DE3427687A1

DE3427687A1 - Transistor-tonverstaerkerschaltung

Info

Publication number: DE3427687A1
Application number: DE19843427687
Authority: DE
Inventors: Wilfried 2303 Neuwittenbek Kort
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1986-02-06

Description

Weber, Hellfeld & Tönnies . d 2300 kiel 1

PATENTANWÄLTE Niemanns weg 133

An das

Deutsche Patentamt

Zweibruckenstraße 12

8000 München 2

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K 5004

WiLfried Kort, Hofkoppelweg 11, 2303 Neuwittenbek

Transistor-Tonverstärkerschaltung

European Patent Attorney Rechtsanwalt

Dipl.-Phys Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. Dipl.-Ing. Dipl.-Oek.

O. E. WEBER, München AXEL v. HELLFELD, Kiel JAN G. TÖNNIES, Kiel

Die Erfindung betrifft eine Transistor-Tonverstärkerschaltung zur Bewirkung einer lastunabhängigen Ausgangsleistung, mit wenigstens einer gegengekoppel-? ten Verstärkerstufe und einem Signalausgang und einem Masseausgang.

Transistor-Tonverstärkerschaltungen finden in vielfältiger Weise für die verschiedensten Zwecke Anwendung, wobei der Ausgang der Verstärkerschaltung einen Lautsprecher oder eine Vielzahl von Lautsprechern beaufschlagt.

Während die früher verwendeten Röhren-Tonverstärkerschaltungen eine im wesentlichen lastunabhängige Ausgangsleistung aufweisen, bei der die Ausgangsspannung von dem - frequenzabhängigen - Lastwiderstand abhängt, weisen Transistor-Tonverstärkerschaltungen eine lastunabhängige Ausgangsspannung auf, wobei die Ausgangsleistung von dem mit der Tonfrequenz schwankenden Lastwiderstand abhängig ist.

Da die Tonintensität von der Ausgangsleistung, mit der der Lastwiderstand beaufschlagt wird, abhängig ist, haben Transistor-Tonverstärkerschaltungen die Eigenart mit der Tonfrequenz schwankender Tonintensität. Es hat sich gezeigt, daß in bestimmten Anwendungsfällen eine derartig schwankende Ausgangsleistung unerwünscht ist.

Weiter haben die bekannten Tonverstärker den Nachteil, bei Übersteuerung ein latch-up Verhalten zu zeigen, das sich als störendes Knacken bemerkbar macht und die Hochton-Lautsprecher gefährdet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Transistor-Tonverstärkerschaltung zu schaffen, deren
Ausgangscharakteristik der einer RÖhren-Tonverstärkerschaltung entspricht, also eine im wesentlichen lastunabhängigen Ausgangsleistung aufweist und kein latchup Verhalten zeigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Gegenkopplungseingang wahlweise neben der spannungsabhängigen Gegenkopplungskomponente eine stromabhängige Gegenkopplungskomponente zuschaltbar ist.

Dabei ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der Masseausgang der Verstärkerstufe über einen niederohmigen Widerstand an Masse liegt und über ein RC-Glied mit dem Gegenkopplungseingang der Verstärkerstufe verbunden ist. Dabei soll das Verhältnis zwischen Lastwiderstand und Massewiderstand im Bereich zwischen 100:1 und 5:1 liegen, wobei ein Verhältnis von etwa
20: 1 besonders günstig ist. Eine andere Ausführungsform zeichnet sich aus durch einen Ausgangstransformator,
dessen Primärwicklung über einen Widerstand an Masse
liegt und über ein RC-Glied mit dem Gegenkopplungseingang der Verstärkerstufe verbunden ist. Alternativ kann auch die Sekundärseite des Ausgangstransformators über einen Widerstand an Masse gelegt und über ein RC-Glied mit dem Gegenkopplungseingang der Verstärkerstufe verbunden sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeichnet sich aus durch

einen Ausgangstransformator mit zwei Primärwicklungen, die zwischen den Kollektoren zweier Transistoren und den Versorgungsspannungen liegen, wobei eine Stromgegenkopplung auf die Verstärkerstufe von den über einen gemeinsamen Widerstand an Masse liegenden Emittern der Transistoren über ein RC-Glied auf den Gegenkopplungseingang der Verstärkerstufe geführt ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist gekennzeichnet durch einen Ausgangstransformator mit zwei Primärwicklungen, die zwischen den Kollektoren zweier Transistoren und den Versorgungsspannungen liegen, wobei eine Stromgegenkopplung von der über einen Widerstand an Masse liegenden Sekundärwicklung über ein RC-Glied auf den Gegenkopplunqseingang der Verstärkerstufe geführt wird .

Bei diesen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Tonverstärkerschaltung soll jeweils ein Schalter vorgesehen sein, mittels dessen die über das RC-Glied zugeführte Gegenkopplungskomponente zu- oder weggeschaltet werden kann, so daß die für den jeweiligen Lautsprecher besser passende Ausgangscharäkteristik gewählt werden kann. Bei regelbarer Ausgestaltung der Elemente des RC-Gliedes kann eine Ausgangscharakteristik der Verstärkerstufe bewirkt werden, die zwischen der einer lastunabhängigen Ausgangsleistung und der einer lastunabhängigen Ausgangsspannung liegt.

Ein Übersteuern der Transistor-Tonverstärkerschaltung läßt sich auf einfache Weise durch zwei gegeneinander geschaltete, zwischen dem Signaleingang und der Masse liegende Dioden bewirken. Eine derartige Schaltung hat

den Vorteil, daß eine Begrenzung bewirkt wird, bei der das für Transistor-Verstärkerschaltungen typische latchup Verhalten nicht auftritt, der Verstärker also nicht "knackt".

Vorzugsweise werden als Dioden Leuchtdioden verwendet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Transistor-Tonverstärkerschaltung anhand Prinzipdflrstellungen gezeigt wird. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel ohne

Verwendung eines Ausgangstransformators,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel unter

Verwendung eines Ausgangstransformators, wobei die Stromgegenkopplung primärseitig abgenommen wird,

Fig. 3 ein dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 entsprechendes Ausführungsbeispiel, wobei die Stromgegenkopplung sekundärseitig abgenommen wird,

Fig . 4 ein Ausführungsbeispiel mit einem Ausgangstransformator und einer Transistorschaltung, wobei die Stromgegenkopplung primärseitig abgenommen wird, und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines Ausgangstransformators und einer

Transistorschaltung, wobei die Stromgegenkopplung sekundärseitig abgenommen wird.

Der in Fig. 1 gezeigte Leistungsverstärker ist in bekannter Weise spannungsgegengekoppelt. Zwischen dem Signalausgang und dem über einen niederohmigen Widerstand 12 an Masse liegenden Masseausgang 10 liegt der Lastwiderstand 18, also der Lautsprecher bzw. die Lautsprecheranlage. Der Masseausgang wird über ein RC-Glied 14 und einen Schalter 20 auf den Gegenkopplungseingang geführt, was eine stromabhängige Gegenkopplung bewirkt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers wird sich im wesentlichen also so einstellen, daß der Strom durch den. Widerstand 12 in Abhängigkeit von der Eingangsspannung gleich bleibt. Da jedoch zusätzlich die Spannungsgegenkopplung in abgeschwächter Form erhalten bleibt, kann die Lehrlaufspannung nicht den Wert "unendlich" annehmen. Diese lastabhängige Gegenkopplung bewirkt, wie dem Fachmann ohne weiteres erkennbar ist, eine Ausgangsleistung des Verstärkers, die im wesentlichen unabhängig von der Last, also von der Freguenz abhängigen Impedanz des Lautsprechers ist.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Ausgangstransformator vorgesehen, dessen Primärwicklung über einen Widerstand 12 mit Masse verbunden ist, wobei von dem Massewiderstand 12 eine über ein RC-Glied 14 und einen Schalter 20 geführte Leitung zu dem Gegenkopplungseingang 16 der Verstärkerstufe führt. Die Spannungskomponente der Rückkopplung wird sekundärseitig abgenommen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 dadurch, daß Massewiderstand und Stromgegenkopplung sekundärseitig angeordnet sind.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel schließlich ist neben dem Ausgangstransformator eine Transistorschaltung vorgesehen, wobei die Emitter der Transistoren an einem gemeinsamen Massewiderstand 12 liegen, von dem die Stromgegenkopplung über ein RC-Glied und einen Schalter 20 dem Gegenkopplungseingang 16 der Verstärkerstufe zugeführt werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 schließlich unterscheidet sich von dem nach Fig. 4 dadurch, daß die Rückführung der Stromkomponente nicht primärseitig sondern sekundärseitig abgenommen wird.

Fig. 1 verdeutlicht weiter die zur Vermeidung einer Übersteuerung der Verstärkerstufe vorgesehenen, eingangsseitig gegeneinander geschalteten, gegen Masse liegenden Dioden 24, 26. Entsprechende Dioden können natürlich auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 bis 5 vorgesehen sein.

Die übliche Begrenzung von Tonverstärkerschaltungen an deren Ausgang hat den Nachteil, daß dabei ein hörbares Knacken entsteht, was bei Begrenzung bereits des Eingangs der Tonverstärkerschaltung vermieden wird. Diese vorteilhafte Ausgestaltung kann auch unabhängig von der beanspruchten Gegenkopplung vorteilhaft sein.

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Claims

Ansprüche

Transistor-Tonverstärkerschaltung zur Bewirkung der einer Röhrenverstärkerschaltung entsprechenden lastunabhängigen Ausgangsleistung, mit wenigstens einer gegengekoppelten Verstärkerstufe und einem Signalausgang und einem Masseausgang, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gegenkopplungseingang (16) wahlweise neben der Spannungsgegenkopplung eine Stromgegenkopplung zuschaltbar ist.
2. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseausgang (10) über einen niederohmigen Widerstand (12) an Masse liegt und über ein RC-Glied (14) mit dem Gegenkopplungseingang (16) der Verstärkerstufe verbunden ist.
3. Transistor-Tonverstärkerschaltüng nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Lastwiderstand (18) und Massewiderstand (12) im Bereich zwischen 100:1 und 5:1 liegt.
4. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Lastwiderstand (18 ) und Massewiderstand (12) etwa 20:1 beträgt.
5. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Ausgangstransformator (28), dessen Primärwicklung über einen Widerstand (12) an Masse liegt und über ein RC-Glied (14) mit dem Gegenkopplungseingang (16) der Verstärkerstufe verbunden ist.
6. Verstärkerstufe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Ausgangstransformator (28), dessen Sekundärwicklung über einen Widerstand (12) an Masse liegt und über ein RC-Glied (14) mit dem Gegenkopplungseingang (16) der Verstärkerstufe verbunden ist.
7. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Ausgangstransformator (28) mit zwei Primärwicklungen, die zwischen den Kollektoren zweier Transistoren (30, 32) und den Versorgungsspannungen liegen, wobei eine Stromgegenkopplung auf die Verstärkerstufe von den über einen gemeinsamen Widerstand (12) an Masse liegenden Emittern der Transistoren (30, 32) über ein RC-Glied (14) auf den Gegenkopplungseingang der Verstärkerstufe geführt ist.
8. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Ausgangstransformator (28) mit zwei Primärwicklungen, die zwischen den Kollektoren zweier Transistoren (30, 32) und den Versorgungsspannungen liegen,

wobei eine Stromgegenkopplung von der über einen Widerstand (12) an Masse liegenden Sekundärwicklung über ein RC-Glied auf den Gegenkopplungseingang (16) der Verstärkerstufe geführt wird.
9. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des RC-Gliedes regelbar sind.
10. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei gegeneinander parallel geschaltete, zwischen dem Signaleingang (22) und der Masse liegende Dioden (24, 26) zur Vermeidung einer Übersteuerung der Verstärkerstufe.
11. Transistor-Tonverstärkerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Dioden (24, 26) Leuchtdioden verwendet werden.