DE2748180C2

DE2748180C2 - Regelbarer gegengekoppelter Verstärker

Info

Publication number: DE2748180C2
Application number: DE19772748180
Authority: DE
Inventors: Uwe 7150 Backnang Blömker
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE2748180A1

Description

Die Erfindung betrifft einen regelbaren gegengekoppelten Verstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Verstärker ist bekannt (DE-OS 18 03 655).

Bei dem Verstärker nach der DE-OS 18 03 655 ist ein Gegenkopplungswiderstand, gebildet aus der Serienschaltung zweier Festwiderstande, mit einem aus Halbleitern bestehenden Stellglied verbunden. Dem Stellglied wird ein Stellstrom zugeführt, der aus der Verstärkerausgangsspannung gewonnen wird. Im Ruhezustand, d. h. wenn dem Stellglied keine Steuerspannung zugeführt wird, fließt durch die Dioden über Vorwiderstände ein Strom, so daß der differentielle Widerstand der Dioden niedrig ist und einer der Gegenkopplungswiderstände kurzgeschlossen ist. Durch Ansteuern eines mit den Dioden verbundenen Transistors fließt durch die Dioden weniger Strom und ihr Widerstand erhöht sich, so daß die Gegenkopplung des Verstärkers erniedrigt wird.

Dieser Verstärker ist nicht zur Einstellung einer mittleren Verstärkung nur in Abhängigkeit von Festwiderständen bei Ausbleiben des Stellstromes geeignet.

Aus der DE-AS 12 31305 ist ein Verstärker mit Dynamikregelung bekannt. Er weist am Verstärkereingang einen veränderbaren Spannungsteiler auf, dessen einer Zweig aus antiparallel geschalteten spannungsgesteuerten Dioden besteht. Bei Wegbleiben der Steuerspannung der Dioden ist allenfalls Maximalverstärkung, jedoch keine mittlere Verstärkung, die nur von Festwiderständen abhängt, zu erreichen.

Die AT-PS 2 89 201 beschreibt einen Transistorverstärker, zwischen dessen Verstärkerstufen ein Dämpfungsnetzwerk geschaltet ist. Ein Festwiderstand liegt im Längszweig und eine Diode im Querzweig. Der Vorstrom der Diode wird in Abhängigkeit eines Regelkriteriums gesteuert.

In der DE-OS 25 16 328 schließlich ist ein temperaturgesteuerter Verstärker beschrieben. Ein aus Dioden bestehender veränderbarer Widerstand im Rückkopplungszweig wird zur Erreichung einer Temperaturkompensation von einem Stellstrom gesteuert. Als Stellstrom wird das Ausgangssignal einer Differenzstufe herangezogen, deren einer Zweig in Abhängigkeit des Spannungsabfalls an einem Thermistor gesteuert wird. Die F i g. 1 zeigt eine bereits vorgeschlagene Schaltung. Dieser Verstärker besteht aus den Transistoren TSl und TS 2 mit den Arbeitswiderständen R 5 und 77? 1. Von der Wicklung des Ausgangsübertragers TA 1 ίο im Emitter des Transistors TS2 ist eine Gegenkopplung phasenrichtig zum Emitter des Transistors TS1 geführt, die aus dem Widerstand R 6 besteht, über den Kondensator C2 an den Emitterwiderstand A3 des Transistors TS1 geführt ist, und ein über C3 und C 4 gleichstrommäßig entkoppeltes Netzwerk aus den Dioden Di... D 4 enthält Die Dioden Di... D 4 dienen als Stellglieder und werden über die Klemme / durch einen Stellsirorn gesteuert In die Gegenkopplungsleitung ist der Transistor 7S3 geschaltet, der über die Klemme LAS leitend oder gesperrt gesteuert wird, wobei über den sehr hochohmigen Widerstand A4 negatives Potential an den Kollektor des Transistors 7S3 gelangt

Wenn durch Unterbrechen des Regelkreises der Stellstrom an der Klemme / zu Null wird, wird der Transistor 7S3 durch Ausfall der negativen Spannung an US in den gesperrten Zustand gesteuert und für die Verstärkung des Verstärkers sind im wesentlichen nur noch die Festwiderstände R3, A4 und R5 wirksam, die sich ohne weiteres so auslegen lassen, daß eine mittlere Verstärkung erreicht wird.

Zum Erreichen einer mittleren Verstärkung bei Unterbrechen des Regelkreises wird hier also ein spezielles Signal benötigt, das aus dem Stellstrom abgeleitet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Verstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, der kein zusätzliches Steuersignal benötigt und die Einstellung einer mittleren Verstärkung oder Dämpfung nur in Abhängigkeit von Festwiderständen beim Ausbleiben des Stellstroms ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die

kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Im Patentanspruch 2 ist eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verstärkers angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Dioden bezüglich der Festwiderstände ist die mittlere Verstärkung bei nicht vorhandenem Stellstrom nur durch Festwiderstände bestimmt. Bei stromlosen Dioden ist der relativ niederohmige weitere Festwiderstand im Gegenkopplungszweig abgetrennt. Die Gegenkopplung und damit die Verstärkung richtet sich dann nach dem viel hochohmigeren Festwiderstand im Längszweig. Gegenüber dem Schaltungsbeispiel in F i g. 1 ergibt sich noch der Vorteil, daß kein zusätzliches Steuersignal nötig ist und keine Leistung zur Verfügung gestellt werden muß, um den gesteuerten Halbleiterschalter bei Normalbetrieb dauernd durchzuschalten. Ein zusätzlicher Rauschanteil durch den gesteuerten Halbleiterschalter entfällt.

Die Erfindung soll jetzt anhand der Figuren näher erläutert werden.

Die F i g. 2 zeigt die Prinzipschaltung eines nach der Erfindung ausgeführten Verstärkers.

Der Verstärker V mit' dem Eingang E und dem Ausgang A wird gegengekoppelt über das Netzwerk mit den Widerständen /?7, RS, R9, den Dioden D5,

D6, D7, DS und den Kondensatoren C 5, C6 und C7. Der Sitellstrom wird in die Klemme /eingespeist

Das in F i g. 3 gezeigte Netzwerk ergibt sich, wenn die differentiellen Widerslände der Dioden D 5 und D 6 zusammengefaßt werden zu RD i und die der Dioden D7undD8zu/?D2.

Bei stromlosem Zustand der Dioden (Stellstrom gleich Null), d.h. RD\ = RD2>RS, ergibt sich eine mittlere Verstärkung

Mn =

RS Rl

(D

RX =

RY

RZ =

RDl

(2)

R9 ■ RDl + Ä9 · RVl + RDl ■ RDl

R9

(3)

R9 ■ RDi + R9 ■ RDl + RDl ■ RDl

RDl

14)

RS RX ₌ RS ■ RX(Rl +RY)

1 RS ■ RY (RS+RX) 1 _1_

Rl RY (5)

Setzt man Gleichung (1) mit Gleichung (5) gleich, ergibt sich eine Verhältnisgleichung für die Einstellung der veränderlichen Widerstände für die mittlere Verstärkung bei Regelung.

Vm = V

Zur weiteren Berechnung der Verstärkung wird mit dem in Fig. 3 gezeigten Netzwerk eine Stern-Dreieckstransformation vorgenommen. Die Schaltung zeigt Fig. 4 und die darin enthaltenen Widerstände bestimmen sich zu

Die Verstärkung bei Vorhandensein des Stellstromes beträgt also

Es folgt

10 RX ■ (Rl +RY) RY- (RS+RX)

= 1

RX RY

RS Rl

15 Setzt man in (7) die Gleichungen (2) und (3) ein, ergibt sich

R9 · RDl + R9 ■ RDl + RDl ■ RDl

R9 RDl

RS

Rl

Das heißt, daß für mittlere Verstärkung das Verhältnis des Längswiderstandes R 9 zum Querwiderstand RD 2 (differentieller Widerstand der Dioden D 7 und D 8 aus F i g. 2) gleich sein muß dem Verhältnis der Festwiderstände R 8 und R 7.

Fig.5 zeigt eine ausgeführte Schaltung nach der

Erfindung mit dem in F i g. 2 gezeigten Regelnetzwerk.

Bis auf das Regelnetzwerk mit den Dioden D 5... DS und den Kondensatoren C6... CS ist der Verstärker aufgebaut wie in F i g. 1.

Der Stellstrom fließt über die Dioden D 7, D 6, DS, D8 zur Klemme /und bei Ausfall des Stellstromes, z. B. durch Unterbrechen des Regelkreises, wird das Gegenkopplungsnetzwerk wirksam, wie vorher dargestellt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich neben der einfachen Schaltung und der Einsparung von Bauelementen gegenüber dem Stand der Technik noch der Vorteil, daß weder Kontakte die Übertragung stören können, noch zusätzliche Halbleiter die Geräuschbilanz verschlechtern.

Die Schaltung nach der Erfindung kann selbstverständlich auch ohne weiteres nicht nur bei Verstärkern, wie oben gezeigt, sondern auch bei Dämpfungsgliedern verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regelbarer gegengekoppelter Verstärker, dessen Gegenkopplungsnetzwerk Festwiderstände enthält, an deren gemeinsamen Verbindungspunkt ein von einem Stellstrom gesteuertes Stellglied, bestehend aus mehreren Dioden, angeschaltet ist, wobei einer der Festwiderstände im Längszweig des Gegenkopplungsnetzwerkes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Festwiderstände (R 7) im Querzweig angeordnet ist, daß mindestens eine Diode (D 5, D 6) in Reihe zu einem weiteren Festwiderstand (R 9) im Längszweig und mindestens eine weitere Diode (D 7, DS) im Querzweig liegt und daß die Dioden derart gepolt sind, daß sie vom Stellstrom (I) alle in gleicher Richtung durchflossen werden.

Z Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden im Längszweig aus zwei wechselstrommäßig antiparallel geschalteten Dioden (D 5, D 6) bestehen und daß die Dioden im Querzweig ebenfalls aus zwei wechselstrommäßig antiparallel geschalteten Dioden (D 7, D 8) bestehen.