DE3127889C2 - Schaltungsanordnung aus mindestens zwei Verstärkern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltung aus wenigstens zwei Verstärkern, von denen jeweils einer in Betrieb ist. Die beiden Verstärker weisen Rückkopplungszweige auf, die gegeneinander durch Kondensatoren gleichstrommäßig entkoppelt und über einen weiteren Kondensator mit Masse verbunden sind. Zur Reduzierung der Anschlußzahl und um Kondensatoren einzusparen, wird zumindest ein Rückkopplungszweig des einen Verstärkers mit dem entsprechenden Rückkopplungszweig des anderen Verstärkers verbunden. Beide Rückkopplungszweige sind dann über einen gemeinsamen Kondensator mit Bezugspotential verbunden. In jedem Rückkopplungszweig ist ferner ein elektronischer Schalter angeordnet, der nur in dem jeweils in Betrieb befindlichen Verstärker geschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung aus mindestens zwei Verstärkern, mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften, von denen jeweils einer in Betrieb ist, wobei die mehrstufigen Verstärker der Gleichspannungsstabilisierung dienende Rückkopp-

- lungszweige aufweisen, die durch Entkopplungskondensatoren gleichstrommäßig voneinander getrennt und über weitere Kondensatoren mit Bezugspotential verbunden sind.

Beispielsweise in Rundfunkempfängern werden unterschiedliche Verstärker für die Signalverarbeitung benötigt, je nach dem, ob AM- oder FM-Betrieb eingeschaltet ist Bei den Zwischenfrequenzverstärkern werden aufgrund der unterschiedlichen Modulationsart — Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation — stark voneinander abweichende Verstärkerschaltungen benötigt

Bei integierten Schaltungen wird vielfach für beide Betriebsarten ein gemeinsamer Verstärker verwendet, bei dem jedoch je nach Betriebsweise Teile der Verstärkerschaltung durch andere Teile ersetzt werden und eine Arbeitspunktumschaltung möglich ist Dieser Schaltungsaufbau hat den Nachteil, daß aufgrund der Doppelfunktion des Verstärkers optimale Dimensionierungen nicht möglich sind. Beispielsweise der Schaltkreis TDA 1083 der Firma AEG-TEL.EFUNKEN enthält für wechselweisen AM- oder FM-Öetrieb einen gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker, der umschaltbar ist.

Eine optimale Dimensionierung der Verstärkerschaltungen ist dann möglich, wenn sowohl für den AM- als auch für den FM-Betrieb jeweils ein gesonderter Zwischenfrequenzverstärker vorhanden ist. Dieser Schaltungsaufbau hat jedoch den Nachteil, daß mehr Anschlüsse (Pins) benötigt werden und die Zahl der im Schaltkreis enthaltenen Bauelemente ebenso wie die Zahl der extern zuzuschaltenden Bauelemente vergrößert wird.

In der Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung mit zwei Verstärkern für verschiedene Frequenzen mit insgesamt sechs Eingangsanschlüssen und vier Kondensatoren dargestellt. Die im Bild oben dargestellte Verstärkeranordnung dient beispielsweise zur Zwischenfrequenzverstärkung des amplitudenmodulierten Signals, während der untere Verstärker zur Verstärkung des frequenzmodulierten Signals dient. Beide Verstärker bestehen aus mehreren Verstärkerstufen V\ bis V_x, die beispielsweise nach Art eines Differenzverstärkers aufgebaut sind. Jede Stufe enthält zwei an den Emitterelektroden zusammengeschaltete Transistoren 7Ί und T2, die über eine Stromquelle Q\ mit einem Konstantstrom versorgt werden. Den Basiselektroden der beiden Transistoren T\ und Ti wird über die Eingangsanschlüsse 1 und 2 das Eingangssignal zugeführt. An den Kollektoren der beiden Transistoren wird das Ausgangssignal der

ersten Verstärkerstufe Vi den nachfolgenden Verstärkerstufen V_x zugeführt Die Endstufe Fi besteht aus zwei Endstufentransistoren Ti und Ti, deren Basiselektroden das Ausgangssignal der letzten Verstärkerstufe V_x zugeführt wird. An den Emitterwiderständen Äs und Rt der Endstufentransistoren T3 und 7} wird das verstärkte amplitudenmodulierte Ausgangssignal Uoutam abgegriffen.

Zur Gleichspannungsstab.Tisierung sind Rückkopplungszweige vorgesehen, die den Emitter des Transistors T₃ über den Widerstand Äi mit der Basiselektrode des Transistors 71 der ersten Verstärkerstufe und die Emitterelektrode des Transistors Ti über den Widerstand Ri mit der Basiselektrode des Transistors 7*2 dieser ersten Verstärkerstufe V, verbindet Der erste Rückkopplungszweig mit dem Widerstand R\ ist über den Generator-Innenwiderstand Rj in der Eingangsschaltung mit der Basiselektrode des Transistors Ti verknüpft Die beiden Rückkopplungszweige mit den Widerständen R\ und R2 sind durch einen Kondensator Q gleichstrommäßig entkoppelt Ferner sind beide Rückkopplungszweige über den Kondensator Cj mit Massepotential verbunden. Da die Kondensatoren Ci und Cz extern an den integrierten Haibleiterschaltkreis angeschlossen werden, weist dieser Schaltkreis die Eingangsanschlüsse 1, 2 und 3 auf, wobei die Pins 2 und 3 Anschlüsse an die Rückkopplungszweige mit den Widerständen Rt und i?2 bilden.

Die Zwischenfrequenzverstärkerschaltung für den FM-Betrieb ist prinzipiell identisch aufgebaut, wie die Verstärkerschaltung für den AM-Betrieb. Allerdings sind die Bauelemente anders dimensioniert und die Arbeitspunkte werden in einer dem FM-Betrieb angepaßten Weise eingestellt Die FM-Verstä.rkerschaltung enthält somit gleichfalls zwei Rückkopplungszweige mit den Widerständen R3 und Ra, die zu den Anschlußpins 5 und 6 führen. Die Anschlußpins 5 und 6 sind über den Entkopplungskondensator Ci miteinander verbunden, während das Anschlußpin 5 noch zusätzlich über den Kondensator C₄ an Massepotential angeschlossen ist.

In Betrieb -ier Schaltung wird entweder der AM-Verstärker oder FM-Verstärker an Betriebspotential L)₅ über den Schalter 5 gelegt. Die Gesamtschaltung enthält somit die vier Kondensatoren Ci, C2, Ci und Q und benötigt die sechs Eingangsanschlüsse 1 —6.

Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltung könnte beispielsweise dadurch vereinfacht werden, daß die Punkte 2 und 5 verknüpft und über einen dann gemeinsamen Kondensator mit Bezugspotential verbunden werden. Dies würde jedoch zu einer unerwünschten Unsymmetrie der Schaltung führen da der jeweils in Betrieb befindliche Verstärker durch den Rückkopplungswiderstand im ausgeschalteten Verstärker belastet wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Verstärkerschaltung anzugeben, die optimal dimensioniert werden kann, bei der Unsymmetrien sicher vermieden werden und bei der die Zahl der Eingangsanschlüsse ebenso wie die Zahl der extern zuzuschaltenden Kondensatoren stark reduziert werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Rückkoppiungszweig des einen Verstärkers mit dem entsprechenden Rückkopplungszweig des anderen Verstärkers verbunden ist, daß beide Rückkopplungszweige über einen gemeinsamen Kondensator mit Bezugspotential verbunden sind und daß in den miveinander verknüpften Rückkopplungszweigen jeweils M'ttel vorgesehen sind, durch die ein Stromfluß nur über den Rückkopplungszweig des jeweils in Betrieb befindlichen Verstärkers ermöglicht wird.

Insbesondere handelt es sich bei den Mitteln um elektronische Schalter, wobei nur der in dem in Betrieb befindlichen Verstärker angeordnete Schalter jeweils geschlossen ist

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind alle einander entsprechenden Rückkopplungszweige der Verstärker miteinander verbunden, wobei die Rückkopplungszweige untereinander über einen allen Verstärkern gemeinsamen Kondensator entkoppelt und über einen weiteren gleichfalls allen Verstärkern gemeinsamen Kondensator mit Bezugspotential verbunden sind. Alle Rückkopplungszweige der Verstärker enthalten elektronische Schalter, die nur in dem jeweils in Betrieb befindlichen Verstärker geschlossen sind. Die elektronischen Schalter bestehen vorzugsweise aus Schalttransistoren, deren Emitter-Kollektorstrecken in die Rückkopplungszweige geschaltet sind. Beim Anlegen der Betriebsspannung an den für den Betrieb vorgesehenen Verstärker werden auch die in diescü Verstärker enthaltenen Schalttransistoren mit einem dL-se Transistoren durchsteuernden Basispotential versorgt. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird somit bei Verstärkern wei sie in der F i g. 1 dargestellt sind, die Zahl dei Eingangsanschlüsse von 6 auf 4 reduziert Die Zahl der extern zuzuschaltenden Kondensatoren wird von 4 auf 2 halbiert

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

In F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung aus einem AM-Verstärker und einem FM-Verstärker dargestellt, die, abgesehen vom Aufbau der Rückkopplungszweige und der Ausbildung der Eingangsanschlüsse, mit der Schaltung gemäß F i g. 1 übereinstimmt Beide Verstärker bestehen wiederum aus einer Anzahl von Verstärkerstufen Vi bis Vt bzw. Vi' bis V_x und aus Endstufen £1 bzw. E\. Beim Verstärker für das amplitudenmodulierte Signal Ua.m führt ein Rückkopplungszweig von der Emitterelektrode des Endstufentransistors T₃ zum Anschlußpunkt 2 und ein zweiter Rückkopplungszweig von der Emitterelektrode des Ausgangstransistors Ta, zum Ausgangsanschluß 3. Zwei entsprechend aufgebaute Rückkopplungszweige enthält auch der Verstärker für das frequenzmodulierte Signal Ufm. Diese Rückkopplungszweige führen zu den Anschlußpunkten 5 und 6, die jedoch mit den Anschlußpunkten 2 und 3 zusammenfallen, so daß aus dem IC nur die Anschlußpunkte 1, 2, 3 und 4 herausgeführt werden müssen.

Jeder Rückkopplungszweig enthält einen Rückkopplungswiderstand Ä|, /?2, Ri oder R4 und die hierzu in Serie geschaltete Kollektor-Emitterstrecke eines Schalttransistors Ts, 7&, 7V oder Te'. Im Emitterzweig der Suiaittransistoren kann sich noch wie in F i g. 2 dargestellt, jeweils ein Entkopplungswiderstand Ri, R₉. R/ oder R₉' befinden, der mit dem jeweiligen Anschlußpunkt am zugehörigen Endstufentransistor verbunden ist. Die Basiselektroden der Schalttransistoren Ts und Ti, die in den Rückkopplungszweigen des AM-Verstärkers angeordnet sind, werden über Entkopplungswider-Stände /?8 und Λ10 miteinander verbunden und einem Potentialanschluß c zugeführt. Entsprechend werden beim FM-Verstärker die Basiselektroden der Schalttransistoren Ts und Tf,' über Entkopplungswiderstände R», R\d miteinander -'erknüpft und mit einem Potentialanschluß d verbunden.

Die Eingangsanschlußpunkte 3 und 6 in den einander

entsprechenden Rückkopplungszweigen der beiden Vcrstärkerschaltiingen sind gemäß F i g. 2 miteinander verbunden und durch einen Entkopplungskondensator ί'ι von den Anschlußpunkten 2 und 5. die gleichfalls miteinander verbunden sind. gleichsiromiiiäßig getrennt. Der gemeinsame Anschiuüpunkt 2 und 5 ist noch über einen weiteren Kondensator Ci an Bezugspotcnlial angeschlossen. Durch die Kondensatoren C] und O wird sichergestellt, daß eine wechselstrom bedingte Gegenkopplung sicher verhindert wird. Bei der Schaltung nach Fig. 2 sind die Generatorinnenwiderstande der F.ingangsschalmngen für die Zwischenfrequenzverstärker mit /?, bzw. R, bezeichnet.

Wenn die AM-Verstärkcrschaltung durch Anlegen der Versorgungsspannung ll_s über den Aiischlußpunkl ;) in Betrieb gesetzt, wird gleichzeitig den Basiselektroden der Schalttranssitoren T-, und T* in den Rückkopp-Itingszvvcigen dieser AM-Verstärkerschaltung über den Anschlußpunkt (ein die Schalttransisloreri duichsleu-

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Ul IIUL.1 I StI > l.> I/Wt*. ![Ulli /. U£*_l Hill I. L^it UL·! UL I H LIiI I ^C> 1 C 11 ~ ten Ausführungsbeispiel die Transistoren 7"-, und T„ PNI'-Bipolartransistoren sind, muß das Potential am Punkt c negativ gegenüber dem Potential an den F.mi¹-terelektroden der F.ndstufentransistorcn 7Ί und 7Ί sein. Damit die Transistoren 7"-,' und 7V im FM-Veistarker sicher abgeschaltet sind, wird zugleich den Basiseleklro den dieser Transistoren T,' und T„' über den Anschlußpunkt rf ein Basispotential zugeführt, das positiv gegenüber dem an den Emittern der Endstufentransistoren 7Ί und T₄ herrschenden Potential ist.

Beim Betrieb des FM-Verstärkers werden die geschilderten Potentialverhältnissc vertauscht. Die Einstellung der genannten Potentiale ist in der Fig. 2 durch die Schalter Si. S> und 5> symbolisiert. Es ist jedoch daruf hinzuweisen, daß die Schaltspannungen für die Transistören in den Rückkopplungszwcigen vorzugsweise intern aus der Versorgungsspanniing. beispielsweise über eine Bandgap-Reference-Schaltung. gewonnen werden.

Fine integrierte Halbleiterschaltung, die sowohl den AM-Verstarker als auch den FM-\ ;rstarker enthält, weist somit nur vier Firigangsanschlüsse I bis 4 auf. an die die zwei extern zugeschalteten Kondensatoren G und C; angeschlossen sind. Die Kondensatoren G und £'_> haben bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Wert von ca. 100 nF. die Rückkopplungswidcrstände R, bis R> haben beispielsweise einen Wert von 20 kil

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung aus mindestens zwei Verstärkern mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften, von denen jeweils einer in Betrieb ist, wobei die mehrstufigen Verstärker der Gleichspannungsstabilisierung dienende RQckkopplungszweige aufweisen, die durch Entkopplungskondensatoren gleichstrommäßig voneinander getrennt und über weitere Kondensatoren mit Bezugspotential verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Rückkopplungszweig des einen Verstärkers mit dem entsprechenden Rückkoplungszweig des anderen Verstärkers verbunden ist, daß beide Rückkopplungszweige über einen gemeinsamen Kondensator (Qt) mit Bezugspotential verbunden sind und daß in den miteinander verknüpften Rückkopplungszweigen jeweils Mittel vorgesehen sind- durch die ein Stromfluß nur über den Rückkopplusgszweig, des jeweils in Betrieb befindlichen Verstärkers ermöglicht wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel jeweils ein elektronischer Schalter (T₅. T₆, T₅', T₆') vorgesehen ist, der nur in dem jeweils in Betrieb befindlichen Verstärker geschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle einander entsprechenden Rückkopplungszweige der Verstärker miteinander verbunden sind, wobei die Rückkopplungszweige untereinander über einen allen Verstärkern gemeinsamen Kondesiator ?C\) entkoppelt und über einen weiteren, gleichfalls allen Verstärkern gemeinsamen Kondensator (Q) t it Bezugspotential verbunden sind, und daß alle Rückkopplungszweige der Verstärker elektronische Schalter (T₅, T₅', T₆, T₆) aufweisen, die nur in dem jeweils in Betrieb befindlichen Verstärkern geschlossen sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter T₅, T₅', T₆, T₆) aus Schalttransistoren bestehen, deren Emitter-Kollektor-Strecken in die Rückkopplungszweige geschaltet sind, und daß beim Anlegen der Betriebsspannung an einen Verstärker den in diesem Verstärker enthaltenen Schalttransistoren (z. B. T₅, 7e) ein diese Transistoren durchsteuerndes Basispotential zugeführt wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker mehrece Differenzverstärkerstufen (Vt — V_x) und eine Endstufe (E\) mit zwei Endstufentransistoren (Ti, 7i) aufweisen, daß je ein Rückkopplungszweig von einem Endstufentransistor (Ti bzw. Ti) zur zugeordneten Basiselektrode eines Transistors (T\ bzw. T₂) in der ersten Differenzverstärkerstufe (V\) führt, daß die beiden Rückkopplungszweige durch einen Kondensator (Q) gleichstrommäßig gegeneinander entkoppelt und über einen weiteren Kondensator (Ci) mit Bezugspotential verbunden sind, wobei diese Kondensatoren zugleich in gleicher Funktion den anderen Verstärkern (V\— V_x', E\') zugeordnet sind.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Basiselektroden der Schalttransistoren (T5, T₅, T₆, T₆) Entkopplungswiderstände (R_t0, Rw, Rs, Rs) vorgeschaltet sind.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei umschaltbaren Zwischenfrequenzverstärkern für den AM- bzw. FM-Betrieb eines Rundfunkempfängers besteht.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem integrierten Halbleiterschaltkreis besteht, dem die Kondensatoren extern zugeschaltet'. .'erden.