DE2737695C2

DE2737695C2 - Small signal B amplifier

Info

Publication number: DE2737695C2
Application number: DE19772737695
Authority: DE
Inventors: Herbert Douglas Dundas Ontario Barber; Gary Curtis Burlington Ontario Salter
Original assignee: LINEAR TECHNOLOGY Inc BURLINGTON ONTARIO CA; Linear Technology Inc Burlington Ontario
Current assignee: Gennum Corp
Priority date: 1976-08-27
Filing date: 1977-08-20
Publication date: 1983-04-21
Also published as: CA1077581A; JPS5912206B2; DE2737695A1; JPS5329052A; AU2821477A; GB1582449A; AU514180B2

Description

eine größere Leitfähigkeit der Ausgangstransistoren zur Folge hat, so vergrößert sich deren Verstärkung. Diese Vergrößerung des Stroms und damit der Verstärkung kann bis zu einem Faktor bis 500 ansteigen. Andererseits nimmt jedoch die Verstärkung des vorhergehenden Transistors, nämlich des Transistors der dritten Vorverstärkerstufe nicht im gleichen Maße ab, wie die Verstärkung des Endtransistors zunimmt, was seine Ursache in den Unterschieden der mit den verschiedenen Transistoren im direkt gekoppelten Verstärker verbundenen Lasten hat Daher nimmt die Gesamtverstärkung des Verstärkers durch Zunahme des Stromes zu, was am Ausgang zu einer verzerrten Welle führtIf the output transistors have a higher conductivity, their gain is increased. This increase in the current and thus the gain can increase by a factor of up to 500. On the other hand, however, the gain of the preceding transistor, namely the transistor, increases of the third preamplifier stage does not decrease to the same extent as the gain of the output transistor increases, what its cause in the differences in the directly coupled with the different transistors Amplifier has associated loads. Therefore, the overall gain of the amplifier decreases as it increases of the current, which leads to a distorted wave at the output

Die übliche Lösung für diese Schwierigkeit bestand darin, die Endtransistoren auf einen verhältnismäßig hohen Lcerlaufstrom einzustellen, so daß die Änderungen im Ausgangstransistorstrom und damit die Verstärkung bei steigendem Signal verringert wurde. So haben typische B-Verstärker, wie sie in der CA-PS 8 11 844 oder CA-PS 8 44 156 beschrieben sind, einen Ruhestrom von 200 Mikroampere für jeden der beiden Endverstärker. Wird jedoch ein derartiger Verstärker in Hörgeräten o.a. benutzt, in denen eine einzige, sehr kleine Batteriezelle eingesetzt wird, so möchte man den Ruhestrom absenken, um die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen.The usual solution to this difficulty was to cut the output transistors on a proportionate basis set high Lcerlaufstrom, so that the changes in the output transistor current and thus the gain decreased as the signal rises. Typical B amplifiers, as described in CA-PS 8 11 844 or CA-PS 8 44 156 are described, a quiescent current of 200 microamps for each of the two power amplifiers. However, such an amplifier is used in hearing aids o.a. are used in which a single, very small battery cell is used, one would like the Lower the quiescent current to increase the service life of the battery.

Eine weitere Schwierigkeit bei B-Verstärkern der eingangs erwähnten Art besteht darin, daß ihre Last häufig von einem Hörgeräteempfänger o. ä. gebildet wird, dessen Impedanz sich mit der Frequen:-; ändert, und zwar nimmt sie im allgemeinen mit steigender Frequenz zu. Die Verstärkung des Endtransistors in einem derartigen B-Verstärker steigt in etwa direkt proportional mit der Impedanz der Last, so daß dann die Oberwellen des Signals stärker verstärkt werden als die Grundwelle, was zu einer weiteren Verzerrung führt.Another difficulty with B-amplifiers of the type mentioned is that their load is often formed by a hearing aid receiver or the like, the impedance of which varies with the frequency: -; changes, in fact, it generally increases with increasing frequency. The gain of the final transistor in such a B amplifier increases approximately in direct proportion to the impedance of the load, so that then the Harmonics of the signal are amplified more than the fundamental, which leads to further distortion.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen B-Verstärker zu schaffen, dessen Ruhestrom und dessen Verzerrung verringert sind.The object of the invention is to create a B amplifier, its quiescent current and its distortion are reduced.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is achieved by the combination of the features characterized in claim 1.

Die Wechselspannungs-Gegenkopplung des erfindungsgemäßen Verstärkers führt zu einer erheblichen Verringerung der Verzerrung und ermöglicht einen Betrieb mit einem Ruhestrom von beispielsweise 50 Mikroampere und einer Verzerrung, die geringer ist als die Verzerrung der meisten bekannten B-Verstärker mit Ruheströmen von 500 Mikroampere. Der ohmsche Teil jeder Gegenkopplungsschleife, die mit dem Kollektor des End-Transistors verbunden ist, ist von der Batteriespannung elektrisch getrennt, so daß die Kollektoren der End-Transistoren um mehr als 0,6 V über die Batteriespannung überschwingen können.The AC voltage negative feedback of the amplifier according to the invention leads to a considerable Reduction of distortion and enables operation with a quiescent current of, for example, 50 Microamps and a distortion that is less than the distortion of most known B-amplifiers Quiescent currents of 500 microamps. The resistive part of any negative feedback loop that goes with the collector of the end transistor is connected, is electrically isolated from the battery voltage, so that the The collectors of the end transistors can overshoot by more than 0.6 V above the battery voltage.

Außerdem ist durch Verbindung der Emitter eines Paares von Transistoren mindestens einer Vorverstärkerstufe, vorzugsweise von zwei Vorverstärkerstufen sowie deren Erdung über einen Widerstand eine Unterdrückung für gleichphasige Signale bzw. eine Gleichtaktunterdrückung gebildet.In addition, by connecting the emitters of a pair of transistors at least one preamplifier stage, preferably of two preamplifier stages and their grounding via a resistor Suppression for in-phase signals or a common-mode rejection formed.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the figures showing the exemplary embodiments.

F i g. 1 zeigt schematisch die Schaltungsanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels;F i g. 1 schematically shows the circuit arrangement of a first exemplary embodiment;

F i g. 2 zeigt in einem Schnitt die elektrische Trennung eines Wechselspannurtgs-Rückkopplungswiderstandes von der Batteriespannung;F i g. 2 shows in a section the electrical separation of an alternating voltage belt feedback resistor from the battery voltage;

F i g. 2A zeigt in einer Draufsicht eine erdfreie (floating) Widerstandszone für die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1;F i g. 2A shows a plan view of a floating resistance zone for the circuit arrangement according to FIG. 1;

F i g. 3 zeigt ein weiteres Alisführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung;F i g. 3 shows a further exemplary embodiment for a circuit arrangement according to the invention;

Fig.4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.Fig.4 shows a third embodiment of a circuit arrangement according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen direkt gekoppelten Kleinsignal-B-Verstärker 2 für kleine Leistungen, der in integrierter Schaltung aufgebaut ist und eine Quelle 4 für ein Eingangssignal V_1n enthält Die Quelle 4 ist üblicherweise das elektromagnetische Mikrofon eines Hörgerätes, wobei das Mikrofon zweipolig geschaltet ist Die Quelle 4 kann jedoch auch ein Mikrofon mit einer einzigen Ausgangsklemme aufweisen und mit einem Phasen teiler kombiniert sein, um das Ausgangssignal des Mikrofons in ein Ausgangssignal entsprechend einem Mikrofon mit zwei Polen oder Klemmen umzuwandeln.1 shows a directly coupled small-signal B-amplifier 2 for low powers, which is built in an integrated circuit and contains a source 4 for an input signal V _1n . The source 4 is usually the electromagnetic microphone of a hearing aid, the microphone being connected in two poles The source 4 can, however, also have a microphone with a single output terminal and be combined with a phase divider in order to convert the output signal of the microphone into an output signal corresponding to a microphone with two poles or terminals.

Der Verstärker 2 enthält einen Zweikanal-Vorverstärker 6 mit identischen Kanälen 8 und 10, von denen jeder eine Hälfte des Signals V_1n verstärkt Die Signale vom Vorverstärker 6 werden von einer Endstufe 12 weiterverstärkt und dann in einem Transformator 14 zusammengefaßt und der Last 16 zugeführt.The amplifier 2 contains a two-channel preamplifier 6 with identical channels 8 and 10, each of which amplifies one half of the signal V _1n.

Der Vorverstärker-Kanal 8 und eine Hälfte der Endstufe 12 werden im einzelnen beschrieben, und da der zweite Vorverstärker-Kanal 10 und die zweite Hälfte der Endstufe 12 jeweils identisch mit den ersten Hälften sind, wird auf diese Hälften, deren Bezugszeichen mit einem' versehen sind, nur kurz hingewiesen.The preamp channel 8 and one half of the output stage 12 are described in detail, and there the second preamplifier channel 10 and the second half of the output stage 12 are each identical to the first Are halves, reference is made only briefly to these halves, the reference numbers of which are provided with a '.

Der Vorverstärker-Kanal 8 weist drei Stufen auf, die von den NPN-Transistoren Ql, Q2 und <?3 gebildet werden. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Anzahl der Vorverstärkerstufen immer ungeradzahlig ist Eine Klemme der Signalquelle 4 ist über einen Kondensator C2 mit der Basis des Transistors Q1 der ersten Stufe verbunden, während dessen Emitter über einen Widerstand R2 geerdet ist. Der Kollektor des Transistors Q1 liegt über Widerstände R 3 und R 4 am positiven Pol Vb der Batterie sowie außerdem an der Basis des Transistors Q 2 der zweiten Stufe. Der Kollektor des Transistors Q 2 ist über einen Kondensator C 3 und einen Widerstand R 12 an den Kollektor des Transistors Qi angeschlossen und über einen Wider- « stand R 7 mit dem positiven Pol Vb der Batterie sowie außerdem mit der Basis des Transistors Q3 der dritten Stufe verbunden. Der Emitter des Transistors Q2 ist über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand RS und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors ζ) 5 geerdetThe preamplifier channel 8 has three stages, which are formed by the NPN transistors Q1, Q2 and <? 3. In this connection it should be mentioned that the number of preamplifier stages is always odd. A terminal of the signal source 4 is connected via a capacitor C2 to the base of the transistor Q 1 of the first stage, while its emitter is grounded via a resistor R2. The collector of the transistor Q 1 is connected via resistors R 3 and R 4 to the positive pole Vb of the battery and also to the base of the transistor Q 2 of the second stage. The collector of the transistor Q 2 is connected via a capacitor C 3 and a resistor R 12 to the collector of the transistor Qi and via a resistor R 7 to the positive pole Vb of the battery and also to the base of the transistor Q3 of the third Level connected. The emitter of transistor Q2 is grounded via a parallel circuit made up of a resistor RS and the collector-emitter path of a transistor ζ) 5

Der Emitter des Transistors Q 3 liegt über einen Widerstand R 6 an Erde, während sein Kollektor über Widerstände R 8 und R 10 mit dem positiven Pol Vb der Batterie sowie außerdem mit der Basis des Transistors Q 4 verbunden ist, der eine Hälfte der Endstufe bildet. Der Emitter des Transistors QA ist geerdet, während sein Kollektor an einem Ende der eine Mittelanzapfung aufweisenden Primärwicklung 18 des Transformators 14 liegt, dessen Mittelanzapfung mit dem positiven Pol Vb der Batterie verbunden ist. Die Sekundärwicklung 20 des Transformators 14 ist mit der Last 16 verbunden.The emitter of the transistor Q 3 is connected to earth via a resistor R 6, while its collector is connected via resistors R 8 and R 10 to the positive terminal Vb of the battery and also to the base of the transistor Q 4, which forms one half of the output stage . The emitter of transistor QA is grounded, while its collector is at one end of the center-tapping primary winding 18 of the transformer 14, the center tap of which is connected to the positive terminal Vb of the battery. The secondary winding 20 of the transformer 14 is connected to the load 16.

Wie bei B-Verstärkern üblich, wird das den Eingängen der Vorverstärker, nämlich den Basen der Transistoren Qi und QV zugeführte Signal V_in mit jeweils einer Hälfte im Kanal 8 und im Kanal 10 verstärkt, wobei zwischen den Kanälen ein Phasenunterschied von 180 Grad vorhanden ist. Die verstärkten Signale gelangen dann an die Eingänge der Endstufe As usual with B-amplifiers, the signal V _in fed to the inputs of the preamplifiers, namely the bases of the transistors Qi and QV , is amplified by half in channel 8 and half in channel 10, with a phase difference of 180 degrees between the channels . The amplified signals are then sent to the inputs of the output stage

12, d. h. an die Basen der Transistoren Q 4, Q 4', so daß diese Transistoren abwechselnd in den leitenden und den nichtleitenden Zustand geschaltet werden, wodurch einer der Transistoren Q 4, Q 4' während eines halben Zyklus des Eingangssignals leitet, während der andere Transistor sich im nichtleitenden Zustand befindet. Die an den Kollektoren der Transistoren Q 4, Q 4' auftretenden Halbwellen-Signale werden dann differentiell vom Transformator 14 zusammengefaßt, der über der Last 16 wieder eine vollständige Sinuswelle herstellt. Eine wesentliche Eigenschaft einer B-Endstufe besteht in ihrer Fähigkeit, eine hohe Signalleistung zu liefern und trotzdem im Leerlauf einen sehr niedrigen Ruhestrom aufzuweisen, was bei der Anwendung in Hörgeräten von besonderer Bedeutung ist.12, ie to the bases of the transistors Q 4, Q 4 ', so that these transistors are switched alternately into the conductive and the non-conductive state, whereby one of the transistors Q 4, Q 4' conducts during half a cycle of the input signal, during the other transistor is in the non-conductive state. The half-wave signals occurring at the collectors of the transistors Q 4, Q 4 ' are then differentially combined by the transformer 14, which again produces a complete sine wave via the load 16. An essential property of a B output stage is its ability to deliver a high signal power and still have a very low quiescent current when idling, which is of particular importance when used in hearing aids.

Um den Leerlaufstrom der Endstufenverstärker Q 4, Q 4' zu regeln, ist üblicherweise eine Gleichspannungsgegenkopplungsschaltung vorgesehen, die die Basisspannung der Transistoren Q 4, Q 4' konstant hält. Diese Gegenkopplungsschaltung besteht aus einer Widerstandsverbindung vom Ausgang des Vorverstärkers zur Basis des ersten Vorverstärkertransistors, nämlich einem Schaltungszweig vom Verbindungspunkt der Widerstände Λ8 und Λ10 über die Widerstände R9 und R1 zur Basis des Transistors Q1. Eine Gegenkopplung eines Wechselspannungssignals über diesen Schaltungszweig wird durch die Entkopplung mittels eines Kondensators Cl verhindert, der Wechselspannungssignale kurzschließt, die sonst über den Widerstand R 1 auf die Basis des Transistors Q1 gekoppelt wurden. Die Wirkungsweise derartiger Gegenkopplungen ist üblich und beispielsweise im einzelnen in der CA-PS 8 44 156 beschrieben.In order to regulate the no-load current of the output stage amplifier Q 4, Q 4 ' , a DC voltage negative feedback circuit is usually provided, which keeps the base voltage of the transistors Q 4, Q 4' constant. This negative feedback circuit consists of a resistor connection from the output of the preamplifier to the base of the first preamplifier transistor, namely a circuit branch from the connection point of resistors Λ8 and Λ10 via resistors R9 and R 1 to the base of transistor Q1. A negative feedback of an AC voltage signal via this circuit branch is prevented by the decoupling by means of a capacitor C1, which short-circuits AC voltage signals that were otherwise coupled to the base of the transistor Q1 via the resistor R 1. The mode of operation of such negative feedback is customary and is described in detail in CA-PS 8 44 156, for example.

Wie vorstehend bereits erwähnt, besteht ein Hauptnachteil von bisherigen B-Verstärkern, wie sie etwa in der CA-PS 8 44 156 beschrieben sind, in der am Ausgang auftretenden Verzerrung infolge großer Signalamplituden. Dies ergibt sich daraus, daß beim Leitendwerden des Transistors Q 4 der durch diesen Transistor fließende Strom vom Leerlaufgleichstrom, der beispielsweise 50 Mikroampere beträgt, zu einem Spitzenstrom ansteigt, der mehr als 25 Milliampere betragen kann, d. h, es ergibt sich eine 500fache Stromerhöhung. Da die Verstärkung des Transistors Q 4 direkt proportional dem durch ihn fließenden Strom ist, erhöht sich also seine Verstärkung um einen Faktor bis zu 500.As mentioned above, a major disadvantage of previous B amplifiers, such as those described in CA-PS 8 44 156, is the distortion that occurs at the output as a result of large signal amplitudes. This results from the fact that when the transistor Q 4 becomes conductive, the current flowing through this transistor increases from the no-load direct current, which is 50 microamps, for example, to a peak current which can be more than 25 milliamperes, i. That is, there is a 500-fold increase in current. Since the gain of transistor Q 4 is directly proportional to the current flowing through it, its gain increases by a factor of up to 500.

Die sich für den Transistor Q 3 ergebende Last ist die Parallelschaltung von Transistor Q 4 und Widerständen R 8 und R 10, und der Widerstand R 9 ist sehr groß und kann daher in erster Annäherung vernachlässigt werden. Die vom Transistor Q 4 gebildete Eingangsimpedanz ist umgekehrt proportional dem Strom durch diesen Transistor und nimmt in der gleichen Größenordnung ab, wie der Strom zunimmt, nämlich um einen Faktor bis zu 500. Infolge der Wirkung der Widerstände R 8 und R 10 nimmt jedoch die Last des Transistors Q 3 nicht um einen Faktor 500 ab, sondern statt dessen um einen wesentlich geringeren Wert Ist die vom Transistor Q 4 für den Transistor Q 3 gebildete Impedanz RmQi, so beträgt die Last Rlz des TransistorsThe resulting load for transistor Q 3 is the parallel connection of transistor Q 4 and resistors R 8 and R 10, and resistor R 9 is very large and can therefore be neglected as a first approximation. The input impedance formed by the transistor Q 4 is inversely proportional to the current through this transistor and decreases in the same order of magnitude as the current increases, namely by a factor of up to 500. However, the effect of the resistors R 8 and R 10 increases the load of the transistor Q 3 does not decrease by a factor of 500, but instead by a significantly lower value. If the impedance RmQi formed by the transistor Q 4 for the transistor Q 3, the load on the transistor is Rlz

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Man erkennt, daß infolge der Wirkung der Widerstände RS, R10 die Last R_L3 des Transistors Q3 nicht proportional der Eingangsimpedanz A₁₁₁₀₄ des Transistors Q 4 ist Wenn die Eingangsimpedanz des Transistors Q 4 bei Zunahme des Stroms durch diesen Transistor abnimmt, so nimmt die Last des Transistors Q 3 in geringerem Maße ab. Da die Verstärkung des Transistors Q 3 in erster Annäherung direkt proportional der Last des Transistors Q 3 ist, nimmt also die Verstärkung des Transistors Q 3 nicht im gleichen Maße ab, wie die des Transistors Q4 zunimmt., Dadurch lu ergeben sich Verzerrungen, denn große Signale werden in größerem Umfang verstärkt als kleine Signale, wodurch an der Last eine verzerrte Welle gebildet wird. Die Verzerrungsschwierigkeiten werden noch stärker, wenn die aus dem Transformator 14 und dem Widerstand 16 bestehende Last durch einen üblichen Ausgangswandler, etwa den Empfänger eines Hörgerätes, ersetzt wird. Da die Verstärkung der Endstufentransistoren Q 4, Q 4' ungefähr direkt proportional der Lastimpedanz ist und da derartige Empfänger eine Impedanz haben, die mit der Frequenz zunimmt, werden durch die Verzerrung gebildete Oberwellen stärker verstärkt als die Grundwelle. Die Verzerrung wird dadurch noch mehr vergrößert.It is seen that due to the effect of the resistors RS, R 10 the load R _L 3 of the transistor Q3 is not proportional to the input impedance of A ₁₁₁₀₄ of the transistor Q 4 is takes If the input impedance of the transistor Q4 decreases through this transistor with increasing current, so the load on transistor Q 3 decreases to a lesser extent. Since the gain of transistor Q 3 is in a first approximation directly proportional to the load of transistor Q 3 , the gain of transistor Q 3 does not decrease to the same extent as that of transistor Q4 increases Signals are amplified to a greater extent than small signals, creating a distorted wave on the load. The distortion difficulties become even worse if the load consisting of the transformer 14 and the resistor 16 is replaced by a conventional output transducer, for example the receiver of a hearing aid. Since the gain of the output stage transistors Q 4, Q 4 'is approximately directly proportional to the load impedance and since such receivers have an impedance which increases with the frequency, harmonics formed by the distortion are amplified more than the fundamental wave. This increases the distortion even more.

Bei typischen B-Verstärkern wurde versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu beseitigen, daß man in den Endstufen größere Leerlaufströme benutzte, um den Faktor zu verringern, um den sich der Strom in den Endstufentransistoren erhöht Dabei sind Leerlaufströme von 200 Mikroampere oder mehr je Endstufentransistor üblich. Trotz dieser verhältnismäßig großen Leerlaufströme sind jedoch bei Hörgeräten mit B-Verstärker akustische Verzerrungen von mehr als 10% üblich.Typical B-type amplifiers have attempted to overcome these difficulties by using the Output stages used larger no-load currents in order to reduce the factor by which the current flows into the Output stage transistors increased There are no-load currents of 200 microamps or more per output stage transistor common. Despite these relatively large no-load currents, however, hearing aids have B-amplifier acoustic distortion of more than 10% is common.

Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht demge- !5 genüber eine Verringerung der Leerlaufströme in der Endstufe, typischerweise bis zu 50 Mikroampere je Endstufentransistor, bei geringerer Verzerrung als die meisten bisherigen B-Verstärker mit Leerlaufströmen von 200 Mikroampere. So wurde ein Hörgerät mit ■»ο einem erfindungsgemäßen B-Verstärker hergestellt, bei dem die Verzerrung etwa 2% betrug, was ungefähr bisher bei Einsatz von B-Verstärkern mit Leerlaufströmen von 500 Mikroampere erreicht werden konnte.In contrast, the circuit according to the invention enables a reduction in the no-load currents in the circuit Output stage, typically up to 50 microamps per output stage transistor, with less distortion than that most previous B amplifiers with no-load currents of 200 microamps. So was using a hearing aid ■ »ο produced a B amplifier according to the invention, at where the distortion was about 2%, which was roughly up to now when using B-amplifiers with no-load currents of 500 microamps could be achieved.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in einer neuen Wechselspannungs-Gegenkopplung, durch die der Kollektor jedes Endstufentransistors Q 4, Q 4' über Widerstände R11 und R3 bzw. RW und A3' jeweils mit dem Kollektor des Transistors Ql bzw. QV der ersten Stufe gekoppelt ist Es hat sich gezeigt, daß durch so diese Linearisierung der Verstärkung des Verstärkers die Verzerrung infolge der vom Ausgang abhängenden Nichtünearität verringert wird. Durch diese Gegenkopplung wird die Verstärkung unabhängiger von der Lastimpedanz, wodurch die erhöhte Verzerrung bei Verwendung einer frequenzabhängigen Last etwa eines Empfängers, verringert wird. Es hat sich ergeben, daß dann, wenn die Verstärkung der Stufen Q 2, Q 3, Q 4 ohne Gegenkopplung multipliziert mit dem Verhältnis der Werte der Widerstände R U/R 4 wesentlich größer als 1 ist die Verstärkung der kombinierten Schaltung, nämlich des Vorverstärkers und der Endstufe wesentlich weniger abhängig vom Endstufenstrom ist. Wie vorstehend bereits erwähnt, führt somit ein Leerlaufstrom von etwa 50 Mikroampere je Endstufentransistor b5 zu einer Verzerrung von etwa 2%, was als annehmbarer Wert anzusehen istAn important feature of the invention is a new alternating voltage negative feedback, through which the collector of each output stage transistor Q 4, Q 4 ' via resistors R 11 and R 3 or RW and A3' with the collector of the transistor Ql or QV of the first It has been shown that this linearization of the gain of the amplifier reduces the distortion due to the non-linearity which is dependent on the output. This negative feedback makes the amplification more independent of the load impedance, as a result of which the increased distortion when using a frequency-dependent load such as a receiver is reduced. It has been found that if the gain of the stages Q 2, Q 3, Q 4 multiplied without negative feedback by the ratio of the values of the resistors RU / R 4 is significantly greater than 1, the gain of the combined circuit, namely the preamplifier and the output stage is much less dependent on the output stage current. As already mentioned above, an no-load current of approximately 50 microamps per output stage transistor b5 thus leads to a distortion of approximately 2%, which is to be regarded as an acceptable value

Der Gegenkopplungszweig über den Widerstand All ist nicht mit der Basis des Transistors QlThe negative feedback branch via the resistor All is not connected to the base of the transistor Ql

verbunden, da dadurch die vorstehend beschriebene Gleichspannungsgegenkopplung beeinträchtigt und außerdem die Eingangsimpedanz des Transistors Ql verringert werden würde. Eine geringere Eingangsimpedanz für den Transistor Q1 ist bei Hörgeräten unerwünscht, da dadurch die Verstärkung verringert und die Klangregelung erschwert wird. Außerdem würde eine Verbindung zur ersten Vorverstärkerstufe über den Widerstand Λ 11, die zur Basis des Transistors QV erfolgen müßte, d.h. eine sogenannte Querkopplung, eine Rückkopplung bilden. Wenn der Wandler nicht als guter Transformator arbeitet, ist die Wechselspannungsrückkopplung jedoch schlecht definiert, was zu einer unvorhersehbaren Verstärkung der Schaltung und möglicherweise auch zu vergrößerten Verzerrungen führen kann. 'connected, since this adversely affects the DC voltage negative feedback described above and also the input impedance of the transistor Ql would be reduced. A lower input impedance for the transistor Q 1 is undesirable in hearing aids, since this reduces the gain and makes tone control more difficult. In addition, a connection to the first preamplifier stage via the resistor Λ 11, which would have to be made to the base of the transistor QV , ie a so-called cross coupling, would form a feedback. However, if the converter does not work as a good transformer, the AC feedback is poorly defined, which can result in unpredictable gain in the circuit and possibly increased distortion. '

Zur Stabilisierung des Verstärkers mit den zwei Gegenkopplungszweigen ist ein Abgleich in Form eines Widerstandes RM und eines Kondensators C3 vorgesehen, so daß die · Stabilität des Verstärkers erheblich verbessert wird.To stabilize the amplifier with the two negative feedback branches, an adjustment in the form of a resistor RM and a capacitor C3 is provided so that the stability of the amplifier is considerably improved.

Der dargestellte Verstärker kann als integrierte Schaltung aufgebaut sein, und zwar für die in F i g. 1 dargestellten Transistoren typischerweise auf einem P-Substrat In derartigen Schaltungen werden integrierte Widerstände üblicherweise als diffundierte P-Schicht in einer N-Epitaxizone hergestellt. Die Epitaxizone ist normalerweise mit der aus einer Gleichspannung bestehenden Versorgungsspannung vorgespannt, um eine Leitung von der diffundierten Schicht zur Zonendiode zu verhindern. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung kann jedoch die Spannung an den Kollektoren der Endstufentransistoren <?4, Q 4' bei gewissen Betriebsbedingungen infolge der Transformatorwirkung über und unter die Batteriespannung schwingen. Wenn das Potential der diffundierten Schicht 0,6 V oberhalb der Gleichspannung liegt, so leitet die Strecke von der diffundierten Schicht zur Zonendiode der Widerstände RU, R W und schließt den Ausgang kurz. Um dies zu verhindern, kann bei der Herstellung der Widerstände RU und All' eine ungewöhnliche Anordnung verwendet werden, die in F i g. 2 gezeigt ist und in der das P-Substrat 30, auf dem die Schaltung hergestellt wird, in üblicher Weise geerdet ist und der Widerstand Λ11 aus P-Material 32 hergestellt ist, das sich in einer N-Epitaxizone 34 befindet Der Widerstand Λ 11 hat Kontakte 36 und 38, und man erkennt, daß für die Zone 34 keine Kontakte vorhanden sind, sondern daß diese Zone erdfrei (floating) ist Auf diese Weise wird erreicht, daß die vom P-Material 32 und der N-Zone 34 gebildete Diode nicht leitet und den Ausgang kurzschließt, selbst wenn ein Anschluß des Widerstandes RH auf einer Spannung oberhalb oder unterhalb der Batteriespannung Hegt Die Widerstände J? 11, Λ 11' können auch auf andere Weise getrennt werden, etwa durch Dickfilm- oder Dünnfilmaufbringverfahren oder durch Einsatz von diskreten Widerstandselementen.The amplifier shown can be constructed as an integrated circuit, specifically for the in FIG. 1 typically on a P-substrate. In such circuits, integrated resistors are usually produced as a diffused P-layer in an N-epitaxial zone. The epitaxial zone is normally biased with the DC supply voltage to prevent conduction from the diffused layer to the zone diode. In the circuit according to the invention, however, the voltage at the collectors of the output stage transistors <? 4, Q 4 'can fluctuate above and below the battery voltage under certain operating conditions as a result of the transformer effect. If the potential of the diffused layer is 0.6 V above the direct voltage, the path from the diffused layer to the zone diode of the resistors RU, RW conducts and short-circuits the output. In order to prevent this, an unusual arrangement can be used in the manufacture of the resistors RU and All ', which is shown in FIG. 2 and in which the P-substrate 30, on which the circuit is produced, is grounded in the usual manner and the resistor Λ11 is made of P-material 32, which is located in an N-epitaxial zone 34. The resistor Λ11 has Contacts 36 and 38, and it can be seen that there are no contacts for zone 34, but that this zone is floating conducts and shorts the output, even if one terminal of the resistor RH has a voltage above or below the battery voltage. The resistors J? 11, Λ 11 'can also be separated in other ways, for example by thick-film or thin-film application processes or by using discrete resistance elements.

Es sei darauf hingewiesen, daß trotz der Trennung der Widerstände R11, R H' von der Batteriespannung, vom Substrat 30 und voneinander (sie befinden sich in getrennten, erdfreien Zonen 34), die übrigen Widerstände des Verstärkers 2 gegebenenfalls alle in einer einzigen Zone liegen können, die auf Batteriespannung liegt Dies ist in Fig.2 angedeutet, wo eine weitere Zone 50 mit einem Widerstand 52 mit Kontakten 54 gezeigt ist Dieser Widerstand 52 kann irgendeiner der Widerstände aus F i g. 1, ausgenommen die Widerstände All, All', sein. Alle Widerstände aus Fig. 1, ausgenommen die Widerstände RW, RW, können sich in der gleichen Zone 50 befinden, und die Zone 50 liegt über den Kontakt 56 am Batteriepol Vb. It should be pointed out that despite the separation of the resistors R 11, RH ' from the battery voltage, from the substrate 30 and from one another (they are located in separate floating zones 34), the remaining resistors of the amplifier 2 may all be in a single zone This is indicated in FIG. 2, where a further zone 50 with a resistor 52 with contacts 54 is shown. This resistor 52 can be any of the resistors from FIG. 1, with the exception of the resistances All, All ', sein. All of the resistors from FIG. 1, with the exception of resistors RW, RW, can be located in the same zone 50, and zone 50 is connected to the battery terminal Vb via contact 56.

Normalerweise ist es erwünscht, die Zonen, in denen sich Widerstände befinden, mit der Batteriespannung vorzuspannen, um so einen Leckstrom in Sperrichtung zwischen der Zone 50 und dem Substrat 30 zu erhalten, wodurch dieser Strom nicht von dem Widerstand in der Zone geliefert zu werden braucht. Wenn der LeckstromUsually it is desirable to keep the areas where there are resistors at the battery voltage biasing so as to obtain a reverse leakage current between zone 50 and substrate 30, whereby this current does not have to be supplied by the resistor in the zone. When the leakage current

ίο von dem Zonenwiderstand geliefert werden würde, könnte dies zu einer PNP-Transistorwirkung führen, durch die ein erheblicher Stromfluß vom Widerstand zum Substrat entstehen könnte. Wenn jedoch die Widerstandsspannung um mehr als 0,6 V über die Batteriespannung ansteigen kann, was bei den Widerständen All, RU' der Fall ist, tritt eine derartige unerwünschte Transistorwirkung sicher ein. Aus diesem Grund wurden die Zonen der Widerstände All, RW von der Batterie getrennt, und die Stromverstärkung jeder unerwünschten Transistorwirkung wurde dadurch so klein wie möglich gemacht, daß die Zone 34 so klein wie möglich ausgebildet wurde. Wie Fig.2A zeigt, befinden sich die Grenzen der Zone 34 dicht am Material 32, das den Widerstand RU bildet, d.h., der Bereich der Grenzschicht zwischen Zone 34 und Substrat 30 ist so klein wie möglich ausgebildet ■ίο would be supplied by the zone resistor, this could lead to a PNP transistor effect, which could result in a considerable flow of current from the resistor to the substrate. However, if the resistance voltage can rise by more than 0.6 V above the battery voltage, which is the case with the resistors All, RU ' , such an undesirable transistor effect will certainly occur. For this reason, the areas of the resistors All, RW have been separated from the battery, and the current gain of any undesirable transistor effect has been made as small as possible by making the area 34 as small as possible. As FIG. 2A shows, the boundaries of the zone 34 are located close to the material 32 which forms the resistor RU , ie the area of the boundary layer between zone 34 and substrate 30 is designed to be as small as possible

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verstärkers besteht in einer Unterdrückung gleichphasiger Signale, im folgenden Gleichtaktunterdrückung genannt. Eine derartige Gleichtaktunterdrückung ist insbesondere bei Hörgeräten wichtig, da Batterien für derartige Geräte typischerweise eine Ausgangsimpedanz zwischen 2 Ω und 15 Ω haben. Dadurch kann auf der Batterieleitung ein Signal entstehen, dessen Größe mit der des zu verstärkenden Signals vergleichbar ist Dieses Batterieleitungssignal gelangt verhältnismäßig leicht über die Vorverstärker-Kollektorschaltungen in den üblichen Signalpfad, wodurch Instabilitäten und Verzerrungen auftreten. Da das Batterieleitungssignal beiden Kanälen gleich bzw. gemeinsam ist, während das zugeführte Signal in den Kanälen einen Phasenunterschied von 180 Grad aufweist, ist es wichtig, daß der Verstärker zwischen gemeinsamen Signalen und Differenzsignalen unterscheiden und das gemeinsame Signal weniger verstärken kann als das Differenzsignal. Diese Gleichtaktunterdrückung kann durch das Verhältnis von Verstärkung des Differenzsignals zu Verstärkung des gemeinsamen Signals gemessen werden.Another feature of the amplifier according to the invention consists in the suppression of in-phase Signals, hereinafter referred to as common mode rejection. Such a common mode rejection is This is particularly important in the case of hearing aids, since batteries for such devices typically have an output impedance have between 2 Ω and 15 Ω. As a result, a signal can arise on the battery line, its magnitude is comparable to that of the signal to be amplified. This battery line signal arrives relatively easily via the preamp collector circuits in the usual signal path, creating instabilities and Distortions occur. Since the battery line signal is the same or common to both channels, while the input signal has a phase difference of 180 degrees in the channels, it is important that the Amplifiers distinguish between common signals and differential signals and the common signal can amplify less than the difference signal. This common mode rejection can be achieved by the ratio from gain of the difference signal to gain of the common signal can be measured.

Die Gleichtaktunterdrückung ist in der dritten Vorverstärkerstufe" der Schaltung gemäß F i g. 1 vorgesehen, wozu die Emitter der Tansistoren Q 3, Q 3' am Punki 40 zusamniengeschaltct sind, der über einer. Widerstand R 6 geerdet ist Wenn bei dieser Anordnung an den Basen der Transistoren <?3, Q 3' identische, positiv werdende Signale auftreten, werden diese Transistoren weiter in den leitenden Zustand getrieben, und ihre Emitter werden ebenfalls positiv. Insgesamt ergibt sich daher eine geringe oder gar keine Änderung der Basis-Emitter-Spannung der Transistoren Q 3, Q 3', und die gemeinsamen Signale werden nur geringfügig oder gar nicht verstärkt Wenn jedoch Differenzsignale an den Basen der Transistoren Q 3, Q 3' auftreten, beispielsweise an der Basis des Transistors Q 3 ein positiv werdendes Signal und an der Basis des Transistors Q 3' ein entsprechendes, negativ werdendes Signal, dann ist die Gesamtpotentialänderung am Verbindungspunkt 40 sehr klein, da die vom Emitter des Transistors Q 3 gelieferte Änderung in positiveThe common mode rejection is provided in the third preamplifier stage "of the circuit according to FIG. 1, for which purpose the emitters of the transistors Q 3, Q 3 'are connected together at the point 40, which is grounded via a resistor R 6 Bases of transistors <? 3, Q 3 'occur identical positive-going signals, these transistors are driven further into the conductive state and their emitters also become positive. Overall, there is therefore little or no change in the base-emitter voltage the transistors Q 3, Q 3 ', and the common signals are only slightly or not reinforced However difference signals at the bases of transistors Q 3, Q 3' occur, for example at the base of the transistor Q 3, a positive going signal and the base of the transistor Q 3 ' a corresponding negative signal, then the total change in potential at the connection point 40 is very small, since that of the emitter of the transistor s Q 3 supplied change in positive

Richtung von der in negativer Richtung verlaufenden Änderung des Emitters des Transistors Q 3' aufgehoben wird. Somit ist die Änderung der Basis-Emitter-Spannung des Tranistors Q 3 groß, was zu einer Verstärkung des an der Basis des Transistors <?3 auftretenden, positiv werdenden Signals führt. Das bedeutet, daß gemeinsame Signale wesentlich weniger als Differenzsignale verstärkt werden, d. h., die Verstärkerstufe weist eine Unterdrückung von gleichphasigen Signalen bzw. Gleichtaktunterdrückung auf.Direction of the negative direction change in the emitter of the transistor Q 3 'is canceled. Thus, the change in the base-emitter voltage of the transistor Q 3 is large, which leads to an amplification of the signal that occurs at the base of the transistor <? 3, which becomes positive. This means that common signals are amplified significantly less than differential signals, ie the amplifier stage has a suppression of in-phase signals or common-mode rejection.

Demgegenüber ist in der Stufe mit den Transistoren Qi, QV keine Gleichtaktunterdrückung vorgesehen, denn obwohl die Widerstände R2.R2' die Verstärkung der gemeinsamen Signale verringern, verringern sie in gleicher Weise die Verstärkung der Differenzsignale.In contrast, no common-mode rejection is provided in the stage with the transistors Qi, QV , because although the resistors R2, R2 ' reduce the gain of the common signals, they reduce the gain of the differential signals in the same way.

Die von den Transistoren Q 2 und Q 2' gebildete zweite Vorverstärkerstufe bewirkt über den Transistor Q 5 und den Widerstand Λ 5 eine Gleichtaktunterdrükkung. Die Emitter dieser Transistoren sind am Verbindungspunkt 42 zusammengeschaltet und von dort über den Widerstand R 5 geerdet Die Kolektor-Emitter-Strecke des Transistors <?5 liegt parallel zum Widerstand R 5, und dieser Transistor ist mittels einer Diode, die mit einem in dargestellter Weise an die Basis des Transistors QS angeschlossenen Transistor Q 6 verbunden ist, vorgespannt und arbeitet als Stromquelle. Der Kollektor des Transistors Q 6 liegt über einen Widerstand R 13 am positiven Pol Vb der Batterie, und der Strom durch den Transistor Q 6 bestimmt den Strom durch den Transistor Q 5. The second preamplifier stage formed by the transistors Q 2 and Q 2 ' causes common mode suppression via the transistor Q 5 and the resistor Λ 5. The emitters of these transistors are connected together at the connection point 42 and from there grounded via the resistor R 5. The collector-emitter path of the transistor <? 5 is parallel to the resistor R 5, and this transistor is connected to a diode as connected to the base of transistor QS transistor Q 6 is biased and operates as a current source. The collector of transistor Q 6 is connected to the positive terminal Vb of the battery via a resistor R 13, and the current through transistor Q 6 determines the current through transistor Q 5.

Es sei darauf hingewiesen, daß beispielsweise zwischen die Emitter der Transistoren Q 3, Q 3' und den Verbindungspunkt 40 sowie zwischen die Emitter der Transistoren Q 2, Q 2' und den Verbindungspunkt 42 kleine Widerstände eingefügt werden können, ohne daß dadurch die Gleichtaktunterdrückung dieser Stufen nennenswert verringert wird.It should be noted that, for example, between the emitters of the transistors Q 3, Q 3 ' and the connection point 40 and between the emitters of the transistors Q 2, Q 2' and the connection point 42, small resistors can be inserted without the common mode rejection of these Levels is significantly reduced.

Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 ähnelt derjenigen aus Fig. 1, und in ihr sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The circuit arrangement according to FIG. 3 is similar to that of FIG. 1, and in it are corresponding Parts are denoted by the same reference numerals.

Die in Fig.3 gezeigte Schaltungsanordnung ist für eine geringere Verstärkung bestimmt als die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 und entsprechend sind die Transistoren Q2, Q2' in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.3 PNP-Transistoren. Da die über die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren Q 2, Q2' fließenden Ströme praktisch die Basisströme der Transistoren Q 3, Q 3' sind, ist sowohl die Leistungsanforderung als auch die Verstärkung der Schaltungsanordnung gemäß Fig.3 gegenüber derjenigen gemäß F i g. 1 verringert. In der Schaltungsanordnung gemäß F i e. 3 ist durch Verbindune der Emitter der Transistoren Q 3, Q 3' miteinander und über einen Widerstand R 14 mit Erde sowie eine entsprechende Verbindung der Emitter der Transistoren QI₁ Q Γ miteinander und über den Widerstand R 14 mit Erde Gleichtaktunterdrückungen gebildet.The circuit arrangement shown in FIG. 3 is intended for a lower gain than the circuit arrangement according to FIG. 1 and correspondingly the transistors Q2, Q2 ' in the circuit arrangement according to FIG. 3 are PNP transistors. Since the currents flowing through the emitter-collector paths of the transistors Q 2, Q2 'are practically the base currents of the transistors Q 3, Q 3' , both the power requirement and the gain of the circuit arrangement according to FIG G. 1 decreased. In the circuit arrangement according to FIG . 3 is formed by connecting the emitters of the transistors Q 3, Q 3 'to each other and via a resistor R 14 to ground and a corresponding connection of the emitters of the transistors Q I ₁ Q to each other and via the resistor R 14 to ground.

Es hat sich gezeigt, daß in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.3 die Kondensatoren C3, C3' einen erheblichen Ladestrom benötigen,.um dem Signalverlauf zu folgen. Unter gewissen Umständen ist der Kollektorstrom des Transistors Q 2 zu klein, um einen ausreichenden Ladestrom zu liefern, so daß eine Verzerrung entsteht Entsprechend können, wie gestrichelt angedeutet. Widerstände R 20, R 20' vorgesehen werden, die die Kollektoren der Transistoren Q 2, Q 2' mit Erde verbinden, um so die Ströme in den die Transistoren Q 2, Q 2' enthaltenden Stufen zu vergrößern. Die Kollektoren der Transistoren Q 2, Q 2' können über einen Widerstand R2i miteinander verbunden sein, um die Verstärkungserhöhung zu kompensieren, die sich durch die erhöhten Kollektorströme der Transistoren Q2,Q2' infolge Einfügung der Widerstände R 20, R 20' ergibt.It has been shown that in the circuit arrangement according to FIG. 3 the capacitors C3, C3 ' require a considerable charging current in order to follow the signal course. Under certain circumstances, the collector current of the transistor Q 2 is too small to supply a sufficient charging current, so that a distortion can occur. Correspondingly, as indicated by dashed lines. Resistors R 20, R 20 'are provided which connect the collectors of the transistors Q 2, Q 2' to ground, so as to increase the currents in the stages containing the transistors Q 2, Q 2 '. The collectors of the transistors Q 2, Q 2 ' can be connected to one another via a resistor R2i in order to compensate for the gain increase which results from the increased collector currents of the transistors Q2, Q2' as a result of the insertion of the resistors R 20, R 20 '.

Außerdem können gegebenenfalls zusätzliche, gestrichelt angedeutete Widerstände R 22, Λ 22' jeweils zwischen die Kollektoren der Transistoren Q 3, Q 3' und die Basen der Transistoren Q 4, QA' geschaltet werden, um den Betrieb des Transistors Q 4 durch Verringerung der Stromabhängigkeit der Änderung der Eingangsimpedanz der Transistoren Q 4, Q4' weiter zu linearisieren. In addition, additional resistors R 22, Λ 22 ', indicated by dashed lines, can be connected between the collectors of the transistors Q 3, Q 3' and the bases of the transistors Q 4, QA ' to enable the operation of the transistor Q 4 by reducing the current dependency linearize the change in the input impedance of the transistors Q 4, Q 4 '.

Abgesehen von diesen vorstehend erwähnten Änderungen stimmt die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 im wesentlichen vollständig mit der Schaltungsanordnung gemäß Fi g. 1 überein.Apart from these changes mentioned above, the circuit arrangement is correct according to FIG. 3 essentially completely with the circuit arrangement according to Fi g. 1 match.

Auch die Schaltungsanordnung gemäß Fig.4 hat weitgehende Ähnlichkeit mit der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1, und entsprechende Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 bezeichnet Die Unterschiede zwischen der Schaltungsanordnung gemaß F i g. 4 und der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 sind darin zu sehen, daß in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.4 der Transistor Q5 und der Widerstand R 5 weggelassen wurden, so daß in der zweiten Stufe des Vorverstärkers keine Gleichtaktunterdrückung erfolgt Statt dessen ist durch Verbindung der Emitter der Transistoren Qi, Qi' miteinander und über den Widerstand Ä6 nach Erde in der ersten Stufe eine Gleichtaktunterdrückung geschaffen worden. Außerdem wurde der Abgleichswiderstand R 12 weggelassen.The circuit arrangement according to FIG. 4 is also largely similar to the circuit arrangement according to FIG. 1, and corresponding components are given the same reference numerals as in FIG. 1 denotes the differences between the circuit arrangement according to F i g. 4 and the circuit arrangement according to FIG. 1 can be seen in the fact that have been omitted in the circuit shown in Figure 4, the transistor Q 5 and the resistor R 5, so that in the second stage of the preamplifier no common mode rejection occurs Instead, by connecting the emitters of the transistors Qi, Qi ' common-mode rejection has been created in the first stage with each other and via the resistance λ6 to earth. In addition, the balancing resistor R 12 has been omitted.

Typische Werte für die Bauelemente der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.Typical values for the components of the circuit arrangement according to FIG. 1 are in the following Table given.

Table 1

BauelementComponent

Typischer WertTypical value

R₁, R\ R₂, R'iR ₁ , R \ R ₂ , R'i

27kil27kil

2,3 kü.
52 kn
120 Ω
lOkii
1,5 m
24 kQ
400 Ώ2.3 kü.
52 kn
120 Ω
lOkii
1.5 m
24 kQ
400 Ώ

1-ortsct/unu1-ortsct / unu

BauelementComponent

Typischer WertTypical value

R₉,R ₉ , «9«9 C₁ C ₁ R\(hR \ (h R\oR \ o R\uR \ u R'nR'n QQ Ru,Ru, RnMarg RnMarg Qu Qi, Qi, Qz, 03 Qu Qi, Qi, Qz, 03 Lastwiderstand 16Load resistance 16 Q₆, Qa, QaQ ₆ , Qa, Qa C₁,C ₁ , Transformator 14Transformer 14 CiCi C₁,C ₁ , v_b v _b Qx,Qx, Qs,Qs,

Wie die Tabelle zeigt, hat der Widerstand R 4 einen kleinen Wert, verglichen mit den Widerständen /?3 und All, wodurch sichergestellt ist, daß die Wechselspannungsrückkopplungsschleife über den Widerstand RH eine minimale Wirkung auf die Gleichspannungsverhältnisse im Verstärker hat und die Stabilität des Verstärkers unterstützt wird.As the table shows, resistor R 4 has a small value compared to resistors /? 3 and All, which ensures that the AC voltage feedback loop through resistor RH has a minimal effect on the DC voltage ratios in the amplifier and supports the stability of the amplifier will.

Man erkennt ferner, daß anstelle des KondensatorsIt can also be seen that instead of the capacitor

47 kii47 kii

9.1 kl2
15 kii9.1 cl2
15 kii

8.2 ki2
36 kii8.2 ki2
36 kii

IkU
10 μΡ
0,03 μ,Έ
100 pF
1,55 VIkU
10 μΡ
0.03 μ, Έ
100 pF
1.55V

NPN-Transistoren mit einem Emitterbereichsvielfachen (emitter area multiple) von 1NPN transistors with an emitter area multiple (emitter area multiple) from 1

NPN-Transistoren mit einem Emitterbereichsvielfachen von 3 NPN transistors with an emitter area multiple of 3

Wicklungsverhältnis 1:1 mit Primärwicklung mit MittelanzapfungWinding ratio 1: 1 with primary winding with center tap

C3 zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors Q 2 oder Q 3 auch andere Abgleichsanordnungen vorgesehen werden können. So kann beispielsweise eine Reihenschaltung von Abgleichskondensator und Widerstand zwischen die Basis des Transistors Q 3 und Erde gelegt werden, um einen entsprechenden Abgleich zu erreichen.C3 between the base and the collector of the transistor Q 2 or Q 3, other balancing arrangements can also be provided. For example, a series connection of the balancing capacitor and resistor can be placed between the base of the transistor Q 3 and ground in order to achieve a corresponding balancing.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Directly coupled small-signal B amplifier (2) for low power, which is formed in an integrated circuit on a substrate (30) and can be connected to a battery via a terminal {Vb) , the amplifier (2) having essentially the same two , separate preamplifier channels (8, 10) each containing three preamplifier transistors and one transistor (ζ) I ₁ QV) for the first preamplifier stage, one transistor (Q 2, Q2 ') for the second preamplifier stage and a third Have transistor (Q 3, <? 3 ') for the third preamplifier stage, which are all directly coupled to one another and where the emitters of at least one pair of transistors (Q 3 and Q 3') are connected to one another and via a resistor (R 6) are grounded to give a common mode rejection for the preamplifier channels (8, 10), while an end transistor (Q 4, Q 4 ') is connected directly to the third transistor (Q 3, Qy) and a DC voltage ngs negative feedback loop (RX, Λ 9, Cl or RV, R 9 ', CV ) connects the collector of the third transistor (Q 3, Q 3') to the base of each first transistor (Q 1, QV) to the To regulate direct currents in the end transistors (Q 4, Q 4 ') and wherein the amplifier (2) has a load (14, 16) for the end transistors (Q 4, QA') , which has a center tap and two load connections has, while the end transistors (Q 4, Q 4 ') have the same polarity and the emitters of the end transistors (Q 4, Q 4') are connected to one another, the collector of an end transistor (Q 4) with one Load terminal and the collector of the other end transistor (Q 4 ') is connected to the other load terminal, characterized in that

that in each preamplifier channel (8, 10) the collector of each first transistor (Q i, QV) is connected to one end of a first resistor (Ri, R 3 '), the other end of which is connected to a first connection of a second resistor (R4, A4 ') is connected, the second connection of which is to the battery terminal (Vb) ,

that the first resistor (R 3, R 3 ') has a significantly higher resistance than the second resistor (R 4, A4'),

that each of the preamplifier channels (8, 10) has an essentially purely ohmic alternating current negative feedback loop to reduce the dependence of the gain of each preamplifier channel (8, 10) on the current flowing through the end transistors (Q 4, Q 4 '), wherein the alternating current negative feedback loop contains a feedback resistor (RH, Λ11 '), one terminal of which is connected to the collector of the respective end transistor (Q 4, Q 4') and the other terminal of which is connected to the junction of the first and second resistor (R 3, R 4; R 3 ', R 4') is connected,

that the resistance of the feedback resistor (R 11, R 11 ') is significantly higher than for the second resistor (R 4, R 4') ,.

that the feedback resistor (7? 11, RW) is isolated from the battery terminal (Vb) in such a way that the voltage across the feedback resistor

(RW, RW) can rise above the battery voltage, and

that each of the two preamplifier channels (8, 10) has compensation devices (R 12, C3; R 12 ', C3') each with a capacitor (C3, C3 ') which are connected to the base of the second or third transistors (Q 2, Q2 '; Q3, Q 3') is connected

2. Amplifier according to claim 1, characterized in that the feedback resistors (RIi) are formed from the same conductivity material as the substrate (30) and that the body of the feedback resistors (RU) relative to the substrate (30) by a zone (34) of opposite conductivity is separated, the zone

(34) has no direct connection to the battery terminal (Vb)

3. Amplifier according to claim 2, characterized in that the boundaries of the zone (34) are at a short distance from those of the feedback resistor (R 11).

4. Amplifier according to claim 1, characterized in that the emitters of the first transistors (Q 1, QV) and the emitters of the third transistors (Q 3, Q 3) are each connected to one another and via

the common resistor (R 6) are grounded.

5. Amplifier according to claim 1, characterized in that the emitters of the third transistors (Q 3, φ 3 ') are connected to one another and are grounded via the third resistor (R 6), that the

Emitter of the second transistors (Q 2, Q 2 ') are also connected to each other and grounded via a fourth resistor (R 5) and that a current source in the form of the collector-emitter circuit of a fifth transistor (Q 5) in parallel with the third resistor (R 6) is switched.

The invention relates to a directly coupled small-signal B amplifier according to the preamble of the claim 1.

B amplifiers, which are used in hearing aids, for example, usually have a three-stage, directly coupled transistor preamplifier, which is followed by a transistor output stage. To the Various possibilities are already known to improve the function of such amplifiers. For example is it is known to connect the emitters of a pair of transistors in one of the preamplifier stages and to connect it to ground via a resistor in order to increase the common mode rejection in the preamplifier raise. Furthermore, to create a control measure for the quiescent current in the output stage transistors DC negative feedback loops between the transistors of the output stage of the preamplifier and the Input of the preamplifier provided. Such a DC negative feedback loop is known from US-PS 83 290 known and fully explained in terms of function in CA-PS 8 44 156. Those met there However, measures are not enough to eliminate a certain type of distortion that occurs at B amplifiers has long occurred.

A major reason for distortion to occur

with B-amplifiers is that the amplification of a transistor with the current flowing through it increases. If a corresponding input signal is received by an amplifier, the