DE3136284C2

DE3136284C2 - Niederfrequenz-Leistungsverstärker

Info

Publication number: DE3136284C2
Application number: DE3136284A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Yokohama Kanagawa Kodera; Hiroyasu Yamaguchi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-09-16
Filing date: 1981-09-12
Publication date: 1983-12-15
Also published as: US4471322A; GB2084418B; DE3136284A1; GB2084418A; JPS5753110A

Abstract

Leistungsverstärker mit geringem Stromverbrauch, bei dem eine vorgeschaltete Treiberstufe in bezug auf ein Eingangssignal die Treiberstufe des Leistungsverstärkers steuert. Eine Detektorschaltung erfaßt den Ausgangspegel der Treiberstufe. Der Ausgangspegel der Detektorschaltung wird der vorgeschalteten Treiberstufe aufgeschaltet, die ihrerseits der Treiberstufe einen Vortreiberstrom zuführt, der sich in bezug auf das Ausgangssignal der Detektorschaltung verändert. Der Vortreiberstrom kann somit derart ausgelegt werden, daß seine Veränderung belastungsabhängig erfolgt, d.h. er kann einen geringen Wert haben, wenn die Belastung klein ist und wird größer, wenn die Belastung steigt.

Description

Die Erfindung betrifft einen h.ederfrequenz-Leistungsverstärker, insbesondere für Tonfrequenzen, mit einer Vorverstärkerschaltung zum Steuern einer Gegentaktendstufe.

Derartige Leistungsverstärker werden beispielsweise zur Verstärkung von Tonfrequenzen verwendet So ist aus der DE-OS 29 3CO17 ein Leistungsverstärker bekannt der einen Endverstärker in Gegentaktschaltung besitzt mit vorgeschalteter Vorverstärkerstufe. Dieser Endverstärker steuert einen Lautsprecher. Die Endverstärkerschaltung ist zudem mit einer Treiberstufe versehen, der der vom Vorverstärker erzeugte Verstärkerstrom ebenfalls zugeführt wird. Bei dieser bekannten Schaltung wird die am Ausgangstransistor der Gegentaktschaltung angelegte Spannung auch zur Steuerung einer Betriebsdetektorschaltung herangezogen, die die Funktionsfähigkeit des Ausgangstransistors überwacht Der Detektionspegel besteht somit solange, wie der Ausgangstransistor in seinem Leitzustand ist. Weiterhin ist eine Gleichstromdetektionsschaltung vorgesehen, durch die bei normalem Betrieb die Gleichstrcmausgangsspannung des Leistungsverstärkers annähernd dem Wert der halben Versorgungsspannung entspricht. Die Ausgänge beider Detektionsschaltungen sind an die beiden Eingänge eines UND-Gatters gelegt, dessen Ausgang mit der Treiberstufe verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß, wenn der Ausgang einer dieser beiden Detektionsschaltungen nicht den vorgegebenen Pegel aufweist, der Ausgangstransistor der Gegentaktendstufe nicht leitend wird.

Damit wird ein Schutz dieser Transistoren gegen Beschädigung oder Zerstörung erreicht. Dies bedeutet aber auch, daß der Leistungsverstärker stets seine maximale Leistung abgibt, also stets einen hohen Energieverbrauch hat unabhängig davon, welchen Signalpegel das dem Verstärker zugeführte Tonsignal hat

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsverstärker zu schaffen, dessen Wirkungsgrad verbessert ist und bei dem der Verstärkungsgrad selbsttätig abhängig von dem Signalpegel des angelegten Tonfrequenzsignals geregelt wird, so daß der Energieverbrauch auf das erforderliche Maß herabgesetzt ist

Diese Aufgabe wird dadurch gelost daß der Gegentaktendstufe eine Meßschaltung nachgeschaltet ist die in Abhängigkeit des Ausgangspegels der Gegentaktendstufe ein Detektorsignal erzeugt und als einen Regelstrom der Vorverstärkerschaltung zuführt, so daß sich der von der Vorverstärkerschaltung an die Gegentaktendstufe abzugebende Signalpegel ständig in Abhängigkeit des Detektionssignals ändert

Als zweckmäßig hat sich eine Strombegrenzungsschaltung erwiesen, die die Vorverstärkerschaltung strcmrr-.äßig derart begrenzt daß der von dieser erzeugte Vorverstärkerstrom einen vorgegebenen Sollwert nicht übersteigt

Es ist vorteilhaft eine weitere Strombegrenzungsschaltung vorzusehen, die den Ausgangspegel der Vorverstärkerschaltung derart begrenzt daß dieser einen vorgegebenenSollwert nicht übersteigt

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild des Leistungsverstärkers,

F i g. 2 Signal-Zeit-Diagramme für die verschiedenen Punkte der Schaltung nach F i g. 1 und

F i g. 3 ein weiteres Schaltbild eines Leistungsverstärkers.

Bei dem mit Fi g. I dargestellten Leistungsverstärker handelt es sich um einen quasikomplementären Gegentaktverstärker mit Eintaktausgang (SEPP=single-ended push-pull power amplifier). Dem Basisanschluß eines Transistors Qn wird eic·, Torfwequenz-Eingangssignal 5/über einen Kondensator Cu aufgeschaltet Mit seinem Basisanschluß steht der Transistor Qn über einen Widerstand Rh mit einer Masseleitung 100 in Verbindung, die ihrerseits wiederum auf den negativseitigen Anschluß einer Bezugsspannungsquelle Eu geführt ist Darüber hinaus ist der Basisanschluß des Transistors Ou über die Widerstände Rm und R_x auch noch auf eine Stromversorgungsleitung 200 geführt die ihrerseits wiederum an den positivseitigen Anschluß der Bezugsspannungsquelle Eu angeschlossen ist Der zwischen den beiden Widerständen Rn und Ä» liegende Verknüpfungspunkt ist über einen Kondensator Cn an Masse gelegt Der zum Transistor Qn gehörende Emitteranschluß ist über eine Konstantstromschaltung /11 auf den Verknüpfungspunkt zwischen dem Widerstand Rn und dem Widerstand Rk geführt Ebenso ist die Konstantstromschaltung Iu mit dem Emitteranschluß des Transistors Qn verbunden. Der Kollektoranschluß des Transistors Qn steht mit dem Kollektoranschluß des Transistors Qi₃ in Verbindung, dessen Emitteranschluß wiederum über einen Widerstand R\\ auf die Masseleitung 100 geführt ist Der Kollektoranschluß des Transistors Qn ist mit dem Kollektoranschluß des Transistors Qm verbunden, wohingegen der Basisanschluß dieses Transistors Qu auf den Kollektoranschluß dieses Transistors Qn geführt ist und zum anderen auch noch auf den Basisanschluß des Transistors Qu. Emitterseitig ist der Transistor Qm über einen Widerstand Rn mit der Masseleitung 100 verbunden. Bei den Transistoren Qn und Qn handelt es

sich um einen Differentialverstärker -11, der eine ; Primärstufe des Leistungsverstärker ist. Demgegen- ■, über bilden die Transistoren Qu und Qm eine Stromspiegelungsschaltung.

Das verstärkte Tonfrequenzsignal wird von dem Kollektoranschluß des Transistors Qu aus dem Basisanschluß des Transistors Qw aufgeschaltet Dieser Transistor Qi5 ist mit seinem Emitteranschluß zum einen auf den Basisanschluß eines Transistors Qk geführt und zum anderen über einen Widerstand R15 auf die Masseleitung to 100. Der Kollektoranschluß des Transistors Q_i5 steht mit dem Kollektoranschluß des Transistors Qi₆ in Verbindung. Was die Transistoren Qis und Qm betrifft, so sind diese schaltungsmäßig als eine Darlington-Schaltung und ein Verstärker der Klasse A ausgeführt, sie bilden zudem auch noch einen Teil 12 einer Vorverstärkungsschaltuftg.

Vom Kollektoranschluß des Transistors Q16 aus gelangt die Tonfrequenzsignal-Ausgangsspannung auf den Basisanschluß des Transistors Qn sowie über die Dioden Dn und D\2 auch noch auf den zuir. Translator Q19 gehörenden Basisanschluß, dessen Kollektoranschluß über einen Widerstand Rw auf die Stromversorgungsleitung 200 geführt ist und dessen Emitteranschluß mit dem Basisanschluß eines Transistors Qn in Verbindung steht Mit seinem Kollektoranschluß steht der Transistor Qn über einen Widerstand R& mit der Masseleitung 100 in Verbindung sowie auch noch mit dem Basisanschluß eines Transistors Qw, während der Emitteranschluß dieses Transistors φι auf den Emitter- 3» anschluß eines Transistors Q₂₀ geführt ist Mit seinem Basisanschluß ist der Transistor Q_x über die Dioden D_i3 und Du auf den Emitteranschluß des Transistors Qn geführt und mit seinem Kollektoranschluß auf die Stromversorgungsleitung 200.

Für den Transistor Qu gilt, daß dessen Kollektoranschluß auf die Stromversorgungsleitung 200 geführt ist und dessen Emitteranschluß auf eine Ausgangsleitung L\\. Diese Ausgangsleitung Lu steht zum einen über einen Kondensator Cu mit dem Lautsprecher Sf in Verbindung und zum anderen über einen Kondensator Ch und über einen Widerstand Ä» mit der Stromversorgungsleitung 200. Verbunden ist die Ausgangsleitung Lu weiterhin auch noch über einen Rückkopplungswiderstand Rn iTiit dem Basisanschluß det Transistors Qn, der mit seinem Basisanschluß über einen Kondensator Cu und über einen Widerstand Rvs auch noch auf die Masseleitung 100 geführt ist.

Die Transistoren Qi, bis Q21 bilden eine Endverstärkei schaltung 13, die die letzte Stufe des Leistungsverstärke-.^ darstellt. Bei den zur Endverstärkerschaltung 13 gehörenden Transistoren Qn und Qn handelt es sich um die im Gegentakt arbeitenden Ausgangstransistoren, während die Transistoren Q^, Qn und Q21 die Treibertransistoren für die Transistoren Qu und Qi₈ sind.

Ein Transistor Qn ist mit seinem Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors ζΊ9 verbunden, wohingegen er mit seinem Emitteranschluß über einen Widerstand R\e und über einen Widerstand R₂o auf die Stromversorgungsleitung 200 geführt ist. Der Basisanschluß des Transistors Q22 liegt über einen Widerstand /?i8 an Masse. Für den Transistor Q₂₃ gilt, daß dieser Transistor mit seinem Kollektoranschluß auf den Basisanschluß des Transistors Q20 geführt ist, mit seinem Emitteranschluß über 'inen Widerstand Ru und über¹ einen Widerstand R20 auf die Stromversorgungsleitung 200 und mit seinem BasisanschluO auf den Basisanschluß des Transistors Qz-. Der Basisanschluß und der Kollektoranschluß des Transistors Qn stehen mit de~a, Basisanschluß des Transistors Qn in Verbindung, während der Emitteranschluß dieses Transistors über einen Widerstand R\* und über einen Widerstand Ä30 mit der Stromyersorgungsleitung 200 verbunden ist Die Transistoren Qn bis Qn stellen den anderen Teil VX der Vorverstärkungsschaltung dar, von der aus ein Vorverstärkungsstrom /cden Transistoren Q19 bis Qn, die zur Endverstärkungsschaltung 13 gehören, aufgeschaltet wird.

Für den Transistor Q₂₅ trifft zu, daß sein Basisanschluß zum einen über einen Widerstand Ä20 mit dem Basisanschluß des Transistors Qm verbunden ist und zum anderen über einen Widerstand Rn mit der Ausgangsleitung Ln. Der Emitteranschluß des Transistors Q25 ist über einen Widerstand Rn auf die Ausgangsleitung L\ \ geführt, wohingegen der Kollektoranschluß dieses Transistors Qh in Verbindung steht mit dem Emitteranschluß des TransisUw-i Q₂₄.

Der Transistor Q& ist mit seinem Easisanschluß zu einen über einen Widerstand Ä_a mit dem Basisanschluß des Transistors Q\% verbunden und zum anderen über einen Widerstand Ä24 auf die Masseleitung 100 geführt Der Eiiritteranschluß des Transistors Qx ist über einen Widerstand R25 an die Masseleitung 100 angeschlossen, während der Kollektoranschluß dieses Transistors mit dem Emitteranschluß des Transistors Qm in Verbindung steht Die Transistoren Q₂₅ und Q» stellen eine Meßschaltung 14 dar, die den Pegel der Signale, welche dem BasisanschluB der Trasistoren Qi₇ und Qi» zugeführt werden, mißt und in Abhängigkeit davon die Regelströme I_A und I_B erzeugt

Von der Meßschaltung i4 aus werden die Regelströme Ia und Ib dem Emitteranschluß des Transistors Q24 im anderen Teil 12' der Vorverstärkerschaltung aufgeschaltet Wie noch ausführlich vorgebracht werden wird, führen die Transistoren Q₂₂ und Q23 den Vorverstärkungsstrom /_c auf die Transistoren Qi₉, Q₂₀ und Q₂I, und dieser Strom wird dann in seiner Stromstärke stärker, wenn den Transistoren Qi₇ und Qig ein stärkeres Tonfrequenzsignal aufgeschaltet wird. Andererseits bewirkt eine Abschwächung des Tonfrequcnzsignales, daß auch der Vorverstärkungsstrom Ic schwächer wird Das aber bedeutet, daß der andere Teil 12' im Ansprechen auf den jeweils zutreffenden Signalpegel des der Endverstärkerschaltung 13 aufgeschalteten Tonfrequenzsignales eine Vorverstärkungsstrom Ic erzeugt, der in seiner Stromstärke so klein gehalten werden kann, daß er sich verringernd auf die Leistungsaufnahme und den Stromverbrauch auswirkt Im Gegensatz dazu erzeugt bei den Leistungsverstärkern konventioneller Ausführung der Vorverstärkungskreis einen konstanten Vorverstärkungsstrom, welcher gleich dem maximalen Vorverstärkungsstrom für den maximalen Signalpegel des Tonfrequenzsignales ist, so daß gesagt werden kann, daß Vorverstärkungsschaltungen konventionel'cr Ausführung ganz unnütz Strom und Energie verschwenden.

Dem zum anderen Teil 12' der Vorverstärküngsschältung gehörenden Widerstand Rm ist dnc Diode As parallel geschaltet. Bei der Diode As handelt es sich um eine Strombegrenzerschaltung 15, die verhindert, daß der von den Transistoren Q22 und Qn erzeugte Vorverstärkungsstrom Ic keine über einen vorgegebenen Sollwert hinausgehende Stromstärke annehmen' kann, so daß als Folge davon die Transistoren Q17 bis Q21 gegen Beschädigung und Zerstörung geschützt sind.

Nachstehend soll nun die Funktion und die Arbeitsweise des Leistungsverstärkers anhand der mit F i g. 2 gegebenen Signal-Zeit-Diagramme beschrieben werden. Nachdem das als Eingangssignal aufgeschaltete Tonfrequenzsignal im Differentialverstärker U und in dem einen Teil 12 der Vorverstärkungsschaltung verstärkt worden ist, wird dessen Wellenform der Endverstärkerschaltung 13 aufgeschaltet. Während einer positiven Halbperiode des Tonfrequenzsignales fließt der Vorverstärkungsstrom Ic vom Transistor Qn aus zum Basisanschluß des Transistors Ci9, der dadurch in den Leitzustand geschaltet wird. Vom Transistor Qw aus wird der Transistor Qu angesteuert, was wiederum zur Folge hat, daß durch den Kollektoranschluß des Transistors Qu ein Strom fließt, welcher die mit F i g. 2a wiedergegebene Wellenform hat. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Transistoren Qn, Qi\ und <?u im Sperrzustand. Während der negativen Halbpcriode de» Tonfrequenzsignales gehen die Transistoren Qxund Qn in den Leitzustand und steuern ihrerseits wiederum den Transistor <?u an bis an dessen Kollektorelektrode ein Strom fließt, wie er in F i g. 2b dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt fließt der Vorverstärkungsstrom Ic vom Transistor Q_n in die Dioden Ai und Ai. was wiederum zur Folge hat, daß die Transistoren Qi₉ und Qu in den Sperrzustand geschaltet werden. Die Transistoren Qu und <?i8 arbeiten somit im Gegentakt und führen dabei ein verstärktes Tonfrequenz-Ausgangssignal auf den Lautsprecher SP, das die mit F i g. 2c wiedergegebene Wellenform hat.

Bei dem abgeflachten Teil der Wellenformen nach F i g. 2a und F i g. 2b handelt es sich um den Kollektorstrom eines jeden der Transistoren Qu und φ«, der dann erforderlich ist, wenn das Tonfrequenzsignal gleich Null ist, (d. h. ein Ruhestrom).

Wie nunmehr aus F i g. 2d zu erkennen ist entspricht der durch den Kollektoranschluß des zur Meßschaltung 14 gehörenden Transistors Qa fließende Strom U dem Potential, das zwischen dem Basisanschluß und dem Emitteranschluß des Transistors Qu ansteht, (d. h. dem positiven Signalpegel des Tonfrequenzsignales). Eine Abschwächung des zwischen dem Basisanschluß und dem Emitteranschluß des Transistors Qm anstehenden Potentials bewirkt auch eine Abschwächung und Verringerung des gemessenen Stromes I_A: Fi g. 2e läßt nun erkennen, daß in ähnlicher Weise im Ansprechen auf das zwischen dem Basisanschluß und dem Emitteranschluß des Transistors Qis anstehende Potential das ist der negaitve Signalpegel des Tonfrequenzsignals) ein Regelstrom Ib durch den Kollektoranschluß des Transistors Qx-

Beide Regelströme U und 1_B fließen auch durch den Widerstand R19, der zum anderen Teil 12' der Vorverstärkungsschaltung gehört. Ein Starkerwerden der Regelströme /4 und h bewirkt ein Anwachsen des Spannungsabfalles am Widerstand Ä19 und damit auch eine Abschwächung des an den Transistoren Qn und Qn anstehenden Basispotentiales. Das wiederum hat zur Folge, daß — wie dies mit Fi g. 2f veranschaulicht ist — bei den Transistoren Qn und Q23 der Kollektorstrom, (d. h. der Vorverstärkungsstrom Ic), stärker wird. Das wiederum bewirkt, daß der Ansteuerungsstrom, der von den Transistoren Qi₉, Qx und Q21 abgegeben wird, 2nsteigt, was wiederum auch ein Ansteigen der zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Qu und Qi$ anstehenden Spannung zur Folge hat. Andererseits wiederum bewirkt ein Abfallen der Regelströme U und Ib. wobei als Folge davon der Spannungsabfall am Widerstand /?w sich abschwächt und sich das Potential, welches an der Basis der Transistoren Q22 und Q23 ansteht, verstärkt. Dies wiederum bewirkt auch ein Abschwächen des Vorverstärkungsstromes ic der Transistoren Q22 und Q2], wie dies in Fig. 2f dargestellt ist. Das führt zu einer Abschwächung des von den Transistoren Q_t<>, Qn und Q21 abgegebenen Ansteuerungsstromes und damit auch zu einer Abschwächung der Spannung, die zwischen den BasisanschlUssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Qu und Qi» ansteht. Das bedeutet, daß dann, wenn zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Qu und Qn eine hohe Spannung ansteht, was ein Anzeichen dafür ist, daß auch der Signalpegel des Tonfrequenzsignales hoch ist, dann gilt, daß auch der Vorverstärkungsstrom k aus dem Transistor Qn und aus dem Transistor ζλ> groß ist. daß weiterhin auch die Verstärkungsleistung der Transistoren Qu und Q\» groß ist. Steht zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Qu und Q\» demgegenüber eine schwache Spannung an, was bedeutet, daß der Signalpegel des Tonfrequenzsignales klein oder gleich Null ist. dann ist als Folge davon auch der Vorverstärkungsstrom Ic klein.

dann ist weiterhin auch die Verstärkungsleistung der Transistoren klein.

Der Vorverstärkungsstrom Ic verändert sich somit in Abhängigkeit von der Belastung, und dieser Strom braucht nicht konstant und hoch zu sein. Die Vorverstärkungssciiaftungen 12 und 12' könen dementsprechend die Stromaufnahme dann verringern, wenn das Tonfrequenzsignal einen niedrigen Signalpegel aufweist oder wenn überhaupt kein Tonfrequenzsignal vorhanden ist. Darüber hinaus ist der Leistungsverstär-

J5 ker in der Lage, das Tonfrequenzsignal in zuverlässiger Weise zu verstärken und dem Lautsprecher SP zuzuführen. Demgegenüber muß bei Leistungsverstärkern konventioneller Ausführung die Vorverstärkungsschaltung einen konstanten Vorverstärkungsstrom erzeugen, wie dies mit der gestrichelten Linie in F i g. 2f dargestellt ist. Diese Vorverstärkungsschaitungen konventioneller Ausführung sind somit ganz bedeutende Strom- und Energieverschwender.
Nachstehend sollen nun Funktion und Arbeitsweise der Strombegrenzungsschaltung 15 in aller Ausführlichkeit beschrieben und erläutert werden. Ist der Spannungsabfall am Widerstand Ä19 größer als die Durchlaßspannung der Diode As — und zwar im Ansprechen auf die erhöhten Regelströme Ia unc Ib.

so dann geht die Diode in den Leitzustand und die Regelströme fließen durch den Widerstand Ä19 und durch die Diode As- Der Spannungsabfall am Widerstand Ä19 ist auf die Durchlaßspannung fixiert und festgelegt Das bedeutet wiederum, daß das Basispotential der Transistoren Qn und Qu nicht unter einen vorgegebenen Sollwert abfallen kann und daß auch die Stromstärke des Vorverstärkerungsstromes Ic nicht ansteigen kann, so daß auch die Transistoren Qu bis Qi\ nicht beschädigt und zerstört werden können. Die Strombegrenzungsschaltung 15 arbeitet zuverlässig auch dann, wenn der Pegel des Tonfrequenzsignales sehr groß ist und wenn der Verbraucher, (d.h. der Lautsprecher SP) kurzgeschlossen ist

Es kommt noch hinzu, daß die Widerstände «22 und R₂₅, die sowohl mit den Emitteranschlüssen der Transistoren Q25 und Q₃₆ als auch mit der Strombegrenzungsschaltung 15 verbunden sind, selber strombegrenzend wirken. Die Widerstände Ä22 und Rn ermöglichen

eine positive Rückkopplung und verhindern, daß Ströme mit ex'rem großen Stromstärken in die Basisanschlüsse der Transistoren Qj-, und Qm fließen können. Das hat wiederum zur Folge, daß der Vorverstärkungsstrom Ic keine zu große Stromstärke anninvm und daß die Transistoren Qn bis Qu nicht beschädigt und zerstört werden.

Es ist möglich, die zuvor beschriebene Schaltung zu ändern und zu modifizieren. Der Transistor Qn kann weggelassen werden, statt der Diode Di₅ können zwei Dioden dem Widerstand /?w parallel geschaltet werden. Ein in dieser Weise geänderte und modifizierte Schaltung würde genauso funktionieren wie die zuvor beschriebene Schaltung.

F i g. 3 zeigt nun ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung sollen Teile der Schaltung, die jenen der Schaltung nach F i g. 1 ähnlich oder gleich sind, auch die gleichen Hinweiszeichen erhalten.

Diese Teile werden auch nicht näher erläutert. Ein als Eingangssignal zugeführtes Tonfrequenzsignal wird nach Verstärkung im Differentialverstärker 11 - dieser Differentialverstärker 11 entspricht genau dem Differentialverstärker 11 aus F i g. 1 — dem Basisanschluß eines Transistors Qn aufgeschaltet, bei welchem es sich um den Teil 12 einer Vorverstärkungsschaltung handelt. Mit seinem Kollektoranschluß ist dieser Transistor Qa auf eine Masseleitung 100 geführt und mit seinem EmiPsranschluß zum einen über eine Diode D,₆ auf den Basisanschluß eines Transistors ζ>ι9 und zum anderen auf den Basisanschluß eines Transistors Qi\. Darüber hinaus steht der Emitteranschluß dieses Transistors Qv, über einen Kondensator Ge auch noch mit seinem Basisanschluß in Verbindung.

Vom Transistor Qu aus wird die Spannungs-Wellenform des Tonfrequenzsignales auf die Transistoren Qx₉, Q20 und Q21 übertragen, und diese Transistoren <?i9. Qx und Q21 steuern ihrerseits wiederum die Ausgangstransistoren Qn und Q_it an. Wie dies auch bei der Endverstärkerschaltung 13 nach F i g. 1 der Fall ist, stellen auch die Transistoren Qn bis Qi\ eine Endverstärkerschaltung dar. Die Endverstärkerschaltung 13 ist im wesentlichen so ausgeführt wie dies bei der Endverstärkerschaltung 13 nach F i g. 1 der Fall ist, anders als bei der Endverstärkerschaltung 13 aus F i g. 1 ist jedoch der Transistor Q20 mit seinem Basisanschluß über die Dioden Dn. Ae und Du auf den Emitteranschluß des Transistors Qn geführt steht weiterhin der Kollektoranschluß des Transistors Qn über die Widerstände Rm und Rn mit der Stromversorgungsleitung 200 in Verbindung.

Eine Meßschaltung 14, die schaltungsmäßig zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren Qn und Qn angeordnet ist entspricht in ihrer Ausführung der Meßschaltung 14 aus F i g. 1 und arbeitet auch wie die Meßschaltung aus Fig. 1. Die Kollektoranschlüsse der zur Meßschaltung 14 gehörenden Transistoren Q25 und Q₂₆ sind mit dem Emitteranschluß eines Transistors Q₃₂ verbunden.

Mit seinem Emitteranschluß ist der Transistor Q 32 ebenfalls über die Widerstände Rx und Rx auf die Stromversorgungsleitung 200 geführt, mit seinem Kollektoranschluß steht dieser Transistor über eine Konstantstromschaltung /« mit der Masseleitung 100 in Verbindung, während der Basisanschluß dieses Transistors über einen Widerstand Rn auf den Emitteranschluß eines Transistors Q33 geführt ist Für den Transistor Qn gilt weiterhin, daß er mit seinem Kollektoranschluß auf die Masseleitung 100 geführt ist und mit seinem Basisanschluß auf den Kollektoranschluß des Transistors Qn. Die Basisanschlüsse der Transistoren Q22 und Qa sind mit dem Basisanschluß des Transistors Qn verbunden. Der Transistor Qn ist mit seinem Emitteranschluß über die Widerstände Ry> und Rx auf die Stromversorgungsleitung 200 geführt und mit seinem Kollcktoranschluß auf den Basisanschluß des Transistors Qw. Für den Transistor Q23 trifft zu, daß dieser Transistor mit seinem Emitteranschluß über die Widerstände Λ35 und Rm mit der Stromversorgung&leitung 200 in Verbindung steht, während er über seinen Kollektoranschluß verbunden ist mit dem Basisanschluß des Transistors Q20. Bei den Transistoren Q22, Qn und Q31 handelt es sich um den anderen Teil 12' der Vorverstärkungsschaltung, und diese Transistoren übertragen einen Vorverstärkungsstrom Ic auf die Endverstärkerschaltung 13. Bei der dem Widerstand Rn parallel geschalteten Diode Dm handelt es sich um eine Strombegrenzungsschaltung IS. Darüber hinaus findet eine zweite Strombegrenzungsschaltung 21 Anwendung. Der Kollektoranschluß des Transistors Qi\ ist verbunden mit dem Basisanschluß des Transitors Qw, während der Emitteranschluß dieses Transistors Qi\ mit dem Emitteranschluß des Transistors Qn in Verbindung steht. Mit seinem Basisanschluß ist der Transistor Qn zum einen über einen Widerstand Rj\ auf den Emitteranschluß des Transistors Qw geführt und zum anderen über einen Widerstand A₃₂ auf den Emitteranschluß des Transistors Qn-

Nachstehend sollen nun die Funktion und die Arbeitsweise des zur Vorverstärkungsschaltung gehörenden anderen Teiles 12' beschrieben werden. Weil die meisten der Basisströme der Transistoren Qa, Qn und Q32 durch den Transistor Q_n Hießen, ist der Kollektor' strom des Transistors Qn im wesentlichen konstant und gleich dem Strom fo der Konstantstromschaltung In. Das wiederum bedeutet, daß auch die Spannung, die zwischen dem Basisanschluß und dem Emitteranschluß des Transistors Qa ansteht, im wesentlichen konstant ist Die Regelströme U und /β die von der Meßschaltung 14 her zugeführt werden, fließen durch den Widerstand Rn- Wird in Abhängigkeit von höheren Regelströmen U und Ib der Spannungsabfall am Widerstand Rn größer, dann wird dadurch eine Abschwächung des Basispotentiales des Transistors Q₃₂ hervorgerufen, die dem Anwachsen des Spannungsabfalles am Widerstand Rn proportional ist Das bewirkt aber auch eine Abschwä ch'jng des Baisspotentiales sowohl am Transistor Qa als auch am Transistor Q» wobei als Folge davon wiederum deren Kollektorstrom (d. h. der Vorverstärkungsstrom Ic) größer wird. Demgegenüber wird bei einem Abschwächen der Regelströme I_A und /_Bauch der

Vorverstärkungsstrom kleiner.

Das aber bedeutet daß sich der Vorverstärkungsstrom mit der Belastung verändert und aus diesem Grunde nicht groß und konstant zu sein braucht Damit hat auch dieser Leistungsverstärker die gleichen Vorteile aufzuweisen, wie auch das mit F i g. 1 beschriebene AusführungsbeispieL

Die Strombegrenzungsschaltung 15 arbeitet so, wie die auch die Strombegrenzungsschaltung 15 aus Fig. 1 tut Nachstehend soll aber die Funktion der Strombe grenzungsschaltung 21 beschrieben werden. Ist das zwischen dem Basisanschluß und dem Emitteranschluß des Transistors Qbt anstehende Potential größer als der für die positive Halbperiode des Tonfrequenzsignales

vorgegebene Sollwert, dann geht der Transistor Qn in den Leitzustand, wobei dann ein Teil des vom Transistor Qn her zugeführten Vorverstärkungsstromes ic durch den Transistor Q₃] fließt, was wiederum verhindert, daß durch die Transistoren Q19 und Qu ein übermäßig hoher Strom fließen kann. Dazwischen den Widerständen R₂₀, R21, Λ31 und /?3j die nachstehend angeführte Zuordnung gegeben ist

Rm Rc

(mit Ra, Rb. Rc und Rd ist der jeweils zutreffende Widerstandswert der Widerstände Λ20, Ä21. Λ31 und Ä32 gegeben), kann der Transistor Qn noch vor dem

Transistor Q25 in den Leitzustand gebracht werden. Vorzugsweise sollte eine Schaltung, wie sie die zweite Strombegrenzungsschaltung 21 darstellt, auch für die Transistoren Q20 und Q22 für die negative Haibperiode des Tonfrequenzsignhles vorgesehen werden.

Die mit Fig. 1 und mit Fig.3 wiedergegebenen Leistungsverstärker können in der nachstehend angeführten Weise geändert und modifiziert werden. Um ein schnelleres Arbeiten der Meßschaltung 14 zu erreichen, können die Widerstände Rn und Λ24 entfernt werden. Weiterhin können die Regelströme U und h nach dem Ausfiltern der Wechselstromkomponente dem anderen Teil 12' der Vorverstärkungsschaltung aufgeschaltet werden. Statt der Transistoren Q₁₇, <?_!8. Q25, Qx und Qm können Feldeffekttransistoren verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Niederfrequenz-Leistungsversiärker, Insbesondere für Tonfrequenzen, mit einer Vorverstärker- schaltung zum Steuern einer Gegentaktendstufe, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegentaktendstufe (13) eine Meßschaltung (14) nachgeschaltet ist, die in Abhängigkeit des Ausgangspegels der Gegentaktendstufe (13) ein Detektorsignal erzeugt und als einen Regelstrom (I_A, I_B) der Vorverstärkerschaltung (12, \T) zuführt, so daß sich der von der Vorverstärkerschaltung (12,12*) an die Gegentaktendstufe (13) abzugebende Signalpegel ständig in Abhängigkeit des Detektionssignals ändert

2. Niederfrequenz-Leistungsverstärker nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strombegrenzung2£chaltung (15) vorgesehen ist, die die VorverstärVerschaitung (12,12^ strommäßig derart begrenzt, daß der von dieser erzeugte Vorverstärkerstrom einen vorgegebenen Sollwert nicht übersteigt

3. Niederfrequenz-Leistungsverstärker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Strombegrenzungsschaltung (21) vorgesehen ist die den Ausgangspegel der Vorverstärkerschaltung (12, 12') derart begrenzt daß dieser einen vorgegebenen Sollwert nicht übersteigt

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