DE2705578B2

DE2705578B2 - Leistungsverstärkerschaltung

Info

Publication number: DE2705578B2
Application number: DE2705578A
Authority: DE
Inventors: Kenro Hamamatsu Shizuoka Oguri (Japan)
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1976-02-10
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1979-08-23
Also published as: JPS5832801B2; JPS5296853A; US4099139A; DE2705578C3; DE2705578A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwei-Betriebsarten-Leistungsverstärker mit einem Spannungsverstärker, der mit einem Stromverstärker gekoppelt ist, und mit einer Umschaltvorrichtung zur wahlweisen Änderung des Spannungsversorgungspegels und des Vorspannungszustandes des Stromverstärkers zur Einstellung der Verstärkerbetriebsart, z. B. für A- oder B-Betrieb.

Üblicherweise wird ein Tonfrequenzverstärker in der A- oder B- (oder A/B-) Betriebsart betrieben. Die Α-Betriebsart hat dabei den Vorteil kleiner Verzerrungen, jedoch den Nachteil eines niedrigen Wirkungsgrades. Bei einem Verstärker im B-Betrieb treten gerade entgegengesetzte Vorteile und Nachteile auf. 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 jedoch in einem gewissen Umfang eine Verzerrung im Ausgang5sigiml unvermeidlich ist. Diese Verzerrung wird infolge des Grundprinzips des B-Betriebsverstärkers insbesondere im Kleinsignalbereich merklich. Wenn es möglich ist, die Vorspannbetriebsart vom B-Betrieb zum A-Betrieb (oder umgekehrt) umzuändern, so können die Anforderungen in einem größeren Bereich befriedigt werden. Ein Leistungsverstärker kann dann nämlich,

wenn eine höhere Ausgangsleistung erforderlich ist, im B-Betrieb arbeiten und im Α-Betrieb dann, wenn ein Ausgangssignal mit höherer Qualität, aber verminderter maximaler Ausgangsleistung erforderlich ist. Beispiele solcher Leistungsverstärker mit änderbarer Betriebsart sind in der DE-OS 2365289 beschrieben. Dort ist in der Schaltung ein Schalter zum Umschalten der Vorspannung vorgesehen, der die Vorspannung für den Verstärkungstransistor in der Leistungsendstufe einstellt. Der Vorspannpunkt der Endstufe wird durch diesen Umschalter geändert, wodurch sich eine Änderung der Vorspannungsbetriebsart ergibt. Bei dieser Anordnung ist jedoch eine große Länge für die Verdrahtung zwischen dem Vorspannungsumschalter und der Vorspanneinstellschaltung erforderlich, so daß das Ausgangssignal leicht durch externes Rauschen und Störungen beeinflußt wird. Darüber hinaus kann auch der Verdrahtungsvorgang an sich kompliziert sein, und ferner muß der Vorspannungsumschalter von außen her betätigt werden und besitzt einen mechanischen Kontakt, wobei sich an der Kontaktstelle eine schlechte elektrische Verbindung ergeben kann.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Leistungsverstärkerschaltung gemäß DE-OS 2365289 ist ein Vorspannungsumschalter in der Vorspanneinstellschaltung für den Verstärkungstransistor vorgesehen, um die Vorspannung und somit die Betriebsart der Endstufe ähnlich wie oben beschrieben umzuschalten, wobei ferner noch ein weiterer Umschalter mit dem Vorspannungsumschalter verriegelt vorgesehen ist, um die Versorgungsspannung für die Endstufe umzuschalten. Im allgemeinen ist bei einem A-Betriebs- 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 Α-Betrieb auf ein Mehrfaches derjenigen im B-Betrieb zu vermindern. In Anbetracht dessen ist in dieser Schaltung ein Umschalter zur Umschaltung der Versorgungsspannung vorgesehen. Nur durch die Verriegelung des Vorspannungsumschalters und des Versorgungsspannungsumschalters 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 A-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 Endstufenleistungsverstärkerschaltung hervorrufen. Zur Vermeidung solcher Nachteile kann eine Zeitverzögerung zwischen der Betätigungszeit des Vorspannungsumschalters und der Betätigung des Versorgungsspannungsumschalters vorgesehen werden. Dies führt jedoch zu einem komplizierten Schjltungsaufbau. Da sich ferner die Anstiegs- oder Abfallzeit der Versorgungsspannung über einen großen Bereich hinweg abhängig von der Betriübszeitsteuerung und den aufeinanderfolgenden BetriebsvQrgängen ändern kann, ist es nicht

^r> leicht, einen diese Bedingungen erfüllenden Schalter zu realisieren. Ferner sind die Nachteile des zuerst erwähnten Ausführungsbeispiels bei diesem Ausiührungsbeispiel noch immer vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

i" zwei Betriebsarten-Leistungsverstärker der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß in unkomplizierter, nicht störanfälliger Weise die Betriebsartenumschaltung erfolgen kann, ohne daß zu große schädliche Ströme im Stromverstärker auftreten.

ι > Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die Maßnahmen des Kennzeichens des Anspruchs 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich dabei aus den Unteransprüchen. Es sei noch darauf hingewiesen, daß es aus den Li-

-it teratursteilen »Funk-Technik«, 1965, Nr. 18, S. 741, Bild 1 und »radio mentor«, Heft C, 1959, S. 650 bereits bekannt ist, einen Verstärker von. jsehen, der allein durch Veränderung der Vorspannung klassenumschaltbar ist. US-PS 3683289 beschreibt ferner

r> bereits eine Anordnung, bei welcher eine erste sich im A-Petrieb befindliche Stufe mit einer zweiten sich im B-Betrieb befindlichen Stufe durch eine Induktivität gekoppelt ist. Ferner beschreibt die Literaturstelle »radio mentor«, Heft 3,1972, S. 114-118, einen umso schaltbaren Leistungsverstärker, ohne aber die Verwendung eines Versorgungsspannungsdetektors vorzusehen, der seinerseits eine Änderung der Vorspannung bewirkt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung

r> ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Grundaufbaus der Erfindung,

4(i Fig. 2 ein Teilschaltungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Leistungsverstärkerschaltung,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Leistungsverstärkerschaltung, welche die Anordnung gemäß Fig. 2 verwendet,

■n 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

■>o der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den Grundaufbau der erfindungsgemäßen Leistungsverstärkungsschaltung mit umschaltbarer Betriebsart. In Fig. 1 sind die Transistoren Ql und Ql komplementäre Transistoren, welche die

-,-> Endstufenleistungsverstärkerschaltung bilden. Das Eingangssignal wüd zuerst in einem Spanjiungsverstärkerschalter 3 spannungsverstärkt und dann den Leistungsverstärkertransistoren Ql und Ql über eine Vorspanneinsteilschaltung 1 zugeführt. An die kom-

M) plementären Transistoren Ql und Ql sind Versorgungsspannungen + V, und — V₁ angelegt. Diese Versorgungsspannung V₂ wird in einer Spann-ingsdetektorschaltung 4 festgestellt (ausgewef :et). Die Detektorschaltung 4 vergleicht die Versorgungsspan-

i) nung V-, mit einer Bezugs- oder Referenzspannung V_nl und steuert de»i Vofspannungsumschaltkreis 5. Der Ausgang des Vorspannungsumschaltkreises 5 liegt an der Vorspanneinstellschaltung 1 an, um eine

geeignete Vorspannung für die Verstärkertransistoren Ql und Ql einzustellen. Im Betrieb werden die Versorgungsspannungen + V₁ und — V₁ umgeschaltet, und zwar bei der Auswahl der Vorspannungsbetriebsart durch irgendwelche Schaltmittel in einer (nicht gezeigten) Leistungsquellenschaltung. Beispielsweise ist V₁ gleich 55 Volt für den B-Betrieb, und V₂ ist 25 Volt für den Α-Betrieb. Die Versorgungsspannung V₁ fUr den Spannungsverstärker 3 wird hier unabhängig von der Vorspannungsbetriebsart konstant eingestellt, beispielsweise auf 60 Volt. Die Bezugsspannung V_rtf kann irgendeine beliebige konstante Spannung sein. Die Spannungsdetektorschaltung 4 besitzt eine Schwellenspannung, beispielsweise 28 Volt, etwas oberhalb der Versorgungsspannung für den A-Betrieb, V₁ = 25 V, basierend auf der Bezugsspannung Ktf Wenn beispielsweise die Vorspannungsbetriebsart von B-Betrieb auf Α-Betrieb umgeschaltet wurde • •«•4 *4irt \7**ψ·*·ί**'η**»\πβ· ηη»·-···ηπ I/ «mn ζζ \/ ■» · ι f

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fähr 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_n^ kann hier durch die Versorgungsspannung K₁ für die Spannungsverstärkerschaltung 3 gebildet werden. Alternativ kann die Versorgungsspannung V_x für die Spannungsverstärkerschaltung 3 auch so angeordnet werden, daß sie beim Umschalten der Vorspannungsbetriebsart umgeschaltet wird.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsverfiärkerschaltung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 ähnliche Teile bezeichnen.

Die Spannungsdetektorschaltung 4 umfaßt einen Schalttransistor Q21 mit einem mit einem Widerstand R31 verbundenen Kollektor. Der Emitter des Transistors Q21 ist mit der Versorgungsspannung Vl verbunden und seine Basis liegt am Verbindungspunkt eines aus Widerständen R33 und Ä34 gebildeten Spannungsteilers. Die Vorspannungsumschaltschaltung 5 weist einen Widerstand R32 in Serie geschaltet mit dem Widerstand Ä31 auf, und eine Diode DYl liegt parallel zum Widerstar:¹ R32, um eine Umkehrspannung am Widerstand R32 zu verhindern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise die Bezugsspannung V_n^ aus einer Versorgungsspannung V₁ = 60 V gebildet, und die Versorgungsspannung V₂ wird zwischen 55 V (B-Betrieb) und 25 V (A-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 Ä31 und R32 bilden die Last für den Transistor Q21. Die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände R31 und R32 wird durch die Schaltwirkung des Transistors ß21 umgeschaltet und in den Vorspannungsumschaltkreis 5 eingegeben. Der Vorspannungsumschaltkreis 5 besteht aus einem veränderbaren Widerstand VR12 und einem Widerstand R30 sowie einer Bypass-Schaliung aus einem veränderbaren Widerstand VRIl 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 VRIl und Transistor Q19 parallel zum Widerstand Ä30. Die Vorspanneinstellschaltung 1 umfaßt ein Paar Transistoren Q18 und Q17, Kondensatoren C19 und C20 sowie einen Widerstand Ä29, wobei die drei zuletzt genannten Elemente die Eingangskreise für die Transistoren Q17 und Q18 bilden. Eine Konstantstromquellenschaltung, gebildet aus einem Widerstand Λ28 und Transistor Q20, bildet eine Belastung für den Spannungsverstärker 3 in Fig. 1.

Wenn die Versorgungsspannung + V₁ die Schwellenspannung, beispielsweise 28 V, infolge der Umschaltung in den B-Betrieb übersteigt, so werden Transistoren Q21 und somit Transistor Q19 ausgeschaltet. Dann wird die Bypass-Schaltung aus veränderbarem Widerstand VRIl und Schalttransistor QlS von der Spannungstcüerschsltung der Vorspannungswechselschaltung 5 abgeschaltet. Auf diese Weise ist die Basisvorspannung für den Transistor Q18 der Vorspanneinstellschaltung 1 durch die Widerstände VR12 und /?30 bestimmt und wird auf einem hohen Wert gehalten. Demgemäß wird der Transistor QlS eingeschaltet, um die Emitterbasisvorspannung des Transistors QYI zu erhöhen. Die Koliektoremitterspannung des Transistors QYl wird dadurch auf einen vorbestimmten niedrigen Wert reduziert, der die Vorspannung für eine (nicht gezeigte) Stromverstärkerstufe im B-Betrieb bildet.

Wenn die Versorgungsspannung V₁ 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 VRW und dem Transistor Q19. Der Transistor QIl erzeugt dann eine hohe Kollektoremitterspannung, welche die Vorspannung für die Leistungsverstärkerstufe im A-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 verwendet. In Fig. 3 ist gestrichelt ein Block 2 dargestellt, der eine ähnliche Stellung vie die in Fig. 2 bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt eine Zener-Diode ZDl 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 umfaßt ein Paar von pnp-Transistoren QlO und QIl, deren Emitter gemeinsam mit einer Leitungsspannung V₁ verbunden sind, und zwar über eine Konstantstromschaltung aus einem Transistor Q12, Widerständen AlO, All und Ä12, sowie einem Paar von Seriendioden DlO. Die Kollektoren der Transistoren QlO und QIl stehen mit einer anderen Leitungsspannung — V₁ über entsprechende Lasten aus Transistoren Q13 und Q14 und Widerständen R13 und Ä14 in Verbindung. Eine

Serienschaltung aus eitlem Widerstand Ä15 und einer Parallelschaltung aus einem Potentiometer VRlO und einem Paar von Dioden DlS liegt zwischen der Erdleitung E und einer Leitungsspannung — K.. Der Gleitkontakt des Potentiometers VRVH liegt über einen Widerstand Ä16 an der Basis des Transistors ß10. Das an Eingangsklemme IN angelegte Eingangssignal wird an die Basis des Transistors QlO über eine Eingangsschaltung aus Widerständen RIl, Λ18 und R19 und einem Kondensator ClO und einem Koppelkondensator CIl angelegt. Die Basis des anderen Transistors ßll des Differentialverstärkers ist angelegt mit dem Ausgang der Endstufenleistungsverstärkerschaltung (noch zu beschreiben) über ein Rückkoppelnet2rwerk aus Widerständen /?20, RIl und Ä22 und Kondensatoren C12 und C13. Kondensatoren C14, ClS und C16 und ein Widerstand Λ23 sind vorgesehen, um die Phasenverschiebung zu kompensieren, und Kondensatoren C'17 und ClU sind Entkopplungskondensatoren für die Spannungsleitungen + K₁ und — V_x.

Die Basen der Transistoren Q13 und Q14 liegen einerseits am Kollektor des Transistors QlO und andererseits an der Basss des Transistors QlS. Der Emitter dieses Transistors Q16 liegt über einen Widerstand Ä24 an der Leitungsspannung — V₁ und der Kollektor liegt in Kaskoden-Schaltung am Transistor Q16, der mit einer konstanten Vorspannung über Widerstände R2S, R26 und Ä27 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 Ä28, dem Diodenpaar DlO und einem Transistor Q20, 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 verbunden mit dem Emitter und Kollektor von Q19 durch einen Kondensator C19 und Widerstand R29. Der Kollektor des Transistors Q19 ist mit dem Emitter des Transistors Q17 über veränderbare Widerstände VRIl und VRH verbunden. Der Verbindungspunkt der veränderbaren Widerstände KÄU und KÄ12 liegt ander Basis des Transistors Q18. Bezugszeichen /?30 bezeichnet einen Widerstand, während C20 einen Kondensator bezeichnet.

Die Umschaltung des die Vorspannungsumschaltschaltung bildenden Transistors Q19 wird durch einen Transistor Q21 durchgeführt, der den Pegel einer Versorgiingsspannung + V₂ für die Endstufenleistungsverstärkungsschaltung feststellt. Die Basis des Transistors Q19 ist über einen Widerstand Ä31 mit dem Kollektor eines Transistors Q21 verbunden. Ein Widerstand Ä32 gestattet das Fließen eines Leckstroms von den Transistoren Q19 und Q20, 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 + V₂ durch Widerstände K33 und Ä34 gebildet wird. Die Schwellenspannung des Umschaltens des Transistors Q21 ist derart angeordnet, daß der Transistor Q21 dann abgeschaltet wird, wenn die Versorgungsspannung + V₁ 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 und Kollektor-Bauart. Die Kollektoren der Transistoren Q22 und Q23 sind mit den Leitungen der Versorgungsspannungen + V₂ und — V₂ verbunden, und

i" die Emitter sind miteinander durch Widerstände R3S und /?36 und eine Diode D13 verbunden. Die beiden Elektroden der Diode D13 stehen über Widerstände Ä37 und /?38 mit der Ausgangsleitung OUT in Verbindung. Die Emitter der komplementären Transisto- "> ren Q22 und Q23 sind mit den Basen der Transistoren Q24, Q25, Q26 und Q27 der Leistungsendverstprkerschaltung durch Widerstände R39, Ä40, Λ41 und Ä42 gekoppelt. Transistorpaare Q24-Q25 bzw. Q26-Q17 werden parallel betrieben. Die Emitter der

-'» Transistoren Q24, Q25, Q26 und Q27 sind mit der Ausgangsleitung OUT durch Widerstände «43, Ä44, Ä45 und Ä46 verbunden. Die Kollektoren dieser Transistoren Q24, Q25, Q26, Q27 stehen mit den Leitungen der Versorgungsspannung + K₂ und — V₁

.'"> in Verbindung. Diese Leistungsverstärkerschaltung besitzt einen komplementären, einen Eintaktausgang aufweisenden Gegentaktschaltungsaufbau in Emitterbasisschaltung (gemeinsame Emitterverbindung) auf Paaren von parallelgeschalteten komplementären

ti ι Transistoren (vgl. Fig. 3). Der Kollektor und der Emitter des Transistors QYI der Vorspannungseinstellschaltung sind durch Widerstände Ä45 und R46 mit den Basen der Treibertransistoren Q22 und Q23 verbunden, welche die Basisvorspannungen für die

Γι 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

4Ii irgendeinen der Transistoren Q24-Q27 gestattet is·, 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

■n Verbindung und die Kollektoren liegen über Dioden D14 und DlS an den Basen der Transistoren Q22 und Q23. Die Basen der Transistoren Q28 und Q29 sind über entsprechende Widerstände Ä47, Ä48, Ä49 und Ä50 mit den Emittern der Transistoren Q24,

vi 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 RSl und RS2 und Dioden D16 und DYl mit der Erdleitung in Verbindung. In der Zeichnung bezeichnet C34 bis C40 Kondensatoren und RS3 einen Widerstand. Fig. 4 zeigt eine Leistungsquellenschaltung zur Lieferung der Leitungsspannungen + V₁, — V_x, + V₂

bo und — V₂ für die Schaltung gemäß Fig. 3, ausgestattet mit einem Umschalter zur Auswahl der Spannung + V₂ und — V₂. Eine kommerzielle Wechselspannungsquelle ist mit der Primärwicklung Nl eines Transformators T verbunden, wobei die Sekundär-

b5 wicklung N2 zwei Paare von Ausgangsklemmen besitzt. Jedes der Paare der Klemmen wird durch verriegelte Schalter Sa und Sb (Versorgungsspannungs-Wahlschalter) ausgewählt und mit einer Gleichrich-

terschaltung RECl verbunden. Der Wert der Eingangswechselspannung für den Gleichrichter RECl kann umgeschaltet werden, und zwar durch Auswahl eines Paares von Endklemmen oder Zwischenklemmen der sekundären Wicklung Nl durch die Schalter Sa und Sb. Eine weitere Sekundärwicklung Ni ist im Transformator Γ vorgesehen und mit einem weiteren Gleichrichter RECl verbunden, mm ein weiteres Paar von Leitungsspannungen ± V_t zu erzeugen, welche über Pilterkondensatoren ClIl umd C113 und einen Spannungsregler REGl 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 Differenzverstärker mit den Transistoren ßlO und QIl und dem Verstärker mit den Transistoren QlS und Q16 spannungs- und demgemäß wird der Transistor Q19 der Vorspannungsumschaltschaltung eingeschaltet. Sodann wird nunmehr der Spannungsteiler aus dem veränderbaren Widerstand VRU und der Parallelschaltung aus dem Widerstand RiO und dem veränderbaren Widerstand VRU gebildet. Die aufgeteilte Spannung wird an Ba* sis-Emitter des Transistors QlS gelegt. Infolge der Hinzufügung des veränderbaren Widerstandes VRIl wird die Vorspannung fUr den Transistor QlS tiefliegend, und somit steigt die Emitterkollektorspannung des Transistors QYl an. Sodann wird die Vorspannung für die Transistoren Q14, QlS, Q16, QTl des Endstufenleistungsverstärkers tiefliegend, damit diese Transistoren im Α-Betrieb arbeiten können. Die Vorspannung für die Transistoren QlA, QlS, Q26, QIl kann hier durch den veränderbaren Widerstand VRW eingestellt werden.

Die Spannungsdetektorschaltung 4 und die. Vorspannungsumschaltschaltung 5 können elektrisch ge-

VciStariCt Ui'iu Suuäfin a'ü uic ι fciucftransistoren ^

und Q23 geliefert, und zwar durch die Vorspanneinstellschaltung mit den Transistoren QYl und Q1I.8. Die Treibertransistoren QU und Q13 steuern die Transistoren Q14, QlS, Q16, QTl des Endstufenldstungsverstärkers an, um die Ausgangsgröße an die Ausgangsklemme OUT zu liefern.

Im folgenden wird nun die Auswahl der Gate-Vorspannung für die Transistoren Q24, QlS, Q16 und QTl beschrieben. Wenn der Versorgungsspannungswählschalter 5a und Sb zur Hochspannungsseite (Endabgriffc) der Sekundärwicklung Nl des Transformators Γ umgeschaltet wird, um die Leitungsspannungen + V₂ und - V₂ für den B-Betrieb (beispielsweise 55 V) zu liefern, so wird der Transistor QIl der Spannungsdetektorschaltung abgeschaltet. Sodann wird der Transistor Q19 der Vorspannungsumschaltung abgeschaltet. Die Transistoren QYl und QlS der Vorspanneinstellschaltung werden durch eine Spannung vorgespannt, die gebildet wird durch Aufteilung der Emitterkollektorspannung des Transistors Qn mit einem Verhältnis gegeben durch den veränderbaren Widerstand VRIl und den Widerstand Ä30, d. h. Ä30/( VSU + Ä30). Hier kann der veränderbare Widerstand VRIl derart eingestellt werden, um die an die Transistoren QYl und QlS angelegte Spannung zu steuern, um dadurch die Vorspannung für den Endstufenleistungsverstärker einzustellen und die Transistoren Q24, QlS, Q16, QTI im B-Betrieb arbeiten zu lassen. Wenn als nächstes der Versorgungsspannungswählschalter 5a und Sb zur Niederspannungsseite (Zwischenabgriffe) der Sekundärwicklung iV2 des Transformators T umgeschaltet wird, so nehmen die Versorgungsspannungen + V₂ und — V₁ auf den Wert für den Α-Betrieb (beispielsweise 25 V) ab. Wenn die Schwellenspannung, beispielsweise 28 V, gekreuzt wird, so wird der Transistor QIl der Spannungsdetektorschaltung eingeschaltet, 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 Transistoren QYl und QlS der Vorspannungseinstellschaltung 1 solche der npn- und pnp-Typen sein.

Fig. 5 zeigt eine alternative Anordnung zu der gemäßFig. 2, wobei hier die Transistoren Q17und Q18 npn- bzw. pnp-Bauarten sind. In Fig. 5 ist ein Transistor Q50 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 Abstand erhöht werden, und zwar infolge der Hinzufügung des Transistors Q50 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

J(I Patentansprüche:

1. Zwei Betriebsarten-Leistungsverstärkeir mit einem Spannungsverstärker, der mit einem ~> Stromverstärker gekoppelt ist, und mit einer Umschaltvorrichtung zur wahlweisen Änderung des Spannungsversorgungspegels und des Vorspannungszustandes des Stromverstärkers zur Einstellung der Verstärkerbetriebsart, ζ. B. für A- oder '" B-Betrieb, gekennzeichnet durch eine Detektorschaltung (4) zur Feststellung des Veirsorgungsspannungspegels des Stromverstärkers (Ql, Ql) zur Erzeugung eines Detektorsignals entsprechend der relativen Größe des Versorgu ngs- ' ^r· spannungspegels und eines Bezugsspannungspegels (V_ref) und mit einer Vorspanneinstellschaltung (1), welche auf das erwähnte Detektorsignal anspricht und den erwähnten Vorspannunj];szustand derart einstellt, daß Vorspannungsänderungen erst dann bewirkt werden, wenn der Versorgungsspannungspegel sich in einer vorbestimmten Beziehung gegenüber dem Bezugspegel befindet, wodurch übermäßige Ströme im Stromverstärker vermieden werden. -'>

2. Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsdetektorschaltung (4) einen ersten Spannungsteiler (Ä33, /734) aufweist, der ein die Versorgungsspannung repräsentierendes Signal aufnimmt und »> daraus entsprechend einem vorbestimmten Verhältnis der Widerstände eine Teilungsspannung erzeugt, die ein erstes mit -Jem Spannungsteiler verbundenes Schaltelement (ß21) steuert.

3. Leistungsverstärker nad Anspruch 1 und/ )~> oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (5) einen mit dem Stromverstärkereingang gekoppelten Spannungsteiler

(VR12, /730) aufweist, der eine aus einer Serienschaltung, aus einem Widerstand (VRIl) und ei- w nem zweiten Schaltelement (β 19) bestehende Bypass-Schaltung besitzt, wobei das Schaltelement ((219) durch das Detektorsignal gesteueit wird, um wahlweise den Widerstand (KRIl) in den Spannungsteiler einzukoppeln. >'<

4. Leistungsverstärker nach einem oder miehrerren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Schaltelemente durch erste bzw. zweite Transistoren (Q21, ßl9) gebildet sind, von denen jtder v> eine erste und zweite Elektrode mit einem dazwischen gebildeten Strompfad besitzt, sowie eine Steuerelektrode zur Steuerung der Leitfähigkeit dieses Pfades entsprechend der Potentialdifferenz zwischen der zweiten Elektrode und der Steuer- v> elektrode, daß ferner die zweite Elektrode des ersten Transistors das die Stromverstärkervertorgungsspannung anzeigende Signal empfängt und die erste Steuerelektrode die Teilerspannung aufnimmt, daß die erste Elektrode des ersten Transi- w> stors mit einem weiteren Widerstand (Ä32) gekoppelt ist und daran in steuerbarer Weise eine Spannung erzeugt, und daß schließlich die Steuerelektrode und die zweite Elektrode des zweiten Transistors an dem erwähnten weiteren Wider- es stand (/732) liegt, wodurch die Leitfähigkeit des zweiten Transistors durch die am Widerstand (/732) erzeugte Spannung gesteuert wird.

5. Leistungsverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Transistor (fi21) als Spannungsdetektor für die gewählte Betriebsspannung, dessen Basis an einer Abzweigung zweier zwischen den umschaltbaren Betriebsspannungen (Vl und Vl) angeordneten Widerstände (Λ33, Ä34) liegt, der im Kollektor (2) die Lastwideretände (/731 und 7732) aufweist, an deren Verbinduiigspunkt die Basis eines weiteren Transistors (ßl9) des Vorspannungsumschaltkreises (5) angeschlossen ist, wobei der Transistor (ßl9) mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe mit den Widerständen (KRIl und KR12) in dem Vorspannungsumschaltkreis (5) liegt, zu dem ferner ein Widerstand (Ä30) gehört, der zwischen dem Emitter des Transistors (ßl9) und dem Verbindungspunkt der Widerstände (KRIl, KR12) angeordnet ist, wobei dieser Verbindungspunkt mit der Basis eines Transistors (ßl9) der Vorspanneinstellschaltung (1) verbunden ist und der Kollektor des Transistors (18) mit der Basis eines weiteren Transistors (ßl7) in Verbindung steht, dessen Kollektor mit dem Emitter des Transistors (β 18) verbunden ist und dessen Emitter einerseits mit einem als Konstantstromquelle fungierenden Transistor (ß20) und andererseits über einen Widerstand (/729) mit dem Kollektor des Transistors (ßl8) verbunden ist.

6. Leistungsverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinstellschaltung (1) ein Paar von in Darlington-Schaltung angeordneten Transistoren (ßl7, ßl8) aufweist, die auf den durch eine Last (/728, Q20) des Spannungsverstärkers fließenden Strom und auf das Ausgangssignal des zweiten Spannungsteiles anspricht.