DE1115768B - Schaltungsanordnung mit einem Summen- und Differenzbildner fuer zwei Niederfrequenzsignale, insbesondere fuer stereophonische UEbertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem Summen- und Differenzbildner für zwei Niederfrequenzsignale A und B, insbesondere für stereophonische Übertragung, z. B. bei Stereophoniesendern und Stereophonieempfängern, bei der das Niederfrequenzsignal A einem ersten und das Niederfrequenzsignal B einem zweiten Folgeverstärker mit jeweils wenigstens teilweise gemeinsamem Ein- und Ausgangskreis zugeführt wird und einer Mittenanzapfung eines zwischen den Ausgangskreisen der beiden Folgeverstärker eingeschalteten Spannungsteilers das Summensignal A + B entnommen wird. Der Summen- und Differenzbildner nach der Erfindung kann sowohl mit Röhren als auch mit Transistoren bestückt werden. Unter Folgeverstärkern mit wenigstens teilweise gemeinsamem Ein- und Ausgangskreis werden bekanntlich bei Röhrenbestückung Anodenbasisverstärker (Kathodenverstärker) und bei Transistorbestückung Verstärker in Kollektorschaltung verstanden.

An solche Summen- und Differenzbildner werden, insbesondere bei Stereophonischen Anwendungen, sehr hohe Anforderungen gestellt, insbesondere in bezug auf die durch den Summen- und Differenzbildner eingeführten Phasenverschiebungen zwischen dem Summen- und dem Differenzsignal, da diese Phasenverschiebungen Übersprechen herbeiführen.

Die Erfindung bezweckt, eine Schaltungsanordnung eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei der nicht nur eine weitgehende Unabhängigkeit von den Eigenschaften der anzuwendenden Röhren oder Transistoren erzielt wird, sondern auch Phasenverschiebungen bei der Summen- und Differenzbildung auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Differenzsignals A—B ein dritter Folgeverstärker mit wenigstens teilweise gemeinsamem Ein- und Ausgangskreis vorgesehen ist, dessen Ausgangskreis jeweils über einen Spannungsteiler mit dem Ausgangskreis des ersten und dem des zweiten Folgeverstärkers verbunden ist und dessen Eingangsspannung dem Ausgangskreis eines Spannungsverstärkers entnommen wird, dessen Eingang an eine Mittenanzapfung eines der mit dem Ausgangskreis des dritten Folgeverstärkers verbundenen Spannungsteiler angeschlossen ist, und daß einer Mittenanzapfung des anderen, an den Ausgangskreis des dritten Folgeverstärkers angeschlossenen Spannungsteilers das Differenzsignal A—B entnommen wird.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der Figuren beispielsweise näher erläutert.

Schaltungsanordnung

mit einem Summen- und Differenzbildner

für zwei Niederfrequenzsignale, insbesondere für stereophonische Übertragung

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 21. Dezember 1959 (Nr. 246 661)

Frans Louis Henri Marie Stumpers

und Rudolf Schutte, Eindhoven (Niederlande),

sind als Erfinder genannt worden

Fig. 1 zeigt einen Summen- und Differenzbildner nach der Erfindung mit Röhrenbestückung, und

Fig. 2 zeigt einen Summen- und Differenzbildner nach der Erfindung mit Transistorbestückung.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit einem mit Röhren bestückten Summen- und Differenzbildner bildet z. B. einen Teil eines Stereophoniesenders, der zur Übertragung von stereophonischen Signalen in dem Band von 30 bis 15000Hz geeignet ist.

Bei dieser Anordnung wird das eine Niederfrequenzsignal A über einen Trennkondensator 1 dem einen Gitterableitwiderstand 2 aufweisenden Steuergitter einer als Anodenbasisverstärker geschalteten Triode 3 zugeführt, in deren Kathodenkreis ein Kathodenwiderstand 4 enthalten ist, der dem Ein- und dem Ausgangskreis des Anodenbasisverstärkers 3 gemeinsam ist. Das andere Niederfrequenzsignal B wird über einen Trennkondensator 5 und einen Gitterableitwiderstand 6 einem Anodenbasisverstärker gleicher Ausführungsform zugeführt, der durch eine Triode 7 mit einem Kathodenwiderstand 8 gebildet wird. An den Ausgangskreisen 4, 8 der Anodenbasisverstärker 3, 7 treten die Niederfrequenzsignale A bzw. B auf, und einer Mittenanzapfung 9 eines

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zwischen den Ausgangskreisen 4, 8 der Anodenbasis- naues Summen- und Differenzsignal der Niederfreverstärker 3, 7 eingeschalteten Spannungsteilers 10 quenzsignale A und B zur weiteren Auswertung in dem wird das Summensignal A + B der Niederfrequenz- Stereophoniesender entnommen,
signale entnommen, das zur weiteren Auswertung im Der erfindungsgemäße Summen- und Differenz-

Stereophoniesender den Ausgangsklemmen 11 ent- 5 bildner bedingt nicht nur eine weitgehende Unabnommen wird. hängigkeit von den Eigenschaften des Spannungs-

Zur Bildung des Differenzsignals A—B der stereo- Verstärkers 16, sondern auch unter Anwendung der phonischen Signale A und B enthält die Anordnung identischen Anodenbasisverstärker 3, 7 und 12, die je einen dritten Anodenbasisverstärker 12 mit einem auf gleiche Weise belastet werden, eine weitgehende Kathodenwiderstand 13, der dem Ein- und Ausgangs- i° Verringerung der Phasenverschiebungen bei der Sumkreis des Anodenbasisverstärkers 12 gemeinsam ist. men- und Differenzbildung der Niederfrequenz-Der Ausgangswiderstand 13 des Anodenbasisverstär- signale Λ und B. Außerdem werden Phasenverschiebunkers 12 ist jeweils über einen Spannungsteiler 14 gen bei der weiteren Verarbeitung des Summen- und bzw. 15 mit dem Kathodenwiderstand 4 bzw. 8 des Differenzsignals praktisch vermieden, da die Ausgangsersten und des zweiten Anodenbasisverstärkers 3 bzw. 7 15 impedanz des Summen- und Differenzbildners, an den verbunden, und die Eingangsspannung dieses Anoden- Ausgangsklemmen 11 und 20 gemessen, genau diebasisverstärkers 12 wird dem Ausgangskreis eines selbe ist.

Spannungsverstärkers 16 entnommen. Dabei ist das Auf diese Weise werden Phasenverschiebungen bei

Steuergitter des Spannungsverstärkers 16 über einen der Summen- und Differenzbildung bis zu sehr hohen Trennkondensator 17 an eine Mittenanzapfung 18 des 20 Frequenzen vermieden; etwaige dennoch bei sehr zwischen den Kathodenwiderständen 8,13 der Anoden- hohen Frequenzen auftretende Phasenverschiebungen basisverstärker 7, 12 eingeschalteten Spannungs- infolge Streuimpedanzen, z. B. Streukapazitäten der tellers 15 angeschlossen. Einer Mittenanzapfung 19 Verstärkerröhre 16, können auf einfache Weise durch des zwischen den Kathodenwiderständen 4,13 der eine zwischen der Kathode des Anodenbasisverstär-Anodenbasisverstärker 3, 12 liegenden Spannungs- 25 kers 7 und der Anzapfung 18 des Spannungsteilers 15 tellers 14 wird das Differenzsignal A—B entnommen, eingeschaltete Impedanz, vorzugsweise einen kleinen das zur weiteren Auswertung in dem Stereophonie- Ausgleichskondensator 29, kompensiert werden,
sender den Ausgangsklemmen 20 entnommen wird. Bei einer Weiterbildung der Anordnung nach der

In dieser Ausführungsform wird der Spannungs- Erfindung ist der Eingangskreis des Anodenbasisverstärker 16 durch eine Triode gebildet, die mit 30 Verstärkers 12 gleichstrommäßig mit dem Ausgangseinem Gitterableitwiderstand 21 und einer zur Arbeits- widerstand 24 des Spannungsverstärkers 16 verbunden, punkteinstellung der Triode 16 in dem Kathodenkreis und die an dem Ausgangswiderstand 24 auftretende enthaltenen Parallelschaltung eines Kathodenwider- Gleichspannung wird zugleich über ein Glättungsstands 22 und eines Glättungskondensators 23 ver- filter aus einem Reihenwiderstand 26 und einem sehen ist. Die verstärkten Signale werden einem in 35 Glättungskondensator 27 und über eine Leitung 28 dem Anodenkreis enthaltenen Anodenwiderstand 24 den Gitterableitwiderständen 2 bzw. 6 der Anodenentnommen, der über die Leitung 25 an das Steuer- basisverstärker 3 bzw. 7 zugeführt, wodurch eine idengitter des Anodenbasisverstärkers 12 angeschlossen ist. tische Einstellung der Anodenbasisverstärker 3, 7, 12

Bei der geschilderten Schaltungsanordnung wird die erzielt wird. Die Spannungsteiler 10, 14, 15 zwischen an der Anzapfung 18 des Spannungsteilers 15 auf- 40 den Anodenbasisverstärkerc 3, 7, 12 werden daher tretende Spannung, die durch die halbe algebraische nicht von Gleichstrom durchflossen, wodurch einer-Summe der an dem Kathodenwiderstand 8 des Anoden- seits keine Trennkondensatoren notwendig sind, die basisverstärkers 7 auftretenden Spannung B und der gegebenenfalls Phasenverschiebungen herbeiführen am Kathodenwiderstand 13 des Anodenbasisver- könnten, während andererseits der praktische Vorteil stärkers 12 auftretenden Spannung gebildet wird, nach 45 erzielt wird, daß bei der Einstellung der Spannungs-Spannungsverstärkung mit einem Faktor g-gegenphasig teiler 10, 14, 15 das Auftreten von Krachstörungen über den Anodenbasisverstärker 12 dem Kathoden- verhütet wird.

widerstand 13 zugeführt. Auf diese Weise entsteht am In dieser Ausführungsform ist der veranschaulichte

Kathodenwiderstand 13 des Anodenbasisverstärkers 12 Summen- und Differenzbildner besonders einfach; es eine Spannung V, die durch die Formel 50 können nämlich für die Röhren 3, 7 bzw. 12, 16 Ver

bundröhren verwendet werden, während die Einzel-

γ __ S^ β teile der geschilderten Anordnung einander gleich

st + 2 gemacht werden können, z. B. die Kathodenwider

stände 4, 8 und 13, die Spannungsteiler 10,14 und 15,

gegeben wird. Diese Spannung Fist bei einem hin- 55 die Widerstände 2,6 und 26 sowie die Kondensatoren 1 reichend großen Verstärkungsfaktor g von z. B. 50, und 5. Dieser Summen- und Differenzbildner ist dabei ganz unabhängig von den Eigenschaften des Spannungs- sehr wenig gegen Speisespannungsschwankungen empverstärkers 16, in der Amplitude praktisch gleich, aber findlich und weitgehend unabhängig von den Eigenin der Polarität entgegengesetzt der über dem Katho- schäften der verwendeten Röhren 3, 7, 12 und 16 denwiderstand 8 des Anodenbasisverstärkers 7 auf- 5o sowie der Einzelteile, weshalb dieser Summen- und tretenden Spannung·!?, so daß, wie vorstehend bemerkt, Differenzbildner einerseits aus billigen Einzelteilen zuder Mittenanzapfung 19 des zwischen den Kathoden- sammengebaut werden kann und andererseits der Erwiderständen 4 und 13 der Anodenbasisverstärker 3,12 satz der Röhren und Einzelteile besonders leicht durchangeschlossenen Spannungsteilers 14 das Differenz- führbar ist.

signal der Niederfrequenzsignale A und B entnommen 65 Durch die Maßnahmen nach der Erfindung wird werden kann. - somit ein Summen- und Differenzbildner erhalten,

Bei angemessener Einstellung der Spannungsteiler dessen Ausführungsform und Eigenschaften für prak-10, 14 wird den Ausgangsklemmen 11 und 20 ein ge- tische Anwendungen besonders vorteilhaft sind.

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Von einer in der Praxis ausführlich erprobten Anordnung der beschriebenen Art werden nachstehend einige Daten angegeben:

Röhren 3, 7 und 12,16 Philips

Doppeltrioden E 80 CC

Widerstände 4, 8, 13 22 kOhm

Spannungsteiler 10, 14, 15 20 kOhm

Widerstände 2, 6, 26 470 kOhm

Kondensatoren 1, 5 0,1 y.F

Kondensator 27 1 ^F

Widerstand 24 100 kOhm

Kondensator 17 0,47 [xF

Kondensator 29 6,8 pF

Widerstand 22 2,2 kOhm

Kondensator 23 100 ^F

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Summen- und Differenzbildners nach der Erfindung mit Transistorbestückung, wobei statt der Anodenbasisverstärker der Röhrenbestückung Verstärker in Kollektorschaltung verwendet werden.

Bei dieser Anordnung werden die Niederfrequenzsignale A bzw. B über Kondensatoren 30, 31 den Basiselektroden der Kollektorverstärker 32, 33 mit Emitterwiderständen 34, 35 zugeführt, die den Ein- und Ausgangskreisen der Kollektorverstärker 32, 33 gemeinsam sind. An diesen Emitterwiderständen treten somit die Signale A und B auf, so daß an einer Mittenanzapfung 36 eines zwischen diesen Emitterwiderstän- den 34, 35 eingeschalteten Spannungsteilers 37 das Summensignal der Niederfrequenzsignale A und B auftritt, das den Ausgangsklemmen 38 entnommen wird.

Zur Bildung des DifFerenzsignals enthält die Anordnung einen dritten Kollektorverstärker 39 mit einem Emitterwiderstand 40, der dem Ein- und Ausgangskreis des Kollektorverstärkers 39 gemeinsam ist. Das Eingangssignal des Kollektorverstärkers 39 wird einem Ausgangswiderstand 46 eines Transistorspannungsverstärkers 41 in Emitterschaltung entnommen, dessen Eingang über eine Leitung 42 und einen Trennkondensator 43 an einer Mittenanzapfung 44 eines zwischen dem Emitterwiderstand 40 und dem Emitterwiderstand 35 der Kollektorverstärker 33, 39 angeschlossenen Spannungsteilers 45 liegt. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält der Transistorverstärker 41 in Emitterschaltung einen zur Arbeitspunkteinstellung dienenden Emitterwiderstand 47, während zur Temperaturstabilisierung des Transistors 41 zwischen der Kollektorelektrode und der Basiselektrode ein Stabilisierungswiderstand 48 eingeschaltet ist.

Wie bereits an Hand der Fig. 1 erörtert wurde, entsteht auf diese Weise am Emitterwiderstand 40 des Kollektorverstärkers 39 eine Spannung, deren Polarität entgegengesetzt der der über dem Emitterwiderstand 35 des Kollektorverstärkers 33 auftretenden Spannung B und deren Größe gleich dieser Spannung ist, so daß an einer Mittenanzapfung 49 eines zwischen den Emitterwiderständen 34, 40 der Transistoren 32, 39 eingeschalteten Spannungsteilers 50 das Differenzsignal der Niederfrequenzsignale A und B auftritt, das zur weiteren Auswertung den Ausgangsklemmen 51 entnommen wird. Ähnlich dem röhrenbestückten Summen- und Djfferenzbildner stellt der transistorbestückte Summen- und Differenzbildner sicher, daß Phasenverschiebungen bei der Summen- und Differenzbildung weitgehend herabgemindert werden, während etwaige noch verbleibende Phasenverschiebungen bei sehr hohen Frequenzen infolge Streuimpedanzen durch einen kleinen Kondensator 52 zwischen dem Emitterwiderstand 35 des Kollektorverstärkers 33 und der Mittenanzapfung 44 des Spannungsteilers 45 ausgeglichen werden.

Damit die Anwendung von Trennkondensatoren zwischen den Spannungsteilern 37, 45, 50 entbehrlich ist und um Krachstörungen bei der Einstellung der Spannungsteiler 37, 45, 50 zu vermeiden, wird dafür gesorgt, daß die Arbeitspunkteinstellung der Transistoren 32, 33 gleich der Arbeitspunkteinstellung des Transistors 39 ist, dessen Basiselektrode gleichstromdurchlässig an den Kollektorwiderstand 46 des Transistors 41 angeschlossen ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Basiselektroden der Transistoren 32, 33 jeweils an eine Anzapfung eines zwischen der negativen Spannungsklemme 53 der Speisespannungsquelle und Erde eingeschalteten Spannungsteilers 54, 55 bzw. 56, 57 angeschlossen werden.

Auch bei der Transistorausführung können die Einzelteile weitgehend gleich gewählt werden, z. B. die Emitterwiderstände 34, 35 und 40, die Spannungsteiler 37, 45 und 50, die Widerstände 54, 55, 56 und 57 und die Kondensatoren 30 und 31, während der Summen- und Differenzbildner auch in diesem Falle für Speisespannungsschwankungen wenig empfindlich und weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der angewandten Transistoren und Einzelteile ist.

Wie vorstehend ausführlich erörtert wurde, sind die Eigenschaften und die Vorteile der geschilderten Summen- und Differenzbildner in der Transistorbestückung weitgehend denen der Röhrenbestückung ähnlich.

Vollständigkeitshalber werden nachstehend einige Daten einer in der Praxis ausführlich erprobten Ausführungsform angegeben:

Transistoren 32, 33, 39, 41 OC 45

Widerstände 34, 35, 40 10 kOhm

Spannungsteiler 37, 45, 50 20 kOhm

Kondensatoren 30, 31 10 μΈ

Kondensator 43 10 μΡ

Widerstände 54, 55, 56, 57 lOkOhm

Widerstand 46 10 kOhm

Widerstand 47 470 Ohm

Widerstand 48 560 kOhm

Kondensator 52 22 pF

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung mit einem Summen- und Differenzbildner für zwei Niederfrequenzsignale A und B, insbesondere zur Anwendung bei stereophonischen Übertragungen, bei der das Niederfrequenzsignal A einem ersten und das Niederfrequenzsignal B einem zweiten Folgeverstärker mit jeweils wenigstens teilweise gemeinsamem Ein- und Ausgangskreis zugeführt wird und einer Mittenanzapfung eines zwischen den Ausgangskreisen der beiden Folgeverstärker eingeschalteten Spannungsteilers das Summensignal A -\-B entnommen wird, da durch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Differenzsignals A—B ein dritter Folgeverstärker (12) mit wenigstens teilweise gemeinsamem Ein- und Ausgangskreis (13) vorgesehen ist, dessen Ausgangskreis jeweils über einen Spannungsteiler (14, 15) mit dem Ausgangskreis (4,8) des ersten (3) und dem des zweiten Folgeverstärkers (7) verbunden ist und dessen Eingangsspannung dem Ausgangskreis (24) eines Spannungsverstärkers (16) entnommen wird,

dessen Eingang an eine Mittenanzapfung (18) eines der mit dem Ausgangskreis (13) des dritten Folgeverstärkers (12) verbundenen Spannungsteiler (15) angeschlossen ist, und daß einer Mittenanzapfung (19) des anderen, an den Ausgangskreis des dritten Folgeverstärkers (12) angeschlossenen Spannungsteilers (14) das Differenzsignal A—B entnommen wird (Fig. 1).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mittenanzapfung (18) des Spannungsteilers (15), die an den Eingangskreis des Spannungsverstärkers (16) angeschlossen ist, und dem Ausgangskreis (8) des über diesen Spannungsteiler (15) mit dem dritten Folgeverstärker (12) verbundenen Folgeverstärkers (7) ein Ausgleichskondensator (29) eingeschaltet ist (Fig. 1).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Summen- und Differenzbildner mit Röhrenbestückung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch einen Anodenwiderstand (24) gebildete Ausgangskreis des Spannungsverstärkers (16) gleichstrommäßig mit dem Steuergitter des dritten, als Anodenbasisverstärker ausgebildeten Folgeverstärkers (12) verbunden ist, während zur gleichen Arbeitspunkteinstellung der beiden anderen, gleichfalls als Anodenbasisverstärker ausgebildeten Folgeverstärker (3,7) die Gitterableitwiderstände (2,6) dieser beiden Anodenbasisverstärker über ein Glättungsfilter (26,27) ebenfalls an den Anodenwiderstand (24) des Spannungsverstärkers (16) angeschlossen sind (Hg. 1).

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Summen- und Differenzbildner mit Transistorbestückung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch einen Kollektorwiderstand (46) gebildete Ausgangskreis des als Transistorverstärker in Emitterschaltung ausgebildeten Spannungsverstärkers (41) gleichstrommäßig mit der Basiselektrode des als Kollektorverstärker ausgebildeten dritten Folgeverstärkers (39) angeschlossen ist und daß zur gleichen Arbeitspunkteinstellung der beiden anderen, gleichfalls als Kollektorverstärker ausgebildeten Folgeverstärker (32, 33) die Basisvorspannung jedes dieser Kollektorverstärker durch einen zwischen den Speisespannungsklemmen eingeschalteten Spannungsteiler (54, 55 bzw. 56, 57) stabilisiert wird (Fig. 2).

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kollektorelektrode und der Basiselektrode des Transistorspannungsverstärkers (41) in Emitterschaltung ein Stabilisierungswiderstand (48) eingeschaltet ist (Fig. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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