NO149158B - Forsterkningsreguleringskobling. - Google Patents

Description

TEKNISK OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse vedrører en forsterkningsreguleringskobling egnet til å utføres i monolitisk teknikk og hoved-saklig beregnet på å anvendes i linje- og mikrofonforsterkere for telefonapparater.

TEKNIKKENS STAND

I forsterkningsreguleringskoblinger som skal inngå i forsterkere utført i integrert teknikk er det kjent å anvende diffe-rensialkobléde trinn. Ved hjelp av disse er det mulig å kon-struere temperaturstabile forsterkere. Forsterkningsreguleringskoblinger av denne type beskrives eksempelvis i det amerikanske patent 3.684.974 eller i det tyske patentet 2.262.580.

En forsterkningsreguleringskrets ifølge ovenstående patent-skrifter arbeider ifølge strømdelningsprinsippet, hvilket innebærer at signalstrømmen deles i ett eller flere differen-sialtrinn med en av en reguiheringsspenning bestemt delnings-faktor. Den regulerte signalspenningen tas ut over en (eller flere) belastningsimpedanser der den av reguleringsspenningen bestemte strømandelen omformes til en utspenning.

REDEGJØRELSE FOR OPPFINNELSEN

De tidligere kjente kretsene for forsterkningsregulering er beregnet for lydstyrkeregulering i radioapparater og lydfor-sterkere. De skal derfor ha et stort reguleringsområde mens den absolutte forsterkningen og eventuell drift i forsterkningen er av underordnet betydning. Det viser seg også at forsterkningsreguleringskretser av denne type ikke går an å anvende i telefonapparater der det stilles store krav til såvel den absolutte dempningen som på regulerings-området. Den avvikelse fra faststilt dempningsverdi som kan tolereres er av størrelsesorden + 0,1 dB ved et reguleringsområde av 6 dB.

Formålet ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forsterkningsreguleringskobling som oppfyller ovenstående krav og som innbefatter i det minste en første og en andre transistor-differanseforsterker hvilke har inngangskretsene parallelt tilkoblet til en signalkilde og oppfinnelsens kjennetegn fremgår av vedlagte patentkrav. En forsterkningsreguleringskobling ifølge oppfinnelsen oppfyller godt de krav på veldefinert forsterkning som man stiller i en forsterker for telefoniformål samtidig som man får lav støy, liten dis-torsjon og lavt strømforbruk.

FIGURBESKRIVELSE

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives i tilslutning til vedlagte tegninger der Fig. 1 viser en forsterkningsreguleringskobling ifølge oppfinnelsen med ubalansert utgang og Fig. 2 viser en lignende krets med balansert utgang.

FORETRUKKET UTFØRELSESFORM

Den i fig. 1 viste koblingen innbefatter et første differen-sialtrinn med transistorene Tl og T2, et andre differensial-trinn med transistorene T3 og T4 og et tredje differensial-trinn med transistorene T5 og T6. Et signal mates inn over inngangstilslutningene 11 og 12. Inngangen 11 er gjennom motstanden RI tilslutttet til basisen i transistoren Tl og gjennom motstanden RI + R2 til basisen i transistoren Tl og gjennom motstanden RI + R2 til basisen i transistoren T4. Basiselektrodene i transistorene T2 og T3 er sammenkoblet

og tilsluttet til inngangen 12 og utgangen 14. Kollektorene i transistorene Tl og T4 er tilsluttet til en konstantstrøm-kilde II og til en inngang på en forsterker F mens kollektorene i transistorene T2 og T3 er tilsluttet til en kon-stantstrømkilde 12 og den andre inngangen på forsterkeren F. De sammenkoblede emitterne i transistorene Tl og T2 er tilsluttet til kollektoren i transistoren T5 i den tredje differensialforsterkeren. Kollektoren i transistoren T6 i samme differensialforsterker er på samme måte tilsluttet til emit-

terene i transistorene T3 og T4. Emitterne i transistorene T5 og T6 er tilsluttet til en konstantstrømkilde Is. Basiselektrodene i transistorene T5 og T6 er tilsluttet til en styrelikespenning Uc. Utgangen på forsterkeren F er gjennom motstanden R3 motkoblet til basiskretsen i transistoren T4 (direkte) og transistoren Tl (via R2). Differensialforster-kerne Tl, T2 og T3, T4 har således ulike motkoblingsgrader.

Kretsen fungerer på følgende måte. Gjennom styrespenningen Uc kan man styre fordelningen av konstantstrømmen Is mellom transistorene T5 og T6. Dette innebærer at emitterne i dif-ferensialforsterkerne Tl, T2 og T3, T4 får tilsvarende strøm-mer. Det er vel kjent at forsterkningen i et differensial-trinn øker med emitterstrømmen. Om f.eks. største delen av strømmen Is ledes gjennom transistorene Tl, T2 mens transistorene T3, T4 fører en meget liten strøm så vil differensialforsterkeren forsterke det innmatede signalet med maksimal

forsterkning mens bidraget fra T3, T4 er ubetydelig. Gjennom motkoblingen via forsterkeren F oppnås en sløyfeforsterkning

som er proporsjonal med

Hvis på andre siden største delen av strømmen Ig styres gjennom differensialforsterkeren T3, T4 vil denne sistnevnte forsterker forsterke inngangssig-nalet og forsterkningen blir proporsjonal med dvs. den blir lavere enn i det forrige tilfellet. Disse to ytter-lighetstilfellene gir grensene for kretsens reguleringsområde . Andre strømfordelninger gir forsterkninger som lig-ger mellom disse grenseverdiene. En analyse av kretsen gir følgende uttrykk for kretsens totale forsterkning A

der Al er forsterkningen i differensialforsterkeren Tl, T2, A2 er forsterkningen i differensialforsterkeren T3, T4 og pi og 32 er motkoblingsfaktoren for tilsvarende motkoblings-nett R3 + R2; RI respektive R3; R2 + RI.

Ved et utførelseseksempel ble motkoblingsnettet dimensjonert slik at forsterkeren ved styresignalets ekstremverdier gav forsterkningen 20 dB og 26 dB. Ved alle mellomliggende ver-dier av styresirrnalet holdt forsterkningen seg innenfor de grenser som kreves for telefonforsterkere og forsterknings-

reguleringen var stabil innenfor gitte toleranser.

I fig. 2 vises en modifisert forsterkningsreguleringskrets ifølge oppfinnelsen der tilbakekoblingsforsterkeren Fl både har balansert inngang og utgang. I dette tilfellet har transistorene Tl og T2 kollektorene sammenkoblet likesom transistorene T2 og T4. Inngangen 11 er koblet til basisen i transistoren Tl gjennom motstanden R4 og til basisen i transistoren T3 gjennom motstanden R4 + R5. Den ene utgangen fra forsterkeren Fl er koblet dels til utgangen 13, dels til basisen i transistoren T3 gjennom motstanden R6. På tilsvarende måte er inngangen 12 koblet til basisen i transistoren T2 gjennom motstanden R7 og til basisen i transistoren T4 gjennom motstanden R7 + R8 mens den andre utgangen på forsterkeren Fl er koblet dels til utgangen 14, dels til basisen i transistoren T4 gjennom motstanden R9. Basisen i .transistorene T2 og T3 er i dette tilfellet ikke sammenkoblet . Koblingen ifølge fig. 2 fungerer i alt vesentlig på samme måte som den i fig. 1 beskrevne, den eneste forskjellen er at også motkoblingskretsen er balansert.

Claims (2)

1. Forsterkningsreguleringskobling innbefattende i det minste en første (Tl, T2) og en andre (T3, T4) transistor-dif f eranse forsterker, hvilke har inngangskretsene parallelt tilsluttet til en signalspenningskilde, karakterisert ved at de transistorer i differenseforsterkerne (T1-T4) som fører likefasede signalstrømmer er sammenkoblet og tilsluttet til inngangssiden på en forsterker (F) med i det minste en inngang, at en strømmatningskrets (Is, T5, T6) er anordnet for til nevnte differansekretser (Tl, T2; T3, T4) å mate emitterstrømmer hvis kvotient er avhengig av en til strømmatnings-kretsen (Is, T5, T6) tilført reguleringstørrelse (Uc), samt at forsterkerens (F) utgang er tilsluttet til inngangen på nevnte første og andre differanseforsterker gjennom et mot-koblingsnett (f.eks. RI, R2, R3), hvilket er slik dimensjonert at disse to differanseforsterkere sammen med nevnte motkoblings-nett ved en og samme emitterstrøm har ulik sløyfeforsterk-ning.

2. Forsterkningsreguleringskobling ifølge krav 1, karakterisert ved at forsterkerens (F) inn- og ut-gangskrets samt motkoblingsnettet (R4, R5, R6; R7, R8, R9) er balansert koblet.