DE2365289B2

DE2365289B2 - Audio-leistungsverstaerker

Info

Publication number: DE2365289B2
Application number: DE19732365289
Authority: DE
Inventors: Nobuo; Ohiwa Mitsugu; Matsui Teruyoshi; Ohta Hajime; Hamamatsu Shizuoka Fukumoto (Japan)
Original assignee: Nippon Gakki Seizo KX., Hamamatsu, Shizuoka (Japan)
Priority date: 1972-12-30
Filing date: 1973-12-31
Publication date: 1976-02-26
Also published as: FR2212691A1; US4087761A; JPS4991567A; GB1451090A; JPS4991568A; DE2365282C3; DE2365289A1; NL161316B; FR2212691B1; JPS5422859B2; DE2365282B2; NL161316C; NL7400009A; DE2365282A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Audio-Leistungsverstärker mit Gegentaktendstufe, die durch Veränderung ihres Arbeitspunktes in mindestens zwei Betriebsarten (A-, AB-, B-Betrieb) arbeiten kann.

Bei den bekannten Verstärkern für Hifi-Wiedergabe werden meistens transistorisierte Gegentaktendstufen verwendet, die entweder im A-, AB- oder B-Betrieb arbeiten. Leistungsverstärker des B-Typs sind für große Ausgangsleistungen geeignet, so daß dieser Typ nahezu ausschließlich verwendet wird. Er hat jedoch den Nachteil, daß er Übernahmeverzerrungen erzeugt, die die Qualität des Klangbildes vermindern. Andererseits zeigen im Α-Betrieb arbeitende Leistungsverstärker geringere Übernahmeverzerrungen, im Vergleich zu B-Verstärkern ist jedoch der Leerlaufstrom sehr viel größer und infolgedessen der Wirkungsgrad entsprechend schlechter. Der aussteuerbare Arbeitsbereich ist außerdem so klein, daß eine größere Ausgangsleistung nicht abgegeben werden kann. AB-Verstärker werden weniger häufig benutzt.

Die Grundschaltungen für derartige Leistungsverstärker sind aus einer Anzahl von Veröffentlichungen bekannt. So sind beispielsweise bereits Leistungsverstärker mit einer Eingangs-Differentialstufe oder mit einer Gegentaktendstufe in Komplementärtechnik beschrieben worden.

Außerdem ist es bekannt, Mittel vorzusehen, die es latien die Endstufe eines Gegentaktverstärkers in verschiedenen Betriebsweisen (A-, AB- oder B-Betrieb) Seiten zu lassen (DT-AS S 42 710 VHa/21a2). Diese Schaltung ist von anderen bekannten Schaltungen zu unterscheiden, bei denen Mittel zur Veränderung des Arbeitspunktes lediglich dazu dienen, diesen Arbeitspunkt innerhalb des Arbeitsbereiches einer einzigen Betriebsart zu verschieben, sei es, um den Stromverbrauch der Verstärkerschaltung für bestimmte Anwenduneen herabsetzbar zu machen, oder sei es, um den Wirkungsgrad verändern zu können.

Bei dem bekannten Leistungsverstärker mit Mitteln zum Verschieben des Arbeitspunktes zu verschiedenen Betriebsarten hin erfolgt diese Verschiebung selbsttätig in Abhängigkeit vom Pegel des Eingangssignals. Eine derartige Regelung des Arbeitspunktes erfordert aber den Einsatz von Übertragungsgliedern, die mit Zeitkonstanten behaftet sind. Hierdurch ergibt sich aber der Nachteil, daß die notwendige Veränderung des Arbeitspunktes sich stets nur verzögert einstellt und damit einerseits bei auf große Pegel folgenden kleinen Pegeln nicht die erwünschte Verzerrungsfreiheit gewährleistet ist und andererseits auch plötzlich einsetzende große Pegel nicht verarbeitet werden können. Zusätzlich können noch Schwierigkeiten durch eine derartigen Regelschaltungen eigene Neigung zum sogenannten »Pumpen« hervorgerufen werden. Die Anwendung einer solchen Schaltung für Hifi-Verstärker ist damit erschwert. Wegen der festen Versorgungsspannung ist der Α-Betrieb stets mit dem Auftreten einer großen Verlustleistung an den Endtiansistoren verbunden. Dazu kommt, daß eine thermische Stabilität eines Verstärkers mit gleitendem Arbeitspunkt nur mit zusätzlichem großen Aufwand zu erzielen ist, da eine thermische Gegenkopplung normalerweise ebenfalls über eine Veränderung des Arbeitspunktes der Endstufe erfolgt, eine derartige Regelung aber dann nicht zu befriedigenden Ergebnissen führen kann, wenn dieser Arbeitspunkt schon in Abhängigkeit vom Eingangspegel verändert wird. Es hat sich daher bisher gezeigt, daß die Zusammenfassung der Möglichkeit verschiedener Betriebsweisen in einer Schaltung nur unbefriedigende Ergebnisse bringt. In der Praxis ist es daher üblich geworden, Verstärkerschaltungen des A-, AB- oder B-Typs stets nur getrennt vorzusehen, so daß jede Verstärkerschaltung nur einen einzigen Typ umfaßt. Der Benutzer war daher gezwungen, denjenigen Typ zu wählen, der seinen Bedürfnissen am meisten entgegenkommt. Wenn es z. B. gewünscht wird, einen Klang mit kleiner Lautstärke und hoher Qualität unter Benutzung von Lautsprechern mit gutem Wirkungsgrad zu erzeugen, wird ein Verstärker des Α-Typs verwendet, während zur Erzeugung einer Wiedergabe mit großer Lautstärke ohne Rücksicht auf den Wirkungsgrad der Lautsprecher eine Leistungsverstärkerschaltung des Ö-Typs verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Audio-Leistungsverstärker anzugeben, der bei möglichst einfacher Bauart wechselnden Bedürfnissen hinsichtlich der Wiedergabelautstärke und der Verzerrungsfreiheit der Wiedergabe in der Weise entgegenkommt, daß für jede den unterschiedlichen

Bedürfnissen angepaßte Betriebsart (A-, AB- oder Gleichspannungs-Quelle verbunden werden und auf

B-Betneb) die opt malen be. der jeweil.gen Betriebsart einem positiven Potential von beispielsweise 50 Volt

möglichen Bedingungen erfüllt werden. liegen

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptpatent- Die Kollektoren der Transistoren Q₁ und O, sind

_anspruch angegebenen Merkmale gelöst. ₅ jeweils über die Widerstände R, undI R₃ mit" einem

Als besonders vorteilhaft erweist sich bei dem Anschluß ;., verbunden. Der Anschluß /, kann auf

erfindungsgemaßen Verstärker der geringe Schaltungs- einem vorbestimmten negativen Potential (z". B. 5OVoIt)

aufwand, der darüber hinaus eine große Betriebssicher- liegen

heil gewährleistet. Die Erfindung beruht auf der Er- Mit' der obenerwähnten Differential-Verstärkerkenntnis, daß eine möglichst verzerrungsfreie Wieder- io Stufe ist eine weitere DifTerential-Verstärker-Stufe gäbe bei großer gewünschter Wiedergabclautstärke gekoppelt, die Transistoren Q₃ und Q₄ und einen (Beschallung bei Partys od. dgl., die einen großen Widerstand R, umfaßt. Ein Widerstand Λ₅ stellt die technischen Aufwand beim Verstärker erfordern Kollektorlast für den Transistor Q₃ dar, und ein würde) in vielen Falles nicht notwendig ist, da in Transistor Q₅ ist zur Temperatur-Kompensation vordiesem Fall leisen Teilen der Darbeitung ohnehin wenig _l5 gesehen. Ein einstellbarer Widerstand VR₁ ist zwischen Beachtung geschenkt wird. Das konzentrierte Abhören dem Widerstand R. und d-m Kollektoranschluß des geschieht dagegen meistens bei sehr viel kleineren Transistors ß₅ zwecks Einstellung des Wertes des Lautstärken, wobei dann eine möglichst große Ver- Lastwiderstandes angeordnet.

zerrungsarmut gewünscht wird. Durch die beim Ein Schalter S₁ mit festen Kontakten a, ab und b

erfindungsgemaßen Verstarker vorgesehene Umschal- io und einem Schleifer c ist mit einem weiteren Schalter

tungsmöglichkeit wird dieser beiden Anforderungen S₂ gekuppelt, der feste Kontakte a,ab undo sowie einen

bei sehr geringem Aufwand in optimaler Weise Schleifer c hat. Der Schalter S₁ ist mit seinem festen

gerecht, wobei die Umschaltung der Versorgungs- Kontakt α mit dem Verbindungspunkt des Wider-

spannung auch im Α-Betrieb bei kleinen Wiedergabe- Standes R_s mit dem variablen Widerstand VR₁ ver-

leistungen einen relativ günstigen Wirkungsgrad er- 25 bunden, sein fesier Kontakt ab ist über einen einstell-

möglicht und hier zusätzlich eine zu starke thermische baren Widerstand KA₂ mit demselben Punkt vcrbun-

Belastung der Endtransistoren vermieden wird. den, sein fester Kontakt b ist nicht angeschlossen,

Darüber hinaus ergibt sich noch der Vorteil einer und sein Schleifer c ist mit dem Kollektor des Traneinfachen thermischen Stabilisierung, die für die ver- sistors Q₅ verbunden. Der Schalter S, ist mit seinem schiedenen Betriebsarten getrennt sichergestellt werden 30 Schleifer c mit demselben Kollektoranschluß verbunkann. den, seine festen Kontakte a, ab und b sind jeweils

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen über entsprechende einstellbare Widerstände VR₃, VR₃ vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist es und KA₄ mit der Basis des Transistors Q₅ verbunden; möglich, auch beim Umschalten zwischen den ver- diese Basis ihrerseits ist über einen Widerstand R_K mit schiedenen Betriebsarten eine stoßweise Überlastung 35 dem Emitter desselben Transistors Q₅ verbunden, der Bauelemente des Verstärkers zu vermeiden bzw. Zwischen dem Kollektor und dem Emitter ist ein die Nullage der Ausgangsruhespannung bei allen Kondensator Ci als Wechsclstromnebenanschluß vorBetriebsarten zu gewährleisten. gesehen. Damit ergibt sich ein Basis-Vorspannungs-Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Einstellkreis für die nachfolgenden Treibertransistoren. Erfindung werden nachstehend an Hand von in der 40 Zum Betreiben des Leistungsverstärkers als A-Ver-Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des stärker werden die Schleifer "c der Schalter S₁ und S, Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt auf die festen Kontakte α zum Betreiben als B-Ver-

F i g. 1 ein Schaltschema einer Ausführungsform stärker auf die festen Kontakte b und zum Betreiben

des Leistungsverstärkers entsprechend der Erfindung, als AB-Verstärker auf die festen Kontakte ab ge-

F i g. 2 und 3 Schaltschemcn anderer Ausführungs- 45 schaltet.

formen des Leistungsverstärkers entsprechend der Transistoren Q₆ und Q₁ stellen die Treiberslufe dar.

Erfindung und In dieser Ausführungsform ist der Transistor Q₆ ein

F i g. 4 ein Schaltschema entsprechend einer Aus- npn-Transistor, und der Transistor Q₇ ist ein pnp-

führungsform des Leistungsverstärkers nach F i g. 3. Transistor. Der Transistor Q₆ ist mit seiner Basis

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform des 50 direkt mit dem Kollektor des Transistors Q₅ ver-Leistungsverstärkers nach der Erfindung ist für einen bunden, und der Transistor Q₇ ist mit seiner Basis direkt einzigen Kanal bestimmt, z. B. für den linken oder den mit dem Emitter des Transistors Q₅ verbunden. Der rechten Kanal des stereophonischen Systems. Das Kollektor des Transistors Q₆ ist über einen Wider-Bezugszeichen IN in F i g. 1 bezeichnet eine Ein- stand R₁ mit einem Anschluß Z₃ verbunden, der auf gangsklemme. 55 einem positiven Potential + B, von z.B. +5OVoIt

In die Eingangsklemme IN, die mit der Basis eines gehalten wird. Der Emitter des Transistors Q₆ ist

Transistors Q₁ verbunden ist, wird ein Niederfrequenz- über Widerstand R^ und R₉ in Serie geschaltet mit

signal eingespeist. Der Transistor Q₁ bildet zusammen dem Emitter des Transistors Q₇, dessen Kollektor

mit einem weiteren Transistor Q₂ einem gemein- seinerseits über einen Widerstand R₁₀ mit einem An-

samen Emitterwiderstand R₁ und Kollektor-Last- 60 schluß /₄ verbunden ist, der auf einem negativen

widerständen R₂ und R₃ einen Differential- Verstärker, Potential -B, von z.B. -5OVoIt, gehalten wird.

der als Vorstufe dient, um das Niederfrequenzsignal r»ie Emitier der Transistoren Q₆ und Q₇ sind jeweils

zu verstärken, das in die Eingangsklemme IN einge- mit den Basen entsprechender Transistoren Q₈ und Q₉

speist wird. verbunden. Der Transistor Q₈ ist ein npn-Transistor,

Die Emitter der beiden Transistoren Q₁ und Q₂ 65 der Transistor Q₉ ist ein pnp-Transistor. Beide Transind über einen gemeinsamen Widerstand R₁ mit einer sistoren Q₈ und Q₉ sind komplementär zusammen-Anschlußklemme Z₁ verbunden. Der Anschluß r, kann geschaltet und stellen eine Leistungsverstärkerstufe mit dem nositiven Anschluß einer (nicht dargestellten) dar. Die in Serie geschalteten Widerstände A₁₁ und R₁₂

sind zwischen den Emittern der Transistoren Q₁₁ und ζ?_β angeordnet. Der Verbindungspunkt der Widerstände y?_s und Rg sowie der Verbindungspunkt der Widerstände R_u und R_i2 sind mit einer Ausgangsklcmme OUT verbunden.

Die Ausgangsklemme OUT kann normalerweise auf einer Spannung von ungefähr Null Voll in bezug auf Erde gehalten werden, und ein Lautsprecher kann als die Belastung des Leistungsverstärkers an die Ausgangsklemme OUT angeschlossen werden. Der Kollektor des Transistors Q_s ist mit dem Anschluß /_:, verbunden und der Kollektor des Transistors Q₉ mit dem Anschluß /₄.

Nunmehr soll die Arbeitsweise des l.cistungsverstärkers entsprechend der obigen Schaltung, die die Erfindung verkörpert, beschrieben werden:

Ein mit der Eingangsklemme IN verbundenes Niederfrequenzsignal wird zuerst durch den Differential-Verstärker der Transistoren Q₁ und Q₂ und danach durch den Differential-Verstärket der Transistoren Q₃ und Q, spannungsmäßig verstärkt, wobei die Ansteuerung über dem Kollektor des Transistors Q₃ erfolgt. Das entsprechende Signal wird mit der Basis des Transistors Q₁ und außerdem über den Kondensator C₁ mit der Basis des Transistors Q_r, verbunden. Auf diese Weise arbeiten die Transistoren Q_n und Q₁ jeweils während der positiven bzw. negativen Halbwellen des Eingangssignals; und das verstärkte Signal, das vom Emitter der Transistoren Q_e und Q₁ abgenommen wird, wird dazu verwendet, die entsprechenden Transistoren Q_s und Q₉ in der letzten Leistungsverstärkerstufe anzusteuern.

Auf die oben beschriebene Weise wird das mit der Eingangsklemme IN gekoppelte Niederfrequenzsignal leistungsverstärkt, wodurch Leistung an die Ausgangsklemme OUT zum Betreiben des Lautsprechers abgegeben wird, der mit der Ausgangsklemme OUT verbunden ist.

In dem Leistungsverstärker mit der vorstehend beschriebenen Funktion können die Treiberstufe mit den Transistoren Q_a und Q₁ und die Leislungsverstärkerstufe mit den Transistoren Q₈ und Q₀ als A-, B- oder AB-Verstärker arbeiten, abhängig von der Stellung der gekuppelten Schalter S₁ und S₂, wie nachfolgend beschrieben werden wird.

Zur Betätigung als A-Verstärker werden die Schalter S₁ und S₂ in die Stellung α gesetzt, d. h., die Schleifer c werden mit dem festen Anschluß α verbunden. In dieser Stellung w>rd die Vorspannung vom Anschluß Z₁ über den Widerstand R₅ und den variablen Widerstand VR₃ zur Basis des Transistors Q₅ geliefert. In diesem Fall wird der variable Widerstand VR₃ so eingestellt, daß die Basis-Vorspannung am Transistor Q₅ verringert ist im Vergleich zu derjenigen im Falle des Betriebs als B-Verstärker. Auf diese Weise wird der Kollektor-Emitter-Strom im Transistor Q₅ verringert, um den Transistor Q₅ weniger leitend zu machen. Dadurch wird der Potential-Unterschied zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q₅ erhöht und die Basis-Vorspannung für die Transistoren Q_e und Q₁ heraufgesetzt, so daß infolgedessen der Strom durch die Transistoren Q₆ bis Q₉ in der Treiber- bzw. der Leistungsverstärkerstufe sich erhöht. Auf diese Weise kann der Betrieb als A-Verstärker in der Treiber- und in der Leistungsverstärkerstufe eingestellt werden.

Für den Betrieb als B-Verstärker werden die Schalter S₁ und S₂ in die Stellung b gebracht, d. h., die Schleifer c werden jetzt mit den festen Kontakten b verbunden. In dieser Stellung wird die Vorspannung vom Anschluß /, über den Widerstand R₅ und die variablen Widerstände VR₁ und VR₄ zur Basis des Transistors Q₅ geleitet, und der variable Widerstand 17?, wird so eingestellt, daß ein Betrieb der Transistoren Q_t; bis Q,j als B-Verstärker in der Treiber- und in der Leistungsverstärkerstufe eintritt.

Der variable Widerstand VR₁ ist zur Einstellung des Null-Polcntials an der Ausgangsklemme OUT vor-

ίο gesehen, wenn der Verstärker als B-Vcrslärker wirkt, Im einzelnen ist er vorgesehen zur Verhinderung einci Verschiebung des Ruhepotentials an der Ausgangsklemme OUT entsprechend der Abnahme der Basis-Vorspannung an den Transistoren Q_n und Q₁, wenn

die Transistoren Q_s und Q₉ als B-Vcrslärkcr angesteuert werden.

Während bisher der Betrieb der obigen Ausführungsform als A- und B-Verstärker beschrieben wurde, ist es auch möglich, einen Betrieb als AB-Verstärker zu erhalten, indem die Schalter in die Position ab gesetzt werden. Hierzu sind weitere variable Widerstände R₂ und R₅ für den Betrieb als AB-Verstärker vorgesehen, so daß sie durch die Schalter S₁ und S₂ eingeschaltet werden können.

In der in F i g. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung sind gleiche Bauelemente, wie in F i g. 1 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, so daß auf eine eingehende Beschreibung verzichtet werden kann. In dieser Ausführungsform werden Dioden D₁ bis D₃ an Stelle des Temperatur-Kompensations-Transistors Qr₁ der vorigen Ausführungsform - nach F i g. 1 verwendet.

Die Dioden D₁ bis D₃ sind in Serie geschaltet. Die Anode der Diode D₁ ist mit der Basis des Tranistors Q_e

und außerdem über den variablen Widerstand VR₁ und den Widerstand R₅ mit dem Anschluß I₁ verbunden. Die Kathode der Diode D₃ ist mit dem einen Ende der variablen Widerstände VR₃ bis VR₅ verbunden, deren andere Enden ihrerseits mit den entspre-

chenden festen Kontakten a, b und ab des Schalters S₂

verbunden sind. Der Schleifer c des Schalters S₂ ist

mit dem Kollektor des Transistors Q₃ und mit der Basis des Transistors Q₁ verbunden.

Ähnlich wie bei der vorhergehenden Ausführungs-

form nach F i g. 1 ist der Schalter S₂ mit dem Schalter

5₁ gekoppelt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Widerstand A₆ und der Kondensator C₁ der Ausführungsform nach F i g. 1 weggelassen.

In dieser Ausführungsform können die variablen Widerstände KjR₃ bis VR₅ durch den Schalter S₂ geschaltet werden, um die Basis-Vorspannung an den Transistoren Q₆ bis Q₁ der Treiberstufe einzustellen, wodurch die Betriebsart dieser Transistoren Q₆ und Q₁ bestimmt wird und die Transistoren Q_s und Q₉ in der Leistungsverstärkerstufe als A-, B- bzw. AB-Verstärker wirken.

F i R. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen kann durch diese Ausführungsform ein Betrieb der Leistungsverstärkerstufe als A-, B- bzw. AB-Verstärker erreicht werden, indem die Schalter S₁ und S₂ betätigt werden. In dieser Ausführungsform können auch die Versorgungsspannungen entsprechend dem Betrieb als A-, B- und AB-Verstärker der Leistungs-

verstärkerstufe und der zugeordneten Schaltung in Abhängigkeit von der Betätigung der Schalter S₁ und

5₂ verändert werden. Weiterhin ist eine Einrichtung zum Schutz der Bauelemente der Leistungsverstärker-

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stufe vorgesehen, wenn vom B-Betrieb auf A- oder AB-Betrieb umgeschaltet wird.

In dieser Ausführungsfoim sind der Anschluß I₁ mit der -f 50-V-Quelle und der Anschluß I₃ mit einem positiven Anschluß 7', der Slromvcrsorgungsschaltung verbunden, und die Anschlüsse I₂ und /₄ sind entsprechend mit der — 50-V-Quelle und einem negativen Anschluß T₂ der Stromversorgungsschaltung verbunden.

Die Primärwicklung N₁ eines Transformators T der Stromversorgung kann an eine nicht dargestellte Wechselspannungsauelle angeschlossen werden. Die Sekundärwicklung N.> des Transformators Γ hat vier Abzweigungen p, bis />₄. Diese Abzweigungen/), bisp_t sind mit entsprechenden festen Kontakten a,, Ct₂, Ob₁ und ab₂ der Schalter S₃ und S₄ verbunden, die mit den vorerwähnten Schaltern S₁ und S₂ zusammengeschaltet sind.

Die jeweils anderen Anschlüsse der Sekundärwicklung N₂ des Transformators T sind mit entsprechenden anderen festen Kontakten b₁ und b₂ der Schalter S₃ und S₁ verbunden. Abhängig von der Betriebsart des Leistungsverstärkers als A-, B- oder AB-Verstärkers können die festen Kontakte a_u a₂\ b_u b₂ und ab_u ab₂ der Schalter S₃ und S₄ wahlweise mit den Schleifern r, und c₂ verbunden werden, um die Versorgungsspannung für den Betrieb als A-, B- oder AB-Verstärker einzustellen.

Die Schleifer c, und c₂ der Schalter S₃ und S₄ sind verbunden mit der Eingangsseite einer Gleichrichterschaltung ü, und die Kondensatoren C₂ und C₃ liegen in Serie geschallet zwischen der positiven und der negativen Ausgangsklcmme des Gleichrichters D. Der Verbindungspunkt zwischen den beiden Kondensatoren C₂ und C₃ ist geerdet. Auf diese Weise erscheinen positive und negative Gleichstrom-Spannungen an den gegenüberliegenden Ausgangsklemmen des Gleichrichters D, d. h. den vorerwähnten positiven und negativen Anschlüssen T₁ und T₂.

Um die Transistoren Q₆ bis Q₉ der Treiber- und der l.eistungsverslärkerstufe in dieser Ausführungsform als B-Verstärker zu betreiben, werden die Schalter S₁ und S₂ in die Stellung b gesetzt, d. h., die Schleifer c werden mit den festen Kontakten b verbunden. Dadurch werden die Stromversorgungs-Schalter S₃ und S₄, die mit den Schaltern S₁ und S₂ gekuppelt sind, gleichzeitig betätigt und mit ihren Schleifern C₁ und C₂ auf die entsprechenden festen Kontakte 6, und b₂ gelegt, wodurch eine größere Wechselspannung an den Eingangsklemmen der Gleichrichterschaltung D anliegt. Auf diese Weise ergeben sich an den Ausgangsklemmen des Gleichrichters D, d. h. den positiven und negativen Anschlüssen T₁ und T₂ die für die Verstärkung nach im B-Betrieb erforderlichen Gleichspannungen, z. B. Spannungen von +50 und —50 Volt. Diese positiven und negativen Spannungen werden als Versorgungsspannungen entsprechend über die Anschlüsse /₃ und /₄ zur Treiberstufe und zur Leistungsverstärkerstufe geleitet. Auf diese Weise wird die Spannung, die am Anschluß I₁ auftritt, als Vorspannung über den Widerstand A₂ und die variablen Widerstände VR₁ und VR₃ der Basis des Transistors Q₃ zugeführt. In diesem Fall kann der variable Widerstand KA₃ so eingestellt werden, daß die Transistoren Q₁ bis Q₁ in der Treiber- und in der Leistungsverstärkerstufe im B-Betrieb arbeiten.

Um den Leistungsverstärker dieser Ausführungsform als A-Verstärker zu betreiben, werden der Schleifer c des Schalters S₁ in Kontakt mit dem festen Kontakt a dieses Schalters und der Schleifer c des Schalters S₂ in Kontakt mit dem festen Kontakt α dieses Schalters gebracht.

Wenn beim Betrieb als A-Verstärker der Lcistungsverstärkerschaltung die gleiche Versorgungsspannung wie beim Betrieb als B-Verstärker zugeführt werden würde, insbesondere in der Leistungsverstärkerstufe, würde sich der Kollektor-Strom in den Transistoren

ίο Q₁. und Q₁ erhöhen, woraus eine vergrößerte Kollektorverlustleistung mit der möglichen Folge der Zerstörung des Transistors auf Grund der Wärmeentwicklung resultieren würde.

In der vorliegenden Ausführungsform kann daher die Versorgungsspannung umgeschaltet werden, wenn die Arbeitsweise der Leistungsverstärker-Schaltung vom Betrieb als B-Verstärker zum Betrieb als A- oder AB-Verstärker geändert wird.

Im einzelnen bedeutet das, daß durch die Betätigung der Schalter S₁ und S₂ in die Stellung Α-Betrieb die Schalter S₃ und S₄, die mit den Schaltern S₁ und S₂ gekuppelt sind, gleichfalls betätigt werden und mit ihren Schleifern c, und c₂ auf die festen Kontakte a_x und O₂ geschaltet werden, die mit den Anzapfungen der Transformator-Sekundärwicklung verbunden sind. Infolgedessen erscheint eine Wechselspannung, die niedriger ist als diejenige, die im Fall des B-Betriebs an den Eingangsklemmen des Gleichrichters D anliegt. Auf diese Weise treten an den Anschlüssen T₁ und T₂ Gleichspannungen auf, die für den Betrieb als A-Verstärker geeignet sind, z. B. Spannungen von +20 und — 20 Volt. Diese positiven und negativen Spannungen werden als Versorgungsspannung in entsprechender Weise über die Anschlüsse I₃ und t_t zur Treiber- und zur Leistungsverstärkerstufc geleitet.

Wenn jedoch die Stromversorgungsspannung für die Diffcrential-Verstärkerstufen, die vor der Treiberstufe liegen, auch mit der Schaltung der für die Treiberstufe geschaltet wird, würde die Vorspannung für die Differentialverstärkerstufen verschwinden, so daß es erforderlich wird, diese Vorspannung neu einzustellen. Dementsprechend ist in dieser Ausführungsform stets eine konstante Spannung (+50 und —50 Volt) geeignet, um als Versorgungsspannung für die Differential-Verstärkerstufen zu dienen, ohne Rücksicht auf die Schaltung der Arbeitsweise der Leistungsverstärker-Schaltung im A-, dem B- oder dem AB-Betrieb. Weiterhin ist in dieser Ausführungsform der Schalter S₂ so gestaltet, daß er für einen bestimmten Zeitraum während des Schaltvorgangs kurzschließend wirkt. Das heißt, der Schleifer überbrückt die angrenzenden festen Kontakte in der Mitte seines Weges von einem festen Kontakt zum anderen. Das hat seine Ursache darin, daß die Schalter S₁ bis S₄ nicht so hergestellt werden können, daß sie genau gleichzeitig schalten, selbst wenn sie auf derselben Welle angeordnet sind. Obwohl es nicht problematisch ist, wenn der Schalter S₂ genau gleichzeitig mit den Schaltern S₃ und S₄ oder kurz nach den Schaltern S₃ und S₄ Kontakt gibt, entsteht ein ernstes Problem, wenn der Schalter S₂ früher als die Schalter S₃ und S₄ Kontakt geben. In einem solchen Fall liegt weiter die Spannung für den Betrieb als B-Verstärker an der Leistungsverstärkerstufe an, obgleich die Basis-Vorspannung in der Antriebsstufe auf den Betrieb als A-Verstärker umgeschaltet worden ist. In diesem Fall würde sich die Kollektor-Verlustleistung in den Transistor Q₈ und Qg der Leistungsverstärkerstufe erhöhen, was zu

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schwerwiegenden Nachteilen wie ζ. B. der Zerstörung dieser Transistoren führt.

Wenn die Zeit des Kurzschlusses in den Zeitraum der Betätigung des Schalters S₂ — wie oben erwähnt — gelegt wird, wird zur Zeit des Hinüberschaltens auf den Betrieb als A-Verstärker die Summe des Widerstandes R₅ und der kombinierte Widerstand der variablen Widerstände VR₃ und VR₅ oder VR₅ und VR_t zwischen dem Anschluß Z₁ und der Basis des Transistors Q₅ eingeschaltet. Auf diese Weise wird der Strom durch die Transistoren Q₈ und Q₉ von dein Niveau zur Zeit des Betriebs als B-Verstärker verringert, so daß eine übermäßige Verlustleistung in den Transistoren verhindert wird.

Obgleich die obige Ausführungsform nur als A- und als B-Verstärker beschrieben wurde, ist es auch möglich, einen Betrieb als AB-Verstärker zu erzielen. Zu diesem Zweck sind weitere variable Widerstände R₂ und A₅ für den AB-Verstärker vorgesehen, die durch die Schalter S₁ und S₂ eingeschaltet werden können.

F i g. 4 ist ein Schaltschema mit einem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3. Hier ist mit 10 allgemein ein Schaltkreis bezeichnet, der eine Schaltung der A- und B-Betriebsweise des Leistungsverstärkers zeigt, verbunden mit der Sekundärseite eines Stromversorgungs-Transformators T und einer Ausgangsspannung, die für diese Betriebsweise geeignet ist. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet allgemein eine Gleichrichterschaltung, die über den Schalter zum Schalten der Ausgangsspannung in den genannten Schaltkreis 10 verbunden ist. Diese Gleichrichterschaltung 11 hat +B- und —B-Ausgänge, von denen jede verbunden ist mit Anschlüssen t₃ und t_t einer Leistungsverstärkerschaltung, die allgemein mit 12 bezeichnet ist.

In der Leistungsverstärkerschaltung 12 sind gleiche Teile wie in F i g. 3 auch mit gleichen Bezugszeichen versehen und brauchen daher nicht eingehender beschrieben zu werden. Im folgenden sollen daher nur die sich unterscheidenden Teile dargestellt werden. Source- und Drainanschluß eines Feldeffekttransistors O₁₀ sind verbunden mit dem Verbindungspunkt

ίο der Emitter von Transistoren Q₁ und Q₂ eines Differential-Verstärkers bzw. einem +50-Volt-Versorgungsspannungsanschlusses t_u so daß das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis des Differential-Verstärkers heraufgesetzt wird.

Weiterhin sind ein Transistor Q_n und ein Transistor O₁₂ vorgesehen zum Schutz der Transistoren Q₈ und Q₉ der Leistungsstufe gegen Überstrom. Der Emitter des Transistors Q₁₁ ist geerdet, und sein Kollektor is) mit der Basis des Transistors Q₆ verbunden. Dei Emitter des Transistors Q₁₂ ist ebenfalls geerdet, und sein Kollektor ist mit der Basis des Transistors Q, verbunden.

Außerdem ist jede Basis dieser Transistoren Q₁₁ und Q₁₂ mit den Emittern der Transistoren Q₈ und Q₁

in der Leistungsverstärkerstufe verbunden. Der Überstrom, der durch die Transistoren Q₈ und Q, fließt wird von den Widerständen R_n und R_n aufgenommen woraufhin die Transistoren Q_n und Q₁₂ durchgeschaltei werden. Jede der Basen der Transistoren Q, und Q₇ wire damit auf Nullpotential gelegt, so daß diese Tran sistoren Q₆ und Q, sperren und damit die Transistorer Q₈ und Q, gegen Überstrom geschützt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Audio-Leistungsverstärker mit Gegentakt^ndstufe, die durch Veränderung ihres Arbeitspunktes in mindestens zwei Betriebsarten (A-, AB- oder B-Betrieb) arbeiten kann, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines ersten Umschalters (S₂) der zu der gewählten Betriebsart gehörige Arbeitspunkt der Endstufe durch Veränderung des Arbeitspunktes einer gleichstromgekoppelten Vorstufe einstellbar ist und daß durch einen zweiten, mit dem ersten gekuppelten Umschalter (S₃, S₄) mit der Veränderung des Arbeitspunktes die Versorgungsspannung für die Endstufe so festgelegt wird, daß bei der durch die Einstellung des Arbeitspunktes sieb ergebenden Betriebsart der Endstufe derea maximal zulässige Verlustleistung nicht überschütten wird.

2. Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Umschalter (S₂ und S₃, S₄) für AB-Betrieb sich zwischen derjenigen für A- und derjenigen für B-Betrieb befindet.

3. Leistungsverstärker nach einem der An-Sprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Wechsel der Betriebsart jeweils zwei einander benachbarte Kontakte (a, ah, b) des ersten Umschalters (S₂) so lange miteinander verbunden bleiben, bis der zweite Umschalter (S₃, S₄) den der künftigen Betriebsart zugeordneten Kontakt (a_lt ab_u b_u a₂, ab», b.₂) sicher erreicht hat.

4. Leistungsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines dritten Umschalters (Si), der ebenfalls mit dem ersten (S₂) gekuppeil ist, die Ausgangsruhespannung der Endstufe so kompensiert wird, daß sie unabhängig von der gewählten Betriebsart auf einem vorgegebenen Nullpotential verbleibt.

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