Patent DE-102018002351-B4 (DE)
Title: Optimale Verstärkertopologie für verzerrungsfreie B- und D-Klasse-Audioleistungsverstärker
Inventor: SUKALO DRAZENKO
IPC: H03F3/20
Filed: 2018-03-21
Granted: 2020-09-24
Abstract: Optimale Verstärkertopologie für verzerrungsfreie B- und D-Klasse-Audioleistungsverstärker ist ein SISO-Übertragungssystem mit einer Signal-Eingangsklemme, an dem Eingangssignal (Vin) eingespeist wird, mit einer Signal-Ausgangsklemme, von dem eine Lastimpedanz, wie ein Lautsprecher im Niederfrequenzbereich, mit dem Ausgangsspannung (Vout) im Übertagungsfrequenzband B, B= [0, -3dB-ω], versorgt wird, und mit einem Soll-Verstärkungsfaktor definiert mit dem Amplitudenverhältnis, Vout/Vin,umfassendeinen Hauptverstärker (M) ausgeführt entweder als lineare B-Klasse-Leistungsendstufe oder geschaltete D-Klasse-Leistungsendstufe dessen Ausgang zur Abgabe der elektrischen Leistung an die Lastimpedanz an die Signal-Ausgangsklemme angeschlossen ist, mit einem Differenzeingang: einem nichtinvertierenden Plus- und einem invertierenden Minus-Eingang, mit einer komplexen Übertragungsfunktion M(ω) ohne signifikante lineare Verzerrungen, sprich mit einem konstanten Ist-Verstärkungsfaktor (M(0)) im Übertagungsfrequenzband (B),einen passiven Rückkopplungsschaltkreis (ß) mit einer komplexen Übertragungsfunktion β(ω) und einer konstanten Abschwächung im Übertragungsfrequenzband (B), β(0), die einem reziproken Ist-Verstärkungsfaktor (M(0)) entspricht, β(0) = 1 /M(0),einen AEF-Eingangsschaltkreis (AEF-ES) mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen:mit seinem ersten Eingang (FB-In) zur Einspeisung eines Rückkopplungssignals (Vfb) vom Signal-Ausgangsklemme über den Rückkopplungsschaltkreis (ß),mit seinem zweiten Eingang (Ref-In), der als Signal-Eingangsklemme dient,mit seinem ersten Ausgang (Ref-Out) zur Einspeisung des nichtinvertierenden Plus-Eingangs des Hauptverstärkers (M) mit einem Signal (Vro),mit seinem zweiten Ausgang (Error-Out) zur Einspeisung des invertierenden Minus-Eingang des Hauptverstärkers (M) mit einem Fehlersignal (Veo),weist folgende Merkmale auf:a) Der AEF-Eingangsschaltkreis (AEF-ES) besteht aus einem ersten linearen Differenz-Kleinsignalverstärker (A1), einem zweiten linearen Differenz-Kleinsignalverstärker (A2), sowie aus einem ersten Widerstand (R1) und einem zweiten Widerstand (R2).b) Der erste Eingang (FB-In) des AEF-Eingangsschaltkreises (AEF-ES) ist elektrisch verbunden mit dem nichtinvertierenden Plus-Eingang des ersten Differenz-Kleinsignalverstärker (A1).c) Der erste Ausgang (Ref-Out) des AEF-Eingangsschaltkreises (AEF-ES) ist elektrisch verbunden mit dem Ausgang des ersten Differenz-Kleinsignalverstärker (A1).d) Der zweite Ausgang (Error-Out) des AEF-Eingangsschaltkreises (AEF-ES) ist elektrisch verbunden mit dem invertierenden Minus-Eingang des ersten Differenz-Kleinsignalverstärker (A1) und vom Ausgang des zweiten Differenz-Kleinsignalverstärker (A2) eingespeist,e) Der invertierende Minus-Eingang des zweiten Differenz-Kleinsignalverstärker (A2) ist mit der Signal-Masse verbunden.f) Der nichtinvertierende Plus-Eingang des zweiten Differenz-Kleinsignalverstärker (A2) ist mit einem Ende des ersten Widerstandes (R1) und mit einem Ende des zweiten Widerstandes (R2) elektrisch verbunden.g) Das andere Ende des ersten Widerstandes (R1) ist mit dem ersten Ausgang (Ref-Out) des AEF-Eingangsschaltkreises (AEF-ES) elektrisch verbunden.h) Das andere Ende des zweiten Widerstandes (R2) ist mit dem ersten Eingang (FB-In) des AEF-Eingangsschaltkreises (AEF-ES) elektrisch verbunden.i) Der Soll-Verstärkungsfaktor Vout/Vin ist gleich mit der Ist-Verstärkung (M(0)) des Hauptverstärkers (M).