DE3230512A1

DE3230512A1 - Verstaerkerschaltung

Info

Publication number: DE3230512A1
Application number: DE19823230512
Authority: DE
Inventors: Dennis Michael 94538 Fremont Calif. Monticelle
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1981-08-24
Filing date: 1982-08-17
Publication date: 1983-03-10
Also published as: JPH0618330B2; US4451801A; FR2511819A1; JPS5866432A; FR2511819B1

Description

Die Erfindung betrifft; cine Verstärkerschaltung zur Lieferung eines Trägerstromsignals an eine Wechsel» strom-Starkstromleitung.

Eine solche Verstärkerschaltung eignet sich insbesondere als breitbandiger linearer Trägerstromverstärker und'für Anwendungen zur Einspeisung eines Trägerstroms in eine Leitung. Eine solche Schaltung kann insbesondere einen Wellenformerkreis zur Umformung einer Dreieckwelle in eine Sinuswelle und eine automatische Pegelregelung enthalten. Sie kann ferner einen Stoßwellen- oder Überspannungsableiter enthalten, der auch dann zur Wirkung gelangt, wenn die Übertragungsfähigkeit außer Wirkung gesetzt ist. Die Schaltung wird in Form eines integrierten Schaltungsbauelements gezeigt. Das Ausgangssignals eines solchen Bauelements kann durch außerhalb des Bauelementplättehens angeordnete Komponenten noch verstärkt werden. Die Erfindung befaßt sich mit Trägerstromgebern oder Übertragern, die dazu dienen, eine Wechselstrom-Starkstromleitung zu speisen. Die Schaltung kann so ausgebildet sein, daß sie ein. Dreieckwellensignal aufnimmt, wie beispielsweise auch die Schaltung nach der Patentanmeldung U.S. Serial No. 289 334 vom 3. August 1981. Dabei ist ein Oszillator vorhanden, der ein Signal bei einer Frequenz bildet, welche über einen verhältnismäßig breiten Bereich, der die meisten gewünschten Trägerstrombänder einschließt, spannungsgesteuert ist. Da die Starkstromleitung eine komplexe Impedanz darstellt, müssen solche Trägerstrom-

geber oder übertrager in der Lage sein, eine verhältnismäßig hohe Leistung in ohmsche und/oder reaktive Lasten mit großer Veränderbarkeit einzuspeisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ver-Stärkerschaltung der zur Rede stehenden Art zu schaffen, die in der Lage ist, ein 300 kHz Signal einer Wechselstrom-Starkstromleitung mit gutem Wirkungsgrad zuzuführen. Der Stromausgang der Schaltung soll gegen Kurzschluß gesichert und in der Lage sein, eine Last von virtuell jeglicher Impedanz zu betreiben. Die Schaltung soll ferner einen aktiven Ableiter für Stoßwellen oder Überspannungen auf der Starkstromleitung enthalten, die auch dann zur Wirkung gelangt, wenn der Verstärker abgeschaltet ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mittels einer integrierten Schaltung wie folgt lösbar: Ein Stromverstärker ist mit einem von ihm betriebenen abgestimmten Lastkreis gekoppelt, der seinerseits mit der Wechselstrom-Starkstromleitung gekoppelt ist. Die Ausgangsstufe . enthält einen mittels einer Zenerdiode betätigten Ableiter für Stoßwellen und Überspannungen, der einen Ausgangstransistor leitfähig macht, wenn auf der Leitung eine Stoßwelle vorhanden ist, deren Größe die der Zenerspannung überschreitet. Der Stromverstärker wird von einem Treiber mit automatischer Pegelregelung aus betrieben, der das Ausgangssignal abfühlt und eine Nachstellung bewirkt, wenn das Ausgangssignal eine vorbestimmte Schwelle über-

•..^:"^:.Λ::. 32305 Ί 2

schreitet. Die automatische Pegelregelung wird von einer Wellenformerschaltung aus mit Strom gespeist. Die Wellenformerschaltung empfängt einen Eingangsstrom in Form einer Dreieckwelle und erzeugt einen sinuswellenförmigen Strom. Es sind Einrichtungen vorgesehen, die dazu dienen, das Gebersignal außer Wirkung zu setzen, ohne die Wirkung des Überspannungsableiter^ zu beeinträchtigen und die Wirkung des Ausgangssignals mit Hilfe von Schaltungsbestandteilen außerhalb des Plättchens noch zu verstärken.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschema einer Ausführungsform der Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung und Fig. 2 ein Schaltschema einer die Erfindung verwirklichenden integrierten Schaltung.

In dem Blockschema des Gebers oder Übertragers nach der Erfindung gemäß Fig. 1 wird zwischen den Eingangsklemmen 9 und 10 ein dreieckwellenförmiges Signal angelegt. Wenn dieses Signal durch die Wellenformungsstufe 11 geleitet wird, bringt diese eine Sinuswelle hervor. Das auf diese Weise erzeugte Sinuswellensignal wird dem einen Eingang einer'automatischen Pegelregelungsstufe (ALC-Stufe) 12 zugeführt, die den Leistungsverstärker 14 betreibt. Ein Tankkreis 15 wird von dem Leistungsverstärker 14 aus erregt und. gibt ein sinuswellenförmiges Starkstromausgangssignal an den Klemmen 17 und 18 ab, welche den Ausgang des Gebers oder Übertragers bilden. Der Kondensator 16 ist so gewählt,

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daß er bei der Trägerfrequenz eine niedrige Impedanz, aber bei Gleichstrom und den niedrigeren Starkstrom-Leitungsfrequenzen (60 Hz) eine relativ hohe Impedanz hat. Daher können die Klemmen 17 und 18 mit den Starkstromleitungen zur Bildung eines Trägerstrom-Nachrichtensystems verbunden werden. Die automatische Pegelregelungsstufe (ALC) 12 hat noch einen zweiten Eingang, der von dem Ausgangssignal des Verstärkers an dem Tankkreis 15 gespeist wird. Ein Kondensator 13 wird proportional zu dem spitzenförmigen Signal am Ausgang aufgeladen und bewirkt die Verkleinerung des durch den ALC 12 übertragenen Signals. Dadurch wird eine negative Rückkopplungsschleife gebildet, welche bewirkt, daß die gewünschte Ausgangsspannung relativ unabhängig von der Signaleinspeisung in die Starkstromleitung aufrecht erhalten wird. Die volle Leistung wird an die Leitung nur dann angelegt, wenn die Lastbedingungen dies erfordern. Es wird keine Leistung vergeudet .

Praktisch arbeitet der Leistungsverstärker 14 unter typischen Bedingungen als Verstärker der Klasse Ä und liefert eine Ausgangsleistung mit einem Wirkungsgrad von etwa 35%.

Die Schaltung nach Fig. 2 wird von einer Energiequelle mit 18 V betrieben, die zwischen der Plusklemme 20 und der Erdungsklemme 22 angeschlossen ist. Eine Energiequelle mit 10 V liegt zwischen der Plusklemme 21 und der Erdungs-.klemme 22. Praktisch kann die Energie mit 10 V aus einem

üblichen (nicht dargestellten) Spannungsregler auf einem Plättchen erhalten werden, der aus der 18 V führenden Leitung betrieben wird.

Die Transistoren 25 und 26 werden als Differentialverstärker von den Klemmen 9 und 10 aus betrieben. Widerstände 28 und 29 bewirken die Degenerierung oder Gegenkopplung des Verstärkers, dessen Endstrom (tail current) I₁ durch den Transistor 27. geliefert wird. Die Stromquelle 45 leitet den Strom I~ über den Transistor 44, der aufgründ der von dem Transistor 27 bewirkten Kopplung als eine Diode arbeitet. Der Widerstand 30a verbindet (ebenso wie der identische Widerstand 30b) die Basis des Transistors 44 mit Erde und führt einen Strom gleich V_„„. geteilt

οΓι44

durch den Wert des Widerstands 30a. Der Widerstand 31 wird, bezogen auf den Wert des Widerstands 41, so gewählt, daß I₁ 90% des Stromes in dem Widerstand 30a und I, 110% be-

I. D

trägt.

Die zwischen den Klemmen 9 und 10 angekoppelte Signalquelle wird zweckmäßig als di;r dre ieckwe llenf örmige Aus- · gang eines Oszillators erhalten, wie in der U .S-.-Patentanmeldung Serial No. 289 334 vom 3. August·1981 beschrieben. Da diese dreieckförmige Welle einen Amplitudenwert von Spitze zu Spitze im Betrag von etwa 2 V_R„ hat, wird die Wellenformschaltung 11 weitgehend in ihre Bereiche nicht linearen Ansprechens getrieben. Ihr reduziertes Ansprechen bei den Extremwerten des Signals wandeln die dreieckförmige Eingangsspannung um in einen sinuswellen-

förmigen Signalstrom I-, am· Kollektor des Transistors 26. Durch entsprechende Auswahl der Werte der Widerstände 28 und 29 mit dem Endstrom und dem Treibsignal läßt sich eine sehr dichte Annäherung an eine Sinuswellenform erreichen. I_ hat obere und untere Spitzensignalwerte von etwa 99% und 1% von I₁ =0,9 V_ßE44/R

Der Kollektorström I₃ des Transistors 26 fließt als Endstrom (tail current) in den verschieden geschalteten Transistoren 33 und 34.· Die Stromquelle 35 liefert einen Rückstrom I. durch die Zenerdiode 36, der bei umgekehrtem Durchbruch typischerweise 7 V an der Basis des Transistors 34 herstellt.

Ein in dem Kollektor des Transistors'37 fließender

Strom I₅ wird dem Kollektor des Transistors 34 zugeführt

und so eingestellt., daß er den Spitzenwert von I-, leicht

• überschreitet. Die exakte Beziehung zwischen I., und I₁-ist folgende. I₁- ist über die ungleichen, aber in ein genaues Verhältnis zueinander gebrachten Widerstände 42 und 43 in dem durch die Transistoren 37, 38 und 39· bestimmten

Stromspiegel auf 86% von ~L geeicht. I_fi wiederum ist auf den Betrag eines Prozentsatzes (110%) von V .. , ein-

öü44/K_3Oa

gestellt. Somit ist L· = 0,95 ^-ονΑά/τί · ^Je<ioch ist I_ 1% zu 99% von 0,9 V_.„. „_/r( oder etwa 0,01 bis 0,89

' ^BE44/R3Oa
V"be44/R . Daher ist der Differenzstrom I^ - I, gleich

0,06 zu 0,94 V_nT:)/1/1/l_. und fließt über die Durchbruchs-

BE44/R_3Oa

diode 45 als Treibsignalstrom in die Basis des Transistors 46.

Wie ersichtlich, haben die Dioden 36 und 45 annähernd dieselbe Zenerspannung, wobei der Kollektor des Transistors 34· immer um etwa ^V _RE46 positiver ist als seine Basis. Dadurch wird jegliche Möglichkeit der Sättigung des Transistors 34 vermieden, der als Signalstromtreiber wirkt, der dazu dient, durch die Pegelverschiebungsdiode 45 den Basissignalstrom in den Transistor 46 zu treiben.

Wenn der Transistor 46 dem Transistor 44 angepaßt wird und wenn die Lastquelle 47 einen Strom I₇ hervorbringt, dessen Wert gleich demjenigen von I„ ist, werden die Werte V„„ der beiden Transistoren qleich. Dies bedeutet, daß das

.DCi

Potential an der Basis des Transistors 46 dasselbe ist wie das Potential an der Basis des Transistors 44. Die Rückkopplung zwingt den Strom, der den Wert 0,06 bis 0,9-4 V-nnAAZ-a hat, durch den Rückkopplungswiderstand 48 zu BE44/R_3Oa

fließen. Da 48 gleich 30a gemacht ist, beträgt der Spannungsabfall an diesem Widerstand 0,06 bis 0,94 V ... Gegenüber Erde (und somit längs des Widerstandes 49) ist das Potential gleich V_ßE44 - (0,06 bis 0,94 V^₄₄) oder gerade gleich 0,06 bis 0,94 ^V _BE4₄· ^{Da de}^ Widerstand 4 9 klein gegenüber dem Widerstand 48 ist, ist der ihn durchfließende Strom größer im Vergleich zu dem Treibsignal von I₅ - I₃ und daher groß, jedoch ergibt sich eine kontrollierte Stromverstärkung. Die Rückkopplungswirkung hat zur Folge, daß der Ausgangstransistor 52 diesen verstärkten Strom führt und eine Ausgangsspannung proportional zur Last.in dem Kollektor dieser Vorrichtung entwickelt wird.

Der Transistor 46 ist ein Wechselrichter mit hohem Verstärkungsgrad, zwischen dessen Ein- und Ausgang ein Kondensator 50 angeordnet ist, um einen stromgetriebenen Integrator zu schaffen. Eine solche Frequenzkompensation führt zu einem 6db pro Oktave betragende "roll off" der Verstärkung mit der Frequenz und erzeugt eine stabile Verstärkerstruktur. Die Transistoren 51 und 52 sind zu-

s ie

sammengekoppelt, so daß'ein Darlinqton-Paar bilden, das den Tankkreis 15 speisi , um ein Ausgangssignal an den Klemmen 17 und 18 hervorzubringen.

■ Der Emitter am Ausgang des Darlington-Paares speist einen Widerstand 49. Der Widerstand 48 bildet eine negative Rückkopplung an die Basis des Transistors 46. Da die Signale an den beiden Enden des Widerstands 48 gleich und.

außer Phase sind, ist' die Stromverstärkung des die Transistoren 46, 51 und 52 umfassenden Verstärkers gleich dem Verhältnis des Widerstands 48 zum Widerstand 49 plus 1. Mit einem Widerstandsverhältnis von 200 und einem Spitzenwert des Treibsignals von annähernd 300 ,uA fließt ei.n Signalstrom von 60 mA als. Spitzenwert in den Tankkreis 15, um ein Trägerstrom-Leitungssignal zu bilden. Da ein Treibstrom benutzt wird, hat eine Belastung mit zu niedriger Impedanz keinen nachteiligen Einfluß, und wenn eine Last mit zu hoher Impedanz vorhanden ist, steigt die Signalspannung am Kollektor des Transistors 52 an und betätigt die automatische Pegelregelungsstufe (ALC), so daß eine Sättigung des Verstärkers und eine Störung dos auftretenden Signals verhindert werden.

Die ALC-Stufe arbeitet wie folgt. Es mag der Zustand bei maximalem Signal betrachtet werden. Der Kondensator wurde entladen, so daß der Transistor 33 ausgeschaltet ist» Der Widerstand 55 koppelt den Kollektor des Transistors 53 (d.h. den Punkt hoher Impedanz des Tankkreises 15) mit dem Kollektor des Transistors 56. Der Transistor 56 wird im umgekehrten oder invertierten Zustand betrieben. Sein normaler Kollektor wird als Emitter und sein normaler Emitter als Kollektor benutzt. Somit weist derPfeii des Emitters in der Darstellung in Gegenrichtung zum tatsächlichen Stromf.luß. Die Basis des Transistors 56 ist an eine Bezugsspannungsquelle mit der Klemme 57 gekoppelt. Diese Bezugsspannung beträgt etwa 8 V__ gegenüber Erde oder etwa 4,8 V.

Ei ti

Der Emitter (d.h. der invertierte Kollektor) des Transis.tors 56 ist.'an den Doppelkollektor-Transistor 58 gekoppelt. Der eine Kollektor des Transistors 58 ist an die Basis dieses Transistors rückgekoppelt, so daß dieser einfach ein Stromspiegel ist. Wenn die beiden Kollektoren gleiche Größe haben, hat der Stromspiegel den Verstarkungsgrad 1. .Wenn die Basis des Transistors 56 4,8 V und· sein Emit- · ter (d..h. der invertierte Kollektor) 9,4 V führt, beträgt die Differenz nur 4,6 V, also einwandfrei weniger als der' Zenerdurchbruchswert. Da der Kollektor (d.h. der invertierte Emitter) des Transistors 56 über den Widerstand 55 an die Spannungsquelle mit 18V zurückgeführt ist, wird erkennbar, daß ein normal geschalteter Transistor 56 nicht benutzt werden könnte, da seine gewöhnliche Emitter/

Basis-Zenerdurchbruchspannung überschritten würde. Die umgekehrte oder· invertierte Schaltung vermeidet dies. Zwar hat ein invertierter Transistor eine niedrige Basis/ Kollektor-Stromverstärkung, dies ist aber kein Problem bei einer Schaltung mit einer gemeinsamen Basis, wie dargestellt. Wenn im Betriebe das Signal am Kollektor des Transistors 52 unterhalb einer Spannungshöhe von etwa 4,2 V schwingt, wird der Transistor 56 eingeschaltet und.ein Emitterstrom in dem Widerstand 55 fließen. Dieser Strom-

/IO impuls wird durch den Transistor 58 gespiegelt und der • Kondensator 13 aufgeladen. Wenn der Kondensator 13 gela-■ den wird, wird an einem gewissen Punkt der Transistor 33 eingeschaltet und ein Teil von I_ von seiner normalen Funktion, den Transistor 46 über den Transistor 34a zu treiben, abgezweigt. Wenn der Kondensator 1-3 sich auflädt, wird durch seine Wirkung das Treibsignal verkleinert, bis die Signalschwankung am Kollektor des Transistors 52 gerade noch ausreicht, um den Transistor 56 genügend im Einschalt zustand zu halten, um die Kondensatorladung aufrecht zu erhalten. Der Basis-und/oder Leckstrom dient normalerweise zum Laden des Kondensators 13. Daher stellt die Ladung auf dem Transistor 13 automatisch das Treibsignal zum Tankkreis 15 auf eine konstante Signalausgangsspannung ein, auch wenn die Umgebungs- und Lastbedingungen schwanken.

Die Zenerdiode 60 ist mit dem Darlington-Paar derart gekoppelt, daß ein Ableiter für Stoßwellen oder Überspannungen auf der Starkstromleitung gebildet wird. Praktisch

ist die Diode 60 eine Kombination oder Reihenanordnung von 6 Emitter/Baslsdioden, was eine Zener-Durchbruchspannung

I
von etwa 42 V ergibt. Wenn eine Stoßwelle auf der Starkstromleitung einen Spannungsimpuls am Kollektor von mehr als 43 V hervorbringt, beginnt die Zenerdiode 60 zu leiten und schaltet damit den Transistor 51 und infolge dessen auch den Transistor 52 ein. Wenn der Transistor 52 so ausgebildet ist, daß er einen hohen Spitzenstrom durch Verwendung mehrerer in geeigneter Weise mit Ballast versehener Emitter zu führen vermag, ist er in der Lage, eine Starkstromstoßwelle von kurzer Dauer innerhalb ihres Zerstreuungsverlaufs aufzuhalten bzw. abzuleiten. Der Widerstand 61 ist vorgesehen, um die Stoßwellenaufnahme auch dann zu ermögliehen, wenn der übertrager außer Wirkung gesetzt ist.

Der Transistor 63 dient zur Steuerung des Außerwirkungsetzens des Übertragers. Seine Kollektor-Emitterstrecke liegt im Nebenschluß zu der des Transistors 46 und seine Basis ist mit einer Ausschaltgelenkklemme 64 gekoppelt. Wenn die Ausschaltgelenkklemme 64 auf niederem Potential oder offen ist (in diesem Fall zieht der Widerstand .65 das Pobential dor Klemme 64 nach unten), ist der Transistor ausgeschaltet und die Schaltung arbeitet wie vorher beschrieben. Ist aber die Klemme 64 auf hohem Potential, so wird dt-r Transistor 63 leitend und zieht die Basis des Tran-5 sistors 51 nach unten oder in den Ausschaltzustand,so daß der Übertrager außer Wirkung gesetzt wird. Infolge des Vorhandenseins des Widerstands 61 bleiben aber die überspan-

nungsableitfähigkeiten der Transistoren 51 und 52 erhalten, wie oben im Zusammenhang mit der Zenerdiode 60 beschrieben.

Wie schon erwähnt, vermag die in Fig. 2 gezeigte Schaltung etwa 60 mA (Spitzenstrom) dem Tankkreis 15 als Signalstromquelle zuzuführen. Jedoch schafft das Vorhandensein der Kissen 66 und 67 noch eine Steigerungsmöglichkeit, falls .ein noch größerer Strom gewünscht wird. Gewöhnlich sind die Kissen 66 und 67 durch eine Drahtbrücke 68 miteinander verbunden. Wird die Drahtbrücke 68 entfernt, so kann ein äußerer, mit gestrichelten Linien angedeuteter Transistor 69 zusätzlich benutzt werden. Es wäre dies ein NPN-Hochleistungstransistor, vorzugsweise mit einer passenden angebauten Wärmesenke für Hochstrom- und Hochleistungsbetrieb. Wenn der Transistor 69 mit der Schaltung verbunden wird, wird auch ein äußerer Widerstand 70 in Parallelschaltung zu dem Widerstand 49 zusätzlich verwendet. Dadurch wird das Widerstandsverhältnis zum Widerstand 48 vergrößert, wodurch die Stromverstärkung entsprechend größer wird. Ferner kann ein Widerstand 71 zum Herunterziehen der Basis zusätzlich vorgesehen werden, um die gleiche Funktion zu erfüllen, wie sie der Widerstand 62 für den Transistor 52 erfüllt. Bei Verwendung handelsüblicher Transistoren kann der Ausgangsstrom so um eine Größenordnung vergrößert werden. Zu diesem Zweck sollte der Widerstandswert der Leitung von dem Kissen 67 zur Erde um einen ähnlichen Faktor verkleinert werden.

Normalerweise ist ein Ausgangssignal mit 0,2 Watt an den Klemmen 17 und 18 verfügbar. Der mögliche Steigerungswert beträgt etwa 2 Watt. Die Überspannungsableitfähigkeit wird gleichfalls durch die Steigerung vergrößert. Im übrigen ist. die Arbeitsweise der Sahaltung die gleiche wie oben beschrieben.

Beispiel·

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung wurde in üblicher Weise als monolithisches Siliciumplättchen unter Verwendung einer PN-übergangsisolation ausgeführt. Die NPN-Transistoren waren sämtlich Hochstrom-Verstärkervorrichtungen mit vertikaler Struktur. Die PNP-Transistoren ' ' waren sämtlich Hochstrom-Verstärker mit lateraler Struktur. Für alle Signalverstärkerstufen werden nur NPN-Transistoren verwendet, um·möglichst kleine Signalverzerrung und bestmögliche Gesamtwirkung bei 3OO kHz zu erhalten. Angaben über die verwendeten Schaltungsbestandteile sind, in der folgenden Tabelle angegeben:

Schaltungsbestandteil

Wert

Einheit

Kondensator Widerstände 28 und Widerstände 30a und 30b Widerstand 31 Stromquelle Widerstand 41 Widerstand ,42 Widerstand 43 Stromquellen 45 und Widerstand 48 Widerstand 49 Kondensator Widerstand 55 Widerstand 61 Widerstand 62 Widerstand 63

0,1	Mikrofarad
410	0hm
2K	0hm
858	. 0hm
300	Mikroampere
1045	0hm
843	0hm
1002	0hm ■
300	Mikroampere
2K	Ohm
10	Ohm
20	Pikofarad
4K	0hm
1K	0hm
2K	0hm
100K	0hm

Die genauen Werte für die Widerstände 31 und 41 müssen nicht unbedingt eingehalten werden, sollen jedoch ein Verhältnls ergeben, durch das die WerLc von I₁ und 1, feisl cji<legt werden. Das gleiche gilt für die Widerstände 42 und 43, durch welche das Verhältnis von I, zu I₅ bestimmt wird.

Es wurde eine 300 kHz Dreieckwellenform an die Klemmen 9 und 10 angelegt und der Tankkreis 15 war- auf die gleiche Frequenz abgestimmt. An den Klemmen 17 und 18 trat eine

300 kHz Sinuswelle auf. Ohne zusätzliche Verstärkungssteigerung (d.h. ohne Transistor 69 bzw. Widerstand 70 und Drahtbrücke 68) betrug die Ausgangsleistung etwa 0,2 Watt. Die Schaltung ist so ausgebildet, daß Leitungsstoßwellen von 0,5 A mit einer Amplitude von bis zu 100 V und mehr bei einer Dauer bis zu 1 ms aufgehalten bzw. abgeleitet werden können.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf das hier im einzelnen beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel, vielmehr sind auch Abwandlungen und Äquivalente im Rahmen der Patentansprüche möglich.

Leerseite

Claims

DIPL.-ING. J. RICHTER PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. F. WERDERMANN ZUSEU. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO ■ MANDATAIRES AQREES PRES LOEB 2OOO HAMBURG 36 "| ß_ AUG. 1982 NEUER WALL "g- (O-4O) 340045/34 00 TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBUR6 TELEX C163BS1 INTU D UNSER ZEICHEN/OUR FILf: N. 82 IiA Wdm/Wa Anmelder: NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION, 2900 Semiconductor Drive, Santa Clara, Kalif.' 95 (V.St.A.) Verstärkerschaltung. Patentansprüche:

1.J Verstärkerschaltung zur Lieferung eines Trägerstromsignals an eine Wechselstrom-Starkstromleitung, gekennzeichnet durch einen Stromverstärker mit hohem Verstärkungsgrad, der einen Eingang, einen Ausgang und eine'Stromverstärkung η aufweist, eine Ausgangsschaltung zum Ankoppeln des Verstärkerausganges an die Wechselstrom-Starkstromleitung, und eine automatische PegeLregelungsstufe, die auf den Sig-

nalpegel anspricht und mit dem Verstärkereingang derart gekoppelt ist, daß der Signalpegel konstant gehalten wird.

2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet» daß die Ausgangsschaltung einen auf die Frequenz des Trägerstromsignals abgestimmten Tankkreis enthält.

3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang eine Phasenumkehrstufe, in seinem Ausgang einen Reihenwiderstand und parallel zu seinem Ausgang und seinem Eingang einen Nebenschlußwiderstand zur Bildung einer negativen Rückkopplung enthält.

4. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverstärkung η gleich dem Verhältnis der Werte des Nebenschlußwiderstands und des Reihenwiderstands ist.

5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker eine Transistorstufe in Emitterschaltung aufweist, die zum Betrieb eines Darlington-Verstärkers dient, welcher den Ausgangskreis speist, und daß ein Reihenwiderstand mit dem Emitter des Darlington-Verstärkers gekoppelt ist.

6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zenerdiode zwischen die Ausgangsschaltung und den Eingang des Darlington-Verstärkers geschaltet ist, so daß der Darlington-Verstärker einge-

schaltet wird, wenn abzuleitende Leitungsstoßwellon oder Überspannungen auf der Leitung der Ausgangsschaltung die Durchbruchspannung der Zenerdiode überschreiten.

7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, daß die Zenerdiode eine Durchbruchspannung hat, die wesentlich größer ist als die Betriebsspannung' der Schaltung.

8. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Sinuswellenformer ausgebildete Eingangsstufe zur Speisung der automatischen Pegelregelungsstufe vorgesehen ist und dazu dient, ein Eingangssignal in Form einer Dreieckwelle zu einer Sinuswelle umzuformen .

9. Verstärkerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Sinuswellenformer ausgebildete Eingangsstufe zwei Transistoren in Differentialschaltung umfaßt, in deren Emitteranschlußleitungen Degenerationswiderstände angeordnet sind.

10. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Pegelregelungsstufe von einem invertierten NPN-Trahsistor aus betrieben wird, dessen Emitter über einen StrombegrenzerwJderstand mit der Ausgangsschaltung gekoppelt ist, dessen Kollektor mit der automatischen Pegelregelungsschaltung gekoppelt . ist, und dessen Basis mit der Quelle eines Bezugspotentials gekoppelt ist, so daß der invertierte NPN-Transistor unterhalb seiner Durchbruchspannung betrieben wird.