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Schaltungsanordnung zum Zuführen einer Gleichspannung an eine Belastung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, zum Zuführen einer Gleichspannung
an eine Belastung. Sie betrifft insbesondere das Problem, daß die Belastung, z.
B. ein Verstärker, aus einer zur Verfügung stehenden Gleichspannungsquelle gespeist
werden muß, wobei die Erdpunkte der Gleichspannungsquelle und der Belastung noch
frei wählbar sein müssen. So kann es z. B. vorkommen, daß man aus der gleichen Speisequelle
einen Vorverstärker und einen Endverstärker speisen will, die durch ein langes Kabel
miteinander verbunden sind. Wenn diese Verstärker keine Gleichstromtrennung aufweisen,
wie es bei Transistorverstärkern üblich ist, so können unerwünschte Signalströme
durch die Speisequelle und ihre Verbindungsleitungen mit den Verstärkern entstehen,
was- zu unerwünschten Kopplungen führt. Dieses Problem könnte natürlich dadurch
vermieden werden, daß eine einzige Speisequelle verwendet wird und die Speisung
des einen Verstärkers über. das
genannte Kabel erfolgt; aber dies hat im allgemeinen
den Nachteil, daß dabei zuviel Speiseenergie verloren geht, während das Kabel auch
nicht immer geeignet ist, diesen Speisestrom zu verarbeiten. Auch wenn die Verstärker
eine Gleichstromtrennung aufweisen, können trotzdem ähnliche Probleme entstehen.
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Die Erfindung bezweckt, eine einfache Lösung für dieses Problem zu
schaffen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung zwischen den Emittern
zweier Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps angeschlossen ist, an deren
Kollektoren eine Speisespannung angelegt ist und deren Basen miteinander über einen
Kreis verbunden sind, an dem ein kleinerer Spannungsunterschied als der Wert der
Speisespannung entsteht.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 enthält eine Gleichspannungsquelle
1 und eine Belastung 2. Zum Zuführen der Spannung der Quelle 1 zur
Belastung 2 sind nach der Erfindung zwei Transistoren 3 bzw. 4 vorgesehen,
wobei die Quelle 1 zwischen den beiden Kollektoren dieser Transistoren, die
Belastung 2 zwischen den beiden Emittern und eine Hilfsquelle 5
zwischen den
beiden Basen dieser Transistoren eingeschaltet ist. Die Transistoren 3 und
4 sind von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp; insbesondere ist der Transistor
3 npn-leitend und der Transistor 4 pnpleitend. Die Quelle 5 liefert
eine Spannung, die kleiner ist als diejenige der Quelle 1, und ist derart
polarisiert, daß sie die Emitter-Basis-Strecken der Transistoren 3 und 4
leitend macht. Demzufolge wird an der Belastung 2 eine Spannung anliegen, die etwa
gleich derjenigen der Quelle 5 ist. Der Strom durch die Belastung 2 wird
jedoch im wesentlichen durch die Quelle 1 geliefert, weil die durch die Quelle
5 leitend gemachten Transistoren 3 und 4 Strom von ihren Kollektoren
zu ihren Emittern durchlassen und die Quelle 5 demzufolge nur noch den Basisstrom
der Transistoren zu liefern braucht, der gleich (1-oc)x dem Strom durch die Belastung
ist, wobei x den Emitter-Kollektor-Stromverstärkungsfaktor des Transistors
darstellt.
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Wenn die Quellel und die Belastung2 an verschiedene Erdpunkte angeschlossen
sind, d.h. daß die eine Klemme, z. B. die Unterseite der Belastung 2, Wechselspannung
führt gegenüber derjenigen der Quelle 1, so wird ein entsprechender Spannungsunterschied
zwischen dem Emitter und dem Kollektor des zugehörigen Transistors 4 erzeugt werden,
wobei die Basiselektrode des Transistors 4 sich automatisch auf einen Wert einstellt,
der im wesentlichen gleich seiner Emitterspannung ist. Weil die Spannung der Quelle
5
kleiner ist als die Speisespannung der Quelle 1, wird, vorausgesetzt,
daß die Wechselspannung zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors 4
nicht allzu groß ist, am Kollektor des Transistors 3
und/oder des Transistors
4 immer die richtige Vorspannung bestehenbleiben, so daß wenigstens einer
dieser
Transistoren als Verstärker wirkend bleibt und dabei also einen geringen Basisstrom,
verglichen mit dem Emitter-Kollektor-Strom, durchläßt. Auf diese Weise werden unerwünschte
Kopplungen zwischen verschiedenen an die Speisequelle 1 anzuschließenden
Verstärkern infolge der der Gleichspannungsquelle 1 überlagerten Wechselströme
vermieden.
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Es ist einleuchtend, daß Änderungen der Quelle 5
dementsprechende
Spannungsänderungen an der Belastung verursachen werden. Bedingung ist dabei, daß
die Gesamtspannung zwischen den beiden Basen der Transistoren 3 und 4 ihr
Vorzeichen nicht ändert und andererseits keinen größeren Wert annimmt als die Spannung
der Quelle 1.
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Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist die Quelle
5 durch eine Zenerdiode 6 ersetzt. Die Zenerspannung dieser Diode
muß kleiner sein als die Spannung der Quelle 1. Mittels der Widerstände
7 und 8,
die die Zenerdiode 6 mit der Speisequelle
1 verbinden, wird ein Durchschlag der Zenerdiode 6 bewerkstelligt,
so daß eine etwa konstante Spannung zwischen den beiden Basiselektroden der Transistoren
3
und 4, mit analoger Wirkung zu derjenigen der Spannungsquelle
5 in F i g. 1, erhalten wird.
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In F i g. 3 ist auf entsprechende Weise parallel zur Quelle
1 ein Potentiometer geschaltet, das die hochohmigen Widerstände
7 und 8 zwischen dieser Quelle und den Basiselektroden der Transistoren
3 und 4 bzw. einen Widerstand 9 mit einem zwischen diesen Basiselektroden
geschalteten Entkopplungskondensator 10 erhält. Am Widerstand 9 entsteht
dann wieder auf ähnliche Weise eine Spannung, die kleiner ist als die Speisespannung
der Quelle 1, so daß wieder eine entsprechende Wirkungsweise wie in F i
g. 1 erzielt wird.
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In F i g. 4 wird die Zenerdiode 6 wieder durch Anschluß
über die Widerstände 7 und 8 an die Spannungsquelle 1 zum Durchschlag
gebracht. Statt der Transistoren 3 und 4 sind Transistorkombinationen 3'-3"*
und 4'-4" verwendet, wobei der Basisstrom der Transistoren Y' bzw. 4" noch
nur (I-a)2 x dem Kollektorstrom der Transistoren 3' bzw. 4' beträgt. Durch
Verwendung weiterer Verstärkungstransistoren 11 und 12 von entsprechendem
Leitfähigkeitstyp, deren Basen mit einem Potentiometer 13, 14,
15 parallel zur Belastung 2 verbunden sind, wird eine bessere Stabilisierung
der Spannung über der Belastung 2 bei kleinem Strom durch die Zenerdiode
6
erzielt.
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Für die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 wird nur in Verbindung n-üt
dem Gegenstand des Anspruchs 1
Schutz begehrt.