DE3013186C2

DE3013186C2 - Niederfrequenzleistungsverstärker

Info

Publication number: DE3013186C2
Application number: DE3013186A
Authority: DE
Inventors: Kenji Hamamatsu Shizuoka Yokohama
Original assignee: Nippon Gakki Seizo Hamamatsu Shizuoka KK; Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE3013186A1; JPS5935207B2; JPS5620314A; US4339730A; JPS5620313A

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederfrequenzleistungsverstärker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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 Leistungsversorgun 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 F i g. 1 ist ein solcher bekannter Leistungsverstärker gezeigt; das Schaltbild zeigt den sogenannten E-Leistungsverstärker. Der Leistungsverstärker gemäß F i g. 1 ist insbesondere derart aufgebaut, daß eine Versorgungsspannung V₀ welche einen Verstärkungstransistor 2 mit Leistung beliefert, entsprechend einem Tonsignalpegel verändert wird, der an einer Eingangsklemme 1 des Leistungsverstärkers angelegt wird. Speziell ist dieser bekannte Leistungsverstärker derart aufgebaut, daß für den Fall 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, '.vie in F i g. 2 gezeigt, die Versorgungsspannung Vc entsprechend dem Eingangstonsignalpegel oder mit dem Ausgangstonsignalpegel V₀ zu betreiben. Es ist somit möglich, den Kollektorverlust des Transistors 2 zu reduzieren, um dadurch den Leistungswirkungsgrad des Verstärkers an sich zu vergrößern. Ein derartig bekannter Leistungsverstärker ist beispielsweise in US-PS 41 15 742, US-PS 36 22 899 und in der japanischen Offenlegungsschrift 50-45 549 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_n, dieses Transistors abfällt, was das Entstehen von Verzerrungen hervorruft

F i g. 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 Eingangsklemme 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, EinAAus-Schaltwirkungen hervorzurufen. Dadurch wird die an den Transistor 11 angelegte Leistungsversorgungsspannung auf eine einen hohen Pegel besitzende positive Spannung + Vh 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 + Vl, wenn die Ausgangsspannung 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 — Vn dann geschaltet, wenn die Ausgangsspannung der negativen Zone oberhalb eines bestimmten Werts liegt, und die Umschaltung auf eine einen niedrigen Pegel besitzende negative Spannung - V_L 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 bekannte Leistungsverstärker ist, wie im Spannungswellenformdiagramm der F i g. 4 gezeigt, in der Lage, den Pegel 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 F i g. 1 erfolgt. Ein solcher in F i g. 3 gezeigter bekannter Leistungsverstärker ist in der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 49-59 451 und US- PS 33 19 175 gezeigt.

Es sei hier jedoch darauf hingewiesen, daß der bekannte in F i g. 3 gezeigte Leistungsverstärker derart angeordnet ist, daß das Umschalten der Leistuagsversorgungsspannung auf unterschiedliche Werte für jeweils einen Zyklus des Ausgangssignals V₀ ausgeführt werden kann. Daher hat dieser Leistungsverstärker den Nachteil, daß für den Fall, daß derAusgangssignalpegel 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 F i g. 1 und 3 einen hohen Leistungswirkungsgrad, haben aber die obenerwähnten 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

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Niederfrequenzleistungsverstärker zu schaffen, der wenig verzerrt und der einen guten Leistungswirkungsgrad besitzt

Diese Aufgabe wird durch einen Niederfrequenzleistungsverstärker gelöst, der durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Niederfrequenzleistur.gsverstärkers besteht darin, daß die Leistungsversorgungsspannung 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. Auf diese Weise wird daher auch das Entstehen von Schaltgeräuschen vermindert

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltungsdiagramm eines bekannten Leistungsverstärkers ;

F i g. 2 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Ausgangssignal V₀ und der Leistungsversorgungsspannung Vcdes Leistungsverstärkers der Fig. 1;

F i g. 3 ein Schaltbild eines weiteren bekannten Leistungsverstärkers ;

F i g. 4 die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal V₀ des Leistungsverstärkers gemäß F i g. 3 und den Leistungsversorgungsspannungen Vn und Vc,

F i g. 5 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Niederfrequenzleistungsverstärkers gemäß der Erfindung;

F i g. 6 die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen Sr und Sl und den Leistungsversorgungsspannungen Vd und Va im Falle, daß die Ausgangssignale des in F i g. 5 gezeigten Leistungsverstärkers eine niedrige Frequenz und ein hohes Niveau besitzen;

F i g. 7 eine ähnliche Beziehung für eine Leistungsversorgungsspannung K- im Falle, daß die Augsgangssignale Sr und Sl eine niedrige Frequenz und ein niedriges Niveau besitzen;

F i g. 8 eine ähnliche Beziehung bei einer Leistungsversorgungsspannung V_a im Falle, daß die Ausgangssignale Sr und Sl eine hohe Frequenz und ein hohes Niveau (Pegel) besitzen;

F i g. S ein Diagramm für eine ähnliche Beziehung bei einer Leistungsversorgungsspannung V_ci im Falle, daß die Ausgangssignale Sr und Sl. eine hohe Frequenz und ein niedriges Niveau besitzen;

Fig. 10 die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen Sr und Si und den Leistungsversorgungsspannungen Vci und Va, im Falle, daß die Ausgangssignale ein tatsächliches Tonsignal repräsentieren;

F i g. 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 Schakbild der Steuerschaltung des in Fig. 13 gezeigten Leistungsverstärkers;

Fig. 15 die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen Sä und Sl des in Fig. 13 gezeigten Leistungsverstärkers und der Leistungsversorgungsspannungen V_c) und Va;

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 Sr und Sl des Leistungsverstärkers gemäß Fig. 17 und der Leistungsversorgungsspannungen Vd, Va und V₁₃.

Ins Einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.

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

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

In F i g. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Leistungsverstärkerschaltung, und 21 bezeichnet eine Leistungsversorgungsschaltung. Diese Leistungsverstärkerschaltung 20 ist eine bekannte Schaltung ähnlich der in F i g. 3 gezeigten. Diese Leistungsverstärkerschaltung ist derart angeordnet, daß ein Eingangssignal, welches an die Eingangsklemme 22 angelegt wird, durch eine Treiberschaltung 23 spannungsverstärkt wird, und zwar dann wird das sich ergebende Signal der Leistungsverstärkung durch die Transistoren 24a und 24b unterworfen, die in einer komplementären SEPP-Schaltung vorliegen, so daß eine Last 26 durch ein Signal betrieben wird, weiches von einer gemeinsamen A.usgangsklemme 25 dieser Transistoren abgeleitet wird. In dieser Schaltung sind die Transistoren 24a und 24i> derart angeordnet, daß der Kollektor des Transistors 24a mit einer positiven Leistungsversorgungsklemme 27a der Leistungsversorgungsschaltung 2i verbunden ist, und der Emitter des Transistors 24£> 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 ünkes Kar.alsigr.a! zu verstärken.

Die Leistungsversorgungsschaltung 21 ist derart angeordnet, daß sie eine positive und eine negative Spannung an die Transistoren 24a bzw. 24b liefert, und diese positiven und negativen Leistungsversorgungsspannungen werden ferner entsprechend den Ausgangssignalen der Transistoren 24a bzw. 246 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 286 und 29b aufweist. Von den jeweiligen Leistungsversorgungen 28a und 29a und 2Sb und 296 bilden die Leistungsversorgungen 2ΐι und

28b eine erste Leistungsversorgung zur Lieferung von Spannungen + V_ci und — V_c\ mit niedrigem Pegel an den Klemmen 30a bzw. 306. Die entsprechenden Paare der Leistungsversorgungen 28a, 29a und 286, 29b bilden zweite Leistungsversorgungen 32a und 32b zur Lieferung von einen hohen Pegel aufweisenden Spannungen + Va und — Va an den Klemmen 31a und 316. Die Klemme 30a ist über eine Diode 33a mit der positiven Leistungsversorgungsklemmme 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 31 b und der negativen Leistungsversorgungsklemme 27Zj ein weiterer Schaltkreis 356 vorgesehen, um selektiv eine von den Klemmen 306 und 31 b abgeleitete Spannung an die negative Leistungsversorgungsklemme 21b zu liefern. Bei dieser Anordnung weist der Schaltkreis 356 eine Diode 33b und einen Transistor 346 in im wesentlichen der gleichen Weise wie der Schaltkreis 35a auf. Die Ausgangsspannungen, die an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 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 Eingangssignal ein rechtes Kanalsignal Sr abgeleitet an der Ausgangsklemme 25 der Leistungsversorgungsschaltung 20 und auch ein linkes Kanalsignal Sl verwendet, welch letzteres an der Ausgangsklemme einer weiteren nicht gezeigten Leistungsverstärkerschaltung abgeleitet ist. Diese ODER-Schaltung arbeitet derart, daß ein logischer ODER-Zustand der Signale Sr und Sl vorliegen muß, damit die Ausgangsgröße an eine Absolutwertverstärkungsschaltung 37 geliefert wird. Diese Absolutwertverstärkungsschaltung 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_a auf. Diese Spitzenhalteschaltung 39 arbeitet derart, daß sie die Spitzenhaltung des Absolutwertes ausführt, und zwar entweder von Signal Sk oder Sl geliefert von der Absolutwertverstärkungsschaltung 37, und zwar für eine Zeitperiode rbestimmt durch die Zeitkonstante C ■ 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_a bestimmt ist, auf eine Zeitlänge eingestellt entsprechend der niedrigsten Frequenz eines Tonsignals Sr und Sl- Die Spannung, die in der Spitzenhalteschaltung 39 »spitzengehalten« wird, wird an einen Komparator 42 geliefert Dieser Komparator 42 vergleicht diese Spitzenhaltespannung mit einer Bezugsspannung V_T, die von einer Bezugsspannungsversorgung 43 geliefert wird, und die Vergleichsausgangsgröße wird an eine Schaltsteuerschaltung 46 geliefert, weiche 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 Vergleichsausgangsgröße, um so eine Steuerung der Schaltwirkungen zwischen ein und aus der Transistoren 34a und 346 der Schaltkreise 35a und 356 vorzusehen.

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

Als erstes wird ein Ausgangssignal Sr der dargestellten Leistungsverstärkerschaltung 20 und ein Ausgangssignal Sz. einer weiteren nicht gezeigten Leistungsverstärkerschaltung entweder einzeln oder beide gemeinsam zu der ODER-Schaltung 36 geleitet, und von dort zu der Absoiutwertverstärkungsschaltung 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 Augenblickwerten 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 Sr oder des Ausgangssignals Sl niedriger ist als ein Schwellenwert V<a, der auf einen Pegel etwas niedriger als die Niedrigpegelspannung V_c\ 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 346 in ihren »Aus«-Zustand zu bringen. Dadurch gibt die Leistungsversorgungsschaltung 21 an ihren positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 27b eine Spannung + V_c\ und eine Spannung - V_c\ ab, die dann angelegt werden durch die Dioden 33a und 336 von den Klemmen 30a bzw. 306. Demgemäß werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Transistoren 24a und 246 der dargestellten Leistungsverstärkerschaltung 20 und die Leistungsverstärkungstransistoren für die nicht gezeigte linke Kanalleistungsverstärkungsschaltung mit den zuvor genannten Spannungen + V_ci bzw. — V_ci beliefert
Im Falle, daß der Absolutwert eines der Ausgangssignale Sr oder Sl den genannten Schwellenwert Vu, übersteigt, 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 346 bewirkt Infolgedessen gibt die Leistungsversorgungsschaltung 21 an ihren positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 eine Spannung + Va und eine Spannung -Va ab, die von den Klemmen 31a bzw. 316 daran durch ihre Transistoren 34a und 346 angelegt werden. In einem solchen Betriebsteil dienen die Dioden 33a und 336 zur Verhinderung des Auftretens einer Interferenz (Störung) zwischen den Spannungen + Va, — Va, die an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 abgenommen werden, und zwischen den Spannungen + V_c\ und — Vci. die an den Klemmen 30a bzw. 306 abgenommen werden. Demgemäß werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Leistungsverstärkungstransistoren in den entsprechenden Leistungsverstärkungsschaltungen, von denen eine nicht gezeigt ist, beliefert mit den zuvor genannten Spannung + Va bzw. - Va- Auf diese Weise werden die entsprechenden Leistungsverstärkerschaltungen von ihren Leistungsversorgungsspannungen abgeschal-

tet entsprechend dem Pegel des einen oder anderen der Ausgangssignale Sr oder St, welches 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 276 von + Vd, — Vd auf + Va, — Va, geschaltet werden, d. h. die Zeitsteuerung gemäß welcher die Transistoren 34a und 346 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 Sr oder Sl entweder in seiner positiven oder negativen Zone den Schwellenwert V,h überstiegen hat Auch bei der Zeitsteuerung (dem Zeitpunkt), bei der die Spannungen an den Klemmen 27a und 276 umgeschaltet werden von + Va, — Va auf + V_ci, — V_c\, d. h. die Zeitsteuerung, bei der die Transistoren 34a und 346 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 Sr oder 5t eine Spitze erreicht, die den Schwellenwert Vo, übersteigt Insbesondere arbeitet die Spitzenhalteschaltung 39 in der Weise, daß selbst dann, wenn der Absolutwert der Spannung von dem einen oder anderen Ausgangssignal Sr oder 5t unter den Schwellenwert V,_h abgefallen ist, diese Schaltung noch immer die Spannung unmittelbar bevor dem Abfallen unter den Schwellenwert Va, hält, d. h. die Schaltung hält den endgültigen Spitzenwert der Spannung, mit dem die Transistoren 34a und 346 in ihrem »Ein«-Zustand gehalten werden, und zwar nur für die Zeitperiode T, welche durch die Zeitkonstante C_a · R« bestimmt ist, um dadurch eine Verzögerung bei der Zeitsteuerung hervorzurufen, bei der die Spannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 auf die Spannungen + V_ci bzw. — V_cl umgeschaltet werdea Die Spitzenhaltezeit T ist derart eingestellt, daß sie der niedrigsten Frequenz des Tonsignals 5a Sl entspricht Daher wird die Anzahl der Schalt-Wirkungen für das Schalten der Leistungsversorgungsspannungen recht klein, und demgemäß wird das Entwickeln von Schaltgeräuschen minimiert

Die F i g. 6 bis 9 sind Diagramme, welche die Art und Weise zeigen, mit der die Spannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 abgegeben werden, und zwar für einen Signalpegel und eine Frequenz von entweder dem Ausgangssignal Sr oder Sl. F i g. 6 ist ein Diagramm, welches den Fall zeigt, wo das Ausgangssignal 5r oder Sl einen hohen Signalpegel und eine niedrige Frequenz besitzt F i g. 7 zeigt einen Fall, wo das Ausgangssignal einen niedrigen Signalpegel und eine niedrige Frequenz besitzt F i g. 8 ist ein Diagramm des Falls, wo das Ausgangssignal einen hohen Signalpegel und eine hohe Frequenz besitzt F i g. 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 276 in dem Fall abgegeben werden, daß das Ausgangssignal Sr oder Sl ein tatsächliches Tonsignal, wie beispielsweise ein Musiksignal oder ein Stimmensignal, ist.

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

Im folgenden sei F i g. 11 erläutert. Die positive Zonen- oder Bereichs-Komponente eines jeden der Ausgangssignale Sr oder 5t 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 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 356 hinsichtlich ihrer Schaltwirkungen entsprechend der genannten Spitzenhaltespannung gesteuert.

Schaltungen ähnlich den oben beschriebenen werden auch für die negative Bereichskomponente des Ausgangssignals Sr oder 5t vorgesehen. Diese Beschreibung wird hier jedoch weggelassen und die Bezugszeichen 476 bis 546 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 Leistungsverstärker 20, der hier zur Verstärkung eines rechten Kanalsignals eines Stereosignals dargestellt ist, wobei das sich ergebende Ausgangssignal Sr zum Betreiben einer Last 26 verwendet wird. Es ist ebenfalls eine Leistungsverstärkerschaltung 20' vorgesehen, um ein linkes Kanalsignal zu verstärken, wobei das sich ergebende Ausgangssignal 5t zum Betreiben einer Last 26' verwendet wird.

Diese Ausgangssignale Sr und 5t 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 60a, welche die Ausgangssignale Sr und 5t gleichrichten, d. h. man erhält die positiven Bereichskomponenten der Ausgangssignale Sr und 5t, 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 Bersichskomponente entweder des Ausgangssignals Sr oder Sl 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 + Vto angelegt ist. Demgemäß wird der Transistor 68a dann eingeschaltet, wenn die von der ODER-Schaltung 66a gelieferte Spannung die Bezugsspannung + Vto überstiegen hat, was das Einschalten des Transistors 34a des Schaltkreises 35a bewirkt und auch bewirkt, daß der Transistor 346 des Schaltkreises 35b eingeschaltet wird. Ferner sind Schaltungen ähnlich den oben erwähnten auch für die negative Bereichskomponente der Ausgangssignale Sr und Sl aufgebaut. Deren Beschreibung 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.

Hinsichtlich der Schaltung gemäß Fig. 12 sei darauf hingewiesen, daß hinsichtlich der positiven Bereichskomponenten der Ausgangssignale Sr und Sl diese positiven Bereichskomponenten 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 Sr und Sl sei bemerkt, daß diese negativen Bereichskomponenten selbst und diejenigen Spannungen, die durch die Spitzenhalteschaltung 646 spitzengehalten sind, durch die ODER-Schaltung 666 zur Basis des Transistors 68 geliefert werden. Wenn demgemäß der Absolutwert der Spannung von entweder dem Ausgangssignal Sr oder dem Ausgangssignal Sl die Bezugsspannung Vto überstiegen hat, d. h. wenn ein substantielles Überschreiten der Spannung V_c\ erfolgt, so werden die Transistoren 34a und 346 eingeschaltet Ferner gilt, daß dann, wenn der Absolutwert der oben erwähnten Spannung unter die Bezugsspannung Vto abgefallen ist, die Transistoren 34a und 346 ausgeschaltet werden, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist, die durch die Zeitkonstante der Spitzenhalteschaltung 64a oder 646 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 F i g. 5 beschrieben wurde. Um eine Verzögerung hinsichtlich des Betriebs der Spitzenhalteschaltungen 64a und 646 zu kompensieren, zu zusätzlich eine Bypassleitung durch die Verwendung der Dioden 53a, 56a und 556, 566 vorgesehen. Wenn daher die Spannungen der Ausgangssignale Sr und Sl die Bezugsspannung VV übersteigen, so geraten die Schaltkreise 35a und 356 ohne irgendeine Verzögerung in Betrieb.

Fig. 13 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leistungsverstärkerschaltung. Diejenigen Teile und Elemente, die denjenigen der Ausführungsbeispiele gemäß den F i g. 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 356 und einer negativen Leistungsversorgungsklemme 276 eine Schaltspitzen- oder Schalt-Spike-Sperrschaltung 736 eingesetzt, die aus einer Spule 706, einem Kondensator 716 und einer Diode 726 aufgebaut ist Diese Schaltspitzensperrschaltungen 73a und 736 dienen dazu, daß dann, wenn die entsprechenden Ausgangsspannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 von hohen Niveauspannungen + V_a, - V& auf niedrige Niveauspannungen + Vd, — Vd geschaltet werden, diese Spannungen + V<2 und — Vdz 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 Sr, welches an der Ausgangsklemme 25 einer Leistungsverstärkungsschaltung 20 abgenommen wird, und auch auf der Basis eines Ausgangssignals Sl einer weiteren nicht gezeigten Leistungsverstärkungsschaltung. Die Anordnung dieser Steuerschaltung 74 ist in Fi g. 14 gezeigt

Insbesondere unterwirft diese Steuerschaltung 74 als ersten Schritt die entsprechenden Ausgangssignale Sr und Sl der Vollwellengleichrichtung durch Vollwellengleichrinhtungsschaltungen 75, 76, die in der Tat Absolutwertverstärkungsschaltungen sind, d. h. die entsprechenden Absolutwerte der Ausgangssignale Sr und Sl 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-Operation dieser entsprechenden gleichgerichteten Ausgangsgrößen aus und liefert eine gleichgerichtete Ausgangsgröße mit hohem Niveau an einen Komparator 80. Dieser Komparator 80 vergleicht die von der ODER-Schaltung 79 gelieferte Spannung Vs mit der Bezugsspannung Vn, die von einer Bezugsspannungsversorgung 81 angelegt wird, und liefert ein Signal mit hohem Pegel nur dann, wenn Vs > Vn. 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 Cb und einem Widerstand 87 mit einem Wert Rb besteht Diese Spitzenhalteschaltung 80 hält die Ausgangsgröße des Komparators für eine Zeitperiode T, die durch eine Zeitkonstante Ct ■ R* bestimmt ist, und liefert ihr Haltesignal an einen Komparator 89.

Dieser Komparator 89 vergleicht das Haltesignal mit einer Bezugsspannung V72, die von einer Bezugsleistungsversorgung 90 angelegt wird, und liefert ein Signal mit hohem Pegel nur dann, wenn der Wert des Haltesignals die Bezugsspannung V72 übersteigt Diese hohe 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 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 Transistors 34a gesteuert, und über den Transistor 45 wird auch die Ein/ Aus-Wirkung des Transistors 346 gesteuert.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des oben erwähnten Leistungsverstärkers beschrieben.

Im Falle, daß der Absolutwert der Spannung von entweder dem Ausgangssignal Sr der dargestellten Leistungsverstärkungsschaltung 20 oder das Ausgangssi- s gnal 5t einer weiteren, nicht gezeigten Leistungsverstärkungsschaltung niedriger ist als ein Schwellenwert Va, der dem Wert Vn in diesem Beispiel entspricht und auf einen Pegel etwas niedriger als Va eingestellt ist, so werden entsprechende Spannungen + Va und — Va an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a bzw. 276 der Leistungsversorgungsschaltung 21 abgegeben. Daraufhin werden diejenigen Transistoren in den Ausgangsstufen der entsprechenden Leistungsverstärkerschaltungen veranlaßt, mit diesen Spannungen +Vd bzw. -Vd zu arbeiten. Bei diesem Betriebsteil hat die Spannung V* die in den Komparator 80 über die VoHwellengleichrichter-Schaltungen 75 und 76 und über die ODER-Schaltung 79 eingegeben wird, d. h. der Absolutwert der Spannungen jedes Ausgangssignals Sr oder Su einen Wert niedriger als die Bezugsspannung V_n der Bezugsleistungsversorgung 81. Demgemäß gibt: der Komparator 80 zu dieser Zeit ein einen niedrigen Pegel aufweisendes Signal ab. Die Ausgangsgröße des Komparator 89 befindet sich auf einem niedrigen Pegel zu dieser Zeit, da das Signal, welches über die Spitzenhalteschaltung 88 vom Komparator 80 eingegeben wird, sich auf einem niedrigen Pegel befindet, d. h. einem Wert niedriger als der Bezugsspannung V72 einer Bezrjgsleistungsversorgung 90. Dadurch gibt die ODER-Schaltung 82 ein Niedrig-Pegel-Signal ab und bringt dus Basispotential des Transistors 44 auf ein niedriges Niveau. Demgemäß werden die Transistoren 44 und 45 zu dieser Zeit in ihren Aus-Zustand gebracht, und die Transistoren 34a und 346 werden ebenfalls in ihren Aus-Zoistand gebracht Infolgedessen werden an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 diejenigen Spannungen + Ve! und — Vdi abgegeben, die von den entsprechenden Klemmen 30a und 306 geliefert werden, und zwar nach Durchgang durch die Dioden 33a und 336. Demgemäß werden diese Transistoren der Ausgangsstufen der Leistungsverstärkungsschaltungen mit den Spannungen + Vd und - V_ci arbeiten.

Im Falle, daß der Absolutwert der Spannung des Ausgangssignal« Sr oder 5t den oben erwähnten Schwellenpegel Va, übersteigt, werden die Ausgangs-Spannungen an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 auf + Va bzw. — Vd geschaltet Insbesondere nimmt in einem solchen Fall die Spannung Vi einen Wert an, der über die erwähnte Bezugsspannung Vn 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 Vn 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 Spitzenhalteschaltung 88, und daß daher die Aufbauzeit oder Aufbauzeitsteuerung der Ausgangsgröße dieses Komparators 8!) 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 AusgangsgröBe der ODER-Schaltung 82 durch ihre Aufbauzeit durch die Ausgangsgröße des !Comparators 80 bestimmt Demgemäß wird der Transistors 44 in seinen Ein-Zustand bei der Aufbauzeit der Ausgangsgröße des {Comparators 80 gebracht, d h. der Transistor 44 wird eingeschaltet zur gleichen Zeit, wo der Absolutwert der Spannung von entweder Ausgangssignal Sr oder Sl den obenerwähnten Schwellenwert Va, übersteigt Dadurch bringt der Transistor 44 den Transistor 34a in seinen Ein-Zustand und gleichzeitig damit wird der Transistör 346 über den Transistor 45 eingeschaltet Infolge dessen werden an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 Spannungen + Va. und — Va abgegeben, die von den entsprechenden Klemmen 31a und 31 6 und über die Transistoren 34a bzw. 346 geliefert werden. In einem solchen Fall dienen die Dioden 33a und 336 zur Verhinderung des Auftretens einer Störung oder Interferenz zwischen den an den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 abgeleiteten Spannung + Va, - Va und den Spannungen + Ki, — V_ci an den Klemmen 30a und 306. Demgemäß werden diese Transistoren im Ausgang der entsprechenden Leistungsverstärkerschaltungen mit den oben erwähnten Spannung + Va bzw. - Va arbeiten

Im Falle, daß der Absolutwert der Spannung des Ausgangssignals Sr oder 5z. von den oben erwähnten Bedingungen auf einen Wert unterhalb des Schwellenwert Vi* abgefallen ist, werden die Ausgangsspannungen der positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 in der folgenden Weise geschaltet. Die Ausgangsgröße des !Comparators 80 nimmt zu dieser Zeit einen niedrigen Pegel an, weil die Spannung V₁ einen Wert niedriger als die Bezugsspannung VVi einnimmt Andererseits hält zu dieser Zeit die Spitzenhalteschaltung 88 ein Signal mit hohem Pegel für eine Zeitperiode Γ, 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 T₃ und die Bezugsspannung V72, 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 346 in ihren Aus-Zustand gebracht Somit werden die Spannungen der positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 von + Va, - K₂ nach + V_c\, - V_c\ jeweils geschaltet

Zur Zeit dieser Schaltung der Leistungsversorgungsspannungen in der oben beschriebenen Art schalten die Schaltspitzensperrschaltungen 73a und 736 die entsprechenden Spannungen + Va und — Va auf die Spannungen + Vd und - Vd mit einer bestimmten Zeitkonstanten. Das heißt, von diesen Schaltzspitzensperrschaltungen 73a und 736 wird beispielsweise die erstere, 73a, in der Weise betrieben, daß dann, wenn die von dem Schaltkreis 35a ausgehende Spannung + Va ist, der Kondensator 71a der Schaltspitzensperrschaltung 73a

mit der Spannung + Va aufgeladen wird. In einem solchen Fall wird diese Spannung + Va vom Kollektor des Transistors 34a über eine Spule 70a mit hoher Impedanz an den Kondensator 71a geliefert Wenn die Ausgangsspannung des Schaltkreises 35a von + Va auf + V_cl geschaltet wird, so wird die elektrische Ladung des Kondensators 70a über eine Diode 72a an die positive Leistungsversorgungsklemme 27a geliefert Die Ausgangsspannung dieser positiven Leistungsversor-

stungsverstärkungsschaltungen in drei unterschiedliche Stufen geschaltet werden kana In Fig. 17 sind auch diejenigen Bauelemente ähnlich denen der Fig. 13 mit gleichartigen Bezugszeichen versehen. Im folgenden sei nunmehr Fig. 17 beschrieben. Eine Leistungsversqrgungsschaltung 21 besitzt sowohl positive als auch negative Leistungsversorgungen 92a bis 94a bzw. 926 bis 946, und diese Schaltung 21 ist derart angeordnet, daß Spannungen + V_ct, + Va, + V₁₃ und - V_A, - Va, - V₁₃

ab. Die Schaltspitzensperrschaltung 736 arbeitet auch in einer Weise ähnlich der oben beschriebenen, wodurch gestattet wird, daß die Ausgangsspannung der negativen Leistungsversorgungsklemme 276 allmählich abnimmt

In der oben beschriebenen Weise werden die entsprechenden Leistungsverstärkungsschaltungen von ihren Leistungsversorgungsspannungen entsprechend dem Si-

gungsklemme 27a nimmt somit allmählich entspre- io an den Klemmen 95a bis 97a bzw. 956 bis 976 abgeleitet chend der Entladecharakteristik des Kondensators 71a 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 zwi-15 sehen den Klemmen 956 bis 976 und der negativen Leistungsversorgungsklemme 276 ein Schaltkreis 1026 eingefügt, der durch Transistoren 986, 996 und Dioden 1006,1016 gebildet ist Diese Leistungsverstärkerschaltung ist ebenfalls derart angeordnet, daß die entspregnalpegel des Ausgangssignals Sr oder S_L geschaltet 20 chenden Ein/Aus-Wirkungen der Transistoren 98a, 99a Somit ist der Verstärker in der Lage, mit guten Lei- und 986, 996 durch eine Steuerschaltung 103 gesteuert stungswirkungsgrad entsprechend den Pegeln der Aus- werdea Die Grundstruktur dieser Steuerschaltung 103 gangsspannungen zu arbeiten, ohne das Auftreten einer ist ähnlich der in Fig. 14 gezeigtea D.h. die Steuer-Sättigung der Transistoren, die in den entsprechenden schaltung 103 ist derart angeordnet, daß sie dann im Be-Ausgangsstufen dieser Verstärkungsschaltungen vorge- 25 trieb ist, wenn der Pegel des Ausgangssignals Sr oder S_L sehen sind. Bei einem solchen Betrieb sei darauf hinge- in seiner positiven oder negativen Bereichskomponente wiesen, daß aus dem Trend der Betriebs- oder Arbeits- eine erste Bezugsspannung übersteigt, d. h. + Vh im poschritte, mit dem die Ausgangsgröße des Komparator sitiven Bereich und - Vn im negativen Bereich, so daß 80 geliefert wird, und zwar über die Diode 83 der die Transistoren 98a und 986 eingeschaltet werden und ODER-Schaltung 82 direkt an die Basis des Transistors 30 daß in gleicher Weise dann, wenn der Pegel des Aus-44, die Zeitsteuerung oder Zeit, zu der die Spannungen gangssignals einer zweit« Bezugsspannung übersteigt

+ Κι, - Vd umgeschaltet werden, auf die Spannungen

+ Va, — Va in Übereinstimmung ist mit der Zeit oder Zeitsteuerung, bei der der Absolutwert der Spannung des Ausgangssignals Sr oder S_L den oben erwähnten Schwellenwert Va, ohne jedwede Verzögerung übersteigt Auch ist die Zeitsteuerung, mit der die Spannungen + Va, - Va auf + V_c\, - V_el geschaltet werden, in der Tat die Zeitsteuerung, die am Ende eines Vergehens

einer bestimmten Zeit Tauftritt, und zwar von der Zeit, 40 gnalsS«oder S_Lz\i schalten, bei der der Absolutwert der Spannung des Ausgangssi- Die entsprechenden oben

gnals Sr oder S_L unter den Schwellenwert V₁/, abgefallen ist. Dadurch daß man diese Zeit T auch beispielsweise eine Zeit entsprechend der niedrigsten Frequenz

eines Tonsignals (Ausgangssignal S_R oder S_L) einstellt, 45 führt wird, daß dann, wenn das Ausgangssignal der wird es unnötig, die Umschaltung der Leistungsversor- einen oder anderen Leistungsverstärkungsschaltungen

gungsspannung für jedes Auftreten des Hochfrequenz- -^:— ⁿ ^L -"-' *-- — ^J- ' -' ■

Signals 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 Schaltungsgeräuschen zu vermindern.

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 60 gig für jede der positiven und negativen Leisüingsverhingewiesen, daß die nur in F i g. 16 erwähnten numeri- sorgungsspannungen ausgeführt wird. Es sei darauf hinsehen Werte und Symbole bevorzugte Werte und For- gewiesen, daß das für die Zwecke der Umschaltung vermen für die entsprechenden verwendeten Elemente wendete Signal nicht auf das Ausgangssignal der Lei^sind·. . . stungsverstärkungsschaltung begrenzt sein muß, son-

Fig. 17 ist ein Schaltbild des Leistungsverstärkers 65 dem es kann irgendein Signal sein, vorausgesetzt daß es gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin- sich entsprechend dem Eingangssignal dieser Schaltung dung. Dieses Ausführungsbeispiel ist derart angeordnet, ändert Ferner kann die Anzahl der Schaltstufen für die daß die Leistungsversorgungsspannung für die Lei- Leistungsversorgungsspannung eine Mehrfachstufen-

d. h. + Ve im positiven Bereich und — Vß im negativen Bereich, die Transistoren 99a und 996 eingeschaltet werden. Bei der in F i g. 17 gezeigten Anordnung ist es möglieh, die von den positiven und negativen Leistungsversorgungsklemmen 27a und 276 an die Ausgangsstufen-Transistoren 24a und 246 gelieferten Spannungen in drei unterschiedlichen Stufen in der in Fig. 18 gezeigten Weise entsprechend dem Pegel des Ausgangssi-

beschriebenen Ausführungsbeispiele sind derart vorgesehen, daß das Schalten der Leistungsversorgungsspannung für Zwei-Kanal-Leistungsverstärkungsschaltungen in der Weise ausge-

eine Bezugswert übersteigt, die Leistungsversorgungsspannungen der beiden Leistungsverstärkerschaltungen gleichzeitig umgeschaltet werden. Es sei darauf hinge-

wiesen, daß dieses Schalten unabhängig für jede Leistungsverstärkungsschaltung 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 Leistungsverstärkungsschaltung einen Bezugswert übersteigt, und zwar entweder in den positiven oder negativen Bereichen der Spannung. Dieses Schalten kann derart vorgesehen sein, daß es unabhän-

schaltung 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 Leistungsverstärkerelementen zugeführte Leistungs-.Versorgungsgleichspannung auf einen ausgewählten Wert entsprechend einer Ausgangsgröße der Spitzenhaltemittel zu schalten. Ein solcher Verstärker ist in der Lage, den Leistungswirkungsgrad des Leistungsverstärkers zu verbessern und auch Schaltgeräusche zu vermindern, wobei ferner auch das Entstehen von Verzerrungen reduziert wird.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Niederfrequenzleistungsverstärker mit einer in Abhängigkeit vom Pegel des zu verstärkenden Eingangssignals erfolgenden Umschaltung der an den Verstärker anschließbaren Versorgungsgleichspannung, derart, daß bei hohem Pegel des Eingangssignals eine weitere Gleichspannungsquelle zu der bei niedrigem Signalpegel wirksamen Gleichspannungsquelle hinzugeschaltet wird, wobei ein Eingangssignal an die jeweiligen Eingangselektroden eines ersten Transistors und eines zweiten Transistors anlegbar ist, die in einer komplementären SEPP-Schaltung angeordnet sind, so daß eine Last durch ein Signal betrieben wird, welche von einer gemeinsamen Ausgangsklemme der Transistoren abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsverstärker folgendes aufweist: eine Spitzenhaiteschaltung (39) zum Halten eines Spitzenwertes eines sich entsprechend dem Eingangssignal ändernden Signals für eine vorbestimmte Zeitperiode,

einen Komparator (42) zum Vergleich der Spitzenhaltespannung mit einer Bezugsspannung Vt,
und einen gemäß der Vergleichsausgangsgröße des !Comparators gesteuerten Schaltkreis (35a bzw. 35b) zum wahlweisen Beliefern des Leistungsverstärkers mit einer vom Pegel der Ausgangsgröße der Spitzenhalteschaltung (39) abhängigen Vergleichsspannung, derart, daß bei hohem Signalpegel (der Absolutwert des Eingangssignals Sr oder Sl übersteigt den Schwellenwert Va, am Komparator) die Summe aus der niedrigen Versorgungsgleichspannung V_c\ mit der weiteren Versorgungsgleichspannung K₂ an den Leistungsverstärker angelegt wird, und daß für einen niedrigen Signalpegel nur die niedrigere Versorgungsgleichspannung Vd an den Leistungsverstärker geliefert wird.

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 Eingangssignal ist.

3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenhaiteschaltung (39) aus einer ersten Umkehrstrom sperrenden Diode (38) und einem Widerstand (41) sowie einem ersten Kondensator (40) besteht, die beide parallel zwisehen der ersten Diode (38) und Schaltungserde liegen.

4. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenhaiteschaltung (39) mit dem Schaltkreis (35a bzw. 35b) über einen Komparator (42) verbunden ist, an den ein Vergleichsbezugssignal angelegt ist, so daß der Komparator (42) die Ausgangsgröße der Spitzenhaiteschaltung (39) mit dem Bezugssignal vergleicht und ein Ausgangssignal an den Eingang des Schaltkreises (35a bzw. 35b) anlegt.

5. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichtschaltung (36) vorgesehen ist, um das erwähnte sich entsprechend dem Eingangssignal verändernde Signal vor dem Anlegen an die Spitzenhaiteschaltung (39) gleichzurichten.

6. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

gekennzeichnet durch eine ODER-Schaltung (46), vorgesehen zwischen dem Ausgang des (Comparators (42) und dem Eingang des Schaltkreises (35 a bzw. 35b) zum Anlegen der Ausgangsgröße des Komparator (42) und auch eines Signals, das identisch mit einem Eingangssignal für die Spitzenhaiteschaltung (39) ist

7. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Komparator (80) zum Vergleichen des Eingangssignals oder eines Signals entsprechend dem erwähnten Eingangssignal mit einem weiteren Bezugssignal vorgesehen ist, und daß ein durch einen Vergleich erhaltenes Ausgangssignal des weiteren Komparators (80) an die Spitzenhaiteschaltung (88) angelegt wird.

8. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Schaltspitzensperrschaltung (73a; 73b), angeordnet zwischen einer Ausgangsseite des Schaltkreises (35a; 35b) und Schaltungserde, um zu bewirken, daß eine Ausgangsspannung des Schaltkreises (35a; 35b) sich allmählich verändert, wenn die Ausgangsspannung von einem hohen Spannungspegel auf einen niedrigen Spannungspegel umgeschaltet wird.

9. Verstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspitzensperrschaltung (73a; 73b) aus einer Parallelschaltung einer Spule (70a; 70b) und einer zweiten Umkehrstromsperrdiode (72a; 726) besteht, und aus einem zweiten Kondensator (71a; 71b) geschaltet in Serie zu der erwähnten Parallelverbindung, und wobei eine Klemme der Parallelverbindung mit einer Ausgangsseite des Schaltkreises (35a; 35b) verbunden ist, während die andere Klemme mit der einen Klemme des zweiten Kondensators (71a; 7ib) in Verbindung steht, dessen andere Klemme geerdet ist.

10. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsverstärkerelement (20, 20') die Spitzenhaiteschaltung (64; 64b) und der Schaltkreis (35a bzw. 35b) unabhängig für jeweils die positive Leistungsversorgung und die negative Leistungsversorgung geschaltet sind.

11. Verstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis (35a) für die positive Leistungsversorgungsseite gesteuert wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement (20) auf der positiven Leistungsversorgungsseite oder mit einem Signal entsprechend zu diesem Eingangssignal, und wobei der Schaltkreis (35b) für die negative Leistungsversorgung gesteusrt wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement (20') auf der negativen Leistungsversorgungsseite oder durch ein Signal entsprechend diesem Eingangssignal.

12. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsverstärkungselement (20, 20') die Spitzenhaiteschaltung (64a; 64b) und der Schaltkreis (35a; 35b) unabhängig für jeweils eine recht Kanalseite und eine linke Kanalseite einer Stereophontonvorrichtung vorgesehen sind.

13. Verstärker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (35a) auf der rechten Kanalseite gesteuert wird entsprechend dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungselement (20) auf der rechten Kanalseite oder mit einem

Signal entsprechend zu diesem Eingangssignal, und wobei ferner der Schaltkreis (356) auf der linken Kanalseite gesteuert wird entsprechen dem Eingangssignal für das Leistungsverstärkungsele.tient (20') auf der linken Kanalseite oder mit einem Signal entsprechend diesem Eingangssignal.

14. Verstärker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Schahkreis (35a) auf der rechten Kanalseite als auch der Schaltkreis (35b) auf der linken Kanalseite gesteuert werden entsprechend der Eingangsgröße fü.· 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.