, daß die Basis eines Transistors des.. Gegentaktverstärkers (Transistor Qi₁) mit dem Kollektor des vierten Transistors (Qa) und die Basis des anderen Transistors (Qj) des Gegentaktverstärkers mit dem Kollektor des fünften Transistors (Q₅) verbunden ist, daß die Werte des ersten und zweiten Widerstands (R\, R2) so bestimmt sind, daß die Spannung am ersten Widerstand (RC) und die Spannung am zweiten Widerstand (Ri) einander gleich sind, daß zwischen den ersten Widerstand (R\) und die Speisequelle eine Diode (Di) geschattet ist, und daß der Kollektor des zweiten Transistors (Qi) an die Verbindung zwischen dem ersten Widerstand (Ri) und der Diode (Di) geschaltet ist.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des zweiten Widerstands (Ri) dem halben Wert des Widerstands (Ri) entspricht.