DE3337072A1 - Audio-frequency amplifier - Google Patents

Audio-frequency amplifier

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DE3337072A1 DE19833337072 DE3337072A DE3337072A1 DE 3337072 A1 DE3337072 A1 DE 3337072A1 DE 19833337072 DE19833337072 DE 19833337072 DE 3337072 A DE3337072 A DE 3337072A DE 3337072 A1 DE3337072 A1 DE 3337072A1
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Metz Werke GmbH and Co KG
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/305—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in case of switching on or off of a power supply

Abstract

The invention relates to an audio-frequency amplifier, consisting of a conditioning circuit (1) and a power amplifier (2) with a loudspeaker (3) in which, in order to suppress crackling noises when the power supply is being switched on and off, a switch (4) is provided in the region between the conditioning circuit (1) and the loudspeaker (3), as well as a control circuit (5) which controls the switch (4) in such a manner that, both within a first time interval which lasts from the time when the supply voltage is switched on until at least the time when the steady-state condition of the DC voltages applied to the individual circuit points is reached, and also within a second time interval which lasts from a time which is shortly after the time when the supply voltage has been switched off at least until the time when the DC voltages applied to the individual circuit points decay, no signal transmission takes place from the conditioning circuit (1) to the loudspeaker (3). <IMAGE>

Description

NiederfrequenzverstärkerLow frequency amplifier

Die Erfindung betrifft einen Niederfrequenzverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a low frequency amplifier according to the preamble of claim 1.

Beim Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung eines solchen Verstärkers treten im Lautsprecher Knackgeräusche auf, die für das menschliche Ohr sehr unangenehm sind und auch den Lautsprecher beschädigen können, da der Leistungsverstärker dabei voll durchgesteuert wird. Diese Knackstörungen können in allen Stufen entstehen, insbesondere wenn diese zahlreiche gleichstromgekoppelte Einzelverstärker enthalten, wie das in integrierten Schaltungen stets der Fall ist.When switching the supply voltage to such an amplifier on and off crackling noises occur in the loudspeaker, which are very unpleasant for the human ear and can damage the loudspeaker as the power amplifier is included is fully controlled. These click disturbances can arise in all stages, especially if they contain numerous DC-coupled individual amplifiers, as is always the case in integrated circuits.

Es sind bereits Schaltungen bekannt (DE-PS 23 22 317, DE-AS 27 08 055), mit denen die Entstehung solcher Knackstörungen innerhalb eines Leistungsverstärkers vermieden wird, zum Beispiel durch entsprechende Dimensionierung einer Gegenkopplung von Ausgang zum invertierenden Eingang oder durch verzögerten Aufbau von Vorspannungen an bestimmten Differenzverstärkerstufen innerhalb eines solchen Leistungsverstärkers.Circuits are already known (DE-PS 23 22 317, DE-AS 27 08 055), with which the emergence of such click disturbances within a power amplifier is avoided, for example by appropriately dimensioning a negative feedback from output to inverting input or by delayed build-up of bias voltages at certain differential amplifier stages within such a power amplifier.

Die Entstehung von Knackgeräuschen in der Aufbereitungsschaltung, in der z.B. Demodulatoren, Quellenumschalter, Lautstärkesteller; Klangsteller, Matrizierungsschaltungen ues.w.enthalten sind, ist wegen der Vielzahl von gleichstromgekoppelten Stufen auf die vorstehend angegebene Weise nicht möglich, ohne die Übertragungsqualität des ganzen Ni ederfrequenzverstärkers wesentlich zu verschlechtern.The emergence of cracking noises in the processing circuit, e.g. demodulators, source switches, volume controls; Sound adjuster, matrixing circuits etc. are included because of the large number of DC-coupled stages the above-mentioned way is not possible without the transmission quality of the whole lower frequency amplifier to deteriorate significantly.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die Knackstörungen vom Lautsprecher fernzuhalten, so daß sie nicht hörbar werden und den Lautsprecher nicht gefährden können.The invention aims to provide a remedy here. The invention as it is in the claims is characterized, the underlying task is the click disturbances from the speaker so that they cannot be heard and cannot endanger the loudspeaker.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß beim oder kurz nach dem Ein- oder Ausschalten der Versorgungsspannung des Niederfrequenzverstärkers keine Knackgeräusche hörbar werden und daß trotzdem die ubertragungsqualität des Verstärkers erhalten bleibt.The advantages achieved with the invention are in particular: that when or shortly after switching the supply voltage of the low-frequency amplifier on or off no cracking noises are audible and that the transmission quality of the Amplifier is retained.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Niederfrequenzverstärkers, Fig. 2 ein ausführlicheres Schaltbild dieses Verstärkers und Fi.g 3 Spannungsdiagramme für den Spannungsverlauf in der Steuerschaltung.1 shows a block diagram of the low-frequency amplifier according to the invention, Fig. 2 is a more detailed circuit diagram of this amplifier and Fig. 3 is voltage diagrams for the voltage curve in the control circuit.

Nach Fig. 1 enthält der Niederfrequenzverstärker eine Aufbereitungsschaltung 1 und einen Leistungsverstärker 2 mit einem Lautsprecher 3. Ein Schalter 4 am Eingang des Leistungsverstärkers 2 wird durch eine Steuerschaltung 5 derart angesteuert, daß innerhalb der Zeitspannen, in denen Knackstörungen in der Aufbereitungsschaltung 1 entstehen können, nämlich nach dem Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung UO, keine Tonfrequenzsignale von der Aufbereitungsschaltung 1 zum Leistungsverstärker 2 übertragen werden, nämlich durch Kurzschließen dessen Eingangsklemme nach Masse.According to Fig. 1, the low frequency amplifier includes a conditioning circuit 1 and a power amplifier 2 with a loudspeaker 3. A switch 4 at the input of the power amplifier 2 is controlled by a control circuit 5 in such a way that that within the time spans in which clicks in the processing circuit 1 can arise, namely after switching the supply voltage on and off UO, no audio frequency signals from the processing circuit 1 to the power amplifier 2, namely by short-circuiting its input terminal to ground.

Nach Fig. 2 enthält die Steuerschaltung 5 einen Tiefpaß, bestehend aus einem Widerstand 6 mit einer parallelgeschalteten Diode 13 und einem Kondensator 7, sowie einen Hochp3ß, eh end aus einem Widerstand 8 und einem Kondensator 9, wobei die Eingänge beider Pässe an der Versorgungsspannung UO liegen. Der Ausgang des Tiefpasses 6, 7 ist über einen Serienwiderstand 10, der Ausgang des Hochpasses 8, 9 über eine Diode 11 und über einen Serienwiderstand 23 mit der Basis eines Transistors 12, der als Schaltglied mit Schwellencharakteristik dient, und über einen Widerstand 24 mit Masse verbunden. Am Kollektor des Transistors 12 liegt ein Spannungsteiler 14, 15, an dessen Abgriff die Steuerelektrode eines die Signalübertragung beeinflussenden Schalters 4 (Fig. 1) angeschlossen ist.According to Fig. 2, the control circuit 5 contains a low-pass filter, consisting from a resistor 6 with a parallel-connected diode 13 and a capacitor 7, and a Hochp3ß, eh end from a resistor 8 and a capacitor 9, where the inputs of both passes are connected to the supply voltage UO. The outcome of the Low pass 6, 7 is over a series resistor 10, the output of the high pass 8, 9 via a diode 11 and a series resistor 23 with the Base of a transistor 12, which serves as a switching element with threshold characteristics, and connected to ground via a resistor 24. At the collector of transistor 12 is a voltage divider 14, 15, at whose tap the control electrode of a die Signal transmission influencing switch 4 (Fig. 1) is connected.

Dieser Schalter 4 besteht aus einem Transistor 16, der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke parallel zu einem Widerstand 17 angeordnet ist, der zwischen dem Eingang des Leistungsverstärkers 2 und einer Vorspannungsquelle liegt, die aus einem Spannungsteiler 19, 20 mit einem Siebkondensator 18 besteht. Die von der Aufbereitungsschaltung 1 gelieferte Signalspannung läuft über einen Koppelkondensator 21 und einen Längswiderstand 22 zum Eingang des Verstärkers 2, an dessen Ausgang der Lautsprecher 3 und eine Gegenkopplungsschaltung 25, 26, 27 zum invertierenden Eingang angeschlossen sind.This switch 4 consists of a transistor 16 with its Emitter-collector path is arranged in parallel with a resistor 17, which is between the input of the power amplifier 2 and a bias voltage source is from a voltage divider 19, 20 with a filter capacitor 18. The one from the processing circuit 1 supplied signal voltage runs over a coupling capacitor 21 and a series resistor 22 to the input of the amplifier 2, at the output of the loudspeaker 3 and a Negative feedback circuit 25, 26, 27 are connected to the inverting input.

In Fig. 3 sind die Spannungen Ug bis US in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt, wie sie beim Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung UO an den entsprechenden Punkten der Schaltung nach Fig. 2 auftreten.In Fig. 3, the voltages Ug to US are a function of time shown how to switch the supply voltage UO on and off to the corresponding points of the circuit according to FIG. 2 occur.

Es bedeuten t1 = Zeitpunkt des Einschaltens der Versorgungsspannung UO, t2 Zeitpunkt des Erreichens des eingeschwungenen Zustandes aller Spannungen innerhalb der Aufbereitungsschaltung 1, t3 = Zeitpunkt des Erreichens der Einschaltschwelle des Transistors 12, t4 = Z e i t p u n k t ites derAusschaltens der \/ersorgungsspannung UO, t5 = Zeitpunkt des Erreichens der Abschaltschwelle des Transistors 12 und t6 = Zeitpunkt des Verschwindens alLer Spannungen innerhalb der Aufbereitungsschaltung 1.It means t1 = time at which the supply voltage is switched on UO, t2 Time when the steady state of all voltages is reached within the processing circuit 1, t3 = time at which the switch-on threshold is reached of the transistor 12, t4 = time point to switch off the supply voltage UO, t5 = time at which the switch-off threshold of the transistor 12 and t6 = Time at which all voltages within the processing circuit disappear 1.

Die Versorgungsspannung UO zeigt beim Ein- und Ausschalten (t1 und t4) eine relativ steile Anstiegs- bzw. Abfallflanke. Die Steilheit dieser Flanken hängt von der Zeitkonstante der Spannungsversorgungsschaltung ab.The supply voltage UO shows when switching on and off (t1 and t4) a relatively steep rising or falling edge. The steepness of these flanks depends on the time constant of the power supply circuit.

Die Spannung U1 am Ausgang des Tiefpasses 6, 7 hat beim Einschalten (t1) eine sehr flache Anstiegsflanke, die von der Zeitkonstante des Tiefpasses 6, 7 abhängt, wobei die Diode 13 gesperrt ist. Beim Ausschalten (t4) dagegen wird die Diode 13 leitend, da die Spannung am Kondensator 7 zunächst erhalten bleibt, während die Spannung UO absinkt.The voltage U1 at the output of the low-pass filter 6, 7 has when it is switched on (t1) a very flat rising edge, which depends on the time constant of the low-pass filter 6, 7 depends, the diode 13 is blocked. When switching off (t4), on the other hand, the Diode 13 conductive, since the voltage on capacitor 7 is initially maintained while the voltage UO drops.

Der Kondensator 7 entlädt sich dadurch über die Diode 13 mit einer entsprechend kleineren Zeitkonstante, die aus dem Widerstand der Diode 13 und der Kapazität des Kodensators 7 gebildet wird. Dadurch ergibt sich eine steilere Abfallflanke beim Ausschalten (t4).The capacitor 7 discharges through the diode 13 with a correspondingly smaller time constant resulting from the resistance of the diode 13 and the Capacity of the capacitor 7 is formed. This results in a steeper trailing edge when switching off (t4).

Die Spannung U2 am Ausgang des Hochpasses 8, 9 hat beim Einschalten (tal) einen steilen Anstieg (wie die Spannung UO) und daran anschließend einen flachen Abfall entsprechend der Zeitkonstante des Hochpasses 8, 9. Beim Ausschalten (t4) ergibt sich der gleiche Vorlauf, jedoch in negativer Richtung. Von diesen positiven und negativen Spannungsverläufen läßt die Diode 11 nur den negativen passieren, so daß hinter dieser Diode 11 der Spannungsverlauf U3 erscheint.The voltage U2 at the output of the high pass 8, 9 has when switched on (valley) a steep rise (like the voltage UO) followed by a flat one Decrease according to the time constant of the high pass 8, 9. When switching off (t4) the result is the same advance, but in a negative direction. Of these positive ones and negative voltage curves, the diode 11 only allows the negative ones to pass, so that the voltage curve U3 appears behind this diode 11.

Die Spannung U4 ergibt sich aus der Addition der Spannungen U1 und U3. Sie hat beim Einschalten (t1) einen flachen Anstieg (entsprechend der Spannung U 1), beim Ausschalten (t4) dagegen einen steilen Abfall, der noch steiler ist als der Abi-all der Spannung U3.The voltage U4 results from the addition of the voltages U1 and U3. When switched on (t1) it has a flat rise (corresponding to the voltage U 1), when switching off (t4), on the other hand, a steep drop that is even steeper than the Abi-all of the voltage U3.

Durch diesen Verlauf der Spannung U4 wird erreicht, daß die Schaltschwellen Uejn und U des Transistors 12 genügend aus lange (t3) nach dem Einschalten (t1) bzw. sehr schnell (t5) nach dem Ausschalten (t4) überschritten werden, odurch sich am Kollektor des Transistors 12 die Spannung US ergibt, mit der der Transistor 1 6 angesteuert wird, der somit die Verbindung zwischen der Aufbereitungsschaltung 1 und dem Leistungsverstärker 2 erst genügend lange (t3) nach dem Einschalten (t1) freigibt und sofort (t5) nach dem Ausschalten (t4) wieder unterbricht.This course of the voltage U4 ensures that the switching thresholds Uejn and U of transistor 12 long enough (t3) after switching on (t1) or very quickly (t5) after switching off (t4), or by themselves at the collector of the transistor 12 results in the voltage US with which the transistor 1 6 is controlled, which thus the connection between the processing circuit 1 and the power amplifier 2 only long enough (t3) after switching on (t1) and interrupts again immediately (t5) after switching off (t4).

Dieser Schaltvorgang selbst verursacht keine Knackstörungen, da die Gleichspannungsverhältnisse am Eingang des Leistungsverstärkers 2 sich nicht ändern. Bei nichtleitendem Transistor 16 Liegt dieser Eingang über den Widerstand 17 an einer festen Vorspannung. Da der Transistor 16 im leitenden Zustand lediglich den Widerstand 17 überbrückt, liegt der Eingang des Leistungsverstärkers 2 dann ebenfaLls an dieser festen Vorspannung, und zwar über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 16. Ein Gleichspannungssprung tritt dabei demnach nicht auf.This switching process itself does not cause any clicks because the DC voltage ratios at the input of the power amplifier 2 do not change. When the transistor 16 is non-conductive, this input is present via the resistor 17 a fixed preload. Since the transistor 16 in the conductive state only the Resistance 17 bridged, the input of the power amplifier 2 is then also at this fixed bias voltage, via the emitter-collector path of the transistor 16. A DC voltage jump does not occur.

Claims (8)

Patentansprüche: 1. Niederfrequenzverstäricer, bestehend aus AufbereitungsschaLtung (1) und Leistungsverstärker (2) mit Lautsprecher (3), gekennzeichnet durch einen Schalter (4) im Bereich zwischen der AufbereitungsschaLtung (1) und dem Lautsprecher (3) sowie durch eine Steuerschaltung (5), die den Schalter (4) derart steuert, daß sowohl innerhalb einer ersten Zeitspanne, die vom Zeitpunkt (t1) des Einschaltens der Versorgungsspannung (U0) bis mindestens zum Zeitpunkt (t2) des Erreichens des eingeschwungenen Zustandes der an den einzelnen Schaltungspunkten liegenden Gleichspannungen reicht, als auch innerhalb einer zweiten Zeitspanne, die von einem Zeitpunkt (t5), der kurz hinter dem Zeitpunkt (t4) des Abschaltens der Versorgungsspannung (U0) liegt, bis mindestens zum Zeitpunkt (t6) des Abklingens der an den einzelnen Schaltungspunkten liegenden Gleichspannungen reicht, keine Signalübertragung von der Aufbereitungsschaltung (1) zum Lautsprecher (3) erfolgt.Claims: 1. Low frequency amplifier, consisting of processing circuit (1) and power amplifier (2) with loudspeaker (3), characterized by a Switch (4) in the area between the conditioning switch (1) and the loudspeaker (3) and by a control circuit (5) which controls the switch (4) in such a way that both within a first period of time from the time (t1) of switching on of the supply voltage (U0) until at least the point in time (t2) when the steady state of the DC voltages at the individual circuit points sufficient, as well as within a second time span, which starts from a point in time (t5), which shortly after the point in time (t4) when the supply voltage was switched off (U0) lies until at least the point in time (t6) when the decay of the at the individual switching points Direct voltages are sufficient, no signal transmission from the processing circuit (1) to the loudspeaker (3). 2. Niederfrequenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (5) einen Tiefpaß und einen Hochpaß enthält, die beide aus je einem Widerstand (6, 8) mit einem in Serie liegenden Kondensator (7, 9) bestehen, wobei die Eingänge beider Pässe an der Versorgungsspannung (U0) liegen, während der Ausgang des Tiefpasses (6, 7) über einen Serienwiderstand (10) und der Ausgang des Hochpasses (8, 9) über eine der Polarität der Versorgungsspannung (U0) entsprechende Spannungswellen sperrende Diode (11) mit dem Eingang eines Schaltgliedes (12) mit Schwellencharakvteristik verbunden sind, dessen Ausgang den die Signalübertragung beeinflussenden Schalter (4) steuert.2. Low frequency amplifier according to claim 1, characterized in that that the control circuit (5) contains a low-pass filter and a high-pass filter, both of which each consist of a resistor (6, 8) with a series capacitor (7, 9), whereby the inputs of both passes are connected to the supply voltage (U0) while the output of the low-pass filter (6, 7) via a series resistor (10) and the output of the high-pass filter (8, 9) via one of the polarity of the supply voltage (U0) corresponding Voltage wave blocking diode (11) with the input of a switching element (12) Threshold characteristics are connected, the output of which denotes the signal transmission influencing switch (4) controls. 3. Niederfrequenzverstärker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine parallel zum Widerstand (6) des Tiefpasses (6, 7) angeordnete Diode (13), die so gepolt ist, daß sie diesen Widerstand (6) bei sinkender Versorgungsspannung (U0) kurzschließt.3. Low frequency amplifier according to claim 2, characterized by a parallel to the resistor (6) of the low-pass filter (6, 7) arranged diode (13) which is polarized in such a way that it switches this resistor (6) when the supply voltage (U0) shorts. 4. Niederfrequenzverstärker nach einem der Ansprüche 2 und 3, gekennzeichnet durch einen in Serie zur Diode (11) angeordneten Widerstand (23).4. Low frequency amplifier according to one of claims 2 and 3, characterized by a resistor (23) arranged in series with the diode (11). 5. Niederfrequenzverstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Eingang des Schaltgliedes (12) und Bezugspotential angeordneten Widerstand (24).5. Low frequency amplifier according to one of claims 2 to 4, characterized by one arranged between the input of the switching element (12) and the reference potential Resistance (24). 6. Niederfrequenzverstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für den Schalter (4) dem Schaltglied (12) über einen Spannungsteiler (14, 15) entnehmbar ist.6. Low frequency amplifier according to one of claims 2 to 5, characterized characterized in that the control voltage for the switch (4) is connected to the switching element (12) Can be removed via a voltage divider (14, 15). 7. Niederfrequenzverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (4) aus einem Transistor (16) besteht, der mit seiner Hauptelektrodenstrecke parallel zu einem Widerstand (17) angeordnet ist, der zwischen dem Eingang des Leistungsverstärkers (2) und einer mit einem Kondensator (18) überbrückten Vorspannungsquelle liegt, während der Eingang des Leistungsverstärkers (2) über einen Koppelkondensator (21) mit dem Ausgang der Aufbereitungsschaltung (1) verbunden ist.7. Low frequency amplifier according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the switch (4) consists of a transistor (16) with its main electrode path is arranged parallel to a resistor (17), the one between the input of the power amplifier (2) and one with a capacitor (18) bridged bias source while the input of the power amplifier (2) via a coupling capacitor (21) to the output of the processing circuit (1) is connected. 8. Niederfrequenzverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zum Koppelkondensator (21) ein Längswiderstand (22) eingefügt ist.8. Low frequency amplifier according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that in series with the coupling capacitor (21) a series resistor (22) is inserted.
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