DE2724545B2

DE2724545B2 - Two-stage transistor amplifier

Info

Publication number: DE2724545B2
Application number: DE19772724545
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 8034 Unterpfaffenhofen Goelz; Gerhard Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Musil; Luis Ing.(Grad.) 8000 Muenchen Sanchez-Hermosilla
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1977-05-31
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2724545A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zweistufigen Transistorverstärker mit einem Eingangstransistor in Emitterschaltung und einem galvanisch gekoppelten Transistor der Endstufe in Basisschaltung, bei dem die Emitter-Kollektorstrecken beider Transistoren in Reihenschaltung über einen Ausgangswiderstand an eine Spannungsquelle angeschlossen sind.The invention relates to a two-stage transistor amplifier with an input transistor in Emitter circuit and a galvanically coupled transistor of the output stage in base circuit, in which the Emitter-collector paths of both transistors connected in series via an output resistor to one Voltage source are connected.

Eine derartige Schaltung ist bereits bekannt (DE-AS 11 07 282).Such a circuit is already known (DE-AS 11 07 282).

In hochlinearen Verstärkern sind Transistorstufen in Basisschaltung wegen ihrer sehr geringen nichtlinearem Verzerrungen als Endstufen besonders geeignet. Da der Stromverstärkungsfaktor einer Basisstufe nur ungefähr t ist, muß die Stromaussteuerung einer vorgeschalteten Treiberstufe normalerweise ebenso groß wie die der auszusteuernden Endstufe in Basisschaltung sein. Um die gute Linearität einer Endstufe in Basisschaltung nicht durch nichtlineare Verzerrungen der Treiberstuie zu mindern, wird in der Treiberstufe ein relativ großer Gleichstrom benötigt. Eine Stufe in Emitterschaltung klirrt unter vergleichbaren Voraussetzungen erheblich stärker als eine Stufe in Basisschaltung. Eine Minderung der Verstärkerlinearität ist grundsätzlich nur durch starke Unteraussteuerung der Treiberstufe in Emitterschaltung zu vermeiden. Es ist daher ein relativ großer Ruhestrom in der Treiberstufe erforderlich. Ein hoher Leistungsbedarf in Verstärkern ist jedoch wegen der damit verbundenen Wärmeprobleme insbesondere bei ferngespeisten Trägerfrequenz-Leitungsverstärkern sehr nachteilig.In highly linear amplifiers, transistor stages are common base because of their very low non-linearity Distortions are particularly suitable as output stages. Since the current amplification factor of a base stage is only approximate t, the current modulation of an upstream driver stage must normally be as great as that of the The output stage to be controlled must be in the basic circuit. About the good linearity of an output stage in a basic circuit not to be reduced by non-linear distortion of the driver stage, becomes a relatively large one in the driver stage DC power required. A step in the emitter circuit rattles considerably under comparable conditions stronger than a level in the basic circuit. A reduction in the amplifier linearity is basically only through to avoid strong undermodulation of the driver stage in the emitter circuit. It is therefore a relatively large one Quiescent current required in the driver stage. However, a high power requirement in amplifiers is because of the associated heat problems, particularly with remote-fed carrier frequency line amplifiers very disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schaltung anzugeben, welche die Verwendung einer in Basisschaltung betriebenen Transistorstufe als Endstufe ohne spürbare Verminderung der Linearität des Verstärkers und bei ger-ngem Strombedarf ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a circuit which enables the use of an in Basic circuit operated transistor stage as output stage without noticeable reduction in the linearity of the Amplifier and with low power consumption.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ankopplung der Eingangsstufe (Treiberstufe) an die Endstufe über die Anzapfung eines als Sparübertrager ausgebildeten Zwischenübertragers erfolgt This object is achieved according to the invention in that the coupling of the input stage (driver stage) to the output stage by tapping an intermediate transformer designed as an economy transformer

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird durch die Wahl eines kleinen Obersetzungsverhältnisses des Sparübertragers der Lastwiderstand der Traßsistoreingangsstufe (Treiberstufe) niederohmig gehalten.According to an advantageous further development of the invention, the selection of a small gear ratio of the economy transformer, the load resistance of the Traßsistoreinput stage (driver stage) is low held.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Sparübertragers zwischen einer in Emitterschaltung betriebenen Treiberstufe und einer als Basisschaltung ausgebildeten Endstufe wird eine Verminderung der Stromaussteuerung der Treiberstufe erreicht, derart, daß dem relativ großen Signalstrom in der Endstufe ein kleinerer Signalstrorr. in der Treiberstufe entspricht Infolge der galvanischen Kopplung ist der volle Ruhestrom der Endstufe auch in der Treiberstufe verfügbar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der bei kleinem Obersetzungsverhältnis des Sparübertragers erhaltene niederohmige Lastwiderstand der Treiberstufe die Verwendung einer nur relativ kleinen Spannung von z. B. nur 2 bis 3 V an der Kollektor-Emitterstrecke der Treiberstufe bei einer Kollektor-Emitterspannung von z. B. 11 bis 12 V an der Endstufe ermöglicht Somit ist bei einem nur geringfügig erhöhten Gleichspannungsbedarf gegenüber demjenigen bei herkömmlichen Verstärkerschaltungen der Gleichstrombedarf erheblich verringert Die Linearität der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung entspricht weitgehend derjenigen einer hochlinearen Endstufe in Basisschaltung und wird durch die Treiberstufe nicht nennenswert gemindert.The inventive use of an economy transformer between an emitter circuit operated driver stage and an output stage designed as a basic circuit will reduce the Current modulation of the driver stage achieved in such a way that the relatively large signal current in the output stage has a smaller signal current. in the driver stage As a result of the galvanic coupling, the full quiescent current of the output stage is also in the driver stage available. Another advantage is that with a small step-up ratio of the economy transformer obtained low load resistance of the driver stage the use of only a relatively small one Voltage of z. B. only 2 to 3 V at the collector-emitter path of the driver stage with a collector-emitter voltage from Z. B. 11 to 12 V at the output stage is thus only slightly increased DC voltage requirement compared to that in conventional amplifier circuits of DC requirement considerably reduced. The linearity of the amplifier circuit according to the invention corresponds largely that of a highly linear output stage in the basic circuit and is not due to the driver stage noticeably reduced.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

In der Figur ist die Schaltungsanordnung eines hochlinearen Verstärkers mit geringem Leistungsbedarf dargestelltThe figure shows the circuit arrangement of a highly linear amplifier with a low power requirement shown

Der Verstärker ist mit einer Endstufe Tr 1 einer Basisstufe Tr 2 und einem Sparübertrager Ü\ zwischen Emitter- und Basisstufe ausgebildet. Die Basis der Emitterstufe (Treiberstufe) bildet den Eingang des Verstärkers, der Emitter ist über die Widerstände R 5 und R 6 mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden und der Kollektor liegt am eingangsseitigen Anschluß des Sparübertragers Ül. Mit einer Anzapfung des Sparübertragers ist der Emitter der Basisstufe (Endstufe) verbunden, während der Kollektor über einen zweiten Sparübertrager (Ü2) zur Leistungsanpassung mit Masse, d. h. mit dem anderen Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist. Stromversorgungsmäßig sind die Emitter-Kollektorstrecken der Treiber- und Endstufe über einen Teil des Sparübertragers Ül in Reihe geschaltet. Die Basiselektroden der Treiber- und der Endstufe liegen an je einem Basisspannungsteiler Ri, R 2 und R 7, RS. Zur Stromeinsparung ist es jedoch möglich, beiden Verstärkerstufen nur einen gemeinsamen Spannungsteiler zuzuordnen. Die besonderen Eigenschaften der Schaltung, bei der im Kollektorkreis der Emitterstufe der sehr niedrige Eingangswiderstand der Basisstufe liegt, sind eine kleine Rückwirkungskapazität und ein geringes Kapazitätski irren der Emitterstufe bei andererseits größerem Diodenklirren.The amplifier is designed with an output stage Tr 1 of a base stage Tr 2 and an economy transformer Ü \ between the emitter and base stage. The base of the emitter stage (driver stage) forms the input of the amplifier, the emitter is connected to one pole of the voltage source via the resistors R 5 and R 6 and the collector is connected to the input terminal of the economy transformer Ül. The emitter of the base stage (output stage) is connected to a tap of the economy transformer, while the collector is connected to ground, ie to the other pole of the supply voltage source, via a second economy transformer (Ü2) for power adjustment. In terms of power supply, the emitter-collector sections of the driver and output stage are connected in series via part of the economy transformer Ül. The base electrodes of the driver stage and the output stage are each connected to a base voltage divider Ri, R 2 and R 7, RS. To save electricity, however, it is possible to assign only one common voltage divider to both amplifier stages. The special properties of the circuit, in which the very low input resistance of the base stage is in the collector circuit of the emitter stage, are a small feedback capacitance and a low capacitance error of the emitter stage with, on the other hand, larger diode clink.

Durch die Verwendung eines als Sparübertrager ausgebildeten Zwischenübertragers kann sowohl die Leistungsverstärkung erhöht als auch das Diodenklirren verringert werden, wenn man eine relativ kleineBy using an intermediate transformer designed as an economy transformer, both the Power gain increases as well as diode clink decrease if you have a relatively small one

Vergrößerung der Rückwirkungskapazität zulassen kann. Bei günstiger Bemessung des Übersetzungsverhältnisses des Sparübertragers kann ein Klirrdämpfungsmaximum erreicht werden. Ein günstiges Obersetzungsverhältnis kann in Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Transistoren zwischen zwei und vier Hegen. Die maximale Leistungsverstärkung wird bei Anpassung der Transistoren in der Treiber- und Endstufe erreicht Der Sparübertrager 01 bietet der Emitterstufe einen bezüglich ihrer Klirreigenschaften optimalen Lastwiderstand und erhebt andererseits für die Basisstufe einen bezüglich der Leistungsverstärkung genügend kleineren Generatorwiderstand.May allow enlargement of the reaction capacity. With a favorable dimensioning of the transmission ratio of the economy transformer, a maximum distortion attenuation can be achieved. A favorable step-up ratio can be between two and four depending on the transistors used. The maximum power gain is achieved when the transistors in the driver and output stage are matched. The economy transformer 0 1 offers the emitter stage an optimal load resistance in terms of its distortion properties and, on the other hand, raises a generator resistance which is sufficiently smaller in terms of power gain for the base stage.

Der Verstärker ist durch zwei Gegenkopplungsschleifen am Ein- und Ausgang aktiv angepaßt. Eine Gegenkopplungsschleife besteht aus den Widerständen A3, A4 und den Kondensatoren Cl, CZ, die zweite führt über den Sparübertrager 02, den Kondensator C3, den Widerstand R 5 und den Kondensator C4. The amplifier is actively adapted by two negative feedback loops at the input and output. A negative feedback loop consists of the resistors A3, A4 and the capacitors Cl, CZ, the second leads via the economy transformer 02, the capacitor C3, the resistor R 5 and the capacitor C4.

Die aufgenommene Gleichstromleistung der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung ist bei verbessertem Wirkungsgrad niedriger und die maximale Ausgangsleistung höher als bei bisher bekannten Breitbandverstärkern. Die Verwendung der Verstärkerschaltung ist auch in Gegentakt-Endstufen mit Vorteil möglich.The DC power consumed by the amplifier circuit according to the invention is at an improved level Efficiency lower and the maximum output power higher than with previously known broadband amplifiers. The amplifier circuit can also be used with advantage in push-pull output stages.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Two-stage transistor amplifier with an input transistor in a common emitter circuit and a Galvanically coupled transistor of the output stage in common base, in which the emitter-collector paths Both transistors have the same current flowing through them by connecting them in series via an output resistor to a voltage source are connected, characterized in that the coupling of the Einr.ngsstule (Driver stage) to the output stage by tapping an intermediate transformer designed as an economy transformer he follows

2. Two-stage transistor amplifier according to claim 1, characterized in that the load resistance the transistor input stage (driver stage) by choosing a small gear ratio of the savings transformer is kept low

3. Two-stage transistor amplifier according to claim 1 or 2, characterized in that one Adjustment at the input and output of the amplifier takes place through two negative feedback loops

4. Two-stage transistor amplifier according to one of the preceding claims, characterized in that that an economy transformer is provided at the output of the amplifier for power adjustment is.