Endstufe für nulliniensymmetrische SignaleOutput stage for zero line symmetrical signals
Die Erfindung bezieht sich auf einen Endverstärker zur Leistungsverstärkung von nulliniensymmetrischen Signalen,
die in einem entsprechenden Generator erzeugt werden· Die Endstufe ist für die Anwendung in einem Reizstromgerät
vorgesehen·The invention relates to a power amplifier for the power amplification of zero line symmetrical signals,
which are generated in a corresponding generator · The output stage is for use in a stimulation current device
intended·
Es sind Ausgangsstufen für nulliniensymmetrische Signale
mit Ausgangsübertragern bekannt, die von Gegentaktschaltungen versorgt werden· Diese Ausgangsstufen haben den
Nachteil, daß die Impulsübertragung nur für solche Signale formgetreu erfolgt, deren Frequenzbestandteile niedrig
sind. Dieses macht sich besonders bei der Leistungsverstärkung von Rechteckimpulsen störend bemerkbar· Der Materialeinsatz
und die Masse ist ebenfalls zu hoch und damit von Nachteil· Es sind weiterhin Leistungsverstärker, die in
komplementärer Schaltungstechnik ausgeführt sind, bekannt (Tietze, Schenk; "Halbleiter-Schaltungstechnik", Berlin,
Heidelberg, New York: Springer 1971, 308 ff·). So kann eine
nulliniensymmetrische Signalverstärkung mit einem im Gegentakt -B-Betrieb arbeitenden Leistungsverstärker erzeugt
werden. Die komplementären Transistoren sind bei nulliniensymmetrischer Ansteuerung jeweils abwechseln je
eine halbe Periode leitend. Die Ausgangsspannung entspricht etwa der Eingangsspannung und ändert sich bei Normalbelastung
nicht. Der Verstärker hat also eine constant-voltage-They are output stages for zero line symmetrical signals
known with output transformers that are supplied by push-pull circuits · These output stages have the
Disadvantage that the impulse transmission takes place true to form only for signals whose frequency components are low
are. This is particularly noticeable in the power amplification of square-wave pulses. · The use of materials
and the mass is also too high and therefore a disadvantage · There are still power amplifiers that are in
complementary circuit technology are known (Tietze, Schenk; "semiconductor circuit technology", Berlin,
Heidelberg, New York: Springer 1971, 308 ff.). So can a
Generated zero line symmetrical signal amplification with a power amplifier operating in push-pull -B mode
will. The complementary transistors are in each case alternate with zero line symmetrical control
conductive for half a period. The output voltage corresponds roughly to the input voltage and changes under normal load
not. So the amplifier has a constant voltage
Charakteristik. Bei einer Anwendung für die Zwecke der
medizinischen Reizstromtechnik ist jedoch Stromkonstanz bei sich ändernden Belastungsfällen durch unterschiedliche
Patientenwiderstände und ein kurzschlußfester Ausgang
erforderlich. Bekannte stromkonstante Schaltungen sind jedoch recht aufwendig.Characteristic. When used for the purposes of the
medical stimulation current technology is current constancy with changing load cases by different
Patient resistances and a short-circuit proof output
necessary. Known current-constant circuits are, however, quite complex.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
für eine Endstufe zur Verstärkung und Abgabe von nulliniensymmetrischen Signalen unter Verwendung
des Gegentaktprinzipes zu schaffen. Dabei soll die Endstufe
bis zu einem definierten Lastwiderstand stromkonstante Ausgangssignale liefern und kurzschlußfest sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im
Erfindungsanspruch angegebenen Merkmalen gelöst«The invention is based on the object of creating a circuit arrangement for an output stage for amplifying and outputting zero line symmetrical signals using the push-pull principle. D a at the final stage is intended to provide constant current output signals and be short circuit to a defined load resistance. The object is achieved according to the invention according to the features specified in the claim "
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung näher erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1. ein Schaltbild
Fig. 2. Impulsdiagramme·The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and a drawing. In the drawing show:
Fig. 1. a circuit diagram
Fig. 2. Pulse diagrams
In der Fig. 1 ist ein Generator 1 für die Erzeugung von nulliniensymmetrischen Signalen und ein externer Widerstand
2 für die Regelung deren Amplitude dargestellt. Fig. 2a zeigt den Signalverlauf. Gleichzeitig beinhaltet
der Generator 1 eine Gleichrichterschaltung, die den Signalverlauf
in einzelne positive und negative Komponenten aufteilt. Diese sind an den beiden Ausgängen abnehmbar und ihr
Signalverlauf ist aus Fig. 2 b und c ersichtlich. Durch Verwendung von in der Fig. 1 nicht dargestellten Operationsverstärkern
zur Ansteuerung der beiden Photodioden von zwei Optokopplern 3 und 4 wird erreicht, daß der sonst durch die
Schwellspannung der Photodioden hervorgerufene Sprung der Ausgangssignalwerte beim Nulldurchgang vermieden wird. Die
Optokoppler, deren Aufgabe es ist, eine zusätzliche galvani-1 shows a generator 1 for generating zero line symmetrical signals and an external resistor
2 for regulating their amplitude. Fig. 2a shows the waveform. At the same time includes
the generator 1 has a rectifier circuit, which the waveform
divided into individual positive and negative components. These can be removed from the two exits and you
Signal curve can be seen from Fig. 2 b and c. By using operational amplifiers not shown in FIG
to control the two photodiodes of two optocouplers 3 and 4 is achieved that the otherwise through the
Threshold voltage of the photodiodes caused jump in the output signal values at the zero crossing is avoided. the
Optocoupler, the task of which is to provide an additional galvanic
.—3 . — 3
sehe Trennung bei Verwendung als Endstufe bei den Elektrostimulatoren
zu bewirken, steuern jeweils einen Leistungstransistor 4 oder 5 an. Diese besitzen getrennte, voneinander
unabhängige Stromquellen 7, b zur Betriebsspannungsversorgung an die auch die Optokoppler 3 und 4 mit angeschlossen
sind. Ein Lastwiderstand 9, der z,B, durch den
Körperwiderstand des Patienten gebildet wird, ist so mit den Leistungstransistoren 5 und 6 und den zugehörigen Stromquellen
7 und 8 über Schutzwiderstände 10 verbunden, daß der Strom I1 des einen Leistungstransistors 5 entgegengesetzt
dem Strom I2 des anderen Leistungstransistors 6
durch den Lastwiderstand 9 fließt. Der Strom I und I2
durch die beiden Leistungstransistoren 5 und 6 ist in Fig, 2 d und e gezeigt, Ourch diese Zusammenschaltung werden
die im Generator 1 erzeugten Signale nach getrennter Verstärkung wieder zu der in Fig, 2 f dargestellten Form
zusammengesetzt. Mit Hilfe der Ermitterwiderstände die als Schutzwiderstand 10 dienen, arbeitet die Endstufe mit ihren
Leistungstransistoren 5; 6 als kurzschlußfeste Konstantstromquelle·
see to effect separation when used as an output stage in the electrostimulators, each control a power transistor 4 or 5. These have separate, independent current sources 7, b for the operating voltage supply to which the optocouplers 3 and 4 are also connected. A load resistor 9, z, B, is formed through the body resistance of the patient, is so connected to the power transistors 5 and 6 and the associated current sources 7 and 8 via protection resistors 10, the current I 1 of a power transistor 5 opposite to the current I 2 of the other power transistor 6 flows through the load resistor 9. The current I and I 2 through the two power transistors 5 and 6 is shown in FIGS. 2 d and e. By this interconnection, the signals generated in the generator 1 are reassembled into the form shown in FIG. 2 f after separate amplification. With the help of the emitter resistors, which serve as protective resistance 10, the output stage works with its power transistors 5; 6 as a short-circuit-proof constant current source