DE3523426A1 - Audio-verstaerkeranordnung mit einem elektrodynamischen lautsprecher, insbesondere aktivlautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Audio-Verstärkeranord­ nung mit einem elektrodynamischen Lautsprecher, insbeson­ dere auf einen Aktivlautsprecher, mit mindestens einem Verstärker, an dessen Ausgang der elektrodynamische Laut­ sprecher angeschlossen ist.

Audioverstärker für HiFi-Anlagen sind üblicherweise als Breitbandverstärker für den gesamten Audiobereich ausge­ führt. In typischen Stereo-Anlagen sind zwei derartige Verstärker, die möglichst identisch aufgebaut sind, vorge­ sehen, sie treiben jeweils einen Lautsprecher mit mehreren Einzelchassis. Dabei wird die Frequenzaufteilung in typi­ scherweise einen Tiefton-, einen Mittelton- und einen Hochtonbereich durch eine Frequenzweiche erreicht, die in der Lautsprecherbox angeordnet ist. Der Verstärker befind­ det sich im Normalfall außerhalb der Lautsprecherbox.

Bei sogenannten Aktivlautsprechern ist der Audio-Verstär­ ker in der Lautsprecherbox selbst untergebracht. Zumeist ist jedem Einzelchassis des Lautsprechers ein separater Verstärker zugeordnet, üblicherweise ist ein Verstärker für den Tiefton-, ein Verstärker für den Mittelton- und ein Verstärker für den Hochtonbereich pro Lautsprecherbox vorgesehen. Die Aufteilung in diese Frequenzbereiche er­ folgt vor den eigentlichen Leistungsverstärkerstufen.

Während sich elektrische Verstärker mit sehr guten elek­ trischen Daten aufbauen lassen, ist dies für Lautsprecher generell nicht der Fall. Ihre elektrischen Daten, bei­ spielsweise der Frequenzgang des (akustischen) Ausgangs­ signales, der Frequenzverlauf ihrer Impedanz und der Klirrfaktor zeigen deutliche Abweichungen von einem er­ wünschten, geradlinigen Verlauf, der bei Verstärkern schon mit geringen Mitteln erreichbar ist. Man hat daher bereits mehrfach versucht, die nachteiligen Eigenschaften des elektrodynamischen Lautsprechers durch Maßnahmen im Elek­ tronikbereich, also im Bereich des Verstärkers, zu kompen­ sieren. So ist aus der US-PS 42 60 954 eine Audio-Verstär­ keranordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der Variationen der Impedanz des Lautsprechers korrigiert wer­ den, indem der Strom durch den Lautsprecher erfaßt und ein von diesem Strom abhängiges Steuersignal erzeugt wird, das mit dem Audio-Signal im Verstärker verglichen wird, wobei eine Spannung für die Regelung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers erzielt wird. Auf diese Weise soll eine mög­ lichst exakte Übereinstimmung des durch die Lautsprecher- Schwingspule fließenden Stromes und des am Verstärkerein­ gang anliegenden Audio-Signales ereicht werden. Diese vorbekannte Audio-Verstärkeranordnung ist jedoch relativ aufwendig, sie hat sich in der Praxis nicht durchgesetzt.

Weiterhin sind Anordnungen der eingangs genannten Art vor­ bekannt, bei denen auf der Membran des Lautsprechers ein Sensor angeordnet ist, der die Beschleunigung des Laut­ sprechers in eine elektrische Spannung zurückumwandelt. Sie wird mit dem tatsächlichen Audio-Signal verglichen, die dabei beobachteten Abweichungen werden zur Verstärker­ regelung benutzt.

Auch diese Anordnung hat in der Praxis wenig Bedeutung er­ langt und ist ebenfalls nicht geeignet, die typischen Feh­ ler elektrodynamischer Lautsprecher auf elektronischer Seite entscheidend zu verbessern. Zu diesen Fehlern ge­ hören:

• 1. die mechanische Verzögerung des elektrodynamischen Laut­ sprechers, die darin begründet ist, daß die zu bewegen­ de Masse aus Schwingspule und Membran eine träge Masse ist, so daß die mechanische Bewegung stets dem antrei­ benden elektrischen Signal des Verstärkers hinterher­ hinkt;
• 2. die Frequenzabhängigkeit des Widerstandes der Schwing­ spule;
• 3. die Frequenzabhängigkeit des Phasenunterschiedes zwi­ schen Spannung und Strom an den Anschlußpunkten einer Lautsprecher-Schwingspule.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, diese Nach­ teile, die sich in der vorbekannten Audio-Verstärkeranord­ nung auswirken, möglichst weitgehend auf elektronischem Wege zu verringern, insbesondere die Beschleunigung der Schwingeinheit zu erhöhen und die durch den Phasenunter­ schied zwischen Strom und Spannung hervorgerufene Fehler weitgehend auszuschalten.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs genannten Audio-Verstärkeranordnung dadurch gelöst, daß der Verstär­ ker eine spannungsgesteuerte Stomquelle ist, bei der ein Spannungssignal am Eingang zu einem möglichst weitgehend proportionalen Stromsignal am Ausgang führt.

Im Gegensatz zu den bislang bekannten Verstärkern der Au­ dio-Verstärkeranordnungen der eingangs genannten Art, die Spannungsverstärker sind, wird nunmehr ein Stromverstärker eingesetzt. Sein Ausgangssignal ist ein Ausgangsstrom, während das Ausgangssignal der bisher bekannten Verstärker eine Ausgangsspannung ist. Anders ausgedrückt liefert der Stromverstärker bei einem vorgegebenen Ausgangssignal pri­ mär einen Stromwert, während ein Spannungsverstärker pri­ mär einen Ausgangsspannungswert liefert. Da nun aber bei elektrodynamischen Lautsprechern die Bewegung der Membran durch das von der Schwingspule momentan hervorgerufene, magnetische Feld bestimmt ist und dieses magnetische Feld dem Stromfluß durch die Schwingspule proportional ist, hat die Verwendung eines Stromverstärkers (einer spannungsge­ steuerten Stromquelle) folgende Vorteile:

• 1. Da die am Verstärkereingang anliegende Audio-Spannung linear in einen Ausgangsstrom umgesetzt wird, der wie­ derum in der Schwingspule ein magnetisches Feld hervor­ ruft, wird eine direktere Kopplung zwischen dem Ein­ gangssignal und der mechanischen Bewegung erreicht, Phasenunterschiede zwischen der an der Schwingspule anliegenden Spannung und dem durch sie fließenden Strom haben keine Auswirkungen. Demgegenüber liefert ein Spannungsverstärker zunächst einen Spannungswert an die Anschlußklemmen der Schwingspule, der - mit einer ge­ wissen Phasenverzögerung - einen Stromfluß durch die Schwingspule erzwingt. Dieser Phasenunterschied ist je­ doch frequenzabhängig. Da sich bei Verwendung eines Stromverstärkers als Verstärker primär ein Ausgangs­ strom einstellt und unmittelbar zum Aufbau eines magne­ tischen Feldes führt, spielen Phasenunterschiede zwi­ schen Spannung und Strom praktisch keine Rolle mehr.
• 2. Bei einem Stromverstärker richtet sich - wie schon an­ geführt - die Ausgangsspannung nach dem Ausgangsstrom. Bei einer induktiven Last, wie sie die Schwingspule des Lautsprechers bildet, kann sich der Ausgangsstrom je­ doch nur mit einer gewissen Zeitkonstanten auf den richtigen Wert einfinden. Bis dahin nimmt die Ausgangs­ spannung einen möglichst hohen Wert, zumeist den Sätti­ gungswert, an. Insgesamt steht damit bei einer Span­ nungsänderung am Eingang des Verstärkers eine relativ große momentane Ausgangsleistung zur Verfügung, die in der Schwingspule verbraucht wird. Diese momentane Aus­ gangsleitung ist größer als bei einem Spannungsverstär­ ker. Bei einem Spannungsverstärker bleibt die Ausgangs­ spannung bei dem zur Eingangsspannung proportionalen Spannungswert, der Strom nähert sich ebenfalls exponen­ tiell und von derselben Zeitkonstante bestimmt seinen Endwert. Die Spannung "schießt" bei einem Spannungsver­ stärker also nicht über den von der Eingangsspannung be­ stimmten Ausgangsspannungswert hinaus, so daß die an die Schwingspule abgegebene momentane Leistung geringer ist als bei einem Stromverstärker, bei dem auch bei kleinen Eingangssignalen dieselbe Beschleunigung der Schwingein­ heit erreicht wird wie bei großen Signalen am Eingang.
• Die beschriebenen Vorgänge werden besser verständlich, wenn man an den Eingang des jeweiligen Verstärkers ein elektrisches Signal anlegt, dessen Spannungswert abrupt von Null auf eins springt und dann den Wert eins beibe­ hält (Sprungfunktion).
• Bei einem Spannungsverstärker springt dann die Aus­ gangsspannung auf einen proportionalen Spannungswert, beispielsweise zehn Volt, der Strom steigt exponentiell auf den zugehörigen Maximalwert an. Bei einem Stromver­ stärker steigt der Ausgangsstrom in kürzerer Zeit auf diesen Maximalwert an, weil der Stromverstärker bei An­ legen der Sprungfunktion maximale Ausgangsspannung ab­ gibt und die Ausgangsspannung danach wieder zurückgeht, wenn der Strom seinen Maximalwert erreicht hat. Eine gewisse Zeitspanne nach dem Sprung liefern beide Ver­ stärker somit - bei vergleichbarer Auslegung - ver­ gleichbare Strom- und Spannungssignale an den Lautspre­ cher. Der Unterschied liegt lediglich darin, wie der eingangsseitige Sprung ausgangsseitig beantwortet wird. Bei dem Stromverstärker führt der steilere Anstieg des Stromes zu einem schnelleren Aufbau eines Magnetfeldes, dieser Effekt wird durch die an die Schwingspule abgege­ bene, höhere momentane Leistung als beim Spannungsver­ ker noch erhöht. Dadurch bewegt sich bei einer Audio- Verstärkeranordnung mit Stromverstärker die Membran mit einer geringeren Verzögerung gegenüber dem Eingangssig­ nal als bei einem Spannungsverstärker.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß der Verstärker eine Spannungsverstärkerstufe und eine dieser nachgeschaltete Leistungsstufe aufweist, die als spannungsgesteuerte Stromquelle ausgebildet und mit dem Lautsprecher verbunden ist. Da nur die eigentliche Endstufe des Verstärkers als Stromverstärker ausgebildet ist, kann die übliche Schaltungstechnik für die Vorstufen beibehalten werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, Spannungsverstärkerstufe und Leistungsstufe voneinander getrennt mit Speisespannung zu versorgen. Dadurch kann die Spannungsverstärkerstufe auf ein anderes Massepotential gelegt werden als die Leistungs­ stufe, wodurch die maximal am Lautsprecher abfallende Span­ nung größer sein kann als die vom Vorverstärker gelieferte, maximale Spannung. Nebenbei werden auch Wechselwirkungen zwischen den Spannungsquellen dieser Stufen vermieden.

In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist die Leistungsstufe zwei jeweils mit ihrem Gate und ihrem Source verbundene, in Gegentaktschaltung angeordnete Feld­ effekttransistoren (FETs) auf. An den gemeinsamen Gates liegt das Signal des Spannungsverstärkers an, die zusam­ mengeschalteten Sourceelektroden liegen über einen Wider­ stand, der als Monitorwiderstand bezeichnet wird, auf Nullpotential. An der Drainelektrode des ersten FET ist der Pluspol einer ersten Spannungsquelle und an der Drain­ elektrode des zweiten FET ist der Minuspol einer zweiten Spannungsquelle angeschlossen, die Spannungsquellen sind jeweils mit ihren anderen Polen miteinander verbunden und über den Lautsprecher auf Nullpotential gelegt. Dieser Leistungsverstärker bildet eine bipolare Stromquelle, so daß die Lautsprechermembran nicht nur in eine Bewegungs­ richtung, sondern in beiden Bewegungsrichtungen angetrie­ ben wird. Bei einem Leistungs-Feldeffekttransistor ist der Sourcestrom praktisch gleich dem Drainstrom, durch die ho­ he Eingangsimpedanz fließt praktisch kein Gatestrom. Bei Leistungs-Bipolartransistoren tritt dagegen ein Unterschied zwischen Emitter- und Kollektorstrom auf, da der Basisstrom nicht vernachläßigt werden kann. Bei Feldeffekttransistoren entspricht somit der durch den Monitorwiderstand fließende, die Gegenkopplung bestimmende Strom besser dem durch den Lautsprecher fließenden Strom als bei Bipolar-Leistungs­ transistoren, so daß erstere, ebenso aber auch Elektronen­ röhren, vorzuziehen sind.

In Verbesserung und Weiterentwicklung dieser Leistungsstu­ fe wird vorgeschlagen, daß die Spannungsverstärkerstufe einen Operationsverstärker mit zwei Eingängen aufweist, von denen ein Eingang mit dem zu verstärkenden Audio-Signal be­ aufschlagt ist und der andere Eingang über einen ersten Widerstand an Nullpotential liegt und über einen zweiten Widerstand am Verbindungspunkt der Sourceelektroden und des Monitorwiderstandes angeschlossen ist.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, parallel zum Monitor­ widerstand einen Kondensator mit kleiner Kapazität anzuord­ nen. Er hat folgende Bewandnis: Ändert die von der Span­ nungsverstärkerstufe abgegebene, an den Sourceelektroden anliegende Spannung ihre Polarität, so werden zunächst die Gate-Source-Kapazitäten der beiden FET's umgeladen. Dieser Vorgang dauert einige Zeit, die Kapazitäten der Leistungs­ feldeffekttransistoren liegen im Wertbereich Nanofarad. Nachteilig ist dabei, daß während der beschriebenen Umla­ dungsvorgänge am Lautsprecher keine Spannung abfällt. Erst wenn die Umladevorgänge abgeschlossen sind, beginnt wieder ein Ausgangsstrom zu fließen. Dieser lädt zunächst den dem Monitorwiderstand parallelgeschalteten Kondensator auf, wo­ durch zunächst am Monitorwiderstand keine Spannung abfällt. Dadurch erhält die Spannungsverstärkerstufe zunächst keine Gegenkopplungsspannung und verstärkt zunächst mit ihrem maximalen Verstärkungsfaktor weiter, wodurch ein relativ großes Spannungssignal am Eingang der Leistungsstufe an­ liegt und der durch die Umladung der Gate-Source-Kapazitä­ ten auftretende Effekt weitgehend kompensiert wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Be­ schreibung von lediglich beispielhaft zu verstehenden Aus­ führungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Audio-Verstärkeranordnung in Form einer uni­ polaren Transistorstromquelle,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Audio-Verstärkeranordnung mit einer Spannungsverstärkerstufe und einer Lei­ stungsstufe, und

Fig. 3 einen Ausschnitt des Schaltbildes gemäß Fig. 2, bei dem nun eine Treiberstufe zwischen der Span­ nungsverstärkerstufe und der Leistungsstufe vor­ gesehen ist.

Fig. 1 zeigt eine Audio-Verstärkeranordnung mit einem elektrodynamischen Lautsprecher 20 und mit einem Verstär­ ker 22, an dessen Ausgang der elektrodynamische Lautspre­ cher 20 angeschlossen ist. Eine derartige Audio-Verstärker­ anordnung ist Teil eines Aktivlautsprechers, der mehrere derartige Anordnungen aufweist. Im hier erläuterten Bei­ spiel betrifft die Schaltung nach Fig. 1 den Tieftonzweig eines Aktivlautsprechers, demzufolge liegt am Eingang 24 des Verstärkers 22 der Tieftonanteil beispielsweise im Frequenzbereich 20 bis 300 Hz eines zu verstärkenden und akustisch abzustrahlenden Audio-Signals an.

Der Verstärker gemäß Fig. 1 ist schaltungsmäßig als soge­ nannte spannungsgesteuerte Stromquelle aufgebaut. Er setzt sich aus einer Spannungsverstärkerstufe 26 und einer dieser nachgeschalteten Leistungstufe 28 zusammen. Die Spannungs­ verstärkerstufe 26 besteht aus einem Operationsverstärker, dessen nicht invertierender, mit dem Plus-Zeichen gekenn­ zeichneter Anschluß mit dem Eingang 24 verbunden ist. Der andere, invertierende Anschluß ist mit dem Emitter eines Transistors 30 verbunden, der in der Prinzipdarstellung der Verstärkeranordnung gemäß Fig. 1 als Leistungsstufe 28 dient. Der Emitter ist zugleich über einen Emitter- Widerstand 32 an das Nullpotential gelegt. An der Basis des Transistors 30 liegt der Ausgang der Spannungsverstär­ kerstufe 26, also des Operationsverstärkers. Im Kollektor­ kreis befindet sich der elektrodynamische Lautsprecher 20, der mit seinem anderen Anschluß bei 34 an den Pluspol ei­ ner nicht dargestellten Spannungsquelle angeschlossen ist.

Während die Schaltung nach Fig. 1 lediglich eine unipola­ re Stromquelle ist, zeigt die Schaltung nach Fig. 2 eine bipolare spannungsgesteuerte Stromquelle. Diese Schaltung setzt sich aus zwei Schaltungen gemäß Fig. 1 zusammen, wobei nur ein Operationsverstärker für beide Strompfade vorgesehen ist. Die Spannungsverstärkerstufe 26 stimmt weitgehend mit der entsprechenden Stufe in Fig. 1 über­ ein, jedoch sind zusätzlich zwei Widerstände 36, 38 für die Einstellung einer Verstärkung des Operationsverstärkers vorgesehen. Der Widerstand 36 verbindet den invertierenden Eingang mit dem Massenpotential, der Widerstand 38 den in­ vertierenden Eingang mit dem nicht auf Massepotential lie­ genden Anschlußende des Widerstandes 32, der im folgenden als Monitorwiderstand bezeichnet wird. In einer prakti­ schen Ausführung werden die Widerstände 36, 38 gleichgroß gewählt, so daß die Spannungsverstärkerstufe 26 eine Gleichspannungsverstärkung von zwei aufweist.

Es wird ein Operationsverstärker mit hoher Anstiegsge­ schwindigkeit, beispielsweise 60 V pro Mikrosekunde verwen­ det. Seine Ausgangsimpedanz soll möglichst klein sein, um die parasitären Kapazitäten der Feldeffekttransistoren schneller aufladen zu können. Als geeignet erwiesen hat sich beispielsweise der Verstärker 2515 der Firma Harris.

Die Leistungsstufe 28 hat zwei in Gegentaktanordnung ge­ schaltete Feldeffekt-Leistungstransistoren 40, 42, nämlich einen n-Kanal MOS-FET 40 und einen p-Kanal MOS-FET 42. MOS-FET's und Elektronenröhren eigenen sich besonders gut für die gezeigte Schaltung, grundsätzlich können aber auch andere Transistoren, beispielsweise Bipolartransistoren, Verwendung finden.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die beiden Gates 44 der Transistor­ ren 40, 42, parallelgeschaltet und mit dem Ausgang der Spannungsverstärkerstufe 26 verbunden. Die Sourceelektroden 46 sind ebenfalls miteinander verbunden, sie liegen ge­ meinsam über den Monitorwiderstand 32 auf Nullpotential und sind über den bereits angesprochenen Widerstand 38 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 26 verbunden. Die Drainelektrode 48 des oberen Transistors 40 ist mit dem Pluspol einer ersten Spannungsquelle 52 verbun­ den, ebenso ist die Drainelektrode 50 des unteren Transi­ stors 42 mit dem Minuspol einer zweiten Spannungsquelle 54 verbunden. Diese beiden Spannungsquellen 52, 54 sind mit ihrem jeweils anderen Pol bei 56 miteinander verbunden und von dort über den Lautsprecher 20 auf Nullpotential gelegt.

Auf Grund der Anordnung in einer Gegentaktschaltung ist entweder der obere Transistor 40 oder der untere Transi­ stor 42 leitend. Wenn das zu verstärkende und akustisch wiederzugebende Audio-Signal die Polarität wechselt, ge­ langt der bislang leitende Transistor in den Sperrzustand, der andere Transistor wird leitend. Im Moment der Über­ gangsphase treten dadurch geringe Unregelmäßigkeiten auf, daß die Gate-Source-Kapazitäten der Transistoren 40, 42 umgeladen werden müssen. Erst wenn diese Umladung erfolgt ist, gelangt der zu sperrende Transistor in den Sperrzu­ stand und der andere Transistor in den Leitungszustand. Da die Gate-Source-Kapazitäten beider Transistoren 40, 42 parallelgeschaltet sind, können Kapazitätswerte in der Größenordnung Nanofarad auftreten, beispielsweise zwei nF. Die bei Nulldurchgängen möglichen Unregelmäßigkeiten sind jedoch einerseits nur sehr kurzzeitig (Bereich Mikrosekun­ den), so daß sie akustisch nicht in Erscheinung treten, sie werden praktisch vollständig durch die Trägheit der mechanisch bewegten Bauteile des Lautsprechers 20 ausge­ glichen. Die Membran und die Schwingspule des Lautspre­ chers 20 haben in Nulldurchgängen des Audio-Signals die größte Geschwindigkeit, so daß ein kleiner, kurzzeitiger Nullstrom ihre Bewegung praktisch nicht beeinflußt. Ande­ rerseits läßt sich der genannte Effekt auch weitgehend kompensieren: Hierzu ist der Monitorwiderstand 32 durch einen Kondensator 58 überbrückt, der vorzugsweise geringe Kapazitätswerte aufweist. Dieser Kondensator 58 wird, wenn sich die Stromrichtung durch den Lautsprecher 20 ändert, umgeladen. Während der für die Umladung benötigten Zeit­ spanne fällt über den Monitorwiderstand 32 keine Spannung ab, so daß die Spannungsverstärkerstufe 26 voll verstärkt. Erst wenn der Kondensator 58 aufgeladen ist, fällt eine Spannung am Monitorwiderstand 32 an, wodurch eine Gegen­ kopplung einsetzt.

Die in Fig. 2 gezeigte Prinzipschaltung hat folgende Vor­ teile: Die Verzerrung des Verstärkers ist gering, insbe­ sondere die zweite und dritte Harmonische werden stärker unterdrückt als bei üblichen Verstärkeranordnungen. Insge­ samt liegt auch der akustische Klirrgrad bei niedrigen Werten, typischerweise 10 dB niedriger als bei Verwendung von Spannungsverstärkern. Die Ausgangssignale zeigen ab­ solute Symmetrie. Die Verstärker lassen sich relativ ein­ fach und aus wenigen Komponenten aufbauen. Eine Nullpunkt­ einstellung, beispielsweise für den Ruhestrom der Endstu­ fentransistoren, ist nicht notwendig. Der Frequenzgang hängt im wesentlichen von den elektrischen Eigenschaften des Operationsverstärkers und der Leistungstransistoren 40, 42 ab, ein Frequenzgang oberhalb 100 KHz, beispiels­ weise bis 1 MHz, ist möglich. Die erzielbare Anstiegszeit für Bewegungen der Membran des Lautsprechers 20 ist deut­ lich kürzer als bei herkömmlichen Verstärkungsanordnungen. Auf Grund des verwendeten Stromverstärkerkonzeptes können die üblichen Begriffe Dämpfung und Leistung nicht mehr un­ beschränkt verwendet werden. So ist auch die Leistung des Verstärkers 22 nicht von den Transistoren 40, 42, sondern der Höhe der Spannung der Spannungsquellen 52, 54 und in negativer Richtung vom Innenwiderstand des Verstärkers so­ wie der Spannungsquellen 52, 54 und vom Lastwiderstand ab­ hängig. Die Spannungsquellen 52, 54 sind üblicherweise als Netzteil ausgeführt, lediglich im Beispiel nach Fig. 2 sind sie als Batterien ausgebildet.

Fig. 3 schließlich zeigt den Einsatz zweier Treibertran­ sistoren 60, 62 in Gegentaktanordnung zwischen dem Ausgang der Spannungsverstärkerstufe 26 und dem Eingang der Lei­ stungsstufe 28. Die Gate-Elektroden beider Treibertransi­ storen 60, 62 sind parallelgeschaltet und mit dem Ausgang der Spannungsverstärkerstufe 26 verbunden. Die Transisto­ ren 60, 40 und 62, 42 bilden jeweils eine Darlington-An­ ordnung.

Der Monitorwiderstand 32 soll möglichst induktionsarm sein, sein Widerstandswert liegt typischerweise bei 0,33 Ohm. Sofern er eine Kapazität aufweist, muß der entsprechende Kapazitätswert bei Bemessung des Kondensators 58 berück­ sichtigt werden. Vorteilhafterweise ist der Monitorwider­ stand 32 jedoch kapazitäts- und induktivitätsarm. Ein Me­ tallfilmwiderstand hat sich als geeignet erwiesen. Eben­ falls soll auch der Kondensator 58 induktionsarm sein. Er kann gegebenenfalls einstellbar ausgeführt werden, bei­ spielsweise durch zwei parallel geführte Drähte, die auf die gewünschte Länge abgekürzt werden

Das Charakteristikum der Verstärkeranordnung gemäß Fig. 2 liegt darin, daß die Spannungsverstärkerstufe 26 und die Leistungsstufe 28 unterschiedliche Spannungsnullpunkte ha­ ben. Während das eingezeichnete Nullpotential das Bezugs­ potential für die an den Anschlüssen 64, 66 anliegenden Speisespannungen des Operationsverstärkers ist, ist das eigentliche Nullpotential der Spannungsquellen 52, 54 der Leistungsstufe 28 der Verbindungspunkt 56. Die Bezugs­ potentiale beider Stufen 26, 28 unterscheiden sich also um diejenige Spannung, die am Lautsprecher 20 abfällt.

Werden anstelle der eingezeichneten Spannungsquellen 52, 54 Netzteile eingesetzt, die - wie üblich - mit Kondensa­ toren relativ großer Kapazitätswerte, insbesondere Elektro­ lytkondensatoren ausgerüstet sind, so empfiehlt es sich, jeweils einen impedanzarmen Kondensator von beispielsweise 10 nF direkt vom Drain 48 bzw. 50 an das Nullpotential zu legen, um hochfrequente Ströme durch die Spannungsquellen 52, 54 kurzzuschließen.

Anstelle eines elektrodynamischen Lautsprechers kann bei­ spielsweise auch ein Bändchenlautsprecher oder ein über einen Transformator angeschlossener elektrostatischer Lautsprecher eingesetzt werden. Grundsätzlich ist unter dem Begriff elektrodynamischer Lautsprecher jeglicher Lautsprecher zu verstehen, dessen reaktive Last zumindest teilweise induktiv ist.

Claims (8)

1. Audio-Verstärkeranordnung mit einem elektrodynami­ schen Lautsprecher, insbesondere Aktivlautsprecher, mit mindestens einem Verstärker, an dessen Ausgang der elektrodynamische Lautsprecher angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (22) eine spannungsgesteuerte Stromquelle ist, bei der ein Spannungssignal am Eingang zu einem möglichst weitgehend proportionalen Stromsignal am Ausgang führt.

2. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verstärker (22) aus einer Spannungs­ verstärkerstufe (26) und einer dieser nachgeschalte­ ten Leistungsstufe (28) aufgebaut ist, die als span­ nungsgesteuerte Stromquelle ausgebildet und mit dem Lautsprecher (20) verbunden ist.

3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungsverstärkerstufe (26) und die Leistungsstufe (28) voneinander getrennte Strom­ versorgungen aufweisen.

4. Verstärkeranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstufe (28) zwei je­ weils mit ihrem Gate (44) und mit ihrem Source (46) verbundene, in einer Gegentaktschaltung angeordnete Feldeffekttransistoren (42, 44) aufweist, daß an den gemeinsamen Gates (44) das Audio-Signal der Spannungs­ verstärkerstufe (26) anliegt, daß die zusammenge­ schalteten Sourceelektroden (46) über einen Monitor­ widerstand (32) am Nullpotential liegen und daß an der Drainelektrode (48) des ersten Feldeffekttransi­ stors (40) der Pluspol einer ersten Spannungsquelle (52) und an der Drainelektrode (50) des zweiten Feld­ effekttransistors (42) der Minuspol einer zweiten Spannungsquelle (54) angeschlossen ist, die mit ihren jeweils anderen Polen miteinander verbunden (Verbin­ dungspunkt 56) und über den Lautsprecher (20) auf Nullpotential liegen.

5. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsverstärker­ stufe (26) einen Operationsverstärker mit zwei Ein­ gängen aufweist, von denen der nicht invertierende Eingang mit dem zu verstärkenden Audio-Signal beauf­ schlagt ist und der invertierende Eingang über einen Widerstand (36) am Nullpotential liegt und über einen Widerstand (38) am Verbindungspunkt der Sourceelektro­ den (46) und des Monitorwiderstandes (32) angeschlos­ sen ist.

6. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Monitorwider­ stand (32) ein Kondensator (58) geschaltet ist, der vorzugsweise impedanzarm ausgebildet ist.

7. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Drainelektrode (48, 50) der Leistungstransistoren (40, 42) über einen Kondensator hochfrequenzmäßig am Nullpotential ange­ legt ist.

8. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Treiber zwei im Ge­ gentakt betriebene Feldeffekttransistoren (60, 62) der Leistungsstufe (28) vorgeschaltet sind, wobei die Gateelektroden miteinander verbunden und an den Aus­ gang der Spannungsverstärkerstufe (26) angeschlossen sind, die Sourceelektroden zusammengeschaltet sind und mit den zusammengefaßten Gateelektroden (44) der Leistungstransistoren (40, 42) verbunden sind und jeweils die Drainelektroden mit dem Drain (48 bzw. 50) des zugehörigen Leistungstransistors (40, 42) verbun­ den ist.