SE420142B - Kretsanordning for kontroll av vilostrommen i ett forsterkarsteg av klass ab - Google Patents

Description

8902484-7 10 15 20 25 förstärkaren.

Kretsanordningen är därvid kännetecknad så som det framgår av känne- tecknande delen av patentkravet 1.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogad rit- ning i vilken figur 1 visar ett kretsschema över en klass AB-förstär- kare i vilken kretsanordningen enligt uppfinningen ingår, figur 2 visar ett diagram över sambanden mellan vissa storheter, vilka uppträder i kretsschemat enligt figur 1.* FÖREDRAGNÅ UTFÖRINGSFORMER I figur 1 är visat ett förstärkarsteg av klass AB, vilket är uppdelat i tvâ separat motkopplade slingor. Den första motkopplade slingan inne- håller en summator S1, vilken över edæplusingâng mottar den inkommande signalspänningen UIN. Utgângen hos kretsen S1 är ansluten till ingången av en förstärkare A1 med mycket hög râförstärkning pch ingângsimpedans (A,Zin =~). Utgängen av förstärkaren A1 är ansluten till basen hos en transistor, i figur 1 visad som en bipolär npn-transistor, vilken är inkopplad i förstärkarstegets huvudströmvåg mellan de båda terminalerna +V, -V hos en matningsspânningskälla. En belastning Z, exempelvis in- duktansen hos en avlänkningsspole, är i serie med ett motstånd R1 an- sluten till referenspotential (jord). Spänningsfallet U1 över avkän- ningsmotstândet R1 år kopplat till en andra plusingång och till en mi- nusingâng hos summatorn S1, så att den motkopplade slingan erhålles.

Strömmen IL genom belastningen avkänns således av motståndet R1 och motkopplas via summatorn tillbaks till ingången av förstärkarsteget.

Den andra motkopplade slingan utgörs av en andra summator S2, en för- stärkare A2 med hög râförstärkning och ingângsimpedans, en transistor T2 av npn-typ och ett motstånd R2 anslutet till den andra terminalen '-V hos matningsspänningskällan. Strömmen I2 genom transistorn T2, dvs i förstärkarstegets huvudströmväg avkånnes av motståndet R2 och en mot denna ström proportionell spänning U2 kopplas till summatorn S2 8002484-7 på samma sätt som i den första motkopplade slingan.

Förstärkarsteget arbetar så att då en viss vilospänning Uo är ansluten och inspänningen UIN = 0, styrs de båda transistorerna så att de arbe- tar inom sitt lineära omrâde och en viss viloström Io flyter i för- 5 stärkarstegets huvudströmväg mellan förspänningskällans bâda termina- ler +V, -V. Kravet pâ förstärkarsteget är då att strömmenll genom be- lastningen Z skall vara noll, eftersom UIN = 0. Antages att vilospän- ningen Uo är positiv relativt referensjord gäller att spänningsfallet över motståndet R2 är lika med.R2.I2 = Uo, eftersom Uo > O och punkten 10 2 ligger på en potential nära 0 (virtuell jord) beroende på den höga förstärkningen i förstärkaren A2, dvs I1 = Uo/R2 Samtidigt är spänningsfallet över motståndet R1 lika med R1.IL= 0, eftersom UIN = D, dvs 15 IL= 0 Således är strömmen genom belastningen lika med noll då insignalen är lika med noll, och viloströmmen Io = I1 = I2 = Uo/R2 är bestämd enbart av vilospänningen Uo och motståndet R2.

För UIN S Uo gäller att belastningsströmmen IL leds genom transistor 20 T2. Genom transistorerna T1 och T2 flyter dessutom viloströmmen Io samt eventuellt en överskottsström om R2 < R1.

För UIN = 0 flyter viloströmmen Io genom båda transistorerna T1 och T2. Lastströmmen IL är dl = 0. För UIN > Uo gäller att belastnings- strömmen IL leds genom transistor T1. Strämmen I2 är då = O. Följan- 25 de samband gäller: IL ä UIN/R1 I2 = (Uo-UIN>/R2 = Io - UIN/R2 för 12 > 0 11 = IL + 12 för 11 > 0 Lastströmmen IL bestäms således endast av den första motkopplade sling- 30 an innehållande motståndet R1, och inspänningen UIN. soo24s4-vi 10 15 2D 25 30 Diagrammet enligt figur 2 âskâdliggör variationen hos transistorström- marna I1 och I2 samt lastströmmen IL (för I1 5 0) som funktion av in- spänningen UIN. För UIN 2 Uo år enligt ovan I2 = 0 och lastströmmen ut- görs av enbart strömmen I1 genom transistorn T1. För UIN 5 Uo samman- sätts strömmen IL av bâde strömmen I1 och I2 men lastströmmens värde är lika med UIN/R1 dvs beroende enbart av den första motkopplade sling- an och inspänningen UIN. Diagrammet enligt figur 2 visar emellertid att transistorströmmarna I1 och I2 får olika förlopp beroende pâ motkopp- lingsgraden i de båda slingorna. Denna bestäms av värdet pâ avkännings- motstânden R1 resp R2.

För R1 > R2 gäller att transistorströmmen I1 ökar i takt med högre ne- gativt värde pâ inspänningen UIN, varvid transistorströmmen -I2 avtar i motsvarande grad så att lastströmmen hela tiden avtar i proportion mot -UIN, jfr de streckprickade linjerna i figur 2.

För R1 < R2 avtar i stället strömmen I1 mot noll då UIN ökar mot högre 'negativt värde och strömmen I2 avtar mindre än föregående fall, jfr de streckade linjerna i figur 2. Eftersom strömmen I1 mäste vara större än noll fås i detta fall en begränsning i utstyrningsomrâdet hos för- stärkaren vid inspänningsvärdet UINO och lastströmsvärdet ILO. I gräns- fallet (heldragna linjer i figur 2) då R1 = R2 fås att I1 = Io och I2 blir lika med lastströmmen minus den konstanta viloströmmen Io.

Det är uppenbart att en sådan motkopplingsgrad hos förstärkaren som bestäms av villkoret R1 > R2 enligt ovan är att föredraga, eftersom detta ger ett stort utstyrningsomrâde för inspänningen UIN. I fallet R1 < R2 fâs enligt figur 2 en begränsning av inspänningen UIN och lastströmmen IL.

Kretsanordningen enligt uppfinningen kan även tillämpas i sådana för- stärkare som i stället för bipolära transistorer enligt figur 1 inne- håller NOS-transistorer, exempelvis av VMÖS-typ. Likaså kan anordning- en tillämpas då transistorerna T1 och T2, antingen dessa är bipolära eller av MOS-typ, är anordnade komplementärt.

Claims (3)

1. 0 15 20 5 8002484-7 P A T E N T K R A V 1 Kretsanordning för kontroll av viloströmmen i ett förstärkarsteg av klass AB, vilket innehåller ett första förstärkningselement (T1) för att leda en första huvudström (I1) i beroende av en insignalspän- ning (UINJ till steget samt ett andra förstärkningselement (T2) för att leda en andra huvudström (12) i beroende av insignalspänningen (UIN) och av en konstant.vilospänning (Uo) till steget, varvid en be- lastning (Z, R1) är ansluten till sammanbindningspunkten mellan det första och det.andra förstårkningselementet och till en första refe- renspotential (jord), k ä n n e t e c k n a d av en första motkopp- lingsslinga till det första förstärkningselementet (T1) bestående av ett i belastningsvägen inkopplat första avkänningselement (R1) för av- känning av lastströmmen och för att bilda en storhet vars värde beror av lastströmmen samt en summator (S1) ansluten via en första förstär- kare (A1) till styrelektroden hos det första förstärkningselementet för summering av insignalen och nämnda av lastströmmen beroende värde, av en andra motkopplingsslinga till det andra förstärkningselementet (T2) bestående av ett i huvudströmvägen inkopplat andra avkännings- element (R2) för avkänning av nämnda huvudström och för att bilda en storhet vars värde beror av den andra huvudströmmen, samt en andra summator (S2) ansluten via en förstärkare till styrelektroden hos det andra förstärkningselementet (T2) för summering av nämnda vilospänning (Uo) och det av den andra huvudströmmen (12) beroende värdet.

2. Kretsanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e o k n a d av att det första avkänningselementet utgörs av ett motstånd (R1) anslutet i serie med en impedans (Z), vilka bildar nämnda belastning (Z, R1) samt att det andra avkänningselementet utgörs av ett motstånd (R2) an- slutet till emittersidan hos den andra transistorn (T2) och till en andra referenspotential (-V).

3. Kretsanordning enligt patentkraven 1-2, k ä n n e t e c k n a d av att resistansen hos det första motståndet (R1) är vald större än re- sistansen hos det andra motståndet (R2) för att uppnå högre motkopplings- grad i den andra slingan jämfört med motkopplingsgraden i den första slingan.