DE2418455C2

DE2418455C2 - Monolithisch integrierte Schaltungsanordnung mit steuerbarer Verstärkung

Info

Publication number: DE2418455C2
Application number: DE19742418455
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. 2081 Hasloh Bockelmann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1974-04-17
Filing date: 1974-04-17
Publication date: 1982-09-09
Also published as: DE2418455A1

Description

Die Erfindung betrifft eine monolithisch integrierte Schaltungsanordnung mit steuerbarer Verstärkung, insbesondere zrfr Lautstärkeeinstellung, mit einem oder zwei Verstärkern zur Stromverteilungssteuerung, die jeweils aus zwei Transistoren bestehen, deren Emitter miteinander verbunden sind, bei denen in den gemeinsamen Emitterzuleitungen jeweils ein als Stromgenerator wirkender Transistor liegt, und bei der dem oder einem dieser Transistoren das zu verstärkende Signal zugeführt wird.

Solche Schaitungsanordnungsn sind bekannt (US-PS 36 84 974); sie zeichnen sich durch eine gute Signalverträglichkeit, einen hohen Stellbereich und eine gute Isolation zwischen der steuernden Größe und dem zu beeinflussenden Signal aus. E.n Nachteil, der sich besonders dann unangenehm auswirkt, wenn die Schaltungsanordnung zur Lautsti/fceeinstellung dient, ist jedoch darin zu sehen, daß das beeinflußte, d.h. abgeschwächte. Signal einen hohen Klirrfaktor aufweist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art mit möglichst niedrigem Klirrfaktor zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aktive Emitter-Kantenlänge der Transistoren des oder der Verstärker größer als 100 μπι ist Vorzugsweise beträgt diese Emitter-Kantenlänge 400 μπι.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltungsanordnung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Klirrfaktor des beeinflußten Signals kleiner als 0,5% ist Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung mit einem Verstärker,

F i g. 2 eine entsprechende Schaltungsanordnung mit zwei Verstärkern und

Fig.3 eine Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 mit zusätzlichen Entkopplungstransistoren.

Eine in ihrer Konfiguration dem Stand der Technik entsprechende Schaltungsanordnung zur Signalbeeinflussung durch Stromverteilungssteuerung mit einem Differenzverstärker ist in F i g. 1 dargestellt.

Der Strom /des Stromgenerators Ts fließt, abhängig von der Steuerspannung Δ Übe an den Basen des Verstärkers teils durch den Transistor T, und den Widerstand R\ und teils durch den Transistor Ti und den Widerstand Rt des Verstärkers. Wird der Strom /durch ein Eingangssignal Uw moduliert und das Signal Vom an Ri abgenommen, so kann mit einem relativ kleinen Steuerspannungshub AUbb die Verstärkung V — UaurfUm im Bereich von Vm* » R₂ZRi und Vmm *· 0 variiert werden. Bei dieser Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist es nachteilig, daß sich der Gleichspannungsabfall an A₂ proportional mit der Verstärkung ändert Man verwendet daher vorzugsweise eine in ihrer Konfiguration ebenfalls dem Stand der Technik entsprechende Schaltungsanordnung mit zwei Verstärkern, deren Kojlektoren kreuzgekoppilt sind. Eine solche Schaltungsanordnung ist in F i g. 2 dargestellt Haben in dieser Schaltungsanordnung die Transisto ren Ti, T₂, T< und Ts gleiche Eigenschaften und sind die Ströme durch Ti und Te gleich groß, so ist die Stromsumme durch R₂ (und R_t) von Δ t/jjEunabhängig.

Δ Übe bestimmt, ob der Arbeitswiderstand R₂ stärker vom Signalstrom aus Ts oder vom Gleichstrom aus Te durchflossen wird.

Es zeigt sich nun, daß bei den in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schaltungsanordnungen bei starker Abschwächung des zu beeinflussenden Signals t/«y im beeinflußten Signal Uour&m starker Klirrfaktor auftritt Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn die Schaltungsanordnung zur Lautstärkeeinstellung verwendet wird.

Ein geringer Klirrfaktor, insbesondere bei großer Signalabschwächung; wird dadurch erreicht, daß bei den beschriebenen Schaltungsanordnungen der Wert des durch die Stromgeneratoren T₃ bzw. T₃ und T₆ erzeugten Stromes /, der Modulationsgrad m dieses Stromes /und die Emitter-Bahnwiderstände r« der Transistoren T\ und T₂ bzw. 7i, T₂ und 7«, T₅ der Verstärker so klein gewählt sind, daß das Produkt dieser Größen

sehr klein gegenüber der das Signal beeinflussenden Steuerspannung Δ Übe und/oder der Temperaturspannung

Ur=Jt T/q

ist

Wichtig für diese Bemessung der Schaltungsanordnung ist insbesondere die Größe der Emitter-Bahnwiderstände. Um niedrige Emitter-Bahnwiderstände und damit einen niedrigen Klirrfaktor zu erreichen, sind

so bei der als monolithisch integrierte Schaltung ausgebildeten Schaltungsanordnung die aktiven Emitter-Kantenlängen der Transistoren der Verstärker größer als 100 μπι gewählt Vorzugsweise beträgt die Emitter-Kantenlänge 400 μΐη.

Die mit der erfindungsgemäßen Bemessungsregel erreichbare Verringerung des Klirrfaktors durch Wahl hinreichend niedriger Werte für den Modulationsgrad, die Emitter-Bahnwiderstände und den durch die Stromgeneratoren erzeugten Strom ergibt sich aus der folgenden Tabelle:

/(mA)	m	20	3,5	*>)
2	0,5	20	2	...5
1	0,5	20	1,2	...3
0,35	0,4	400	0,3	...1,8
0,35	0,4		...0,5

Diese Tabelle zeigt den Klirrfaktor h einer Schaltungsanordnung nach Fig.I ohne Widerstand R\ in Abhängigkeit vom Strom /des Stromgenerators 7}, den Modulationsgrad m des Stromgenerators und der aktiven Emitterkantenlänge Ie der Transistoren 7] und T₂ des Verstärkers.

Wie die letzte Zeile dieser Tabelle zeigt, läßt sich mit einem Strom von 0,35 mA ein Modulationsgrad von 0,4 und einer aktiven Emitterkantenlänge von 400 μπι ein Klirrfaktor ki unter 0,5 erreichen.

In den beiden, in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schaltungsanordnungen ist der aus Symmetriegründen eingezeichnete Widerstand R\ nicht erforderlich, wenn das Signal nur an R₂ abgenommen wird. Ist R\ vorhanden, so kann bei kleinem Signal am Ausgangs-

widerstand Ä? das grovfe Wechselspannungssignal ober R\ durch Rückwirkung auf die Transistoren Ti und 7} die Stromverteilung beeinflussen und harmonische Verzerrungen im Ausgangssignal verursachen,

Fig.3 2eigt nun eine Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, bei der die Spannungsrückwirkung der Signalspannung über A₁ (bzw, Ä2) auf die Stromverteilung durch besondere Entkopplungstransistoren Tj und 7a vermieden ist. Die beiden Transistoren Ti und 7s werden durch eine feste Spannung aus einem Basis-Spannungsteiler (Rs, Re) mit Basisspannung versorgt

Entsprechende Entkopplungstransistoren lassen sich selbstverständlich auch in die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 einfügen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

■ ■ ι Patentansprüche;

1. Monolithisch integrierte Schaltungsanordnung mit steuerbarer Verstärkung, insbesondere zur Lautstärkeeinstellung, mit einem oder zwei Verstärkern zu? Stromverteflungssteuerung, die jeweils aus zwei Transistoren bestehen, deren Emitter miteinander verbunden sind, bei denen in den gemeinsamen Emitterzuleitungen jeweils ein als Stromgenerator wirkender Transistor liegt, und bei der dem oder einem dieser Transistoren das zu verstärkende Signal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Emitter-Kantenlänge der Transistoren (Tu T₂; Tt_n T₅) des oder der Verstärker größer als 100 μπι ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kantenlänge 400 μπι beträgt