DE3013186A1

DE3013186A1 - Verstaerker mit leistungsversorgungsschaltung

Info

Publication number: DE3013186A1
Application number: DE19803013186
Authority: DE
Inventors: Kenji Yokoyama
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1981-02-19
Also published as: JPS5620314A; JPS5935207B2; JPS5620313A; DE3013186C2; US4339730A

Description

No. 10-1, Nakazawa-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken, Japan

Verstärker mit Leistungsversorgungsschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker mit Leistungsversorgungsschaltung, und zwar insbesondere auf einen Tonleistungsverstärker, der in der Lage ist, einen Signalverstärkungsvorgang auszuführen und zwar mit hohem Leistungswirkungsgrad und mit verminderten Schaltgeräuschen sowie verminderten Störungen der Signale.

Es ist bereits ein Leistungsverstärker zur Verwendung in Tonvorrichtungen bekannt, und auf dem Markt, bei dem eine Anordnung vorgesehen ist, bei der eine Leistungsversorgungsspannung geliefert von einer Leistungsversorgung an die Ausgangsstufe des Leistungsverstärkers entsprechend dem Pegel entweder eines zu verstärkenden Eingangstonsignals oder eines verstärkten Ausgangstonsignals verändert wird, um dadurch den Leistungswirkungsgrad der Ausgangsstufe des Leistungsverstärkers zu erhöhen.

Beispielsweise in Fig. 1 ist ein solcher bekannter Leistungsverstärker gezeigt; das Schaltbild zeigt den sogenannten E-Leistungsverstärker. Der Leistungsverstärker gemäß Fig. 1 ist insbesondere derart angeordnet, daß eine Versorgungsspannung V , welche einen Verstärkungstransistor 2 mit Leistung beliefert, entsprechend einem Tonsignalpegel ver-

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ändert wird, der an einer Eingangsklemme 1 des Leistxingsverstärkers angelegt wird. Speziell ist dieser bekannte Leistungsverstärker derart angeordnet, daß für den EaIl eines Eingangssignals mit einem niedrigen Signalpegel der Transistor 2 durch eine von der LeistungsVersorgung 3 über eine Diode 4 gelieferte Spannung tätig wird, wohingegen im Falle, daß das Eingangstonsignal einen hohen Signalpegel besitzt, ein weiterer Transistor 6, dem eine Basisvorspannung über eine Vorspannquelle 5 erteilt wurde, eingeschaltet wird, so daß der Transistor 2 durch die von der Leistungsversorgung 3 und einer Leistungsversorgung 7 kommende Summenspannung betrieben wird, um so eine Last 8 durch einen von diesem Transistor 2 gelieferten Betriebsstrom zu betreiben. Entsprechend diesem bekannten Leistungsverstärker ist es möglich, wie in Fig. 2 gezeigt, die Versorgungsspannung V entsprechend dem Eingangstonsignalpegel oder mit dem Ausgangstons ignalpegel V zu betreiben. Es ist somit möglich, den Kollektorverlust des Transistors 2 zu reduzieren, um dadurch den Leistungswirkungsgrad des Verstärkers an sich zu vergrößern. Ein deartig bekannter Leistungsverstärker ist beispielsweise in US-PS 4 115 742, US-PS 3 622 899 und in der japanischen Offenlegungsschrift 50-45549 gezeigt.

Dieser bekannte oben kurz beschriebene Leistungsverstärker hat jedoch den Nachteil, daß der Transistor 2 in dem Augenblick gesättigt wird, wo der Eingangssignalpegel den Spannungspegel der Leistungsversorgung 3 übersteigt, und daß infolge des Widerstandes des gesättigten Transistors 2 der Verstärkungsgrad G dieses Transistors abfällt, was das Entstehen von Verzerrungen hervorruft.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Leistungsverstärkers der oben diskutierten Art. Der in Fig. 3 gezeigte Leistungsverstärker ist von solcher Anordnung, daß das an die Eingangs-

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klemme 9 angelegte Eingangssignal durch eine Treiberverstärkerschaltung 10 spannungsverstärkt wird,und der Leistungsverstärkung durch Transistoren 11 und 12 unterworfen wird, die in komplementärer SEPP-Weise geschaltet sind, wobei ferner Schmitt-Triggerschaltungen 14 und 15 vorgesehen sind, welche derart arbeiten, daß die eine der Schaltungen, Schaltung 14, den Zeitpunkt detektiert, wo der Pegel der an eine Last 13 gelieferten Ausgangsspannung hinsichtlich der positiven Zone der Spannung einen bestimmten positiven Wert übersteigt, wohingegen die andere Schmitt-Schaltung 15 den Zeitpunkt detektiert, wo der Ausgangsspannungspegel für die Last 13 bezüglich der negativen Zone dieser Spannung einen bestimmten negativen Wert übersteigt, so daß die sich ergebenden Ausgangsgrößen dieser Schmitt-Triggerschaltungen die Schaltkreise 16 und 17 veranlassen, Ein/-Aus-Schaltwirkungen hervorzurufen. Dadurch wird die an den Transistor 11 angelegte Leistungsversorgungsspannung auf eine einen hohen Pegel besitzende positive Spannung +V geschaltet, wenn die oben erwähnte Ausgangsspannung in der positiven Zone oberhalb eines bestimmten Werts liegt, und die Schaltung erfolgt auf eine einen niedrigen Pegel besitzende positive Spannung +V_T, wenn die Ausgangsspannung

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in der positiven Zone niedriger ist als der bestimmte Wert. In gleicher Weise wird die oben erwähnte Spannung der Leistungsversorgung auf eine einen hohen Pegel besitzende negative Spannung -V„ dann geschaltet, wenn die Ausgangs-

spannung der negativen Zone oberhalb eines bestimmten Werts liegt, uiiva die Umschaltung auf eine einen niedrigen Pegel besitzende negative Spannung -V erfolgt dann, wenn diese Ausgangsspannung in der negativen Zone niedriger ist als der bestimmte Wert. Die Bezugszeichen 18 und 19 repräsentieren Dioden zur Sperrung des Rückwärtsstromflusses. Dieser bekanr^e Leistungsverstärker ist, wie im Spannungswellenformdiagramm der Fig. 4 gezeigt, in der Lage, den Pegel

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der Leistungsversorgungsspannung entsprechend dem Pegel der Ausgangsspannung zu verändern, wodurch der Leistungswirkungsgrad des Leistungsverstärkers in der gleichen Weise erhöht wird, wie dies durch den bekannten Leistungsverstärker gemäß P'ig.1 erfolgt. Ein solcher in Fig. 3 gezeigter bekannter Leistungsverstärker ist in der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 49-^59451 und US-PS 3 319 175 gezeigt.

Es sei hier jedoch darauf hingewiesen, daß der bekannte in Fig. 3 gezeigte Leistungsverstärker derart angeordnet ist, daß das Umschalten der Leistungsversorgungsspannung auf unterschiedliche Werte für jeweils einen Zyklus des Äusgangssignals V ausgeführt werden kann. Daher hat dieser Leistungsverstärker den Nachteil, daß für den Fall, daß der Ausgangssignalpegel und auch dessen Frequenz beide hochliegen, die Anzahl der Schaltwirkungen der Schaltkreise 16 und 17 groß wird, so daß die Schaltkreise 16 und 17 Schaltelemente erfordern, die in der Lage sind, Hochgeschwindigkeitsschaltvorgänge.auszuführen, und daß dementsprechend die Schaltgeräusche im Ausgangssignal hervortreten. ■

Wie oben erläutert, liefern die Leistungsverstärker gemäß Fig. 1 und 3 einen hohen Leistungswirkungsgrad, haben aber die oben erwähnten Nachteile. Aus der Natur dieser Nachteile ergibt sich,· jedoch, daß diese Nachteile kein unwesentliches Problem dann bilden, wenn die Verwendung als ein Leistungsverstärker für Tonvorrichtungen erfolgt.

Zusammenfassung der Erfindung.

Ein Hauptziel der Erfindung besteht daher darin, einen Leistungsverstärker vorzusehen, der wenig Verzerrungen (Verformungen) entwickelt und einen guten Leistungswirkungsgrad besitzt, und zwar geschieht dies durch die Verbesserung der Schaltanordnung für eine Leistungsversorgungsspannung für den Leistungsverstärker.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin/ einen Leistungsverstärker der oben beschriebenen Art vorzusehen, bei dem die LexstungsVersorgungsspannung in ihrer Größe nur für die Länge der Zeit umgeschaltet wird, in der die Spitze des Eingangssignalpegels gehalten wird, wodurch die Anzahl der Schaltwirkungen vermindert wird, und auf diese Weise das Entstehen von Schaltgeräuschen vermindert wird.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines bekannten Leistungsverstärkers;

Fig. 2 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Ausgangssignal V und der Leistungsversorgungss] Leistungsverstärkers der Fig. 1;

V und der Leistungsversorgungsspannung V des

Fig. 3 ein Schaltbild eines weiteren bekannten Leistungsverstärkers;

Fig. 4 die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal V des Leistungsverstärkers gemäß Fig. 3 und den Leistungsversorgungsspannungen V„ und V_;

Π Ij

Fig. 5 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Leistungsverstärkers gemäß der Erfindung;

Fig. 6 die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen S_ und S₁ und den Leistungsversorgungsspannungen V . und V im Falle, daß die Ausgangssignale des in Fig. 5 gezeigten Leistungsverstärkers eine niedrige Frequenz und ein hohes Niveau besitzen;

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Fig. 7 eine ähnliche Beziehung für eine Leistungsversorgungsspannung V .. im Falle, daß die Ausgangs*- signale S_D und S eine niedrige Frequenz und ein niedriges Niveau besitzen;

Fig. 8 eine ähnliche Beziehung bei einer Leistungsversorgungsspannung V ~ im Falle, daß die Ausgangssignale S₀ und S_T eine hohe Frequenz und ein hohes Niveau (Pegel) besitzen;

Fig. 9 ein Diagramm für eine ähnliche Beziehung bei einer Leistungsversorgungsspannung V ₁ im Falle, daß die Ausgangssignale S_n und S₁. eine hohe Frequenz

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und ein niedriges Niveau besitzen;

Fig.10 die Beziehung zwischen den AusgangsSignalen S_n und

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S_L und den Leistungsversorgungsspannungen V ₁ und V „, im Falle, daß die Ausgangssignale ein tatsächtliches Tonsignal repräsentieren;

Fig.11 ein Schaltbild eines konkreten Ausführungsbeispiels des in Fig. 5 gezeigten LeistungsVerstärkers;

Fig.12 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels des Leistungsverstärkers gemäß der Erfindung;

Fig. 13 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers;

Fig. 14 ein ins Einzelne gehendes Schaltbild der Steuerschaltung des in Fig. 13 gezeigten Leistungsverstärkers ;

Fig. 15 die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen S und S_T des in Fig. 13 gezeigten Leistungsver

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stärkers und der Leistungsversorgungsspannungen

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^Vc1 ^{und V}c2^;

Fig. 16 ein Schaltbild einer konkreten Schaltanordnung des Leistungsverstärkers gemäß Fig. 14;

Fig. 17 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels des Leistungsverstärkers gemäß der Erfindung;

Fig. 18 ein Diagramm der Beziehung zwischen den Ausgangssignalen S_n und S_x des Leistungsverstärkers gemäß

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Fig. 17 und der Leistungsversorgungsspannungen V_c1, V_c2 und V_c3.

Ins 'Einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.

Im folgenden seien einige bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Leistungsverstärkers unter Bezugnahme auf Fig. 5 sowie die folgenden Figuren beschrieben.

Fig. 5 ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Leistungsverstärkers für Tonvorrichtungen gemäß der Erfindung.

In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Leistungsverstärkerschaltung, und 21 bezeichnet eine Leistungsversorgungsschaltung. Diese Leistungsverstärkerschaltung 20 ist eine bekannte Schaltung ähnlich der in Fig. 3 gezeigten. Diese Lei 'ungsverstärkerschaltung ist derart angeordnet, daß ein Eingangssignal, welches an die Eingangsklemme 22 angelegt wird, durch eine Treiberschaltung 23 spannungsve.stärkt wird, und zwar dann wird das sich ergebende Signal Is der Leistungsverstärkung durch die Transistoren 24a und 24b unterworfen, die in einer komplementären SEPP-Schaltung vorliegen, so daß eine Last 26 durch ein Signal getrieben wird, welches von einer gemeinsamen Ausgangsklemme 25 dieser

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Transistoren abgeleitet wird. In dieser Schaltung sind die Transistoren 24a und 24b derart angeordnet, daß der Kollektor des Transistors 24a mit einer positiven Leistungsversorgungsklemme 27a der Leistungsversorgungsschaltung 21 verbunden ist, und der Emitter des Transistors 24b liegt an einer negativen Leistungsversorgungsklemme 27b der Leistungsversorgungsschaltung 21, so daß diese Transistoren mit Leistung von der Leistungsversorgungsschaltung 21 versorgt werden. Bei diesen Ausführungsbeispielen wird angenommen, daß die.Signalquelle für den Leistungsverstärker eine Stereosignalquelle ist, und ferner, daß die dargestellte Leistungsverstärkerschaltung 20 zur Verstärkung eines rechten Kanalsignals dient, wobei ferner angenommen wird, daß eine weitere Leistungsverstärkerschaltung, die nicht gezeigt ist, eine Schaltungsanordnung ähnlich der dieser Schaltung .20 besitzt und dazu dient, ein linkes Kanalsignal zu verstärken.

Die Leistungsversorgungsschaltung 21 ist derart angeordnet, daß sie eine positive und eine negative Spannung an die Transistoren 24abzw. 24b liefert, und diese positiven und negativen Leistungsversorgungsspannungen werden ferner entsprechend den Ausgangssignalen der Transistoren 24a bzw. 24b verändert. Diese Anordnung der Leistungsversorgungsschaltung 21 wird im folgenden im einzelnen beschrieben. Die Leistungsversorgungsschaltung 21 besitzt eine positive Leistungsversorgung, die die Leistungsversorgungen 28a und 29a aufweist, und ferner weist die Leistungsversorgungsschaltung 21 eine negative Leistungsversorgung auf, welche die LeistungsVersorgungen 28b und 29b aufweist. Von den jeweiligen LeistungsVersorgungen 28a und 29a und 28b und 29b bilden die Leistungsversorgungen 28a und 28b eine erste Leistungsversorgung zur Lieferung von Spannungen +V

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und -ν* mit niedrigem Pegel an den Klemmen 30a bzw. 30b. Die entsprechenden Paare der LeistungsVersorgungen 28a, 29a und 28b, 29b bilden zweite Leistungsversorgungen 32a und 32b zur Lieferung von einen hohen Pegel aufweisenden Spannungen +V ? und -V₂ ^an den Klemmen 31a und 31b. Die Klemme 30a ist über eine Diode 33a mit der positiven Leistungsversorgungsklemme 27a verbunden. Die Klemme 31a ist andererseits mit dem Emitter des Transistors 34a verbunden. Auch ist der Kollektor des Transistors 34a mit der positiven Leistungsversorgungsklemme 27a verbunden. Die Diode 33a und der Transistor 34a bilden einen Schaltkreis 35a zur selektiven Lieferung einer von den Klemmen 30a und 31a abgeleiteten Spannung an die positiven Leistungsversorgungsklemme 27a. Auch ist zwischen den Klemmen 30b und 31b und der negativen Leistungsversorgungsklemme 27b ein weiterer Schaltkreis 35b vorgesehen, um selektiv eine von den Klemmen 30b und 31b abgeleitete Spannung an die negative Leistungsversorgungsklemme 27b zu liefern. Bei dieser Anordnung weist der Schaltkreis 35b eine Diode 33b und einen Transistor 34b in im wesentlichen der gleichen Weise wie der Schaltkreis 35a auf. Die Ausgangsspannungen, die an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b abgeleitet werden, dienen auch zur Lieferung an die Leistungsverstärkungstransistoren in der Leistungsverstärkungsschaltung, die zur Verstärkung eines linken Kanalsignals dient.

Die erwähnte Leistungsversorgungsschaltung 21 ist mit einer ODER-Schaltung 36 ausgestattet, welche als ihre Eingangss'gnale ein rechtes Kanalsignal S abgeleitet an der Ausgangsklemme 25 der Leistungsversorgungsschaltung 20 und auch ein linkes Kanalsignal S_T verwendet, welch letzteres

an der Ausgangsklemme einer weiteren nicht gezeigten Leistungsverstärkerschaltung abgeleitet ist. Diese ODEK-

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Schaltung arbeitet derart, daß ein logischer ODER-Zustand der Signale S₀ und S_T vorliegen muß, damit die Ausgangsgröße an eine Absolutwertverstärkungsschaltung 37 geliefert wird. Diese Absolutwertverstarkungsschaltung 37 führt eine Absolutwertverstärkung derart aus, daß das Signal, welches von der ODER-Schaltung 36 geliefert wird, in der Weise abgeleitet wird, daß seine positiven und negativen Bereichskomponenten als eine Spannung in der gleichen Richtung genommen werden, und sodann liefert diese Schaltung ihr Ausgangssignal an eine Spitzenhalteschaltung 39. Diese Spitzenhalteschaltung 39 weist eine Diode 38, einen Kondensator 40 mit einem Wert C und einen Widerstand 41 mit einem

Wert R auf. Diese Spitzenhalteschaltung 39 arbeitet derart, a

daß sie die Spitzenhaltung des Absolutwerts ausführt, und zwar entweder von Signal S_n oder S_ geliefert von der Absolutwertverstärkungsschaltung 37, und zwar für eine Zeitperiode T bestimmt durch die Zeitkonstante C_a . R_a und einen Schwellenpegel am Komparator 42, was noch später beschrieben wird. In diesem Fall ist die Zeitperiode T, die durch die Zeitkonstante C . R bestimmt ist, auf eine

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Zeitlänge eingestellt entsprechend der niedrigsten Frequenz eines Tonsignals S^ und S_T. Die Spannung, die in der Spitzenhalteschaltung 34 "spitzengehalten" wird, wird an einen Komparator 42 geliefert. Dieser Komparator 42 vergleicht fliese Spitzenhaltespannung mit einer Bezugsspannung V^, die von einer Bezugsspannungsversorgung 43 geliefert wird, und die Vergleichsausgangsgröße wird an eine Schaltsteuerschaltung 46 geliefert, welche durch Transistoren 44 und 45 gebildet ist. Diese Schaltsteuerschaltung 46 arbeitet derart, daß sie die Transistoren 44 und 45 zu Ein/Ausschaltwirkungen veranlaßt, und zwar basierend auf der zuvor erwähnten Verglcichsausgangsgroße, um so eine Steuerung der Schaltwirkungen zwischen ein und aus der Transistoren 34a und 34b der Schaltkreise 35a und 35b vorzusehen.

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Im folgenden wird die Arbeitsweise der Leistungsverstärkerschaltung gemäß obiger Anordnung beschrieben.

Als erstes wird ein Ausgangssignal S₀ der dargestellten Leistungsverstärkerschaltung 20 und ein Ausgangssignal S einer weiteren nicht gezeigten Leistungsverstärkerschaltung entweder einzeln oder beide gemeinsam zu der ODER-Schaltung 36 geleitet, und von dort zu der Absolutwertverstärkungsschaltung 37, um darinnen der Absolutwertverstärkung ausgesetzt zu werden, und sodann wird das Signal oder die Signale "spitzengehalten", und zwar eines nach dem anderen mit ihren Augenblickwerte durch die Spitzenhalteschaltung 39. In einem solchen Fall wird der Wert dieser Spitzenhaltung mit der Bezugsspannung durch den Komparator 42 verglichen.

Es sei nun angenommen, daß der Absolutwert entweder des Ausgangssignals S_ oder des Ausgangssignals S_T niedriger ist als ein Schwellenwert V , , der auf einen Pegel etwas niedriger als die Niedrigpegelspannung V ₁ eingestellt ist. Daraufhin erzeugt der Komparator 43 eine einen niedrigen Pegel besitzende Ausgangsgröße, auf welche Weise die Transistoren 44 und 45 in ihren "Aus"-Zustand gebracht werden, um dadurch die Transistoren 34a und 34b in ihrer in ihren "Aus"-Zustand zu bringen. Dadurch gibt die Leistungsversorgungsschaltung 21 an ihren positiven und negativen Leistunrsversorgungsklemmen 27a und 27b eine Spannung +V- und eine Spannung "V₁ ab, die dann angelegt werden durch die Dioden 33 a und 33b von den Klemmen 30a bzw. 30b. Demgemäß werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Transistoren 24a und 24b der dargestellten Leistungsverstärkerschaltung 20 und die Leistungsverstärkungstransistoren für C te nicht gezeigte linke Kanalleistungsverstärkungsschaltung mit den zuvor genannten Spannungen +V - bzw.. -V_c1 beliefert.

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Im Falle, daß der Absolutwert eines der Ausgangssignale

S-, oder S_ den genannten Schwellenwert V . übersteigt, .κ Jj "Cn

liefert der Komparator 42 eine einen hohen Pegel besitzende Ausgangsgröße, um dadurch die Transistoren 44 und 45 einzuschalten, was das Einschalten der Transistoren 34a und 34b bewirkt. Infolgedessen gibt die Leistungsversorgungsschaltung 21 an ihren positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b eine Spannung +V ₂ und eine Spannung -V „ ab, die von den Klemmen 31a bzw. 31b daran durch ihre Transistoren 34a und 34b angelegt werden. In einem solchen Betriebsteil dienen die Dioden 33a und 33b zur Verhinderung des Auftretens einer Interferenz (Störung) zwischen den Spannungen +V ~» "V „, die. an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b abgenommen werden, und zwischen den Spannungen +V ₁ und -V -, die an den Klemmen 30a bzw. 30b abgenommen werden. Demgemäß werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Leistungsverstärkungstransistoren in den entsprechenden Leistungsvers tärkungsschaltungen, von denen eine nicht gezeigt ist, beliefert mit den zuvor genannten Spannungen +V 2 bzw. -V „. Auf diese Weise werden die entsprechenden Leistungsverstärkerschaltungen von ihren Leistungsversorgungsspannungen abgeschaltet entsprechend dem Pegel des einen oder anderen der Ausgangssignale S_ oder S_T, welches

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natürlich" proportional zum Eingangssignal ist, und auf diese Weise werden diese beiden Leistungsverstärkerschaltungen mit gutem Leistungswirkungsgrad betrieben, ohne daß sich eine Sättigung der entsprechenden Leistungsverstärkertransistoren entwickelt.

Beim oben genannten Betrieb handelt es sich bei der Zeitsteuerung, mit der die Spannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b von +V₁,- V- auf +V 2' ~^v 2' 9^escnaltet werden, d.h. die Zeitsteuerung gemäß welcher die Transistoren 34a und 34b

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von ihrem"Aus"-Zustand in ihren "Ein"-Zustand geschaltet werden, in der Tat um die Zeitsteuerung, bei der der Wert des einen oder anderen der Ausgangssignale S_R oder S_L entweder in seiner positiven oder negativen Zone den Schwellenwert V., überstiegen hat. Auch bei der Zeitsteuerung (dem Zeitpunkt), bei der die Spannungen an den Klemmen 27a und 27b umgeschaltet werden von +V ₂, -V _ auf +V₁/ -V₁, d.h. die Zeitsteuerung, bei der die Transistoren 34a und 34b von ihrem "Ein"-Zustand in ihren "Aus"-Zustand geschaltet werden, ist in der Tat der Zeitpunkt (Zeitsteuerung) , bei dem im wesentlichen die Periode der Zeit T vergangen ist, ausgehend von der Zeit, bei der der Absolutwert der Spannung von entweder dem Ausgangssignal S_R oder S_T eine Spitze erreicht, die den Schwellenwert V.. übersteigt. Insbesondere arbeitet die Spitzenhalteschaltung in der Weise, daß selbst dann, wenn der Absolutwert der Spannung von dem einen oder anderen Ausgangssignal S_n oder S- unter den Schwellenwert V., abgefallen ist, diese Schaltung noch immer die Spannung unmittelbar bevor dem Abfallen unter den Schwellenwert V., hält, d.h. die Schaltung hält den endgültigen Spitzenwert der Spannung, mit dem die Transistoren 34a und 34b in ihrem "Ein"-Zustand gehalten werden, und zwar nur für die Zeitperiode T, welche durch die Zeitkonstante C * R bestimmt ist, um

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dadurch eine Verzögerung bei der Zeitsteuerung hervorzurufen, bei der die Spannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b auf die Spannungen +V- bzw. -V ₁ umgeschaltet werden. Die Spitzenhalteze: T ist derart eingestellt, daß sie der niedrigsten Frequenz des Tonsignals S_R, S_L entspricht. Daher wird die Anzahl der Schaltwirkungen für das Schalten der Γ.aistungsversorgungsspannungen recht klein, und demgemäß wird das Entwickeln von Schaltgeräuschen minimiert.

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Die Fig. 6 bis 9 sind Diagramme, welche die Art und Weise zeigen, mit der die Spannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b abgegeben werden, und zwar für einen Signalpegel und eine Frequenz von entweder dem Aus gangs signal S₀ oder S₁. . Fig. 6 ist ein Diagramm, welches den Fall zeigt, wo das Ausgangssignal S_R· oder S_L einen hohen Signalpegel'und eine niedrige Frequenz besitzt. Fig. 7 zeigt einen Fall, wo das Ausgangssignal einen niedrigen Signalpegel und eine niedrige Frequenz besitzt. Fig. 8 ist ein Diagramm des Falls, wo das Ausgangssignal einen hohen Signalpegel und eine hohe Frequenz besitzt. Fig. 9 ist ein Diagramm, welches den Fall darstellt, wo das Ausgangssignal einen niedrigen Signalpegel und eine hohe Frequenz aufweist.

Fig. 10 ist ferner ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem Ausgangssignal und den Spannungen darstellt, die an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b in dem Fall abgegeben werden, daß das Ausgangssignal S_ oder S_T ein tatsächliches Tonsignal, wie beispielsweise ein Musiksignal oder ein Stimmensignal, ist.

Fig. 11 zeigt ein Schaltdiagramm einer konkreten Anordnung der Leistungsverstärkerschaltung gemäß Fig. 5. Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 11 diejenigen Teile, welche gleichartig wie in Fig. 5 ausgebildet sind, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Im folgenden sei Fig. 11 erläutert. Die positive Zonenoder Bereichs-Komponente eines jeden der Ausgangssignale S_R oder S_L wird durch Dioden 47a, 48a detektiert, die gemeinsam eine ODER-Schaltung 36 bilden. Die detektierte Spannungskomponente wird durch eine Spitzenhalteschaltung 39 spitzengehalten, die ihrerseits aus den Dioden 47a, 48a, einem Widerstand 49a und einem Kondensator 50a besteht, wobei eine Zeitkonstante vorliegt, die durch den

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Widerstand 49a und den Kondensator 50a bestimmt ist. Die Spitzenhaltespannung wird an einen Komparator 42 und an eine Schaltsteuerschaltung 46 geliefert. Der Komparator 42 und die Schaltsteuerschaltung 46 sind derart aufgebaut, daß sie Transistoren 51a bis 53a und eine Diode 54a aufweisen. Bei einer an die Basis des Transistors 53a angelegten Bezugsspannung werden die Schaltkreise 35a und 35b hinsichtlich ihrer Schaltwirkungen entsprechend der genannten Spitzenhaltespannung gesteuert.

Schaltungen ähnlich den oben beschriebenen werden auch für die negative Bereichskomponente des Ausgangssignais S_R oder S vorgesehen. Diese Beschreibung wird hier jedoch weggelassen und die Bezugszeichen 47b bis 54b werden denjenigen Elementen zugeteilt, die denen in den bereits beschriebenen Schaltungen entsprechen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel erhaltenen Vorteile und Funktionen in gleich effektiver Weise auch mit dieser konkreten Anordnung des Leistungsverstärkers erhalten werden können.

Fig. 12 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der konkreten Anordnung des erfindungsgemäßen LeistungsVerstärkers. Es sei hier darauf hingewiesen, daß gleichartige Teile in Fig. 12 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 5 besitzen. Fig. 12 zeigt nun einen Leistum -verstärker 20, der hier zur Verstärkung eines rechten Kanalsignals eines Stereosignals dargestellt ist, wobei das sich ergebende Ausgangssignal S_n zum Betreiben <· iner Last 26 verwendet wird. Es ist ebenfalls eine Leistungsverstärkerschaltung 20' vorgesehen, um ein linkes Kanalsignal zu verstärken, wobei das sich ergebende Ausgangssignal S zum Betreiben einer Last 26' verwendet wird.

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Diese Ausgangssignale S_R und S₃. werden an Dioden 55a bzw. 56a geliefert und auch an Dioden 57a bzw. 58a. Die entsprechenden Paare von Dioden 55a, 56a und 57a, 58a bilden .ODER-Schaltungen 59a und 60, welche die Ausgangssignale S_n und S_T gleichrichten, d.h. man erhält die positi-

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ven Bereichskomponenten der Ausgangssignale S_R und S_L, um so ein Signal des höheren Pegels (zwischen diesen Signalen) herauszuleiten. Die Ausgangsgröße dieser ODER-Schaltung 60a wird an eine Spitzenhalteschaltung 64a geliefert, die aus Dioden 57a, 58a aufgebaut ist, welche gemeinsam diese ODER-Schaltung 60a bilden, und ferner weist die Schaltung 64a Widerstände 61a, 62a und einen Kondensator 63a auf. Diese Spitzenhalteschaltung 64a hält die Ausgangsgröße der ODER-Schaltung 60a spitzenmäßig und liefert ihr Spitzenhaltesignal an eine Diode 65a. Die Diode 65a bildet gemeinsam mit den Dioden 55a und 56a der ODER-Schaltung 59a eine ODER-Schaltung 66a, die das logische ODER der positiven Bereichskomponente entweder des Ausgangssignals S_R oder S- und des erwähnten Spitzenhaltesignals bildet. Die Ausgangsgröße dieser ODER-Schaltung 66a wird an einen Transistor 68a eines Schaltkreises 67 geliefert. Der Transistor 68a ist mit seinem Emitter an einen Emitter eines Transistors 69a angekoppelt, an dessen Basis eine Bezugsspannung +V_mo angelegt ist. Demgemäß wird der Transistor 68a dann eingeschaltet, wenn die-von der ODER-Schaltung 66a gelieferte Spannung die Bezugsspannung +V₀ überstiegen hat, was das Einschalten des Transistors 34a des Schaltkreises 35a bewirkt und auch bewirkt, daß der Transistor 34b des Schaltkreises 35b eingeschaltet wird. Ferner sind Schaltungen ähnlich den oben erwähnten auch für die negative Bereichskomponente der Ausgangssignale S_n und S_r aufgebaut. Deren Beschrei-

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bung wird jedoch hier weggelassen und es werden einfach die Bezugszeichen 55b bis 69b denjenigen Elementen und Teilen zugewiesen, die den entsprechenden,bereits erwähnten Teilen entsprechen.

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Hinsichtlich der Schaltung gemäß Fig. 12 sei darauf hingewiesen, daß hinsichtlich der positiven Bereichskomponenten der Aus gangs signale S_n und S₁. diese positiven Bereichs-

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komponenten selbst und diejenigen Spannungen, die durch die Spitzenhalteschaltung 64a "spitzengehalten" sind, über die ODER-Schaltung 66a an die Basis des Transistors 68a geliefert werden. Hinsichtlich der negativen Bereichskomponente der Ausgangssignale S_R und S. sei bemerkt, daß diese negativen Bereichskomponenten selbst und diejenigen Spannungen, die durch die Spitzenhalteschaltung 64b spitzengehalten sind, durch die ODER-Schaltung 66b zur Basis des Transistors 68 geliefert werden. Wenn demgemäß der Absolutwert der Spannung von entweder dem Ausgangssignal S_R oder dem Ausgangssignal S_T die Bezugsspannung V_mr. überstiegen

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hat, d.h. wenn ein substantielles überschreiten der Spannung V ₁ erfolgt, so werden die Transistoren 34a und 34b eingeschaltet. Ferner gilt, daß dann, wenn der Absolutwert der oben erwähnten Spannung unter die Bezugsspannung V__Q abgefallen ist, die Transistoren 34a und 34b ausgeschaltet werden, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist, die durch die Zeitkonstante der Spitzenhalteschaltung 64a oder 64b bestimmt ist.

Demgemäß ist es bei der Schaltung dieses Ausführungsbeispiels möglich, die Schaltzeit oder Schaltzeitsteuerung dieser Leistungsversorgungsspannungen in im wesentlichen der gleichen Weise vorzusehen, wie dies in Verbindung mit der Schaltung gemäß Fig. 5 beschrieben wurde. Um eine Verzögerung hinsichtlich des Betriebs der Spitzenhalteschaltungen 64a und 64b zu kompensieren, ist zusätzlich eine Bypassleitung durch die Verwendung der Dioden 53a,56a und 55b,56b vorgesehen. Wenn daher die Spannungen der Ausgangssignale S_R und S- die Bezugsspannung V„ übersteigen, so 9 !raten die Schaltkreise 35a und 35b ohne irgendeine Verzögerung in Betrieb.

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Fig. 13 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leistungsverstärkerschaltung. Diejenigen Teile und Elemente, die denjenigen der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 5 und 11 gleichen, sind mit gleichartigen Bezugszeichen versehen, und aus Gründen der Einfachheit ist deren Beschreibung weggelassen.

Zwischen einem Schaltkreis 35c und einer positiven Leistungsversorgungsklemme 27a ist eine Schaltspitzensperrschaltung 73a eingesetzt, die aus einer Spule 70a, einem Kondensator 71a und einer Diode 72a aufgebaut ist. In gleicher Weise ist zwischen einem Schaltkreis 35b und einer negativen Leistungsversorgungsklemme 27b eine Schaltspitzen- oder Schalt-Spike-Sperrschaltung 73b eingesetzt, die aus einer Spule 70b, einem Kondensator 71b und einer Diode 72b aufgebaut ist. Diese Schaltspitzensperrschaltungen 7 3a und 73b dienen dazu, daß dann, wenn die entsprechenden Ausgangsspannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b von hohen Niveauspannungen +V₂' ~^v 2 ^auf niedrige Niveauspannungen +V ₁, -V . geschaltet werden, diese Spannungen +V- ^und ~^v ? veranlaßt werden, entweder langsam abzufallen oder sich langsam aufzubauen, und zwar mit einer bestimmten Zeitkonstante.

Eine Steuerschaltung 74 soll dazu dienen, die erwähnte Steuerwirkung hervorzurufen auf der Basis eines Ausgangssignals S_R, welches an der Ausgangsklemme 25 einer Leistungsverstarkungsschaltung 20 abgenommen wird, und auch auf der Basis eines Ausgangssignals S_L einer weiteren nicht gezeigten Leistungsverstarkungsschaltung. Die Anordnung dieser Steuerschaltung 74 ist in Fig. 14 gezeigt.

Insbesondere unterwirft diese Steuerschaltung 74 als

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ersten Schritt die entsprechenden Ausgangssignale S_n und S der Vollwellengleichrichtung durch Vollwellengleichrichtungsschaltungen 75, 76, die in der Tat Absolutwertverstärkungsschaltungen sind/ d.h. die entsprechenden Absolutwerte der Ausgangssignale S_n und S_T werden entnommen, und diese gleichgerichteten Ausgangsgrößen werden an ODER-Schaltung 79 geliefert, die aus Dioden 77 und 78 aufgebaut ist. Diese ODER-Schaltung führt die logische ODER-Operatjon dieser entsprechenden gleichgerichteten Ausgangs größen aus und liefert eine gleichgerichtete Ausgangsgrös se mit hohem Niveau an einen Komparator 80. Dieser Kompara tor 80 vergleicht die von der ODER-Schaltung 79 gelieferte Spannung V mit der Bezugsspannung V_h, die von einer Bezugsspannungsversorgung 81 angelegt wird, und liefert ein Signal mit hohem Pegel nur dann, wenn V > ν_-. Diese Ausgangsgröße des Komparators 80 wird über eine Diode 83 an die Basis eines Transistors 44 geliefert. Gleichzeitig wird diese Ausgangsgröße an eine Spitzenhalteschaltung 88 geliefert, die aus einer Diode 85, einem Kondensator 86 mit einem Wert C, und einem Widerstand 87 mit einem Wert Rj₃ besteht. Diese Spitzenhalteschaltung 80 hält die Ausgangsgröße des Komparators für eine Zeitperiode T, die durch eine Zeitkonstante C, · R, bestimmt ist, und liefert ihr Haltesignal an einen Komparator 89. Dieser Komparator 89 vergleicht das Haltesignal mit einer Bezugsspannung V_₂, die von einer BezugsleistungsVersorgung 90 angelegt wird, und liefert ein Signal mit hohem Pegel nur dann, wenn der Wert des Haltesignals die Bezugsspannung V_T2 übersteigt. Diese 1...^e Pegelausgangsgröße wird zu einer Diode 91 geleitet, die zusammen mit der Diode 83 eine ODER-Schaltung 82 bildet, um sodann an die Basis des Transistors 44 geliefert zu werden. Diese ODER-Schaltung 82 arbeitet in der Weise, daß dann, wenn entweder die Ausgangsgröße des Komparators 80 oder die Ausgangsgröße des Komparators 89 einen hohen Pegel besitzt, die Basis des Transistors 44 auf einen hohen Pegel gebracht wird. Dieser Transistor 44

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bewirkt eine Ein/Aus-Wirkung, wenn sein Basispotential gesteuert wird. Durch diese Ein/Aus-Wirkung des Transistors 44 wird die Ein/Aus-Wirkung des erwähnten Transitors 34a gesteuert, und über den Transistor 45 wird auch die Ein/Aus-Wirkung des Transistors 3 4b gesteuert.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des oben erwähnten Leistungsverstärkers beschrieben.

Im Falle, daß der Absolutwert der Spannung von entweder dem Ausgangssignal S_R der dargestellten Leistungsverstarkungsschaltung 20 oder das Ausgangssignal S einer weiteren, nicht gezeigten Leistungsverstarkungsschaltung niedriger ist als ein Schwellenwert V.. , der dem Wert V₁ in diesem Beispiel entspricht und auf einen Pegel etwas niedriger als V_c-| eingestellt ist, so werden entsprechende Spannungen +V .. und -V ₁ an den positiven und negativen Leistungsversorgungskleiranen 27a bzw. 27b der Leistungsversorgungsschaltung 21 abgegeben. Daraufhin werden diejenigen Transistoren in den Ausgangsstufen der entsprechenden LeistungsVerstärkerschaltungen veranlaßt, mit diesen Spannungen +V- bzw. -V -- zu arbeiten. Bei diesem Betriebsteil hat die Spannung V , die in den Komparator 80 über die Vollwellengleichrichter-Schaltungen 75 und 76 und über die ODER-Schaltung 79 eingegeben wird, d.h. der Absolutwert der Spannungen jedes Ausgangssignals S_n oder S₁., einen Wert niedriger als die Bezugsspannung

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V₁ der Bezugsleistungsversorgung 81. Demgemäß gibt der Komparator 80 zu dieser Zeit ein einen niedrigen Pegel· aufweisendes Signal ab. Die Ausgangsgröße des Komparators 89 befindet sich auf einem niedrigen Pegel zu dieser Zeit, da das Signal, welches über die Spitzenhaiteschaltung 88 vom Komparator 80 eingegeben wird, sich auf einem niedrigen Pegel befindet, d.h. einem Wert niedriger als der Bezugsspannung V 2 einer Bezugsleistungsversorgung 90. Dadurch gibt die ODER-Schaltung 82 ein Niedrig-Pegel-Signal ab und bringt das Basispotential des Transistors 44 auf ein niedriges Niveau. Demgemäß werden die Transistoren 4i

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und 45 zu dieser Zeit in ihren Aus-Zustand gebracht, und die Transistoren 34a und 34b werden ebenfalls in ihren Aus-Zustand gebracht. Infolgedessen werden an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b diejenigen Spannungen +V ₁ und -V ₁ abgegeben, die von den entsprechenden Klemmen 30a und 30b geliefert werden, und zwar nach Durchgang durch die Dioden 33a und 3 3b. Demgemäß werden diese Transistoren der Ausgangsstufen der Leistungsverstärkungsschaltungen mit den Spannungen +V ι und -V ₁ arbeiten.

Im Falle, daß der Absolutwert der Spannung des Ausgangssignals S_R oder S den oben erwähnten Schwellenpegel V _h übersteigt, werden die Ausgangsspannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b auf +V ₂ bzw. -V ₂ geschaltet. Insbesondere nimmt in einem solchen Fall die Spannung V einen Wert an, der über die erwähnte Bezugsspannung V .. hinausgeht. Zu dieser Zeit gibt der Komparator 80 ein Signal mit hohem Pegel ab. Infolge der Tatsache, daß das Signal, welches in den Komparator 89 über die Spitzenhalteschaltung 88 vom Komparator 80 eingegeben wird, einen hohen Pegel bekommt, was einen Wert höher als die Bezugsspannung V_₂ bedeutet, so wird die Ausgangsgröße des Komparators 89 sich auch auf einem hohen Pegel befinden. Es sei darauf hingewiesen, daß während dieses Teils des Betriebs der Komparator 89 ein Hoch-Pegel-Signal vom Komparator 80 erhält, und zwar nach dem Durchgang durch die Spitzenhaltescha-_ang 88, und daß daher die Aufbauzeit oder Aufbauzeitsteuerung der Ausgangsgröße dieses Komparators 89 etwas verzögert ist hinsichtlich der Aufbauzeit der Ausgangsgröße des Komparators 80 infolge der Ladezeitkonstante von Diode 85 und Kondensator 86. Demgemäß wird in einem solchen Fall die Ausgangsgröße der ODER-Schaltung 82 durch ihre Aufbauzeit durch die Ausgangsgröße des Komparators 80 bestimmt. Demgemäß wird der Transistors 44 in seinen Ein-Zustand bei der Aufbauzeit der Ausgangsgrös- «e des Komparators 80 gebracht, d.h. der Transistor 44

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wird eingeschaltet zur gleichen Zeit, wo der Absolutwert der Spannung von entweder Ausgangssignal S_n oder S_T den

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obenerwähnten Schwellenwert V,, übersteigt. Dadurch bringt der Transistor 44 den Transistor 34a in seinen Ein-Zustand und gleichzeitig damit wird der Transistor 34b über den Transistor 45 eingeschaltet. Infolge dessen werden an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b Spannungen +V _ und -V „ abgegeben, die von den entsprechenden Klemmen 31a und 31b und über die Transistoren 34a bzw. 34b geliefert werden. In einem solchen Fall dienen die Dioden 33a und 33b zur Verhinderung des Auftretens einer Störung oder Interferenz zwischen den an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b abgeleiteten Spannungen +V „, -V 2 ^un<3 den Spannungen +V ₁, -V ₁ an den Klemmen 30a und 30b. Demgemäß werden diese Transistoren im Ausgang«der entsprechenden Leistungsverstärkerschaltungen mit den oben erwähnten Spannungen +V ~ bzw. -V ~ arbeiten.

Im Falle, daß der Absolutwert der Spannung des Ausgangssignals S„ oder S₁. von den oben erwähnten Bedingungen auf einen Wert unterhalb des Schwellenwerts V. , abgefallen ist, werden die Ausgangsspannungen der positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b in der folgenden Weise geschaltet. Die Ausgangsgröße des Komparators 80 nimmt zu dieser Zeit einen niedrigen Pegel an, weil die Spannung V einen Wert niedriger als die Bezugsspannung Vm₁ einnimmt. Andererseits hält zu dieser Zeit die Spitzenhalteschaltung 88 ein Signal mit hohem Pegel für eine Zeitperiode T selbst dann, wenn die Ausgangsgröße des Komparators 80 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel geschaltet ist, und sie liefert diese Haltespannung an den Komparator 89. Demgemäß wird die Ausgangsgröße des Komparators 89 zu dieser Zeit auf einen niedrigen Pegel geschaltet, und zwar nach Vergehen der Zeit T, die bestimmt ist durch die erwähnte Zeit T_a und die Bezugsspannung ν_ψ2,

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und zwar beginnend zu der Zeit, wo die Ausgangsgröße des Komparators 80 von hohem Pegel auf niedrigen Pegel geschaltet wurde (vgl. Fig. 15). Infolge dessen wird die Ausgangsgröße der ODER-Schaltung 82 von hohem Pegel auf niedrigen Pegel geschaltet, und zwar mit einer Zeitsteuerung der Ausgangsgröße geliefert durch den Komparator 89. Dadurch werden im wesentlichen in der gleichen Weise wie oben beschrieben die Transistoren 44 und 45 in ihren Aus-Zustand gebracht, und demgemäß werden auch die Transistoren 34a und 34b in ihren Aus-Zustand gebracht. Somit werden die Spannungen der positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b von +V ₂, ~^V _C2 ^nacn +V-, -V ₁ jeweils geschaltet.

Zur Zeit dieser Schaltung der Leistungsversorgungspannungen in der oben beschriebenen Art schalten die Schaltspitzensperrschaltungen 73a und 73b die entsprechenden Spannungen +V ₂ und -V₂ auf die Spannungen +V ₁ und ~V,^ mit einer bestimmten Zeitkonstanten. Das heißt, von diesen Schaltspitzensperrschaltungen 73a und 73b wird beispielsweise die erstere, 73a, in der Weise betrieben, daß dann, wenn die von dem Schaltkreis 35a ausgehende Spannung +V ₂ ist, der Kondensator 71a der Schaltspitzensperrschaltung 73a mit der Spannung +V ₂ aufgeladen wird. In einem solchen Fall wird diese Spannung +V ₂ vom Kollektor des Transistors 34a über eine Spule 70a mit hoher Impedanz an den Kondensator 71a geliefert. Wenn die Ausgangssp^nnung des Schaltkreises 35a von +V ₂ auf +V ,. geschalter wird, so wird die elektrische Ladung des Kondensators 70a über eine Diode 72a an die positive Leistungsversorgungsklemme 27a geliefert. Die Ausgangsspannung dieser positiven Leistungsversorgungsklemme 27a nimmt somit allmählich entsprechend der Entladecharakteristik des "ondensators 71a ab. Die Schaltspitzensperrschaltung 73b arbeitet auch in einer Weise ähnlich der oben beschriebenen, wodurch gestattet wird, daß die Ausgangsspannung der negativen Leistungsversorgungsklemme 27b allmählich

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abnimmt. · .

In der oben beschriebenen Weise werden die entsprechenden Leistungsverstärkungsschaltungen von ihren Leistungsversorgungsspannungen entsprechend dem Signalpegel des Ausgangssignäls S_n oder S_ geschaltet. Somit ist der Ver-

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stärker in der Lage, mit gutem Leistungswirkungsgrad entsprechend den Pegeln der Ausgangsspannungen zu arbeiten, ohne das Auftreten einer Sättigung der Transistoren, die in den entsprechenden Ausgangsstufen dieser Verstärkungsschaltungen vorgesehen sind. Bei einem solchen Betrieb sei darauf hingewiesen, daß aus dem Trend der Betriebsoder Arbeitsschritte, mit dem die Ausgangsgröße des Komparators 80 geliefert wird, und zwar über die Diode 83 der ODER-Schaltung 82 direkt an die Basis des Transistors 44, die Zeitsteuerung oder Zeit, zu der die Spannungen +V _Λ ι -V .. umgeschaltet werden, auf die Spannungen +V₀, -V 2 in Übereinstimmung ist mit der Zeit oder Zeitsteuerung, bei der der Absolutwert der Spannung des Ausgangssignals S_R oder S₁ den oben erwähnten Schwellenwert V , ohne jedwede Verzögerung übersteigt. Auch ist die Zeitsteuerung, mit der die Spannungen +V ?' ~^v 7 ^au^ ^+V 1' ~^V 1 9^escnal~ tet werden, in der Tat die Zeitsteuerung, die am Ende eines Vergehens einer bestimmten Zeit T auftritt, und zwar von der Zeit,.bei der der Absolutwert der Spannung des Ausgangssignals S_R oder S_ unter den Schwellenwert V , abgefallen ist. Dadurch daß man diese Zeit T auch beispielsweise eine Zeit entsprechend der niedrigsten Frequenz eines Tonsignals (Ausgangssignal S_n oder S_T) ein-

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stellt, wird es unnötig, die Umschaltung der Leistungsversorgungsspannung für jedes Auftreten des Hochfrequenzsignals zu bewirken, und auf diese Weise wird es möglich, die Entwicklung von Schaltgeräuschen in den entsprechenden Leistungsverstärkungsschaltungen stark zu vermindern. Es sei darauf hingewiesen, daß bei diesem Ausführungsbeispiel eine Schaltspitzensperrschaltung 73a vorgesehen ist, so daß es möglich ist, in effektiverer Weise die Entwicklung von Schaltungeräuschen zu vermindern. '■':.

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Fig. 16 ist ein Schaltbild eines konkreten Ausführungsbeispiels der wesentlichen Teile des Leistungsverstärkers der Fig. 13 und 14. In Fig. 16 sind diejenigen Teile und Elemente ähnlich denen der Fig. 13 und 14 mit gleichartigen Bezugszeichen versehen. Es sei darauf hingewiesen, daß die nur in Fig. 16 erwähnten numerischen Werte und Symbole bevorzugte Werte und Formen für die entsprechenden verwendeten Elemente sind.

Fig. 17 ist ein Schaltbild des LeistungsVerstärkers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist derart angeordnet, daß die LeistungsVersorgungsspannung für die Leistungsverstärkungsschal tungen in drei unterschiedliche Stufen geschaltet werden kann. In Fig. 17 sind auch diejenigen Bauelemente ähnlich denen der Fig. 13 mit gleichartigen Bezugszeichen versehen. Im folgenden sei nunmehr Fig. 17 beschrieben. Eine Leistungsversorgungsschaltung 21 besitzt sowohl positive als auch negative Leistungsversorgungen 92a bis 94a bzw. 92b bis 94b, und diese Schaltung 21 ist derart angeordnet, daß Spannungen +V .., +V₂' +V_c3 und -V₃₁, -V_c2, -V_c3 an den Klemmen 95a bis 97a bzw. 95b bis 97b abgeleitet werden. Ein Schaltkreis 102a, bestehend aus den Transistoren 98a und 99a und Dioden 100a 101a, ist zwischen den Klemmen 95a bis 97a und der positiven Leistungsversorgungsklemme 27a vorgesehen. Ebenfalls ist zwischen den Klemmen 95b bis 97b und der negativen Leistungsversorgungsklemme 27b ein Schaltkreis 102b eingefügt, < : durch Transistoren 98b, 99b und Dioden 100b, 101b gebildet ist. Diese Leistungsverstärkerschaltung ist ebenfalls derart angeordnet, daß die entsprechenden Ein/Auswirkungen der Transistoren 98a, 99a und 98b, 99b durch eine Steuerschaltung 103 gesteuert werden. Die Grundstruktur dieser Steuerschaltung 103 ist ähnlich der in Fig. 14 gezeigten. D.h. die Steuerschaltung 103 ist derart angeordnet, daß sie dann im Betrieb ist, wenn der Pegel des Ausgangssignals S_R oder S_ in seiner positiven oder negativen Bereichskomponente eine erste Bezugsspannung übersteigt, ι .h. +V₁ im positiven Bereich und -V_ri1 im negativen Be-

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reich/ so daß die Transistoren 98a und 98b eingeschaltet werden und daß in gleicher Weise dann, wenn der Pegel des Ausgangssignals eine zweite Bezugsspannung übersteigt, d.h. +V„p im positiven Bereich und ~V„₂ im negativen Bereich, die Transistoren 99a und 99b eingeschaltet werden. Bei der in Fig. 17 gezeigten Anordnung ist es möglich, die von den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b an. die Ausgangsstufen-Transistoren 24a und 24b gelieferten Spannungen in drei unterschiedlichen Stufen in der in Fig.18 gezeigten Weise entsprechend dem Pegel des Ausgangssignals S_n oder S_r

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zu schalten.

Die entsprechenden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind derart vorgesehen, daß das Schalten der Leistungsversorgungsspannung für Zwei-Kanal-Leistüngsverstärkungsschaltungen in der Weise ausgeführt wird, daß dann, wenn das Ausgangssignal der einen oder anderen Leistungsverstärkungsschaltungen einen Bezugswert übersteigt, die Leistungsversorgungsspannungen der beiden Leistungsverstärkerschaltungen gleichzeitig umgeschaltet werden. Es sei darauf hingewiesen, daß dieses Schalten unabhängig für jede Leistungsverstarkungsschaltung ausgeführt werden muß. Auch ist in den entsprechenden Ausführungsbeispielen das Umschalten der beiden positiven und negativen Leistungsversorgungsspannungen derart vorgesehen, daß die Ausführung dann geschieht, wenn das Ausgangssignal der Leistungsverstarkungsschaltung einen Bezugswert übersteigt, und zwar entweder in den positiven oder negativen Bereichen der Spannung. Dieses Schalten kann derart vorgesehen sein, daß es unabhängig für jede der positiven und negativen Leistungsversorgungsspannungen ausgeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß das -für die Zwecke der Umschaltung verwendete Signal nicht auf das Ausgangssignal der Leistungsverstarkungsschaltung begrenzt sein muß, sondern es kann irgendein Signal sein, vorausgesetzt daß es sich entsprechend dem Eingangssignal dieser Schaltung ändert. Ferner kann die Anzahl der Schaltstufen für die Leistungs-

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- vT- -^:

Versorgungsspannung eine Mehrfachstufenschaltung von vier oder mehr vorsehen.

Zusammenfassend sieht die Erfindung einen Leistungsverstärker vor, der mit Spitzenhaltemitteln vorgesehen ist, um für eine gegebene Zeitperiode einen Spitzenwert eines Eingangssignals oder Ausgangssignals eines Leistungsverstärkerelements zu halten, und es sind ferner Schaltmittel vorgesehen, um eine den Leistungsverstärkungselementen zugeführte Leistungsversorgungsgleichspannung auf einen ausgewählten Wert entsprechend einer Ausgangsgröße der Spitzenhaltemittel zu schalten. Ein solcher Verstärker ist in der Lage, den Leistungswirkungsgrad des Leistungs-Verstärkers zu verbessern und auch Schaltgeräusche zu vermindern, wobei ferner auch das Entstehen von Verzerrungen reduziert wird.

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, -34-

L e e r s e 11 e

Claims

Patentansprüche

1. Verstärker mit Leistungsversorgungsumschaltung unter Verwendung eines Verstärkungselements zur Verstärkung eines an den Verstärker angelegten Eingangssignals, gekennzeichnet durch

eine Spitzenhalteschaltung (z.B. 39) zum Halten eines Spitzenwerts eines sich entsprechend dem Eingangssignal verändernden Signals für eine vorbestimmte Zeitperiode, und einen Schaltkreis (z.B. 35a) zum selektiven Beliefern des Verstärkungselements mit einer Versorgungsspannung, ausgewählt aus einer Vielzahl von Versorgungsspannungen entsprechend einem Pegel einer Ausgangsgröße der Spitzenhalteschaltung.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitperiode für das Halten eines Spitzenwerts des Eingangssignals eine Zeitperiode entsprechend einer niedrigsten Frequenz des Eingangssignals 1st.

3. Verstärker nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenhaltekreis aus einer ersten Umkehrstrom sperrenden Diode und einem Widerstand sowie einem ersten Kondensator besteht, die beide parallel zwischen der ersten Diode und Schaltungserde liegen.

4. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ans rüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenhalteschaltung mit dem Schaltkreis über einen Komparator (z.B. 42) verbunden ist, an den ein Vergleichsbezugssignal angelegt ist, so daß der Komparator die Ausgangsgröße der Spitzenhalteschaltung mit dem Bezugssignal vergleicht und ein Ausgangssignal an den Eingang des Schaltkreises anlegt.

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ORIGINAL INSPECTED

5. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichtschaltung vorgesehen ist, um das erwähnte sich entsprechend dem Eingangssignal verändernde Signal vor dem Anlegen an die Spitzenhalteschaltung gleichzurichten .

6. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine ODER-Schaltung, vorgesehen zwischen dem Ausgang des Komparators und dem Eingang des Schaltkreises zum Anlegen mit der Ausgangsgröße des Komparators und auch mit einem Signal identisch mit einem Eingangssignal für die Spitzenhalteschaltung.

7. Verstärker mit Leistungsversorgungsumschaltung und einem Verstärkungselement zur Verstärkung eines Eingangssignals, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Komparator zum Vergleichen des Eingangssignals oder eines Signals entsprechend dem erwähnten Eingangssignal mit einem ersten Bezugssignal,

eine Spitzenhalteschaltung zum Halten eines Spitzenwerts einer Ausgangsgröße des ersten Komparators für eine vorbestimmte Zeitperiode, und

einen Schaltkreis zum selektiven Beliefern des Verstärkungselements mit einer Versorgungsspannung, ausgewählt aus einer Vielzahl von Versorgungsspannungen entsprechend einem Pegel einer Ausgangsgröße der Spitzenhalteschaltung.

8. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitperiode des Haltens des Spitzenwertes einerAusgangsgröße des ersten Komparators eine der niedrigsten Frequenz des Eingangssignals entsprechende Zeitperiode ist.

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9. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenhalteschaltung eine erste ümkehrstromsperrdiode aufweist, und einen Widerstand und einen ersten Kondensator, die beide parallel zwischen der Ausgangsseite der ersten UmkehrStromsperrdiode und der Schaltungserde liegen.

10. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche und zwar Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Komparator zwischen einer Ausgangsseite der Spitzenhalteschaltung und einer Eingangsseite des Schaltkreises vorgesehen ist und einen zweiten Bezugswert zur Peststellung des erwähnten Spitzenhaltewerts aufweist.

11. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehen- ■ den Ansprüche und zwar Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Gleichrichtschaltung zum Gleichrichten des Eingangssignals oder eines dem Eingangssignal entsprechenden Signals vor dem Anlegen an die Spitzenhalteschaltung.

12. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche und zwar Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zwischen einer Ausgangsseite des zweiten Komparators an der Eingangsseite der Umschaltkreise vorgesehene ODER-Schaltung zum Anlegen einer Ausgangsgröße des zweiten Komparators und eines Sie als identisch mit einem Eingangssignal für die zweite Spitzenhalteschaltung.

1?. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet durch eine Schaltspitzensperrschaltung(zum Beispiel 73a)ange-

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ordnet zwischen einer Ausgangsseite des Schaltkreises und Schaltungserde, um zu bewirken, daß eine Ausgangsspannung des Schaltkreises sich allmählich verändert, wenn die Ausgangsspannung von einem hohen Spannungspegel auf einen niedrigen Spannungspegel umgeschaltet wird.

14. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, und zwar Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspitzensperrschaltung aus einer Parallelschaltung einer Spule und einer zweiten Umkehrsfcromsperrdiode besteht, und aus einem zweiten Kondensator geschaltet in Serie zu der erwähnten Parallelverbindung, und wobei eine Klemme der Parallelverbindung mit einer Ausgangsseite des Schaltkreises verbunden ist, während die andere Klemme mit der einen Klemme des zweiten Kondensators in Verbindung steht, dessen andere Klemme geerdet ist.

15. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, und zwar Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsverstärkerelement, die Spitzenhai teschaltung und der Schaltkreis unabhängig für jeweils die positive Leistungsversorgung und die negative Leistungsversorgung geschaltet sind.

16. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, und zwar Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis für die positive Leistungsversorgungsseite gesteuert wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement auf der positiven Leistungsversorgungsseite oder mit einem Signal entsprechend zu diesem Eingangssignal, und wobei der Schaltkreis für die negative Leistungsversorgung gesteuert wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement auf der negativen Leistungsversorgungsseite oder durch ein Signal entsprechend diesem Eingangssignal.

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17. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche und zwar Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis auf der positiven Leistungsversorgungsseite entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement auf der positiven Leistungsversorgungsseite oder mit einem Signal entsprechend diesem Eingangssignal gesteuert wird, und wobei ferner der Schaltkreis auf der negativen Leistungsversorgungsseite gesteuert wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement auf der negativen Leistungsversorgungsseite oder mit einem Signal entsprechend diesem Eingangssignal.

18. Verstärker nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsverstärkungselement, die Spitzenhalteschaltung und der Schaltkreis unabhängig für jeweils eine rechte Kanalseite und eine linke Kanalseite einer Stereophontonvorrichtung vorgesehen sind.

19. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche und zwar Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis auf der rechten Kanalseite gesteuert wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement auf der rechten Kanalseite oder mit einem Signal entsprechend zu diesem Eingangssignal, und wobei ferner der Schaltkreis auf der linken Kanalseite gesteuei wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement auf der linken Kanalseite oder mit einem Signal entsprechend diesem Eingangssignal.

20. Verstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche und zwar Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Schaltkreis auf der rechten Kanal-

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Seite als auch der Schaltkreis auf der linken Kanalseite gesteuert werden entsprechend der Eingangsgröße für das Leistungsverstärkungselement auf der rechten Kanalseite oder mit einem Signal entsprechend diesem Eingangssignal, und mit der Eingangsgröße für das Leistungsverstärkungselement auf der linken Kanalseite oder mit einem Signal entsprechend diesem Eingangssignal.

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