DE2705578A1

DE2705578A1 - Leistungsverstaerkerschaltung

Info

Publication number: DE2705578A1
Application number: DE19772705578
Authority: DE
Inventors: Kenro Oguri
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1976-02-10
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DE2705578C3; DE2705578B2; JPS5296853A; JPS5832801B2; US4099139A

Description

PATENTANWALT DIPL-ING. <U)00 MÜNCHEN 22

KARL H. WAGNER GEWÜRZMÜHLSRASSE 5

POSTFACH27 05578

10. Februar 1977 77-N-2111

NIPPON GAKKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA, 10-1, Nakazawa-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken, Japan

Leistungsverstärkerschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsverstärkerschaltung für einen Stereoverstärker, usw., und zwar insbesondere auf einen Endstufenleistungsverstärker, dessen Betriebsart vom B-Betrieb (oder A/B-Betrieb) auf den Α-Betrieb umwechseln kann.

Üblicherweise wird ein Tonfrequenzverstärker in A-Betriebsart oder B- (oder A/B-) Betriebsart betrieben. Ein Verstärker in Α-Betriebsart hat dabei den Vorteil, daß die Verzerrungen klein sind, jedoch den Nachteil, daß der Wirkungsgrad niedrig liegt; demgegenüber hat ein Verstärker im B-Betrieb entgegengesetzte Vorteile und Nachteile. Wenn ein höherer Wirkungsgrad gewünscht wird, wie dies normalerweise bei einem Leistungsverstärker der Fall ist, so wird üblicherweise eine Gegentakt-B-Schaltung verwendet. Bei der Gegentakt-B-Schaltung ist jedoch in einem gewissen Umfang eine Verzerrung im Ausgangssignal unvermeidlich. Diese Verzerrung wird infolge des Grundprinzips des B-Betriebsverstärkers insbesondere im Kleinsignalbereich merklich. Wenn es möylich ist, die Vorspannbetriebsart vom B-Betrieb zum A-Betrieb (und umgekehrt) umzuändern, so kann einem größeren Bereich von Anforderungen Genüge getan werden. Ein Leistungsverstärker kann

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nämlich im B-Betrieb arbeiten, wenn eine höhere Ausgangsleistung erforderlich ist, und auch im Α-Betrieb dann, wenn das Ausgangssignal höherer Qualität erforderlich ist, obwohl dann die maximale Ausgangsleistung vermindert ist. Beispiele solcher Leistungsverstärker mit änderbarer Betriebsart sind in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 49-91567 und 49-91568 beschrieben. Beim Leistungsverstärker gemäß offengelegter japanischer Patentanmeldung 49-91567 ist ein Schalter zum Umschalten der Vorspannung in der Schaltung vorgesehen, um so die Vorspannung für den Verstärkungstransistor in der Endstufenleistungsverstärkerschaltung einzustellen. Der Vorspannpunkt des Endstufenleistungsverstärkers wird durch diesen Wechselschalter geändert, wodurch sich eine Änderung der Vorspannungsbetriebsart ergibt. Bei dieser Anordnung ist jedoch die Länge der Verdrahtung zwischen dem Vorspannungswechselschalter und der Vorspanneinstellschaltung lang und das Ausgangssignal wird leicht durch externes Rauschen und Störungen beeinflußt. Darüber hinaus kann der Verdrahtungsvorgang kompliziert werden. Da ferner der Vorspannungswechselschalter von aussen her betätigt werden muß und einen mechanischen Kontakt aufweist, kann sich an der Kontaktstelle eine schlechte elektrische Verbindung ergeben.

Bei der Leistungsverstärkerschaltung gemäß der offengelegten japanischen Patentanmeldung 49-91568 ist ein Vorspannungswechselschalter in der Vorspanneinstellschaltung für den Verstärkungstransistor vorgesehen, um die Vorspannung und somit die Betriebsart der Endstufenverstärkerschaltung umzuschalten, und zwar ähnlich der Verstärkerschaltung gemäß offengelegter japanischer Patentanmeldung Nr. 49-91567, wobei ferner noch ein Schalter mit dem Vorspannungswechselschalter verriegelt vorgesehen ist, um die Versorgungsspannung für die Endstuf enleistungsverstärkerschaltung umzuschalten. Im allgemeinen ist bei einem A-Betrieb-Verstärker der Vorspannpunkt auf einem mittleren Punkt der Last- oder Widerstandslinie eingestellt, und es kann daher ein relativ großer Leerlaufstrom durch den Transistor fließen. Es ist daher notwendig, die Versorgungsspannung für den Endstufenverstärker im A-Betrieb

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auf ein Mehrfaches derjenigen im B-Betrieb zu vermindern. Unter Berücksichtigung dieses Punktes ist in dieser Schaltung ein Wechselschalter zur Umschaltung der Versorgungsspannung vorgesehen. Nur durch die Verriegelung des Vorspannungswechselschalters und des Versorgungsspannungswechselschalters kann jedoch ein überstrom nicht vollständig am Durchfließen des Verstärkungstransistors in der Endstufe gehindert werden, was eine Beschädigung oder Verschlechterung der Eigenschaften des Transistors zur Folge haben kann. Normalerweise ist nämlich eine Kapazität von beträchtlicher Größe mit der Versorgungsspannungsleitung und/oder der Leistungsquellenschaltung verbunden. Selbst wenn daher der Versorgungsspannungsumschalter umgeschaltet wird, ändert sich die Versorgungsspannung selbst nicht schnell. Wenn die Betriebsart des Endstufenverstärkers vom B-Betrieb auf den Α-Betrieb umgeschaltet wird/ so kann die Vorspannung entsprechend dem Α-Betrieb auf einen hohen Pegel umgeschaltet werden, während die Versorgungsspannung noch nicht auf den erforderlichen Wert abgesunken ist. Dann kann ein zu großer Leerlaufstrom fließen und Schädigungen am Verstärkungstransistor der Endstufenleistungsvers tärkerschaltung hervorrufen. Zur Vermeidung solcher Nachteile kann eine Zeitverzögerung zwischen der Betätigungszeit des Vorspannungswechselschalters und der Betätigung des Versorgungsspannungswechselschalters vorgesehen werden. Dies führt jedoch zu. einem komplizierten Aufbau. Da sich ferner die Anstiegs- öder Abfallzeit der Versorgungsspannung über einen großen Bereich hinweg abhängig von der Betriebszeitsteuerung und den aufeinanderfolgenden Betriebsvorgängen ändern kann, ist es nicht leicht, einen diese Bedingung erfüllenden Schalter zu realisieren. Ferner sind die Nachteile des zuvor erwähnten Beispiels bei diesem Beispiel noch immer vorhanden.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Leistungsverstärkerschaltung vorzusehen, bei welcher die Vorspannungsbetriebsart umgeschaltet werden kann, wobei insbesondere die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden werden.

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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist in einer Leistungsverstärkerschaltung folgendes vorgesehen: Umschaltmittel zur Änderung der Versorgungsspannung für die Endstufenleistungsverstärkerschaltung in Koinzidenz mit der ausgewählten Betriebsart, eine Spannungsdetektorvorrichtung zur Feststellung der Versorgungsspannung und Vorspanneinstellmittel zur Einstellung der Vorspannung für den Endstufenleistungsverstärker entsprechend der Versorgungsspannung auf der Basis der Ausgangsgröße der Spannungsdetektormittel derart, daß die Vorspannung für die Endstufenleistungsverstärkerschaltung entsprechend der Änderung der Versorgungsspannung umgeschaltet wird. Insbesondere ist erfindungsgemäß die Schwellenspannung der Spannungsdetektormittel etwas oberhalb der Versorgungsspannung eingestellt, die für den Α-Betrieb bestimmt ist. Wenn die Vorspannungsbetriebsart vom B-Betrieb auf den Α-Betrieb umgeschaltet wird, so wird die durch die Vorspanneinstellmittel eingestellte Vorspannung auf einen Wert für den Α-Betrieb umgeschaltet, und zwar in einem Augenblick, wenn die Versorgungsspannung auf annähernd einen Wert für den Α-Betrieb abgesunken ist. Wenn die Vorspannungsbetriebsart vom Α-Betrieb auf den B-Betrieb umgeschaltet wird, so wird die Vorspannung auf den Wert für den B-Betrieb dann umgeschaltet, wenn die Versorgungsspannung etwas oberhalb des Wertes für den Α-Betrieb liegt. Auf diese Weise wird die Möglichkeit der Schädigung des Verstärkungstransistors des Endstufenleistungsverstärkers beim Umschalten der Vorspannungsbetriebsart vollständig eliminiert.

Ferner besteht gemäß der Erfindung kein Erfordernis,der Zeitsteuerung der Umschaltung der Versorgungsspannung und der Vorspannung irgendeine Beachtung zu schenken. Ferner werden die Vorspannungsumschaltmittel nicht von aussen betätigt und können aus einer elektronischen Schaltung aufgebaut sein, die keinen mechanischen Kontakt verwendet. Demzufolge kann ein Anstieg von Geräuschen oder Rauschen sowie auch Verdrahtungsvorgänge infolge der langen Verdrahtung vermieden werden.

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Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagrairan des Grundaufbaus der Erfindung;

Fig. 2 ein Teilschaltungsdiagranun einer erfindungsgemäßen Leistungsverstärkerschaltung;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Leistungsverstärkerschaltung_f welche die Anordnung gemäß Fig. 2 verwendet;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Leistungsquellenschaltung zur Erzeugung der Versorgungsspannung und für die Schaltung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ein Teilschaltbild einer Leistungsverstärkerschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den Grundaufbau der erfindungsgemäßen Leistungsverstärkungsschaltung mit umschaltbarer Betriebsart. In Fig. 1 sind die Transistoren Q1 und Q2 komplementäre Transistoren, welche die Endstufenleistungsverstärkerschaltung bilden. Das Eingangssignal wird zuerst in einer Spannungsverstärkerschalter 3 spannungsverstärkt und dann den Leistungsverstärkertransistoren Q1 und Q2 über eine Vorspanneinstellschaltung 1 zugeführt. An die komplementären Transistoren Q1 und Q2 sind Versorgungsspannungen +V₂ und -V₂ angelegt. Diese Versorgungsspannung V₂ wird in einer Spannungsdetektorschaltung 4 festgestellt (ausgewertet). Die Detektorschaltung 4 vergleicht die Versorgungsspannung V₂ mit einer Bezugs- oder Referenzspannung V_ref und steuert den Vorspannungsumschaltkreis 5. Der Ausgang des Vorspannungsumschaltkreises 5 liegt an der Vorspannungseinstellschaltung 1 an, um eine geeignete Vorspannung für die Verstärkertransistoren Q1 und Q2 einzustellen. Im Betrieb

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werden die Versorgungsspannungen +V₂ und -V- umgeschaltet, und zwar bei der Auswahl der Vorspannungsbetriebsart durch irgendwelche Schaltmittel in einer (nicht gezeigten) Leistungsquellenschaltung. Beispielsweise ist V₃ gleich 55 Volt für den B-Betrieb und V₂ ist 25 Volt für den Α-Betrieb. Die Versorgungsspannung V₁ für den Spannungsverstärker 3 wird hier unabhängig von der Vorspannungsbetriebsart konstant eingestellt, beispielsweise auf 60 Volt. Die Bezugsspannung V ,. kann irgendeine beliebige konstante Spannung sein. Die Spannungsdetektorschaltung 4 besitzt eine Schwellenspannung, beispielsweise 28 Volt, etwas oberhalb der Versorgungsspannung für den Α-Betrieb, V₂ = 25 V, basierend auf der Bezugsspannung V _f. Wenn beispielsweise die Vorspannungsbetriebsart von B-Betrieb auf Α-Betrieb umgeschaltet wurde und die Versorgungsspannung V₂ von 55 V auf ungefähr 28 V abgenommen hat, so erzeugt und liefert die Spannungsdetektorschaltung 4 ein Detektor- oder Auswert-Signal an die Vorspannungsumschaltschaltung 5. Die Vorspannungsumschaltschaltung 5 wird durch dieses Detektorsignal betätigt und steuert den Vorspannungseinstellkreis 1 zur Herstellung einer Vorspannung für den A-Betrieb.

Die Bezugsspannung V , kann hier durch die Versorgungsspannung V- für die Spannungsverstärkerschaltung 3 gebildet werden. Alternativ kann die Versorgungsspannung V. für die Spannungsverstärkerschaltung 3 auch so angeordnet werden, daß sie beim Umschaltung der Vorspannungsbetriebsart umgeschaltet wird.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsverstärkerschaltung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 ähnliche Teile bezeichnen. Die Spannungsdetektorschaltung 4 umfaßt einen Spannungsteiler aus Widerständen R33 und R34, eine Serienschaltung aus Widerständen R31 und R32 sowie einen Schalttransistor Q21, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt der Spannungsteilerwiderstände R33 und R34 verbunden ist, während der Kollektor an den Serienwiderständen R31 und R32 liegt. Eine Diode D12 liegt parallel zum Widerstand R32,um eine Umkehrspannung am Widerstand R32 zu verhindern. Bei diesem Ausführungs-

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beispiel wird beispielsweise die Bezugsspannung V , aus einer Versorgungsspannung V₁ = 60 V gebildet und die Versorgungsspannung V₂ wird zwischen 55 V (B-Betrieb) und 25 V (Α-Betrieb) umgeschaltet. Das Spannungsteilerverhältnis der Spannungsteilerschaltung ist derart gewählt, daß der Transistor Q21 dann ein- (aus-) geschaltet wird, wenn die Versorgungsspannung V₂ unter einen Wert abnimmt (darüber ansteigt), der etwas oberhalb der Spannungsversorgung für den Α-Betrieb, beispielsweise bei ungefähr 28 V, eingestellt ist. Die Widerstände R31 und R32 bilden die Last für den Transistor Q21. Die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände R31 und R32 wird durch die Schaltwirkung des Transistors Q21 umgeschaltet und in den Vorspannungsumschaltkreis 5 eingegeben. Der Vorspannungsumschaltkreis 5 besteht aus einem veränderbaren Widerstand VR12 und einem Widerstand R30 sowie einer Bypass-Schaltung aus einem veränderbaren Widerstand VR11 und einem Schalttransistor Q19, gesteuert durch die Ausgangsspannung der Spannungsdetektorschaltung 4. Wenn der Transistor Q19 eingeschaltet ist, so liegt die Bypass-Schaltung aus veränderbarem Widerstand VR11 und Transistor Q19 parallel zum Widerstand R30. Die Vorspanneinstellschaltung 1 umfaßt ein Paar Transistoren Q18 und Q17 in Darlington-Schaltung und eine Konstantstromquellenschaltung aus einem Widerstand R28 und einem Transistor Q20. Die Kondensatoren C 19 und C20 und ein Widerstand R29 dienen zur Bildung von Eingangskreisen für die Transistoren Q17 und Q18.

Wenn die Versorgungsspannung +V₂ die Schwellenspannung, beispielsweise 28 V, infolge der Umschaltung in den B-Betrieb übersteigt, so werden Transistor Q21 und somit Transistor Q19 ausgeschaltet. Dann wird die Bypass-Schaltung aus veränderbarem Widerstand VR11 und Schalttransistor Q19 von der Spannungsteilerschaltung der Vorspannungswechselschaltung 5 abgeschaltet. Auf diese Weise ist die Basisvorspannung für den Transistor Q18 der Vorspanneinstellschaltung 1 durch die Widerstände VR12 und R30 bestimmt und wird auf einem hohen Wert gehalten. Demgemäß wird der Transistor Q18 eingeschaltet, um die Emitterbasisvorspannung des Transistors Q17 zu erhöhen.

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Die Kollektoremitterspannung des Transistors Q17 wird dadurch auf einen vorbestimmten niedrigen Wert reduziert, der die Vorspannung für eine (nicht gezeigte) Stromverstärkerstufe im B-Betrieb bildet.

Wenn die Versorgungsspannung V„ unter den Schwellenwert (28 V) reduziert wird, so wird der Transistor Q21 und somit der Transistor Q19 eingeschaltet und die Basisvorspannung für den Transistor Q18 nimmt ab, und zwar infolge der Umgehungsschaltung aus dem veränderbaren Widerstand VR11 und dem Transistor Q19. Der Transistor Q17 erzeugt dann eine hohe Kollektoremitterspannung, welche die Vorspannung für die Leistungsverstärkerstufe im Α-Betrieb bildet.

Die Vorspannungsumschaltung 5 kann als ein Teil der Vorspannungseinstellschaltung 1 betrachtet werden, wenn die Vorspanneinstellschaltung 1 als die Schaltung zur Erzeugung einer entsprechenden Vorspannung angesehen wird, und zwar infolge der Spannungsänderung in der Versorgungsspannung, festgestellt in der Spannungsdetektorschaltung 4.

Fig. 3 zeigt ein vollständigeres Schaltbild einer Leistungsverstärkerschaltung, welche die Schaltung gemäß Fig. 2 verkörpert. In Fig. 3 ist gestrichelt ein Block 2 dargestellt, der eine ähnliche Schaltung wie die in Fig. 2 bezeichnet . Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt eine Zener-Diode ZD1 in Serie mit dem Widerstand R33, um die Versorgungsspannungsfluktuation und die Temperaturabhängigkeit des Transistors Q21 zu kompensieren. Links ist eine Differentialspannungsverstärkerstufe gezeigt, während rechts eine Stromverstärkerstufe zu sehen ist.

Die Differentialverstärkerstufe uü: ;t ein Paar von pnp-Transitoren Q10 und QII, deren Emitter gemeinsam mit einer Leitungsspannung V₁ verbunden sind, und zwar über eine Konstantstromschaltung aus einem Transistor Q12, Widerständen R10, R11 und R12, sowie einem Paar von Seriendioden D10. Die Kollektoren der Transistoren Q10 und Q11 stehen mit einer anderen Leitungsspannung -V₁ über entsprechende Lasten aus Transistoren Q13 und

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Q14 und Widerständen R13 und R14 in Verbindung. Eine Serienschaltung aus einem Widerstand R15 und einer Parallelschaltung aus einem Potentiometer VR1O und einem Paar von Dioden D18 liegt zwischen der Erdleitung E und einer Leitungsspannung -V₁. Der Gleitkontakt des Potentiometers VR1O liegt über einen Widerstand R1O an der Basis des Transistors Q1O. Das an Eingangsklemme IN angelegte Eingangssignal wird an die Basis des Transistors Q1O über eine Eingangsschaltung aus Widerständen R17, R18 und R19 und einem Kondensator C1O und einem Koppelkondensator C11 angelegt. Die Basis des anderen Transistors Q11 des Differentialverstärkers ist angelegt mit dem Ausgang der Endstufenleistungsverstärkerschaltung (noch zu beschreiben) über ein Rückkoppelnetzwerk aus Widerständen R2O, R21 und R22 und Kondensatoren C12 und C13. Kondensatoren C14, C15 und C16 und ein Widerstand R23 sind vorgesehen, um die Phasenverschiebung zu kompensieren, und Kondensatoren C17 und C18 sind Entkopplungskondensatoren für die Spannungsleitungen +V₁ und -V₁.

Die Basen der Transistoren Q13 und Q14 liegen einerseits am Kollektor des Transistors Q1O und andererseits an der Basis des Transistors Q15. Der Emitter dieses Transistors Q15 liegt über einen Widerstand R24 an der Leitungsspannung -V₁ und der Kollektor liegt in Kaskoden-Schaltung am Transistor Q16, der mit einer konstanten Vorspannung über Widerstände R25, R26 und R27 versorgt wird.

Wie oben in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde, bilden die Transistoren Q17 und Q18 eine Vorspannungseinstellschaltung und ein Transistor Q19 bildet eine Vorspannungsumschaltschaltung. Der Emitter des Transistors Q17 ist mit der Leitungsspannung +V₁ über eine Konstantstromschaltung, bestehend aus einem Widerstand R28, dem Diodenpaar D1O und einem Transistor Q2O, verbunden. Der Kollektor des Transistors Q17 und die Emitter der Transistoren Q18 und Q19 sind mit dem Kollektor eines Transistors Q16 verbunden. Die Basis des Transistors Q17 ist verbanden mit dem Emitter und Kollektor von Q19 durch

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einen Kondensator C19 und Widerstand R29. Der Kollektor des Transistors Q19 ist mit dem Emitter des Transistors Q17 über veränderbare Widerstände VR11 und VR12 verbunden. Der Verbindungspunkt der veränderbaren Widerstände VR11 und VR12 liegt an der Basis des Transistors Q18. Bezugszeichen R3O bezeichnet einen Widerstand, während C2O einen Kondensator bezeichnet.

Die Umschaltung des die Vorspannungsumschaltschaltung bildenden Transistors Q19 wird durch einen Transistor Q21 durchgeführt, der den Pegel einer Versorgungsspannung +V» für die Endstufenleistungsverstärkungsschaltung feststellt. Die Basis des Transistors Q19 ist über einen Widerstand R31 mit dem Kollektor eines Transistors Q21 verbunden. Ein Widerstand R32 gestattet das Fließen eines Leckstroms von den Transistoren Q19 und Q2O und eine Diode D12 verhindert das Anlegen einer Gegen- oder Umkehrspannung an Basis/Emitter des Transistors Q19. Die Basis des Transistors Q21 wird durch eine Spannung vorgespannt, welche durch Aufteilung der Spannungsdifferenz der Versorgungsspannungen +V₁ und +V_ durch Widerstände R33 und R34 gebildet wird.Die Schwellenspannung des Umschaltens des Transistors Q21 ist derart angeordnet, daß der Transistor Q21 dann abgeschaltet wird, wenn die Versorgungsspannung +V- über eine vorbestimmte Spannung (beispielsweise 28 V) ansteigt, die als etwas oberhalb der Versorgungsspannung für den A-Betrieb (beispielsweise 25 V) ausgewählt ist.

Die Transistoren Q22.und Q23 bilden eine Treiberstufe einer komplementären Gegentaktschaltung der Kolllektor-Bauart. Die Kollektoren der Transistoren Q22 und Q23 sind mit den Leitungen der Versorgungsspannungen +V und -V- verbunden und die Emitter sind miteinander durch Widerstände R35 und R36 und eine Diode D13 verbunden. Die beiden Elektroden der Diode D13 stehen über Widerstände R37 und R38 mit der Ausgangsleitung OUT in Verbindung. Die Emitter der komplementären Transistoren Q22 und Q23 sind mit den Basen der Transistoren Q24, Q25, Q26 und Q27 der Leistungsendverstärkerschaltung durch Widerstände R39, R4O, R41 und R42 gekoppelt. Transistorpaare Q24-Q25 bzw. Q26-Q2 7 werden

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parallel betrieben. Die Emitter der Transistoren Q24, Q25, Q2 6 und Q27 sind mit der Ausgangsleitung OUT durch Widerstände R43, R44, R4 5 und R46 verbinden. Die KoIIe)toren dieser Transistoren Q2 4, Q25, Q26, Q27 stehen mit den Leitungen der Versorgungsspannung +V₂ und -V₂ in Verbindung. Diese Leistungsverstärkerschaltung besitzt einen komplementären, einen Eintaktausgang aufweisenden Gegentaktschaltungsaufbau in Emitterbasisschaltung (gemeinsame Emitterverbindung) auf Paaren von parallelgeschalteten komplementären Transistoren (vgl. Fig. 3). Der Kollektor und der Emitter des Transistors Q17 der Vorspannungseinstellschaltung sind durch Widerstände R45 und R46 mit den Basen der Treibertransistoren Q22 und Q23 verbunden, welche die Basisvorspannungen für die Verstärkungstransistoren Q24-Q27 erzeugen.

Transistoren Q28 und Q29 bilden eine Schutzschaltung für die Transistoren Q24, Q25, Q26 und Q27 der Endstufenleistungsverstärkerschaltung. Wenn das Fließen eines übergroßen Stromes durch irgendeinen der Transistoren Q24-Q27 gestattet ist, so wird der entsprechende Transistor Q28 oder Q29 eingeschaltet, um die Basis des Treibertransistors Q22 oder Q23 zu erden. Die Emitter der Transistoren Q28 und Q29 stehen mit der Ausgangsleitung OUT in Verbindung und die Kollektoren liegen über Dioden D14 und D15 an den Basen der Transistoren Q22 und Q2 3. Die Basen der Transistoren Q28 und Q29 sind über entsprechende Widerstände R47, R48, R49 und R50 mit den Emittern der Transistoren Q24, Q25, Q26 und Q27 und ebenfalls durch Kondensatoren C30 und C31 mit der Ausgangsleitung OUT verbunden. Die Basen der Transistoren Q28 und Q29 stehen ebenfalls über Kondensatoren C32 und C33 mit ihren Kollektoren und durch Widerstände R51 und R52 und Dioden D16 und D17 mit der Erdleitung in Verbindung. In der Zeichnung bezeichnet C34 bis C40 Kondensatoren und R53 einen Widerstand-

Fig. 4 zeigt eine Leistungsquellenschaltung zur Lieferung der Leitungsspannungen +V₁, -V₁, +V₀ und -V₀ für die Schaltung gemaß Fig. 3, ausgestattet mit einem Umschalter zur Auswahl der Spannung +V₂ und -V₂. Eine kommerzielle Wechselspannungsquelle

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ist mit der Primärwicklung N1 eines Transformators T verbunden, wobei die Sekundärwicklung N2 zwei Paare von Ausgangsklemmen besitzt. Jedes der Paare der Klemmen wird durch verriegelte Schalter Sa und Sb (Versorgungsspannungs-Wahlschalter) ausgewählt und mit einer Gleichrichterschaltung REC1 verbunden. Der Wert der Eingangswechselspannung für den Gleichrichter REC1 kann umgeschaltet werden, und zwar durch Auswahl eines Paares von Endklemmen oder Zwischenklemmen der sekundären Wicklung N2 durch die Schalter Sa und Sb. Eine weitere Sekundärwicklung N3 ist im Transformator T vorgesehen und mit einem weiteren Gleichrichter REC2.verbunden, um ein weiteres Paar von Leitungsspannungen + V₁ zu erzeugen, welche über Filterkondensatoren C112 und C113 und einen Spannungsregler REG1 geliefert werden.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 3 ausgestattet mit der Leistungsquellenschaltung der Fig. 4 wird im folgenden beschrieben .

Ein an die Eingangsklemme IN angelegtes Eingangssignal wird zuerst in dem Differentialverstärker mit den Transistoren Q1O und Q11 und dem Verstärker mit den Transistoren Q15 und Q16 spannungsverstärkt, und sodann an die Treibertransistoren Q22 und Q23 geliefert, und zwar durch die Vorspanneinstellschaltung mit den Transistoren Q17 und Q18. Die Treibertransistoren Q22 und Q23 steuern die Transistoren Q24, Q25, Q26, Q27 des Endstufenleistungsverstärkers an, um die Ausgangsgröße an die Ausgangsklemme OUT zu liefern.

Im folgenden wird nun die Auswahl der Gate-Vorspannung für die Transistoren Q24, Q25, ki3 und Q27 beschrieben. Wenn der Versorgungsspannungswählschalter Sa und Sb zur Hochspannungsseite (Endabgriffe) der Sekundärwicklung N2 des Transformators T umgeschaltet wird, um die Leitungsspannungen +V„ und -V₂ für den B-Betrieb (beispielsweise 55 V) zu liefern, so wird der Transistor Q21 der Spannungsdetektorschaltung abgeschaltet. Sodann wird der Transistor Q19 der Vorspannungsum-

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schaltung abgeschaltet. Die Transistoren Q17 und Q18 der Vorspanneinstellschaltung werden durch eine Spannung vorgespannt, die gebildet wird durch Aufteilung der Emitterkollektorspannung des Transistors Q17 mit einem Verhältnis gegeben durch den veränderbaren Widerstand VR12 und den Widerstand R3O, d.h. R3O/(VR12 + R3O). Hier kann der veränderbare Widerstand VR12 derart eingestellt werden, um die an die Transistoren Q17 und Q18 angelegte Spannung zu steuern, um dadurch die Vorspannung für den Endstufenleistungsverstärker einzustellen und die Transistoren Q24, Q25, Q26, Q27 im B-Betrieb arbeiten zu lassen. Wenn als Nächstes der Versorgungsspannungswählschalter Sa und Sb zur Niederspannungsseite (Zwischenabgriffe) der Sekundärwicklung N2 des Transformators T umgeschaltet wird, so nehmen die Versorgungsspannungen +V₂ und -V„ auf den Wert für den Α-Betrieb (beispielsweise 25 V) ab. Wenn die Schwellenspannung, beispielsweise 28 V, gekreuzt wird, so wird der Transistor Q21 der Spannungsdetektorschaltung eingeschaltet und demgemäß wird der Transistor Q19 der Vorspannungsumschaltschaltung eingeschaltet. Sodann wird nunmehr der Spannungsteiler aus dem veränderbaren Widerstand VR12 und der Parallelschaltung aus dem Widerstand R30 und dem veränderbaren Widerstand VR11 gebildet. Die aufgeteilte Spannung wird an Basis-Emitter des Transistors Q18 gelegt. Infolge der Hinzufügung des veränderbaren Widerstandes VR11 wird die Vorspannung für den Transistor Q18 tiefliegend und somit steigt die Emitterkollektorspannung des Transistors Q17 an. Sodann wird die Vorspannung für die Transistoren Q24, Q25, Q26, Q27 des Endstufenleistungsverstärkers tiefliegend, damit diese Transistoren im Α-Betrieb arbeiten können. Die Vorspannung für die Transistoren Q24, Q25, Q26, Q27 kann hier durch den veränderbaren Widerstand VR11 eingestellt werden.

Die Spannungsdetektorschaltung 4 und die Vorspannungsumschaltschaltung 5 können elektrisch gegenüber der Vorspannungseinstellschaltung 1 isoliert sein, beispielsweise durch Verwendung eines Fotokopplers, usw. Ferner kann der Versorgungsspannungswählschalter durch eine Kombination aus einem manuellen Schalter und einem Relais gebildet sein. Ferner können die

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Transistoren Q17 und Q18 der Vorspannungseinstellschaltung 1 solche der npn- und pnp-Typen sein.

Fig. 5 zeigt eine alternative Anordnung zu der gemäß Fig. 2, wobei hier die Transistoren Q17 und Q18 npn- bzw. pnp-Bauarten sind. In Fig. 5 ist ein Transistor Q5O zur Phasenumkehr hinzugefügt. Andere den Fig. 2 und 3 ähnliche Teile sind ebenfalls mit Bezugszeichen ähnlich den Fig. 2 und 3 bezeichnet. Gemäß dieser Anordnung kann der Vorspannungseinstellbetrieb erfindungsgemäß in einem gewissen Ausmaß erhöht werden, und zwar infolge der Hinzufügung des Transistors Q5O vor dem Transistor Q19.

Beim erfindungsgemäßen Leistungsverstärker mit umschaltbarer Betriebsart wird nur die Versorgungsspannung für die Endstufenverstärkerschaltung extern gemäß der ausgewählten Vorspannbetriebsart umgeschaltet, und die Vorspannung wird automatisch nach Feststellung der Änderung in der Versorgungsspannung umgeschaltet. Daher kann die Schädigung der Transistoren in der Endstufenverstärkerschaltung verhindert werden, und zwar ohne die Notwendigkeit, Schalter mit kompliziertem Aufbau zu verwenden. Ferner können die erfindungsgemäßen Umschaltmittel in Form einer rein elektronischen Schaltung ohne Verwendung irgendeines mechanischen Schalters ausgebildet sein. Es besteht also nicht die .. Gefahr eines schlechten elektrischen Kontakts in der Schaltung. Da ferner die Vorspannungsumschaltmittel integral mit anderen Schaltungen kombiniert werden können, sind lange Zuleitungen nicht erforderlich und Fremdgeräusche und Rauschen wird daher reduziert.

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Claims

Ansprüche

1J Leistungsverstärkerschaltung mit änderbarer Vorspannungsart, gekennzeichnet durch Spannungsquellenmittel zur Lieferung vorbestimmter Spannungen entsprechend der ausgewählten Vorspannbetriebsart, Spannungsdetektormittel (4) zur Feststellung oder Auswertung der Versorgungsspannung und Erzeugung eines Detektorsignals bei Änderung der Versorgungsspannung, und Vorspanneinstellmittel (1) zur Einstellung der Vorspannung für die Verstärkerschaltung entsprechend dem Detektorsignal .
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsdetektormittel (4) einen Spannungsteiler umfassen, verbunden mit den Spannungsquellenmitteln, und wobei ein erstes Schaltelement durch die aufgeteilte Spannung gesteuert wird.
3. Schaltung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinstellmittel einen Spannungsteiler mit einer Bypass-Schaltung umfassen, welche eine Serienschaltung aus einem Widerstandselement und einem zweiten Schaltelement ist, welch letzteres durch das Detektorsignal gesteuert wird.
4. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Spannungsverstärkerstufe, beliefert mit einer ersten Spannung,

eine Stromverstärkerstufe, beliefert mit einer zweiten veränderbaren Spannung von den Spannungsquellenmitteln, und wobei die Vorspannungseinstellmittel die Vorspannung für die Stromverstärkerstufe liefern.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche/ insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsdetektormittel einen Spannungsteiler aufweisen, der zwischen den ersten und zweiten Spannungen liegt, und wobei ferner ein durch die aufgeteilte Spannung gesteuertes Schaltelement vorgesehen ist.

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