DE3607492A1

DE3607492A1 - Schaltungsanordnung zum unterdruecken von stoersignalen in einem schalt-leistungsverstaerker

Info

Publication number: DE3607492A1
Application number: DE19863607492
Authority: DE
Inventors: Carlo Cornaredo Mailand/Milano Cini; Claudio Diazzi; Pietro Mailand/Milano Erratico
Original assignee: SGS Microelettronica SpA
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1986-09-18
Anticipated expiration: 2006-03-08
Also published as: IT8519868A0; NL8600602A; US4673889A; DE3607492C2; NL192651C; FR2579037A1; GB8604974D0; JP2665736B2; JPS61212905A; GB2172458B; GB2172458A; IT1215247B; FR2579037B1; NL192651B

Description

-S-

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von Störsignalen bei Ubergangszuständen in einem Schalt-Leistungsverstärker, in dem eine durch ein Tonfrequenzeingangssignal und durch Signale von Ausgangsleistungsstufen gesteuerte Integratorschaltung die Impulsbreite von Ausgangssignalen zur Speisung einer Lautsprecheranordnung steuert.

Die Erfindung bezieht sich also im allgemeinen auf Tonfrequenzverstärker, die im Schalterbetrieb arbeiten, wobei das Tonfrequenzsignal durch Impulsbreitenmodulation erzeugt wird. Bei solchen Tonfrequenzverstärkern können sehr lästige Störsignale auftreten, wenn der Verstärker ein- oder ausgeschaltet wird.

In Schalt-Leistungsverstärkern zur Verstärkung von Tonfrequenzsignalen, wie sie in Autoradios benutzt werden, treten solche unerwünschten Tonfrequenzkomponenten beim Ein- und Ausschalten auf. Der Schalt-Leistungsverstärker ist Ubergangszuständen ausgesetzt, die zu Störsignalen mit Random-Komponenten im Lautsprecher führen können.

Es ist daher notwendig, die Quelle solcher unerwünschten Störsignale zu eliminieren, was dadurch geschehen kann, daß das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers während

dieser Übergangszustände von den Lautsprechern abgetrennt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, mit der das Ausgangssignal des Schalt-Leistungsverstärkers während der Einschalt- und Ausschaltzustände des Verstärkers unterdrückt wird und die auf einfache Weise realisiert werden kann. Insbesondere soll diese Schaltungsanordnung in einem Tonfrequenzleistungsverstärker für Automobilradios angewandt werden, der im Schalterbetrieb arbeitet und bei dem solche unerwünschten Störkomponenten während des Ein- und Ausschaltens des Autoradios unterdrückt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Schalt-Tonfrequenzverstärker gelöst, bei dem die Impulsbreite eines den Schaltvorgang des Verstärkers steuernden Rückkopplungssignals durch ein Tonfrequenzeingangssignal gesteuert wird. Das Tonfrequenzeingangssignal verändert hierbei die Impulsbreiten der Ausgangsschaltverstärker. Auf diese Weise erzeugen die Schaltverstärker ein Ausgangssignal, das nach entsprechender Integration in den dem Lautsprecher zugeordneten Filtern das Tonfrequenzeingangssignal reproduziert. Um die während der übergangszustände auftretenden Störsignale zu eleminieren, insbesondere beim Ein- und Ausschalten der Verstärkerkreise, ist eine Schaltungsanordnung zum Unterdrücken solcher Störsignale vorgesehen. Diese

Schaltungsanordnung entfernt während der Einschaltphase für eine bestimmte Zeit alle Signale von dem Lautsprecher. Diese Entfernung der Singale schließt die Vorspannung der Schaltverstärkereinheiten in den gesperrten Zustand ein sowie eine Steuerung des Ausgangssignals eines integrierenden Verstärkers, der die Breite der Impulse steuert, wodurch der integrierende Verstärker ebenfalls ausgeschaltet wird. Bei der Wiederaufnahme des Betriebes werden dem Lautsprecher nur geringfügige Einschalt-Störsignale zugeführt. Beim Abschalten des Verstärkers werden in Bezug auf den Tonfrequenzverstärker ähnliche Maßnahmen ergriffen, wenn die Betriebsspannung abgeschaltet wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bezieht sich also auf eine Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von Störsignalen bei Übergangszuständen in einem Schalt-Leistungsverstärker, in dem eine durch ein Tonfrequenzeingangssignal und durch Singale von Ausgangsleistungsstufen gesteuerte Integratorschaltung die Impulsbreite von Ausgangssignalen zur Speisung einer Lautsprecheranordnung steuert, und ist gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung zum Halten der Ausgangsleistungsstufen im nichtleitenden Zustand und eine Transistoranordnung zum Steuern eines Signals an einem Ausgangsanschluß der Integratorschaltung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Schalt-Tonfrequenzverstärkers mit einer Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von Störsignalen gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 ein Schaltbild der Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von StörSignalen, wie sie in dem Blockschaltbild nach Fig. 1 benutzt wird.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird einem Eingang 5 über einen Widerstand 11 ein Eingangssignal zugeführt und gelangt an den invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 14. Dieser invertierende Eingang des Differenzverstärkers 14 ist außerdem über einen Kondensator 15 mit einem Ausgang des Differenzverstärkers 14 verbunden sowie mit einem Ende eines Widerstandes 17. Der nicht-invertierende Eingang des Differenzverstärkers 14 ist über einen Kondensator 12 und einen Widerstand 13 mit einem Spannungspotential V_T und mit einem Anschluß des Widerstandes 16 verbunden.

Jj

Der Ausgang des Differenzverstärkers 14 ist mit einem Schmitt-Trigger 19 und dem Kollektor eines NPN-Transistors verbunden. Der Emitter des Transistors 22 liegt auf Spannungspotential V₁., während die Basis des Transistors

JLi

mit einer Stummsteuerschaltung 21 gekoppelt ist. Der Transistor 22 und die Stummsteuerschaltung 21 sind Teile einer Stummschaltung 20, wie sie durch eine gestrichtelte Umrahmung angedeutet ist. Die Stummsteuerschaltung 21 ist mit dem Differenzverstärker 14 und einer Treiberschaltung 39 gekoppelt, welche Treiberschaltung als Phasenaufteilschaltung für den Leistungsverstärker dient. Der Ausgang des Schmitt-Triggers 19 ist mit der Treiberschaltung 39 gekoppelt. Erste Phasensignale der Treiberschaltung 39 werden an die Gate-Elektroden von Feldeffekttransistoren 41 und 44 gekuppelt, während zweite Phasensignale den Gate-Elektroden von Feldeffekttransistoren 42 und 43 zugeleitet werden. Die Drain-Elektroden der Feldefffekttransistoren 41 und 43 sind mit der Betriebsspannung V

CC

verbunden, während die Source-Elektroden der Feldeffekttransistoren 42 und 44 an gemeinsames Massepotential angeschlossen sind. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 41 ist mit der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 42 sowie mit einem zweiten Anschluß des Widerstandes 17 und mit einem ersten Anschluß einer Induktivität 45 verbunden. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 43 ist mit der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 44 sowie mit einem zweiten Anschluß des Widerstandes 16 und einem ersten Anschluß einer Induktivität 46 verbunden. Die zweiten Anschlüsse der Induktivitäten 45 und 46 sind an einen Lautsprecher 48 angeschlossen und durch einen Kondensator 47 überbrückt.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist der Ausgang eines Differenzverstärkers 32 mit einem Anschluß 4 sowie mit dem ersten Anschluß eines Widerstandes 3 4 verbunden. Ein zweiter Anschluß des Widerstandes 34 ist über einen Widerstand 35 mit Massepotential, dem nicht-invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 32, mit der Anode einer Diode 52 und mit einem ersten Anschluß eines Widerstandes 36 verbunden. Die Kathode der Diode 52 ist über einen Kondensator 33 mit Massepotential und mit der Anode einer Diode 53 verbunden, deren Kathode mit einem zweiten Anschluß des Widerstandes 36, mit der Betriebsspannung V

.'. CC

und einem ersten Anschluß eines Widerstandes 37 verbunden ist. Ein zweiter Anschluß des Widerstandes 37 ist mit der Kathode einer Zenerdiode 51 und mit einem ersten Anschluß eines Widerstandes 38 verbunden. Die Anode der Zenerdiode 51 ist an Massepotential angeschlossen. Ein zweiter Anschluß des Widerstandes 38 ist mit dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 32 und mit einem Anschluß 6 verbunden.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Der Schmitt-Trigger 19 liefert Signale an die Treiberschaltung 39. Diese Signale sind Impulse verschiedener Breiten, und die Impulsbreiten werden durch die Ausgangssignale des integrierenden Differenzverstärkers 14 geliefert.

Abhängig von den Ausgangssignalen des Schmitt-Triggers werden die beiden Kombinationen aus den Transistoren 41 und 44 bzw. 43 und 42 abwechselnd in den leitfähigen Zustand

gesteuert. Die Induktivitäten 45 und 46, der Kondensator

47 und der Lautsprecher 48 arbeiten als Integrationsschaltung und liefern ein Ausgangssignal an den Lautsprecher

48 mit einer Amplitude, die durch die Breite der Impulse bestimmt wird. Wenn sich die Leitfähigkeitszustände der Kombinationen von Transistoren ändern, ändert sich auch das dem Verstärker 14 zugeführte Eingangssignal. Die Kondensatoren 12 und 15 steuern die Anstiegszeit am Ausgang des Verstärkers 14 und somit den Zeitraum zwischen der Betätigung des Schmitt-Triggers 19. Dieser Zeitraum wiederum steuert die Zeit, in der die Kombination von Ausgangstransistoren 41 und 44 bzw. 43 und 42 sich im leitfähigen Zustand befinden. Die Anstiegszeit am Ausgang des Verstärkers 14 wird außerdem durch das dem Eingang zugeführte Tonfreguenzsignal gesteuert.

Die Stummsteuerschaltung 21 liefert ein Sperrsignal an die Treiberschaltung 39, das die Ausgangsleistungstransistoren in den Sperrzustand bringt, so daß durch den Lautsprecher 48 kein Strom fließt. Zusätzlich bewirkt die Stummsteuerschaltung 21, daß der Ausgang des Verstärkers 14 durch den Transistor 22 auf dem Potential V gehalten wird. Die Stummsteuerschaltung 21 schaltet den Verstärker 14 ab, um eine Entladung der Kondensatoren 15 und 12 zu vermeiden. Diese werden auf einen statischen Ladezustand entsprechend dem Zustand bei fehlendem Tonfrequenzsignal gebracht, so daß keine Übergangsentladungen in diesen Kondensatoren auftreten und somit im Lautsprecher hörbar werden.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 wird beim Einschalten der Betriebsspannung am Anschluß V durch den Widerstand 37 und die Zenerdiode 51 eine Momentanspannung an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 32 gelegt, was ein Low-Signal am Anschluß 4 zur Folge hat. Die Spannung am nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 32 steigt mit einer Geschwindigkeit an, die durch den Widerstand 36, die Diode 52 und den Kondensator 33 bestimmt wird. Sobald die Spannung am nichtinvertierten Eingang des Verstärkers 32 den Wert der am invertierenden Eingang liegenden Spannung überschreitet, so wird das Sperrsignal ausgeschaltet. Wird die Betriebsspannung V entfernt, so fällt die Spannung am nichtinvertierenden Eingang schnell ab, da in der Diode 52 kein Strom mehr fließt, und der Kondensator 33 wird durch die Diode 53 entladen. Dies hat zur Folge, daß das Signal am invertierenden Eingang wieder einen hohen Wert annimmt und somit das Sperrsignal aktiviert wird.

Claims

Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von Störsignalen in einem Schalt-Leistungsverstärker

PATENTANSPRÜCHE

(j/ Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von Störsignalen bei Übergangszuständen in einem Schalt-Leistungsverstärker, in dem eine durch ein Tonfrequenzeingangssignal und durch Signale von Ausgangsleistungsstufen gesteuerte Integratorschaltung die Impulsbreite von Ausgangssignalen zur Speisung einer Lautsprecheranordnung steuert, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung (21) zum Halten der Ausgangsleistungsstufen (41-44) im nichtleitenden Zustand und eine Transistoranordnung (22) zum Steuern eines Signals an einem Ausgangsanschluß der Integratorschaltung (14).

JB/iml

Martinistraße 24
D-2 800 Bremen 1

Telefon 0421-328037

Telecopierer 0421-32 68

Telex 244020fepatd

Datex-P
44421040 311
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (21) und die Transistoranordnung (22) für eine bestimmte Zeit aktiviert werden, wenn der Schalt-Leistungsverstärker eingeschaltet wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß sie aktiviert wird, wenn die Betriebsspannung (V ) von dem Schalt-Leistungsver-

CC

stärker.entfernt wird.
4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche zum Unterdrücken von Störsignalen bei Übergangszuständen in der Betriebsspannung des Schalt-Leistungsverstärkers,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangstransistoren (41-44) des Schalt-Leistungsverstärkers ausgeschaltet werden und daß am Ausgang einer Verstärkerstufe (14), die die Impulsbreite eines die Ausgangstransitoren ansteuernden Signals steuert, ein vorbestimmter Spannungspegel (V₁.) eingestellt wird.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe (14) abgeschaltet wird.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivieren des Ausschaltens

der Ausgangstransitoren (41-44) und des Einstellens des Spannungspegels unmittelbar nach dem Einschalten der Betriebsspannung (V ) an den Schalt-Leistungsver-

CC

stärker erfolgt und daß das Aufheben des Ausschaltens und des Einstellens eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten der Betriebsspannung erfolgt.
7. Schalt-Leistungsverstärker für Tonfrequenzen zum Speisen eines Lautsprechers mit einer Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche ,:

gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Leistungstransistoren (41-44); eine mit den Leistungstransistoren gekoppelte Treiberschaltung (39), die bewirkt, daß der Lautsprecheranordnung (48) Strom in abwechselnden Richtungen zugeführt wird; einen Schmitt-Trigger (19) zur Ansteuerung der Treiberschaltung (39); eine Differenzverstärkeranordnung (14) , die mit den Leistungstransistoren und mit einem Tonfrequenzsignaleingang (5) gekoppelt ist, um die Ausgangssignale des Schmitt-Triggers (19) zu steuern, die den Strom durch die Lautsprecheranordnung (48) steuern; sowie eine Stummsteuerschaltung (21) zum Zuführen eines ersten Signals an die Treiberschaltung (39), wobei dieses erste Signal die Leistungstransistoren (41-44) in den nichtleitenden Zustand steuert, und zum Zuführen eines zweiten Signals an den Ausgangsanschluß der Differenzverstärkeranordnung (14).
8. Schalt-Leistungsverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Signale für einen bestimmten Zeitraum nach Einschalten der Betriebsspannung (V ) an die Treiberschaltung (39) zugeführt werden.
9. Schalt-Leistungsverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Signale nach Abschalten der Betriebsspannung (V ) von der Treiberschaltung (39) zugeführt werden.