NL7901118A

NL7901118A - Versterker bevattende een voedingsschakeling en een daarmee verbonden versterker-trap.

Info

Publication number: NL7901118A
Application number: NL7901118A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1979-02-13
Publication date: 1980-08-15
Also published as: FR2449362A1; SE8001041L; ES488449A0; GB2043382A; JPS55109006A; IT1193375B; DE3003833A1; ES8102434A1; IT8019824A0; AU5537080A

Description

ί-, * SCHM/LA ΡΗΗ 9349 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven ’’Versterker bevattende een voedingsschakeling en een daarmee verbonden versterkertrap”.

De uitvinding betreft een versterker, bevattende een voedingsschakeling en een daarmee verbonden versterker— trap,

Een dergelijke versterker is bekend uit het Ame-5 rikaanse octrooischrift no. 3»9^1,280.

De voedingsschakeling van de bekende versterker levert een voedingsspanning aan de versterkertrap, welke in afhankelijkheid van de amplitude van het audiosignaal, twee verschillende waarden kan aannemen. De voedingsschake-10 ling is daartoe voorzien van een drempelspanning en levert bij audiosignalen waarvan de amplitude beneden deze drempelspanning blijft een voedingsspanning van een zekere constante waarde. Overschrijdt de amplitude van de audiosignalen de drempelspanning, dan wordt de voedingsspanning 15 sprongsgewijs op een zekere hogere constante waarde ge bracht. Het rendement van deze versterker wordt geoptimaliseerd door de drempelspanning vooraf in te stellen op een bepaalde waarde vlak boven de statistisch meest voorkomende amplitudewaarde van de audiosignalen.

20 De uitvinding beoogt bij een versterker van de in de aanhef vermelde soort het rendement te vergroten.

Een versterker volgens de uitvinding, vertoont het kenmerk, dat de voedingsschakeling via een dynamiek-detektor is gekoppeld aan een audioingang van de verster-25 ker voor het leveren van een continu met de amplitude van het audiosignaal variërende voedingsspanning.

Bij toepassing van deze maatregel volgens de uitvinding varieert de voedingsspanning continu met de amplitude van het te versterken audiosignaal. Door het momentane 7901118 d

2 - xS

PHK 9349____________________________________________________ .,._________1____________________________________________________________ verschil tussen de continu geregelde voedingsspanning en het audiosignaal zo klein mogelijk te houden, wordt een voorwaarts maximaal rendement verkregen. Door een continue/regeling van de voedingsspanning, waarbij deze voortdurend zo dicht 5 mogelijk boven de amplitude van het audiosignaal wordt ge regeld, is een groter rendement bereikbaar dan met de hierboven genoemde bekende versterker, waarbij de voedingsspanning slechts een tweetal discrete waarden kan aannemen.

Een voorkeursuitvoering van een versterker volgens 10 de uitvinding, vertoont het kenmerk, dat de versterkertrap via een vertragingsschakeling met de audioingang is verbonden.

Bij toepassing van deze maatregel wordt voorkomen dat plotseling optredende sprongvormige amplitude-toenamen I5 van het audiosignaal te laat gevolgd worden door een vol doende vergroting van de voedingsspanning. Storingen tengevolge van niet-lineaire signaal versterkingen worden 'daardoor vermeden.

Een verdere voorkeursuitvoering van een derge-20 lijke versterker volgens de uitvinding, vertoont het ken merk, dat de voedingsschakeling voorzien is van een net-aansluiting voor het daaraan toevoeren van een netspanning en een regelklem voor het daaraan toevoeren van het uitgangssignaal van de dynamiekdetektor, alsmede van een met de 25 netaansluiting en de regelklem verbonden spanningsverge- lijker en een via een schakelaar met de netaansluiting verbonden spanningsintegrator, waarbij een uitgang van de spanningsvergelijker gekoppeld is aan een regelingang van de schakelaar.

30 De uitvinding zal nader worden beschreven aan de hand van de in de tekening weergegeven figuren.

Hierin toontj

Fig. 1 een praktische uitvoeringsvorm van een versterker volgens de uitvinding en; 35 Fig. 2 een praktische uitvoeringsvorm van een spanningsregelaar van de voorgaande versterker; •.Λ 7901118 - 3 Λ , ΡΗΝ 93^9 · - ... _____________________________________________________________________________________

Fig. 3 het verloop van de voedingsspanning bij een spanningsvergelijker en -integrator van de voorgaande figuur bij twee verschillende nivofe van het audiosignaal.

Fig. 1 toont een versterker volgens de uitvinding, 5 voorzien van een voedingseenheid T met netingangen 2 en 3 en een voedingsuitgang 22, een dynamiekdetektor 4 via welke de voedingseenheid 1 met een audioingang 5 is gekoppeld en van een eveneens aan de audioingang 5 gekoppelde cascade-schakeling van een vertragingsschakeling 6, een voorver-10 sterker 7» een versterkereindtrap 8 en een luidspreker 9·

De voedingseenheid 1 bevat een als dubbelzijdige gelijkrichter functionerende diodebrug 11 t/m 14 welke via een nettransformator 10 gekoppeld is aan de netingangen 2 en 3· De anoden van de dioden 11 en 12 liggen aan massa. De 15 kathoden van de dioden 13 en 14 zijn gekoppeld aan een voe- dingsingang 15 van een spanningsregelaar 16. De spannings-regelaar 16 levert aan een voedingsuitgang 22 een regelbare voedingsspanning, voor de voeding van de voorversterker 7 en de versterkereindtrap 8. De spanningsregelaar 16 is 20 voorzien van een regelklem 17 welke gekoppeld is aan de dynamiekdetektor 4. De voedingsspanning aan de voedingsuitgang 22 van de spanningsregelaar 16 neemt toe bij een toenemende regelspanning aan de regelklem 17 en omgekeerd.

De regelspanning aan de regelklem 17 wordt gevormd in de 25 dynamiekdetektor 4 door een gelijkrichten en afvlakken van het aan de audioingang 5 -toegevoerd audiosignaal.

De versterking resp. weergave van dit audiosignaal vindt plaats door middel van de voorversterker 7 en de versterkereindtrap 8, resp. de luidspreker 9.

30 Bij een toename van de amplitude van het audio signaal neemt tevens de voedingsspanning aan de voedingsuitgang 22 toe waardoor grotere variaties van de signaal-spanning aan de uitgang van de versterkereindtrap 8 mogelijk worden. Omdat de voedingsspanning over de versterker-35 eindtrap raeevarieert met de dynamiek van het te versterken audiosignaal wordt het mogelijk een optimalisatie van het 790 1 1 1 8 '1 , · · - PHN .9349 ____________ _________________________ . ________ ______________________________________:________________________________ rendement van de versterker te realiseren door een continue minimalisatie van het verschil tussen de voedingsspanning en de signaalspanning aan de uitgang van de versterkereind-trap 8.

5 . Om te voorkomen dat het aan de audioingang 5 toe gevoerd audiosignaal de versterkereindtrap bereikt voordat de voedingsspanning op een voldoend hoge waarde is gebracht, wordt het audiosignaal in een tussen de audioingang 5 en de voorversterker 7 geschakelde vertragingsschakeling 6 10 over een zekere tijdsduur vertraagd. Deze tijdsduur wordt gekozen in afhankelijkheid van de vertragingen die optreden in de dynamiekdetektor 4 en de spanningsregelaar 16.

Fig. 2 toont in detail de spanningsregelaar 16 met de dynamiekdetektor 4, waarbij de elementen die func-15 tioneel overeenkomen met de elementen van de voorgaande versterker gelijk genummerd zijn.

De spanningsregelaar 16 is voorzien van een als schakelaar fungerende schakeltransistor 50, waarvan de emitter via een in de geleidingsrichting van de schakeltransis-20 tor 50 geschakelde diode 33 is gekoppeld aan de voedingsin- gang 15, de collector via een aan massa geschakelde als spanningintegrator fungerende buffer-condensator 18 aan de voedingsuitgang 22. -De basis van de schakeltransistor 50 is via een weerstand 60 gekoppeld aan de kollektor van 23 een transistor 32, welke tesamen met een transistor 51 een spanningsvergelijker vormt. De kollektor van de transistor 52 vormt daarbij de uitgang van deze spanningsvergeli jker. De emitters van de beide transistoren 31» 52 liggen via een stroombronschakeling 56 t/m 59 aan massa.

30 Deze stroombronschakeling 56 t/m 59 bevat een transistor 58 welke met zijn kollektor geschakeld is aan de emitters van.de transistoren 51 en 52 en met zijn emitter via een emitterweerstand 59 aan massa alsmede een transistor 56 waarvan de kollektor-basis diode is kortgesloten. 35 De basis van deze transistor 56 is gekoppeld aan de basis van de transistor 58. De kollektor van de transistor 56 7901118 - 5 ε ΡΗΝ 93^9_______ __________________________________________________ __________________________________________.

is via een spanningsdeler 55 > 5^ aan de voedingsingang 15 geschakeld. De emitter van deze transistor 56 ligt via een weerstand 57 aan massa. Het verbindingspunt tussen de weerstanden 54 en 55^van de spanningsdeler 5^·» 55 is gekoppeld 5 aan de basis van de transistor 51· De basis van de tran sistor 52 is via een aanpassingsweerstand 61 verbonden met de regelklem 17·

De regelklem 17 is via een gelijkrichtdiode 80 van de dynamiekdetektor 4 gekoppeld aan de audioingang 5· 10 Hierbij is de kathode van deze gelijkrichtdiode 80 gekop peld aan de regelklem 17 en de anode aan de audioingang 5·

De kathode is tevens verbonden met een integrerend netwerk bestaande uit een parallelschakeling van een kondensator 81 en een weerstand 82 welke aan massa liggen.

15 De werking van de spanningsregelaar 16 en de dy namiekdetektor 4 wordt beschreven aan de hand van figuur 3. Hierin geeft kromme a^ weer het verloop van de dubbelzijdig gelijkgerichte netspanning welke aan de voedingsin-gang 15 ligt en a^ de spanning, die aan de basis van de 20 transistor 51 "wordt toegevoerd, kromme b het spanningsver- loop aan de basis van de transistor 52 en krommen c^ t/m c^ het verloop van de uitgangsspanning aan de voedings-uitgang 22. Ter vereenvoudiging is hierbij uitgegaan van een zodanige verloop van het audiosignaal aan de audioin-25 gang 5 en een zodanige tijdconstante van het integrerend netwerk 81, 82 dat de spanning aan de basis, van de transistor 52 over althans 1 periode van de voedingsspanning nagenoeg constant is.

Overschrijdt de basisspanning van de transistor kromme b, 30 51 °P tijdstip t^ die van de transistor 52/ dan blokkeert de transistor 52 en daardoor ook de schakeltransistor 50.

De versterker belast de bufferkondensator 18 zodat de spanning hierover vanaf punt A volgens kromme c^ exponentieel afneemt.

35 Op Het tijdstip tg wordt de basisspanning van· de transistor 51 kleiner dan die van de transistor 52 waardoor 790 1 1 1 8 'r •5 - 6 _ .

PHN 9349 . ............................................................... ...........................................................................

de schakeltransistor 50 en de diode 53 gaan geleiden. De bufferkondensator 18 wordt snel opgeladen en de voedingsspanning neemt vanaf* punt B exponentieel toe (kromme c^)♦

Op het tijdstip t^ wordt de spanning aan de voedingsingang 5 15 lager dan de voedingsspanning aan de voedingsuitgang 22 punt C en blokkeert de diode 53 zodat voorkomen wordt dat de bufferkondensator 18 via de spanningsdeler 54, 55 en de stroombronschakeling 56-59 ontladen wordt. De versterker belast nu wederom de bufferkondensator 18 waardoor de 10 voedingsspanning volgens kromme 0^ vanaf punt C exponentieel afneemt. Op het tijdstip t^ gaat de diode 53 weer geleiden omdat de netspanning de voedingsspanning overschrijdt (punt D). De bufferkondensator 18 wordt daardoor opgeladen volgens kromme c·^.

15 Op het tijdstip t^ overschrijdt de basisspanning van de transistor 51 die van de transistor 52, zodat deze transistor 52 gaat blokkeren en daardoor ook de schakel-transistor 50 en de versterker de bufferkondensator 18 belast.* Deze toestand komt overeen met de toestand op tijd-20 sti ) ty. De voedingsspanning neemt dan uitgaap.de van punt E weer exponentieel af, volgens een verloop overeenkomend met het verloop volgens de kromme c^. Op de hiervoor omschreven wijze voor de punten B en C doorloopt de voedingsspanning punten F en G.

25 Neemt de amplitude van het audiosignaal aan de audioingang 5 toe, dan neemt ook de regelspanning aan de regelklem 17 toe en'wordt een spanningsverloop aan de basis van de transistor 52 verkregen zoals bijvoorbeeld weergegeven met kromme b'. Deze kromme b* snijdt de kromme a£» 30 welke zoals reeds vermeld de basisspanning van de transistor 51 weergeeft, op tijdstippen t^1, t^'» t^1 en tg'.

De schakeltransistor 50 blokkeert daardoor op een later moment in iedere periodehelft van de netspanningscurve, waardoor de bufferkondensator 18 tot een hogere spannings-35 waarde wordt opgeladen (punten A' en E' ). Bovendien opent de schakeltransistor 50 vroeger en is zodoende over kortere 7901 1 1 8

Claims

15 In een praktische uitvoeringsvorm vertoonden de elementen de volgende waarden: Weerstanden Waarden Kondensatoren Waarden 54 470 SI 18 1000 yuF 55 470 SL 81 5 yuF 20 57 33 -TL 59 10 XL 60 100 -T2_ 61 2K2 -Ω. 82 2K2 Ώ- 25 De dioden 53 en 80 waren van het type BYX 22 resp. BAX 13, de transistor 50, van het type BD 262 en de transistoren 51 » 52, 56' en 58 van het type BC 107· CONCLUSIES:

1· Versterker, bevattende een voedingsschakeling 30 en een daarmee verbonden versterkertrap, met het kenmerk, dat de voedingsschakeling via een dynamiekdetektor is gekoppeld aan een audioingang van de versterker voor het leveren van een continu met de amplitude van het audiosignaal variërende voedingsspanning.

2. Versterker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de versterkertrap via een vertragingsschakeling met de audioingang is verbonden.~ 7901118 ... 8 ... PHN 9349______________ _____ _______________________________ __·__________________________________________________________________________________________

3· Versterker volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat de voedingsschakeling voorzien is van een ne.t-aansluiting voor het daaraan toevoeren van een netspanning en een regelklem voor het daaraan toevoeren van het uit— 5 gangssignaal van de dynamiekdetektor, alsmede van een met de netaansluiting en de regelklem verbonden spanningsver-gelijker en een via een schakelaar met de netaansluiting verbonden spanningsintegrator, waarbij een uitgang van de spanningsvergelijker gekoppeld is aan een regelingang van 10 de schakelaar. Versterker volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat de spanningsvergelijker een differentiële ingangstrap bevat. 7901118