DE1562218B2 - Differenzverstaerker mit symmetrischem eingang und un symmetrischem ausgang - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Differenzver- Die erfindungsgemäße Anordnung hat zahlreiche

stärker mit symmetrischem Eingang und unsymme- Vorteile. So ist der unsymmetrische Verstärkeraustrischem Ausgang mit einem ersten Transistor und gang niederohmig; es können daher auch wechselnde mit einem zweiten zum ersten komplementären Tran- Ausgangsbelastungen ohne jede zusätzliche Maßsistor, bei dem der Kollektor des ersten Transistors 5 nähme unmittelbar angeschlossen werden. Dieser mit dem Emitter des zweiten über einen ersten dritte Transistor hat insoweit Doppelfunktion, als er Widerstand und der Kollektor des zweiten Transistors zugleich die Stromversorgung der Verstärkerschalüber einen zweiten Widerstand mit dem Emitter des tung besorgt, jedoch aber im Unterschied zum beersten Transistors verbunden ist, wobei beide Wider- kannten nicht als Konstantstromquelle, sondern als stände im wesentlichen gleiche Werte aufweisen, bei- io Konstantspannungsquelle, da das Basispotential diedem ferner der Kollektor des zweiten Transistors mit ses Transistors festgebunden ist und der Spamiungsdem Bezugspotential verbunden ist und bei dem eine abfall am in Durchlaßrichtung vorgespannten Basis-ArbeitspunkteinsteÜüng für beide Transistoren vor- Emitterübergang vernachlässigbar ist. Infolge der gesehen ist. ;; konstanten Betriebsspannung für die eigentliche Ver-

Bei einem bekannten Differenzverstärker dieser 15 Stärkerschaltung läßt diese wesentlich leichter lineari-Art (NTZ 1966, S. 76- bis 78) erfolgt die Arbeits- sieren und abgleichen, so daß auch bei wechselnden punkteinstellung: der- beiden Transistoren über einen Ausgangsbelastungsbedingungen stets maximale Verweiteren Transistor, der als Konstantstromquelle für Stärkungen von Differenzsignalen bei maximaler Unterdie beiden Transistoren dient, so daß maximale Ver- drückung von Gleichtaktsignalen gewährleistet ist. Stärkung bei guter Gleichtaktunterdrückung möglich 20 Schließlich ist der erfindungsgemäße Verstärker von ist. Der unsymmetrische Ausgang liegt dabei zwi- einfacherem Aufbau insofern, als er bereits mit drei sehen Masse und dem einen durch den Kollektor Transistoren einen niederohmigen Ausgangsstromdieses weiteren Transistors gebildeten Anschluß der kreis besitzt, während bei dem bekannten Verstär-Konstantstromquelle an die Verstärkerschaltung. Es ker mindestens noch eine vierte Transistorstufe zum ist daher wegen der grundsätzlich hochohmigen 25 Erhalt eines niederohmigen Ausgangs erforderlich ist. Natur einer jeden Konstantstromquelle nur möglich, Schließlich kann der Verstärker als integrierte

den Ausgang mit einer hochohmigen Last zu belasten. Schaltung und/oder Dünnfilmschaltung ausgeführt Würde eine andere als hochohmige Last angeschlos- sein, da keinerlei Induktivitäten benötigt werden. Die sen werden, so könnte die Schaltung nicht mehr ver- Größe des Verstärkers kann daher außerordentlich nünftig arbeiten. Deshalb gelten die in der obigen 30 klein gemacht werden.

Entgegenhaltung genannten technischen Kenngrößen Nachstehend ist die Erfindung an Hand einer in

für diesen Verstärker strenggenommen nur für den der Zeichnung dargestellten Ausführungsform im Leerlaufausgangssparinungsfall und haben allenfalls einzelnen erläutert.

für nur sehr kleine Belastung noch Gültigkeit. Es muß Bei dem dargestellten Schaltbild des erfindungsge-

daher bei der bekannten Verstärkerschaltung in 35 maß ausgebildeten Differenzverstärkers mit symmejedem Fall eine Impedanzwandlerstufe nachgeschal- irischen Eingang und unsymmetrischen Ausgang tet werden, um den praxisnahen Bedürfnissen nach wird das symmetrische Eingangssignal den Eingangswechselnden Ausgangsbelastungen Rechnung tragen anschlüssen 10 und 11 zugeführt. Ein Widerstand 12 zu können, wie dies insbesondere bei Video-Über- und ein Kondensator sind mit dem Eingangsanschluß tragungssystemen ,mit,. symmetrischer Leitung der 40 10 verbunden und bilden das eingangsseitige Netz-Fall ist. '■■■■' .···«.··"■ werk fü_r das am Eingangsanschluß 10 empfangene

Bei solchen Ubertragungssystemen wird die Infor- Signal. Die andere Seite des Kondensators 18 ist mit mation auf den entgegengesetzten Seiten der Lei- . Vorspannungswiderständen 13 und 14 und mit der rung um 180° phasenverschoben übertragen. Rausch- Basis eines NPN-Transistors 20 verbunden. Die Wisignale, die auf entgegengesetzte Seiten solcher Über- 45 derstände 12 und 13 sind anderen Endes miteinander tragungsleitungen gelangen, haben im allgemeinen und mit einem Bezugspotential oder der Systemerde die Tendenz, in Phase, also in Gleichtakt zu sein. verbunden. Mit dem anderen Eingangsanschluß 11 Daher sucht man steche Gleichtaktsignale zu unter+ sind ein Widerstand 15 und ein Kondensator 19 verdrücken, während die gewünschte Information (180° bunden. Der Widerstand 15 und der Kondensator phasenverschoben) übertragen werden soll. 50 19 bilden das eingangsseitige Netzwerk für das am

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen wesent- Eingangsanschluß 11 empfangene Signal. Die andere lieh einfacheren, nichtsdestoweniger mindestens aber Seite des Kondensators 19 ist mit Vorspannungsebenso wirksamen Differenzverstärker mit Gleich- widerständen 16 und 17 und mit der Basis, eines taktunterdrückung der einleitend beschriebenen Art NPN-Transistors 21 verbunden. Die Transistoren 20 bereitzustellen, der insbesondere auch ohne Ein- 55 und 21 sind daher zueinander komplementär._ Angangs- und Ausgangsübertrager auskommt, wie diese dem Endes sind die Widerstände 15 und 16 miteinbeispielsweise bei dem aus der USA.-Patentschrift ander und mit tfem. Bezugspotential (Systemerde) 2 839 620 bekannten- Differenzverstärker mit Gleich- verbunden. Die anderen Seiten der Vorspannungstaktunterdrückurig, vorgesehen.sind. . ,.·..· widerstände 14 und 17 sind mit dem Verbindungs-

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe be- ^6o punkt 28 verbunden, an welchem noch eine negative steht für den Verstärker der einleitend beschriebenen Bezugspotentialauelle, der Emitter des Transistors Art nur darin, daß die Arbeitspunkteinstellung mit- ^;20 über einen Emitterwiderstarid 22 und ein Sperrtels zweier Widerstände im Basiskreis;der Transisto- kondensator 24 liegen. Die andere Seite des Kondenren erfolgt und daß an den Kollektor des ersten Tran- sators 24 liegt an Systemerde.

sistors der Emitter' eines dritten Transistors ange- 65 Der Ausgangsstromkreis, der unmittelbar das unschlossen ist, dessen Basis mit dem anderen Bezugs- symmetrische Ausgangssignal liefert, hat folgenden potential verbunden ist (bzw. geerdet ist) und dessen Aufbau: Der Kollektor des Transistors 20 _ ist über Kollektor den Ausgang des Verstärkers bildet. einen Emitterwiderstand 23 mit dem Emitter des

Transistors 21 verbunden, der als Stromverstärker dient. Der Kollektor des Transistors 21 liegt am Anschlußpunkt 28 für die Widerstände 14,17 und 22 und den Kondensator 24. Das unsymmetrische Ausgangssignal wird unmittelbar zum Verdingungspunkt 29 geliefert, der zum Emitter eines Transistors 25 führt. Der Transistor 25 ist in Basisschaltung geschaltet, die für niedrige Eingangsimpedanz am Emitter des Transistors 25 sorgt. Die Basis des Transistors 25 ist mit der Systemerde verbunden, während der Kollektor über den Lastwiderstand 26 mit einer positiven Bezugspotentialquelle verbunden ist. An den Kollektor des Transistors 25 kann bei Bedarf zur weiteren Verstärkung ein nachfolgender Verstärker 27 angeschlossen werden.

Die Arbeitsweise der Schaltung kann einfach beschrieben werden, indem man annimmt, daß das eine Eingangssignal zwischen der Basis und dem Transistor 20 und dem Bezugspotentialpunkt 28 zugeführt wird, während das andere Eingangssignal zwischen der Basis des Transistors 21 und dem Bezugspotentialpunkt 28 zugeführt wird. Die Vorspannungswiderstände werden so gewählt, daß bei den zugeführten Signalen die Transistoren 20 und 21 im linearen Bereich arbeiten. Da der Transistor 25 in Basisschaltung geschaltet ist, ist seine Eingangsimpedanz an seinem Emitter sehr gering, sie soll als Null angenommen werden. Wenn man ferner annimmt, daß die Beta-Werte, d. h. die Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren 20 und 21 in Emitterschaltung unendlich sind und daß R₂₂=R₂₃=R ist, dann ist

H =

U. =

i₃ = I₁ — I₂ =

ing.

VEing

sowohl die gewünschte Komponente als auch eine Gleichtaktkomponente aufweist, an den Eingangsanschlüssen 10 und 11 empfangen wird. Der Ausgangsanschlußweg liefert ein unsymmetrisches Signal am Verbindungspunkt 29 unmittelbar an die nachfolgende Verstärkerstufe, ohne daß Übertrager notwendig sind, die im Video-Bereich nicht ausführbar sind.

In der Praxis sind selbstverständlich die Beta-Werte nicht unendlich, so daß die tatsächliche Gleichtaktunterdrückung bestimmt werden kann, indem die tatsächlichen Beta-Werte und die Emitterwiderstandswerte 22 und 23 verwendet werden. Es kann gezeigt werden, daß die Gleichtaktunterdrükkung gegeben ist durch

h = h +h ■

Um die Unterdrückung von Gleichtaktsignalen zu veranschaulichen, sei angenommen, daß das Eingangssignal VEi„g. aus zwei in Phase befindlichen Signalen mit gleichem Wert besteht. Hier sind die Ströme Z₁ und i₂ gleich, haben jedoch entgegengesetzte Polarität, so daß

	log	1	ι	+ ß	■^23	■^23
20		1 ι		i?22
ßio		-1
	I

Wie dargestellt, kann die Schaltung allein mit Hilfe von Kondensatoren, Widerständen und Halbleitern aufgebaut werden, sie kann daher auch unter Verwendung der Technologie der integrierten Schaltungen und Dünnschichtschaltungen sehr kompakt aufgebaut werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   35

   40

   Daraus folgt, daß die in Fig. 1 dargestellte Ausführung das gewünschte Signal (Eingangsspannung gleich und um 180° phasenverschoben) durchläßt, aber Gleichtaktsignale (Eingangsspannungen gleich und in Phase) dämpft, wenn ein Eingangssignal, das Differenzverstärker mit symmetrischem Eingang und symmetrischem Ausgang mit einem ersten Transistor und mit einem zweiten zum ersten komplementären Transistor, bei dem der Kollektor des ersten Transistors mit dem Emitter des zweiten über einen ersten Widerstand und der Kollektor des zweiten Transistors über einen zweiten Widerstand mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist, wobei beide Widerstände im wesentlichen gleiche Werte aufweisen, bei dem ferner der Kollektor des zweiten Transistors mit dem Bezugspotential verbunden ist und bei dem eine Arbeitspunkteinstellung für beide Transistoren vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitspunkteinstellung mittels zweier Widerstände (14,17) im Basiskreis der Transistoren (20, 21) erfolgt und daß an den Kollektor des ersten Transistors (20) der Emitter eines dritten Transistors (25) angeschlossen ist, dessen Basis mit dem anderen Bezugspotential verbunden ist (bzw. geerdet ist) und dessen Kollektor den Ausgang des Verstärkers bildet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen