DE2456623A1

DE2456623A1 - Verstaerkerschaltung

Info

Publication number: DE2456623A1
Application number: DE19742456623
Authority: DE
Inventors: Milton Ernest Wilcox
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1973-12-03
Filing date: 1974-11-29
Publication date: 1975-06-12
Also published as: JPS5087526A; DE2456623C3; US3908171A; DE2456623B2

Description

Dipl.-Phys. O.E. Weber ο-β München 71

Patentanwalt " \ -- Hofbrunnstraße

Telefon: (089)7915050

' - Telegramm: monopolweber

münchen

M 105

MOTOEOIA, ING. Delaware/USA

Verstärkerschaltung

Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung,

Die Differential-Ausgangssignale von Differential-Treiberschaltungen in Festkörperausführung mit niedrigem Pegel', beispielsweise Synchron-Demodulatoren,, haben Gleichstromkomponenten mit überlagerten Signalkomponenten. Wenn die Differential-Treiberschaltung von einer Niederspannungsversorgung gespeist wird, kann es der Fall sein, daß die Signalkomponenten an den Ausgangsklemmen derselben keine ausreichende Größe bzw. Amplitude haben, um eine nachgeschaltete Ausgangsstufe direkt zu treiben. Eine solche Ausgangsstufe könnte beispielsweise ein Farbsystem, einen Videoendverstärker, eine Synchronisierschaltung und eine -

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Schaltung mit automatischer Verstärkungsregelung aufweisen. Die Größe bzw. Amplitude mit geringem Pegel des Ausgangssignals ist ein Ergebnis der Differential-Treiberschaltung, beispielsweise eines Synchron-Demodulators, welche Ausgangsgleichspannungspegel aufweist, die sich einem der Energieversorgungspotentiale nähern. Darüberhinaus ist es schwierig, Signalkomponenten an den Ausgangsklemmen eines Synchron-Demodulators zu erzeugen, während zugleich große Bandbreiten aufrechterhalten werden, und zwar selbst dann, wenn die Energieversorgungsspannung angehoben wird. Dies rührt daher, daß die Rö-Zeitkonstante, welche durch die großen Lastwiderstände gebildet wird, die erforderlich sind, um größere Ausgangssignale zu erzeugen, notwendigerweise einen Abfall bzw. eine Dämpfungszunähme im Frequenzgang solcher Verstärker bewirkt. Weiterhin kann es vorkommen, daß die Gleichspannungskomponente an der Ausgangsklemme der Differential-Treiberquelle mit den Erfordernissen der nachgeschalteten Stufe nicht kompatibel ist. Deshalb ist die Verstärkerschaltung gewöhnlich zwischen den Ausgangsklemmen einer Differential-Treiberschaltung und den Eingangsklemmen einer nachgeschalteten Ausgangsstufe angeordnet, um eine Verstärkung des Treibersignals zu erreichen und den ordnungsgemäßen Vorspannungspegel an die nachgeschaltete Ausgangsstufe zu liefern. Weiterhin kann es bei solchen Verstärkerschaltungen erforderlich sein, das Differential-Treibersignal in ein unsymmetrisches Ausgangssignal umzuformen.

Bekannte integrierte Verstärkerschaltungen, welche NPN-Differential-Treiberquellen folgen, beispielsweise Synchrondemodulator en, haben unsymmetrische Schaltungen verwendet, welche PNP-Lateraltransistoren verwenden, um den verhältnismäßig hohen positiven Gleichspannungspegel am Ausgang solcher Schaltungen in einen stärker negativen Gleichspannungspegel umzuformen. Obwohl solche Schaltungen verhältnismäßig unkompliziert sind, schafft die Ver-

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Wendung von PNP-Transistoren Probleme. Ein Problem wird durch die Verwendung der unsymmetrischen Kopplung erzeugt, die zu einem Gleichspannungspegel am Ausgang des Verstärkers führt, welcher vom Ruhespannungspegel an der Ausgangsklemme der Treiberschaltung abhängt. Folglich ändert sich die Gleichspannungskomponente der Verstärkerausgangsspannung in unerwünschter Weise mit dem Herstellungsverfahren für die integrierte Schaltung der Treiberschaltung und mit Veränderungen in der Versorgungsspannung.

Der ungünstige Frequenzgang bzw. die ungünstige Frequenzcharakteristik von PNP-Lateraltransistoren in der integrierten Schaltung schafft ebenfalls Probleme. Genauer gesagt, dies führt zu Veränderungen in der Verstärkung und in der Phase der verstärkten Signalkomponenten bei Veränderungen im Gleichspannungspegel an der Ausgangsklemme der Differential-Treiberschaltung. Dies läßt sich weiter dahin präzisieren, daß festzustellen ist, daß die Einheitsverstärkungs-Grenzfrequenz (F^ ) von PNP-Lateraltransistoren in integrierter Schaltung innerhalb des Bereichs liegt, der sich von drei bis fünf Megahertz (MHz) erstreckt und von dem Herstellungsverfahren der integrierten Schaltung abhängt. Weil das F₁₇- von solchen PNP-Transistoren bezüglich der Gleichspannungskomponente bzw. der Gleichstromkomponente von deren Kollektorströmen empfindlich ist, ändern sich die Hochfrequenzeigenschaften solcher Transistoren mit der Stärke des Stroms, der durch sie hindurchfließt. Folglich haben einige bekannte Verstärkerschaltungen, welche PNP-Transistoren verwenden, eine nichtlineare Verstärkungscharakteristik und eine nichtlineare Phasencharakteristik bei Frequenzen zwischen drei und fünf MHz, und zwar aufgrund der effektiven Basis- und Emitter-Kapazitäten von PNP-Strukturen.

Das Farbsignal, welches bei Fernsehübertragungen verwendet wird, benutzt ein Farbunterträgersignal von 3»58 Megahertz,

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welches dem Helligkeitssignal bzw. Luminanzsignal überlagert wird. Eine Farbinformation ist sowohl in der Phase als auch in der Amplitude des 3,58-MHz-Signals enthalten. Damit die Farben ordnungsgemäß wiedergegeben werden, ist es wesentlich, daß der Videoverstärker, welcher mit dem Video-Demodulator verbunden ist, weder seine Verstärkung noch seine Phase des Farbsignals verändert. Wenn die Verstärkung oder die Phase des Farbsignals verändert wird, wenn die Ausgangssignale des Video-Demodulators und des Videoverstärkers von dem Weißpegel auf den Schwarzpegel übergehen, dann kann davon die Rede sein, daß das Verstärkerausgangssignal jeweils einen "Differentialverstarkungs"- oder einen "Differentialphasen"-Fehler aufweist. Bekannte Videoverstärker, welche PNP-Elemente verwenden, haben einen nicht erwünschten Differentialverstarkungs-Fehler und einen nicht erwünschten Differentialphasen-Fehler.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Verstärkerschaltung zu schaffen, welche zur Herstellung als integrierte Schaltung in monolithischer Bauweise besonders geeignet ist und zugleich auch dazu, ein Fernsehvideosignal zu verstärken, ohne die Phase des Farbunterträgersignals zu verzerren.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Video-Verstärkerschaltung geschaffen werden, welche über einen weiten Bandbreitenbereich eine lineare Phasen- und Amplituden-Verstärkungscharakteristik aufweist.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Verstärkerschaltung derart ausgebildet werden, daß sie einen stabilen Ruheausgangsspannungspegel aufweist, welcher von der Stärke der Spannungsversorgung unabhängig ist.

Gemäß der Erfindung soll weiterhin auch eine Verstärkerschaltung geschaffen werden, welche ein Differential-Eingangssignal, welches einem willkürlichen Gleichspannungspegel über-

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lagert ist, in ein unsymmetrisches Ausgangssignal umformt, welches einem vorgegebenen Gleichspannungspegel überlagert ist.

Schließlich soll gemäß der Erfindung eine Verstärkerschaltung mit NPN-Transistoren so ausgebildet werden, daß sie dazu geeignet ist, Helligkeits- und Farbunterträgersignale zu verstärken, welche an den Differential-Ausgangsklemmen eines monolithischen Synchron-Demodulators auftreten, wobei keine PNP-Transistoren verwendet werden.

Die Verstärkerschaltung, welche dazu geeignet ist, als integrierte Schaltung in monolithischer Form hergestellt zu werden, formt ein Differential-Treibersignal mit einem willkürlichen Gleichspannungspegel in ein unsymmetrisches Ausgangssignal mit einem vorgegebenen Gleichspannungspegel um. Die Verstärkerschaltung weist eine erste und eine zweite Stufe auf, von denen jede eine Eingangsklemme hat, welche mit einer der Ausgangsklemmen einer Differential-Treiberquelle über eine Zenerdiode gekoppelt ist, welche die Differential-Treiberstufe daran hindert, daß sie in die Sättigung gelangt. Die Ausgangsklemme der ersten Stufe ist mit der Eingangsklemme der zweiten Stufe gekoppelt. Der Differentialsignalstrom an die erste Stufe nimmt ab, wenn das Ausgangssignal ansteigt. Folglich steigt die Spannung an der Ausgangsklemme der ersten Stufe an. Der Differentialeingangsstrom zu der zweiten Stufe nimmt zu, wenn das Ausgangssignal ansteigt. Folglich wird eine weitere zunehmende Spannung an der Ausgangsklemme der ersten Stufe geliefert. Diese zwei ansteigenden Spannungen werden vereinigt, um eine zunehmende Nettoeingangsspanmmg an die zweite Stufe zu liefern, welche dadurch reagiert, daß sie eine abnehmende Verstärkerausgangsspannung liefert, die dazu verwendet werden könnte, ein negativ verlaufendes Videosignal zu bilden. Vorspannungsströme, die eine vorgegebene

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Beziehung zueinander haben, werden zur zweiten Stufe gekoppelt, um einen nichtlinearen Betrieb des Verstärkers in Reaktion auf Eingangssignale zu verhindern, die geringe Amplituden haben. Eine Bezugsspannungsversorgung ist mit der Ausgangsklemme des Verstärkers gekoppelt, um den vorgegebenen Ausgangsgleichspannungspegel zu bilden, welcher dem Weißpegel eines Fernsehvideosignals entsprechen kann.

Somit formt die erfindungsgemäße Verstärkerschaltung, welche dazu geeignet ist, in monolithischer Form hergestellt zu werden, ein Differential-Treibersignal, welches einen willkürlichen Gleichspannungspegel aufweist, in ein unsymmetrisches Ausgangssignal um, welches einen vorgegebenen Gleichspannungspegel hat. Die Verstärkerschaltung weist eine erste und eine zweite Btufe auf, von denen je<le eine Eingangsklemme aufweist, welche mit einer der Ausgangsklemmen einer Differential-Treiberquelle über eine Zenerdiode gekoppelt ist, welche verhindert, daß die Differential-Treiberquelle in die Sättigung gelangt. Die Ausgangsklemme der ersten Stufe ist mit der Eingangsklemme der zweiten stufe gekoppelt. Ströme, welche vorgegebene Beziehungen zueinander haben, werden zur zweiten Stufe gekoppelt, um eine nichtlineare Arbeitsweise in Reaktion auf Eingangssignale zu verhindern, deren Stärken bzw. Amplituden gering sind. Eine Bezugsspannungsversorgung ist mit der Ausgangsklemme des Verstärkers gekoppelt, um einen vorgegebenen Ausgangsgleichspannungspegel zu erzeugen.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein Teilblockdiagramm eines Fernsehempfängers, der einen Videoverstärker aufweisen könnte, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist, und

Fig. 2 ein Schaltschema einer Verstärkungsschaltung einer Ausführungsform der Erfindung, welche als Videoverstärker verwendet wird.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein Teilblockschema eines typischen Farbfernsehempfängers dargestellt, bei welchem ein einlaufendes Signal von einer Antenne 10 aufgenommen wird und einer Hochfrequenz-Verstärker-(HF-Verstärker) und -Umsetzer-Stufe 14 zugeführt wird, welche das Signal verstärkt und die Frequenz des empfangenen Signals derart heruntersetzt, daß Zwischenfrequenzsignale (ZF-Signale) an der Ausgangsklemme dieser Stufe erzeugt werden. Die ZF-Signale, welche einen amplitudenmodulierten ZF-Träger enthalten, haben eine Frequenz in der Größenordnung von 4-5,75 Megahertz (MHz) und werden dann durch die ZF-Verstärker 16 und verstärkt. In dem Video-Demodulator 24 erfolgt eine Demodulation des amplitudenmodulierten Signals vom Ausgang des ZF-Verstärkers 22.

Das demodülierte zusammengesetzte Videosignal wird dann durch den Videoverstärker 26 verstärkt, der in der Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Der Video-Demodulator 24 und der Videoverstärker 26 können gemeinsam zu einer integrierten Schaltung vereinigt sein, wie es durch den gestrichelten Block 27 der Fig. 1 angedeutet ist. Die Helligkeits- oder Luminanzkomponenten des zusammengesetzten Videosignals werden der Eingangsklemme der Verzögerungsschaltung 28 zugeführt und dann für

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solche Zwe.cke verzögert, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Danach werden die Helligkeitssignalkomponenten durch einen weiteren oder einen Videoendverstärker 30 verstärkt und einem ersten Eingang der Demodulatorschaltung 34 zugeführt. Das Ausgangssignal des Videoverstärkers 26 wird auch über ein Farbsystem 36 einem zweiten Eingang der Demodulatorschaltung 34· zugeführt. Rote, blaue und grüne Farbsignale werden den drei Kathoden der Kathodenstrahlröhre 38 durch den Demodulator 34· zugeführt.

Der Videoverstärker 26 führt das zusammengesetzte Videosignal auch an eine Störaustastschaltung 40, welche Störsignale oder Rauschsignale ermittelt, deren Stärke oder Amplitude die Stärke oder Amplitude von den Signalsynchronisier-Komponenten des zusammengesetzten Videosignals übersteigen. Die ermittelten Störimpulse bzw. Rauschimpulse werden dann dazu verwendet, eine "Klemmschaltung" zu betätigen, welche die Amplitude des zusammengesetzten Videosignals begrenzt, welches der Klemme 42 der Synchronisiersignal-Trennstufe 43 zugeführt wird. Horizontale und vertikale Synchronisiersignal-Komponenten werden durch die Synchronisier-Trennstufe 43 abgeleitet und den horizontalen und vertikalen Ablenksystemen 44 und 45 jeweils zugeführt. Die Ablenksysteme 44 und 45 leiten horizontale Ablenksignale an der Horizontal-Ablenkwicklung 46 und vertikale Ablenksignale an der Vertikal-Ablenkwicklung 48 ab. Die Wicklungen 46 und 48 sind auf dem Hals einer Kathodenstrahlröhre 38 angeordnet. Die Horizontal-Synchronisierimpulse werden an die Klemme 52 der Schaltung 50 mit automatischer Verstärkungsregelung angelegt. Das zusammengesetzte Videoausgangssignal von der Störaustastschaltung 40 wird der Klemme der steuerbaren Schaltung 50 mit automatischer Verstärkungsregelung zugeführt, und die ermittelten Störimpulse bzw. Rauschimpulse werden der Klemme 51 der Schaltung 50 zugeführt. Die Hörizontal-Rücklaufimpulse werden von dem Horizontal-Ablenksystem 44 an die Klemme 54 der steuerbaren Schaltung 50 mit automatischer Verstärkungsregelung angekoppelt.

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Eine VerstärkungsSteuerspannung wird durch die Schaltung 50 an der AVR-Ausgangsklemme 56 erzeugt (AVR = automatische Verstärkungsregelung). Dieses Verstärkungssteuersignal verändert seine Amplitude in Abhängigkeit von den Veränderungen in der Spitzenamplitude der Synchronisierimpuls-Komponenten am Ausgang des Video-Demodulators 24, welche während der Steuerintervalle "bzw. Tastintervalle auftreten, welche durch die Rücklaufimpulse erzeugt werden. Die Stärke und Amplitude der Synchronisierimpulse hängt wiederum von der Stärke des/einlaufenden Signals ab, welches an der Antenne 10 ankommt, so daß die AVR-Spannung, welche an der Ausgangsklemme 56 der AVR-Schaltung 50 auftritt, normalerweise für die Eingangssignalstärke repräsentativ ist. In Abhängigkeit von der Art der Stufe 14, welche den Verstärker und den Untersetzer bzw. Umsetzer enthält, und weiterhin in Abhängigkeit von dem ersten ZF-Videoverstärker 16 kann die Verstärkungssteuerspannung an der Ausgangsklemme 56 eine Vorwärts- oder eine Rückwärts-Steuerspannung sein.

Die AVR-Spannung wird der Steuerklemme 58 des ersten ZF-Videoverstärkers 16 zugeführt und weiterhin der Eingangsklemme 60 der Verzögerungsschaltung 62. Nach einer angemessenen Verzögerung wird die AVR-Spannung durch die Verzögerungsschaltung 62 der Steuerklemme 64 der HF-Verstärker- und -Wandlerschaltung 14 zugeführt. Somit arbeitet die Verstärkungssteuerspannung zunächst in der Weise, daß die Verstärkung der ZF-Videostufe 16 gesteuert bzw. geregelt wird, und sie arbeitet zum Anheben der Signalpegel weiterhin in der Weise, daß die Verstärkung der HF- und Wandlerstufe in einer für den Fachmann bekannten Art gesteuert bzw. geregelt wird. ·

Der Aufbau und die Arbeitsweise der Verstärkerschaltung einer Ausführungsform der Erfindung werde nachfolgend anhand einer Anwendung beschrieben, welche sich auf einen Video-Demodulator

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wie den Video-Demodulator 24 gemäß Fig. 1 bezieht. Genauer gesagt, die Fig. 2 zeigt einen Video-Demodulator, der einen (AM-)Demodulator 66 für synchrone Amplitudenmodulation enthält, der an sich bekannter Art sein kann, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3 697 685 beschrieben ist, welche mit dem Titel "Synchroner AM-Demodulator" am 10. Oktober 1972 im Namen der Anmelderin hinterlegt wurde.

Der Synchron-Demodulator 66 empfängt ein moduliertes Eingangssignal an der Eingangsklemme 68, welches eine "Trägerfrequenz" von 45,75 MHz hat. Das modulierte Eingangssignal wird innerhalb des Demodulators 66 durch einen Resonanzverstärker mit hohem Verstärkungsmaß verstärkt, um ein Schaltsignal zu erzeugen, welches eine Frequenz von 45,75 MHz aufweist. Dieses Schaltsi["rial wird mit dem modulierten einlaufenden Signal multipliziert, um an den Ausgangsklemmen 78 und 80 ein Ausgangssignal zu erzeugen und weiterhin an den Stromquellen 82 und 84, welche zwischen den Ausgangsklemmen 78 und 80 und dem positiven Energieversorgungsleiter 86 angeordnet sind. Die Stromquellen 82 und 84 bilden Lasten für den Demodulator 66 und können Lastwiderstände ersetzen, die andernfalls verwendet wurden. Es kann eine beliebige geeignete Konfiguration verwendet werden, um Stromquellen 82 und 84 zu bilden. Das demodulierte Differentialausgangssignal bzw. Differenzausgangssignal enthält Synchronisiersignal-Komponenten, Farbsignal-Komponenten und Helligkeits- bzw. Luminanzsignal-Komponeiiten. Die gewünschten Komponenten des demodulierten Signals erstrecken sich über eine Bandbreite, die bei 0 Hz beginnt und sich bis zu etwa 5 MHz erstreckt.

Der Verstärker 26 weist eine Eingangsklemme 88 auf, welche mit einer Differentialausgangsklemme 78 und einer Eingangsklemme 90 verbunden ist, welche mit der Differentialausgangsklemme 80 verbunden ist. Die Amplitude der Signalkomponenten,

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welche den Eingangsklemmen 78 und 80 zugeführt werden, wird durch den Verstärker 26 angehoben oder verstärkt, welcher an der Ausgangsklemme 92 ein Eintakt-Ausgangssignal erzeugt, welches einen vorgegebenen Vorspannungs-Gleichspannungspegel aufweist, welcher dem Weißpegel des Videosignals entsprechen kann. Die Verstärkerschaltung weist eine erste Stufe auf, die aus einer Zenerdiode -91 einem NPN-Transistor 92, einer Diode 94, einem Widerstand 96 und einem Widerstand 98 gebildet ist. Diese Komponenten bilden eine' "Umkehr"-Schaltung. Die Basis des Transistors 92 ist über die Zenerdiode 91 mit der Eingangsklemme 88 verbunden. Die Diode 94 und der Widerstand 96 liefern die Vorspannung und die Eingangsspannung für den Transistor 92.

Der Verstärker 26 weist weiterhin eine zweite Stufe auf, die aus einer Reihenschaltung gebildet ist, welche die Stromquelle 100, die Zenerdiode 102, die Diode 104 und den Widerstand 106 aufweist. Die Verbindung 118 zwischen der Stromquelle 100 und d?r Zenerdiode 102 ist mit der Eingangsklemme 90 verbunden. Die zweite Stufe weist weiterhin einen NPN-Transistor 108 auf, dessen Basis mit der Anode der Diode 104 und dem Kollektor des Transistors 92 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 108 ist über den Widerstand 110 an Erde oder an ein Bezugspotential gelegt, und der Kollektor ist über die Stromquelle 112 mit dem positiven Energieversorgungsieiter 86 verbunden.

Die Nullträger-Vorspannungsversorgung 114 weist eine Klemme 116 auf, welche an Erde oder an ein Bezugspotential gelegt ist, und hat weiterhin eine Klemme 117, welche über den Widerstand 119 mit dem Kollektor des Transistors 108 verbunden ist.

Die Ausgangsschaltung weist zwei Transistoren 120 und 122 auf, die in einer Darlington-Schaltung angeordnet sind. Die Basis

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des Transistors 120 ist mit dem Kollektor des Transistors 108 verbunden, und der Emitter des Transistors 122 ist mit der Ausgangsklemme 92 verbunden. Der Leiter 86 ist mit den Kollektoren der Transistoren 120 und 122 verbunden, und der Emitter des Transistors 120 ist mit der Basis des Transistors 122 verbunden. Das Ausgangssignal wird zwischen der Ausgangsklemme 92 und einem leiter erzeugt, der auf Erdpotential oder einem Bezugspotential liegt.

Der Rühesignalzustand des Verstärkers 26 wird nachfolgend betrachtet. Die Eingangsklemme 88 empfängt den Strom I., und die Eingangsklemme 90 empfängt den Strom Ig. Die Stromquellen 82 und 84- liefern jeweils einen Strom, der mit I^ bezeichnet ist. Die Ströme Ia_x. und I-p sind die Ausgangsströme des Demodulators 66. Der Strom I. ist die Differenz zwischen den Strömen I, und 1^» und der Strom Ip ist die Differenz zwischen den Strömen I-, und I-_o. Unter Ruhestrom-

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bedingungen sind die zwei Ausgangsströme 1^_x, und I-p ^vom Demodulator 66 gleich, was bedeutet, daß auch die Ströme I_x. und Io gleich sind. Der Strom I_x. fließt durch die Zenerdiode 91» die Diode 94· und den Widerstand 96, um an der Basis des Transistors 92 eine Vorspannung zu erzeugen. Die Zenerdiode 90 liefert einen Gleichstrompegel bzw. Gleichspannungspegel an der Ausgangsklemme 78 des Demodulators 66, wodurch verhindert wird, daß einige der Transistoren in die Sättigung gelangen. Der Strom Ip fließt durch die Zenerdiode 102, die Diode 104 und den Widerstand 106. Die Zenerdiode 102 liefert einen Gleichspannungspegel an der Ausgangsklemme 80 des Demodulators 66, der andere Transistoren daran hindert, in die Sättigung zu gelangen. Unter der Annahme, daß die Widerstände 96 und 98 gleiche Werte haben, leitet der Transistor 104 den gesamten Strom I_p. Folglich fließt kein Strom Ip über die Diode 104- und den Widerstand 106. Der einzige Strom, welcher in der Diode 104 und dem Widerstand 106 fließt, und zwar unter Ruhestrombedingungen, ist der Strom 1^, welcher von der

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Stromquelle 100 geliefert wird. Vorausgesetzt, daß der Widerstand 106-einen Wert aufweist, welcher gleich dem N-fachen Wert, des Widerstandes 110 ist, so beträgt der von dem Transistor 108 geführte Strom den N-fachen Wert des Stromes, welcher von der Stromquelle 100 geliefert wird. ¹¹N" kann eine ganze Zahl größer als 1 sein, beispielsweise 2 oder 2,5· Indem die Stromquelle 112 derart ausgebildet wird, daß sie den N-fachen Strom I^ liefert, ist somit der Ausgangsstrom, welcher durch den Transistor 108 an den Lastwiderstand 119 geführt wird, bei Ruhestrombedingung gleich Null. Somit wird unter Ruhestrombedingungen die Spannung an der Ausgangsklemme 92 durch den Pegel bestimmt, welcher durch die Nullträger-Vorspannungsversorgung 114 aufgebaut wird, welche eine beliebige geeignete Konfiguration aufweisen kann. Die von der Vorspannungsversorgung 114- gelieferte Spannung kann derart gewählt werden, daß sie zu einer Ausgangsspannung an der Klemme 92 führt, welche dem "Weiß"-Pegel eines negativ verlaufenden Videosignals angenähert ist. Die Stromquellen 100 und 112 liefern eine Vorspannung für den Transistor 108, welcher eine nichtlineare Signalverstärkung bei geringen Signalpegeln verhindert. Die Stromquellen 84 und 100 können durch eine einzige Stromquelle ersetzt werden, welche einen konstanten Strom liefert, der gleich der Summe der Ströme I-, und I., ist.

Nachfolgend wird die dynamische Arbeitsweise des Synchron-Demodulators 66 beschrieben. Die Schaltung 66 ist derart aufgebaut, daß dann, wenn ein moduliertes Eingangssignal angelegt wird, die Starke bzw. Amplitude des Stromes I^ zunimmt und die Starke bzw. Amplitude des Stromes I,« abnimmt . Somit nimmt der Strom T, ab, und der Strom Ip nimmt zu, wenn die Stärke bzw. Amplitude des modulierten Signals zunimmt. Die Vorspannung an der Basis des Transistors nimmt in Reaktion auf die. Abnahme des Stromes I- ab. FoIg-

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lieh nimmt die Spannung am Kollektor des Transistors 92 zu und liefert eine erhöhte Spannung an dem Verbindungspunkt 118. Darüberhinaus führt der zunehmende Strom I~ dazu, daß die Diode 104- und der Widerstand 106 ebenfalls eine zunehmende Spannung an dem Verbindungspunkt 118 liefern. Somit führt die Spannungsveränderung, welche durch die Ströme I,. und Ip am Verbindungspunkt 118 herbeigeführt wird, zu einem Nettoanstieg der Spannung in einer positiven Richtung, welche der Basis des Transistors 108 zugeführt wird. Somit führt der Transistor 108 einen Strom, welcher durch die Last und die Darlington-Schaltung in seinen Kollektor gezogen wird. Folglich wird das Ausgangspotential an der Ausgangsklemme 92 an der Last negativ. Somit hängt die Amplitude^des im Transistor 108 fließenden Ausgangsstroms nur von den Unterschieden in den Stärken bzw. Amplituden der Ströme ab, welche an den Ausgangsklemmen 78 und 80 des Demodulators 66 fließen, anstatt von dem absoluten Wert dieser Ströme.

Die Verstärkerschaltung 26 gemäß Pig. 2 verwendet keine PNP-Lateraltransistoren im aktiven Signalpfad. Die Impedanzen der Zenerdioden und der Widerstände sind derart gewählt, daß sie geringe Werte haben, um die Bandbreite des Verstärkers zu vergrößern. Die NPN-Transistoren 92 und 108 haben Grenzfrequenzen, die oberhalb von 300 MHz liegen. Somit wird ein Betrieb bei Grenzfrequenzen in der Größenordnung von 3»5 MHz leicht erreicht, ohne Differentialverstarkungs- oder Differenzverstärkungs- und Phasenprobleme zu schaffen, welche bei bekannten Videoverstärkerschaltungen mit PNP-Transistoren auftreten. Die Bandbreite des Verstärkers 26 wird durch den Widerstand der Ausgangslast gesteuert und durch Streukapazitäten, welche am Kollektor des Transistors 108 auftreten. Um die Auswahl der gewünschten Komponenten des demodulierten Signals zu erleichtern, während unerwünschte Komponenten wie Trägerharmonische entfernt werden, wird die Bandbreite auf etwa 6 MHz eingestellt.

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In einer gerätetechnischen Ausführungsform wurden Widerstände und Ströme im Verstärker 26 verwendet, welche folgende Werte haben:

Widerstand 96	300	Ohm
Widerstand 98	300	Ohm
Widerstand 106	1000	Ohm
Widerstand 110	500	Ohm
Widerstand 119	4,5	Kiloohm
T^. und 1^2	1,5	Milliampere
h	2,5	Milliampere
	0,15	Milliampere
NI.	0,30	Milliampere

Es wurde somit eine verbesserte Verstärkerschaltung beschrieben, welche dazu geeignet ist, als integrierte Schaltung in monolithischer Bauweise hergestellt zu werden und zur Verstärkung eines lernsehvideosignals eingesetzt zu werden. Der Verstärker führt eine Umwandlung von einem Differentialsignal zu einem unsymmetrischen Strom aus, bzw· zu einem Eintaktausgang, und weist eine lineare Phasen- und Amplitudenverstärkungscharakteristik auf. Weiterhin wird eine stabile Ruheverstärker-Ausgangsspannung geliefert, welche von der Amplitude der Spannungsversorgung unabhängig ist. Obwohl der Verstärker 26 als Fernsehvideoverstärker beschrieben wurde, ist für den Fachmann ersichtlich, daß er auch für andere Anwendungsfälle geeignet ist. Indem beispielsweise jeweils die Stärke bzw. Amplitude der Ströme entsprechend eingestellt wird, welche von den Stromquellen 82 und 84· geliefert werden, ist es möglich, den Pegel der Ruheausgangsspannung auf ein Potential zwischen Erde und B+ zu bringen. Unter dieser Bedingung könnte der Verstärker 26 auch beispielsweise ein demoduliertes Hörfrequenzsignal verstärken..

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Offensichtlich sind für den Fachmann mannigfaltige Abwandlungen und veränderte Ausführungsformen erkennbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Demgemäß dient die vorliegende Beschreibung nur zur Veranschaulichung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und stellt keine Begrenzung der Erfindung dar. Obwohl zur beispielhaften Erläuterung bestimmter Bauelementen-Typen angegeben wurden, sei darauf hingewiesen, daß auch eine große Vielfalt von anderen Bauelementen verwendet werden kann.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

Verstärkerschaltung zur Verstärkung von jeweils einem ersten und einem zweiten Differentialeingangssignal, welches einer ersten und einer zweiten Verstärkereingangsklemme zugeführt wird, und zwar durch eine Differentialtreiberquelle, um an einer Verstärkerausgangsklemme ein unsymmetrisches bzw. ein Eintakt-Ausgangssignal zu erzeugen, dadurch gekennze ichne t , daß eine erste Stufe (92,94,96,98) vorgesehen ist, welche eine Eingangsklemme aufweist, die derart ausgebildet ist, daß sie das erste Differentialsignal aufnimmt, und welche eine Ausgangsklemme hat, daß weiterhin eine erste Schaltung (91) vorhanden ist, welche die Eingangsklemme der ersten Stufe mit der Eingangsklemme (88) des ersten Verstärkers koppelt, daß weiterhin eine zweite Stufe (100,104,106,108,110) vorgesehen ist, welche eine Eingangsklemme (118) aufweist, die mit der Ausgangsklemme der ersten Stufe verbunden ist und welche eine Ausgangsklemme hat, daß weiterhin eine zweite Schaltung (102) vorhanden ist, welche die Eingangsklemme (118) der zweiten Stufe mit der Eingangsklemme (90) des zweiten Verstärkers koppelt, daß weiterhin eine Ausgangs-Vorspannungsversorgung (114,119) vorgesehen ist, welche eine Ausgangsspannung an die Ausgangsklemme der zweiten Stufe liefert, um an der Verstärker-Ausgangsklemme (92) eine Ruheausgangsspannung zu bestimmen, und daß eine dritte Schaltung (12O, 122) vorhanden ist, welche die Ausgangsklemme der zweiten Stufe mit der Verstärker-Ausgangsklemme (92) verbindet.

2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge-, kennzeichnet, daß die erste Schaltung eine Zenerdiode (91) aufweist, welche dazu dient, die Differentialtreiberquelle (66) daran zu hindern, daß sie in die Sättigung gelangt.

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Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Stufe einen Energieversorgungsleiter aufweist, der ein Erdpotential führt, daß die erste Stufe weiterhin eine Elektronensteuereinrichtung (92) hat, die eine Steuerelektrode aufweist, welche mit der Eingangsklemme der ersten Stufe verbunden ist, welche weiterhin eine erste Elektrode aufweist, die mit dem ersten Energieversorgungsleiter verbunden ist, und die eine zweite Elektrode aufweist, welche mit der Ausgangsklemme der ersten Stufe verbunden ist, und daß die erste Stufe eine erste Diode (94·) hat, welche eine erste Elektrode aufweist, die mit der Steuerelektrode der Elektronensteuereinrichtung (92) verbunden ist, und eine zweite Elektrode aufweist, die mit dem -Energieversorgungsleiter gekoppelt ist.

Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltung eine zweite Zenerdiode (102) aufweist, welche dazu dient, die Differentialsignalquelle (66) daran zu hindern, daß sie in die Sättigung gelangt.

Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Stufe einen Energieversorgungsleiter hat, welcher derart ausgebildet ist, daß er ein Erdpotential führt, daß die zweite Stufe weiterhin eine Elektronensteuereinrichtung (1O8) hat, die eine Steuerelektrode aufweist, welche mit der Eingangsklemme (118) der zweiten Stufe verbunden ist, die weiterhin eine erste Elektrode aufweist, welche mit dem ersten Energieversorgungsleiter gekoppelt ist, und die eine zweite Elektrode aufweist, welche mit der Ausgangsklemme der zweiten Stufe verbunden ist, und daß die zweite Stufe weiterhin eine Diode (104·) hat, welche eine erste Elektrode aufweist, die mit der Steuerelektrode

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der Elektronensteuereinriclitung verbunden ist, und eine
zweite Elektrode hat, die mit dem Energieversorgungsleiter verbunden ist.

6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltung ein Paar von
Transistoren (120, 122) in einer Darlington-Schaltung aufweist, welche die Ausgangsklemme der zweiten Stufe mit der Verstärkerausgangsklemme (92) koppeln.

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