DE3010267C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der Zeitschrift "radio fernsehen elektronik", 26, 1977, Heft 18, Seiten 590-593 bekannt. Die gleichstromdurchlässigen Kreise wirken dabei invertierend, so daß die im Kurzschlußfall auftretenden Endstufenströme begrenzt werden.

Dadurch können die Endstufentransistoren vor Überlastung geschützt werden, nicht aber die zwischen die Verstärker geschaltete Last.

Namentlich in Endverstärkern von Autoradios bildet diese Gefahr vor Kurzschluß ein wesentliches Problem. Der betreffende Endver­ stärker ist meistens als integrierte Schaltung ausgebildet mit zwei in Brückenschaltung wirksamen Verstärkerhälften, zwischen deren Ausgänge eine Belastung, namentlich ein Lautsprecher, angeschlos­ sen wird. Wenn nun durch Fahrlässigkeit oder durch Fehler in der Verdrahtung einer dieser Ausgänge mit den Metallteilen des Wagens (Masse) in Berührung kommt, könnte ein bleibender Gleichstrom von einigen A durch diesen Lautsprecher fließen, den dieser meist nicht übersteht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verstärker der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Belastungsimpe­ danz gegen derartige Überlastungen geschützt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Der Endverstärker besteht aus zwei Hälften, die als Hochlei­ stungsoperationsverstärker 1 und 2, z. B. von dem Typ TDA 1512 (Philips) oder zusammen als integrierte Schaltung in einem Halb­ leiterkörper ausgebildet sind. Die Operationsverstärker 1 und 2 können auf bekannte Weise mit in Reihe an die Speisung anzuschlie­ ßenden Transistoren (Totempfahlschaltung) 3, 4 bzw. 5, 6, die von dem Signal von einer Quelle 7 gegenphasig ausgesteuert werden, so daß abwechselnd die Transistoren 3 und 6 oder 4 und 5 mehr Strom führen (Brückenaussteuerung) versehen sein. Eine Be­ lastung, d. h. ein Lautsprecher LS liegt (oder kann liegen) zwi­ schen den Ausgängen 8 bzw. 9 der Operationsverstärker 1 bzw. 2, so daß der Signalstrom abwechselnd in der einen oder in der anderen Richtung durch diese Belastung fließt.

Eine Gefahr entsteht nun, wenn einer dieser Ausgänge 8 oder 9 mit Masse Kontakt macht. Es fließt dann ein Gleichstrom durch diese Belastung LS, dem diese auf die Dauer nicht ge­ wachsen ist. Es besteht nicht nur die Gefahr, daß die Laut­ sprecherspule durchbrennt, sondern auch die Gefahr, daß diese Spule bleibend verformt wird. Um dies nun zu vermeiden, sind nach der Erfindung die Ausgänge 8 und 9 der Verstärker 1 und 2 über Widerstände 11 und 12 und ein nichtlineares Stromdurchlaßelement, das aus zwei antiparallelgeschalteten Gleichrichtern 13 und 14 besteht, mit geringer innerer Schwellenspannung besteht, mit einem Gleichspannungsein­ stellpunkt des Verstärkers, und zwar mit den nichtinver­ tierenden Eingängen (+) der Verstärker 1 und 2 verbunden. Diese Eingänge sind mit Hilfe eines Spannungsteilers, der aus den Widerständen 15, 16 besteht, auf eine Gleichspannung eingestellt, die für die Einstellgleichspannung an den Ausgängen 8 und 9 bestimmend ist. Für diese Spannung wird meistens die Hälfte der Speisespannung gewählt, weil dann die Transistoren 3, 4 bzw. 5, 6 möglichst weit ausgesteuert werden können.

Im normalen Betrieb wird die Gleichspannung an dem Ver­ bindungspunkt 17 der Widerstände 15, 16 und die an den Ausgängen 8 und 9 gleich groß sein, so daß die Gleich­ richter 13 und 14 daher nichtleitend sind. Dies wird auf übliche Weise dadurch erreicht, daß die Ausgangsgleich­ spannung (an den Punkten 8 und 9) in einer Vergleichsstufe mit der Eingangsgleichspannung (an dem Punkt 17) verglichen und aus der Differenz eine Gegenkopplungsspannung abge­ leitet wird, die die Ausgangsgleichspannung in dem Sinne nachregelt, daß die genannte Differenz verringert wird.

(Ist der Operationsverstärker von demjenigen Typ, bei dem es im normalen Betrieb zwischen den genannten Gleichspannungen eine feste Differenz gibt, kann durch eine geeignete Ab­ zweigung am Potentiometer 15, 16 ein Punkt gefunden werden, wo diese Gleichspannungsdifferenz Null ist.) Werden die Widerstände 11 und 12 gleich groß gewählt, wird an ihrem Verbindungspunkt die gleiche Gleichspannung, nun aber ohne Signalwechselspannungsanteile erzeugt. Entkopplungskonden­ satoren, wie der Kondensator 18, werden dann überflüssig.

Wird nun einer der Ausgänge 8 (oder 9) mit Masse verbunden, so wird der Gleichrichter 13 Strom führen und den Punkt 17 auf ein entsprechendes Potential bringen, so daß über die Gleichspannungskopplung im Verstärker 2 (bzw. 1) auch der andere Ausgang 9 (oder 8) auf dasselbe Potential gebracht wird und die Gefahr vor Überlastung des Lautsprechers LS vermieden ist.

Auf ähnliche Weise kann die Gefahr, daß einer der Ausgänge 8 oder 9 mit der positiven Klemme (+V _B ) der Speisespannungs­ quelle in Berührung kommt durch Anordnung eines dem Gleich­ richter 13 parallelgeschalteten Gleichrichters 14 mit ent­ gegengesetzter Durchlaßrichtung vermieden werden. All diese Schaltungselemente 11 bis 16 können in derselben integrierten Schaltung wie der Operationsverstärker 1 und 2 untergebracht werden.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung mit einem ersten Verstärker mit einem nicht-invertierenden Eingang, einem invertierenden Eingang und einem Ausgang, und mit einem zweiten Verstärker mit einem nicht-invertierenden Eingang, einem invertierenden Eingang und einem Ausgang, wobei die beiden Verstärker durch ein Eingangs­ signal in Gegentakt ausgesteuert werden und wobei die Ausgänge des ersten und des zweiten Verstärkers gleichstrommäßig mit Anschlußklemmen für eine Belastungsimpedanz verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster gleichstromdurchlässiger Kreis mit einem nichtlinearen Stromdurchlaßelement zwischen dem Ausgang des ersten Verstärkers und einem Gleichspannungseinstell­ punkt für die Gleichspannungseinstellung des nicht-invertierenden Eingangs des zweiten Verstärkers angeordnet ist, und zwar derart, daß die resultierende Gleichstromkopplung vom Ausgang des ersten Verstärkers mit dem Ausgang des zweiten Verstärkers über den ersten gleichstromdurchlässigen Kreis und den zweiten Verstärker nicht-invertierend ist, und daß ein zweiter gleichstromdurch­ lässiger Kreis mit einem nichtlinearen Stromdurchlaßelement zwischen dem Ausgang des zweiten Verstärkers und einem Gleich­ spannungseinstellpunkt für die Gleichspannungseinstellung des nicht-invertierenden Einganges des ersten Verstärkers angeord­ net ist, derart, daß die resultierende Gleichstromkopplung vom Ausgang des zweiten Verstärkers zum Ausgang des ersten Verstärkers über den zweiten gleichstromdurchlässigen Kreis und den ersten Verstärker nicht-invertierend ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite gleichstromdurchlässige Kreis mit einem gemeinsamen Gleichspannungseinstellpunkt für Einstellung sowohl des nicht-invertierenden Eingangs des ersten Verstärkers als des nicht-invertierenden Eingangs des zweiten Verstärkers verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gleichstromdurchlässigen Kreise ein gemeinsames nichtlineares Element (13, 14) haben.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das nichtlineare Element (13; 14) eine Halbleiter­ diode enthält.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die nichtlinearen Elemente zwei antiparallelgeschal­ tete Halbleiterdioden enthalten.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden gleichstromdurch­ lässigen Kreise einen Widerstand (11; 12) in Reihe mit dem nichtlinearen Stromdurchlaßelement (13; 14) enthält.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (11, 12) in dem ersten und zweiten gleichstrom­ durchlässigen Kreis den gleichen Widerstand aufweisen.