DE2324426C3

DE2324426C3 - Verstärker für Fernsprechsysteme

Info

Publication number: DE2324426C3
Application number: DE2324426A
Authority: DE
Inventors: Hans R. Santa Clara Calif. Camenzind (V.St.A.)
Original assignee: Plantronics Inc
Current assignee: Plantronics Inc
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1973-05-15
Publication date: 1978-03-02
Also published as: CA969629A; SE384117C; US3786200A; DE2324426B2; DE2324426A1; SE384117B; JPS4950812A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker für Fernsprechsysteme gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Verstärker ist durch die Zeitschrift »Funk-Technik«, 1970, Nr. 24, Seiten 955 und 956, bekannt. Bei der bekannten Verstärkerschaltung ist die Ausgangsstufe als eine von zwei Ausgangstransistoren und zwei Dioden gebildete Brückenschaltung ausgebildet, bei der die Verbindungsstelle der beiden Dioden mit der Verbindungsstelle der Emitter der Ausgangstransistoren verbunden ist. Dabei ist als Versorgungsspannung eine Gleichspannung von etwa 4,5 V erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker der eingangs genannten Gattung in einer verbesserten Form auszubilden, die abgesehen davon, daß sie in integrierter Bauweise in Silizium ausführbar ist, auch mit verhältnismäßig niedrigen Speise- oder Leitungsspannungen von beispielsweise nur i,5V mit beliebiger Polarität betrieben werden kann, welche über ein Leitungspaar zugeführt werden, in das die Signale abgegeben werden. Außerdem soll der Verstärker der vorgenannten Ausführung so ausgelegt sein, daß er bei Anliegen von Eingangssignalen oberhalb eines beliebig vorbestimmten Werts mit einem hohen Verstärkurgsgrad und bei NichtVorhandensein eines Eingangssignals oder für ein Eingangssignal unterhalb der vorbestimmten Amplitude mit einem niedrigen Verstärkungsgrad arbeitet, und daß der Verstärkungsgrad bei niedrigen

ίο Betriebsströmen in gesteuerter Weise verringert ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe der in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Ein besonderer Vorteil eines Verstärkers mit diesen

i> Merkmalen besteht darin, daß, da die Stromsteuerung nu< etwa 1,5 V Gleichstrom als Speisespannung erfordert, eine besonders hohe Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit erreicht wird.

Möglichkeiten zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des neuen Verstärkers sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Der erfindungsgemäße Verstärker wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

2> F i g. 1 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verstärkers.

F i g. 2 ist eine graphische Darstellung des Verstärkerausgangsstroms als Funktion der Spannung.

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung der Verstärkeransprechkennlinie als Funktion des Schalldrucks bei einer typischen Fernsprechanwendung.

F i g. 4 ist eine graphische Darstellung des Verstärkerausgangssignals bei vorgegebenem Schalldruckwert als Funktion des Speisestroms.

.15 F i g. 5 ist ein schematischer Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verstärkers.

F i g. 6 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der Stromsteuerschaltung für den Verstärker.

F i g. 7 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführungsform einer Stromsteuerschaltung für den Verstärker.
F i g. 8 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Stromsteuerschaltung für den Verstärker.

Wie aus dem Blockschaltbild der F i g. 1 ersichtlich, ist ein Mikrofonwandler 11 mit dem Vorverstärker 12 verbunden. Der Ausgang des Vorverstärkers 12 ist über ein signalgesteuertes Dämpfungsglied 13 mit einer

s" Steuerschaltung 16 verbunden. Der Ausgang der Steuerschaltung 16 liegt wiederum an zwei Endverstärkern oder Leistungsverstärkern 18 und 19, welche das verstärkte Signal an die Klemmen 21 und 22 abgeben. Der Ausgang des Vorverstärkers 12 ist außerdem mit

ss dem Eingang eines Verstärkers 14 mit automatischer Verstärkungsregelung und mit einer Detektorschaltung verbunden, welche ein Signal an das Dämpfungsglied 13 abgeben, durch welches dieses gesteuert wird und niedrige oder hohe Ausgangssignale von dem Vorver-

f'i) stärker durchläßt.

Die an den mit den Nachrichtenleitungen verbundenen Klemmen 21 und 22 erscheinende Gleichspannung wi'd durch eine Stromsteuerschaltung 17 in der Weise gesteuert, daß unabhängig von der Polarität der an den

<>s Klemmen 21 und 22 anliegenden Spannung eine Spannung jeweils einer bestimmten Polarität dem Vorverstärker 12, dem Dämpfungsglied 13, dem Verstärker mit automatischer Verstärkuncsreizelune 14

und der Steuerschaltung 16 zugeführt wird. Die Endverstärker 18 und 19 werden unmittelbar von den Klemmen, d. h. den zugeordneten Nachrichtenleitungen gespeist. Je nach der Polarität der Speisespannung ist jeweils einer der beiden Endverstärker in Betrieb. Ein hervorzuhebendes Merkmal des erfindungsgemäßen Verstärkers besteht darin, daß die zur Signalverstärkung benötigte Leistung nicht wie bei bekannten Verstärkern durch die Stromsteuerschaltung hindurchgeführt werden muß. Aus diesem Grunde kann eine Stromsteuerschaltung niedrigerer Leistung verwendet werden.

Die Steuerschaltung 16 enthält die Treiberstufen für die Endverstärker 18 und 19 und die Schaltungen, durch welche der Verstärkungsgrad des Verstärkers als Funktion des Betriebsstroms eingestellt wird, so daß dieser in dem in Fig.4 dargestellten Betriebszustand 1 arbeitet, sowie die Schaltungen, vermittels welcher der Betriebszustand 1 beendet und der Verstärker in den Betriebszustand 2 gebracht wird.

Fig.5 zeigt den Verstärker angeschlossen an einen Wandicr 30, bei dem es sich um ein dynamisches Mikrofon oder ein Mikrofon veränderlichen magnetischen Widerstands handeln kann. Der Ausgang des Wandlers ist über einen Gleichstrom-Sperrkondensator 31 mit dem Eingang des Vorverstärkers 33 gekoppelt. Der Vorverstärker 33 ist ein Rückkopplungsverstärker mit einem Rückkopplungskreis 32, welcher aus dem zur Einstellung des Verstärkungsgrades des Verstärkers dienenden Widerstand 40 und einem zur Hochfrequenzdämpfung und Stabilisierung dienenden Kondensator 41 besteht. Der Vorverstärker kann von beliebiger, bekannter Ausführung sein und ist daher hier nur schematisch angedeutet. Eine Anforderung an den Vorverstärker 33 ist jedoch, daß dieser mit einer verhältnismäßig niedrigen Speisespannung von nur 1 Volt arbeitet. Der Verstärkungsgrad des Vorverstärkers wird vermittels des vorstehend beschriebenen Rückkopplungskreises 32 eingestellt. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers liegt typischerweise bei 100 Millivolt, und diese Spannung eignet sich zur Einspeisung in die nachstehend beschriebenen Schaltungen.

Der Ausgang des Vorverstärkers 33 ist über einen Gleichstrom-Sperrkondensator 43 mit der Klemme 37 verbunden. Ein aus den Widerständen 44,45 und 48 und dem Transistor 46 bestehendes signalgesteuertes Dämpfungsglied ist ebenfalls mit der Klemme 37 verbunden. Der Transistor 46 arbeitet als Schalter und wird durch einen über den Widerstand 50 der Basis zugeführten Strom zur Sättigung getrieben. Wenn der Transistor 46 gesättigt ist, wird durch die Widerstände 45 und 48 ein Dämpfungsglied gebildet Der Widerstand 44 ist ein Vorwiderstand und hat die Aufgabe, den Kollektor des Transistors 46 auf im wesentlichen das gleiche Gleichstrompotential wie das des Emitters zu bringen, damit bei Ansteuerung des Transistors 46 in den leitenden oder in den gesperrten Zustand kein Gleichstrom-Verschiebungssignal erzeugt wird.

Der Transistor 52 stellt die Last für das signalgesteuerte Dämpfungsglied dar und bewirkt aufgrund seiner sehr hohen Eingangsimpedanz keine nennenswerte Belastung des Kollektors von Transistor 46, so daß dieser ohne Gleichstrom-Verschiebungsspannungen oder Störsignale als Schalter betrieben werden kann.

Der Widerstand 44 hat einen hohen Wert im Vergleich zur Ausgangsimpedanz des Vorverstärkers 33, wobei die Widerstände 44 und 45 im Vergleich zur Eingangsimpedanz des Transistors 52 niedrige Werte aufweisen, so daß sie die bei nicht leitendem Transisto 46 durch den Transistor 52 fließenden Wechselspannun gen wenig beeinflussen. Der Transistor 52 wird al Emitterverstärker betrieben und läßt Signale durcl s auch wenn die Basisspannung nahezu der Speisespan nung an der Klemme 60 entspricht oder höher ist als di Speisespannung.

Der zur Steuerung des Dämpfungsgliedes dienend Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelunj

ίο und Detektorschaltung ist im unteren Teil de Schaltbildes der F i g. 5 dargestellt. Das Dämpfungssteu ersignal wird am Kollektor des Transistors 1Oi abgegeben. Wenn dieser Transistor leitend ist, fließt eir Kollektorstrom und das durch ein elektrisches Signa

is gesteuerte Dämpfungsglied befindet sich im hoher Dämpfungszustand. Wenn der Transistor 109 nich leitend oder gesperrt ist, befindet sich das Dämpfungs glied im niedrigen Dämpfungszustand.

Der Transistor 109 wird gesteuert durch den Strom

jo der durch den Widerstand 115 fließt und von de Spannungsteilerschaltung abgegeben wird, welche au den Widerständen 131, 132 und 133 und der Transistoren 130,134 und 135 besteht. Dieser Strom lad den zeitbestimmenden Kondensator 107 auf, und sobali die Spannung des Kondensators 107 hoch genug is wird der Transistor 109 angeschaltet. Die Zeitkonstante wird durch den Widerstand 115 und den Kondensato 107 vorgegeben und stellt eine zeitliche Verzögerunj dar, während welcher der Verstärker einen hoher Verstärkungsgrad aufweist, nachdem das Eingangssi gnal unter den Erfassungsschwellwert abgefallen is (und diese Verzögerungszeit beträgt typischerweise 20( Millisekunden). Daher bleibt der Verstärker auch fü Sprechpausen zwischen Silben im hohen Verstärkungs

.ys zustand.

Wenn der Transistor 112 angeschaltet ist, fließt eir Strom durch den Widerstand 111 und entlädt der Kondensator 107, so daß der Transistor gesperrt unc der Verstärker schnell, d. h. typischerweise mit einer Verzögerung von 8 Millisekunden, in den hoher Verstärkungszustand gebracht wird.

Die Transistoren 116 und 117 bilden einen Differen tialverstärker, der absichtlich nicht abgeglichen ist urr einen Betrag, der gleich ist dem gewünschten Erfas sungsschwellwert. Dieses Ungleichgewicht ist so bemes sen, daß Temperatureinflüsse wie auch Widerstandsab weichungen bei der Herstellung monolithischer inte grierter Schaltungen diesen Schwellwert nicht nennens wert verändern. Die Transistoren 134 und 135 sind in Form eines »idealen« Spannungsreglers geschaltet wobei die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 132 und 133 gleich ist dem Zweifachen de Basis-Emitter-Spannungsabfalls, d. h. 2 V_be- Der Transi stör 130 gibt an den Widerstand 131 die Spannung

ab. Die Spannung am gemeinsamen Verbindungspunk der Widerstände 131 und 132 liegt dann zwischen
und 2 Vbe und ist abhängig vom Widerstandsverhältnis der Widerstände 131 und 132. Diese Spannung wird ar die Basis des Transistors 117 angelegt, der die eine Seit eines Differentialverstärkers bildet, welcher den Transi stör 112 treibt. An die Basis des Transistors 116 wird di Spannung Vbe von dem Transistor 130 über dei Widerstand 128, sowie das von der Klemme 3t kommende eingangsseitige Wechselspannungssigna angelegt Wenn die Amplitude beider Signale höher isi als die Vorspannung an der Basis des Transistors 117 liefert die aus den Transistoren 116,117,118,120,123 125, 114 und 113 und den Widerständen 126, 119, 121

124 und 128 bestehende abgeglichene Stufe ein Ausgangssignal. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers treibt den Transistor 112 in den leitenden Zustand vermittels der positiven Spillen des Eingangssignals. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen Widerstände und Transistoren in der Weise bemessen, daß der Transistor 109 durch einen Wechselspannungswert von angenähert 14 Millivolt effektiv gesteuert wird.

Der Transistor 76 stellt das Steuerelement dar, welches die Wechselspannungssignale von dem Emitterverstärkertransistor 52 zu den Endverstärkern überträgt. Transistor 76 wird durch die zugeordnete Steuerschaltung gesteuert und bewirkt einen Betrieb in Betriebszustand 1 oder in Betriebszustand 2 nach F ig. 4.

Im Betriebszustand 1 ist die Vorspannung an der Basis des Transistors 76 bestimmt durch den durch Transistor 52, Widerstände 53 und 62 fließenden Strom und den Spannungsabfall an dem als Diode geschalteten Transistor 63. Das an die Basis des Transistors 76 angelegte Wechselspannungssignal wird den Endverstärkern zugeführt, welche jeweils aus den Transistoren 95 und 96 bzw. 97 und 99 bestehen. Die Stromverstärkung der Endverstärker ist jeweils durch das Verhältnis der Widerstände 89, 90 bzw. 98, 100 und durch das Verhältnis der effektiven Emitterfläche der Transistoren 95, % bzw. 97, 99 vorgegeben. Diese Verstärker haben einen konstanten Verstärkungsgrad für den an die Basen der Transistoren 95 und 97 angelegten Eingangsstrom, und dieser Verstärkungsgrad ist im wesentlichen unabhängig von der zwischen den Klemmen 102 und 103, d. h. zwischen den Nachrichtenleitungen erscheinenden Spannung. Die Stabilität der Stromverstärkung wird dadurch erzielt, daß der Emitter des Transistors 76 mit den Kollektoren der Transistoren 95 und 97 verbunden und damit ein Konstantstromkreis gebildet ist. Die Schaltung arbeitet auch dann einwandfrei, wenn die Basen und Kollektoren der Transistoren 95 und 97 in Diodenschaltung miteinander verbunden sind und der Emitteranschluß zu dem Transistor 76 weggelassen wird.

Im Betriebszustand 1 ist entsprechend Fig. 4 der Verstärkungsgrad des Transistors 76 eine Funktion des Widerstands im Emitterkreis, der durch den aus Widerstand 56 und Transistor 57 bestehenden Kreis gesteuert wird. Bei hohem Ausgangsstrom entsprechend Fig.2 erscheint an den Klemmen 102 und 103 eine hohe Spannung, so daß der als Diode geschaltete Transistor 57 leitend und daher die Emitterimpedanz des Transistors 76 verringert und dessen Verstärkungsgrad gesteigert wird. Für niedrigere Ausgangsströme erscheint an den Klemmen 102 und 103 eine niedrigere Spannung und der Strom durch den Widerstand 56 ist niedriger, so daß der als Diode geschaltete Transistor 57 abgeschaltet wird. In diesem Zustand besteht der Widerstand im Emitterkreis des Transistors 76 aus den in Reihe geschalteten Widerständen 56 und 54 in Parallelschaltung zu dem Widerstand 55. Daher sind die Stromverstärkung des Transistors 76 und des Verstärkers allgemein verringert, wie in F i g. 4 für Betriebszustand 1 aus dem Kurvenabschnitt niedriger Ausgangsleitung ersichtlich ist

Für den Betriebszustand 2 wird die Verbindung zwischen Klemme 65 und Masse unterbrochen und die Klemme 65 mit der Klemme 106 verbunden, an welche die positive Speisespannung angelegt ist Aufgrund der positiven Speisespannung werden die Transistoren 67 und 68 angeschaltet. Bei angeschaltetem Transistor 68 besteht ein Stromweg von der positiven Speisespannungsklemme über die Transistoren 77 und 78 und den Widerstand 73 zu Masse. Transistor 78 gelangt zur Sättigung, so daß der Emitterstrom des Transistors 76 im Nebenstrom an dem aus Widerstand 56 und als Diode geschaltetem Transistor 57 bestehenden Steuerelement vorbeigeführt wird. Der durch den gesättigten Transistor 77 fließende Strom durchläuft außerdem den

ίο Widerstand 57, den Transistor 72 in Diodenschaltung und den Transistor 67. Weiterhin fließt Strom durch die Transistoren 71 und 67 zur Masse. Das Widerstandsverhältnis der Widerstände 69 und 70 ist so aufeinander abgestimmt, daß der zur Basis des Transistors 76 zugeführte Strom in einem bestimmten Verhältnis zu dem Strom steht, welcher den als Diode geschalteten Transistor 72 durchfließt. Durch Auswahl einer geeigneten Stromstärke vom Kollektor des Transistors 71 ist der Verstärkerausgang im wesentlichen konstant und hat einen höheren Ausgangswert, wie Betriebszustand 2 in F i g. 4 zeigt.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verstärkers ist die in Fig. 1 schematisch dargestellte Stromsteuerschaltung 17, weiche Speisespannung einer Polar.:ät für den Filter 23 liefert, der dem Vorverstärker 12, dem signalgesteuerten Dämpfungsglied 13, der Steuerschaltung 16 und dem Verstärker 14 mit automatischer Verstärkungsregelung und Detektorschaltung eine Gleichspannung zuführt. Die Stromsteuerschaltung 17 der Fig. 1 liefert eine positive Speisespannung für den Filter 23, welcher den Kondensator 51 aufweist, wobei diese Speisespannung unabhängig ist von der Polarität der an die Eingangsklemmen 21 und 22 angelegten Spannung.

Die Arbeitsweise des Verstärkers soll nunmehr anhand F i g. 5 kurz erläutert werden. Dazu sei angenommen, daß die an die Klemme 102 angelegte Spannung positiv ist in bezug auf die Spannung an der Klemme 103. Die an der Klemme 102 angelegte Spannung erscheint gleichzeitig am Emitter des Transistors 83 und bewirkt einen Stromdurchgang durch den Emitter-Basis-Übergang des Transistors 83, durch den Widerstand 86, durch den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 87 und zur Klemme 103. Der durch den Widerstand 86 fließende Strom bringt die Transistoren 83 und 87 zur Sättigung, so daß Emitter und Kollektor beider Transistoren 83 und 87 im wesentlichen gleiche Spannung führen und die an der Klemme 102 erscheinende Spannung praktisch unverändert auch am Verbindungspunkt 81 anliegt, während die Spannung der Klemme 103 im wesentlichen am Masseanschluß 82 erscheint, d. h. die Klemme 103 bei 82 mit Masse verbunden ist.

Wenn an der Klemme 102 eine negative Spannung,

SS und an der Klemme 103 eine positive Spannung anliegt, fließt ein Emitter-Basis-Strom durch den Transistor 84, sowie Strom durch den Widerstand 86 und den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 88. Die Transistoren 84 und 88 kommen zur Sättigung, so daß die Spannung an der Klemme 103 im wesentlichen der Spannung am Verbindungspunkt 81 entspricht, während die Spannung an der Klemme 102 im wesentlichen der am Verbindungspunkt 82 entspricht Die Schaltung arbeitet mit Spannungen zwischen den Klemmen 102 und 103, welche etwas höher sind als die Emitter-Basis-Diodenspannungsabfälle der Transistorpaare. Für Siliziumtransistoren liegt dieser Spannungsabfall in der Größenordnung von 1,2 Volt durch die beiden Transi-

stören, zuzüglich des geringen Spannungsabfalls an dem Widerstand 86 bei niedrigen Ausgangsspannungen. Die Stromsteuerschaltung arbeitet in der Weise, daß die an den Klemmen 102 und 103 erscheinende Spannung im wesentlichen unvermindert an die zugeordneten Filter- und Verstärkerkreise angelegt wird, so daß diese praktisch mit den an den Klemmen 102 und 103 anliegenden Spannungen, d. h. den Speisespannungen betrieben werden und diese nur 1,5VoIt betragen können.

Im Betrieb weist die Stromsteuerschaltung einen Leckstromweg wie folgt auf: Wenn an der Klemme 102 eine positive Spannung, und an der Klemme 103 eine negative Spannung liegt, sind die Transistoren 83 und 87 leitend. Der Verbindungspunkt 8i führt eine positive Spannung in bezug auf die Klemme 103, wobei ein Leckstrom von dem Verbindungspunkt 81 durch den Transistor 84 zur Klemme 103 fließt. Transistor 84 ist diesem Leckstromweg entgegengesetzt geschaltet, so daß sein Kollektor als Emitter und sein Emitter als Kollektor wirkt. Die Spannung, welche den Transistor 84 leitend macht, ist die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 83 abzüglich der kleinen Spannung des gesättigten Kollektorkreises von Transistor 83. Die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 84 ruft einen Basisstrom hervor, der durch den Rückvvärtsstrom-Verstärkungsgrad des Transistors 84 verstärkt wird und den Leckstrom bildet.

Ein ähnlicher Leckstromweg ergibt sich durch den Transistor 88 vermittels der auf den Transistor 83 einwirkenden Schaltungselemente. Dieser Leckstromweg verläuft von der Klemme 102 durch den Transistor 88 zum Masseanschluß 82. Wenn die Spannung an der Klemme 102 negativ und die an der Klemme 103 positiv ist, bestehen die leitenden Transistoren der Stromsteuerschaltung in entsprechender Weise aus den Transistoren 84 und 88, wobei der Leckstromweg durch die Transistoren 83 und 87 führt.

Um diese Leckströme unterhalb eines Werts zu halten, bei dem die Arbeitsweise der Schaltung nicht nachteilig beeinflußt wird, werden die Transistoren 83, 84, 87 und 88 der Stromsteuerschaltung in der Weise hergestellt, daß sie in Gegenrichtung eine sehr niedrige Stromverstärkung aufweisen. Wenn die Stromverstärkung in Gegenrichtung unter dem Wert 1,5 gehalten wird, haben die Schaltungsleckströme praktisch keinen Einfluß auf die Arbeitsweise des Verstärkers. Bei integrierter Schaltungstechnik werden Epitaxialschiehten niedrigen spezifischen Widerstands in der Größenordnung von 1 Ohm · cm verwendet, welche dazu beitragen, die Stromverstärkung in Gegenrichtung

ίο (reverse connected current-gain) der in integrierter Bauweise hergestellten Transistoren unterhalb des Werts 1,5 zu halten.

In den Fig.6, 7 und 8 sind leicht abweichend ausgebildete Stromsteuerschaltungen dargestellt. In

'•5 r ig.6 ist jeweils ein eigener Widerstand 144 bzw. 545 für jedes der beiden Transistorpaare dargestellt, die abwechselnd die Stromsteuerfunktion ausführen. Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist ähnlich der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform von

ί° Fig.5, wobei jedoch im allgemeinen ein stärkerer »Leckfluß« als bei der bevorzugten Ausführungsform auftritt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 ist jeweils getrennter Widerstand 151 bzw. 152 für jeden der

²S npn-Transistoren 149 und 150 vorgesehen und die Basen der Transistoren 147 und 148 sind miteinander verbunden. Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht im wesentlichen der der bevorzugten Ausführungsform, so daß sich diese Anordnung für Anwendungen eignet, bei denen Störspannungen in den Ausgangsleitungen auftreten und die dadurch bedingten Ströme in den Widerständen 149 und 150 verringert werden sollen.

Bei der Ausführungsform der Stromsteuerschaltung

nach F i g. 8 wird der Basisstrom für jeden Transistor 157, 158, 159 und 160 jeweils über einen eigenen Widerstand von der anderen der beiden Leitungen zugeführt, in welche der Transistor geschaltet ist. Bei dieser Anordnung entfällt das oben angesprochene Leckstromproblem, es werden jedoch vier Widerstände benötigt, die in einer integrierten Schaltung mehr Platz benötigen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J. Verstärker für Fernsprechsysteme, dem eine Gleichspannung zur Speisung über die Fernsprechleitungen zugeführt wird, dessen Ausgangssignal wiederum in diese Fernsprechleitungen hinein abgegeben wird, und der eine zur Aufbereitung eines Eingangssignals dienende Signalaufbereitungsschaltung mit automatisch wirkender Verstärkungsregelung und einen ersten und einen zweiten Endverstärker aufweist, denen jeweils das aufbereitete Signal zugeführt wird, und die dazu dienen, das aufbereitete Signal zu verstärken und in die Fernsprechleitungen abzugeben, wobei der erste Endverstärker über die Ausgangsklemmen mit den Fernsprechleitungen, über welche die Speisespannung zugeführt wird, verbunden und nur dann im Betrieb ist, wenn die Fernsprechleitungen Spannung einer Polarität führen, und außer Betrieb ist, wenn die Fernsprechleitungen Spannung entgegengesetzter Polarität führen, während der zweite Endverstärker beim Anliegen einer Spannung entgegengesetzter Polarität zwischen den Fernsprechleitungen in Betrieb und beim Anliegen einer Spannung der erstgenannten Polarität außer Betrieb ist, und wobei ferner eine zwischen die Fernsprechleitungen und die einzelne und unsymmetrisch angeordnete Signalaufbereitungsschaltung geschaltete Steuerschaltung dazu dient, der Signalaufbereitungsschaltung unabhängig von der Polarität der zwischen den Fernsprechleitungen erscheinenden Gleichspannung zur Speisung eine Gleichspannung vorbestimmter Polarität zuzuführen und jeweils abwechselnd die Signalaufbereitungsschaltung auf die genannten Endverstärker zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Endverstärker (18, 19) jeweils einen ersten Transistor (95, 97) umfaßt, an dessen Basis das von dem Kollektor eines Steuertransistors (76) in der Signalaufbereitungsschaltung stammende Ausgangssignal zugeführt wird, daß der Emitter des Steuertransistors (76) jeweils mit dem Kollektor des ersten Transistors (95, 97) des ersten und zweiten Endverstärkers (18, 19) verbunden ist, und somit praktisch eine Konstantstromquelle gebildet wird, daß der erste und zweite Endverstärker (18,19) jeweils einen zweiten Transistor (96,99) aufweist, dessen Basis das genannte Ausgangssignal ebenfalls zugeführt wird, und dessen Emitter und Kollektor an die Fernsprechleitungen (102, 103) angeschlossen sind, und daß in Reihe mit dem Kollektor des zweiten Transistors (96, 99) jeweils eine Diode (93,94) geschaltet ist, die in Abhängigkeit von der Polarität der über die Fernsprechleitungen (102,103) zugeführten Speisespannung das Anlegen der Speisespannung an einen der beiden zweiten Transistoren (96,99) verhindert.
2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuerschaltung (17) aus einem ersten npn-Transistor (87, 142, 149, 159) besteht, dessen Emitter mit der einen Fernsprechleitung verbunden ist, sowie aus einem zweiten npn-Transistor (88,143,150,160), dessen Emitter mit der anderen Fernsprechleitung verbunden ist, wobei die Kollektoren des eisten und des zweiten npn-Transistors (87, 142, 149, 159, bzw. 88, 143, 150, 160) mit einer Klemme (82) der Signalaufbereitungsschaltung verbunden sind, ferner aus einem ersten pnp-Transistor (83, 140, 147, 157) besteht, dessen Emitter mit der anderen Fernsprechleitung verbunden ist, sowie aus einem zweiten pnp-Transistor (84, 141,148,158), dessen Emitter mit der erstgenannten Fernsprechleitung verbunden ist, wobei die Kollektoren des ersten und des zweiten pnp-Transistors (83, 140, 147, 157, bzw. 84, 141, 148, 158) mit der zweiten Klemme (81) der Signalaufbereitungsschaltung verbunden sind, und daß eine die Basen der beiden ersten Transistoren (87, 142, 149, 159, bzw.

iu 83,140,147, 157) mit den Basen der beiden zweiten Transistoren (88,143,150,160, bzw. 84,141,148,158) verbindende Schaltung vorgesehen ist.
3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basen der genannten beiden ersten Transistoren mit den entsprechenden Basen der genannten beiden zweiten Transistoren durch mehrere Widerstände (86, 144, 145, 151, 152, 161 —164) verbunden sind.
4. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Basen der Transistoren (157, 159) der Stromsteuerschaltung (17) über Widerstände (161, bzw. 162) mit der anderen der beiden Fernsprechleitungen verbunden sind, mit welcher der jeweilige Emitter der Transistoren (158, 159) verbunden ist.
5. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Endverstärker (18, 19) jeweils einen ersten Transistor (95, 97) umfaßt, an dessen Basis das aufbereitete Signal

.1" anlegbar ist, und der praktisch eine Konstantstromquelle bildet, sowie einen zweiten Transistor (96,99), dem das aufbereitete Signal zuführbar ist, dessen Emitter und Kollektor an die Fernsprechleitungen angeschlossen sind, wobei in Reihe mit dem

Vi Kollektor des zweiten Transistors (95, 99) eine Diode (93,94) geschaltet ist, die in Abhängigkeit von der Polarität der über die Fernsprechleitungen zugeführten Speisespannung das Anlegen der Speisespannung an einen der beiden zweiten

■I" Transistoren (96,99) verhindert.
6. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalaufbereitungsschaltung (12— l5) einen zur Verstärkung des Eingangssignals dienenden Vorverstärker (33), ein mit dem Ausgang des Vorverstärkers (33) verbundenes, signalgesteuertes Dämpfungsglied (44—48) und eine mit diesem Dämpfungsglied verbundene Steuerschaltung (52, 76) aufweist, deren Ausgang mit dem ersten und dem zweiten Endverstärker (95, 96, bzw. 97, 99) verbunden ist, und daß die Signalaufbereitungsschaltung (12—15) einen mit dem signalgesteuerten Dämpfungsglied (44—48) verbundenen Verstärkerdetektor (109—133) aufweist, der zur Steuerung des Dämpfungsgliedes (44—48) durch Verringerung der

^ Dämpfung dient, wenn das dem Verstärkerdetektor (109—133) zugeführte Eingangssignal eine vorbestimmte Amplitude überschreitet.
7. Verstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das signalgesteuerte Dämpfungsglied

'"> (44—48) aus einem ersten und einem zweiten Widerstand (44, bzw. 45) besteht, sowie der Emitter-Kollektor-Strecke eines mit dem Ausgang des Verstärkerdetektors (109—133) verbundenen Transistors (46), daß die Steuerschaltung (52, 76) mit

⁽¹~ dem Verbindungspunkt der Widerstände (44, 45) verbunden ist, daß die Widerstände (44, 45) bei durchgeschaltetem Transistor (46) als Spannungsteiler für den Verstärkerdetektor (109—133) dienen.

und dieser den Transistor (46) anschaltet, wenn das Signal unterhalb der vorbestimmten Amplitude liegt.
8. Verstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Transistor (52) umfaßt, an dessen Basis das von dem signalgesteuerten Dämpfungsglied (44—48) abgegebene Signal anlegbar ist, sowie einen zweiten Transistor (76), von dessen Kollektor ein Signal an den Endverstärker (95,96, bzw. 97,99) abgebbsr ist, und dessen Emitter mit einer Widerstandsschaltung (54, 55, 56) verbunden ist und eine bei hohem Ausgangsstrom der Endverstärker (93, 96, bzw. 97, 99) zur Verringerung des Widerstandes der Widerstandsschaltung (54, 56) und zur Verringerung des Verstärkungsgrades der Schaltung dienende Vorrichtung (57) aufweist.
9. Verstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Transistor (52) aufweist, an dessen Basis das von dem signalgesteuerten Dämpfungsglied (44—48) abgegebene Signal anlegbar ist, sowie einen zweiten Transistor (76), dessen Ausgang mit den Eingängen der Endverstärker (95,96, bzw. 97,99) verbunden ist, und daß mit dem Transistor (76) zur Abgabe eines als Funktion der Stromaufnahme des Endverstärkers (95, 96, bzw. 57, 99) im wesentlichen konstanten Ausgangssignals dienende Schaltung (66—69, 71 - 73,75,77,78) verbunden ist.
10. Verstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerdetektor (109—133) eine Bezugsspannungsquelle (130—135) und e';.ien mit dieser verbundenen Differentialverstärker (116, 117) aufweist, dem das Ausgangssignal des Vorverstärkers (33) zuführbar ist, daß dieser Differentialverstärker (116, 117) so lange nicht abgeglichen ist, wobei das Signal vom Vorverstärker (33) eine vorbestimmte Amplitude erreicht hat, daß der Verstärkerdetektor (109-133) einen mit dem signalgesteuerten Dämpfungsglied (44—48) verbundenen Steuertransistor (109) und eine zur Steuerung dieses Steuertransistors dienende Vorrichtung (111 — 115, 118—125) aufweist, welche in der Weise betätigbar ist, daß der Steuertransistor (109) bei nicht abgeglichenem Differentialverstärker (116, 117) zur Signaldämpfung leitend ist.