DE3305482A1 - AMPLIFIER COMPENSATED BY PRE-MAGNETIZING CURRENT - Google Patents
AMPLIFIER COMPENSATED BY PRE-MAGNETIZING CURRENTInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine nichtabschaltende Emitterfolger-Eintakt-Gegentaktscha Hung (SEPP-Schaltung) der Klasse B.The invention relates to a non-turn-off emitter follower single-ended push-pull circuit (SEPP circuit) of class B.
Eine Emitterfolger-SEPP-Schaltung wird aus dem Gesichtspunkt des Wirkungsgrads heraus im allgemeinen in Klasse B betrieben. In einer solchen Schaltung ist es wesentlich, einen Blindstrom durch die Ausgangstransistoren zu führen, um die oberen und unteren Übertragungskennwerte (positive und negative Halbperioden) glatt miteinander zu verbinden, d.h., um eine Überschneidungsverzerrung zu vermindern. In einer üblichen Schaltung dieser Art kann eine Überschneidungsverzerrung auftreten, weil der eine der Transistoren eingeschaltet wird, wenn der andere von diesen abgeschaltet ist. Um dieses Problem zu beseitigen, wurde in jüngerer Zeit eine nichtabschaltende Schaltung der Klasse B angewendet, bei der ein solches Abschalten aufgrund des Vorliegens eines konstanten Blindstroms, der st;indiq in dem im übrigen nicht-An emitter follower SEPP circuit is generally operated in class B from the viewpoint of efficiency. In such a circuit, it is essential to pass reactive current through the output transistors in order to smoothly connect the upper and lower transfer parameters (positive and negative half-cycles), that is, to reduce crossover distortion. In a conventional circuit of this type, crossover distortion can occur because one of the transistors is turned on when the other of them is turned off. In order to overcome this problem, a class B non-disconnection circuit has recently been used, in which such disconnection is due to the presence of a constant reactive current, the st ; indiq in the otherwise non-
'ii Vfc»'ii Vfc »
-2-- G ·-2-- G
leitenden Transistor fließt, nicht möglich ist. Zur Erzeugung dieses Blindstroms wird eine Servoschaltung benutzt. Mit dieser Anordnung wird tatsächlich eine Überschneidungsverzerrung vermindert. Allerdings wird hierbei nichts in be- zug auf eine Stromverzerrung, die aus der Nichtlinearität der Stromübertragungscharakteristik entsteht, und in bezug auf eine Spannungsverzerrung, die auf der exponentiellen übertragungscharakteristik des Transistors beruht, getan.conductive transistor flows, is not possible. A servo circuit is used to generate this reactive current. With this arrangement, crossover distortion is actually reduced. However, nothing is draw on a current distortion arising from the non-linearity of the current transfer characteristic, and in relation to on a voltage distortion, which is based on the exponential transfer characteristic of the transistor, done.
Ferner besteht der Nachteil, daß ein thermisches Durchgehen oder Umkippen auftreten kann, wenn kein völliger .Ausgleich für den Blindstrom geschaffen wird. Bei der Anordnung nach dem Stand der Technik ändert sich der Blindstrom mit Änderungen in den Signalpegeln und der Umgebungstemperatur wenig Somit kann sich der Arbeitspunkt der Schaltung über lange oder kurze Zeitabschnitte verschieben.There is also the disadvantage that thermal runaway or overturning can occur if there is no complete compensation for the reactive current is created. In the arrangement according to the prior art, the reactive current changes with changes There is little in the signal levels and the ambient temperature or move short periods of time.
Des weiteren ist es außerordentlich schwierig, eine solche Schaltung zu bemessen und auszulegen, da der oben erwähnte thermische Ausgleich sehr empfindlich ist. Die Auslegung wird insbesondere bei einer herkömmlichen nichtabschaltenden Schaltung der Klasse B, die keine positive Rückkopplung anwendet, schwierig. Auf alle Fälle kann in jedweder derart ausgelegten Schaltung der Temperaturausgleich nur unvollkommen sein.Furthermore, it is extremely difficult to obtain such a Circuit to be dimensioned and designed, as the above-mentioned thermal compensation is very sensitive. The interpretation is particularly in the case of a conventional non-shutdown Class B circuit that does not use positive feedback difficult. In any case, it can be in either way designed circuit of the temperature compensation may only be imperfect.
Zur Erläuterung des Standes der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird auf die Fig. 1 - 3 Bezug genommen. In
diesen zeigen:
30To explain the prior art on which the invention is based, reference is made to FIGS. 1-3. In these show:
30th
Fig. 1 das Schema einer beispielhaften herkömmlichen1 shows the diagram of an exemplary conventional
SEPP-Schaltung der Klasse>B;
Fig. 2 ein Kurvenbild zur Darstellung einer Kennlinie der Schaltung von Fig. 1;Class> B SEPP circuit;
FIG. 2 is a graph showing a characteristic of the circuit of FIG. 1; FIG.
Fig. 3 ein Kurvenbild zur Darstellung einer Kennlinie einer anderen üblichen Schaltung.3 is a graph showing a characteristic curve of a other usual circuit.
In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer herkömmlichen nichtabschaltbaren SEPP-Schaitung der Klasse B gezeigt, wo bei Fehlerverstärker A1 und A2 mit einem Verstärkungsfaktor unter Eins, Spannungserzeugerkreise B1 und B2, die Spannungs· addierer sein können, eine Eingangssignalquelle C sowie eine Vorspannungsquelle Vß für bipolare Transistoren Q1 und Q2 vorhanden sind. In Fig. 1 the basic structure of a conventional nichtabschaltbaren SEPP Schaitung Class B is shown where may be adder in error amplifier A 1 and A 2 having a gain factor less than one, voltage generation circuits B 1 and B 2, the voltage ·, an input signal source C and a bias voltage source V ß for bipolar transistors Q 1 and Q 2 are provided.
In Fig. 1 ist ein Blindstrom I^ aus zwei Strömen I^und IE2 zusammengesetzt, die, wenn am Eingangsanschluß EIN kein Signal liegt, vorhanden sind. Ströme Ιβ1, Iß2 werden von einer Energiequelle Vß zugeführt. Wenn die Basis-Emitterspannung eines jeden Transistors VßE und der Emitterwiderstand RE sind, so ergibt sich die folgende Gleichung:In Fig. 1, a reactive current I ^ is composed of two currents I ^ and I E2 , which are present when there is no signal at the input terminal IN. Currents Ι β1 , I ß2 are supplied from an energy source V ß. If the base-emitter voltage of each transistor is V ßE and the emitter resistance R E , the following equation results:
V-VV-V
Id ,\^E I d , \ ^ E {1){1)
{1){1)
RE R E
Wenn ein Eingangssignalstrom ii fließt, so wird der Strom i£1 erhöht. Unter der Annahme eines Stromverstärkungsfaktors h~ .. des Transistors Q1 wird folgende Gleichung erhalten:When an input signal current i i flows, the current i £ 1 is increased. Assuming a current amplification factor h ~ .. of the transistor Q 1 , the following equation is obtained:
1EI = hfe1 ' 1I 1 EI = h fe1 ' 1 I
Dieser Strom i£1 erzeugt eine zum Widerstand R£ parallele Spannung. Damit wird dann die Eingangsspannung V^1 zum Verstärker A1:This current i £ 1 generates a voltage parallel to the resistor R £. This then turns the input voltage V ^ 1 to amplifier A 1 :
Vi1 ■ <VBE - V * 1El ■ RE V i1 ■ < V BE - V * 1 El ■ R E
= <VBE - V + hfe1 - 1I - RE 30 = < V BE - V + h fe1 - 1 I - R E 30
Transistors Q2 umgekehrt vorgespannt wird und den Transistor abschalten würde, wenn der Verstärker A1 nicht vorge sehen wäre. Wird der Verstärkungsfaktor des Verstärkers A. auf Eins eingestellt, dann wird die Spannung V,. positiv zur Basis des Transistors Q1 unter diesen Umständen rückgekop pelt, wodurch die Eingangsspannung zum Transistor Q1 angehoben wird. Auf diese Weise wird ständig ein konstanter Transistor Q 2 is reverse biased and would turn off the transistor if the amplifier A 1 were not provided . If the gain of the amplifier A. is set to one, then the voltage V,. positive feedback to the base of transistor Q 1 under these circumstances, whereby the input voltage to transistor Q 1 is increased. In this way it becomes constant constantly
Blindstrom I ohne den Transistor Qp umgekehrt vorzuspannen, geliefert. Ein ganz ähnlicher Vorgang läuft dann ab, wenn der Eingangsstrom i. umgekehrt wird, um in die Richtung zu fließen, in der der Transistor Qp angeschaltet wird.Reactive current I without reverse biasing transistor Qp, delivered. A very similar process occurs when the input current i. being reversed to in the direction to flow in which the transistor Qp is turned on.
Die Fig. 2 zeigt eine Stromübertragungskennlinie mit Bezug auf den Eingangssignalstrom i. in der in Fig. 1 angegebenen Schaltung. Wenn der Emitterstrom eines Transistors auf hohe Strompegel ansteigt, so nimmt im allgeminen der Stromver-Stärkungsfaktor hfe ab, und folglich ist die resultierende Kennlinie in hohem Maß nichtlinear, was einen hohen Wert an Stromverzerrung zum Ergebnis hat. Wenn ferner die Verstärkungsfaktoren der Verstärker A. und B1 auf Eins eingestellt werden, wie oben beschrieben wurde, dann wird das positive Rückkopplungsverhältnis 100% und die stabilisierende Wirkung des Widerstands Rr geht vollkommen verloren (R^ wird in Gleichung (1) zu Null). Deshalb wird der Blindstrom ij unstabil, und es können Schwingungen auftreten. In der Praxis weraen die Verstärkungsfaktoren auf Werte unter Eins eingestellt, die Schaltung ist aber noch ziemlich unstabil in bezug auf die Temperatur.Fig. 2 shows a current transfer characteristic with respect to the input signal current i. in the circuit indicated in FIG. In general, when the emitter current of a transistor increases to high current levels, the current amplification factor h fe decreases and consequently the resulting characteristic is highly non-linear, resulting in a high level of current distortion. Further, if the gains of the amplifiers A. and B 1 are set to one as described above, the positive feedback ratio becomes 100% and the stabilizing effect of the resistor Rr is completely lost (R ^ becomes zero in equation (1)) . Therefore, the reactive current ij becomes unstable and oscillations can occur. In practice, the gain factors are set to values below one, but the circuit is still quite unstable with regard to temperature.
Wenn eine nichtabschaltbare Schaltungsanordnung der Klasse B nicht angewendet wird und statt dessen durch Weglassen der Verstärker A,, Ap in Fig. 1 im Bestreben, die auf der nichtlinearen Stromübertragungscharakteristik beruhende Verzerrung zu vermindern, eine Steuerung mit konstanter Spannung bewirkt wird, so stellt sich eine übertragungscharakteristik, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, ein. Jedoch bleibt auch in diesem Fall eine auf den exponentiellen Übertragungskennlinien der Transistoren beruhende Verzerrung erhalten. If a non-deactivatable circuit arrangement of the class B is not applied and instead by omitting the amplifier A ,, Ap in Fig. 1 in an effort to rely on the To reduce distortion based on non-linear current transfer characteristics, a constant voltage control is effected, a transmission characteristic as shown in FIG. 3 is established. However, remains in this case too, a distortion based on the exponential transfer characteristics of the transistors is obtained.
In einer eine Konstantspannungssteuerung anwendenden herkömmlichen SEPP-Schaltung der Klasse B tritt somit 1.) vO eine auf der exponentiellen Übertragungskennlinie beruhende Überschneidungsverzerrung und eine auf dem An/Aus-Betrieb t'l'-r Ausgangs tr.an.·., i a Loren br· ruhende Verzerrung auf. SelbstIn a conventional SEPP circuit of class B using a constant voltage control, 1.) vO an overlap distortion based on the exponential transfer characteristic and an on / off operation t'l'-r output tr. ·., Generally Loren br · dormant distortion. Self
wenn eine nichtabschaltende, eine Konstantstromsteuerung verwendende SEPP-Schaltung der Klasse B zur Anwendung kommt, so tritt 2,) eine auf einer nichtlinearen Übertragungskennlinie beruhende Verzerrung auf. Ferner ist 3.) ohne Rücksieht auf die Art der Steuerung eine Temperaturkompensation für den Blindstrom notwendig, eine vollkommene Kompensation ist jedoch nicht möglich. Auch werden 4.) Zeiträume, die langer als mehrere Zehntelminuten sind, benötigt, bis der Blindstrom nach dem Anlegen von Energie konstant wird. Des weiteren schwankt 5.) der Blindstrom mit dem Vorhandensein oder Fehlen des Eingangssignals, und die Größe des Blindstroms weicht in großem Maß von einem eingestellten Wert ab, wenn ein großes Signal vorliegt„ Schließlich wird 6.) der Arbeitspunkt unstabil, und er ändert sich mit der Umgebungstemperatur sowie dem Vorliegen oder Fehlen des Eingangssignals aufgrund der oben unter 3.) bis 5.) angegebenen Nachteile.if a non-shutdown, a constant current control class B SEPP circuit is used, 2) a distortion based on a non-linear transfer characteristic occurs. Furthermore, 3.) is without consideration Depending on the type of control, a temperature compensation for the reactive current is necessary, a complete compensation however, it is not possible. 4.) Periods longer than several tenths of a minute are also required until the Reactive current becomes constant after the application of energy. Furthermore, 5.) the reactive current fluctuates with the presence or absence of the input signal, and the magnitude of the reactive current deviates from a set value to a large extent off when there is a large signal "Finally, 6.) the operating point is unstable and it changes with the ambient temperature as well as the presence or absence of the input signal due to the disadvantages specified under 3.) to 5.) above.
Um die geschilderten Nachteile und Unzulänglichkeiten zu vermeiden, ist es ein Ziel der Erfindung, eine mit Nichtabschaltung betriebene Emitterfolger-SEPP-Schaltung der Klasse B zu schaffen, die eine extrem niedrige Verzerrung hat und die eine Temperaturkompensation des Blindstroms vollkommen unnötig macht.To the disadvantages and shortcomings outlined To avoid it, it is an object of the invention to provide a no-turn-off emitter follower SEPP circuit of the B, which has an extremely low distortion and which completely compensates for the temperature of the reactive current makes unnecessary.
Ferner wurde bisher die Einregelung der Blindstromeinstellung eines einen Ausgang verstärkenden Elements in einem Verstärker der SEPP-Bauart (Eintakt-Gegentaktbauart) hauptsächlich nur durch Verseilen eines Regelwiderstands von Hand vorgenommen. Da die Blindstromeinstellungsschaltung ein thermisches Kompensationselement, wie einen Varistor oder Thermistor, umfaßt, wird sich der Blindstrom mit der Zeit und Temperatur ändern. In typischer Weise sind mehrere Zehntelminuten notwendig, um einen konstanten Blindstromzustand zu erreichen, nachdem Energie angelegt worden ist. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß aus Schwankungen des Arbei tspunkts , di·? nuf Pe<je lande run η ρ η ο inei> FituianyssignalsFurthermore, the regulation of the reactive current setting of an output amplifying element in one Amplifiers of the SEPP type (single-ended push-pull type) mainly only made by hand stranding a rheostat. Because the reactive current setting circuit a If a thermal compensation element, such as a varistor or thermistor, is included, the reactive current will increase over time and change temperature. Typically, several tenths of a minute are necessary to maintain a constant reactive current state after energy has been applied. Another disadvantage is that there are fluctuations in the work tpunkts, di ·? nuf Pe <je lande run η ρ η ο inei> Fituianyssignals
beruhen, eine sog. thermische Verzerrung (thermische Kreuzmodulationsverzerrung) resultieren kann. Selbst wenn eine Gegentaktanordnung, in der die Transistoren nach Klasse A betrieben werden, zur Anwendung kommt, werden ungeradzahlige Harmonische des Eingangssignals verstärkt '^obgleich geradzahlige Harmonische bis zu einem gewissen Grad unterdrückt werden). based, a so-called thermal distortion (thermal cross-modulation distortion) can result. Even if a push-pull arrangement in which the transistors are class A are operated, is used, odd harmonics of the input signal are amplified '^ although even harmonics can be suppressed to a certain extent).
Im Hinblick auf die obigen Feststellungen ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Vorspannungssteuerschaltung für einen Verstärker zu schaffen, mit der man in der Lage ist, eine Transistorverstärkerschaltung durch Halten des Gleich-Blindstroms eines verstärkenden Elements auf einem im wesentlichen konstanten Wert, unabhängig von der Temperatur, zu stabilisieren, und die damit geeignet ists eine Überschneidungsverzerrung, Schaltverzerrung u.dgl. zu vermindern. In view of the above, it is another object of the invention to provide a bias control circuit for an amplifier capable of controlling a transistor amplifier circuit by maintaining the DC reactive current of an amplifying element at a substantially constant value regardless of to stabilize the temperature, and thus suitable s is a cross-over distortion, switching distortion, etc. to reduce..
Um diese und andere Ziele der Erfindung zu erreichen, wird eine Verstärkerschaltung mit einer ohne Abschaltung arbeitenden Einitterfolger-Eintakt-Gegentaktausbildung (SEPP-Ausbildung) der Klasse B geschaffen, die einen extrem niedrigen Verzerrungsfaktor hat und bei der eine Temperaturkompensation für den Blindstrom unnötig ist. Im einzelnen werden erfindungsgemäß ein erster und zweiter Fehlerverstärker, und zwar einer für die positive sowie einer für die negative Halbperiode, vorgesehen, von denen jeder drei Eingangsanschlüsse hat, wobei zwei nicht invertierende Anschlüsse sind und einer ein invertierender.To achieve these and other objects of the invention, an amplifier circuit having a non-shutdown function is provided Single-follower single-ended push-pull training (SEPP training) of class B created the extreme has a low distortion factor and a temperature compensation for the reactive current is unnecessary. In detail, according to the invention, a first and a second error amplifier, one for the positive and one for the negative half-period, each of which is provided has three input terminals, two being non-inverting terminals and one being an inverting terminal.
Anschluß ist. Der jeweils eine invertierende AnschlußConnection is. Each one inverting connection
ist mit der Ausgangselektrode des entsprechenden verstärkenden Elements verbunden. Die Ausgangselektroden der verstärkenden Elemente sind über Lasten, die Ohmsche Belastungen oder Stromspiegelungsschaltungslasten seinis connected to the output electrode of the corresponding reinforcing element. The output electrodes of the reinforcing elements are via loads, resistive loads, or current mirror circuit loads
können, mit einem Ausgangsanschluß verbunden. Somit wird 35connected to an output terminal. Thus becomes 35
an die nicht invertierenden Eingangsanschlüsse der Fehlerverstärker eine Spannung gelegt, die die Größe des im jeweilij'-'ii ViU^.uürkereltMiiiHit f 1 i c^endiMi Blindstroms darstellt.to the non-inverting input terminals of the error amplifiers a tension is placed which corresponds to the size of the in the respectiveij '-' ii ViU ^ .uürkereltMiiiHit f 1 i c ^ endiMi represents reactive current.
ΑΛ .ΑΛ.
ι Die ersten, nicht invertierenden Eingangsanschlüsse jedes Fehlerverstärkers empfangen den um einen vorbestimmten Wert verschobenen Eingangssignalpegel, während die zweiten, rieht invertierenden Eingangsanschlüsse das Ausgangssignal, das ebenfalls um einen vorbestimmten Wert verschoben ist, empfangen. Die Ausgänge der Fehlerverstärker werden mit dem Eingangssignal zum Anlegen an die Eingangselektroden der verstärkenden Elemente summiert.ι The first, non-inverting input terminals each Error amplifiers receive the input signal level shifted by a predetermined value, while the second, inverting input terminals renders the output signal, which is also shifted by a predetermined amount, received. The outputs of the error amplifiers are connected to the Input signal for application to the input electrodes of the amplifying elements is summed.
Ferner wird erfindungsgemäß eine Verstärkerschaltung geschaffen, in der zwischen die Ausgangselektroden der verstärkenden Elemente und einen AusgangsanschlufJ eine Brückenschaltung eingefügt is'c. Ein Fehlerverstärker· erzeugt ein Fehlerausgangssignal, das die Differenz als eine zum Eingangssignalpegel und zu einer von der Brückenschaltung erfaßten Ausgangsspannung proportionale Spannung darstellt. Ein veränderlicher Vorspannungskreis steuert die Gleich-Vorspannung des verstärkenden Elements in Übereinstimmung mit dem dabei' erzeugten Fehlersignal. Mit dieser Anordnung ist es nicht notwendig, irgendein Temperaturkompensationsglied, wie einen Varistor oder Thermistor, vorzusehen. Ferner ist keine Blindstromeinregelung erforderlich, weil der Vormagnetisierungsgleichstrom des verstärkenden Elements ständig konstantgehalten wird.Furthermore, according to the invention, an amplifier circuit is created, in which there is a bridge circuit between the output electrodes of the amplifying elements and an output terminal inserted is'c. An error amplifier · generates an error output signal that is the difference as one to the input signal level and represents a voltage proportional to an output voltage detected by the bridge circuit. A variable bias circuit controls the DC bias of the amplifying element in accordance with the error signal generated thereby. With this arrangement it is not necessary to provide any temperature compensation element such as a varistor or thermistor. Furthermore, no reactive current regulation is required because the direct bias current of the amplifying element is kept constant at all times.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The subject matter of the invention is explained with reference to the drawings. Show it:
Fig. 4 das Schema einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltung;4 shows the diagram of one designed according to the invention Circuit;
Fig. 5 ein Kurvenbild zur Darstellung einer Kennlinie5 is a graph showing a characteristic curve
der Schaltung von Fig. 4;
Fig. 6 ein Schema für eine spezielle Ausgestaltung der Schaltung von Fig. 4;the circuit of Fig. 4;
6 shows a diagram for a special embodiment of the circuit of FIG. 4;
Fig. 7 und 8 Schemata für weitere spezielle Ausgestaltungen der Schaltung von Fig. 4;7 and 8 are diagrams for further special configurations the circuit of Fig. 4;
• te·• te
Fig. 9 ein Schaltschema für eine weitere bevorzugte Ausfiih-9 shows a circuit diagram for a further preferred embodiment
rungsform gemäß der Erfindung; Fig.10 ein Schema für eine spezielle Ausgestaltung der
Schaltung von Fig. 9;
Fig.11 ein Kurvenbild einer Übertragungskennlinie derapproximate form according to the invention; FIG. 10 shows a diagram for a special embodiment of the circuit of FIG. 9;
11 shows a graph of a transmission characteristic of the
Schaltung von Fig. 9;
Fig.12 bis 14 Schaltschemata für weitere AusführungsformenCircuit of Fig. 9;
12 to 14 circuit diagrams for further embodiments
gemäß der Erfindung;
Fig.15 eine Abwandlung der Brückenschaltung von Fig. 12.according to the invention;
FIG. 15 shows a modification of the bridge circuit from FIG. 12.
Die Fig. 4 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer SEPP-Schaltung gemäß der Erfindung mit zwei Fehlerverstärkern A1 1 und Ap1, die jeweils drei Eingangsanschlüsse a, b, c bzw. a', b1, c' haben. Die Emitter der Transistoren Q1, Q9 sind untereinander über Widerstände RP verbunden, ' ^- t. 4 shows the basic structure of a SEPP circuit according to the invention with two error amplifiers A 1 1 and Ap 1 , each of which has three input connections a, b, c and a ', b 1 , c'. The emitters of the transistors Q 1 , Q 9 are connected to one another via resistors R P , '^ - t.
der Verbindungspunkt der beiden Widerstände ist an die Ausgangsklemme AUS angeschlossen. Die Emitter der Transistoren Q1, Q2 haben ferner zu den Eingangsanschlüssen a bzw. a1 der Fehlerverstärker A.1 und A2 1 Verbindung. Die Eingangsanschlüssa c und c1 sind über Vorspannungsquellen Vß mit der Eingangsklenime EIN verbunden. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände Rr ist mit den restlichen Eingangsanschlüssen b, b1 der Verstärker A1 1, A2 1 über Vorspannungsquellen Vu verbunden. Die Ausgänge der Verstärker A1 1 und Ap1 wer-„_ den an Spannungserzeugerkreise B, und B0, die aus Spannungsaddierern bestehen, gelegt, in denen die Ausgänge der Verstärker A1 1, A2 1 mit dem Eingangssignal summiert werden.the connection point of the two resistors is connected to the output terminal AUS. The emitters of the transistors Q 1 , Q2 are also connected to the input terminals a and a 1 of the error amplifiers A. 1 and A 2 1 . The input terminals c and c 1 are connected to the input cycle IN via bias voltage sources V β. The connection point of the two resistors Rr is connected to the remaining input connections b, b 1 of the amplifiers A 1 1 , A 2 1 via bias voltage sources Vu. The outputs of amplifiers A 1 1 and Ap 1 are connected to voltage generator circuits B and B 0 , which consist of voltage adders, in which the outputs of amplifiers A 1 1 , A 2 1 are summed with the input signal.
Wenn ein mit Bezug zu den Eingangsanschlüssen a - c des Verstärkers A1 1 negatives Signal an den Anschluß b gelegt wird, so öffnet der Verstärker A1 1 den Eingangsanschluß b, d.h. er macht die dem Anschluß durch den Verstärker auferlegte Impedanz im wesentlichen unendlich, so daß das Signal am Anschluß b keinen Einfluß auf den Verstärkerausgang hat.If a negative signal with respect to the input connections a - c of the amplifier A 1 1 is applied to the connection b, the amplifier A 1 1 opens the input connection b, ie it makes the impedance imposed on the connection by the amplifier essentially infinite, so that the signal at connection b has no influence on the amplifier output.
Ferner bringt-der Verstärker A1 1 den Eingangsanschluß c zum 35Furthermore, the amplifier A 1 1 brings the input connection c to the 35th
Öffnen, wenn ein mit Bezug zu den Eingangsanschlüssen b und a negatives Signal angelegt wird. In gleichartiger We is 3 öffnet ύ'-.r Verstärker A?' den Eingangsanschluß b1, wennOpen when a negative signal with respect to input terminals b and a is applied. In a similar way 3 opens ύ '-. R amplifier A ? 'the input terminal b 1 if
ι ein mit Bezug auf die Eingangsanschlüsse a' und c1 positives Eingangssignal an den Anschluß b1 gelegt wird, während er den Anschluß c; zum öffnen bringt, wenn ein mit Bezug zu den Eingangsanschlüssen a1 und b1 positives Eingangssignal angelegt wird.ι a positive input signal with respect to the input connections a 'and c 1 is applied to the connection b 1 while connecting the connection c ; opens when a positive input signal with respect to the input connections a 1 and b 1 is applied.
Mit der obigen Anordnung werden Rückkopplungsschleifen, die die Anschlüsse a, a1 sowie c, c1 der Verstärker A^1 und A2 1 als Eingangsanschlüsse haben, gebildet. Damit kann der Blindstrom 1^, wenn kein Eingangssignal vorliegt, dargestellt werden als:With the above arrangement, feedback loops which have the terminals a, a 1 and c, c 1 of the amplifiers A ^ 1 and A 2 1 as input terminals are formed. This means that the reactive current 1 ^, if there is no input signal, can be represented as:
VB V B
RE R E
Wenn ein positives Signal eingegeben und ein zu i$ . R^ gleiches negatives Signal zwangsläufig zwischen den Anschlüssen a und c angelegt wird, dann wird der Eingangsanschluß b geöffnet. Unter der Annahme eines Verstärkungsfaktors o< für den Verstärker A1 1 wird eine Eingangsspannung V. mit Bezug auf die Signalkomponente:When a positive signal is entered and a to i $ . R ^ the same negative signal is inevitably applied between the terminals a and c, then the input terminal b is opened. Assuming a gain factor o <for the amplifier A 1 1 , an input voltage V. with reference to the signal component becomes:
worin ist:where is:
ο eine Ausgangsspannung,
AVgr· eine Änderung von Vnr,
1 der Signalstrom undο an output voltage,
AVgr a change from Vnr,
1 the signal current and
V eine Eingangsspannung zwischen den Anschlüssen a und c,V is an input voltage between terminals a and c,
die ausgedrückt werden kann als
30which can be expressed as
30th
Vg = Vi - <Vo + W V g = V i - < V o + W
Gleichung (4) wird in Gleichung (3) substituiert, so daß man die folgende Gleichung erhält:Equation (4) is substituted into equation (3) to give the following equation:
Vi = Vo + AVBE + 1S11E ""["ι - (V0 + 1S^ V i = V o + AV BE + 1 S 11 E ""["ι - (V 0 + 1 S ^
Durch Ordnen dieser Gleichung wird V erhalten als:Ordering this equation, V is obtained as:
AVRF
V - V - i R - (5) AV RF
V - V - i R - (5)
_ Wenn in Gleichung (5)oc groß wird, so wird die Wirkung von ο_ If oc in equation (5) becomes large, the effect of ο
Vnr, das ein die auf der exponentiellen übertragungscharakteristik beruhende Verzerrung darstellendes Glied ist, aufgehoben. Deshalb wird im Fall einer linearen Belastung i nicht verzerrt werden, und folglich werden V und V analog, d.h., sie folgen einander, wodurch eine Verzerrung größtenteils ausgeschaltet wird.Vnr, the one on the exponential transfer characteristic distortion based member is canceled. Therefore, in the case of a linear load i will not be distorted, and consequently V and V analog, that is, they follow one another, which largely eliminates distortion.
Betrachtet man andererseits das Arbeiten des Verstärkers Α«1, so wird der Eingangsanschluß c1 geöffnet, weil ein mit (i.Rr + V) annähernd positives Signal zwangsläufig mit Bezug zu den Anschlüssen b1 und a1 angelegt wird. Deshalb wirkt der Verstärker Ap1 als ein Fehlerverstärker, der die Anschlüsse b1 und a1 als seine Eingänge hat. Damit wird der BlindstromIf, on the other hand, one considers the operation of the amplifier Α « 1 , the input connection c 1 is opened because a signal which is approximately positive with (i.Rr + V) is inevitably applied with reference to the connections b 1 and a 1 . Therefore the amplifier Ap 1 acts as an error amplifier having the terminals b 1 and a 1 as its inputs. This becomes the reactive current
I . = L_I. = L_
RE R E
Das Ergebnis ist also gleich der obigen Gleichung (2).So the result is equal to equation (2) above.
Wenn an der Eingangsklemme EIN ein negatives Signal eingegeben wird, so läuft ein gänzlich gleichartiger Vorgang ab, wobei nur das Vorzeichen der verschiedenen Signale geändert wird.If a negative signal is input at the input terminal IN, a completely similar process takes place, only changing the sign of the various signals.
Die Schaltung von Fig. 4 hat die in Fig. 5 dargestellte Übertragungskennlinie, die diejenige einer ohne Abschaltung arbeitenden SEPP-Schaltung der Klasse B ist, in der die resultierende Kennlinie linear i-st.The circuit of FIG. 4 has the transfer characteristic shown in FIG. 5, which is that of one without disconnection working class B SEPP circuit in which the resulting characteristic curve linear i-st.
Die Fig. 6 zeigt eine spezielle Ausgestaltung der Schaltung von Fig. 4, wobei der Fehlerverstärker A.1 durch zwei Transistoren Q3 und Q5 gebildet ist, deren jeweilige Basen .'ji-Mi F. ingrt.'Kjsansch I i!".r,<wi α mid ·: entsprachen. Der Fehler-FIG. 6 shows a special embodiment of the circuit of FIG. 4, the error amplifier A. 1 being formed by two transistors Q 3 and Q 5 , the respective bases of which .'ji-Mi F. ingrt.'Kjsansch I i! " .r, <wi α mid ·: corresponded. The error
ι verstärker A2 1 wird von den Transistoren Q6 und Q8 gebildet, deren Basen jeweils den Eingangsanschlüssen a1 und c1 entsprechen. Die Ausgangsströme der Konstantstromquellen I1 und I2 haben die Beziehung I1 > I2-ι amplifier A 2 1 is formed by the transistors Q 6 and Q 8 , the bases of which correspond to the input terminals a 1 and c 1, respectively. The output currents of the constant current sources I 1 and I 2 have the relationship I 1 > I 2 -
Bei der speziellen Ausgestaltung von Fig. 7 kommen vier Fehlerverstärker der Eingangsanschlußbauart zur Anwendung, wobei ein in seiner Leistung idealer Verstärker gebildet wird, indem die Fehlerverstärker abgeglichen werden.In the particular embodiment of FIG. 7, four input terminal type error amplifiers are used, an amplifier of ideal performance is formed by adjusting the error amplifiers.
Die in Fig. 8 gezeigte Schaltung wird dadurch erhalten, daß die Ohmsche Belastung der Fehlerverstärker von Fig= 7 durch Stromspiegelungsschaltungslasten ersetzt wird. Diese Schaltung hat einen hohen Verstärkungsfaktor und ist für eine Fertigung als integrierte Schaltung geeignet,.The circuit shown in FIG. 8 is obtained in that the ohmic load on the error amplifier of FIG Current mirror circuit loads is replaced. This circuit has a high gain factor and is suitable for manufacture as an integrated circuit.
In jedem oben erwähnten Fall werden zwischen den Anschlüssen c oder c1 und b oder b1 oder d oder d1 angelegte Vorspannungen auf einen Wert eingestellt, der eine gewünschte Blindstrcjigröße liefert, sie sind nicht notwendigerweise auf einen Wert von VD beschränkt, wie er in der Schaltung von Fig. 4 verwendet wird.In any case mentioned above, bias voltages applied between the terminals c or c 1 and b or b 1 or d or d 1 are set to a value that provides a desired reactive current magnitude, they are not necessarily limited to a value of V D as he is is used in the circuit of FIG.
Ferner wird, selbst wenn der Konstantspannungssteuerpunkt (der Eingangsanschluß in Fig. 6, 7 und 8) geöffnet und I^ in eine Eingangssignalquelle umgewandelt wird, d.h., eine Konstantstromsteuerschaltung entsteht, eine stabilisierte SEPP-Schaltung, die die Merkmale einer Blindstromservosteuerung und eines Betriebs der Klasse B ohne Abschaltung aufweist, erhalten werden.Further, even if the constant voltage control point (the input terminal in Figs. 6, 7 and 8) is opened and I ^ is converted into an input signal source, i.e., a constant current control circuit is formed, a stabilized one SEPP circuit, which has the features of reactive power servo control and class B operation without shutdown, can be obtained.
Des weiteren können die ersten und zweiten verstärkenden Elemente einen Darlington-Aufbau haben.Furthermore, the first and second reinforcing members can have a Darlington construction.
Wie erläutert wurde, werden gemäß der Erfindung die Blindstrom- und Verzerrungskomponenten der SEPP-Schaltung der Klasse B gleichzeitig (in wahrer Zeit) erfaßt und als Fehlersignale verstärkt, sowie rückgekoppelt.As has been explained, according to the invention the reactive current and distortion components of the SEPP circuit of class B are detected simultaneously (in real time) and amplified as error signals and fed back.
ν ν y ν "ν ν y ν "
4b-4b-
Demzufolge wird die Verzerrung am SEPP-Ausgangsanschluß in hohem Maß vermindert, die Notwendigkeit für eine weitere Temperaturkompensation des Blindstroms wird beseitigt, und der Blindstrom wird stabil auf einem konstanten Wert sofort nach Anlegen der Energie gehalten. Auch bleibt der Blindstrom auf einem vorgegebenen Wert stabil, wenn ein großes Signal eingeführt wird. Ferner wird die Ausgangsimpedanz der Schaltung ganz bedeutend herabgesetzt, so daß die Belastung der vorhergehenden Stufe sehr stark vermindert wird.As a result, the distortion at the SEPP output terminal greatly reduced, the need for further temperature compensation of the reactive current is eliminated, and the reactive current is kept stable at a constant value immediately after the energy is applied. The reactive current also remains stable at a predetermined value when a large signal is introduced. Furthermore, the output impedance the circuit is very significantly reduced, so that the load on the previous stage is very much reduced.
Darüber hinaus wird durch Anwendung einer Anordnung einer ohne Abschaltung arbeitenden SEPP-Schaltung der Klasse B ohne Schaltverzerrung eine SEPP-Schaltung hoher Leistung erhalten, die einen niedrigen Verzerrungsfaktor und eine viel höhere Stabilität als bekannte Schaltungen hat.In addition, by using a no-shutdown SEPP circuit arrangement, Class B without switching distortion, a high performance SEPP circuit having a low distortion factor and a has much higher stability than known circuits.
Die Fig. 9 zeigt ein Schaltschema für eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung. Hierbei wird ein Eingangssignal Vj nicht nur als Basiseingang an einen Ausgangs-Verstärkungstransistor Q1a über eine veränderbare Vorspannungsschaltung 1a und zur Steuerung der Gleich-Vorspannung des Transistors Q13, sondern auch als Basiseingang an einen9 shows a circuit diagram for a further embodiment according to the invention. Here, an input signal Vj is not only used as a base input to an output amplification transistor Q 1a via a variable bias circuit 1a and for controlling the DC bias of transistor Q 13 , but also as a base input to a
ι aι a
zweiten Ausgangsverstärkungstransistor Q,. gelegt, und zwar im letztgenannten Fall über eine Konstantspannungsquellesecond output amplification transistor Q ,. placed, in the latter case via a constant voltage source
25" 2a, einen Widerstand Rß, eine Konstantspannungsquelle 2b und eine veränderliche Vorspannungsschaltung 1b. Die Transistoren Q,|a und Q1t) sind in einer Emitterfolger-SEPP-Anordnung nach Klasse B geschaltet, wobei die Emitter der beiden Transistoren miteinander über Widerstände R. und R1h verbunden sind. Ein am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R1, und R1. erzeugtes Signal ν ' wird über einen ι a \ υ ο25 "2a, a resistor R ß , a constant voltage source 2b and a variable bias circuit 1b. The transistors Q, | a and Q (1t) are connected in a class B emitter follower SEPP arrangement, with the emitters of the two transistors connected to one another via resistors R. and R 1h are connected A signal ν 'generated at the connection point between the resistors R 1 and R 1 is transmitted via a ι a \ υ ο
Widerstand Rp zum Schaltungsausgang ν , der zum Betreiben · einer Last, z.B. eines nicht gezeigten Lautsprechers, verwendet werden kann, geführt. Die Widerstände R1 a, R0 und „ ι a c Resistance Rp to the circuit output ν, which can be used to operate a load, for example a loudspeaker (not shown). The resistors R 1 a , R 0 and "ι a c
R1b' R2 s*nc^ jeweils zwischen den Emittern der zugeordneten Transistoren Q1^, Q1ti und dem Schaltungsausgang AUS in Serie cj-i v'Miil tor.. Wi'!er', Läridi» K3^ und W. sowie R-,, und R.. liegen R 1b ' R 2 s * nc ^ in each case between the emitters of the assigned transistors Q 1 ^, Q 1ti and the circuit output AUS in series cj-i v'Miil tor .. Wi'! Er ', Läridi »K 3 ^ and W . as well as R- ,, and R .. lie
parallel zu den jeweils seriengeschalteten Kreisen, wobei die Widerstände R3, und R4. in Serie mit den Emittern der entsprechenden Transistoren Q., und Q1^ liegen. Somit werden zwei Brückenschaltungen gebildet, von denen die eine die Widerstände R1a> R2, R39 sowie R43 und die andere die Widerstände R^, R2. i^ sowie R4^ umfaßt.parallel to the respective series-connected circuits, the resistors R 3 , and R 4 . in series with the emitters of the corresponding transistors Q., and Q 1 ^. Thus, two bridge circuits are formed, one of which has the resistors R 1a> R 2 , R 39 and R 43 and the other the resistors R ^, R 2 . i ^ and R 4 ^ includes.
Der eine Eingang zu einem Fehlerverstärker 3a ist an einen Verbindungspunkt der Widerstände R3 und R- angeschlossen, der eine Eingang eines Fehlerverstärkers 3b ist an einen Verbindungspunkt der Widerstände R3b und R4b angeschlossen. Als die anderen Eingänge zu den Fehlerverstärkern 3a, 3b kommen im Pegel durch eine (von den Konstantspannungsquellen Za und 2b zugeführte) Konstantspannung VQ über, .One input to an error amplifier 3a is connected to a connection point of the resistors R 3 and R-, the one input of an error amplifier 3b is connected to a connection point of the resistors R 3b and R 4b . As the other inputs to the error amplifiers 3a, 3b come in level through a constant voltage V Q (supplied from the constant voltage sources Za and 2b),.
bzw. unter das Eingangssignal v, verschobene Spannungen zur Anwendung. Die Ausgangssignale von den Fehlerverstärkern 3a, 3b werden als Steuersignale jeweils über Schaltkreise 4a und 4b an je eine der veränderbaren Vorspannungsschaltungen la und 1b gelegt. Die Schaltkreise 4a, 4b führen die Fehlerausgänge der Fehlerverstärker 3a, 3b den veränderlichen Vorspannungsschaltungen 1a, 1b in ausgewählter Weise im Ansprechen auf Ausgänge von NuIldurchgangsvergleichern 5a und 5b, die eine Spannung ν ' vom Punkt a und eine Spannung vQ vom Punkt d der Brückenschaltungen als Ein gänge empfangen, zu. Die Schaltung enthält ferner Konstantstromquellen 6a und 6b.or voltages shifted below the input signal v. The output signals from the error amplifiers 3a, 3b are each applied as control signals via circuits 4a and 4b to one of the variable bias circuits 1a and 1b. The circuits 4a, 4b lead the error outputs of the error amplifiers 3a, 3b to the variable biasing circuits 1a, 1b in a selected manner in response to outputs from zero passage comparators 5a and 5b, the voltage ν 'from point a and a voltage v Q from point d of the bridge circuits received as entrances, too. The circuit also includes constant current sources 6a and 6b.
Es soll zuerst der Fall der positiven Halbperioden des Eingangssignals Vj betrachtet werden. Unter der Annahme, daß Id der Blindstrom des Transistors CL und daß dessen Ausgangsstrom I ist, ergibt sich für die zwischen den Punkten c und d entwickelte Spannung:Let us first consider the case of the positive half-cycles of the input signal Vj. Assuming that I d is the reactive current of the transistor CL and that its output current is I, the following results for the voltage developed between points c and d:
Vcd = Riand + ia> + R2ia (6) V cd = R i a n d + i a > + R 2 i a (6)
Ferner kann die zwischen den Punkten b und a entwickelte Spannung ausgedrückt werden als:Furthermore, the developed between points b and a Stress can be expressed as:
V W V uif V *-VWV u if V * -
W _ 4a w p ·W _ 4a wp
Vba -K^7TTa * cd 2 - V ba -K ^ 7 TTa * cd 2 -
R1a * R4a T . R1a R4a " R2R3a . m = R3a + R4a d R3a + R4a a {?) R 1a * R 4a T. R 1a R 4a " R 2 R 3a . M = R 3a + R 4a d R 3a + R 4a a {?)
Nimmt man an, daß die Bedingung R^a : R2 = Roa : R^3 erfüllt ist, d.h., daß ein abgeglichener Zustand eingehalten wird, so kann die Gleichung (7) umgeschrieben werden zu: R1q RAa Ro R·,,Assuming that the condition R ^ a : R 2 = Ro a : R ^ 3 is fulfilled, that is, that a balanced state is maintained, then equation (7) can be rewritten as: R 1q R Aa Ro R · ,,
ν - _1a 4a τ - J- 3a_ τ (g) ν - _ 1a 4a τ - J- 3a _ τ (g)
Daraus folgt, daß es möglich ist,den durch den Transistor Q1 fließenden Blindstrom I^ zu erfassen, indem man die Spannung zwischen den Punkten b und a feststellt. Dasselbe ist selbstverständlich für den Fall der negativen Halbperioden gültig.It follows that it is possible to detect the reactive current I ^ flowing through the transistor Q 1 by detecting the voltage between points b and a. The same is of course true for the case of the negative half-periods.
Wenn die Spannung Vfl am Punkt a und die Spannung V^ am Punkt b die Bedingung V = V^, d-.h-. für positive Halbperioden oder ein nullwertiges Eingangssignal erfüllen, so schaltet der NuIldurchgangsvergleicher 5a den Schaltkreis 4a an (leitender Zustand), während bei V, < Vj, d.h. fürIf the voltage V fl at point a and the voltage V ^ at point b meet the condition V = V ^, d-.h-. for positive half-cycles or a zero-valued input signal, the zero crossing comparator 5a switches the circuit 4a on (conductive state), while for V, <Vj, ie for
α Qα Q
negative Halbperioden, der Vergleicher 5a den Schaltkreis 4a abschaltet (nichtleitender Zustand). Andererseits arbeitet der NuIldurchgangsvergleicher 5b komplementär, so daß er bei Vj = V den Schaltkreis 4b an- und ihn bei V^ < V& abschaltet. Somit arbeiten positive und negative Rückkopplungsschleifen gleichzeitig, weil, wenn kein Signal angelegt wird, die Bedingung Va = Vd erfüllt ist.negative half cycles, the comparator 5a switches off the circuit 4a (non-conductive state). On the other hand, the zero crossing comparator 5b operates in a complementary manner, so that it switches the circuit 4b on when Vj = V and switches it off when V ^ <V &. Thus, positive and negative feedback loops operate simultaneously because, when no signal is applied, the condition V a = V d is met.
Nimmt man an, daß die Fehlersignäleingänge zu den Fehlerverstärkern 3a, 3b jeweils v. und V1, sind, so ist dieAssuming that the error signal inputs to the error amplifiers 3a, 3b each v. and V 1 , so is the
la IDla ID
parallel -/um Widerstand RB erzeugte Spannung InRg-35 parallel - / around resistor R B generated voltage InRg-35
!d ! d
Wenn die Verstärkungsfaktoren der veränderlichen Vorspannungskreise
1a, 1b und der Fehlerverstärker 3a, 3b ausreichend groß sind, so werden die Fehlersignaleingänge v^a
und V1J5 klein genug, um sie vernachlässigen zu können. In
diesem Fall kann aus Gleichung (9) die folgende Gleichung (10) erhalten werden:When the gain factors of the variable bias circuits 1a, 1b and the error amplifier 3a, 3b are sufficiently large, the error signal inputs become v ^ a
and V 1 J 5 small enough to be neglected. In
In this case, the following equation (10) can be obtained from equation (9):
I - R3a + R4a R . Mo) I - R 3a + R 4a R. Mon)
d " 2iftiaß4a) B B ** ""■ d " 2 i ft ia ß 4a ) BB **""■
Da der Strom I^ konstant ist, wird der Blindstrom I^ immer konstant sein, und zwar ohne Rücksicht auf das Vorhandensein oder Fehlen eines Eingangssignals.Since the current I ^ is constant, the reactive current I ^ will always be be constant regardless of the presence or absence of an input signal.
Es soll nun die Beziehung zwischen der Ausgangssignalspannung vQ und der Eingangssignalspannung v. für positive Halbperioden
betrachtet werden. Nimmt man an, daß zwischen Eingangs- und Ausgangsklemme des veränderlichen Vorspannungskreises
1a die Spannung vf vorliegt, daß der Transistor
Q1a die Basisausgangsspannung vß hat und daß zwischen Basis
und Emitter des Transistors Q. die Spannung Vnr vorliegt,
so wird die folgende Gleichung erhalten:Let us now examine the relationship between the output signal voltage v Q and the input signal voltage v. be considered for positive half-periods. Assuming that the voltage v f is present between the input and output terminals of the variable bias circuit 1a, that the transistor
Q 1a has the base output voltage v ß and that the voltage Vnr is present between the base and emitter of the transistor Q., the following equation is obtained:
vi + vf = VB v i + v f = V B
= VBE + Ria^a + 1^ + vo'= V BE + R ia ^ a + 1 ^ + v o '
= VBE + R1a^a + Id) + vo= V BE + R 1a ^ a + I d ) + v o
Aus Gleichung (11) kann die folgende Gleichung (12) erhalten werden:From equation (11), the following equation (12) can be obtained:
vo = vi + vf "[Ve + R1a(ia'+ *d> + VB v o = v i + v f "[Ve + R 1a (i a ' + * d> + V B
^ vi + vf -[(R1a + R2^a + RUld + VBe]^ v i + v f - [ (R 1a + R 2 ^ a + R U l d + V Be]
-V6--V6-
Ferner kann der Fehlersignalausgang v> vom Fehlerverstär-Furthermore, the error signal output v> from the error amplifier
i ai a
ker 3a ausgedrückt werden als:ker 3a can be expressed as:
i - v -i - v -
V4a V 4a
(13)(13)
Wenn der Verstärkungsfaktor der veränderlichen Vorspannungs schaltung 1a und des Fehlerverstärkers 3a mitWhen the gain of the variable bias circuit 1a and the error amplifier 3a with
o< (= ν*/ v, ) bezeichnet wird, dann kann die folgende τ ι ao <(= ν * / v,), then the following τ ι a
Gleichung erhalten werden:Equation can be obtained:
Durch Substitution der Gleichung (14) in Gleichung (12) erhält man:Substituting equation (14) into equation (12) one obtains:
vo ■ vi v o ■ v i
R1aR4a R 1a R 4a
VBeJ V BeJ
Folglich ist (Gleichung 15):Hence (equation 15):
(1 +*)v0 . (1 ^)V1- (V0 + R2I,(1 + *) v 0 . (1 ^) V 1 - (V 0 + R 2 I,
Aus Gleichung (15) wird die folgende Gleichung (16) erhalten:From equation (15), the following equation (16) is obtained:
R1aR4a R3a+R4a R 1a R 4a R 3a + R 4a
-+* VBE - + * V BE
VBE j V BE j
(16)(16)
Ist ot genügend groß (ex^ \ oder ex—»-co), so kann die Gleichung (16) umgeschrieben werden zu:If ot is sufficiently large (ex ^ \ or ex - »- co), then equation (16) can be rewritten as:
Vd' V d '
Da v« = ν«1 - Ro^o ist» kann die folgende Gleichung Since v «= ν« 1 - Ro ^ o »the following equation can be used
O O Co. OO Co.
erhalten werden:
V = vo + Vawill be obtained:
V = v o + Va
* V1 - ( Id + VD) (18) * V 1 - (I d + V D ) (18)
1 R3a + K4a d ü 1 R 3a + K 4a d ü
Wie oben festgestellt wurde, sind I^ und VQ konstant, so daß die Größe der Verzerrung in ν ' gegen Null geht. Da R2 ein Widerstand mit festem Wert ist, nähert sich die Verzerrung des Schaltungsausgangs ebenfalls Null. Für negative Halbperioden haben die Eingangssignalspannung v.. und die Ausgangssignalspannung vQ gleichermaßen eine analoge Beziehung.As stated above, I ^ and V Q are constant so that the amount of distortion in ν 'approaches zero. Since R 2 is a fixed value resistor, the distortion of the circuit output also approaches zero. For negative half-cycles, the input signal voltage v .. and the output signal voltage v Q likewise have an analogous relationship.
Eine spezielle Ausgestaltung der Schaltung von Fig. 9 ist in dem Schaltschema von Fig. 10 dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleichwertige Bauteile bezeichnen. Die Transistoren Q2a, Q33 und Q2b> Q3b bilden je einen der posi bzw. negativen Seite zugeordneten Fehlerverstärker 3a bzw.A special embodiment of the circuit of FIG. 9 is shown in the circuit diagram of FIG. 10, the same reference symbols denoting equivalent components. The transistors Q 2a , Q 33 and Q 2b> Q 3b each form an error amplifier 3a or
3b. Die Widerstände R , R . bilden jeweils die verändern-3b. The resistors R, R. each form the changing
Sa 5 0Sa 5 0
chen Vorspannungskreise 1a bzw. 1b, während Transistoren Q4a, Q4b jeweils die Nulldurchgangsvergleicher 5a und 5b darstellen.Chen bias circuits 1a and 1b, respectively, while transistors Q 4a , Q 4b represent the zero cross comparators 5a and 5b, respectively.
Während der positiven Halbperioden ist der Transistor Q49 . abgeschaltet (V3 = Vb > Vd), die Transistoren Q2a und Q2b arbeiten in üblicher Weise. Wenn kein Eingangssignal angelegt wird, arbeiten die Transistoren Q2a> Q2b normal, wobeiDuring the positive half cycles, transistor Q is 49 . switched off (V 3 = V b > V d ), the transistors Q 2a and Q 2b work in the usual way. When no input signal is applied, transistors Q 2a > Q 2b operate normally, where
= I = I.
3a = I43 ist. Für negative Halbperioden ist Vb 3a = I 43 . For negative half periods, V b
weshalb der Transistor Q. vollständig angeschaltet und der Transistor Q2a abgeschaltet wird, so daß parallel zum Widerstand R keine Spannung erzeugt wird. Weil jedoch diewhich is why the transistor Q. is completely switched on and the transistor Q 2a is switched off, so that no voltage is generated in parallel with the resistor R. But because the
-aa-aa
Transistoren Qgu, und Q3t) der negativen Seite normal arbeiten fließt von diesen ein Strom in den Widerstand Ru, so daß über diesem eine Spannung erzeugt wird, was einen Rückkopplungsvorgang bewirkt.Transistors Qgu, and Q 3t) on the negative side operate normally, a current flows from them into the resistor Ru, so that a voltage is generated across it, which causes a feedback process.
Weder der Betrieb der vorhergehenden Stufe, noch derjenige der SEPP-Schaltung selbst wird durch das Vorhandensein oder Fehlen des Eingangssignals nachteilig beeinflußt, da h = !2a + X3a + !4a und lb = *2b + !3b + Ub konstant sind. Obwohl die Transistoren Q1 und Q.u eine invertierteNeither the operation of the previous stage nor that of the SEPP circuit itself is adversely affected by the presence or absence of the input signal, since h =! 2a + X 3a +! 4a and l b = * 2b +! 3b + Ub are constant . Although the transistors Q 1 and Qu are inverted
Darlington-Verbindung haben, so können sie auch in einer üblichen Darlington-Schaltung verbunden sein, und es können
als aktive Elemente der vorhergehenden Stufe Feldeffekttransistoren verwendet werden.
15Have Darlington connection, they can also be connected in a conventional Darlington connection, and field effect transistors can be used as active elements of the previous stage.
15th
Die Fig. 11 zeigt die Übertragungskennlinie einer Schaltung gemäß der Erfindung, wobei eine lineare Beziehung durch die positivseitige übertragungscharakteristik 41 und die negativseitige Übertragungscharakteristik 42 erhalten wird. Es ist dem Kurvenbild klar zu entnehmen, daß durch die Erfindung eine ohne Abschaltung arbeitende SEPP-Schaltung der Klasse B geschaffen worden ist (eine Spannung ν in Fig. 11 ist vg = v. - V0 1).11 shows the transfer characteristic of a circuit according to the invention, a linear relationship being obtained by the positive-side transfer characteristic 41 and the negative-side transfer characteristic 42. It can be clearly seen from the graph that the invention has created a class B SEPP circuit which operates without disconnection (a voltage ν in FIG. 11 is v g = v. - V 0 1 ).
Die Fig. 12 bis 14 zeigen Schaltschemata für weitere Ausführungsformen gemäß der Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen zu Fig. 10 gleichartige Bauteile kennzeichnen. Bei der Schaltung von Fig. 12 fehlen die Nulldurchgangsvergleicher 5a und 5b, während der positive sowie negative veränderliche Vorspannungskreis von einem Transistor Qg3 sowie Widerständen Rgg und Rg bzw. von einem Transistor Qcu sowie Widerständen R5^ und Rg. gebildet sind. Ferner bestehen ein positiver sowie ein negativer Fehlerverstärker aus Transistoren Q6 sowie Q7 bzw. Qg, sowie Q7b· Die Arbeitspunkte der Transistoren Q63 und Q6b sind im wesentlichen auf Abschaltung eingestellt.FIGS. 12 to 14 show circuit diagrams for further embodiments according to the invention, with the same reference numerals as in FIG. 10 denoting components that are similar to FIG. The circuit of Fig. 12 lacks zero cross comparators 5a and 5b, while the positive and negative variable bias circuits are formed by a transistor Qg 3 and resistors Rg g and Rg and a transistor Qcu and resistors R 5 ^ and Rg. Furthermore, a positive and a negative error amplifier consist of transistors Q 6 and Q 7 or Qg, and Q 7b . The operating points of transistors Q 63 and Q 6b are essentially set to shutdown.
-vö--vö-
Bei der Schaltung von Fig. 13 wurden die NuI ldurchgangsvergleicher 5a und 5b von Fig. 9 ebenfalls weggelassen; ein positiver und ein negativer veränderlicher Vorspannungskreis werden von Transistoren Qc-, Q9a sowie Widerständen R5a, R6a bzw. von Transistoren Q5b> Qgb sowie Widerständen R5b' R9b 9ebildet. E*ne Fehlersignalverstärkung für positive und negative Blindkomponenten wird durch Transistoren Q7a sowie Q8a bzw. Q7b sowie Qgb bewirkt, während eine Fehlersignalverstärkung für positive und negative Signalkomponenten durch die Transistoren Q5a sowie QQa bzw, Q5b sowie Qgb herbeigeführt wird.In the circuit of FIG. 13, the zero crossing comparators 5a and 5b of FIG. 9 have also been omitted; a positive and a negative variable bias circuit can be of transistors Qc-, Q 9a and resistors R 5a, R 6a and 5b of transistors Q> Q gb and resistors R 5b 'R 9b 9 ebi arcs. E * ne error signal amplification for positive and negative reactive components is brought about by transistors Q 7a and Q 8a or Q 7b and Qg b , while an error signal amplification for positive and negative signal components is brought about by transistors Q 5a and Q Qa or, Q 5b and Qg b will.
Bei der Schaltung von Fig. 14 werden ein positiver sowie negativer veränderlicher Vorspannungskreis durch einen Transistor Qg und Widerstände R5 sowie R6 bzw. einen Transistor Q5. und Widerstände R5. sowie R^. gebildet. Transistoren Qg und Q7 bzw. Q6b und Q7b bilden einen positiven bzw. negativen Fehlersignalverstärker. Die Transistoren Q10 und Q1Ob arbeiten in gleicher Weise wie die Nulldurchgangsvergleicher der in Fig. 9 gezeigten Schaltung. Die Arbeitspunkte dieser Transistoren sind im wesentlichen auf Abschaltung eingestellt. Wenn der Steuerpunkt auf die Emitterseite der Transistoren Q5a und Qgb in den Schaltungen nach den Fig. 12 bis 14 eingestellt wird, dann wird ein Ausgangssignal ohne Verzerrung geliefert werden.In the circuit of Fig. 14, positive and negative variable bias circuits are provided by transistor Qg and resistors R 5 and R 6 and transistor Q 5, respectively. and resistors R 5 . as well as R ^. educated. Transistors Qg and Q 7 and Q 6b and Q 7b form positive and negative error signal amplifiers, respectively. The transistors Q 10 and Q 10b operate in the same way as the zero cross comparators of the circuit shown in FIG. The operating points of these transistors are essentially set to shutdown. If the control point is set to the emitter side of transistors Q 5a and Qg b in the circuits of Figures 12-14, an output signal without distortion will be provided.
Die in Fig. 15 gezeigte, gegenüber der Brückenschaltung von Fig. 12 abgeänderte Brückenschaltung besteht aus den widerständen R1a> R1b sowie R2 und.ist die Sterndreieckumwandlung der Schaltung von Fig. 12.The bridge circuit shown in FIG. 15, which is modified compared to the bridge circuit of FIG. 12, consists of the resistors R 1a> R 1b as well as R 2 and is the star-delta conversion of the circuit of FIG. 12.
Wie oben im einzelnen erläutert wurde, ist es gemäß der Erfindung nicht notwendig, irgendwelche die Temperatur kompensierende Elemente, wie einen Varistor oder Thermistor, einzufügen, und es ist keine Blindstromeinregelung erforderlich, da der Vormagnet i s ierungsgleichstrorn der verstärken-As explained in detail above, according to the invention it is not necessary to adjust any temperature insert compensating elements, such as a varistor or thermistor, and no reactive current regulation is required, since the pre-magnetizing direct current of the amplifying
den Elemente, die die Schaltung bilden, konstantgehalten wird. Darüber hinaus wird ein konstanter Gleichstromvorthe elements making up the circuit is kept constant. In addition, a constant direct current is provided spannungswert unmittelbar im Anschluß an die Energieeinschaltung geliefert. Eine thermische Verzerrung wird ebenfalls beseitigt. Ferner wird, da die übertragungscharakteristik der Schaltung linear ist, sämtliche Überschneidungsverzerrung vermindert. Des weiteren wird keine Schaltverzerrung hervorgerufen, da eine Verstärkeranordnung ohne Abschaltung der Klasse B zur Anwendung kommt.voltage value is supplied immediately after the power is switched on. Thermal distortion is also eliminated. Furthermore, since the transfer characteristic of the circuit is linear, any crossover distortion is reduced. Furthermore, no switching distortion is caused, since an amplifier arrangement without Class B disconnection is used.
Claims (9)
Brückenschaltung erfaßten Signal darstellt, und durch eine eine Vorspannung verändernde Einrichtung, die eine Gleich-Vorspannung des verstärkenden Elements in Übereinstimmung mit einem von der Fehlersignalverstärkereinrichtung erzeugten Rollerdusgangssujna I steuert.by an amplifying element, by a resistance bridge circuit which is inserted between an output electrode of the amplifying element and an output terminal and comprises a first, second, third and fourth resistor, the first and second of which are connected in series between the output terminal and the output electrode of the amplifying Elements are connected and the third and fourth resistors are connected in series with one another and in parallel with the first and second resistors, by an error signal amplifier device which supplies an error signal which is a difference between the levels of an input signal to the amplifying element and one of the
Bridge circuit represents detected signal, and by a bias changing means which controls a DC bias of the amplifying element in accordance with a Rollerdusgangssujna I generated by the error signal amplifying means.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57026364A JPS58143611A (en) | 1982-02-20 | 1982-02-20 | Bias controller of amplifier |
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- 1983-02-17 DE DE19833305482 patent/DE3305482C2/en not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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