DE2760331C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2760331C2 DE2760331C2 DE2760331A DE2760331A DE2760331C2 DE 2760331 C2 DE2760331 C2 DE 2760331C2 DE 2760331 A DE2760331 A DE 2760331A DE 2760331 A DE2760331 A DE 2760331A DE 2760331 C2 DE2760331 C2 DE 2760331C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transistor
- current
- stage
- transistors
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/26—Current mirrors
- G05F3/265—Current mirrors using bipolar transistors only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
- H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
- H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
- H03F3/347—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Stereo-Broadcasting Methods (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Transistorschaltung
(entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1)
zur Erzeugung linker und rechter Stereosignale.
Ein Stereosignalgemisch besteht aus einem Summensignal
(L+R) und einem auf einen Hilfsträger
modulierten Differenzsignal (L-R). Ein Stereodemodulator,
der ein solches Stereosignalgemisch
in ein linkes und rechtes Stereosignal (L bzw. R)
demodulieren soll, enthält einen Verstärker zur
Wiedergewinnung des Summensignales (L+R) und
einen Schaltkreis zur Erzeugung der beiden gegenphasigen
Formen des Differenzsignales, wobei
das Summensignal zu beiden Phasen des Differenzsignales
addiert wird. Wird das Summensignal
direkt zum Differenzsignal addiert, so ist es
möglich, daß die Belastung des Summensignalverstärkers
den Pegel des wiedergewonnenen
Summensignales beeinträchtigt, was eine Verschlechterung
des Pegels der erzeugten linken
und rechten Stereosignale mit sich bringt. Zur
Vermeidung dieses Problems finden zweckmäßig
Stromspiegelschaltungen Verwendung.
Durch die DE-OS 24 40 023 (Fig. 4) ist eine Stromspiegelschaltung
bekannt, deren den zu spiegelnden
und den gespiegelten Strom führenden Stufen in
Darlington-Schaltung mit Transistoren gleicher
Leitfähigkeit aufgebaut sind, wobei eine weitere,
aus einem einzelnen Transistor bestehende
Stufe mit ihrer Emitter-Basisstrecke Basis und
Kollektor der dem zu spiegelnden Strom führenden
Stufe verbindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Transistorschaltung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruches 1 so auszubilden, daß sich eine besonders
gute Trennung zwischen den linken und den
rechten Stereosignalen ergibt und ein Einfluß von
Brumm- und Rauschsignalen ausgeschlossen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruches 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1
bis 15 beispielsweise erläutert. Es zeigt
Fig. 1 und 2 Schaltbilder bekannter Stromspiegelschaltungen,
Fig. 3 ein Schaltbild einer weiteren Stromspiegelschaltung
zur Erläuterung der
Grundlagen der Erfindung,
Fig. 4 ein Schaltbild einer Transistorstufe für die Ausführungsform
in Fig. 3,
Fig. 5 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer
Transistorstufe, die bei der Erfindung verwendbar
ist,
Fig. 6 eine graphische Darstellung einer Arbeitskennlinie,
Fig. 7 eine graphische Darstellung einer weiteren Arbeitskennlinie,
Fig. 8 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer weiteren
Transistorstufe, die für die Erfindung verwendbar
ist,
Fig. 9 eine graphische Darstellung, aus der der verbesserte
Rauschabstand ersichtlich ist, der erzielt werden
kann,
Fig. 10 eine graphische Darstellung, aus der die verbesserten
Arbeitskennlinie ersichtlich sind,
Fig. 11 und 12 Schaltbilder von zwei Ausführungsformen der
bei dem erfindungsgemäßen Stereodemodulator
verwendbaren Stromspiegelschaltung,
Fig. 13 einen Teil der Schaltung in Fig. 12 in IC-Technik,
Fig. 14 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Stereodemodulators,
Fig. 15 ein Ersatzschaltbild der Schaltung gemäß Fig. 14.
Die Fig. 1-10 dienen hierbei zur Erläuterung der Grundlagen
der Erfindung, stellen jedoch noch nicht den Gegenstand der
Erfindung selbst dar.
Die verbesserten Arbeitskennlinien, die erhalten werden,
sind am besten durch Vergleich dieser Kennlinien mit denen
bekannter Ausführungen abzuschätzen. Fig. 1 ist ein Schaltbild
einer bekannten Stromspiegelschaltung,
die aus PNP-Transistorstufen mit Transistoren Q 1 und Q 2 besteht,
deren Emitter mit einer Betriebsspannungsquelle +B
und deren Basen miteinander verbunden sind. Stromausgänge
T 1 und T 2 sind mit den Kollektoren der jeweiligen Transistoren
verbunden und der Kollektor des Transistors Q 1 ist
mit seiner Basis verbunden, so daß dieser Transistor als
Diode geschaltet ist.
Da die Basis-Emitter-Spannungen der Transistoren Q 1 und Q 2
gleich sind, ist der Basisstrom B 2 des Transistors Q 2 gleich
dem Basisstrom B 1 des Transistors Q 1. Der Ausgangsstrom
I 1, der dem Stromausgang T 1 zugeführt wird, ist gleich der
Summe des Emitterstroms E 1 des Transistors Q 1 und des
Basisstromes des Transistors Q 2, d. h.:
I₁ = I E 1 + I B 2 (1)
Wenn der Emitterschaltungs-Stromverstärkungsfaktor mit h FE
bezeichnet wird und der Stromverstärkungsfaktor des Transistors
Q 1 gleich dem des Transistors Q 2 ist, kann der Basisstrom
I B 2 ausgedrückt werden durch:
Wenn der Strom I₂, der dem Stromausgang T 2 zugeführt wird,
gleich dem Emitterstrom des Transistors Q 2 minus dessen
Basisstrom ist, kann der Strom I₂ ausgedrückt werden durch:
Es wurde angenommen, daß die Arbeitskennlinien des Transistors
Q 1 gleich den Arbeitskennlinien des Transistors Q 2
sind. Die jeweiligen Emitterströme sind somit gleich. Das
Verhältnis des Ausgangsstroms I₂ zum Ausgangsstrom I₁ wird
durch Teilung der Gleichung (3) durch die Gleichung (1) erhalten.
Dadurch ergibt sich:
Bei einer idealen Stromspiegelschaltung sollte der Ausgangsstrom
I₂ gleich dem Ausgangsstrom I₁ sein. Dies bedeutet,
daß das Verhältnis I₂/I₁ im Idealfall 1 sein sollte.
Wie aus Gleichung (4) ersichtlich ist, nähert sich das
Verhältnis I₂/I₁ dann 1, wenn der Stromverstärkungsfaktor
FE₁ zunimmt. Da jedoch eine obere Grenze für den Wert
von h besteht,
kann I₂/I₁ den Wert von 1 nicht ganz
erreichen.
Im Hinblick auf diesen Nachteil ist es bekannt,
als Basis-Kollektor-Verbindung des
Transistors Q 1 den Basis-Emitter-Kreis eines zusätzlichen
Transistors, wie des Transistors Q 3 in Fig. 2,
vorzusehen. Der Kollektor des Transistors Q 3 hat ein Bezugspotential
wie Masse.
Wenn der Basisstrom des Transistors Q 3 mit IB 3 und der
Emitterschaltungs-Stromverstärkungsfaktor des Transistors
Q 3 mit FE 2 bezeichnet wird, kann der Ausgangsstrom I₁
ausgedrückt werden durch
Der Emitterstrom des Transistors Q 3 ist gleich der Summe der
Basisströme der Transistoren Q 1 und Q 2. Da der Basisstrom
IB 3 dem Emitterstrom entsprechend dem Faktor proportional
erhält man:
Der Ausgangsstrom I₂ kann wie in der obigen Gleichung (3)
ausgedrückt werden, die umgeschrieben ergibt:
Die Transistoren Q 1 und Q 2 haben wiederum die gleichen Arbeitskennlinien,
so daß ihre Emitterströme gleich sind. Daher
kann das Verhältnis der Ausgangsströme I₂/I₁ ausgedrückt
werden durch:
Es ist ersichtlich, daß sich das Ausgangsstromverhältnis in Gleichung
(8) stärker 1 nähert als das Ausgangsstromverhältnis
der Gleichung (4).
Die Stromspiegelschaltung in Fig. 2 kann
als monolithischer integrierter Halbleiterkreis ausgebildet
werden, bei dem sich die Transistoren Q 1 und Q 2 seitlich
und der Transistor Q 3 vertikal erstrecken. Dieser
Aufbau kann wegen der leichteren Herstellung gewählt werden.
Der Stromverstärkungsfaktor FE 1 des Transistors mit seitlichem
Aufbau beträgt typischerweise etwa 5 und der Stromverstärkungsfaktor
hFE₂ des Transistors mit vertikalem
Aufbau etwa 40. Wenn diese Werte in die Gleichung (8)
eingesetzt werden, beträgt das Ausgangsstromverhältnis
I₂/I₁ etwa 0,99. Dennoch ist in vielen Anwendungsfällen
bei Verwendung von Stromspiegelschaltungen dieses Ausgangsstromverhältnis
nicht akzeptabel, da es nicht ausreichend
nahe 1 ist.
Eine bei dem erfindungsgemäßen Stereodemodulator verwendete Ausführungsform einer Stromspiegelschaltung
bei der das Ausgangsstromverhältnis eine stärkere
Annäherung an 1 aufweist, zeigt Fig. 3. Diese Stromspiegelschaltung
besteht vorzugsweise aus einem monolithischen
integrierten Halbleiterkreis, der Transistorstufen
Q 1, Q 2 und Q 3 enthält, von denen jede einen Einzug und
einen ersten und zweiten Ausgang hat. Die Stufen Q 1 und Q 2
haben im wesentlichen gleiche Arbeitskennlinien und jede
Stufe besteht aus Transistoren, die in Darlington-
Schaltung geschaltet sind. Die Stufe Q 1 ist aus zwei komplementären
Transistoren Q 1a und Q 1b gebildet, die so geschaltet
sind, daß die Stufe PNP-Eigenschaften hat. Der Transistor
Q 1a ist ein PNP-Transistor und der Transistor Q 1b ein
NPN-Transistor, wobei der Kollektor von Q 1b mit dem Emitter
von Q 1a, der Kollektor von Q 1a mit der Basis von Q 1b und
der Emitter von Q 1b mit dem Stromausgang T 1 verbunden ist.
Die Basis von Q 1a wirkt als Eingang der Stufe Q 1.
Die Stufe Q 2 besteht aus komplementären Transistoren Q 2a
und Q 2b, die ähnlich wie die Transistoren der
Stufe Q 1 geschaltet sind. Außerdem sind die Basen von Q 1a
und Q 2a miteinander verbunden. Die Darlington-Schaltung
aus den Stufen Q 1 und Q 2 ist auch als Emitter-Kollektor-
Schaltung bekannt.
Ausgänge der Stufen Q 1 und Q 2, d. h. die Emitter von
Q 1a und Q 2a, sind über Stromrückkopplungswiderstände
RE 1 und RE 2 mit einer Betriebsspannungsquelle +B
verbunden. Diese Widerstände haben gleiche Widerstandswerte.
Die Stufe Q 3 besteht ebenfalls aus zwei Transistoren in
Darlington-Schaltung mit einem Eingang und einem ersten und
einem zweiten Ausgang. Die Transistoren Q 3a und Q 3b sind
PNP-Transistoren, wobei die Basis von Q 3a mit dem Emitter
von Q 3b verbunden ist. Der Emitter von Q 3a ist als Ausgang
der Stufe Q 3 mit den verbundenen Basen von Q 1a und Q 2a verbunden.
Die Basis von Q 3b ist als Eingang der Stufe Q 3 mit
dem Ausgang T 1 verbunden. Die Kollektoren von Q 3a und Q 3b
sind als anderer Ausgang der Stufe Q 3 gemeinsam an ein
Bezugspotential wie Masse gelegt.
Jede Stufe Q 1 und Q 2 kann als ein PNP-Transistor betrachtet
werden, wie schematisch Fig. 4 zeigt. In Abwandlung kann
der Transistor Q 1a (und auch der Transistor Q 2a) mehrere
Kollektoren haben, von denen einer mit dessen Basis verbunden
ist. Diese Anordnung ist schematisch in Fig. 5 gezeigt. Die
Gesamtarbeitskennlinie der Stufe Q 3 sind gleich der eines
PNP-Transistors, so daß diese Stufe als PNP-Transistor angesehen
werden kann, wie schematisch Fig. 8 zeigt.
Aufgrund der Zwischenschaltung der Stufe Q 3 zwischen den
Eingang der Stufe Q 1 und den Stromausgang T 1 ist die Basisvorspannung
zwischen diesen Anschlüssen, d. h. zwischen der
Basis von Q 1a und dem Emitter von Q 1b, größer als die Basis-
Emitter-Spannung Vbe des NPN-Transistors Q 1b. Diese Vorspannung
ist wenigstens gleich 2Vbe.
Vorzugsweise sind Basiswiderstände RB 1 und RB 2 zwischen
die Basen und die Emitter von Q 1b und Q 2b geschaltet, d. h.,
jeder Basis-Widerstand ist zwischen die Basis seines jeweiligen
NPN-Transistors und einen Stromausgang geschaltet.
Es sei angenommen, daß die PNP-Transistoren Q 1a und Q 2a
einen seitlichen Aufbau haben. Der Stromverstärkungsfaktor
hFE solch eines Transistors mit seitlichem Aufbau ändert
sich mit dem Kollektorstrom in der in Fig. 6 gezeigten
Weise. Es sei weiterhin angenommen, daß die Transistoren
Q 1b und Q 2b vertikalen Aufbau und einen Stromversorgungsfaktor
h FE haben, der sich mit dem Kollektorstrom in der
durch das Diagramm der Fig. 7 gezeigten Weise ändert. Bei
einem praktischen Anwendungsfall der Stromspiegelschaltung
in Fig. 3 beträgt der Kollektorstrom jedes NPN-Transistors
etwa 1 mA. Somit beträgt der Stromverstärkungsfaktor h FE
etwa 175, wie Fig. 7 zeigt. Der Basisstrom beträgt daher
etwa 1/175 = 0,0057 mA. Da der Basisstrom von Q 1b im wesentlichen
gleich dem Kollektorstrom von Q 1a ist,
beträgt der Kollektorstrom von Q 1a ebenfalls etwa 0,0057 mA.
Der Stromverstärkungsfaktor von Q 1a beträgt etwa 20,
wie Fig. 6 zeigt. Somit ist der Gesamtstromverstärkungsfaktor
von Q 1 (ebenso wie der von Q 2) im wesentlichen gleich dem
Produkt der Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren
Q 1a und Q 1b. Dies bedeutet, daß der Gesamtstromverstärkungsfaktor
der Stufe Q 1 etwa 175×20=3500 beträgt.
Der Stromverstärkungsfaktor
der Stufe Q 1 gemäß Fig. 3 ist also viel größer als der Stromverstärkungsfaktor
der bekannten Stromspiegelschaltungen
gemäß den Fig. 1 und 2.
Für die Stufe Q 3 beträgt ein typischer Stromverstärkungsfaktor
für jeden der PNP-Transistoren, aus der diese Stufe
besteht, etwa 40. Der Gesamtstromverstärkungsfaktor h FE 2
der Stufe Q 3 ist gleich dem Produkt der Stromverstärkungsfaktoren
jedes Transistors Q 3a und Q 3b, somit gleich
40×40=1600.
Wenn die Stufen Q 1 bis Q 3 der Ausführungsform in Fig. 3 mit
den Transistoren Q 1 bis Q 3 in Fig. 2 verglichen werden, kann
das Ausgangsstromverhältnis I2/I1 für die Ausführungsform
der Fig. 3 durch die Gleichung (8) wiedergegeben werden.
Somit ist für die Stromspiegelschaltung in Fig. 3 dieses
Ausgangsstromverhältnis:
Das Ausgangsstromverhältnis der Stromspiegelschaltung in
Fig. 3 ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber der
Stromspiegelschaltung in Fig. 2, da es sich stärker 1
nähert. Wenn somit der Ausgangsstrom I 1 durch die Stufe Q 1
eingestellt wird, nähert sich der Ausgangsstrom I 2 durch
die Stufe Q 2 sehr weitgehend dem theoretischen Idealwert.
Wegen der Darlington-Schaltung von Q 3a und Q 3b beträgt die Vorspannung
zwischen der Basis von Q 1a und dem Emitter von
Q 1b wenigstens 2Vbe und ist damit größer als die reine Basis-
Emitter-Spannung von Q 1b. Wenn der Strom der Basis von Q 1a
zum Emitter von Q 1a gleich bleibt, kann die Zunahme der
Basisspannung zwischen diesen Elektroden als eine Zunahme
der Impedanz der Stufe Q 1 angesehen werden, was bedeutet,
daß der Stromverstärkungsfaktor h FE dieses Transistors
relativ hoch ist. Folglich kann der zuvor erwähnte Stromverstärkungsfaktor
von 3500 erreicht werden, und die
Stufen Q 1 und Q 2 haben eine verbesserte Linearität, einen
niedrigen Klirrfaktor und einen großen dynamischen Bereich.
Ein Problem bei Transistoren mit seitlichem Aufbau, wie den
PNP-Transistoren Q 1a und Q 2a mit seitlicher Übergangszone,
besteht darin, daß der niedrige Stromverstärkungsfaktor h FE
diese Transistoren oft für Rauschen anfällig macht. Der
Störabstand wird durch Verbindung der Emitterwiderstände
RE 1 und RE 2 mit den Emittern dieser Transistoren erhöht.
Die Widerstände bewirken als Stromrückkopplungswiderstände
eine negative Rückkopplung auf die
Emitter Q 1a und Q 2a und ergeben damit einen hohen Rauschabstand.
Eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen diesen Stromrückkopplungswiderständen
und dem Rauschabstand zeigt Fig. 9, aus der ersichtlich
ist, daß, wenn der Widerstandswert dieser Stromrückkopplungswiderstände
zunimmt, der entsprechende Rauschabstand in
gleicher Weise zunimmt. Praktisch liegt der Widerstandswert
für jeden Stromrückkopplungswiderstand RE 1 und RE 2 vorzugsweise
im Bereich von 100 bis 500 Ohm. Wie Fig. 9 zeigt,
beträgt der Rauchabstand etwa 80 dV, wenn der
Stromrückkopplungswiderstandswert zu etwa 300 Ohm gewählt
wird.
Die Verwendung von Basisvorwiderständen RB 1 und RB 2 für
die Transistoren Q 1b und Q 2b hat einige Vorteile. Zur Erläuterung dieser
Vorteile sei angenommen, daß
diese Vorwiderstände weggelassen sind. Es sei
ferner angenommen, daß geeignete Lasten (nicht gezeigt)
mit den Stromausgängen T 1 und T 2 verbunden sind. Wenn nun
die Spannung am Stromausgang T 1 zunimmt, so daß die Emitterspannung
von Q 1b zunimmt, wird dieser Transistor weniger
leitend. Der Kollektorstrom von Q 1b nimmt ab, so daß der
Kollektorstrom von Q 2b in gleicher Weise abnimmt. Ohne die
Vorwiderstände RB 1 und RB 1 erfolgt bei einer Abnahme
des Kollektorstromes von Q 1b und Q 2b auch eine Abnahme des
Stromverstärkungsfaktors, so daß die Kollektorströme von Q 1a
und Q 2a abnehmen. Eine Abnahme der Kollektorströme von Q 1a
und Q 2a wird von einer Abnahme der jeweiligen Stromverstärkungsfaktoren
begleitet. Da die Gesamtarbeitskennlinien der Stufe
Q 1 (und auch der Stufe Q 2) gleich der eines PNP-Transistors
sind, nimmt die Impedanz von der Basis von Q 1a zum Emitter
von Q 1b zu. Eine gleiche Zunahme der Impedanz erhält man
zwischen der Basis von Q 2a und dem Emitter von Q 2b. Dies führt zu
einer Instabilität der Stufen Q 1 und Q 2.
Wenn die Basis- und Emitter-Widerstände von Q 1b zu R′b und
R′e angenommen werden, kann die Eingangsimpedanz von Q 1b
als R′b+h FE (R′e+RL) ausgedrückt werden, wobei h FE der
Stromverstärkungsfaktor dieses Transistors und RL die Lastimpedanz
(nicht gezeigt) ist, die mit dem Stromausgang T 1
verbunden ist. Es wurden angenommen,
das der Kollektorstrom von Q 1b wegen einer Zunahme der
auf den Stromausgang gegebenen Spannung abnimmt. Diese Zunahme
der Spannung kann auf eine wesentliche Zunahme der
Lastimpedanz zurückgeführt werden. Damit nimmt die Eingangsimpedanz
von Q 1b zu. Eine ähnliche Erläuterung ist für die
Zunahme der Eingangsimpedanz von Q 2b möglich.
Die Stromspiegelschaltung in
Fig. 3 wird vorzugsweise in IC-Technik ausgeführt. Die zwangsläufige
kapazititve Kopplung der integrierten Schaltung wirkt
mit der Zunahme der Eingangsimpedanz von Q 1b (und auch der
Zunahme der Eingangsimpedanz der Stufe Q 1) zusammen, so daß
eine Schwingung auftreten kann. Dieser sehr unstabile Zustand
ist selbstverständlich unerwünscht.
Wenn jedoch der Vorwiderstand RB 1 vorgesehen
ist, hat der Kollektorstrom von Q 1a nun einen Strompfad durch
diesen Vorwiderstand. Daher kann, obwohl eine Zunahme der
Spannung am Stromausgang T 1 das Bestreben hat, den Kollektorstrom
von Q 1b zu verringern, der Kollektorstrom von Q 1a durch
den Vorwiderstand RB 1 fließen und muß daher nicht verringert
werden. Statt dessen kann, wenn der Kollektorstrom von Q 1b
abnimmt, der Kollektorstrom von Q 1a zunehmen, um einen im
wesentlichen konstanten Strom durch die Stufe Q 1 aufrecht zu
erhalten. Diese Zunahme des Kollektorstroms von Q 1a führt
zu einer Zunahme der Basis-Emitter-Spannung von Q 1b wegen
einer entsprechenden Zunahme des Spannungsabfalls über dem
Widerstand RB 1. Diese Zunahme der Basis-Emitter-Spannung
von Q 1b hat das Bestreben, den Kollektorstrom wieder auf
den richtigen Wert zu bringen. Die Anordnung des Basisvorwiderstandes
RB 1 verringert die Eingangsimpedanz von Q 1b
und damit das Bestreben der Stufe, in der zuvor beschriebenen
Art zu schwingen.
Wenn daher die Kollektorströme von Q 1a und Q 1b auf relativ hohem
Pegel gehalten werden, wird der Stromverstärkungsfaktor
h FE der Stufe Q 1 auf einem hohen Wert gehalten.
Daher bleibt das Ausgangsstromverhältnis I 2/I 1 sehr nahe an 1 und
die gezeigte Stromspiegelschaltung arbeitet
stabil.
Die obige Erläuterung der Stufe Q 1 ist auch auf die
Stufe Q 2 anwendbar. Durch Anordnung eines Vorwiderstandes
RB 2 wird der Gesamtstromverstärkungsfaktor h FE der Stufe
Q 2 relativ hoch gehalten; es wird verhindert, daß die Eingangsimpedanz
von Q 2b zu groß wird, um eine Schwingung zu
verursachen; die Gesamtarbeitskennlinien der Stufe Q 2
bleiben stabil.
Ein Vergleich zwischen der Annäherung des Ausgangsverhältnisses
I 2/I 1 an 1, wenn Vorwiderstände RB 1 und RB 2 verwendet
werden und wenn diese Vorwiderstände weggelassen
werden, ist in Fig. 10 gezeigt, in der die durchgehende
Kurven der Verwendung dieser Widerstände und die gestrichelte
Kurve der Weglassung entspricht. Die Ordinate des
Diagramms gibt das Ausgangsstromverhältnis und die Abszisse
einen der Ausgangsströme, wie den Strom I₁ an, der in bestimmten
Anwendungsfällen durch ein Zusatzgerät eingestellt
wird, das mit dem Stromausgang T 1 verbunden ist. Der Widerstandswert
jedes Vorwiderstandes RB 1 und RB 2, für die die
durchgehende Kurve gilt, beträgt etwa 7,5 Kiloohm. Die
Widerstände müssen jedoch nicht diesen Widerstandswert
aufweisen, sondern können einen Widerstandswert im
Bereich von 1 bis 10 Kiloohm, insbesondere zwischen 8 und
6 Kiloohm haben. Wie das Diagramm der Fig. 10 zeigt, nähert
sich das Ausgangsstromverhältnis stärker 1, wenn der Ausgangsstrom
I₁ zunimmt. Das Diagramm zeigt auch, daß die
Stromspiegelschaltung stabiler ist, wenn die Vorwiderstände
RB 1 und RB 2 (durchgehende Kurve) vorgesehen sind.
Die Ausführungsform der Fig. 11 ist eine erfindungsgemäße Abwandlung
der Stromspiegelschaltung in Fig. 3. Die Bezugsziffern in
Fig. 3 sind auch in Fig. 11 zur Bezeichnung gleicher Elemente
verwendet. In Fig. 11 ist wenigstens eine zusätzliche
Transistorstufe Q′ 2 vorgesehen. Diese zusätzliche Stufe ist
im wesentlichen gleich der zuvor beschrieben Stufe Q 2, und
die die Stufe Q′ 2 bildenden Elemente sind mit den gleichen
Bezugsziffern (und einem zusätzlichen Strich) versehen, die zur Bezeichnung der Elemente
der Stufe Q 2 verwendet sind.
Ein zusätzlicher Stromausgang T′ 2 ist mit dem
einen Ausgang der zusätzlichen Stufe Q′ 2 verbunden, um
einen Ausgangsstrom I′ zu liefern. Die Arbeitskennlinien
der zusätzlichen Stufe Q′ 2 sind gleich denen der Stufen Q 1
und Q 2. Der Stromrückkopplungswiderstand R′E 2 hat den gleichen
Widerstandswert wie RE 2, der etwa 200 Ohm betragen
kann. Der Vorwiderstand R′B 2 hat den gleichen Widerstandswert
wie RB 1 und RB 2 und kann etwa 8 Kiloohm betragen. Die
Ausgangsströme I₁, I₂ und I′₂ sind einander im wesentlichen
gleich und die Ausgangsstromverhältnisse I₂/I₁ und I′₂/I₁
sind sehr nahe 1.
Eine weitere Ausführungsform der Stromspiegelschaltung zeigt
Fig. 12, in der gleiche Bezugsziffern zur Bezeichnung der
gleichen Elemente verwendet sind, die zuvor anhand der
Fig. 11 erläutert wurden. Die Ausführungsform der Fig. 12
unterscheidet sich von der der Fig. 11 darin, daß ein gemeinsamer
Widerstand RE 0 verwendet ist, um die Stromrückkopplungswiderstände
RE 2 und R′E 2 mit der Betriebsspannungsquelle
+B zu verbinden. Obwohl die Kombination der Widerstände
RE 2, R′E 2 und RE 0 der Kombination der Widerstände
RE 2 und R′E 2 in Fig. 11 äquivalent ist, kann die Anordnung
in Fig. 12 für den Aufbau in IC-Technik von Vorteil sein, da
die Widerstandswerte
der Stromrückkopplungswiderstände selbst bei Aufbau
in IC-Technik nicht exakt gleich sind, sondern sich
z. B. um ±5 bis ±6% unterscheiden können.
Wegen der relativ großen Abweichung der Widerstandswerte
können auch die Ausgangsströme I₁, I₂ und I′₂
entsprechend unterschiedlich sein. Durch Verwendung des
gemeinsamen Widerstandes RE 0 kann der Änderungsbereich der
Ausgangsströme I₂ und I′₂ verringert werden,
da der gemeinsame Widerstand RE 0 beide
Ausgangsströme führt. Wenn der Widerstandswert rE 0 des
Widerstands RE 0 erhöht wird, während die Widerstandswerte
rE 2 und r′E 2 der Widerstände RE 2 und R′E 2 verringert werden,
wird der Änderungsbereich zwischen den Strömen I 2 und I′ 2
in gleicher Weise verringert. Wenn daher der Widerstandswert
rE 0 viel größer als der Widerstandswert rE 2 oder r′E 2
ist, wird der Strom I₂ etwa gleich dem Strom I′₂. Wenn jedoch
der Widerstandswert rE 0 zu groß ist, kann eine Übersprechstörung zwischen I₂ und I′₂ auftreten.
Wird also ein großer gemeinsamer Widerstand verwendet
so enthält der Strom I₂, der durch die mit dem Stromausgang T 2 verbundene Last fließt,
eine Komponente proportional dem
Strom I₂. In gleicher Weise enthält der Strom I′ 2,
der durch die mit dem Stromausgang T′ 2 verbundene Last fließt,
eine Komponente proportional dem Strom i₂. Um diese Übersprechstörung
zu verringern, werden die Widerstandswerte
rE 0, rE 2 und r′E 2 vorzugsweise so gewählt, daß 2rE 0=rE 2=r′E 2.
In Übereinstimmung mit dieser Widerstandsbeziehung sollte
für den Widerstandswert rE 1 des Widerstands PE 1 gelten:
rE 1=2rE 0+rE 2=2rE 0+r′E 2. Wie der Widerstandswert rE 2
etwa 200 Ohm beträgt, wie zuvor anhand der Fig. 11 beschrieben
wurde, beträgt der Widerstandswert rE 0 etwa 100 Ohm. Bei
der Ausführungsform der Fig. 12 beträgt der Widerstandswert
rE 1 etwa 400 Ohm. Mit diesen Werten wird der Störabstand
ausreichend hoch. Das Diagramm für die Beziehung zwischen
dem Störabstand und dem Widerstandswert rE 1 für die Ausführungsform
der Fig. 12 ist im wesentlichen gleich dem
Diagramm der Fig. 9, das die Störabstandskennlinie für die
Ausführungsform der Fig. 3 zeigt.
Obwohl der Widerstandswert rE 1 hier etwa 400 Ohm beträgt, kann er
grundsätzlich im Bereich von 100 bis 500 Ohm liegen.
Da für die Widerstandswerte 2rE 0=rE 2=r′E 2 gilt, können die
Widerstände RE 0, RE 2 und R′E 2 in IC-Technik wie in Fig. 13
ausgebildet sein. Dies bedeutet, daß vier Halbleiterwiderstandskörper
vorgesehen werden, die alle den gleichen Widerstandswert
haben. Zwei dieser Körper sind elektrisch parallel
geschaltet. Wenn benachbarte Körper nicht weit voneinander
entfernt sind, ist der Änderungsbereich der jeweiligen
Widerstandswerte sehr begrenzt. Dadurch
werden die Differenzen zwischen den Strömen I 2 und I′ 2 weiter
verringert.
Bei der Ausführungsform der Fig. 12 sind die Transistoren
Q 1b, Q 2b und Q′ 2b mit Emitterwiderständen Re 1, Re 2 und R′e 2
versehen. Der Widerstandswert jedes dieser Emitterwiderstände
kann z. B. etwa 100 Ohm betragen. Die Gesamtspannungsverstärkung
z. B. der Stufe Q 1 beträgt etwa RE 1/Re 1. Eine
ähnliche Spannungsverstärkung ergibt sich für die Stufen
Q 2 und Q′ 2. Selbst wenn daher die Stromverstärkungsfaktoren
h FE und die Basis-Emitter-Spannungen Vbe der Stufen voneinander
abweichen können, ergibt sich durch die Verspannungsverstärkung
eine Verringerung dieser Änderungen.
Daher können Differenzen in den Stromverstärkungsfaktoren
und der Basis-Emitter-Spannung kompensiert werden. Dadurch
wird außerdem jede Stufe stabilisiert, insbesondere wenn
eine kapazitive Last mit dem Stromausgang verbunden ist.
Schwingungen infolge einer kapazitiven Last
werden im wesentlichen vermieden.
Fig. 14 zeigt einem erfindungsgemäßen Stereodemodulator mit der
erläuterten Stromspiegelschaltung.
Die Stromspiegelschaltung ist in Fig. 14
mit 23 bezeichnet und entspricht im wesentlichen der Ausführungsform
in Fig. 12.
Der erfindungsgemäße
Stereodemodulator kann jedoch auch mit einer der anderen an Hand der Fig. 11 und 12 erläuterten Ausführungsformen
von Stromspiegelschaltungen versehen werden.
Der Stereodemodulator kann ein Stereosignalgemisch empfangen,
das aus einem Summensignal (L+R) und einem Differenzsignal
(L-R) besteht, das auf einen Hilfsträger moduliert
ist. Typischerweise beträgt die Frequenz des Hilfsträgers
38 kHz. Die von dem Stereosignalgemisch dargestellte
Information ist eine Toninformation für einen linken und einen rechten
Tonkanal L bzw. R. Der Stereodemodulator dient dazu,
aus dem Summen- und Differenzsignalen die Signale für den
linken und rechten Tonkanal zu gewinnen. Hierzu hat
der gezeigte Stereodemodulator Verstärker 6 und 7 und einen
Vervielfacherkreis 10, der mit dem Verstärker 6 und
mit der Stromspiegelschaltung 23 verbunden ist.
Der Verstärker 6 ist ein Differentialverstärker und beruht
aus in Differentialschaltung geschalteten Transistorstufen
Tr 1 und Tr 2. Jede Transistorstufe besteht aus Transistoren
Tr 1a, Tr 1b und Tr 2a, Tr 2b, die in Darlington-Schaltung angeordnet
sind. Die Emitter der Stufen sind mit
einer Konstantstromquelle verbunden, die aus einem Transistor
Tr 3 besteht, dessen Basis eine Vorspannung E 1 zugeführt
wird. Die Kollektoren der Stufen Tr 1 und
Tr 2 dienen als Ausgänge des Verstärkers 6. Der Eingang des
Verstärkers 6 ist die Basis der Stufe Tr 2 und
dieser Eingang ist mit dem Eingang 1 über einen Vorwiderstand
19 verbunden. Dem Eingang 1 wird das Stereosignalgemisch
zugeführt. Ein Konstantspannungskreis E 2 erzeugt eine
im wesentlichen konstante Vorspannung, die über einen Widerstand 16 auf
den Eingang des Verstärkers
gegeben wird. Diese Vorspannung wird auch der
Basis der Stufe Tr 1 über einen Widerstand 15
zugeführt. Die Widerstände 15 und 16 haben vorzugsweise
gleiche Widerstandswerte.
Ein Vervielfacherkreis 10 besteht aus Differentialverstärkern
8 und 9, von denen der Verstärker 8 aus in Differentialschaltung
geschalteten Transistoren Tr 7 und Tr 8 und der Verstärker 9
aus in Differentialschaltung geschalteten Transistoren
Tr 9 und Tr 10 besteht. Die Transistoren des Verstärkers 8
haben verbundene Emitterelektroden, die mit dem einen Ausgang
des Verstärkers 6 verbunden sind; die Transistoren
des Verstärkers 9 haben verbundene Emitterelektroden, die
mit dem anderen Ausgang des Differentialverstärkers 6 verbunden
sind. Die Basen von Tr 7 und Tr 8 sind zusammen mit dem
Basen von Tr 10 bzw. Tr 9 mit den Eingängen 2b und 2 a verbunden.
Diese Eingänge erhalten ein Schaltsignal,
dessen Frequenz (38 kHz) gleich der des Hilfsträgers
für das Differenzsignal ist. Die Kollektoren
von Tr 7 und Tr 9 sind gemeinsam über einen Lastwiderstand
20 mit einer Spannungsquelle E 3 verbunden. Diese verbundenen
Kollektoren sind auch an den Stromausgang T 2 angeschlossen, der
mit dem einen Ausgang der Stufe Q 2 in der Stromspiegelschaltung
23 verbunden ist. Dadurch wird eine
Addierverbindung geschaffen, die mit dem Stereodemodulatorausgang
3L verbunden ist. In gleicher Weise sind die Kollektoren
von Tr 8 und Tr 10 über einen Lastwiderstand 21 mit der
Spannungsquelle E 3 und zusätzlich mit dem Stromausgang T′ 2
verbunden, der mit dem einen Ausgang der Stufe Q′ 2 der Stromspiegelschaltung
23 verbunden ist. Dadurch wird ebenfalls
eine Addierverbindung geschaffen, die mit dem Stereodemodulatorausgang
3R verbunden ist.
Der Verstärker 7 ist ein Differentialverstärker, der den
gleichen Aufbau wie der Differentialverstärker 6 hat. Der
Verstärker 7 besteht somit aus in Differenterialschaltung
geschalteten Transistorstufen Tr 4 und Tr 5, deren
Emitter mit einem Konstantstromquellentransistor Tr 6 verbunden
sind, dem eine Basisvorspannung von der Vorspannungsquelle
E 1 zugeführt wird. Die Stufe Tr 4 besteht aus Transistoren
Tr 4a und Tr 4b, die in Darlington-Schaltung angeordnet
sind. In gleicher Weise ist die Transistorstufe Tr 5 aus
Transistoren Tr 5a und Tr 5b gebildet, die in Darlington-
Schaltung angeordnet sind. Die Basis der Stufe
Tr 5 bildet den Eingang des verstärkers 7 und dieser Eingang
ist über einen Einstellwiderstand 5 mit dem Eingang 1 verbunden.
Der Einstellwiderstand 5 dient dazu, den
Pegel des auf den Verstärker 7 gegebenen Stereosignalgemisches
und damit die
Tonkanaltrennung einzustellen. Die
Basen der Stufen Tr 4 und Tr 5 erhalten im wesentlichen gleiche
Vorspannungen, die über Widerstände 17 und 18 von
einer Vorspannungsquelle E 2 zugeführt wird. Vorzugsweise
sind die Widerstandswerte der Widerstände 17 und 18 einander
und denen der Widerstände 15 und 16 gleich. Der
Kollektor der Stufe Tr 4 dient als Ausgang des Verstärkers
7. Dieser Ausgang ist mit dem Stromausgang T 1 verbunden, der
mit einem Ausgang der Stufe Q 1 der Stromspiegelschaltung 23
verbunden ist. Der Kollektor der Stufe Tr 5 ist
direkt mit der Betriebsspannungsquelle +B verbunden, die
mit dem Anschluß 4 verbunden ist.
Im Betrieb wird das Stereosignalgemisch auf den Eingang 1
und über Widerstände 5 und 19 auf die Verstärker 6 und 7 gegeben.
Für die weitere Erläuterung kann der Verstärker 7
als der Verstärker für das Summensignal und der Verstärker 6 als der
Verstärker für das Differenzsignal angesehen werden. Das auf den Ausgang
des Verstärkers 7 gegebene Signal ist das verstärkte Stereosignalgemisch.
Das verstärkte
Differenzsignal, das auf den 38-kHz-Hilfsträger
moduliert ist, kann für die weitere Betrachtung bezüglich des
Ausgangs des Verstärkers 7 außer Betracht bleiben. Der durch
den Verstärker 7 fließende Strom ist dem Summensignal
(L+R) proportional. Folglich ist auch der durch die Stufe
Q 1 zu dem Ausgang T 1 und dann durch den Verstärker 7 fließende
Strom dem Summensignal (L+R) proportional. In Abhängigkeit
von der Einstellung des Einstellwiderstandes 5 wird der Pegel
des Stereosignalgemischs, das dem Verstärker 7 als Eingangssignal
zugeführt wird, entsprechend geändert. Der Pegel des
Stroms I₁, der dem Summensignal (L+R) proportional ist,
kann somit durch den Widerstand
5 eingestellt werden.
Der Verstärker 6 verstärkt auch die in dem Stereosignalgemisch
enthaltenen Summen- und Differenzsignale
(L+R) und (L-R).
Das den Anschlüssen 2 a und 2 b zugeführte 38-kHz-Schaltsignal
wird als
symmetrisches Eingangssignal auf die Differentialverstärker
8 und 9 gegeben. In bekannter Weise bildet die Kombination
der Differentialverstärker 8 und 9, auf die ein symmetrisches
Signal gegeben wird, und des Differentialverstärkers
6 einen Schaltkreis zur Erzeugung gegenphasiger Differenzsignale
an den Ausgängen der Differentialverstärker 8 und 9.
Das von dem Verstärker 6 verstärkte Summensignal (L+R)
wird durch diesen Schaltkreis unterdrückt. Die
durch den Zusammenschluß der Kollektoren der Transistoren
Tr 7 und Tr 8 gebildete Verbindung erzeugt das Differenzsignal
(L-R), während die durch den Zusammenschluß der
Kollektoren der Transistoren Tr 8 und Tr 10 gebildete Verbindung
das gegenphasige Differenzsignal (R-L) erzeugt.
Aus der vorherigen Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen
der Stromspiegelschaltung ist ersichtlich, daß der
Strom I₂, der durch die Stufe Q′ 2 zu dem
Stromausgang T′ 2 fließt, jeweils im wesentlichen gleich dem
Ausgangsstrom I₁ ist, der durch die Stufe Q 1 zu dem Stromausgang
T 1 fließt. Da der Strom I₁ dem Summensignal
(L+R) proportional ist, sind die Ströme I₂ und I′₂ in
gleicher Weise diesem proportional. Der Strom I₂, der dem
Summensignal (L+R) proportional ist, wird zu den durch
die Transistoren Tr 7 und Tr 9 fließenden Strömen addiert, die
dem Differenzsignal (L-R) proportional sind. Das Signal,
das auf den Ausgang 3 L des Demodulators gegeben wird, kann
wie folgt ausgedrückt werden:
(R+L) + (L-R) = 2 L
In gleicher Weise wird der Strom I′₂, der dem Summensignal
(R+L) proportional ist, zu den Strömen addiert, die
durch die Transistoren Tr 8 und Tr 10 fließen. Diese Ströme
sind dem gegenphasigen Differenzsignal (R-L) proportional.
Das dem Ausgang 3 R des Demodulators zugeführte Signal kann
wie folgt ausgedrückt werden:
(R+L) + (R-L) = 2 R.
Obwohl in Fig. 14 nicht gezeigt, kann ein Tiefpaßfilter
mit den Ausgängen 3 L und 3 R verbunden werden, um Frequenzkomponenten
wie den 38-kHz-Hilfsträger oder das 38-kHz-
Schaltsignal zu beseitigen.
Selbst wenn der Strom I₁, der durch die Stufe Q 1 fließt,
eine Komponente proportional dem Differenzsignal (L-R)
enthält, das auf den 38-kHz-Träger moduliert ist, kann diese
Komponente, wenn sie in den Strömen I₂ und I′₂ vorhanden ist,
durch dieses Tiefpaßfilter beseitigt werden.
Bei einer Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann
der Ausgang des Verstärkers 7 mit der Stufe Q 1 der Stromspiegelschaltung
23 über ein Tiefpaßfilter verbunden sein.
Solch ein Filter würde die auf den Hilfsträger modulierte und von dem Verstärker
2 verstärkte Differenzsignalkomponente (L-R)
im Strom I₁ (und auch in den Strömen
I₂ und I′₂) beseitigen.
Ein Ersatzschaltbild des Verstärkers 6, des Vervielfachers
10 und der Stromspiegelschaltung 23 ist in Fig. 15 gezeigt.
In diesem Ersatzschaltbild ist der Schaltkreis, der aus
den Differentialverstärkern 6 und 8 besteht und der das
Differenzsignal (L-R) aus einem Hilfsträger demoduliert,
durch eine Stromquelle 28 dargestellt. In gleicher Weise ist
der Schaltkreis, der aus den Differentialverstärkern 6 und
9 gebildet ist und der das gegenphasige Differenzsignal
(R-L) erzeugt, durch eine Stromquelle 27 dargestellt. Die
Stufen Q 2 und Q′ 2 der Stromspiegelschaltung 23 sind als
Stromquellen 26 und 25 dargestellt. Diese Stromquellen sind
einstellbar;
der Pegel der Ströme I₂ und I′₂, die dem Summensignal
(R+L) proportional sind, wird durch
den Widerstand 5 (Fig. 14) eingestellt.
Die Stromquelle 27 (entsprechend dem Schaltkreis, der aus
den Differentialverstärkern 6 und 9 besteht) ist mit
der Spannungsquelle E 3 über einen Lastwiderstand 21 verbunden,
der in Fig. 15 als Lastwiderstand RL bezeichnet ist.
In gleicher Weise ist die Stromquelle 28 (entsprechend dem
Schaltkreis, der aus den Differentialverstärkern 6 und 8
besteht) mit der Spannungsquelle E 3 über einen Lastwiderstand
20 verbunden, der in Fig. 15 als Lastwiderstand
RL bezeichnet ist. Die Widerstandswerte der Widerstände 20 und
21 sind vorzugsweise gleich.
Wie Fig. 15 zeigt, werden die von den Stromquellen 26 und
28 erzeugten Ströme addiert, so daß sich das Tonsignal
des linken Kanals (L) ergibt, das dem Ausgang 3 L des Demodulators
zugeführt wird. In gleicher Weise werden die von den Stromquellen 25 und 27 erzeugten
Ströme addiert, so daß sich das Tonsignal für den rechten Kanal
(R) ergibt, das dem Ausgang 3 R des Demodulators zugeführt
wird. Um eine gute Trennung zwischen den Tonsignalen des
rechten und linken Kanals zu erhalten, sollte der der Komponente
des rechten Kanals proportionale Strom, der von der
Stromquelle 26 erzeugt wird, dem der Komponente des rechten
Kanals proportionalen Strom, der von der Stromquelle 28
erzeugt wird, gleich sein. Ebenso sollte der der Komponente
des linken Kanals proportionale Strom, der von der Stromquelle
25 erzeugt wird, dem der Komponente des linken Kanals
proportionalen Strom, der von der Stromquelle 27 erzeugt wird,
gleich sein. Dies wird durch Einstellung des Widerstandes
5 erreicht, der wiederum die Pegel der Ströme bestimmt,
die von den Stromquellen 25 und 26 erzeugt werden.
Folglich führt eine geeignete Einstellung des Einstellwiderstandes
5 zu einer guten Kanaltrennung.
Eine Übersprechkomponente des linken Kanals im Tonsignal
des rechten Kanals und eine Übersprechkomponente
des rechten Kanals im Tonsignal des linken
Kanals wird dadurch unterdrückt.
Wie zuvor erwähnt wurde, haben die Widerstände 16 und 18
(und auch die Widerstände 15 und 17) den gleichen Widerstandswert.
Daher sind die Gleichspannungspegel der
Basen der Stufen Tr 2 und Tr 5 gleich. Dies bedeutet,
daß kein Gleichstrom zwischen diesen Basen über
die Widerstände 5 und 9 fließt. Selbst wenn daher der Einstellwiderstand
5 zur Kanaltrennung verändert wird,
bewirkt dies keine Änderung des Gleichspannungspegels
der den Ausgängen 3 R und 3 L des Demodulators zugeführten
demodulierten Tonsignale.
Bei dem gezeigten Stereodemodulator mit der Stromspiegelschaltung
wird verhindert, daß sich Rauschen oder Brummen,
die der Betriebsspannung +B
überlagert sind, auf die demodulierten
Tonausgangssignale auswirken. Der Stereodemodulator
kann einen breiten dynamischen Bereich und eine hohe
Verstärkung haben. Ein weiterer Vorteil der in
Fig. 14 gezeigten Schaltungsanordnung
liegt darin, daß die gesamte Schaltung mit Ausnahme des
Einstellwiderstandes 5 in IC-Technik hergestellt werden
kann. Für diesen integrierten Kreis wird ein Anschluß P
vorgesehen, an den ein geeigneter Einstellwiderstand
angeschlossen wird.
In Abwandlung der beschriebenen Ausführungsformen kann
z. B. die Darlington-Schaltung nicht auf zwei Transistoren
beschränkt sein, sondern es können zusätzliche
Transistoren vorgesehen werden. Auch
können die Gesamtarbeitskennlinien der jeweiligen Transistorstufen,
die in der Stromspiegelschaltung verwendet
sind, denen eines NPN-Transistors gleichen. Entsprechende
Änderungen der Betriebsspannungswerte und der Widerstandsverbindungen
können in Übereinstimmung mit den NPN-Transistorkennlinien
durchgeführt werden.
Claims (8)
1. Transistorschaltung zur Erzeugung linker und
rechter Stereosignale, enthaltend
- a) einen ersten und einen zweiten Differentialverstärker (6, 7) deren Eingängen ein Stereosignalgemisch zugeführt wird, das aus einem Summensignal (L+R) und einem auf einen Hilfsträger modulierten Differenzsignal (L-R) besteht,
- b) einen Vervielfacherkreis (10) mit einem dritten und einem vierten Differentialverstärker (8, 9), die an die Ausgänge des ersten Differentialverstärker (6) angeschlossen sind und deren Eingängen ein Schaltsignal mit der Frequenz des Hilfsträgers zugeführt wird,
- gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- c) eine Stromspiegelschaltung ist vorgesehen, deren Stufen an die Ausgänge des zweiten, dritten und vierten Differentialverstärkers (7, 8, 9) derart angeschlossen sind, daß der Ausgangsstrom des zweiten Differentialverstärkers (7) sowohl zu dem dritten als auch zu dem vierten Differentialverstärker (8 bzw. 9) gespiegelt wird,
- d) die Stromspiegelschaltung enthält eine erste, eine zweite und eine vierte Transistorstufe (Q₁, Q₂, Q₂′), die basisseitig verbunden und mit ihrer Emitter-Kollektor-Strecke zwischen einem Betriebsspannungsanschluß (+B) und den drei Ausgangsanschlüssen (T₁, T₂, T₂′) der Stromspiegelschaltung angeordnet sind, eine dritte Transistorstufe (Q₃), deren Emitter-Kollektor-Strecke zwischen der Basisverbindung der ersten, zweiten und vierten Transistorstufe (Q₁, Q₂, Q₂′) und einem Bezugspotential angeordnet ist und derer Basis mit dem Ausgangsanschluß (T₁) der ersten Transistorstufe (Q₁) verbunden ist, wobei die erste, die zweite und die vierte Transistorstufe (Q₁, Q₂, Q₂′) jeweils aus wenigstens zwei in Darlington- Schaltung angeordneten, komplementären Transistoren (Q₁a, Q₁b usw.) bestehen, und die dritte Transistorstufe (Q₃) aus zwei in Darlington-Schaltung angeordneten Transistoren (Q₃a, Q₃b) besteht, wobei die Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors (Q₃a) der dritten Transistorstufe (Q₃) zwischen der Basisverbindung der ersten, zweiten und vierten Transistorstufe (Q₁, Q₂, Q₂′) und dem Bezugspotential angeordnet ist, während die Emitter-Kollektor- Strecke des zweiten Transistors (Q₃b) der dritten Transistorstufe (Q₃) zwischen der Basis des ersten Transistors (Q₃a) und dem Bezugspotential angeordnet und die Basis dieses zweiten Transistors (Q₃b) mit dem Ausgangsanschluß (T₁) der ersten Transistorstufe (Q₁) verbunden ist,
- e) der Ausgangsanschluß (T₁) der ersten Transistorstufe (Q₁) ist mit einem der beiden Ausgänge des zweiten Differentialverstärkers (7) verbunden,
- f) der Ausgangsanschluß (T₂) der zweiten Transistorstufe (Q₂) ist mit einem der beiden Ausgänge des dritten Differentialverstärkers (8) verbunden,
- g) der Ausgangsanschluß (T₂′) der vierten Transistorstufe (Q₂′) ist mit einem der beiden Ausgänge des vierten Differentialverstärkers (9) verbunden,
- h) so daß links und rechts Stereosignale an diesen Ausgängen (3 L, 3 R) des dritten bzw. vierten Differentialverstärkers (8 bzw. 9) auftreten.
2. Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die komplementären Transistoren
npn- und pnp-Transistoren sind, von denen
der eine ein Transistor mit in seitlicher
Richtung verlaufender Struktur und der andere
ein Transistor mit vertikal verlaufender Struktur
ist.
3. Transistorschaltung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der pnp-Transistor ein
Transistor mit seitlich verlaufender Struktur
ist.
4. Transistorschaltung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste, zweite und
vierte Transistorstufe (Q₁, Q₁, Q₂′) pnp-Arbeitskennlinien
haben.
5. Transistorschaltung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren
(Q 3a , Q 3b ), die die dritte Transistorstufe
bilden, Transistoren des gleichen Typs sind.
6. Transistorschaltung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren
(Q 3a , Q 3b ), die die dritte Transistorstufe
(Q₃) bilden, pnp-Transistoren sind.
7. Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der ersten, zweiten
und vierten Tranistorstufe (Q₁, Q₁, Q₂′)
und dem Betriebsspannungsanschluß (+B) je ein
Stromrückkopplungswiderstand (RE₁, RE₂, RE₂′)
angeordnet ist.
8. Transistorschaltung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in der ersten, zweiten und
vierten Transistorstufe (Q₁, Q₂, Q₂′) jeweils
der Kollektor des pnp-Transistors
(Q 1a , Q 2a , Q 2a ′) mit der Basis des npn-Transistors
(Q 1b , Q 2b , Q 2b ′) und der Emitter des pnp-Transistor
mit dem Kollektor des npn-Transistors verbunden
ist und daß die Basis des npn-Transistors
mit dessen Emitter über Widerstände (R B 1,
R e 1, R B 2, R E 2, R′ B 2, R′ E 2) verbunden ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10101976A JPS5326554A (en) | 1976-08-24 | 1976-08-24 | Tr ansistor circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2760331C2 true DE2760331C2 (de) | 1988-02-04 |
Family
ID=14289482
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2738205A Expired DE2738205C2 (de) | 1976-08-24 | 1977-08-24 | Stromspiegelschaltung |
| DE2760331A Expired DE2760331C2 (de) | 1976-08-24 | 1977-08-24 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2738205A Expired DE2738205C2 (de) | 1976-08-24 | 1977-08-24 | Stromspiegelschaltung |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4167649A (de) |
| JP (1) | JPS5326554A (de) |
| AU (1) | AU513957B2 (de) |
| CA (1) | CA1081331A (de) |
| DE (2) | DE2738205C2 (de) |
| FR (1) | FR2363226A1 (de) |
| GB (1) | GB1567794A (de) |
| NL (1) | NL7709296A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3408220A1 (de) * | 1984-03-07 | 1985-09-12 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Steuerbarer integrator |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57206113A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-17 | Nec Corp | Amplifier for limiter |
| JPS59226531A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-19 | Sony Corp | Fmステレオ復調回路 |
| US4585953A (en) * | 1983-07-20 | 1986-04-29 | International Business Machines Corporation | Low power off-chip driver circuit |
| FR2684205A1 (fr) * | 1991-11-22 | 1993-05-28 | Thomson Composants Militaires | Miroir de courant a faible erreur de recopie. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2416680A1 (de) * | 1973-04-06 | 1974-10-31 | Rca Corp | Stromverstaerker |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3233125A (en) * | 1963-01-08 | 1966-02-01 | Trw Semiconductors Inc | Transistor technology |
| US3246210A (en) * | 1963-05-09 | 1966-04-12 | Ranco Inc | Ice level control circuitry |
| US3281639A (en) * | 1963-06-07 | 1966-10-25 | Union Carbide Corp | Battery charger |
| US3752934A (en) * | 1969-12-19 | 1973-08-14 | N Shoichi | Stereo demodulating circuit triggered by a minimum input signal level |
| US3887879A (en) * | 1974-04-11 | 1975-06-03 | Rca Corp | Current mirror |
| NL7505506A (nl) * | 1974-05-15 | 1975-11-18 | Analog Devices Inc | Transistorversterker van het darlington-type. |
| GB1529080A (en) * | 1975-10-09 | 1978-10-18 | Sony Corp | Mpx stereo signal demodulators |
-
1976
- 1976-08-24 JP JP10101976A patent/JPS5326554A/ja active Pending
-
1977
- 1977-08-16 AU AU27952/77A patent/AU513957B2/en not_active Expired
- 1977-08-17 GB GB34560/77A patent/GB1567794A/en not_active Expired
- 1977-08-19 CA CA285,096A patent/CA1081331A/en not_active Expired
- 1977-08-23 NL NL7709296A patent/NL7709296A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-08-24 US US05/827,381 patent/US4167649A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-08-24 DE DE2738205A patent/DE2738205C2/de not_active Expired
- 1977-08-24 DE DE2760331A patent/DE2760331C2/de not_active Expired
- 1977-08-24 FR FR7725858A patent/FR2363226A1/fr active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2416680A1 (de) * | 1973-04-06 | 1974-10-31 | Rca Corp | Stromverstaerker |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3408220A1 (de) * | 1984-03-07 | 1985-09-12 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Steuerbarer integrator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2795277A (en) | 1979-02-22 |
| DE2738205C2 (de) | 1986-09-04 |
| FR2363226A1 (fr) | 1978-03-24 |
| NL7709296A (nl) | 1978-02-28 |
| GB1567794A (en) | 1980-05-21 |
| AU513957B2 (en) | 1981-01-15 |
| DE2738205A1 (de) | 1978-03-09 |
| US4167649A (en) | 1979-09-11 |
| JPS5326554A (en) | 1978-03-11 |
| FR2363226B1 (de) | 1984-04-27 |
| CA1081331A (en) | 1980-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3035471C2 (de) | Transistor-Verstärkerschaltung | |
| DE2603164C3 (de) | Differenzverstärker | |
| DE2146418C3 (de) | Gegentaktverstärker mit verbesserter Stromverstärkung bei hohen Frequenzen | |
| DE2424812A1 (de) | Verstaerker mit ueberstromschutz | |
| DE68927401T2 (de) | Verstärkerschaltung mit Rückkopplungslast | |
| DE2446315B2 (de) | Transistorverstärker | |
| DE2941321A1 (de) | Schaltungsanordnung zur umsetzung einseitiger eingangssignale in ein paar differentieller ausgangssignale | |
| DE3035272A1 (de) | Operations-transkonduktanzverstaerker mit einer nichtlineare komponente aufweisenden stromverstaerkern | |
| DE3323277C2 (de) | ||
| DE4307606C2 (de) | Leistungsverstärker | |
| DE3108617A1 (de) | "verstaerkungssteuerschaltung" | |
| DE3416850C2 (de) | ||
| DE2550636A1 (de) | Vorspannungskreis fuer einen feldeffekttransistor | |
| DE2438883A1 (de) | Rueckgekoppelter verstaerker | |
| DE2760331C2 (de) | ||
| DE2850487B2 (de) | Transistorverstärker mit automatischer Verstärkungsregelung | |
| DE3034940C2 (de) | ||
| DE2554615C2 (de) | ||
| DE2019283B2 (de) | Differentialverstaerker | |
| EP0237086B1 (de) | Stromspiegelschaltung | |
| DE2939017A1 (de) | Schaltung mit schalterfunktion | |
| DE2516319A1 (de) | Stromverstaerker | |
| DE2424814A1 (de) | Verstaerkerschaltung | |
| DE2459271A1 (de) | Schaltungsanordnung zum erzeugen eines kompensierten stromes | |
| DE2132293A1 (de) | Differenzverstaerker |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| Q172 | Divided out of (supplement): |
Ref country code: DE Ref document number: 2738205 |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: OHSAWA, MITSUO, FUJISAWA, KANAGAWA, JP NAKAZAWA, HIROSHI, KAWAGOE, SAITAMA, JP YAMAGISHI, HIROSHI, TOKIO/TOKYO, JP |
|
| AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 2738205 Format of ref document f/p: P |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |