DE9318301U1

DE9318301U1 - Gegentakt-Leistungsverstärker

Info

Publication number: DE9318301U1
Application number: DE9318301U
Authority: DE
Original assignee: VM VERTRIEB und MARKETING GmbH
Current assignee: VM VERTRIEB und MARKETING GmbH
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2003-11-26

Description

Geqentakt-Leistunqsverstärker

Die Erfindung betrifft einen Gegentakt-Leistungsverstärker, welcher in seinem Leistungsteil aus zwei gleichen, eisenlosen Gegentakt-Leistungsverstärkerstufen zu einer vollen Brückenschaltung zusammengefügt ist und bezüglich seiner Betriebsart in die Gruppe der B-Verstärker eingeordnet wird.

Eisenlose Gegentakt-B-Leistungsverstärker sind seit langem bekannt. Der Vorteil dieser Verstärkerklasse besteht darin, daß durch den Wegfall von induktiven Übertragerbauelementen ein großer Frequenzbereich bei hohem Wirkungsgrad gewährleistet wird.

Nachteilig ist bei den bekannten technischen Lösungen jedoch, daß zur Vermeidung von Verzerrungen und zur Stabilisierung des Ruhestromes für die Endstufentransistoren ein hoher schaltungstechnischer Aufwand getrieben werden muß.

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Eine derartige Schaltung ist beispielsweise in der DE 33 05 482 C2 beschrieben, bei welcher die Ruhestrom- und Verzerrungskomponenten erfaßt und als Fehlersignale verstärkt und rückgekoppelt werden. 5

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gegentakt-B-Leistungsverstärker zu schaffen, welcher mit geringem schaltungstechnisehen Aufwand eine weitgehend verzerrungsfreie Verstärkung bei geringem Ruhestrom und niedriger Verlustleistung realisiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Ansteuerung des ersten Leistungsendstufentransistors über einen vorgeschalteten Transistor und des zweiten Leistungsendstufentransistors bei entgegengesetzter Halbwelle und gesperrtem ersten Leistungsendstufentransistor unter Mitwirkung eines Widerstandes erfolgt, wobei zwischen dem Emitter des zweiten Leistungsendstufentransistors und dem Kollektor des ersten Leistungsendstufentransistors eine Diode geschaltet ist, ein geringer Ruhestrom und eine geringe Verlustleistung sowohl im Ruhe- als auch im Betriebszustand realisiert wird.

Die Schaltung ist so aufgebaut, daß faktisch ein Leistungsendstufentransistor den anderen Leistungsend-, stufentransistor direkt ansteuert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Reduzierung der Treiberstufen auf nur einen Transistor mit Wegfall der üblichen Phasenumkehrstufe zur Ansteuerung der Endstufentransistoren sowie der Wegfall der aufwendigen Schaltungsmaßnahmen zur notwendigen Stabilisierung des Ruhestromes für die Endstufentransistoren.

Vorteilhaft ist ebenfalls die Stabilisierung des Arbeitspunktes und die Verringerung der nichtlinearen Verzerrungen des Verstärkers durch Einsatz eines Gegenkopplungswider Standes, welcher dem Emitter des vorgeschalteten Transistors aufgeschaltet ist.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Dabei sind in der Schaltungsanordnung gemäß der Figur nur die für die Erklärung der prinzipiellen Funktion des Verstärkers notwendigen Bauelemente dargestellt.

Zunächst soll die Schaltungsanordnung im stationären Zustand erläutert werden. Gemäß der Figur ist der Eingang 0 gemeinsam mit je einem Anschluß der Widerstände 7 und 8 der Basis des Transistors 1 aufgeschaltet. Der zweite Anschluß des Widerstandes 8 ist gemeinsam mit dem Emitter des Leistungsendstufentransistors 2 mit dem negativen Pol der Stromversorgung 11 verbunden. Der zweite Anschluß des Widerstandes 7 ist unter Verbindung mit dem einen Anschluß des Widerstandes 5 und dem Kollektor des Leistungsendstufentransistors 3 dem positiven Pol der Stromversorgung 10 aufgeschaltet.

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Der negative Pol der Stromversorgung 10 ist mit dem positiven Pol der Stromversorgung 11 verbunden, wobei in dieser Verbindung der Anschluß des Verbrauchers 9 angeordnet ist. Der andere Anschluß des Verbrauchers 9 steht mit dem Knotenpunkt 12 in Verbindung, welcher weiterhin mit dem Emitter des Leistungsendstufentransistors 3, der Anode der Diode 4 und einem Anschluß des Widerstandes 6 verbunden ist. Der zweite Anschluß des der Gegenkopplung dienenden Widerstandes 6 ist dem Emitter des Transistors 1 aufgeschaltet. Der Kollektor des Transistors 1 ist mit der Basis des Leistungsendstufentransistors 2 verbunden.

Die Basis des Leistungsendstufentransistors 3 ist mit dem zweiten Anschluß des Widerstandes 5 und über den Knotenpunkt 13 mit der Kathode der Diode 4 und dem Kollektor des Leistungsendstufentransistors 2 verbunden.

Die prinzipielle Arbeitsweise eines der Leistungsverstärkerstufen soll nun anhand der Figur in dynamischem Zustand erläutert werden.

Die Transistoren 2 und 3 sind die Leistungsendstufentransistoren des Verstärkers. Der Leistungsendstufentransistor 2 wird vom Transistsor 1 direkt angesteuert. Mit den Widerständen 7 und 8 wird der Arbeitspunkt der Leistungstransistoren eingestellt, so daß ohne Aussteuerung des Verstärkers kein Strom durch den Verbraucher 9 fließt.

Wird jetzt an den Eingang 0 ein Signal angelegt, es wird zunächst die negative Halbwelle betrachtet, dann wird der Leistungsendstufentransistor 2 durch den Transistor 1 angesteuert. Es fließt ein Strom von der

Stromversorgung 11 über den Verbraucher 9, die Diode 4 und den Leistungsendstufentransistor 2.

Der Leistungsendstufentransistor 3 ist aufgrund des negativen Potentials an der Basis gegenüber dem Emitter gesperrt. Bei Anlegen der positiven Halbwelle am Eingang 0 wird im Extremfall der Leistungsendstufentransistor 2 durch den Transistor 1 gesperrt (nichtleitend) . In diesem Moment wird der Leistungsendstufentransistor 3 über den Widerstand 5 angesteuert. Es fließt ein Strom von der Stromversorgung 10 über den Leistungsendstufentransistor 3 und den Verbraucher 9. Die Diode 4 ist in dieser Phase gesperrt. Sie ermöglicht diesen Arbeitstakt.

Ohne Aussteuerung und bei anliegender negativer Halbwelle wird der über den Widerstand 5 fließende Strom durch den Leistungsendstufentransistor 2 übernommen.

Der Widerstand 6 ist ein Gegenkopplungswider stand zur Stabilisierung des Arbeitspunktes und zur Verringerung der nichtlinearen Verzerrungen des Verstärkers.

Die Transistoren 1 bis 3 können als Feldeffekttransisstoren ausgebildet sein.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Variation der Bauelemente und entsprechende Modifizierung der Schaltungsanordnung, beispielsweise die Verwendung von Transistoren eines anderen Leitungstyps, weitere Ausführungsbeispiele des Verstärkers zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

S chut &zgr; ansprüche

1. Gegentakt-Leistungsverstärker mit im Leistungsteil' zwei gleich ausgebildeten, eisenlosen Endstufen mit mindestens einer Stromversorgungseinrichtung und mindestens einem Verbraucher, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Leistungsendstufentransistor (2) zur Ansteuerung direkt mit dem Transistor (1) verbunden ist die Ansteuerung des zweiten Lei

stungsendstufentransistors (3) bei am Eingang

(0) anliegender entgegengesetzter Halbwelle unter Mitwirkung des Widerstandes (5) erfolgt, wobei zwischen dem Emitter des Leistungsendstufentransistors (3) und einem Anschluß des Gegenkopplungswider Standes (6) sowie einem Anschluß des Verbrauchers (9) gebildeten Knotenpunkt (12) und dem aus Kollektor des Leistungsendstufentransistors (2), einem Anschluß des Widerstandes

0 (5) und Basis des Leistungsendstufentransistors

(3) gebildeten Knotenpunkt (13) eine Diode (4) geschaltet ist, welche den Arbeitstakt realisiert.

2. Gegentakt-Leistungsverstärker nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die mit dem Eingang (0) verbundene Basis des Transistors (1) und den Kollektor des Leistungsendstufentransistors (3) , welcher mit dem positiven Pol der 0 Stromversorgung (10) verbunden ist, ein Wider

stand (7) sowie der zweite Anschluß des Widerstandes (5) und zwischen Basis des Transistors

(1) und Emitter des Leistungsendstufentransistors (2), welcher mit dem negativen Pol der Stromversorgung (11) verbunden ist, ein Wider-

stand (8) geschaltet ist und die Widerstände (7,8) der Einstellung des Arbeitspunktes der Leistungsendstufentransistoren (2,3) dienen.

3. Gegentakt-Leistungsverstärker nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Emitter des

Transistors (1) und Knotenpunkt (12) ein Widerstand (6) als Gegenkopp lungswider stand geschaltet ist, welcher zur Stabilisierung des Arbeitspunktes und zur Verringerung der nichtlinearen Verzerrung dient, und der Kollektor des Transistors (1) mit der Basis des Leistungsendstufentransistors (2) verbunden ist.

4. Gegentakt-Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (1) ein Transistor vom Leitungstyp pnp und die Leistungsendstufentransistoren (2,3) Transistoren vom Leitungstyp npn sind.

5. Gegentakt-Leistungsverstärker nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (4) mit ihrer Anode dem Knotenpunkt (12) und mit ihrer Kathode dem Knotenpunkt (13) auf geschaltet ist.

6. Gegentakt-Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei gleich ausgebildeten Endstufen zu einer vollen Brückenschaltung zusammengeschaltet sind.

7. Gegentakt-Leistungsverstärker nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (1 bis 3) Transistoren des pnp- oder npn-Leitungstyps bei jeweils zu-

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geordnet gepolter Diode (4) und Stromversorgung (10) bzw. (11) sind.

8. Gegentakt-Leistungsverstärker nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (1 bis 3) Feldeffekttransistoren sind.