DK144579B - Forstaerker navnlig audioforstaerker til fjernsynsmodtagere - Google Patents

Description

Ο» DANMARK

f|| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ο,, 1U4579B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 6102/73 (51) IntCI.3 H 03 F 3/04 (22) Indleveringsdag 12. nov. 1973 H 04 |] 5/60 (24) Løbedag 12. nov. 1973 (41) Aim. tilgængelig 14. maj 1974 (44) Fremlagt 29 * mar. 1982 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 13. nov. 1972, 52362/72, GB

(71) Ansøger RCA CORPORATION, New York City, US.

(72) Opfinder peter Eduard Haf er 1, CH.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(54) Forstærker, navnlig audioforstærker til fjernsynsmodtagere.

Opfindelsen angår en forstærker af den i krav l's indledning angivne art.

Anvendelsen af en fjernsynsmodtagers vandrette afbøjningskredsløb som kilde for hjælpestrøm til andre modtagerkredsløb er kendt og er især fordelagtig i farve- og sort/hvid-fjernsynsmodtagere af den art, hvori der ikke anvendes en hovedlavspændings-CQ strømforsyningstransformator.

^ Audioforstærkeren optager en variabel effekt, der af- U) hænger af arten af det lydsignal, der skal reproduceres. Følgelig kan variationerne i audioforstærkerens effektforbrug, hvor effekten t— til drift af sådanne audioforstærkere uddrages fra det vandrette *

O

2 1A6573 afbøjningskredsløb i en tilhørende fjernsynsmodtager, forventes at påvirke den effekt, der står til rådighed for selve afbøjningskredsløbet. Ved en sådan opbygning kan variationer i audioeffekt-forbruget således bevirke variationer i den effekt, der står til rådighed for afbøjningen. Dette vil resultere i variationer i det billede, der frembringes på det tilhørende katodestrålerør.

Typiske løsninger ifølge den kendte teknik på problemet vedrørende det variable effektbehov, såsom zenerdiodestabilisering af afbøjningseffektforsyningen eller forøget filtrering af effektforsyningen, gør modtageren mere indviklet og dyrere og gør disse løsninger uattraktive.

Det er opfindelsens formål at anvise udformningen af en audioforstærker, som især er anvendelig, hvor arbejdsspændingsforsyningen til forstærkeren uddrages fra en fjernsynsmodtagers vandrette afbøjningskredsløb, og dette formål opnås ved en forstærker, der ifølge opfindelsen er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del.

Da der ved denne udformning trækkes en i hovedsagen konstant strøm fra arbejdsstrømforsyningen, kan denne være baseret på effekt fra det vandrette afbøjningskredsløb uden risiko for varierende belastning af dette, dvs. uden risiko for variationer i fjernsynsbilledet.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, der delvis i blokform og delvis i skematisk kredsløbsform viser en fjernsynsmodtager med en foretrukken udførelsesform for en forstærker ifølge opfindelsen.

En bærebølge, der er moduleret med fjernsynssignaler, føres over en antenne 8 til fjernsynssignalmodtagende og -behandlende kredsløb, der omfatter den sædvanlige besætning med en radiofrekvenstuner 10, en MF-forstærker og -detektor 20, en video-forstærker 30, synkroniseringskredsløb 50, et lodret afbøjningskredsløb 60 og et vandret afbøjningskredsløb 70 forbundet med et billedreproducerings-organ 40. Er der tale om en farvemodtager, omfatter besætningen ikke viste farvesynkroniserings- og chrominanskredsløb.

Et udgangssignal fra MF-forstærkeren 20 behandles på sædvanlig måde i en lydmellemfrekvensforstærker og -detektor 25 for at tilvejebringe et detekteret audiosignal, der er egnet til reproduktion.

3 144579

Det detekterede udgangssignal fra lydmellemfrekvensfor-stærkeren og -detektoren 25 føres til en audioforstærker 80. Denne indeholder transistorer 84, 86, 89 og 91. Transistoren 84's basis modtager det detekterede lydsignal gennem en koblingskondensator 81. Transistoren 84's emitter er forbundet med et punkt med referencepotential, såsom jord, ved hjælp af en modstand 85. Transistoren 84's kollektor er direkte forbundet med basis på transistoren 86. Forspænding for transistoren 84 tilvejebringes ved hjælp af modstande 82 og 83, der er indskudt mellem en kilde for en spænding +V og jord.

Transistoren 86's basisindgang er, ved at være direkte forbundet med kollektoren på transistoren 84, forspændt til korrekt funktion. Transistoren 86's emitter er forbundet med kilden for ar-bejdsspænding +V ved hjælp af en modstand 87. Transistoren 86's kollektor er forbundet med jord ved hjælp af en modstand 88.

Transistoren 89's basis er direkte forbundet med forbindelsespunktet mellem transistoren 86's kollektor og modstanden 88 for at modtage et indgangssignal. Transistoren 89's emitter er forbundet med forbindelsespunktet mellem transistoren 84's emitter og modstanden 85 ved hjælp af en modstand 90. Transistoren 89's kollektor er direkte forbundet med transistoren 91's basis og tilvejebringer en signalindgang.

Transistoren 91's kollektor er forbundet med forbindelsespunktet mellem emitteren på transistoren 89 og modstanden 90 ved hjælp af en modstand 93. Transistoren 91's emitter er forbundet med en kilde for arbejdsspænding ved hjælp af en modstand 92. Forbindelsespunktet mellem kollektoren på transistoren 91 og modstanden 93 er direkte forbundet med en terminal A, der udgør udgangsterminal for forforstærkeren 80.

Terminalen A er direkte forbundet med en audioudgangsfor-stærker 100. Forstærkeren 100 indeholder transistorer 101, 105 og 106. Indgangstransistoren 101's kollektor er ved hjælp af en modstand 102 forbundet med kilden for arbejdsjævnspænding +V, der uddrages fra det lodrette afbøjningskredsløb 70 på kendt måde, f.eks. ved ensretning af de vandrette tilbageløbsimpulser. Transistoren 101's emitter er direkte forbundet med transistoren 105's kollektor, og transistoren 105's emitter er direkte forbundet med jord.

144579 4

En kondensator 103 er forbundet fra forbindelsespunktet mellem transistoren 101's kollektor og modstanden 102 til en terminal på en højttaler 104. Højttaleren 104's anden terminal er forbundet med forbindelsespunktet mellem transistoren 101's emitter og transistoren 105's kollektor.

Forspænding til transistoren 105 tilvejebringes af en transistor 106, hvis emitter er forbundet med forbindelsespunktet mellem modstanden 102 og transistoren 101's kollektor. Mellem transistoren 106's kollektor og transistoren 105's basis er der indskudt en strømbegrænsningsmodstand 107. Mellem basis på transistoren 105 og jord er der indskudt en modstand 108. Forbindelsespunktet mellem modstandene 107 og 108 er direkte forbundet med basis på transistoren 105. Transistoren 106's basis er direkte forbundet med forbindelsespunktet mellem en modstand 111's ene terminal og en diode 110's katode. Modstanden Ill's anden terminal er forbundet med jord. Dioden 110's anode er forbundet med en diode 109's katode. Dioden 109's anode er forbundet med kilden for spændingen +V.

I funktion forstærkes det detekterede signal fra lyd-MF--forstærkeren og -detektoren 25 og føres til audioforstærkeren 100 ved hjælp af forforstærkeren 80. Forforstærkeren 80 forøger den indgangsimpedans, som detektoren 25 ser ind i. Antallet af transistorer og deres særlige kobling er afhængig af det ønskede driftskrav for audioforstærkeren 100.

Opfindelsens principper kan, da· de angår forstærkeren 100, praktiseres med en vilkårlig passende form for forforstærker 80. Tilfredsstillende funktion i overensstemmelse med opfindelsens principper er opnået ved at forbinde audioforstærkeren 100*s terminal A direkte med koblingskondensatoren 81. Alternativt har et enkelt forforstærkertrin været anvendt i overensstemmelse med opfindelsensprincipper ved at forbinde kondensatoren 81 med basisindgangsterminalen til transistoren 91.

Audioforstærkeren 100 betjenes med en i hovedsagen konstant strøm på følgende måde. Kollektor-emittervejene for forstærkertransistoren 101 og transistoren 105, hvor den sidste tjener som en strømafledning, er forbundet i serie fra jord gennem en modstand 102 til kilden for spændingen +V, der uddrages fra det vandrette afbøjningstrin.

5 144579 Jævnspændingen på transistoren 101's basis vælges lig med halvdelen af energiforsyningsspændingen +V ved hjælp af forspændingsspændingen, der tilvejebringes fra forforstærkeren 8o's transistorforstærker 91. Strømafledningstransistoren 105 trækker en i hovedsagen konstant strøm IQ, der er valgt ved hjælp af modstanden 102, som det skal forklares nærmere i det følgende.

Transistoren 106 forsynes med basisstrøm over modstanden 111. De serieforbundne dioder 109, 110 stabiliserer spændingen på transistoren 106's basis til summen af diodernes spændihgsfaid. i lederetningen. 2V^e, under spændingskilden +V. Hvor transistoren 106 og dioderne 110 og 109 alle er ens organer, er. spændingsfaldet over dioden 110 i hovedsagen lig med transistoren 106's emitter-basisspændingsfald. Spændingsfaldet over modstanden 102 svarer derfor til spændingsfaldet over dioden 109· Strømmen I bestemmes af spændingsfaldet over dioden 109 divideret med modstanden 102's modstandsværdi. Transistoren 106's kollektor er en strømkilde, der leverer basis-drivstrømmen for transistoren 105 over modstanden 107. Modstanden 107 begrænser transistoren 106's kollektorstrøm, og modstanden 108 danner en forholdsvis lav impedans mellem transistoren 105's basis og jord.

I fravær af påførte audiosignaler deles strømmen gennem modstanden 102 i to strømme, hvoraf den første er hovedstrømmen gennem transistorerne 101 og 105*s kollektor-emitterveje til jord, og den anden strøm er strømmen gennem transistoren 106's emitter-kollek-torvej og transistoren 105's basis-emittervej til jord. Der kan ses bort fra den sidste strøm, eftersom den kun beløber sig til IQ divideret med transistoren 105's h-p-g.

Strømmen, der løber gennem modstanden 102 og transistorerne 101 og 105's kollektor-emittervej til jord, afføles over modstanden 102 og holdes i hovedsagen konstant i kraft af vejen gennem transistoren 106. En forøgelse af I resulterer i et forøget spændingsfald over modstanden 102, hvilket bevirker en formindsket drivstrøm gennem transistoren 106 til basen på transistoren 105, der atter sænker strømmen Iq. Tilsvarende øges drivstrømmen til transistoren IO5's basis, når spændingsfaldet over modstanden 102 aftager som følge af en stigning i IQ. Således afspejler en ændring i Iq sig i spændingsfaldet over modstanden 102 og kompenseres ved en tilsvarende basisdrivændring for strømafledningstransistoren 105· 144579 6

Antages det, at højttaleren 104 ikke er forbundet med kredsløbet, og ses der bort fra strømmen i transistoren 106 som ovenfor nævnt, løber strømmen 1^ fra arbejdsspændingsforsyningen +V gennem transistorerne 101 og 105's kollektor-emitterveje til jord uafhængigt af transistoren 101’s basisspænding. Når højttaleren 104forbindes med transistoren 101 og et audiofrekvenssignal føres til transistoren lOl's basis, deles den i hovedsagen konstante jævnstrøm Iq op i to vekselstrømskomposanter i^ gennem kondensatoren 105 og højttaleren 104, og IQ - ΐ·£ gennem transistoren 101. Disse vekselsstrømskompo-santer adderes ved strømafledningstransistoren 105's kollektor, (Iq - i^) + i^ = Iq, og det ses, at strømmen gennem transistoren 105 er lig med IQ uafhængigt af strømmen i-^

Strømmen Iq moduleres ikke af i^, fordi strømmen gennem transistoren 105 fastlægges på en i hovedsagen fast værdi ved hjælp af modstanden 102, dioderne 109, 110 og transistoren 106; og som sådan er uafhængig af audiofrekvenssignalet, der føres til transistoren 101. Strømmen gennem transistoren 101 varierer mellem 0 og 2 Iq, når “ - Iq, og signalstrømmen gennem højttaleren 104 kan derfor variere mellem + IQ og - I ved signalfrekvensen, audiofrekvensen.

Forstærkeren 100 kan frembringe en maksimal signalstrøm på Iq fra spids til spids uafhængigt af højttaleren 104's impedans og arbejdsspændingen +Y, når spændingen ikke er under summen af spændingsfaldet over modstanden 102 og transistorerne 101 og 105's mætningsspændinger. Denne minimumsspænding er ca. 1,5 volt. For at opnå høj virkningsgrad med en given værdi for arbejdsspændingen +V> tilpasses værdien af IQ og impedansen af højttaleren 104, idet det antages, at kondensatoren 105’s kapacitet er tilstrækkelig stor, fortrinsvis til hinanden således, at det maksimale signalspændingssving ved maksimal signalstrøm, IQ fra spids til spids, optræder over henholdsvis transistoren 101 og 105. Det maksimalt til rådighed stående signalspændingssving er +V minus summen af transistorerne 101 og 105’s mætnings-kollektor-emitterspændinger og spændingsfaldet over modstanden 102. Den maksimalt tilgængelige signalspændingsamplitude andrager således +V minus ca. 1,5 volt fra spids til spids.

Som tidligere forklaret, afføles den konstante strøm Iq over modstanden 102 og holdes stabil i kraft af transistoren 106 og dioderne 109 og 110. Termisk stabilitet af IQ opnås ved hjælp af dioderne 109 og 110 i transistoren 106's basiskredsløb. Enhver omgivende temperaturstigning får transistoren 106‘s emitter-basis-spænding til at falde, hvilket resulterer i en forøget lQ-strøm.

7 1*4579

Eftersom spændingen i lederetningen for f.eks. en siliciumdiode ændrer sig ca. lige så meget med temperaturen som emitter-basis-spændingen for en siliciumtransistor, kompenserer dioden 110 emitter--basisspændingsvariationerne med transistoren 106's temperatur, medens den anden diode 109 skaber en negativ temperaturkoefficient for Iq på ca. 2 promille pr. °C. Hvis modstanden 102 betragtes som værende uafhængig af temperaturen, vil IQ falde lidt med stigende omgivelsestemperatur, og tilsvarende vil Iq stige lidt med aftagende omgivelsestemperatur. En sådan negativ temperaturkoefficient for Iq er ønskelig for transistorerne 101 og 105's funktion.

En yderligere forbedring af stabiliteten af den samlede strømoptagelse kan dog opnås ved at etablere forspændingen til transistoren 101's basis som vist i den foretrukne udførelsesform, hvor den varierende basisdrivstrøm for transistoren 101 også uddrages gennem modstanden 102.

Følgende parametre er anvendt i den foretrukne udførelsesform :

Transistorer 84 BC 147 NPN 200mA

86 BC 557 PNP 200mA

89 BC 147 NPN 200mA

91 BC 557 PNP 200mA

101 BC 241 NPN 5 ampere 105 BC 241 NPN 3 ampere

106 BC 557 PNP 200mA

Dioder 109 BAX 13 (lN9l4) 110 BAX 13 (IN914)

Modstande 82 68.000 ohm 1/2 watt 83 4.700 ohm 1/2 watt 85 1.000 ohm 1/2 watt 87 100 ohm 1/2 watt 88 1.000 ohm 1/2 watt 90 I5.OOO ohm 1/2 watt 92 10 ohm 1/2 watt 93 100 ohm 1/2 watt 102 1 ohm 1 watt 107 330 ohm 1/2 watt 108 I.5OO ohm 1/2 watt 111 2.200 ohm 1/2 watt

Kondensator 8l 50 mikrofarad 15V

103 1.000 mikrofarad l6v Højttaler 8 ohm +V 15 volt 8 144579

En yderligere fordel er, at det viste audioforstærker-kredsløb skaber kortslutningssikring af audioforstærkeren. I tilfælde af en kortslutning over højttalerterminalerne, kan den maksimale strøm kun nå værdien IQ, og effektafgxvelsen holdes derved konstant.