DE2756332C2 - Signalverstärker mit in Kaskade geschalteten, in ihrer Verstärkung regelbaren Verstärkerstufen - Google Patents

Description

Die Eifindung bezieht sich auf einen Signalverstärker mit in Kaskade geschalteten, in ihrer Verstärkung regelbaren ersten und zweiten Verstärkerstufen, wobei die zweite Stufe zwei durch eine Verstärkungsregelspannung gesteuerte Halbleiteranordnungen mit nahezu exponentieller Strom-Spannungs-Kennlinie aufweist, auf die der von einer Stromquelle gelieferte Signal- und Gleichstrom aufgeteilt wird und wobei die erste Stufe in Abhängigkeit von dem Ausgangsgleichstrom der zweiten Stufe so gesteuert wird, daß ihre Regelung erst einsetzt wenn die Verstärkung der zweiten Stufe schon herabgesetzt ist

Ein solcher Signalverstärker ist aus der US-PS 36 65 317 bekannt

Bei der Verstärkungsregelung in Kaskade geschalteter Verstärkerstufen, beispielsweise in HF- oder ZF-Zeilen von Rundfunk- oder Fernsehempfängern, ist es erwünscht, die Verstärkungsverringerung bei niedrigen Signalpegeln in einer nachgeschalteten Verstärkerstufe derart erfolgen zu lassen, daß das Signal-Rauschverhältnis in den vorangehenden Stufen optimal bleibt Wenn das Signal größer wird, wird die Verstärkungsregelung auch auf die vorangehenden Stufen derart ausgedehnt, daß alle Stufen vor nichtlinearer Verzerrung, beispielsweise Kreuzmodulation, effektiv geschützt werden.
Eine derartige sogenannte verzögerte AVR-Regelung der vorangehenden Stufen ist an sich bekannt Dabei können beispielsweise die nachfolgenden Methoden angewandt werden:

1. Die Verstärkungsregelspannung, die im allgemeinen durch Detektion aus dem Ausgangssignal des Verstärkers erhalten sein kann, wird einerseits einer nachgeschalteten Verstärkerstufe zugeführt und andererseits einer Schwellenanordnung, die aus der Verstärkungsregelspannung eine Regelspannung für die verzögerte Regelung einer vorangehenden Stufe ableitet.

2. Die Verstärkungsregelspannung wird wieder der nachgeschalteten Stufe zugeführt; diese Stufe ist jedoch zugleich als Regelspannungsverstärker mit einem Regelspannungsausgang wirksam, dem die Regelspannung für die erste Stufe entnommen wird Zwischen dem Regelspannungsausgang der nachgeschalteten Stufe und dem Regelspannungseingang der davor angeordneten Stufe kann eine Schwelle liegen.

In beiden Fällen kann auch die davor angeordnete geregelte Stufe selbst durch eine geeignet gewählte Schwelle für die Verstärkungsregelspannung als Schwellenanordnung wirksam sein.

Bei den obengenannten bekannten Methoden für verzögerte AVR wird der Obernahmepunkt, wo die Regelung der vorangehenden Stufe anfängt, dadurch gegeben, daß die Verstärkungsregelspannung (gegebenenfalls durch die nachgeschaltete Stufe verstärkt) einen vorbestimmten Wert (die Schwelle) überschreitet Durch Toleranzstreuung in Bauelemente, Alterung und Temperaturverlauf kann es jedoch passieren, daß die Übernahme nicht am optimalen Punkt erfolgt; also entweder fängt die Verstärkungsregelung 4er vorangehenden Stiatn zu früh an, was mit einem Verlust an Signal-Rauschverhältnis einhergeht, oder die Regelung setzt zu spät ein, dann wird die spätere Stufe übersteuert, wodurch eine nichtlineare Verzwerrung entsteht Selbstverständlich lassen sich diese Probleme vermeiden durch geeignete Maßnahmen, z. B. durch ein Abregelelement zum Ausgleichen von Bauelementtoleranzen, durch Temperaturausgleichsmaßnahmen und durch die Anwendung von Bauelementen, die der Alterung nur wenig ausgesetzt sind, an den zur Bestimmung des Übernahmepunktes kritischen Stellen. Diese Maßnahmen sind jedoch alle verhältnismäßig teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verzögerte AVR-Regelung zu schaffen, die sich insbesondere zur Ausbildung in einer monolithisch integrierten Schaltung eignet, wobei ohne die oben genannten Maßnahmen, wie Abregelung und Temperaturausgleich, die Übernahme immer am optimal vorbestimmten Punkt erfolgt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Signalverstärker der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Schaltung zur Ableitung je eines Steuersignals aus jedem der beiden Ausgangsgleichströme der zweiten Stufe vorgesehen ist, daß die Differenz der Steuersigna-Ie eine Schwellenwertschaltung steuert, deren Ausgang mit dem Regeleingang der ersten Stufe gekoppelt ist, und daß die Schwellenwertschaltung so ausgebildet ist, daß die Regelung der ersten Stufe bei wenigstens annähernder Gleichheit der Steuersignale einsetzt. Das Prinzip, auf dem die Erfindung beruht, ist, daß der Übernahmepunkt nicht an erster Stelle aus dem Wert der Verstärkungsregelspannung, sondern vielmehr aus dem Wert der Verstärkungsverringerung der nachgeschalteten Stufe bestimmt wird. Sollte beispielsweise infolge des Temperatureinflusses eine bestimmte Verstärkungsverringerung erst bei einer etwas höheren Verstärkungsregelspannung verwirklicht werden, so ist die Verstärkungsübernahme nach wie vor optimal, da sie durch die Verstärkungsverringerung und nicht durch die Verstärkungsregelspannung bestimmt wird.

Bei dem geregelten Signalverstärker nach der Erfindung wird die Verstärkungsverringerung durch die Stromverteilung des Signalstromes zwischen den beiden Halbleiterregelelementen gegeben, denn in dem Maß, wie Signalstrom vom ersten Halbleiterregelelement zum zweiten umgeleitet wird, ist die Verstärkungsverringerung größen Durch Verwendung von Halbleiterregelelementen mit exponentieller Strom-Spannungskennlinie wird erreicht, daß die Signalstromverteilung der Gleichstromverteilung entspricht und damit ist das Verhältnis zwischen den Gleichströmen der beiden Halbleiterelemente ein geeignetes Maß für die Verstärkungsverringerung der Stufe. Dieses Verhältnis kann im allgemeinen beispielsweise durch Verwendung von Widerständen in den Gleichstromausgangskreisen der Halbleiterregelelemente genau bestimmt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Signalverstärkers,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Verstärkerstufe zum Gebrauch in einem Signalverstärker nach der Erfindung und

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Signalverstärkers nach der Erfindung.

Der Signalverstärker nach F i g. 1 enthält eine erste Verstärkerstufe 1 mit einem Signaleingang 2 und einem Signalausgang 3. Der Signalausgang 3 ist mit einem Signaleingang 4 einer zweiten Verstärkerstufe 5 verbunden, von der ein Signalausgang 6 mit einer Detektorschaltung 7 verbunden ist Das Ausgangssignal der Detektorschaltung 7 wird einer Regelspannungserzeugungsschaltung 8 zugeführt, die an einem Regeleingang 9 der Verstärkerstufe 5 eine Verstärkungsregelspannung V_sgc liefert Ein differenticller Gleichspannungsausgang 10—11 der Stufe 5 ist mit dem Eingang eines als Schwellenschaitung wirksamen Differenzverstärkers 12 verbunden, von dem eine Ausgangsklemme 35 mit einem Regeleingang 13 der Verstärkerstufe 1 verbunden ist.

Die Verstärkerstufe 5 enthält einen geregelten Verstärker mit zwei emittergekoppelten Transistoren Γι und T₂ deren Emitterelektroden an eine über den Eingang 4 gesteuerte Stromquelle 14 angeschlossen sind, die den Transistoren Γι und T₂ einen Strom /liefert, der aus einem Signalstromanteil i_s und einem Gleichstromanteil /zusammengesetzt ist. Die Verstärkungsregelspannung Vage wird der Basiselektrode des Transistors T₂ zugeführt, und die Basiselektrode des Transistors 7*i ist mit einem Bezugspotential V_ref verbunden.

Im Kollektorkreis des Transistors 71 ist ein Signalausgangswiderstand 15 und in Reihe damit ein durch einen Kondensator 16 entkoppelter Gleichspannungsausgangswiderstand 17 vorgesehen. Der Kollektorkreis des Transistors T₂ enthält einen von einem Kondensator 18 entkoppelten Gleichspannungsausgangswiderstand 19.

Die Signalspannung am Widerstand 15 wird über die Klemme 6 dem Detektor 7 zugeführt und die Gleichspannungen an den Widerständen 17 und 19 werden über die Klemmen 10 und 11 dem Differenzverstärker 12 zugeführt.

Bekanntlich weisen die Transistoren 7Ί und 7} im allgemeinen eine exponentiell Basis-Emitter-Kennlinie auf, die wie folgt dargestellt werden kann:

/1 =/„, exp

Ut

und I₂ = Id).

U_T

Darin sind i\ und /₂ die Emitterströme, V_M und V_hei die Basis-Emitterspannungen und l_o\ und /„2 die Sättigungsströme der Basis-Emitterübergänge in Sperrrichtung der Transistoren 7Ί bzw. T₂ · Ut ist die sogenannte Temperaturspannung, die bei 300⁰K etwa 26 mV beträgt. Aus dem obenstehenden folgt für das

Verhältnis—zwischen den beiden Emitterströmen:

U_t

Da V_bc2 - Vbe\ - Vage ~ KcT ^eine vom Strom i unabhängige Größe ist, folgt, daß auch die Stromverteilung

- vom Wert des Stromes ; unabhängig ist. Dies hat zur

Folge, daß der von der Quelle 14 gelieferte Signalstromanteil i_s durch die zwei Transistoren T₁ und 7"₂ unverzerrt in zwei Signalstromanteile /,, und ;_l2 aufgeteilt wird. Außerdem hat dies zur Folge, daß der von der Quelle 14 gelieferte Gleichstromanteil / sich in demselben Verhältnis wie der Signalstrom /, über die Transistoren 7] und T₂ verteilt. Folglich gilt:

10

Das Verhältnis — zwischen den Signalstromanteilen

i,\

bestimmt im wesentlichen die Versiärkungsverringerung der Verstärkerstufe 5. Denn wenn der ganze Signalstrom i_s durch Γ, fließt

ist die Verstärkung maximal; fließt durch T] und T₂ ein gleich großer Strom

15

20

1 . M = 'α =τί₃

)■

25

■ T₂A₁₉ also -Ξ—^²"

30

so ist die Verstärkungsverringerung 6 dB und bei sehr kleinem ϊ_Λ (ψ- sehr groß ) ist die Verstärkungsverrin-

\hi J

gerung groß.
Da das Verhältnis — zwischen den Gleichstrom-

'1

anteilen durch die Transistoren T₂ und 7", dem Verhältnis — zwischen den Signalstromanteilen entspricht, ^3d

ist die Größe des Verhältnisses — ein genaues Maß

für die in der Stufe 5 verwirklichte Verstärkungsverringerung und viel genauer als die Regelspannung V^.,, die zwar die Verstärkungsverringerung herbeiführt, aber dafür kein genaues Maß bildet.

Das Verhältnis — wird in der Schaltungsanordnung

nach Fig. 1 wie folgt dazu benutzt, die Übernahme der Verstärkungsregelung durch die Stufe 1 erfolgen zu lassen. Der Gleichstrom /, fließt durch den Widerstand 17 mit dem Wert A₁₇ und verursacht an der Ausgangsklemme 11 eine Gleichspannung V_B - TiTf₁₇. Auf gleiche Weise fließt der Gleichstrom I₂ durch den Widerstand B^ mit dem Wert A₁9 und verursacht an der Ausgangsklemir.e 10 eine Gleichspannung Vb - T₂Tf₁₉. Die difierentielle Gleichspannung zwischen den Klemmen 10 und 11 beträgt also TiAi₇ - T₂Ti₁₉. Wenn nun die Regelung der Stufe 5 soweit fortgeschritten ist, daß diese differentielle Gleichspannung Null wird, gilt:

60

Mit anderen Worten, das Verhältnis zwischen den Werten der Widerstände 17 und 19 bestimmt den Wert

von—und damit das Ausmaß an Verstärkungsverringe-

rung in der Stufe 5, wobei die differentielle Spannung an den Klemmen 10 und 11 Null wird. Dieses Null-werden der differentiellen Spannung zwischen den Klem

65 men 10 und 11 wird durch die als Differenzspannungsverstärker ausgebildete Schwellenanordnung 12 detekticrt. Dieser Differenzspannungsverstärker enthält zwei emittergekoppelte Transistoren Ty und 7}, deren Basiselektroden mit den Klemmen 10 bzw. 11 und deren Emitterelektroden mit einer Gleichstromquelle 20 verbunden sind. Die Kollektorelektrode von Tj ist mit einem Belastungswiderstand 21 und mit dem Regeleingang 13 des Verstärs 1 verbunden.

Im allgemeinen wird der Wert des Widerstandes 17 größer gewählt als der des Widerstandes 19. Bei großer Verstärkung der Stufe 5 wird dann die Spannung am Widerstand 17 größer sein als die am Widerstand 19. Dies hat zur Folge, daß der Transistor 7} praktisch den ganzen Strom der Quelle 20 führt und daher der Transistor 7ä gesperrt ist Die Koilektorelektrode des Transistors Ti bleibt auf Massepotential und die Stufe 1 wird nicht geregelt Nimmt infolge 'der Verstärkungsregelung der Stufe 5 der Gleichstrom Ti durch den Widerstand 17 soweit ab und der Gleichstrom h durch den Widerstand 19 soweit zu, daß der Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 10 und 11 nahezu Null (oder wenigstens klein genug) wird, so wird T3 einen Teil des Stromes der Quelle 20 führen, die Kollektorspannung von T3 steigt und die Regelung der Stufe 1 fängt an. Die Regelung der Stufe 1 erfolgt nun über die Stufe 5 und die Schwellenschaltung 12, die nun beide als Gleichspannungsverstärker für die AVR-Regelspannung für die Stufe 1 wirksam sind. Andererseits ist es auch möglich, wie nachher anhand der F i g. 3 beschrieben wird, die Regelung der vorangehenden Stufe 1 unmittelbar aus der Regelspannungserzeugungsschaltung 8 erfolgen zu lassen, wobei der Ausgang des Differenzverstärkers 12 nur dazu verwendet wird, diese Regelung unwirksam zu machen, beispielsweise durch Unterbrechung oder durch Kurzschluß der Regelverbindung zwischen der Schaltungsanordnung 8 und der Verstärkerstufe 1.

Die Verstärkerstufe nach F i g. 2, die zum Ersatz der Stufe 5 in F i g. 1 dienen kann, ist symmetrisch ausgebildet Dadurch können die Eingangsklemmen (4a, 4b) und die Ausgangsklemmen (6a, 6b) symmetrisch ausgebildet werden und zugleich können Entkopplungskondensatoren, wie die Kondensatoren 16 und 18 aus Fig. 1, entfallen.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 enthält Regeltransistoren T₅ und 7*6, deren Emitterelektroden über die Dioden Lh und Di an den Kollektor eines Transistors Τη mit einem Emitterwiderstand 22 von beispielsweise 620 0hm angeschlossen sind. Außerdem enthält die Schaltungsanordnung Regeltransistoren Tg und T₉, deren Emitterelektroden über Dioden D* und Da. an den Kollektor eines Transistors Τίο mit einem Emitterwiderstand 23 von ebenfalls 620 Ohm angeschlossen sind. T₇ und Γ10, deren Emitterelektroden über einen Widerstand 24 von 120 Ohm miteinander verbunden sind, können an ihren Basiselektroden über die Eingangsklemmen 4a, 4£> symmetrisch angesteuert werden, und zwar mit dem zu verstärkenden Signal, so daß die Koflektorelektroden von T₁ und 7» gleiche Gleichströme und entgegengesetzte Signalströme liefern.

Die Basiselektroden von 7e und 7J sind zusammen an den Regelspannungseingang 9 angeschlossen und die Basiselektroden yon Ts und T₉ an ein festes Bezugspotential Vrrf

Die Kollektorelektroden von T₅ und 71, sind über je einen Signalbelastungswiderstand 25 bzw. 26 von 810 Ohm mit der Emitterelektrode eines Transistors 711

verbunden, dessen Kollektorelektrode über einen Widerstand 27 von 300 Ohm an einen Speisewiderstand 28 von 1,8 kOhm angeschlossen ist. Die Kollektorelektroden von 7*6 und T» sind gemeinsam mit der Basis von Tu und über einen Widerstandsnetzwerk 29,30,31 mit dem Speisewiderstand 28 verbunden. Das Widerstandsnetzwerk enthält die Reihenschaltung aus zwei Widerständen 29 und 30 von 1,5 kOhm bzw. 91 Ohm und parallel dazu den Widerstand 31 von 560 0hm. Die Verbindung zwischen den Widerständen 29 und 30 bildet die Klemme 10 des differentiellen Regelspannungsausgangs und der Kollektor von Tu bildet die Klemme 11 dieses Ausganges.

Der Signalstrom und der Gleichstrom von Tr werden infolge der Steuerung durch die Regelspannung V_agc über die Transistoren Ts und Ti verteilt und der durch Ts fließende Teil dieses Stromes ergibt am Widerstand 25 eine geregelte Signalspannung, die über die Klemme 6a entnommen werden kann. Auf gleiche Weise wird der Signalstrom von Γ10 durch die Regelspannung V_a/,_c auf entsprechende Weise über die Transistoren Tg und T> verteilt und der durch Γ9 fließende Teil dieses Stromes ergibt am Widerstand 26 eine geregelte Signalspannung, die über die Klemme 6b entnommen werden kann. Da die Signalströme durch T₇ und Γιο entgegengesetzte Phase haben, haben auch die Signalspannungen an den Klemmen 6a und 6b entgegengesetzte Phase.

Die beiden Gleichstromanteile von Ts und T) fließen gemeinsam durch Tu und durch den Widerstand 27. Auf gleiche Weise fließen die beiden Gleichstromanteile von Ti und Te durch das Widerstandsnetzwerk 29,30,31. Auf entsprechende Weise wie anhand der F i g. 1 beschrieben wurde, ist an den Klemmen 10 und 11 eine differentielle Gleichspannung verfügbar, die Null wird, wenn das Verhältnis zwischen den genannten Gleich-Stromanteilen und damit die Verstärkungsverringerung der Stufe einen bestimmten durch die Widerstände 27, 29,30 und 31 festgelegten Wert aufweist

Der Transistor T_u dient dazu, den Gleichspannungspegel an den Ausgangsklemmen 6a und 6b konstant, d. h. unabhängig von der Verstärkungsregelung zu machen, derart, daß eine nachfolgende Stufe nicht durch die Verschiebung des Gleichspannungspegels gestört wird. Bei zunehmender Verstärkungsverringerung nimmt der Gleichstrom durch Ts und 7g ab, so daß die Gleichspannung an den Klemmen 6a und 6b zunehmen würde. Aber der gleichzeitig zunehmende Gleichstrom durch Te, Ts verursacht eine sinkende Gleichspannung an der Basis von Γη und damit infolge der Emitterfolgerwirkung von Γη zugleich eine sinkende Spannung an dem mit dem Emitter von Tu verbundenen Anschluß der Widerstände 25 und 26. Diese Spar.jiup.gsverrir.gerung gleicht den sonst auftretenden Spannungsanstieg an den Klemmen 6a und 66 aus, wenn der Widerstandswert des Netzwerkes 29, 30, 31 etwa die Hafte des Widerstandswertes jedes der Widerstände 25 und 26 ist. Die Spannungsteilung der Widerstände 29 und 30 ist derart gewählt, daß die Verstärkungsregelübernahme des ersten Verstärkers bei der richtigen Stromverteilung in den Transistoren T₅, T₆, Ti, T₉ erfolgt. Der Widerstand 31 bezweckt, zu vermeiden, daß der Widerstand 30 einen zu kleinen schwer zu integrierenden Wert aufweisen muß.

Die Dioden in Reihe mit den Emitterelektroden der Regeltransistoren verbessern das Signal-Rauschverhältnis des Verstärkers unter Beibehaltung der gewünschten exponentiellen Strom-Spannungskennlinie des durch jeden Regeltransistor mit der zugeordneten Diode gebildeten Halbleiterregelelementes. Widerstände 32 und 33 von je 2,4 kOhm zwischen den Kollektorelektroden der Transistoren Ti bzw. Γιο einerseits und der Speisespannung Vb andererseits verringern den Rauschanteil der Transistoren T₅, T₆, T₈, T₉ unter Beibehaltung einer einwandfreien Großsignalverarbeitung in den Transistoren T₇ und Γιο-

In den obenstehend beschriebenen Schaltungsanordnungen wird das Verhältnis zwischen den Gleichstromanteilen der Regeltransistoren dadurch bestimmt, daß diese über die Widerstände (17, 19 in F i g. 1; 27, 30 in Fig.2) mit einem vorbestimmten Verhältnis geführt und detektiert wird, wenn die Spannungen an diesen Widerständen einander etwa entsprechen. Es ist jedoch auch möglich, einen der Ströme mit einem bestimmten Faktor zu verstärken bzw. zu dämpfen, beispielsweise in einem Stromspiegel und von diesem Wert den anderen Strom zu subtrahieren. Der sich daraus ergebende Differenzstrom wird dann gemessen und wenn dieser Null oder nahezu Null ist, wird der AVR-Übernahme bewirkt.

F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, in der entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 und F i g. 2 bezeichnet sind.

Die Verstärkungsregelspannung V_aga die durch die Regelspannungserzeugungsschaltung 8 geliefert wird, wird über einen Emitterfolgertransistor Γι 2 und einen Widerstand 34 von 4,7 kOhm dem Regelspannungseingang 9 der zweiten Verstärkerstufe 5 zugeführt und zugleich der Emitterelektrode eines pnp-Transistors Γ13, dessen Basiselektrode mit dem Ausgang 35 des Verstärkers 12 verbunden ist Die Kollektorelektrode des pnp-Transistors Tu ist mit der Basiselektrode eines npn-Transistors TU verbunden; die Kollektorelektrode von Tu ist mit der Emitterelektrode von Tb verbunden und die Emitterelektrode von Tm ist an den Regeleingang 13 der ersten Verstärkerstufe 1 und an eine Anzahl in Reihe geschalteter Dioden D angeschlossen. Bekanntlich kann die pnp-/npn-Kombination Tu, Th als ein einziger pnp-Transistor mit großer Stromverstärkung betrachtet werden, dessen Emitter und Basis der Emitter und die Basis von Γ13 und dessen Kollektor der Emitter von Ti₄ ist

Die Schaltungsanordnung nach Fig.3 wirkt wie folgt: Der Differenzverstärker 12 und die Kopplung (10, 11) zwischen diesem Verstärker und der Verstärkerstufe 5 sind derart ausgebildet, daß bei niedriger Regelspannung V_agc am Regeleingang 9 die Gleichspannung am Ausgang 35 des Differenzverstärkers 12 hoch ist Der Transistor Tn ist daher gesperrt und damit auch der Transistor T₁*. Es fließt kein Strom durch die Dioden D, der Regelspannungseingang 13 der ersten Stufe 1 liegt auf Massepotential und die Stufe 1 wird nicht geregelt Da zugleich der Widerstand 34 keinen Strom führt, liegt die ganze Regelspannung V^₀ am Regeleingang 9 der Stufe 5, und diese Stufe wird geregelt, wie anhand der F i g. 1 und 2 beschrieben wurde.

Hat die Verstärkungsverringerung in der Stufe 5 nahezu den vorbestimmten Wert erreicht, wobei die Übernahme der Regehing durch die Stufe 1 erfolgen muß, sinkt die Gleichspannung am Ausgang 35. Wegen der großen Gleichspannungsverstärkung in den Stufen 5 und 12 bedarf es nur einer geringen Zunahme der Regelspannung V^₀ um eine große Abnahme der Spannung am Ausgang 35 zu bewirken. Das Transistorpaar 7) 3, ΤΗ wird nun leitend und dies hat zwei Effekte zur Folge:

Über den nun leitenden Emitter-Basis-Übergang des Transistors Tu ist eine Gleichspannungsgegenkoppelung hergestellt vom Regeleingang 9 der Stufe 5 über den Regelausgang 10—11, über den Differenzverstärker 12, über seinen Ausgang 35 und den als Emitterfolger wirksamen Transistor Tu. Durch diese Gegenkopplung wird die Regelspannung am Eingang 9 rigeros auf dem nun erreichten Pegel konstant gehalten, denn jede weitere Zunahme der Regelspannung am Eingang 9 würde eine so große weitere Spannungssenkung an der Basis von Tb verursachen, daß der Spannungsanstieg am Eingang 9 rückgängig gemacht wird. Der konstante Pegel am Eingang 9 ergibt, daß keine weitere unerwünschte Verstärkungsregelung der Stufe S mehr erfolgen kann.
Da die Spannung am Eingang 9 nun konstant ist, wird eine weitere Zunahme der Regelspannung V_agc einen von Null an zunehmenden Strom durch den Widerstand 34 fließen lassen. Dieser Strom fließt über die nun leitenden Transistoren Tn, Tu und die als Kollektorbelastung für den pnp-Transistor 7h, Tl 4 wirksamen Dioden D. Am Regeleingang 13 der Stufe 1 wird daher eine von Null an zunehmende Regelspannung zur Regelung dieser Stufe erhalten.

Es sei bemerkt, daß der Gleichspannungsdifferenzverstärker 12 fortfallen kann, wenn die Stufe 5 an sich ίο eine ausreichende Gleichspannungsverstärkung aufweist. Der Emitterfolger Tu mit dem Reihenwiderstand 34 kann auf bekannte Weise durch eine Verstärkungsregelstromquelle, beispielsweise aus dem Kollektor des Transistors, mit dem Parallelwiderstand 34 ersetzt werden. Der Widerstand 34, der in beiden Fällen als Innenwiderstand der Regelspannungsquelle wirksam ist, darf nicht zu niedrig sein, beispielsweise nicht niedriger als 1 kOhm, da sonst während der Regelung der Stufe 1 die Spannung am Regeleingang 9 zuviel variiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Signalverstärker mit in Kaskade geschalteten, in ihrer Verstärkung regelbaren ersten und zweiten Verstärkerstufen, wobei die zweite Stufe zwei durch eine Verstärkungsregelspannung gesteuerte Halbleiteranordnungen mit nahezu exponentieller Strom-Spannungs-Kennlinie aufweist, auf die der von einer Stromquelle gelieferte Signal- und Gleichstrom aufgeteilt wird und wobei die. erste Stufe in Abhängigkeit von dem Ausgangsgleichstrom der zweiten Stufe so gesteuert wird, daß ihre Regelung erst einsetzt, wenn die Verstärkung der zweiten Stufe schon herabgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (16 ... 19) zur Ableitung je eines Steuersignals aus jedem der beiden Ausgangsgleichströrre (Ti, h) der zweiten Stufe vorgesehen ist, daß die Differenz der Steuersignale eine Schwellenwertschaltung (12) steuert, deren Ausgang (35) mit dem Regeleingang (13) der ersten Stufe (1) gekoppelt ist, und daß die Schwellenwertschaltung (12) so ausgebildet ist, daß die Regelung der ersten Stufe (1) bei wenigstens annähernder Gleichheit der Steuersignale einsetzt

2. Signalverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Ableitung der Steuersignale Ausgangswiderstände (17, 19) in den Gleichstromausgangskreisen (10, 11) der beiden Halbleiteranordnungen enthält, die einen differentiellen Gleichspannungsausgang der zweiten Verstärkerstufe bilden, an den der Eingang der Schwellenwertschaltung (12) angeschlossen ist

3. Signalverstärker nach Anspruch 2, wobei nur die eine Halbleiteranordnung (T₂; T₅, Tg) mit dem Signalausgang der zweiten Verstärkerstufe (5) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet daß der Ausgangswiderstand (19; 27) im Gleichstromausgangskreis dieser Halbleiteranordnung wesentlich größer ist als der Ausgangswiderstand (17; 29... 31) im Ausgangskreis der zweiten Halbleiteranordnung (Tv, T₆, T₈).

4. Signalverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangselektrode der ersten Halbleiteranordnung (T₅) über einen Signalausgangswiderstand (25) an den Ausgangswiderstand (27) im Gleichspannungsausgangskreis angeschlossen ist und daß zwischen den beiden Ausgangswiderständen ein regelbarer Widerstand (Tu) angeordnet ist der derart aus dem Gleichspannungskreis (29 ... 31) der zweiten Halbleiteranordnung (T₆) gesteuert wird, daß der Gleichspannungspegel am Signalausgang (6a) der ersten Halbleiteranordnung nahezu konstant bleibt

5. Signalverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte und eine vierte Halbleiteranordnung (T₉, Ts) vorgesehen sind, die auf gleiche Weise wie die erste bzw. die zweite Halbleiteranordnung (Ti, T₆) durch die Verstärkungsregelspannung gesteuert werden zur Aufteilung des Signalstromes aus einer zweiten Stromquelle (7Ίο), die gegenüber der ersten Stromquelle (Tj) einen entgegengesetzten Signalstrom liefert, und daß die Gleichstromausgangskreise der Halbleiteranordnungen derart verbunden sind, daß der Ausgangswiderstand (27) im Gleichstromausgangskreis der ersten Halbleiteranordnung (7g) liegt und daß der Ausgangswiderstand (29 ... 33) in den

Gleichstromausgangskreisen der zweiten und der vierten Halbleiteranordnung (T₆, Ts) liegt

6. Signalverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die SchweÜensdialtung eine Transistoranordnung (Tu TU) umfaßt deren Emitterelektrode an den Regeleingang (9) der zweiten Stufe (5) angeschlossen ist deren Basiselektrode durch die Schaltungsanordnung gesteuert wird, daß die Kollektorelektrode an den Regeleingang (13) der ersten Stufe (1) angeschlossen ist und daß der Regeleingang (9) der zweiten Stufe (5) an eine Regelspannungsquelle (Ti₂, 34) mit einem Innenwiderstand größer als 1 kOhm angeschlossen ist