NL8600602A

NL8600602A - Inrichting en werkwijze voor het akoestisch dempen van een uitgangssignaal in een schakelversterker.

Info

Publication number: NL8600602A
Application number: NL8600602A
Authority: NL
Original assignee: Sgs Microelettronica Spa
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1986-10-01
Also published as: FR2579037A1; JPS61212905A; DE3607492A1; NL192651B; GB8604974D0; GB2172458B; GB2172458A; DE3607492C2; FR2579037B1; NL192651C; US4673889A; IT8519868A0; IT1215247B; JP2665736B2

Description

1 E 3099-36 Ned hm/hv P & C 4 SGS MICROELETTRONICA S.p.A.

Λ

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het akoestisch dempen van een uitgangssignaal in een schakelversterker.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op audio-schakelverster-5 kers en meer in het bijzonder op audio-schakelversterkers, die een audio-uitgangssignaal produceren als resultaat van pulsbreedte-modulatie. Dit type audio-versterker kan irriterende ruis produceren, wanneer de versterker wordt in- of uitgeschakeld.

In vermogens-schakelversterkers, die worden gebruikt voor audio-geluids-10 reproduktie, zoals die wordt gebruikt in een autoradio, kunnen zich ongewenste audio-componenten voordoen tijdens de aanzet- en uitzethandeling-De vermogensschakelversterker is onderhevig aan spanningsomstandigheden welke worden veroorzaakt door overgangsverschijnselen, die kunnen resulteren in een aan de luidspreker aangelegd signaal, dat 'random' (willekeurige) compo-15 nenten bezit. Om deze bron van ongewenst geluid of ruis te elimineren, heeft men een inrichting gebruikt om het uitgangssignaal van de aan de luidsprekers aangelegde vermogensversterkers tijdens deze overgangscondities af te zwakken of te dempen.

Er wordt daarom behoefte gevoeld aan een circuit voor het dempen van 20 de vermogensschakelversterker tijdens de in- en uitschakelcondities van het circuit, dat zowel effectief is voor het verminderen van ongewenste componenten in het uitgangssignaal van de vermogensversterker-eenheden als voor het gemakkelijk inp lemen teren.

Derhalve is het een oogmerk van de onderhavige uitvinding het verschaffen 25 van een verbeterde audio-schakelversterker.

Voorts beoogt de uitvinding het verschaffen van een audio-schakelversterker, waarin ongewenste signaalcomponenten zo klein mogelijk worden gemaakt tijdens overgangscondities (inschakelen, uitschakelen).

Een verder oogmerk van de onderhavige uitvinding is het verschaffen 30 van een audio-schakelversterker voor gebruik in een autoradio, die onaangename signaalcomponenten elimineert tijdens een aan- en uitzetconditie van de radio.

Deze en andere oogmerken worden volgens de uitvinding vervuld door een audio-schakelversterker, waarbij een terugkoppelsignaal, dat het scha-35 kelen van de versterker stuurt, de pulsbreedte van de schakelcyclus doet wijzigen door een audio-ingangssignaal. Het audio-ingangssignaal wijzigt de pulsbreedte van de uitgangsschakelversterkers. De schakelversterkers verschaffen een uitgangssignaal dat, indien geïntegreerd in de met de luidspreker geassociëerde filters, het ingangs-audiosignaal reproduceert. Voor 40 het elimineren van ongewenste ruissignalen tijdens overgangscondities, zoals k? {5 ï’ ' is? v v' *0 'j O' - ·-€ -2- het stroom in- en uitschakelen van de versterkercircuits, wordt een dempings-stuurinrichting verschaft. De dempings-stuurinrichting verwijdert tijdelijk, tijdens het inschakelen van de stroom, alle signalen uit de luidspreker ge-5 durende een vooraf bepaalde tijdsperiode·. Het verwijderen van de signalen omvat het op een bepaalde voorspanning brengen ("biasen") van het uitgangs-vermogen, het schakelen van de versterkereenheden in een "uit"-toestand, het sturen van een uitgangssignaal van een integrerende versterker, die de breedte van de puls stuurt en de integrerende versterker blokkeert. Bij 10 hervatting van de werking, wordt een minimum aan overgangsverschijnselen waargenomen bij de luidspreker. Tijdens het uitschakelen van de stroom worden soortgelijke condities opgelegd aan de audioversterker onmiddellijk bij verwijdering van de stroomvoedingsspanning.

Deze en andere oogmerken, welke hierna duidelijk zullen worden, worden 15 bereikt met behulp van een vermogensschakelversterker, waarbij een integrerende schakeling, die reageert op een ingangs-audiosignaal en op signalen van uitgangsvermogensversterkers, een pulsbreedte stuurt van uitgangssignalen, die een luidsprekersysteem activeren, voorzien van een inrichting voor het sturen van ruissignalen, die het gevolg zijn van overgangscondities 20 (inschakelen en uitschakelen) , bevattende een schakelinridating om de uitgangsvermogensversterkers in een niet-geleidende toestand te handhaven; en transistorapparatuur voor het sturen van een signaal bij een uitgangsaan-sluitklem van de integrerende, schakeling.

De uitvinding zal hieronder aan de hand van de figuren der bijgaande 25 tekening nader worden toegelicht.

Figuur 1 stelt een blokschema voor van een audio-schakelversterker onder gebruikmaking van een dempinrichting volgens de uitvinding; en

Figuur 2 geeft een schematische schakeling van een dempingsstuurinrich-ting gebruikt bij de schakeling van figuur 1.

30 Onder verwijzing naar figuur 1 wordt een ingangssignaal aangelegd aan aansluitklem 5 en via weerstand 11 aan een inverterende aansluitklem op een verschilversterker 14. De inverterende aansluiting van de verschilversterker 14 is gekoppeld via condensator 15 met een uitgangsaansluitklem van de ver-schilversterker 14 en met een eerste aansluitklem van een weerstand 17.

35 De niet-inverterende aansluiting van de verschilversterker 14 is gekoppeld via de condensator 12 en via een weerstand 13 met een spanningsbron en met een eerste aansluitklem van een weerstand 16. De uitgangsaansluiting van de verschilversterker 14 is gekoppeld met een Schmitt kipschakeling 19 en met een collector-aans lui ting van een NPN transistor 22. Een emitter- 40 aansluiting van de transistor 22 is gekoppeld met de spanningsbron V , terwijl << Λ .¾ l) $ ? £ -3- een basisaansluiting van de transistor 22 gekoppeld is met dempingsstuuror-gaan 21. De transistor 22 en het. dempingsstuurorgaan 21 zijn gedeelten van de dempingsinrichting 20. Het dempingsstuurorgaan 21 is gekoppeld met de g verschilversterker 14 en met fasesplitser/vezmogensversterker aandrijfcircuits 39. De uitgangsaansluiting van de Schmitt kipschakeling 14 is gekoppeld met de fasesplitser/vermogensversterker aandrijfcircuits 39. Eerste fase-signalen uit de fasesplitser/vermogensversterker aandrijfcircuits 39 zijn gekoppeld met poortaansluitingen van veldeffecttransistor (FET) inrichtingen 10 41 en 44/ terwijl tweede fasesignalen uit de fasesplitser/vermogensversterker aandrijfcircuits 39 gekoppeld zijn met poortaansluitingen van FET .inrichtingen 42 en 43. Drain-aansluitingen van FET inrichtingen 42 en 43 zijn gekoppeld met voedingsspanning V , terwijl source-aansluitingen van EET inrichtingen 42 en 44 gekoppeld zijn met een gemeenschappelijke (d.w.z. aard)potentiaal.

15 De source-aansluiting van FET inrichting 41 is gekoppeld met een drain-aansluiting van FET inrichting 42, met een tweede aansluiting van de weerstand 17 en met een eerste aansluiting van een spoel 45. Een source-aansluiting van de FET inrichting 43 is gekoppeld met een drain-aansluiting van de FET inrichting 44, met een tweede aanfluiting van de weerstand 16 en met een 20 eerste aansluiting van spoel 46. Een tweede aansluiting van de spoel 45 is gekoppeld via een condensator 47 met een tweede aansluiting van de spoel 46 en via impedantie (luidspreker) 48 met een tweede aanfluiting van de spoel 46.

Onder verwijzing naar figuur 2 is een uitgangsaansluiting van de; 25 verschilversterker 32 gekoppeld met de aansluiting 4 en met een eerste aansluiting van de weerstand 34. Een tweede aansluiting van de weerstand 34 is gekoppeld via de weerstand 35 met de aardpotentiaal, met de niet-inverterende ingangsaansluiting van de verschilversterker 32, met een anode van diode 52 en met een eerste aansluiting van de weerstand 36. De kathode-aansluiting 30 van de diode 52 is gekoppeld via de condensator 33 met de gemeenschappelijke potentiaal en met een anode-aansluiting van diode 53, die op haar beurt met haar kathode gekoppeld is met een tweede aansluiting van de weerstand 36, met de voedingsspanning V en met een eerste aansluiting van de weerstand 37. Een tweede aansluiting van de weerstand 37 is gekoppeld met een kathode-35 aansluiting van zenerdiode 51 en met een eerste aansluiting van de weerstand 38. Een anode-aansluiting van de diode 51 is gekoppeld met de gemeenschappelijke potentiaal. Een tweede aansluiting van de weerstand 38 is gekoppeld met een inverterende aansluiting van de verschilversterker 32 en met de aansluiting 6.

40 Nogmaals verwijzend naar figuur 1 kan de werking van de audio-vermogens- 2"* -Λ ^ \ * \

ύ J ,: υ Z

ff· 4 -4- schakelversterker als volgt begrepen worden. De Schmitt kipschakeling 19 voert signalen toe aan het fasesplitser/vermogensversterker aandrijfcircuit 39. De signalen zijn pulsen van diverse breedten en de pulsbreedten worden 5 bepaald door de uitgangssignalen afkomstig van de' integrerende verschilver-sterker 14.

Als reactie op de uitgangssignalen afkomstig van de Schmitt kipschakeling, wisselt de combinatie van transistoren 41 en 44 af met de combinatie van transistoren 43 en 42 wat betreft het "ge-biased" zijn in de geleidende 10 toestand. De coup onen ten 45, 46, 47 en 48 werken als een integrerende schakeling en verschaffen een amplitude van een uitgangssignaal (d.w.z. via luidspreker 48) bepaald door de breedte van de puls. Wanneer de combinatie van transistoren in de geleidende toestand verandert, verandert ook het aan de versterker 14 aangelegde ingangssignaal. Condensatoren 12 en 15 sturen de 15 stijgtijd aan de uitgang van de versterker 14 en dus sturen het interval tussen bekrachtiging van de Schmitt kipschakeling. Dit interval op zijn beurt stuurt de lengte van de tijd, die de combinatie van de uitgangstransis-toren (d.w.z. 41, 44) in een geleidende toestand zijn en de lengte van de tijd, dat de alternatieve combinatie van transistoren (d.w.z. 43, 42) zich 20 bevindt in de geleidende toestand, De stijgtijd van het signaal aan de uitgangs-aansluitklem van de versterker 14 wordt eveneens gestuurd door het (audio)signaal aangelegd aan. de aansluitklem 5.

Het dempingsstuurorgaan 21 kan een blokkeersignaal verschaffen aan het fasesplitser/uitgangsversterker aandrijfcircuit 39. Dit blokkeersignaal 25 schakelt alle uitgangsvermogenstransistoren naar een "uit"-positie en daardoor vloeit geen stroom door de luidspreker 48. Daarnaast maakt het dempings-stuurorgaan 21 dat de uitgangsaansluiting van de versterker 14 zich bevindt op de potentiaal V via de werking van transistor 22. Het dempingsstuur-Li orgaan maakt de versterker 14 inactief om ontlading van de condensatoren 30 15 en 12 te vermijden. De condensatoren 15 en 12 zijn geladen tot een statische ladingstoestand overeenkomende met nul-audiosignaal, zodat geen overgangsverschijnselen als gevolg van de "settling" tijd van deze condensatoren bij de luidspreker optreden.

Nogmaals verwijzende naar figuur 2 verschaffen de weerstand 37 en de 35 zenerdiode 51, wanneer vermogen wordt toegevoerd aan de V aansluitklem,

CC

, een onmiddellijke spanning aan de inverterende ingangsaansluiting van de verschilversterker 32, en verschaffen een laag signaal aan de aansluitklem 4. De niet-inverterende aansluiting van de versterker 32 stijgt met een snelheid bepaald door de weerstand 36, diode 52 en condensator 33. Wanneer 40 de niet-inverterende aansluiting van de versterker 32 een spanning bereikt 8 \j y y i3 o 2 -5- die groter is dan de inverterende aansluiting, wordt het dempende signaal af gesneden. Wanneer de voedingsspanning V_^ wordt verwijderd, valt de niet-inverterende aansluiting snel af omdat door de diode 52 niet langer stroom 5 vloeit, en kan de condensator 33 worden ontladen via de diode 53. Aldus is de inverterende aansluiting opnieuw hoog en is het dempende signaal geactiveerd.

De voorafgaande beschrijving is opgenomen om de werking van de voorkeursuitvoeringsvorm te illustreren en is. niet bedoeld om de beschermings-10 omvang van de uitvinding te beperken. Uit de voorafgaande beschrijving is duidelijk dat vele variaties door een deskundige op dit vakgebied kunnen worden bedacht die echter toch vallen binnen de beschermingsomvang van de uitvinding.

15 20 25 30 35 40 pi'"·. ' - U , . . .

Claims

1. Vermogensschakelversterker, waarbij een integrerende schakeling, die 5 reageert op een ingangs-audiosignaal en op signalen van uitgangsvermogens- versterkers, een pulsbreedte stuurt van uitgangssignalen, die een luid-sprekersysteem activeren, voorzien van een inrichting voor het sturen van ruissignalen, die het gevolg zijn van overgangscondities (inschakelen en uitschakelen), bevattende een schakelinrichting om de uitgangsvermogens-10 versterkers in een niet-geleidende toestand te handhaven; en transistor-• apparatuur voor het sturen van een signaal bij een uitgangsaansluitklem van de integrerende schakeling.

2. Ruisstuurinrichting volgens conclusie 1,. met het kenmerk, dat de schakelapparatuur en de transistorapparatuur worden bekrachtigd gedurende 15 een voorafbepaalde tijdsperiode, wanneer de vermogensschakelversterker wordt ingeschakeld.

3. Ruisstuurinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de ruisstuurinrichting wordt geactiveerd bij verwijdering van een voedingsspanning uit de vermogensschakelversterker.

4. Werkwijze voor het verhinderen van ruissignalen in een vermogensscha-kelversterker tijdens overgangscondities van de voedingsspanning in een vermogensschakelversterker, met het kenmerk, dat de uitgangstransistoren van de vermogensschakelversterker worden uitgeschakeld, en 25 een voorafbepaald spanningsniveau tot stand gebracht wordt bij een uitgang van een versterkerschakeling, die een pulsbreedte stuurt van signalen, die de uitgangstransistoren activeren.

5. Werkwijze om ruissignalen te verhinderen volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het versterkercircuit geblokkfeerd wordt.

6. Werkwijze voor het verhinderen van ruissignalen volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de uitschakelhandeling en de tatstandbrengingshandeling geactiveerd worden onmiddellijk na het aanleggen van de voedingsspanning aan de vermogensschakelversterker; en 35 de uitschakelhandeling en de totstandbrengingshandeling geblokkeerd worden een voorafbepaalde tijdsperiode na het aanleggen van de voedingsspanning.

7. Audio-vermogensschakelversterker voor het aandrijven van een luidspreker-circuit bevattende: 40 een aantal vermogenstransistoren; -::0302 ·> - rf* Μ -7- een aandrijf circuit gekoppeld met het aantal vermogenstransistoren voor het toevoeren van stroom, in alternatieve richtingen door het luidspre— kercircuit; 5 een Schmitt kipschakeling voor het activeren van het aandrijfcircuit; een verschilversterker gekoppeld met de vermogenstransistoren met een ingangsaudiosignaal voor het sturen van uitgangssignalen van de Schmitt kipschakeling/ welke uitgangssignalen van de Schmitt kipschakeling de stroom sturen die toegevoerd wordt aan het luidsprekercircuit; en 10 een dempingsstuurorgaan voor het toevoeren van een eerste signaal aan het aandrijfcircuit, welk eerste, signaal maakt dat de vermogenstransistoren zich bevinden in een niet-geleidende toestand, waarbij het dempingsstuurorgaan een tweede signaal toevoert aan een uitgangsaansluitklem van de verschilversterker.

8. Audiovermogensschakelversterker volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het eerste en het tweede signaal worden toegevoerd gedurende een voorafbepaald tijdsinterval, na het aanleggen van een voedingsspanning aan het aandri jf circuit.

9. Audiovermogensschakelversterker volgens conclusie 7, met het kenmerk, 20 dat het eerste en het tweede signaal worden toegevoerd na verwijdering van vermogen uit het aandrijf circuit.. 25 30 35 40 Λ Λ Λ V ·, ,, ; "; /