FI68334B - Foerstaerkningsreglerinskoppling - Google Patents

Description

1---.___1 r„, KUULUTUSJULKAISU . Λ__.

M (11) UTLAGGNINGSSKRIFT 6 83 34 C Patentti oyönnetty 12 08 1985 ' Patent oeddelat ' ^ ^ (51) Kv.lk*/lnt.ci.« H 03 G 3/00, H 03 F 3/45 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus— Patentansökning 800475 (22) Hakemlipilyi — Ansökningsdag 1 B . 02.80 (F«> (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 18.0 2.8 0 (41) Tullut julkiseksi — Blivlt offentiig 10.09.80

Patentti· ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— oq Qr

Patent- oeh registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publicerad J 5 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prioritet 09.03*79 Ruotsi-Sverige(SE) 7902171~3 (71) Oy L M Ericsson Ab, Kyrkslätt, FI ; 02420 Jorvas, Suomi-Fin!and(FI) (72) Jan Hjalmar Johansson, Bälsta, Bengt Olof Berg, Solna, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Oy Koister Ab (54) Förstärkningsregleringskoppling - Vahvistuksen säätökytkentä Föreliggande uppfinning avser en förstärkningsreglerings-koppling lämpad att utföras i monolitisk teknik och i huvudsak avsedd att användas i linje- och mikrofonförstärkare för telefon-apparater.

I förstärkningsregleringskopplingar som skall ingä i för-stärkare utförda i integrerad teknik är det känt att använda diffe-rentialkopplade steg. Med hjälp av dessa är det möjligt att konst-ruera temperaturstabila förstärkare. Förstärkningsregleringskopp-lingar av denna typ beskrivs exempelvis i den amerikanska patent-skriften 3 684 974 eller i den tyska patentskriften 2 262 580.

En förstärkningsregleringskrets enligt ovanstäende patent-skrifter arbetar enligt strömdelningsprincipen, vilket innebär att signalströminen delas i ett eller flera differentialsteg med en av en reglerspänning bestämd delningsfaktor. Den reglerade signalspän-ningen tas ut över en (eller flera) belastningsimpedanser där den av reglerspänningen bestämda strömandelen omvandlas tili en ut-spänning.

2 68334

De tidigare kända kretsarna för fösträkningsreglering är avsedda för 1judstyrkereglering i radioapparater och ljudförstärka-re. De skall därför ha ett stort regleromräde medan den absoluta förstärkningen och eventuell drift i förstärkningen är av under-ordnad roll. Det visar sig ocksä att förstärkningsregleringskret-sar av denna typ ej gär att använda i telefonapparater där det ställs stora krav pä säväl den absoluta dämpningen som pä regler-omrädet. Den avvikelse frän fastställt dämpningsvärde som kan tole-reras är av storleksordningen - Q,1 dB vid ett regleromräde av 6 dB.

Ändamälet med föreliggande uppfinning är att ästadkomma en förstärkningsregleringskoppling som uppfyller ovanstäende krav och som innefattar ätminstone en första och en andra transistor-differensförstärkare vilka har ingängskretsarna parallellt anslut-na tili en signalkälla och uppfinningens kännetecken framgär av bifogade patentkrav. En förstärkningsregleringskoppling enligt upp-finningen uppfyller väl de krav pä väl definierad förstärkning som man ställer i en förstärkare för telefoniändamäl samtidigt som man fär lägt brus, liten distorsion och läg strömförbrukning.

Uppfinningen skall närmare beskrivas i anslutning tili bifogade ritning där fig. 1 visar en förstärkningsregleringskoppling enligt uppfinningen med ogalanserad utgäng och fig. 2 visar en liknande krets med balanserad utgäng.

Den i fig. 1 visade kopplingen innefattar ett första diffe-rentialsteg med transistorerna 11 och 12, ett andra differential-steg med transistorerna T3 och T4 och ett tredje differentialsteg med transistorerna T5 och T6. En signal mätäs in över ingängsan-slutningarna 11 och 12. Ingängen 11 är genom resistansen Rl anslu-ten tili basen i transistorn Tl och genom resistansen Rl + R2 tili basen i transistorn T4. Baselektroderna i transistorerna T2 och T3 är sammankopplade och anslutna tili ingängen 12 och utgängen 14. Kollektorerna i transistorerna Tl och T4 är anslutna tili en konstanstströmkälla II och tili en ingäng pä en förstärkare F me- dan kollektorerna i transistorerna T2 och T3 är anslutna tili en konstantströmkälla 12 och den andra ingängen pä förstärkaren F.

De sammankopplade emittrarna i transistorerna Tl och T2 är anslutna tili kollektorn i transistorn T5 i den tredje differential- li 3 68334 förstärkaren. Kollektorn i transistorn T6 i sairana differential-förstärkare är pä samma sätt anslutna tili emittrarna i transis-torerna T3 och T4. Emittrarna i transistorerna T5 och T6 är anslutna tili en konstantströmkälla Is. Baselektroderna i transistorerna T5 och T6 är anslutna tili en styrlikspänning Uc. Utgängen pä förstärkaren F är genom resistansen R3 motkopplad tili baskretsen i transistorn T4 (direkt) och transistorn Tl (via R2). Differential-förstärkarna Tl, T2 och T3, T4 har säledes olika motkopplingsrad.

Kretsen fungerar pä följande sätt. Genom styrspänningen Uc kan man styra fördelningen av konstantströmmen Is mellan transistorerna T5 och T6. Detta innebär att emittrarna i differentialför-stärkarna Tl, T2 och T3, T4 fär motsvarande strömmar. Det är väl känt att förstärkningen i ett differentialsteg ökar med emitter-strömmen. Om t.ex. större delen av strömmen Is leds genom transistorerna Tl, T2 medan transistorerna T3, T4 för en mycket liten Ström sä kommer differentialförstärkaren att förstärka den inmatade sig-nalen med maximal förstärkning medan bidraget frän T3, T4 är obe-tydligt. Genom motkopplingen via förstärkaren F erhälles en sling-förstärkning som är proportionell mot R3 + R2 Rl

Om ä andra sidan större delen av strömmen Ig styrs genom differen-tialförstärkaren T3, T4 kommer denna senare förstärkare att förstärka ingängssignalen och förstärkningen blir proportionell mot R3 R2 + Rl

dvs den blir lägre än i det förra fallet. Dessa tvä ytterlighets-fall ger gränserna för kretsens regleromräde. Andra strömfördel-ningar ger förstärkningar som ligger mellan dessa gränsvärden. En analys av kretsen ger följande uttryck för kretsens totala förstärkning A

A1U+/Ö2J + A2(l+/6l) A ---- (1+^1)(1+/32) + AI*/01) (1+/2) + Α2(1+βΐ) 68334 där Ai är förstärkningen i differensförstärkaren Tl,T2,A2 är för-stärkningen i differensförstärkaren T3, T4 och β 1 och β 2 är motkopplingsfaktorn för motsvarande motkopplingsnät R3 + R2; Rl respektive R3; R2 + Rl.

Vid ett utföringsexempel dimensionerades motkopplingsnäten sä att förstärkaren vid styrsignalens extremvärden gav förstärkningen 2Q dB och 26 dB. Vid alla mellanliggande värden pä styr-signalen höll sig förstärkningen inom de gränser soin krävs för te-lefonförstärkare och förstärkningsregleringen var stabil inom givna toleranser.

I fig. 2 visas en modifierad förstärkningsregleringskrets enligt uppfinningen där aterkopplingsförstärkaren Fl bäde har ba-lanserad ingäng och utgäng. I detta fall har transistorerna Tl och T2 kollektorerna sammankopplade liksoin transistorerna T2 och T4. Ingängen 11 är kopplad tili basen i transistorn Tl genom resistan-sen R4 och tili basen i transistorn T3 genom resistansen R4 + R5.

Den ena utgängen frän förstärkaren Fl är kopplad dels till utgängen 13, dels till basen i transistorn T3 genom resistansen R6. Pä motsvarande sätt är ingängen 12 kopplad tili basen i transistorn T2 genom resistansen R7 och tili basen i transistorn T4 genom resistansen R7 + R8 medan den andra utgängen pä förstärkaren Fl är kopplad dels till utgängen 14, dels till basen i transistorn T4 genom resistansen R9. Baserna i transistorerna T2 och T3 är i detta fall inte sammankopplade. Kopplingen enligt fig. 2 fungerar i allt väsentligt pä samma sätt som den i fig. 1 beskrivna, den enda skill-naden är att även motkopplingskretsen är balanserad.

Il

Claims (2)

68334 5

1. Förstärkningsregleringskoppling innefattande ätminstone en första (T1,T2) och en andra (T3,T4) transistor-differens-förstärkare, vilka har ingängskretsarna parallellt anslutna tili en signalspänningskälla, kännetecknad därav, att de transistorer i differensförstärkarna (T1-T4) som för likfasiga sig-nalströmmar är sammankopplade och anslutna tili ingängssidan pä en förstärkare (F) med ätminstone en ingäng, av att en strömmat-ningskrets (Is,T5,T6) är anordnad att tili nämnda differenskret-sar (T1,T2; T3,T4) raata emitterströmmar vars kvot är beroende av en tili strömmatningskretsen (Is,T5,T6) tillförd reglerstorhet (Uc), samt av att förstärkarens (F) utgäng är ansluten tili ingän-gen pä nämnda första och andra differensförstärkare genom ett mot-kopplingsnät (t.ex. R1,R2/R3), vilket är sä dimensionerat att dessa tvä differensförstärkare tillsammans med nämnda motkopplings-nät vid en och samma emitterström har olika slingförstärkning.

2. Förstärkningsregleringskoppling enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att förstärkarens (F) in- och ut-gängskrets samt motkopplingsnätet (R4,R5,R6;R7,R8,R9) är balanserat koppiade.