SE454553B - Forsterkare i vilken ingar forsterkningsfordelningsreglering for kaskadkopplade forsterkarsteg - Google Patents

Description

454 553 2 torns bas-emitterbana för att ändra konduktansen i den ytterli- gare transistorns kollektor-emitterbana.

En såsom exempel tjänande tillämpning av föreliggande upp- finning är då man åstadkommer inställbar kärnbildning i en signal, exempelvis såsom är beskrivet i den amerikanska patent- skriften H HN1 121. I ett dylikt kärnbildningskretsarrangemang matas en signal, som skall utsättas för kärnbildning, till in- gången till en linjär förstärkare och till ingången till en begränsningsförstärkare, varvid utgångssignalerna fràn de res- pektive förstärkarna kombineras i motfas så att man erhåller den kärnbildade signalen. Begränsningsförstärkaren inkluderar ett par kaskadkopplade förstärkarsteg som har förstärkningsfördel- ningsreglering på det häri beskrivna sättet. Dà fördelningen av förstärkningen mellan stegen varieras, ändras kärnbildnings- nivån som àstadkommes av kretsen. Begränsningsförstärkarens totala förstärkning hålls i stort sett konstant, och i detta fall säkerställer den, lämpligt anpassad till den linjära för- stärkarens förstärkning, 1 närvaro av ändringar 1 förstärknings- fördelningen integriteten i den kärnbildande verkan vid alla ut- Valda kärnbildningsnivàer.

Andra exempel på tillämpning av föreliggande uppfinning kommer också att betraktas här, exempelvis då man använder den i system för automatisk förstärkningsreglering av mellanfrekvens- förstärkaren för en televisionsmottagare resp. i samband med system för automatisk och manuell reglering av förstärkningen hos krominanskanalen i en färgtelevisionsmottagare.

På bifogade ritning åskådliggör den enda förekommande figuren delvis schematiskt och delvis i form av ett blockschema en förstärkare som är uppbyggd i enlighet med föreliggande upp- innings principer. .

I den visade utföringsformen inkluderar ingàngssteget i en flerstegssignalförstärkare en första differentialförstärkare som arbetar med ett par NPN-transistorer 23, 25 med sammankoppla~ de emitterelektroder. Transistorernas 25 och 25 baselektroder är inkopplade till de respektive klämmorna I och I' hos en signal- källa ll, varför en signal som är representativ för skillnaden mellan potentíalerna som uppträder vid signalkällans klämmor I, I' blir utsatt för förstärkning medelst förstärkaren 20. Mot- 454 553 3 fasiga versioner av den förstärkta signalen uppträder över var sitt belastningsmotstánd 24, 26, vilka är inkopplade mellan den positiva klämman (+V) hos en arbetspotentialkälla och var sin kollektorelektråd hos transistorerna 23 och 25. Förstärkarens 20 arbetsström bestäms av förspänningen hos en såsom strömkälla tjänande NPN-transistor 21, vars kollektorelektrod är direkt ansluten till de sammankopplade emitterelektroderna hos transïs- torerna 23 och 25 och vars emitterelektrod är âterförd direkt till den negativa klämman (dvs. Jord) hos arbetspotentialkällan.

Utgàngssteget från den såsom ett exempel visade flerstegs- signalförstärkaren inkluderar en andra differentialförstärkare 30 som är kaskadkopplad med den första differentialförstärkaren 20. I differentialförstärkaren 30 ingår ett par NPN-transistorer 33, 35 med sammankopplade emitterelektroder. Transistorernas 33 och 35 baselektroder är anslutna till transistorernas 25 resp. 23 kollektorelektroder och de är därvid påverkbara såsom gensvar på var sin utgângssignal från differentialförstärkaren 20. En utgàngssignal från flerstegsförstärkaren uppträder över en be- lastníng 3Ä som är inkopplad mellan +V-klämman och kollektor- elektroden hos transistorn 33. En motfasutgàngssignal från fler- stegsförstärkaren uppträder över en belastning 36 som är in- kopplad mellan +V-klämman och kollektorelektroden hos transis- torn 35. Förstärkarens 30 arbetsström bestäms av förspänningen hos en såsom strömkälla tjänande NPN-transistor 31, vars kollek- torelektrod är direkt ansluten till de sammankopplade emitter- elektroderna och vars emitterelektrod är ansluten direkt till den såsom strömkälla tjänande transistorns 21 baselektrod.

För att de såsom strömkälla tjänande transistorernas 31, 21 bas-emitterövergàngar skall få förspänning i framriktningen är den positiva klämman hos en likförspänningskälla 40 inkopp- lad via ett motstånd 41 till transistorns 31 baselektrod, varvid förbindningspunkten mellan motståndet 41 och transistorns 31 bas är àterförd till den jordade negativa klämman hos källan 40 via seriekombinationen av ett par dioder 42, 43 som är inkopplade med sådan polaritet att de får förspänning i framriktningen av förspänningskällan 40.

Ytterligare en NPN-transistor 53 är inkopplad med sin kollektorelektrod direkt ansluten till baselektroden hos transis- 454 553 ll torn 21 och sin emitterelektrod direkt ansluten till den jordade emitterelektroden hos transistorn 21, varigenom dess kollektor- emitterbana blir shuntkopplad med den såsom strömkälla tjänande transistorns 21 bas-emitterbana. Den positiva klämman hos en variabel likspänningskälla 50 är via ett motstånd 51 inkopplad till baselektroden hos transistorn 55, varjämte förbindnings- punkten mellan motståndet 51 och transistorns 55 bas är åter- förd till den jordade negativa klämman hos källan 50 via en diod 52 som är inkopplad med sådan polaritet att den får för- spänning i framriktningen av spänningskällan 50.

Det är önskvärt att var och en av dioderna 42, 45 och 52 innefattar en NPN-transistor inkopplad i en diodansluten kopp- ling med sin kollektorelektrod direkt ansluten till sin baselekt- rod.

När spänningen vid källans 50 positiva klämma ändras, när den åskàdliggjorda kretsen är i drift, kommer transistorns 55 förspänning att ändras, varigenom konduktansen hos dess kollektor-emitterbana ändras. Den såsom strömkälla tjänande transistorns 21 bas-emitterbana kommer således att shuntas av en likströmimpedans med varierande storlek i beroende av stor- leken hos den positiva spänningen som är pálagd motståndet 51 av källan 50. En ökning av den positiva spänningen medför en minskning av shuntimpedansen, under det att en minskning av den positiva spänningen medför en ökning av shuntimpedansen.

Transistorns 51 bas-emitterbana bildar en spänningsdelare med parallellkombinationen av (a) transistorns 21 bas-emitterbana och (b) transistorns 55 kollektor-emitterbana så att man erhåller en uppdelning av förspänningen som uppträder över de seriekoppla~ de dioderna 42, 45, varvid uppdelningsförhàllandet beror på transistorns 55 konduktans. När den av transistorn 55 presentera- de shuntimpedansen minskar kommer bas-emítterspänningen (Vbe) hos den såsom strömkälla tjänande transístorn 21 att minska, och denna minskning åtföljs av en komplementär ökning av bas-emitter- spänningen hos den såsom strömkälla tjänande transistorn 51. När omvänt den av transistorn 55 presenterade shuntimpedansen ökar kommer Vbe hos transistorn 21 att öka, varjämte denna ökning åt- följs av en komplementär minskning av Vbe hos transistorn 51.

Följden av en ändring i spänningen som tillförs av källan _ _......_::.____ . -. ..._ . _...í....-... J 454 553 5 50 blir således att komplementära variationer i arbetsströmmar- na hos differentialförstärkarna 20 och 30 införs, vilket i sin tur medför komplementära variationer i de respektive förstärk- ningarna hos de båda kaskadkopplade stegen i flerstegsförstärka- ren. Då den av transistorn 53 presenterade likströmimpedansens variation har en försumbar effekt på förspänningen som uppträder över dioderna 42, 43 förblir flerstegsförstärkarens totala för- stärkning, som är proportionell mot produkten av storlekarna hos de respektive stegens arbetsströmmar, väsentligen ostörd efter hand som fördelningen av förstärkningen mellan de respektive stegen ändras.

De ovan beskrivna egenskaperna utnyttjas i den i den ovan- nämnda amerikanska patentskriften U NU1 121 beskrivna kärnbild- ningskretsen. Vid tillämpning av föreliggande uppfinning på detta sätt tjänstgör differentialförstärkarna 20 och 30 såsom kaskadkopplade steg i en flerstegsbegränsningsförstärkare, vars utgàngssignal kombineras 1 motfas med utgångssignalen från en linjär förstärkare, varvid man erhåller en parallellomvandling av ingångssignaler från en gemensam källa. Begränsningsförstärka- rens totala förstärkning, som är bestämd av förspänningen som upprättas över dioderna 42, 43 av källan 40, inställs så att den blir lika med förstärkningen för den parallella linjära omvand- lingsbanan, och följden av att signalerna kombineras blir således att man uppnår noggrann kärnbildning i ingàngssignalerna. Kärn- bildningsdjupet eller -nivån är emellertid utsatt för ändringar via reglering av fördelningen av förstärkning mellan de kaskad- kopplade stegen i begränsningsförstärkaren genom förmedling av ändringar i spänningen som pàläggs av källan 50. En förskjutning av fördelningen i sådan riktning att ingàngsstegets förstärkning ökar medför en minskning av kärnbildningsnivàn (dvs. minskar stor- leken hos den ur ingàngssignalerna uttagna kärnan), medan en för- skjutning av fördelningen i sådan riktning att ingàngsstegets för- stärkning minskar medför en ökning av kärnbildningsniván. Då emellertid begränsningsförstärkarens totala förstärkning är väsentligen ostörd av ändringarna i förstärkningsfördelning kommer kärnbildningens noggrannhet att bli 1 huvudsak säkerställd vid alla valda kärnbildningsnivàer.

I andra tillämpningar av föreliggande uppfinning kan det 454 553 6 också vara önskvärt med självständig ändring av den totala för- stärkningen av flerstegsförstärkaren. I ett sådant fall kan exempelvis källan 40 också tillhandahålla en variabel spänning för införing av total förstärkningsändring. Såsom ett exempel kan differentialförstärkarna 20 och 30 tjänstgöra såsom kaskad- kopplade steg i en flerstegsmellanförstärkare i en televisions- mottagare, varvid källan 40 är bildad av ett såsom gensvar på ett medelst en synkamplitud påverkbart system för automatisk för- stärkningsreglering. Under någonlämplig del av intervallet med automatisk förstärkningsreglering kan källan 50 också bringas att bli påverkbar i beroende av ett motstånd härrörande från sys- temet för automatisk förstärkningsreglering för att därvid rela- fivfi Sett förskåuta fokus för förstärkningsregleringsverkan från ett steg till ett annat steg. I sådana operationer motverkar ändringarna i källans 50 verkan i viss grad verkan hos ändringar- na i källan 40 på förstärkningen i det ena steget under det att verkan av ändringarna i källan 50 förstärker verkan av ändringar- na i källan 40 på det andra stegets förstärkning.

I en annan såsom exempel vald användning för föreliggande uppfinning kan differentialförstärkarna 20 och 50 tjäna såsom kaskadkopplade steg i krominanskanalen hos en färgtelevisions- mottagare inom slingan för ett automatiskt färgregleringssystem med sluten slinga, varvid den automatiska färgregleringsspän- ningen är påverkbar såsom gensvar på amplituden hos en synkkompo- sant härrörande från utgångssignalen från steget 50. Om den till mottagarens demodulatorer förda krominanskomposanten härrör från utgângssignalen från steget 20 istället för från steget 50 kan källan 50 exempelvis tjäna till att åstadkomma en manuell färgreg- leringsfunktion och att därvid inställa storleken hos den avgivna krominanskomposanten utan störningar i den automatiska färgregle- ringsslingan (eftersom stegets 50 utgångsamplitud är väsentligen opåverkad av ändringen i förstärkningsreglering).

Ehuru såsom exempel tjänande tillämpningar av föreliggande uppfinning har beskrivits speciellt i samband med ändring av för- delning av förstärkningen mellan två kaskadkopplade steg skall det framhållas att föreliggande uppfinnings principer utan svårig- het kan utvidgas till ett större antal kaskadkopplade steg.

Claims (9)

454 553 7 Patentkrav

1. Förstärkare, k ä n n e t e c k n a d av första (20) och andra (30) signalförstärkningssteg inkopplade i kaskadkopp- ling och förstärkningsändringsorgan (50-53) kopplade till nämnda första och andra signalförstärkningssteg för att samtidigt ändra de respektive förstärkningarna hos de första och andra signal- förstärkningsstegen i ömsesidigt motsatta riktningar på så sätt att fördelningen av förstärkningen mellan nämnda steg ändras väsentligen utan att förstärkarens totala förstärkning blir störd.

2. Förstärkare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av en källa för likförspänning (50), att nämnda första signal- förstärkningssteg (20) uttar sin arbetsström från kollektorelekt- roden hos en första såsom strömkälla tjänande transistor (21), att nämnda andra signalförstärkningssteg (30) uttar sin arbets- ström från kollektorelektroden hos en andra såsom strömkälla tjänande transistor (31), att bas-emitterbanorna för de första och andra såsom strömkälla tjänande transistorerna är inkopplade i serie över nämnda källa för likförspänning, och att nämnda för- stärkningsändringsorgan inkluderar en variabel likströmimpedans (53) inkopplad över bas-emitterbanan hos den ena av nämnda såsom strömkälla tjänande transistorer.

3. Förstärkare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första (20) och andra (30) signalförstärknings- steg inkluderar första (21) och andra (31) transistorer med var sin baselektrod, emitterelektrod och kollektorelektrod, varvid nämnda första signalförstärkningssteg erhåller sin arbmström från den första transistorns kollektorelektrod och nämnda andra signalförstärkningssteg erhåller sin arbetsström från den andra tran- sistorns kollektorelektrod, en källa (42, 43) för likförspänning, förspänningsorgan för att ge bas-emitterövergàngarna hos nämnda första och andra transistorer förspänning 1 framriktningen, var- vid nämnda basförspänningsorgan innefattar organ (41, 42, 43) för att ansluta de första och andra transistorernas bas-emitter- banor i serie över nämnda förspänningskälla, och en variabel lik- strömimpedans (53) inkopplad över bas-emitterbanan för den ena av nämnda transistorer.

4. Förstärkare enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d 454 553 8 därav, att nämnda variable likströmimpedans innefattar en tredje transistor (53) med bas-, emitter- och kollektorelektroder, var- vid kollektor-emitterbanan för nämnda tredje transistor är inkopp- lad i shunt med bas-emitterbanan hos nämnda ena transistor (21).

5. Förstärkare enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av en diod (52) inkopplad i shunt med bas-emitterbanan hos nämnda tredje transistor, en variabel likspänningskälla (50), och organ inkluderande ett motstånd (51) för att åstadkomma en strömledan- de líkströmkoppling mellan baselektroden hos den tredje transis- torn och nämnda variabla likspänningskälla.

6. Förstärkare enligt krav 5, 'k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda förspänningskälla inkluderar ett flertal serie- kopplade halvledarövergàngar (42, 43), varvid seriekombinationen av ett andra motstånd (41) och en likspänningskälla (40) är shuntkopplad med nämnda flertal seriekopplade halvledarövergángar.

7. Förstärkare enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första signalförstärkningssteg (20) innefattar järde (23) och femte (25) transistorer med var sin bas-, emítter- och kollektorelektrod, varvid de fjärde och femte transistorernas emitterelektroder är gemensamt anslutna till kollektorelektroden hos den första transistorn (2l), och att nämnda andra signalför- stärkningssteg (30) innefattar sjätte (33) och sjunde (35) tran- sistorer med var sin bas-, emítter- och kollektorelektrod, varvid nämnda sjätte och sjunde transistorers emitterelektroder är gemen- samt anslutna till den andra transistorns (31) kollektorelektrod.

8. Förstärkare enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att en källa (ll) för signaler som skall förstärkas är inkopplad mellan baselektroderna hos nämnda fjärde (23) och femte (25) transistorer, att baselektroderna hos nämnda sjätte (33) och sjunde (35) transistorer är mottaktdrivna medelst för- stärkta signaler som uppträder vid nämnda fjärde och femte tran- sistorers kollektorelektroder och att mottaktutgàngssignaler ut- tas från kollektorelektroderna hos nämnda sjätte och sjunde tran- sistorer.

9. Förstärkare enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda ena transistor är den första transistorn (21) och att nämnda andra motstånd (41) är inkopplat mellan nämnda 454 553 9 likspänningskälla (40) och baselektroden hos den andra transis- torn (31).