DE1285012B - Gegentakt-B-Verstaerker mit hohem Wirkungsgrad - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Gegentakt-B-Verstärker, bei dem im Eingangskreis einer mit Transistoren bestückten Endstufe ohmsche Widerstände zur Transistorruhestromeinstellung und im Ausgangskreis ein Ausgangsübertrager a::gpordne#i sind.
• Sollen Transistorverstärker für gröt.-'re Ausgangsleistungen mit geringem für höhere Umgebungstemperaturen oder mittels Transistoren mit relativ kleiner Verlustleistung gebaut v"erden, so ist es notwendig, daß der Wirkungsgrad des Verstärkers möglichst groß ist. Zweckmäi #igerwweise verwendet man also reit B-Betrieb. Damit auch die Vorstufenleistung kle_n bleibt, wird die Endsteife meist in Emitterrscp,;iltting betrieben, weil diese die geringste Eingangsleistung benötigt. Ferner sollen die für hochwertige Verstärker notwendigen Linearisierungs- und Stabilisierungsinaßnahmen nur geringe Verluste verursachen, und schließlich ist es vor allem zu vermeidai, daß der bei vielen Verstärkern notwendige innenwiderstand systembedingter Größe durch Reihen-oder Parallelwiderstände passiv eingestellt werden muß, da diese dann die halbe Ausgangsleistung der Endstufe verbrauchen. Die verlustarme Herstellung eines gewünschten Innenwiderstandes ist bekanntlich durch eine Kombination von Strom- und Spannungsgegenkopplung möglich. Will man diese Methode bei einem Gegentakt-B-Verstärker anwenden, so muß man die besonderen Betriebsbedingungen eines solchen Verstärkers berücksichtigen. Überlegungen im Rahmen der Erfindung zeigen, daß Widerstände, die der individuellen Einstellung und Stabilisierung des Ruhestroms der einzelnen Transistoren dienen oder sonstwie nur vom Strom eines einzelnen Transistors durchflossen werden, nicht zur Schleifen-Stromgegenkopplung benutzt werden dürfen, wie das bei Verstärkern im A-Betrieb üblich und auch ratsam ist. Es ist hier vielmehr das Gegenteil anzustreben. Das bedeutet, daß diese Widerstände zumindest im Übertragungsbereich des Verstärkers unwirksam gemacht werden sollen, während andere Widerstände, die die Einzelströme der Transistoren nicht beeinflussen, zur Schleifen-Stromgegenkopplung herangezogen werden müssen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen hochwertigen Verstärker mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen. Der Gegentakt-B-Verstärker wird gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß die galvanisch mit dem Ausgangskreis gekoppelte Primärwicklung des Ausgangsübertragers durch das Zwischenschalten zweier ohmscher Widerstände in zwei Teilwicklungen aufgeteilt ist, daß zwischen die zur Ruhestromeinstellung verwendeten ohmschen Widerstände eine mit einer Anzapfung versehene Induktivität eingeschaltet ist und daß die von dieser Induktivität abliegenden Anschlüsse der zur Ruhestromeinstellung verwendeten ohmschen Widerstände jeweils kreuzweise über Kondensatoren mit den Verbindungspunkten von den TeiIwicklungsenden der Primärwicklung und den ohmschen Widerständen verbunden sind und daß von der Primärwicklung eine Gegenkopplung auf eine der Verstärkervorstufen vorgesehen ist.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich auch die Teilwicklung der Primärwicklung zum Zweck der Gegenkopplung mit je einem Abgriff versehen.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor-, daß je eine Unterwicklung der Teilwicklungen im Eingangskreis der Endstufe zwischen die ohrnschen Widerstände zur Ruhestrorneinstellung und den jeweiligen Transistoren eingeschaltet ist und daß die zur Rückkopplung erforderlichen Abgriffe zwiselien den Transistoren und den ini Eingangskreis liegenden UntervAicklungen angeordnet sind.
• Außerdem soll die Windungszahl der jeweiligen Unterwicklung klein gegenüber der Windungszahl der Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers sein.
• Durch diese Maßnahmen erhält man unter Beibehaltung Maler Vorteile eines Gwgentakt-E-Verstärkers die zusätzlichen `:Toneile einer hohen Stabilitäi und eines hohen Wirkungsgrades der Verstärkeranord.nurg bis zu 700/u.
• An Hanci der Ausführurigsbcislziele nach den F i g. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert. In der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 werden die zur Einstellung des Transistorruhestroms benutzten ohmschen Widerstände mittels einer Weiche in den Emitter- bzw. Kollektorkreisen der Gegentaktendstufen im Ubertragungsbereich unwirksam gemacht. Die Weiche, die aus der symmetrischen Drossel 5 und den beiden Kondensatoren 14 und 15 besteht, sorgt dafür, daß die Widerstände 3 und 4, welche der Ruhestromeinstellung und -stabilisierung dienen, im Ubertragungsbereich unwirksam werden, weil dann der Ausgangswechselstrom des Transistors 1 durch die Wicklungen 9 und 10 des Ausgangsübertragers 6 sowie durch die Widerstände 7 und' 8 und der Ausgangswechselstrom des Transistors 2 durch die Ubertragerwicklungen 11 und 12 sowie gleichfalls durch die Widerstände 7 und 8 fließen muß. Die Widerstände 7 und 8 werden also durch den Summenstrom beider Endtransistoren gespeist, so daß bei einem richtig dimensionierten B-Verstärker an ihnen auch dann fast lineare Spannungen entstehen, wenn die Einzelströme sehr nichtlinear sind. Natürlich muß auch in diesem Fall die bekannte Forderung nach ausreichender Symmetrie der Ausgangsschaltung erfüllt werden, d. h., es muß für die Windungszahl und Widerstandwerte gelten: W = W4, W2 = W.3, R7 = Rs .
• An den Punkten A und B zwischen den Wicklungen W; und W2 bzw. Ws und Wa des Nachübertragers kann dann die zur Strom- und Spannungsschleifengegenkopplung benötigte Spannung abgegriffen und in bekannter Form in eine Vorstufe zurückgeführt werden. Bei ausreichender Gegenkopplung erscheint dann am Ausgang (Wicklung W, des Nachübertragers) der Innenwiderstand Ri, welcher nach folgender Formel berechnet werden kann: Man sieht hieraus, daß es zweckmäßig ist, die Windungszahl W2 des Nachübertragers 6 möglichst klein im Verhältnis zur Ausgangswicklung Ws zu wählen, damit auch die Widerstände 7 und 8 sehr klein werden können und dadurch der Leistungsverlust minimal wird.
• n Eine Variation der beschriebenen Schaltung ist in F i g. 2 dargestellt. Hier sind die Wicklungen Wa und W; des Nachübertragers in die Emitterkreise der Endtransistoren gerückt. Damit ändern sich die Anschlußpunkte A und B. für die Gegenkopplung,

  sie liegen lattiz:.@r@:hr an den Emittern der End.tran-

  sistta"en. D_- @:n@esstaltrssformel für den 3-ii=ien"&;ider-

  stand ändert #eicii dabei 'nicht.

  F$ 15'', n; c:! _ i. 1

  mit der Svllalung nach 1= i g. 2 z_.

  Man '@i'll=iit üa°m die t°.td;@liclrkeit, slic Sclalciferr-

  kopplunir ssT;@il im Eiritter- als auch im ollektor°-

  ki'ei., @ :23I:#.i@c322_'üßert. lii tid_ Schaltlang na-,'h I' r g.

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  °@iclls@ltung@laT,t;=.@i ergibt sieh eine größere E&,?ei@egf@n-

  kopplung a:lr' Endstufe. Dementsprechend wA,ird auch

  die notluericiäge Vorstufenlryisteng

  hei der Berll@:"ssung der Vorstufen berüclcsichtiftt

  werden mtrß. 1n allen Rillen ist es vorteilhaft, gal-

  vanisch gekoppelte Vorstufens:haltungen zu ver-

  wenden. Wenn man in dieser- Schaltrang noch eine

  thermische Kopplung zwischen Vor- und,12d@tttleii-

  transistoren "orsielit, so kann man hochwertige

  Verstärker- realisieren, die sowohl ain Eingang als

  auch am Ausgang durch Gegenkopplung erzeugte

  lineare Kenwviderstände haben, tvobei der tatsäch-

  liche Wirkungsgrad des Verstärkers einschließlich

  der Vorstufen über 50°,!ü betragen kann.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Gegentakt-B-Verstärker, bei dem im Eingangskreis einer mit Transistoren bestückten Endstufe ohmsche Widerstände zur Transistorruhestromeinstellung und im Ausgangskreis ein Ausgangsübertrager angeordnet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die galvanisch mit dem Ausgangskreis gekoppelte Primärwicklung (WI ... W4) des Ausgangsübertragers (6) durch das Zwischenschalten zweier ohmscher Wider- Stände (%, 8) in zwei Teilwicklungen aufgeteilt ist, Claß z.i'ise ll%n die zur Ruhestroraloinstellung verwendeten olimschen Widerstand< t3..1) wane finit einer Anzapfung versehene @nclukti;iir 5; eingeschaltet ist und daß die von dieser Irrdrl_@i*tät (5) abliegenden. Anschlüsse der zui P ah;e- i:rromeinstellung verwendet,--,i ohnisciic,-@ stände (3.-111 jeweaki"c tizweis: übo:@ K#jad@aa- sütoren (3, s:; iait dein Verbindungspank_un cie°° Teilwickltink;rlth;il der Prirndä@rwicklliitg c If', . . . an:;) und den ohnischett t@@iiw@sti;ilden (7.8) verbunden sind und daß Von der Pr'ilnar- wicklung (tl""; ... 8.Vi) c,°iie Gegenkopplung <<.a° eine den' Verstärkervorstufen vorgeselicrx ist. 2. Gegentakt-B-Verstärker nach AnspruciT 1. dadurch gekennzeichnet. daß die @eilxic:klcellr-,v@ri. Jer Primar'wtcklung (ff', . . . W.1) zi,.ä3'ri Zweck der Gegenkopplung mit je eincin ALgi'iff (.,13) versehen sind. Gegentakt-B-Verstärker nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Unterwicklung (10, 12) der Teilwicklungen im Eingangskreis der Endstufe zwischen die olim- schen Widerstände (3,4) zur Ruhestromein- stellung und den jeweiligen Transistoren (1,2) eingeschaltet ist und daß die zur Rückkopplung erforderlichen Abgriffe zwischen den Transi- storen (1, 2) und den im Eingangskreis liegenden Unterwicklungen (10, 12) angeordnet sind. 4. Gegentakt-B-Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Windungszahl (W2, W.3) der jeweiligen Unterwicklung (10, 12) klein ist gegen- über der Windungszahl (W5) der Sekundär- wicklung (13) des Ausgangsübertragers (6).