DE1294479B - Schaltungsanordnung zur Verringerung der Wirkungsgradverluste in einem rueckgekoppelten Transistorverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Wirkungsgradverluste in einem rückgekoppelten Transistorverstärker mit einem Zuführungspunkt für die Eingangs- und Rückkoppelungssignale auf der Eingangsseite des Verstärkers und einer Endstufe mit einer anpassungsfähigen Ausgangsimpedanz und einem geerdeten Kollektor.

Es ist an sich allgemein bekannt, in der Endstufe von Transistorverstärkern sowohl innerhalb des hörfrequenten Bereichs als auch innerhalb des Hochfrequenzbereichs eine geerdete Kollektorverbindung zu benutzen; dabei hat eine Endstufe eine kleine Phasenverschiebung und eine konstante Spannungsverstärkung bis hinauf zu hohen Frequenzen. Es sind auch schon Verstärkerschaltungen bekannt, die in der Endstufe eine geerdete Kollektorverbindung aufweisen und infolgedessen eine sehr kleine Ausgangsimpedanz darbieten. Bei Anwendung von Rückkoppelungsschaltungen sinkt diese Ausgangs- ao impedanz sogar noch stärker ab. Wünscht man die Ausgangsimpedanz der Belastung durch einen Widerstand der Ausgangsbelastung anzupassen, dessen Größe der Größe der Belastung entspricht, die in Reihe mit dem Ausgang liegt, dann beträgt die Klemmenspannung die Hälfte der Ausgangsspannung, was natürlich in sich schließt, daß die Hälfte der Ausgangsleistung in dem Anpassungswiderstand zur Ausnutzung gelangt. Gleichzeitig wird auch noch der Impedanzpegel im Emitterkreis angehoben; daraus ergibt sich, daß sich hinsichtlich der Auswahl der Stromkreiselemente bei höheren Frequenzen zusätzliche Schwierigkeiten ergeben. Das bedeutet, daß in dem Rückkoppelungskreis ein um 3 db höherer Wirkungsgrad gewonnen wird im Vergleich mit einer Schaltung, in welcher die Ausgangsspannung nicht mit Hilfe einer Serienimpedanz halbiert werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an sich niedrige Ausgangsimpedanz der geerdeten Kollektorstufe in dem Emitterkreis dadurch zu erhöhen, daß man in den Emitterkreis ein Ausgangsnetzwerk einschaltet, welches aus zwei im Gleichgewicht miteinander stehenden parallelen Zweigen besteht.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Emitter des Transistors in der Endstufe an zwei parallele Stromzweige angeschlossen ist, von denen der eine über die Belastungsimpedanz des Verstärkers an Erde gelegt ist, während eine Ausgleichsimpedanz in Reihe mit der Belastungsimpedanz liegt, und der andere Stromzweig über eine zweite Ausgleichsimpedanz und eine Impedanz, die gleich der Belastungsimpedanz ist, an den Zuführungspunkt für die Eingangs- und Rückkoppelungssignale angelegt ist, während eine Querimpedanz zwischen den Anschlußpunkten der beiden Impedanzen der entsprechenden Stromzweige liegt und so dimensioniert ist, daß man aus dem Verstärker eine Ausgangsimpedanz mit dem gewünschten Wert erhält, wobei die Ausgleichsimpedanzen so dimensioniert sind, daß die Querimpedanz praktisch stromlos ist, wenn an dem Ausgang keine reflektierten Signale in Erscheinung treten, und daß außerdem zwischen dem Zuführungspunkt für die Eingangs- und Rückkoppelungssignale und der Endstufe mindestens eine Transistorstufe für die Spannungsverstärkung liegt, die so angeschlossen ist, daß die Endstufe zwischen der Basis dieses Transistors und Erde gesteuert wird.

In der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert werden. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für die neue Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Wie man aus der Zeichnung ersieht, besteht die Schaltungsanordnung nach der Erfindung aus einem rückgekoppelten Transistorverstärker mit einem Zuführungspunkt A, auf welchen sowohl ein Eingangssignal über einen Widerstand e als auch ein Rückkoppelungssignal aus einer Endstufe gegeben wird. Ein Transistor T1, der eine Verstärkerstufe darstellt, ist mit seiner Basis an den Zuführungspunkt angeschlossen, während sein Emitter-Kollektor-Kreis zwischen Erde und dem Eingang der Endstufe liegt. Die Basis eines zweiten Transistors T 2 stellt den Eingang in die Endstufe dar. Der Kollektor dieses Transistors ist geerdet, während sein Emitter mit zwei parallelen Stromzweigen verbunden ist. Einer dieser beiden Stromzweige liegt über die Belastungsimpedanz R 0 des Verstärkers, der in Reihe mit einer Ausgleichsimpedanz d liegt, an Erde. Der andere Stromzweig liegt über eine Ausgleichsimpedanz a, die in Reihe mit einer Impedanz c liegt, an dem Zuführungspunkt A. Die Impedanz c ist genauso groß wie die Belastungsimpedanz R 0. Zwischen den Anschlußpunkten B und C bzw. zwischen den beiden Impedanzen dieser Stromzweige liegt eine Querimpedanz b, deren Größe durch die gewünschte Größe der Ausgangsimpedanz der Verstärkerschaltung gegeben ist, wie sie sich zwischen den Punkten X und C messen läßt. Der Zuführungspunkt A nimmt also einen Potentialwert an, der praktisch der Wert des geerdeten Punktes D ist. Auf diese Weise kann man also durch geeignete Bemessung der Ausgleichsimpedanzen α und d die Querimpedanz b stromlos halten, wenn keine reflektierten Signale aus dem Ausgang kommen. Durch diesen Gleichgewichtszustand ergibt sich dann keinerlei Wirkungsgradverlust in der Querimpedanz b. Die Ausgleichsimpedanz d erhält annähernd den Wert von RO/F, worin F der Verstärkungsfaktor ist. Infolgedessen ist d im allgemeinen eine niedrige Impedanz, deren Betrag beträchtlich kleiner ist als die in den herkömmlichen Schaltungsanordnungen erforderliche Anpassungsimpedanz; dadurch ist dann aber auch der Wirkungsgradverlust klein. Der Wirkungsgradverlust in der Impedanz α ist der gleiche wie in der Impedanz d, d. h. also sehr niedrig, und der Wirkungsgradverlust in der Impedanz c ist infolge der Gleichgewichstbedingungen annähernd vernachlässigbar klein.

Der Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß man jetzt die guten Eigenschaften einer geerdeten Kollektorstufe hinsichtlich der Verzerrung durch Harmonische ausnutzen kann und gleichzeitig geringere Wirkungsgradverluste erzielt als in den bisher bekanntgewordenen Schaltungsanordnungen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Verringerung der Wirkungsgradverluste in einem rückgekoppelten Transistorverstärker mit einem Zuführungspunkt für die Eingangs- und Rückkoppelungssignale auf der Eingangsseite des Verstärkers und einer End-

   stufe mit einer anpassungsfähigen Ausgangsimpedanz und einem geerdeten Kollektor, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Transistors in der Endstufe an zwei parallele Stromzweige angeschlossen ist, von denen der eine über die Belastungsimpedanz (R 0) des Verstärkers an Erde gelegt ist, während eine Ausgleichsimpedanz (d) in Reihe mit der Belastungsimpedanz liegt, und der andere Stromzweig über eine zweite Ausgleichsimpedanz (a) und eine Impedanz (c), die gleich der Belastungsimpedanz (RO) ist, an den Zuführungspunkt (A) für die Eingangs- und Rückkoppelungssignale angelegt ist, während eine Querimpedanz (b) zwischen den

   Anschlußpunkten (B, C) der beiden Impedanzen der entsprechenden Stromseite liegt und so bemessen ist, daß man aus dem Verstärker eine Ausgangsimpedanz mit dem gewünschten Wert erhält und die Ausgleichsimpedanzen (a, d) so bemessen sind, daß die Querimpedanz (Jb) praktisch stromlos ist, wenn an dem Ausgang keine reflektierten Signale in Erscheinung treten, und daß außerdem zwischen dem Zuführungspunkt für die Eingangs- und die Rückkoppelungssignale und der Endstufe (T 2) mindestens eine Transistorstufe (Tl) für die Spannungsverstärkung liegt, die so angeschlossen ist, daß die Endstufe zwischen der Basis dieses Transistors und Erde steuerbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen