Neuartiger Gegentaktverstärker

Diese Schaltung weicht völlig von herkömmlichen Gegentaktschaltungen ab. Standardschaltungen erkennt man durch aufwändige Schaltungsmassnahmen zur Ruhestromstabilisierung, Dioden und teilweise temperaturabhängige Widerstände werden dazu eingesetzt. Auch Übernahmeverzerrungen bei kleinen Lautstärken sind ein Problem. Die Standardschaltung hat auch wenig Spielraum für unterschiedliche Betriebsspannungen. Ein weiteres Merkmal ist die halbe Speisespannung die an den Verbindungspunkten der Emitter von T2 und T3 gemessen wird.

   Ein vollkommen anderes Verhalten zeigt der im Bild dargestellte Gegentaktverstärker. Die eingefärbten Transistoren bilden die Gegentaktendstufe. An den Verbindungspunkten der Emitter von T2 und T3 liegt eine Spannung im Bereich von ca. 0,7V. Der dick gezeichnete Teil dient zur Erzeugung und Stabilisierung des Ruhestroms. Der Ruhestrom ergibt sich aus dem Wert von R1 und Höhe der Speisespannung Ub. Mit P1 kann ebenfalls der Ruhestrom beeinflusst werden, ein hoher Widerstandswert ergibt einen hohen Ruhestrom. P1 regelt auch den Grad der Gegenkopplung, ein kleiner Wert ergibt eine starke Gegenkopplung und damit eine geringere Ausgangsleistung am Lautsprecher. Der Elko C2 trennt die Basis von T3 gleichstrommässig von T2, dadurch werden thermische Probleme verhindert. Erst wenn über C1 ein NF-Signal die Regelstufe T1 T2 aus dem Gleichgewicht bringt, beginnt auch T3 zu arbeiten. Durch diese spezielle Schaltung kann die Speisespannung im Bereich von 3V bis mindestens 20V variieren. Bei höheren Speisespannungen sollte R1 erhöht werden, empfohlen ungefähr 1kΩ pro Volt, um den Ruhestrom gering zu halten.
 Die Lautstärke ändert sich bei richtiger Einstellung von P1 (empfohlen ca. 500 Ohm) über den gesamten Spannungsbereich nur wenig. Übernahmeverzerrungen bei geringen Lautstärken konnten nicht festgestellt werden. Die Schaltung ist absolut temperaturstabil.

Vorteile: Bestens geeignet bei kleinen Betriebsspannungen
                 Geringer Ruhestrom von 1 bis 2mA
                 Stromaufnahme lautstärkeabhängig
                 Einfacher Aufbau, keine gepaarten Transistoren erforderlich
Nachteil: Kleine Leistung im mW-Bereich, kann nicht gesteigert werden.
                
Die komplette Schaltung links im Bild. Die Lautsprecherimpedanz ist mit 4 Ohm ideal und sollte nicht höher als 8 Ohm betragen. Höhere Impedanzen vermindern die erzielbare Lautstärke (Leistung). Die Ausgangsleistung dieses Kleinleistungs-Verstärkers liegt im Milliwattbereich und lässt sich durch keinerlei Massnahmen erhöhen.
 Der Elko C4 verhindert wilde Schwingungen bei grösseren Lautstärken, ist aber, wenn C5 eingebaut ist, meist nicht erforderlich.
 Das NF-Signal an C1 muss mittels Vorverstärker auf ausreichend hohe Amplitude gebracht werden um die Leistung der Endstufe voll nützen zu können.
T1 und P1 dürfen nie unterbrochen werden, weil dann die Transistoren T2 und T3 einen Kurzschluss verursachen und dadurch zerstört werden.

Dieser Verstärker eignet sich besonders für Batteriebetrieb wenn kleine Leistungen reichen und sparsamer Stromverbrauch gefordert wird. Bei dieser Dimensionierung und ca. 3V Betriebsspannung beträgt der Ruhestrom (ohne Signal am Eingang) ca. 1mA. Bei voller Aussteuerung steigt der Stromverbrauch bis zu 20mA, abhängig vom eingestellten Wert von P1.


g.heigl, 08.2011



Die Schaltung wurde mit dem Simulationsprogramm LTspice optimiert. Die ursprüngliche Schaltung hat tiefe Frequenzen zu wenig verstärkt bzw die Höhen bevorzugt. Der Wert von P1 wurde erhöht und C1 zugefügt. Die Bässe sind immer noch etwas benachteiligt aber wesentlich besser als in der alten Schaltung. Getestet wurde mit den Frequenzen 100Hz und 10kHz, siehe Testprotokoll rechts.

aktualisiert am 2.08.2019