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Schaltungsanordnung für einen Fernsprechmikrofonverstärker mit verstärkerausgangsseitiger
Speisung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Sprechverstärker
in Teilnehmerstellen von Fernsprechanlagen. Zur Verbesserung der Qualitat der Sprechverbindung
wird immer mehr angestrebt, das bisher hauptsachlich verwendete Kohlemikrofon gegen
qualitativ höherwertige elektroakustische Wandler, z.B. piezokeramische, wie auch
magnetische oder dynamische Wandler auszutauschen. Diese hochwertigen elektreakustischen
Wandler sind aber nur in Vcrbindung mit einem Sprechverstärker in Fernmeldeanlagen
praktisch zu verwenden. Da der Betriebsgleichstrom in Fernmeldeanlagen über die
ab-Leitung zugeführt wird, über dic auch der verstärkte Wechselstrom fließ, können
hier nur Sprechverstärker Verwendung finden, die re Speisung über die Verstärkerausgangsseite
erhaltcn.
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Für solche Mikrofonverstärker sind bereits eine Reihe Schaltungsanordnungen
bekannt geworden, die u.a. das gemeinsame Merkmal aufweisen, daß sie zur Gleichstromstabilisierung
Kapazitäten in Vcrbindung mit anderen Schaltmitteln verwenden. Will man aber solche
Mikrofonverstärker in integrierter monolithischer Halbleitertechnik herst@llen,
so ergibt sich das Problem, daß sich k@ine Kapazitäten in der erforderlichen Größenordnung
in dieser Technik unterbringen lassen. Zur Lösung dieses Problems Sühzlt die Erfindung
eine Scnal-Lungsanordnung für einen Mikrofonverstärker vor, die keine Kapazitäten
mehr aufweist, so daß die Schaltungsanordnung
für die Herstellung
eines integrierten monolithischen Verstärkers verwendet werden kann. Die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß 1. die Eingangsstufen des Verstärkers
aus zwei komplementären, gegengekoppclten, in Kaskadenschaltung angeordneten Diffcrenzverstärkern
bestehen, wobei an der zweiten Differenzverstärkerstufe symmetrisch zwei Emitterfolger
als Stromverstärker angekoppelt sind und die Ausgangsstufc aus cincr gesteuerten
Stromquelle besteht; 2. zur Stabilisierung des Verstärkerarbeitspunktes sowie zur
Gleichstromversorgung der ersten Differenzverstärkerstufe dienende, in Flußrichtung
betricbenc Diodc vorgesehen sind; 3. eine Stabilisierung der Ausgangsspannung mittels
einer Glcichtaktgegenkopplung auf die Emitter der ersten Differenzverstärkerstufe
bewirkende Schaltmittel vorgesehen sind.
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Die Vortcile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden anhand
acs in der Zcichnung gezeigten Ausführungsbeispieles erläutert. Dic Zeichnung zeigt
eine Verstärkeranordnung mit cincm Eingang 1,2, an den ein beliebiger hochwertiger
akustischer Wandler ar angeschlossen werden kann, und mit einem Ausgang 3,4, über
den die Verstärkeranordnung den Betriebsgleichstrom erhält, Die Anordnung besteht
aus zwei komplementären Differenzverstärkerstufen mit den NPN-Transistoren T1, T2
und den PNP-Transistoren, T3,T4 in Kaskadenschaltung.
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Bei den Differenzverstärkern handelt cs sich um Gleichspannungs-Differenzverstärker
mit sehr großer Verstärkung. Solche Gleichspannungsverstärker weisen eine so große
Verstärkung auf, daß der Verstärkungsfakton allein durch die Gegenkopplung bestimmt
wird Die Ausgangswechsclspannung
des Wandlers W liegt am Eingang
E1 und wird im Differenzverstärkungsweg definiert verstärkt und den Emitterwiderstand
R15 des als gesteuerte Stromquelle geschalteten Transistors T7 zugeführt.
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Da an der Ausgangsklemme 3 des Verstärkers eine positive Spannung
liegt, worden die Dioden D1, D2 und D3 über den Widerstand R1 gespeist und in Flußrichtung
betrieben. Da der dynamische Innenwiderstand der Dioden in diesem Zustand sehr gering
ist, kann man sie als Referenzspannungsquellen betrachten. So bildet die Diode D1
eine Referenzspannungsuelle, während die Dioden D2 und D3 eine weitere Referenzspannungsquelle
bilden. Beide Referenzspannungsquellen dienen zur Stabilisierung des Verstärkerarbeitspunktes
sowie zur Strowversorgung der ersten Stufe des Differenzverstärkers TI, T2. Dabei
wird von der Referenzspannungsquelle D1 über den Widerstand D2 ein zusätzlicher
Strom den Differenz eingang E2 der ersten Stufe des Differenzverstärkers eingeprägt.
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An die zweite Differenzverstärkerstufe 23, T4 sind symmetrisch als
Strcmverstärker die Emitterfolger T5 und T6 ang@koppelt, die aus NPN-Transistoren
bestchen.
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Dabei liefert@der Emitterfolger T6 den nötigen Basisstrom für die
gesteuerte Stromquelle T7. Die an dem Emitterausgang des Transistors T7 anstehende
Gleich-und Wechsclspannung wird über das Gegenkopplungsnetzwerk R10, R7 und R2 auf
den Differenzeingang E2 der crsten Differenzspannungsverstärkerstufe zurückgeführt.
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Der Gegenkopplungsweg der Wechselspannung verlauft dabei über die
Widerstände R10 und R7, wobei vorausgesetzt wird, daß der Wcchselstromwiderstand
der Dioden D2, D3 rechnerisch dem Widerstand R7 zugeordnet wird.
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Die Widerstände R7 und R10 stellen also die Wechsclstromverstärkung
im Differenzverstä.rkerweg ein.
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Durch eine Gleichtaktgegenkopplung über die Widerstände R9 und R14
auf die Emitter der ersten Differenzverstärkerstufe T1, T2 wird die Ausgangsruhespannung
am Widerstand R15 stabilisiert. Dabei wird die verstärkte Gleichtaktspannung vom
Symmetriepunkt K2 at:Ü die Emitter T1 und T2 zurückgeführt, ohne den Differenzverstärkungsweg
zu beeinflussen.
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Durch die sehen erwähnte Einprägung eines zusätzlichen Stroms mittels
der Referenzspannungsquelle D1 am Differenzeingang E2 wird entsprechend dem Verhältnis
der Widerstände R10 zu R2 eine Absenkung der Ruhespannung am Widerstand R15 bewirkt.
Dadurch wird erreicht, daß man für den gleichen Ruhe strom der gesteuerten Stromquelle
T7 mit einem kleineren Umsetzwiderstand R15 auskommt, wodurch ermöglicht wird, daß
die Steuerspannung klein gehalten werden kann. Diese Maßnahme erhöht wesentlich
die Aussteuerfähigkeit des Verstärkers bei kleinen Betriebsspannungen, wie sie z.B.
bei großen Leitungswiderständen der angeschlossenen Fernmeldeleitung auftreten können,
da an der Kollektor-£mitterstrecke des Transistors T7 die Differenz der Steuerwechselspannung
am Widerstand R15 und der gegenphasigen Ausgangswechselspannung am Widerstand R16
wirksam ist. Die Diode D4 glcicht dabei die Absenkung des Gleichspannungsniveaus
am Widerstand R15 aus.
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1 Patentanspruch 1 Zeichnung