DE2946207C2

DE2946207C2 - Signal-Umschaltverstärker

Info

Publication number: DE2946207C2
Application number: DE2946207A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tokyo Kawanabe
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1982-04-29
Also published as: US4274060A; DE2946207A1; GB2037111A; JPS5574116U; GB2037111B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Signal-Umschaltverstärker zum wahlweisen Verstärken von Eingangssignalen.

Wenn ein Bandumschaltvorgang bei einem akustischen Gerät zwischen z. B. einer Empfangsart für Amplitudenmodulation und einer Empfangsart für Frequenzmodulation vorgenommen wird, so wird bisher ein Signal-Umschaltverstärker zum abwechselnden Auswählen eines der von der Amplitudenmodujations- und Frequenzmodulations-Empfangsstalionen abgegebenen akustischen Signale in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Band-Umschalters benutzt.

Bisher wurden verschiedene Arten solcher Signal-Umschaltverstärker vorgeschlagen. Jedoch haben diese bekannten Umschaltverstärker verschiedene Nachteile, wie eine stärkere Verzerrung, unerwünschte Frequenzeigenschaften und auch die Einkopplung von Rauschen, wie eines knallenden Geräusches, das im Augenblick der Bandumschaltung erzeugt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Signal-Umschaltverstärker zu schaffen, der einen niedrigen Verzerrungsgrad und einen breiten Frequenzbereich hat sowie keine knallenden Geräusche im Augenblick der Bandumschaltung erzeugt.

Diese Aufgabe wird bei einem Signal-Umscihallver-' stärker der genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Außerdem kann eine Gegenkopplungs-Widerstands· schaltung Zwischen einen Ausgang der Gegentaktsehaltung und den zusammengeschalteten Basen der zweiten Transistoren der Steuerschaltungen geschaltet sein. Die Gegentaktsehaltung ist aus einem NPN-Transistor und einem PNP-Transistor aufgebaut, wobei die Emitter der jeweiligen Transistoren miteinander verbunden sind. Das Ausgangssignal von der Gegentaktsehaltung wird an den zusammengeschalteten Emittern abgenommen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die

Konstantstromschaltung einen fünften Transistor auf.

dessen Basis das Steuersignal erhält, während der Emitter mit Erde und der Kollektor über eine

so Serienschaltung aus einem ersten Widerstand, einer Diode und einem zweiten Widerstand mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Ein sechster Transistor ist mit diesem verbunden, wobei seine Basis mit dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand und der Diode verbunden ist und sein Emitter über einen Widerstand mit der Spannungsquelle verbunden ist. Der Kollektor des sechsten Transistors bildet den Ausgang der Stromquelle. Bei diesem bevorzugten Ausführung¹;· beispiel weist die Stromspiegelschaltung siebte und achte Transistoren auf.

Die Erfindung schafft also einen Signal-Umsehaltver Stärker z, B. für einen Frequenzmodulations'Empfänger zur Umschaltung zwischen einer Amplitudenmödulations- und einer Frequenzmodulalions-Empfangsart, ohne daß eine zusätzliche frequenzabhängige Verzerrung oder knallendes Rauschen eingeführt werden. Die Verstärkerschaltung umfaßt zwei Eingangssignal-Steuerschaltungen, von denen jede ein Transistorpaar in

Differenzschakung aufweist. Ein Einschaltstrom wird an die Emitter der Transistorpaare mit Hilfe einer Konstantstromquelle gegeben, die in Abhängigkeit von einem Eingnrigssteuersignal eingeschaltet wird. Die Kollektoren der Transistoren der beiden Eingangssignal-Steuerichaltungen sind jeweils miteinander verbunden. Die Basis eines Transistors eines Transistorpaares ist mit der Basis des zugeordneten Transistors des anderen Transistorpaares verbunden. Die die Eingangsinformation tragenden Signale werden an die Basen der jeweils anderen Transistoren der beiden Transistorpaare gegeben. Die miteinander verbundenen Kollektoren sind jev/eiis mit einem Transistorpaar in einem Ausgangsteil verbunden, dem Strom von einer Stromspiegelschaltung aus zugeführt wird. Das endgültige η Ausgangssignal wird von einer Gegentaktschaltung erzeugt. Eine Gegenkopplung kann zwischen dem Ausgangsteil und den beiden Steuerschaltungen über ein Widerstandspaar vorgesehen sein, das zwischen dem Ausgang der Gegentaktschaltung und den 2< > miteinander verbundenen Basen der Eingangssignal-Steuerschaltungen geschaltet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig 1 einen Stromlaufplan des Aufühmngsbeispieles :~> des erfindungsgemaßen Signal-Urnschaltverstärkers und

F i g. 2 einen Stromlaufplan eines Ausführungsbeispie les einer Konstantstromquelle, wie sie bei der in F ι p. I gezeigten Schaltung benutzt wird. m

In F i g. 1 schaltet ein cMer Steuerteil 1 /um Steuern eines ersten Eingangssignals, wie eines von einem Amplitudenmodulation·;-Fmpfangsteil abgegebenen akustischen Signals, dieses erste Eingangssignal, das an einen F'npane 2 gegeben wird, in Abhängigkeit von Ji einem an einen Eingang 3 gegebenen Steuersignal von einem hier nicht gezeigten Band-Umschalter durch. Der erste Steuerteil 1 weist ein Paar von ersten und zweiten Transistoren QX und Q 2 auf, deren Emitter in einer Differenzschaltung miteinander verbunden sind. Eine Konstantstromquelle IX ist mit dem Emitterverbindungspunkt der ersten und zweiten Transistoren Q\ und Q 2 verbunden. Die Basis des ersten Transistors Q 1 ist mit dem Eingang 2 und über einen Widerstand R 1 mit Erde verbunden.

Ein /weiter Steuerteil 4 zum Steuern eines zweiten Eingangssignal, wie eines von einem Frequenzmodulations-Einpfangsteil abgegebenen akustischen Signals, schaltet das an einen Eingang 5 gegebene zweite Eingangssignal in Abhängigkeit von einem an einen Eingang 6 gegebenen Steuersignal von dem Band-Umschalter durch. Die Schaltungsanordnung des zweiten Steuerteils ist gleich der des ersten Steuerteils 1. Das heißt, erste und zweite Transistoren Q3 und Q4 sind vorgesehen, deren Emitter miteinander in einer >5 Differen/schaltung verbunden sind. Eine Konstant stromquelle /2 isi mit dem Emitterverbindungspunkt der ersten und /weiten Transistoren Q 3 und Q4 verbunden. Die B;isis des ersten Transistors Q 3 ist mit dem Eingang 5 und über einen Widerstand R 2 mit Frdc «1 verbunden.

Die Basen der zweiten Transistoren Q 2 und Q 4 in den ersten und zweiten Steuerteilen 1 und 4 sind gemeinsam miteinander verbunden und über einen Widerstand R 3 mit Erde verbunden. Die Kollektoren der ersten Transistoren Qi und Q3 wie auch die Kollektoren der zweiten Transistoren Ql und Q4 sind miteinander verbunden. Die jeweiligen Kolleklorverbindungspunkte der ersten und zweiten Transistoren sind mit den Eingängen eines Ausgangsteils 7 verbunden

Der Ausgangsteil 7 weist einen dritten Transistor Q 5 auf, dessen Basis mit dem Kollektorverbindungspunkt der ersten Transistoren QI und Q 3 verbunden ist. sowie einen vierten Transistor QQ, dessen Basis mit dem Kollektorverbindungspunkt der zweiten Transistoren ζ) 2 und ζ) 4 verbunden ist. Die Basis und der Emitter des Transistors Q 5 sind mit einer negativen Spannungsquelle — B über Widerstände Λ 4 und R 5 jeweils verbunden, während die Basis und der Emitter des Transistors Q 6 jeweils mit der gleichen Spannungsquelle über Widerstände RS und Rl verbunden sind. Der Kollektor des Transistors Q 6 ist mit dem Eingang einer Stromspiegelschaltung 8 verbunden, während der Kollektor des Transistors QS mit dem Ausgang dieser Schaltung über Dioden D 1 und Dl verbunden ist. Die Stromspiegelschaltung 8 arbeitet als eine Stromerzeugungseinrk-htung.

Die Stromspiegelschaltung 8 we· Transis'orer: ()7 und Q% auf. deren Emitter mit c'ner posit:» L-n Spannungsquelle + B über Widerstände RS und R<i jeweils verbunden sind. Der Kollektor und die Basis .i^-s Transistors Q 7, die miteinander verbunden sind, cm .;!s Dioder 'bergang zu wirken, bilden den Eingang der Stromspiegehingssch jltung 8, während der Kollektor des Transistors Q8 ihren Ausgang bildet. Der Ausgan« der .Stromspiegelungsschaltung 8 ist mit einer Gegen taktschaltung 9 verbunden, die ein Paar von Transistoren Q9 und Q 10 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps hat. Die Emitter der Transistoren Q9 und Q 10 sind gemeinsam miteinander verbunden und ihre Basen sind über Dioden DX und D 2 verbunden. Der Emitterverbindungspunkt der Transistoren Q9 und QXQ ist mit dem Basisverbindungspunkt der zweiten Transistoren Ql und QA über eine Gegenkopplungsschaltung 10 verbunden, die einen Widerstand R10 und den Widerstand R 3 aufweist, dessen einer Anschluß geerdet ist. Der Emitterverbindungspunkt der der Transistoren Q9 und ζ) 10 ist auch mit einem Ausgang 1 ί verbunden. Fig. 2 zeigt einen Stromlaufplan eines Ausführungsbeispiels der Konstantstromquellen IX und /2. die in den ersten und zweiten Steuerteilen 1 und 4 der F i g. 1 benutzt werden. In dieser Schaltung ist ein Transistor QXX vorgesehen, dessen Basis über einen Widerstand R 11 mit dem Eingang 3 oder 6 verbunden ist, dessen Emitter unmittelbar mit Erde verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand R 12, eine Diode D 3 und einen Widerstand R 13 mit der positiven Spannungsquelle + S verbunden sind. Der Verbindungspunkt des Widerstandes R 12 und der Diode D 3 ist mit df Basis eines Transistors Q 12 verbunden. Der Emitter des Transistors Q 12 ist über einen Widerstand R 14 mit der positiven Spannungsquelle + ß verbunden.

Bei dem so aufgebauten Signal-l ^schaltverstärker wird bei eingeschalteter Konstantstromquelle IX und bei ausgeschalteter Konstantstromquelle 12 in Abhängigkeit von den an die Eingänge 3 und 6 gegebenen Steuersignalen aus dem ersten .Steuerteil 1. dem Ausgangsteil 7 und dem Gegenkopplungsteil 10 gemeinsam ein negativer Rückkopplungs"eis'tärker gebildet, in diesem Fall wird das an den Eingang 2 gegebene Eingangssignal am Ausgang 11 als ein Ausgangssignal des Verstärkers erhalten. Das an den Eingang 5 gegebene Eingangssignal erscheint nicht an dem Ausgang 11, da die Transistoren ζ) 3 und (?4indem zweiten Steuerteil 4 gesperrt sind, da kein Strom von

der Konstäntstromquelle /2 an die zusammengeschalteten Emitter der Transistoren Q 3 und QA gegeben wird. Wenn andererseits die Konstantslromquelle /1 ausgeschaltet und die Konstänisirorriquelle /2 eingeschaltet ist. erscheint das an den Eingang 2 gegebene s Eingangssignal nicht am Ausgang 11. Beim Fehlen von Steuersignalen an beiden Eingängen 3 und 6 sind beide Konstantstromquellen /1 und /2 ausgeschaltet, so daß die ersten und zweiten Steuerteile 1 und 4 und auch alle Transistoren des Ausgangsteils 7 gesperrt sind. Daher wird keines der an die Eingänge 2 und 5 gegebenen Eingangssignale an dem Ausgang Il erscheinen. Die in den Transistoren Q5 und 06 in dtin Ausgangsteil 7 fließenden Ströme werden in einem abgeglichenen Zustand infolge der Stromspiegelungsschaitung 8 (5 gehalten, so daß kein knallendes Geräusch im Augenblick der Bandumschaltung erzeugt wird.

Bei dem zuvor beschriebenen Signal-Umschaltverstärker wird immer dann, wenn entweder der erste SlSÜCriEÜ ! Qdsr dsr Z^w€!'.9 JSteiterlcit 2 sich in ihrem on eingeschalteten Zustand befinden, ein negativer Rückkopplungsverstärker mit einer großen offenen Schleifenverstärkung in dein Sighälpfäd gebildet, so daß das an dem Ausgang 11 erhaltene Ausgangssignal eine geringe Verzerrung und einen breiten Frequenzbereich hat. Außerdem kann die Verstärkung der Verstärkerschallung auf einen gewünschten Wert mit Hilfe der Werte der Widerstände der Gegenkopplungsschaltung 10 eingestellt werden.

Bei dem beschriebenen Ausfühfungsbeispiel wurde eine Auswahl zwischen zwei Eingangssignalcn erläutert. Es ist jedoch auch möglich, die Schaltung so zu modifizieren, daß mit ihr mehr als zwei Eingangssignale mit Hilfe zusätzlicher Steuerieile zu empfangen sind. Da außerdem alle Transistoren in dem Ausgangsteil 7 gesperrt werden, wenn die Konslantstfomquellen abgeschaltet sind, kann die Anzahl der Eingänge durch Benutzung zusätzlicher Schaltungen in F i g, I und durch Verbinden der jeweiligen Ausgänge dieser Schaltungen vergrößert werden.

Wie beschrieben wurde, ist das Ausgangssignal bei dem erfindungsgemäßen Signal-Umschallverstärkcr im wesentlichen verzerrungsfrei, der Freqiienzbandbefeich ist breit und die Frequerizkeiirilinien sind ganz flach. Außerdem wird kein knallendes Geräusch erzeugt, wenn kein Eingangssignal vorliegt, da der Ausgangsteil gleichzeitig abgeschaltet wird. Außerdem hat die Schaltung den Vorteil, daß sie so ausgebildet werden kann, daß eine beliebige Anzahl von Eingangssignalen empfangen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Signal-Umschaltverstärker zum wahlweisen Verstärken von Eingangssignalen, gekenn- ϊ zeichnet durch mindestens zwei Eingangssignal-Steuerschaltungen (1, 4), die jeweils für eines der Eingangssignale vorgesehen sind, wobei die Steuerschaltungen jeweils einen ersten Transistor (Qu Qi) mit Emitter, Basis und Kollektor aufweisen, iu deren Basis eines der Eingangssignale (2, 5) zugeführt ist, sowie einen zweiten Transistor (Q₂, Qi) mit Emitter, Basis und Kollektor, deren Emitter mit den Emittern der ersten Transistoren in einer Differenzverstärkerschaltung zusammengeschaltet sind, welche jeweils eine Konstantstromquelle (Iu I₂) aufweisen, die den zusammengeschalteten Emittern jeder Differenzverstärkerschaltung einen Strom zuführt und nach Maßgabe eines Steuersignales einschaltbar ist, wobei die Kollektoren und Basen der zweiten transistoren (Q₂, Qi) und die Kollektoren der ersten Transistoren (Qu Q{) jeder Steuerschaltung (1,4) jeweils miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch eine einen Ausgang (II) aufweisende Ausgangsschaltung (7), dem ein ausge- 2s wähltes und verstärktes Eingangssignal entnehmbar ist. wobei die Ausgangsschaltung (7) einen dritten und viciien Transistor (Qi, Q_b) mit Basis. Kollektor und Emitter aufweist und die Basen dieser Transistoren jeweils mit den Kollektoren der ersten und zweiten Transistoren (Qu Q, bzw. Q₇, Q*) der Steuerschaltu..gen verbunden sind, und gekennzeichnet durch eine Stromspiegelschaltung (8). deren Eingang und Ausgang jeweils mit den Kollektoren der dritten und vierten Transistoren (Q% Q₀) verbunden sind, sowie durch eine komplementärsymmetrische Gegentaktsehaltung (9), die an den Ausgang der Stromspiegelschaltung angeschlossen ist.

2. Umschaltverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gegenkopplungs-Widerstandsschaltung (10), die zwischen einen Ausgang (11) der Gegentaktsehaltung (9) und die Basen der zweiten Transistoren (Q₂, Q*) der Steuerteile (1,4) geschaltet ist.

3. Umschaltverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquellen (Iu I₂) jeweils einen fünften Transistor (Qi\) mit einer Basis, der das Steuersignal zugeführt ist, mit einem mit Erde verbundenen Emitter und mit einem über eine Serienschaltung aus einem ersten Widerstand (Ri:). einer Diode (Dj) und einem zweiten "widerstand (Ku) mit einer Spannungsqueiie ( + B) verbundenen Kollektor sowie einen sechsten Transistor (Q\?) aufweist, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand (Ri₂) und der Diode (D_}) verbunden ist. dessen Emitter über einen Widerstand ,Ru) mit der Spannungsquelle (+B) verbunden ist und dessen Kollektor jeweils den Ausgang dtr Stromquellen (h, I₂) bildet.

4. Umschaltvcrstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspie gelschaltung (8) siebte und achte Transistoren (Q;. Qa) aufweist.