DE3035720A1 - Als integrierter schaltkreis aufgebauter leistungsverstaerker fuer tonbandgeraete - Google Patents

Description

• 1. Vitaly Vasilievich ANDRIANOV, Kiev
• 2. Alexandr Ivanovich RYBALKO, Kiev 3. Oleg Fedorovich TARGONYA, Kiev UdSSR ALS INTEGRIERTER SCHALTKREIS AUFGEBAUTER LEISTUNGSVERSTÄRKER FÜR TONBANDGERÄTE Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Magnetaufnahme der elektrischen Signale und betrifft insbesondere als integrierter Schaltkreis aufgebaute Leistungsverstärker für Tonbandgeräte.
• Mit dem größten Nutzeffekt kann der erfindungsgemäße Verstärker für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen verwendet werden, welche in den Niederfrequenzendverstärkern, Lösch- und Vormagnetisierungs-Stromquellengeneratoren, Verstärkern für stereofonische Tonbandgeräte sowie in anderen Baugruppen der Hi-Fi-Magnettonauffnahmegeräte zur Verwendung kommen.
• Als Grundlage zur Fertigung der Funktionsbaugruppen dieser Geräte werden des öfteren Operationsverstärer von geringerer und mittlerer Leistung verwendet, welche von mehreren ausländischen Firinen entwickelt und hergestellt werden (siehe beispielsweise integrierte Schaltkreise IC LH0041 (LH0021), LM377, LM378, LM379, in: Katalog "Linear Integrated circuits. National Semiconductor", USA, 1975,S.
• 2-22,5-28,5-37 sowie IC MA79I, in: Katalog "Linear inbegrated circuits data book", USA, 1976, Bo 12-135, Firma "Fairchild Semiconductor". Die erwähnten Verstärker enthalten eine Eingangs-, eine Zwischensowie eine Zweitaktend-Stufe mit Überöastschutztransistoren und einer Vorspannungsquelle, wobei die Eingangsstufe mit in Differentialschaltung betriebenen Transistoren vom npn- bzw. pnp--Typ bestückt und mit dynamischer Belastung und einem Stromquellengenerator in dem Emitterstromkreis versehen ist, und die Zwischenstufe mit einigen Transistoren mit einer dynauiischen Belastung und Vorspannungstransistoren der Endstufe bestückt ist.
• Bekannte, als integrierter Schaltkreis aufgebaute Leistungsverstärker verfügen über relativ niedrige Frequenzcharakteristiken (Verstärkungsfaktor von etwa 20 bis 30 dB bei einer Frequenz von 20 kHz) und weisen einen geringen Maximalleistungsbereich (10 bis 30 kHz) aufO Dadurch wird deren Anwendungsbereich beispielsweise als Lösch- und Vormagnetisierungs-Stromquellengeneratoren in gewöhnlichen und stereofonischen Hi-Fi-Tonbandgeräten, in welchen eine Frequenz des erzeugten Signals von über 100 kHz bei minimalem Oberwellengehalt von höchstens 0,1 bis 0,3 %erforderlich ist, wesentlich eingeschränkt.
• Darüber hinaus sichert der bekannte Verstärker bei der Fertigung von integrierten Schaltkreisen keine hohe Reproduzierbarkeit der elektrischen Kenngrößen bei deren Serienproduktion, wodurch die Anzahl der hergestellten gebrauchstauglichen Erzeugnisse vermindert wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen als integrierter Schaltkreis aufgebauten Leistungsverstärker für Tonbandgeräte zu entwickeln, in welchem es möglich ist, durch eine neue schaltungstechnische Gestaltung seine Operationsschnelligkeit und die Reproduzierbarkeit der elektrischen Kenngrößen bei deren Serienproduktion zu erhöhen.
• Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daB in einem als integrierter Schaltkreis aufgebauten Leistungsverstärker für Tonbandgeräte, enthaltend eine mit in Differentialschaltung betriebenen Transistoren vom pnp-Typ bestückten und mit einer durch Transistoren vom npn-Typ gebildeten dwnamiechen Belastung und einem Stromquellengenerator in dem Emitterstromkreis der Transistoren der Differentialschaltung versehene Eingangsstufe, eine mit zwei zu einer Darlington-Schaltung verbundenen Transistoren vom npn-Typ mit dynamischer Belastung und Vorspannungstrans istoren in dem Kollektorstromkreis des zweiten Transistors bestückte Zwischenstufe sowie eine als eine Zweitaktschaltung ausgeführte Endstufe, deren oberer Zweig durch zwei ZU einer Darlington-Schaltung verbundene Transistoren gebildet ist, erfindungsgemäß jeder Zweig der Differentialschaltung der Eingangsstufe mit zwei zu einer Darlington-Schaltung geschalteten Verbundtransistoren vom pnp-Typ mit dynamischer Belastung des mit pnp-Transistoren bestückten Emitterfolgers ausgeführt ist, wobei die in Kollektorschaltung arbeitenden Transistoren eine Senkrechtstruktur, und die in Emitterschaltung betriebenen Transistoren eine Waagerechtstruktur aufweisen, und dem Eingang des unteren Transistorschalters der Endstufe zusätzlich ein Widerstand parallel geschaltet ist.
• Eine solche bauliche Gestaltung des erfindungsgemäßen Verstärkers ermöglicht es, die Frequenzcharakteristiken der Eingangsstufe durch Verminderung des Ausgangswiderstandes der zu dieser Stufe gehörenden Bauelemente welche in Kollektorschaltung betrieben wird, zu gewährleisten. Darüber hinaus wird es möglich, durch Verwendung der erfindunsgemäßen schaltungstechnischen Gestaltung die Vorspannung durch eine wesentliche Herabminderung der Einwirkung der Streuung der Eingangsströme in dem im Emitterschaltung arbeitenden Differentialschaltungsteil herabzusetzen und den temperaturbedingten Variationsbereich der Eingangsströme einzuschränken, weil der von dem Stromquellengenerator erzeugte Strom den Eingangsstrom wesentlich übertrifft. Dabei bleibt der hohe Eingangswiderstand der Ein.
• gangsstufe erhalten. Dadurch, daß dem Eingang des unteren Zweiges der Zweitaktendstufe ein Widerstand parallel geschaltet wird, kommt es zur wesentlichen Herabminderung des Querstromes der Endstufe bei der Beibehaltung einer annehmbaren Stabilität. Dieser Widerstand trägt also zur schnelleren Äbschaltung des Eingangstransistors des Unterzweigtransistorprächens der Endstufe bei. All das führt zur Erweiterung des Maximalleistungsbereiches und ermöglicht es, bei der Serienproduktion eine ute Reproduzierbarkeit der Kenngrößen und eine höhere Anzahl der hergestellten gebrauchstauglichen Erzeugnisse zu erzielen.
• Des weiteren wird das Wesen der Erfindung an Hand deren eingehender Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in welcher der erfindungsgemäße, als integrierter Schaltkreis aufgebaute Leistungsverstärker dargestellt ist.
• Der Verstärker enthält eine Eingangs, eine Zwischen-- und eine Endstufe, entsprechend 1,2,3 sowie eine Vorspannungsquelle 4 (in der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt). Die Eingangsstufe ist in Differentialschaltung ausgeführt, ein jeder deren Zweige erfindungsgemäß durch zu einer Darlington-Schaltung verbundene pnp--TRansistorpärchen, entsprechend 5,6 und 7,8 sowie durch die durch Transistoren 9,10 vom npn-Typ gebildete dynamische Belastung gebildet ist. Dabei weisen die Transistoren 5,7 eine Senkrecht- und die Transistoren 6,8 eine Waagerechtstruktur auf. Die mit Transistoren 11,12 und 13 (vom pnp-Typ) bestückten Stromquellengeneratoren sichern den Gleichstrombetrieb der Transistoren der Differentialsohaltung.
• Die Zwischenstufe a ist mit npn-Transistoren 14 und 15 bestückt, welche zu einer Darlington-Schaltung verbunden sind, und mit einer durch einen Transistor 16 vom npn--Typ gebildeten dynamischen Belastung versehen. An die Transistoren 14 und 15 sind die Transistoren 17 (vom pnp-Typ), 18 und 19 (vom npn-Typ), Vorspannungsstromkreise der Endstufe, die von dem mit dem Transistor 20 vom pnp-Typ bestückten Stromquellengenerator gespeist werden, sowie eine Diode 21 angeschlossen. An den Eingang der Zwischenstufe 2 ist ein Sohutztransistor 22 angeschlossen.
• Die Endstufe 3 ist als eine Zweitaktschaltung ausgeführt, deren oberer Zweig durch die zu einer Darlington--Schaltung verbundenen Transistoren 23 und 24 vom npn-Typ, und der untere Zweig durch die Transistoren 25 (vom pnp- -Typ), 26 und 27 (vom npn-Typ), welche einen Verbundtransistor vom pnp-Typ bilden, gebildet ist. Parallel den Eingängen des oberen Zweiges ist die Kollektor-Emitter--Strecke des Schutztransistors 28 vom npn-Typ und den Eingängen des unteren Zweigss die des Transistors 29 vom npn--Typ und der Widerstand 30 geschaltet. Die Schaltung des erfindungsgemäßen Verstärkers enthält Eingangs-Außenschlüsse 31 (invertierender Eingang), 32 (nicht invertierender Eingang(, sowie Außenanschlüsse 33,34 und 35 zum Anschließen der Frequenzausgleichselemente (in der Zeichnung nicht gezeigt), einen Ausgangs-Außenanschluß 36 sowie Außenanschlüsse 37 und 38 zum Anlegen von Speisespannung, entsprechend von positiver und negativer Polarität.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Als integrierter Schaltkreis aufgebauter Leistungsverstärker für Tonbandgeräte, enthaltend einen mit in Differentialschaltung betriebenen Transistoren vom pnp-Typ bestücken und mit einer durch die Transistoren vom pnp-Typ gebildeten dynamischen Belastung und einem Stromquellengenerator im Emitterstromkreis der Transistoren der Differentialschaltung versehene Eingangsstufe, eine mit zwei zu einer Darlington-Schaltung verbundenen npn-Transistoren mit einer dynamischen Belastung und Vorspannungstransistoren im Kollektorstromkreis des wzeiten Transistors versehene Zwischenstufe sowie eine als eine Zweitaktschaltung ausgeführte Endstufe, deren oberer Zweig durch ein zu einer Darlington-Schaltung verbundenes Transistorpärchen gebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder Zweig der Differentialschaltung der Eingangsstufe (1) mit zwei zu einer Darlington-Schaltung verbundenen Verbundtransistoren (5,6 und 7,8) vom pnp-Typ bestückt und mit einer durch Transistoren 12, 13 vom pnp-Typ gebildeten dynamischen Belastung des Emitterfolgers ausgeführt ist, wobei die in Kollektorschaltung betriebenen Transistoren (5,7) eine Senkrechtstruktur, und die in Emmiterschaltung arbeitenden Transistoren (6,8) eine Waagerechstruktur aufweisen und dem Eingang des oberen Zweiges der Endstufe (3) zusätzlich ein Widerstand (30) parallel geschaltet ist.