<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Detektorschaltung zum Bestimmen des Ladungspegels an zumindest einer kapazitiven Speichereinrichtung einer Ladungsübertragungseinrichtung.
Ladungsübertragungseinrichtungen (charge transfer devices, CTDs) sind bestens bekannt und enthalten eine Mehrzahl von kapazitiven Speicherelementen, wobei jedes Element befähigt ist, einen variablen Betrag an Ladung kapazitiv zu speichern. Diese kapazitiven Speicherelemente sind seriell angeordnet und so verbunden, dass die Ladung unter dem Einfluss eines Taktsignals von einem der kapazitiven Speicherelemente aufeinanderfolgend auf die andern in Serie liegenden kapazitiven
Speicherelemente übertragen wird.
Zwei gut bekannte Arten von Ladungsübertragungseinrichtungen sind die Eimerketteneinrich- tung (bucket brigade device, BBD) und die ladungsgekoppelte Einrichtung (charge coupled device,
CCD). Eine Eimerketteneinrichtung ist aus einer Serie von Kondensatoren zusammengesetzt, welche jeweils aus zwei Platten bestehen, einer seriell angeschlossenen Platte und einer getakteten Platte.
Die seriell angeschlossene Platte jedes Kondensators ist über einen Übertragungs-Transistor an die seriell angeschlossene Platte des vorhergehenden Transistors angeschlossen. Die getaktete Platte jedes Kondensators und die Steuerelektrode jedes Übertragungs-Transistors werden jeweils mit einem einer Mehrzhal von Taktsignalen versorgt. Eine Eingangssignalspannung wird an den ersten Konden- sator der Serie von Kondensatoren angelegt, wodurch eine zum Signalpegel korrespondierende Span- nung am ersten Kondensator liegt. Die Spannung der Taktsignale wird dann verändert, so dass der Übertragungs-Transistor zwischen dem ersten und zweiten Kondensator eingeschaltet wird. Im
Ergebnis fliesst Ladung vom zweiten Kondensator, welcher ursprünglich mit einer Bezugsspannung auf einem Pegel aufgeladen war, der höher als der Signalpegel des ersten Kondensators ist.
Diese Übertragung wird fortgesetzt, bis die Spannung am ersten Kondensator vom Signalpegel auf den
Bezugspegel ansteigt, so dass die Spannung an der Serienplatte des ersten Kondensators gleich der Spannung des Taktsignals ist, welches der Basis des Übertragungs-Transistors zugeführt ist und bewirkt, dass der Übertragungstransistor ausgeschaltet wird. Diese Ladungsübertragung bewirkt, dass die Spannung am zweiten Kondensator, welcher die gleiche Kapazität wie der erste aufweist, vom Bezugspegel auf den Signalpegel abfällt.
Dieser Vorgang wird durch Steuerung der Takt- signale wiederholt, so dass der ursprünglich am ersten Kondensator vorhandene Signalpegel aufeinanderfolgend von einem Kondensator zum andern übertragen wird, so dass durch die Eimerketteneinrichtung eine Speicherung oder eine Verzögerung eines dem ersten Kondensator zugeführten Signals auf die gewünschte Zeitdauer möglich ist.
Eine ladungsgekoppelte Einrichtung besteht aus einer Serie von aufeinanderfolgenden Elektroden, wobei diese untereinander durch einen gemeinsamen Halbleiterkanal kapazitiv gekoppelt sind und wobei jede der Elektroden mit einem einer Mehrzahl von Taktsignalen gespeist wird. Eine Signaleingangsspannung wird zwischen der ersten Elektrode dieser Serie und dem gemeinsamen Kanal zugeführt und bewirkt ein Aufheben von Ladung im gemeinsamen Kanal, welcher kapazitiv mit der ersten Elektrode gekoppelt ist. Dann bewirkt das Taktsignal, dass unterschiedliche Spannungen an die erste und zweite Elektrode der ladungsgekoppelten Einrichtung angelegt werden, so dass die vorerst mit der ersten Elektrode gekoppelte Ladung zur zweiten Elektrode hinüberwechselt.
Durch die Steuerung des Taktsignals wird dieser Vorgang wiederholt, wobei die ursprünglich an der ersten Elektrode vorhandene Ladung aufeinanderfolgend von einer Elektrode zur andern wechselt, so dass die ladungsgekoppelte Einrichtung das an die erste Elektrode angelegte Signal auf die benötigte Zeitdauer speichern oder verzögern kann.
Bei der bekannten Art von Ladungsübertragungseinrichtungen wird üblicherweise die Messung des Ladungspegels an einem der kapazitiven Speicherelemente ausgeführt, indem eine der Elektroden eines solchen kapazitiven Speicherelements an die Basis eines Transistors angeschlossen ist, welcher als Emitterfolger arbeitet, so dass die Spannung am Emitter des Emitterfolger-Transistors ein Mass für die Spannung derjenigen Elektrode der Ladungsübertragungseinrichtung ist, an welcher die Basis angeschlossen ist.
Eine solche Einrichtung zur Messung des Signals an einer Ladungsübertragungseinrichtung hat zwei grundsätzliche Nachteile, u. zw. ist erstens eine beträchtliche Streukapazität C ce zwischen dem Kollektor und der Basis des Emitterfolger-Transistors vorhanden. Diese Streukapazität bewirkt, dass die Kapazität des kapazitiven Speicherelementes, an welchem die Basis des Emitterfolger-Transi-
<Desc/Clms Page number 2>
stors angeschlossen ist, um den Wert C... grösser als die Kapazität aller andern Kondensatoren der Ladungsübertragungseinrichtung ist.
Eine derartige zusätzliche Kapazität beim kapazitiven
Speicherelement, an welchem der Emitterfolger-Transistor angeschlossen ist, stört den einheitlichen
Zusammenhang, welcher beim restlichen Teil der Ladungsübertragungseinrichtung zwischen der Span- s nung und der Ladung bei jedem der kapazitiven Speicherelemente vorhanden ist. Daraus resultiert, wenn Ladung vom kapazitiven Speicherelement, an welchem der Emitterfolger-Transistor angeschlos- sen ist, zum folgenden kapazitiven Speicherelement fliesst, dass der Abfall der Spannung des entla- denen kapazitiven Speicherelements kleiner als die Zunahme an Spannung des vorhergehenden kapa- zitiven Speicherelements ist, welches geladen wird.
Unter Berücksichtigung des Vorhergehenden wird die Endspannung am kapazitiven Speicherelement, welches am Emitterfolger-Transistor ange- schlossen ist, und die Spannung am Emitter eines solchen Transistors kein genaues Mass für die
Spannung sein, welche zuvor am vorhergehenden kapazitiven Speicherelement vorhanden war.
Die Verwendung eines Emitterfolger-Transistors zur Messung der Spannung an einem kapaziti- ven Speicherelement in einer Ladungsübertragungseinrichtung wirft als weiteres Problem den Basis- strom eines solchen Transistors auf. Der Basisstrom leitet Ladung vom kapazitiven Speicherelement ab, an welchem der Emitterfolger-Transistor angeschlossen ist, wodurch die Spannung relativ zu derjenigen absinkt, welche vorhanden sein sollte, so dass ein Fehler in der am Emitter des Emitter- folger-Transistors gemessenen Ausgangsspannung auftritt.
Bei der Verwendung eines Emitterfolger-Transistors zur Messung der Spannung an einem kapa- zitiven Speicherelement einer Ladungsübertragungseinrichtung tritt ein weiterer Nachteil auf, u. zw. dann, wenn eine Ladungsübertragungseinrichtung, wie bekannt, als Filterkreis ausgelegt ist. Der
Ladungspegel, welcher an jedem andern kapazitiven Speicherelement einer Ladungsübertragungsein- richtung gespeichert wird, ist zu jeder gegebenen Zeit gleich einer Funktion des Ladungspegels, welcher ursprünglich dem Eingang der Ladungsübertragungseinrichtung zu einem Zeitpunkt zuge- führt wurde, der bei jedem dieser kapazitiven Speicherelemente variiert entsprechend der Taktfre- quenz, die der Ladungsübertragungseinrichtung zugeführt wird, sowie entsprechend den aufeinander- folgenden Positionen der kapazitiven Speicherelemente, beginnend vom Eingang der Ladungsübertra- gungseinrichtung.
Durch Messung der Ladungspegel einer vorgeschriebenen Anzahl von kapazitiven
Speicherelementen und durch Bewertung der gemessenen Ladungspegel in einem benötigten Verhältnis sowie durch Addition derselben ist es möglich, einen Wert zu erhalten, welcher sich als Funktion der Frequenz des der Ladungsübertragungseinrichtung zugeführten Eingangssignals ändert.
In sol- chen Filterkreisen der bekannten Art wird der in jedem der Mehrzahl von kapazitiven Speicher- elementen gespeicherte Ladungspegel festgestellt, indem die Basis eines Emitterfolger-Transistors mit jedem solcher kapazitiver Speicherelement verbunden ist, während der Emitter jedes Emitterfol- ger-Transistors an einen Eingang eines entsprechenden Differenzverstärkers angeschlossen ist, des- sen Ausgang an eine Messeinrichtung angeschlossen ist, welche den gesamten Strom misst, der durch sämtliche Differenzverstärker fliesst.
Diese Methode zum Erhalten eines Ausgangs eines Filterkreises, welcher eine Ladungsübertragungseinrichtung enthält, hat viele Nachteile. Da vor allem jeder der Emitterfolger-Transistoren an eines der kapazitiven Speicherelemente der Ladungsübertragungseinrichtung angeschlossen ist, tritt eine unerwünschte Streukapazität C cob und ein unerwünschter Basisstrom auf, welche nicht nur die Messgenauigkeit der Messung des Ladungspegels am entsprechenden Kondensator reduzieren, sondern auch die Genauigkeit dieses Ladungspegels vermindern, wenn dieser über die aufeinanderfolgenden kapazitiven Speicherelemente der Ladungsübertragungseinrichtung übertragen wird.
Ferner benötigt der beschriebene Ausgangskreis für einen Filterkreis mit einer Ladungsübertragungseinrichtung eine grosse Anzahl von Komponenten, welche die Dimensionen vergrössern, mehr Strom verbrauchen und die Kosten des Filterkreises erhöhen. Zusätzlich besteht bei dieser bekannten Art eines Filterkreises die unerwünschte Bedingung, dass die Stromverstärkung jedes Differenzverstärkers genau festgelegt ist, was schwer zu bewerkstelligen ist, insbesondere bei einem Filterkreis mit vielen Differenzverstärkern.
Durch Literaturstellen sind komplementäre Transistorbauelemente bekannt, die z. B. in bipolarer oder C-MOS-Technik ausgeführt sind, aber diese Bauelemente werden hauptsächlich für logische Schaltkreise verwendet.
<Desc/Clms Page number 3>
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Detektorschaltung zu schaffen, welche als Ausgangseinrichtung für eine Ladungsübertragungseinrichtung verwendbar ist, ohne dass obige Nachteile vorhanden sind, die bei Ausgangseinrichtungen für Ladungsübertragungseinrichtungen bekannter Art auftreten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Detektorschaltung für eine Ladungsübertragungseinrichtung, welche den Ladungspegel von einem oder mehreren kapazitiven Speicherelementen in der Ladungsübertragungseinrichtung bestimmen kann, ohne dass dadurch eine wesentliche Änderung des Ladungspegels erfolgt.
Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Detektorschaltung für eine Ladungsübertragungseinrichtung, welche als Transversalfilter arbeitet und welche einen Ausgang erzeugen kann, der sich exakt proportional zu der bewerteten Summe der Ladungspegel einer Mehrzahl von kapazitiven Speicherelementen des Transversalfilters verändert, ohne dass eine grosse Anzahl von Komponenten wie bei der bekannten Art benötigt wird und ohne dass genau balancierte Differenzverstärker wie bei der bekannten Art verwendet werden müssen.
Dies wird bei einer erfindungsgemässen Detektorschaltung dadurch erreicht, dass der Emitter (Quelle)-Elektrodenanschluss eines an sich bekannten komplementären Transistorpaares mit der Taktelektrode von zumindest einer der kapazitiven Speichereinrichtungen verbunden ist, dass der Basis (Tor)-Elektrodenanschluss des Transistorpaares mit dem Ausgang eines Taktsignalgenerators verbunden ist und dass einer der Transistoren des Transistorpaares als Ausgangstransistor arbeitet, dessen Kollektor (Senke)-Elektrodenanschluss den Ausgangsanschluss der Detektorschaltung bildet, über welchen ein Strom über den Ausgangstransistor in Serie mit der Taktelektrode von zumindest einer der kapazitiven Speichereinrichtungen fliesst.
Die obigen und andere Merkmale, Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Eimerketteneinrichtung mit einem Ausgangskreis der bekannten Art zur Bestimmung des Ladungspegels eines gegebenen Kondensators der Eimerketteneinrichtung, Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer Eimerketteneinrichtung, welche als Filterkreis geschaltet ist und den Ausgangskreis eines solchen Filterkreises der bekannten Art zeigt, Fig. 3 und 4 schematische Schaltbilder von Eimerketteneinrichtungen, welche Detektorschaltungen entsprechend den Ausführungsbeispielen gemäss der Erfindung verwenden, Fig. 5, 6,7 und 8 schematische Schaltbilder von Geräten, welche ähnlich zu denen nach Fig. 3 und 4 sind, aber zusätzliche Kreise zur Umsetzung eines Ausgangsstromes über einen Anschluss der Detektorschaltung in ein korrespondierendes Ausgangsspannungssignal enthalten, Fig. 9 und 10 schematische Schaltbilder, welche zu denen nach Fig.
7 und 8 entsprechend korrespondieren, aber die Anwendung von Feldeffekttransistoren an Stelle bipolarer Transistoren zeigen, Fig. 11 und 12 schematische Schaltbilder von andern ladungsgekoppelten Einrichtungen mit Ausgangskreisen, welche entsprechend identisch mit denen nach Fig. 9 und 10 sind, Fig. 13 bis 22 schematische Schaltbilder, welche entsprechend zu denen nach Fig. 3 bis 12 korrespondieren, die jedoch die Verwendung von entsprechenden Kreisen zeigen, um Filterkreise zu bilden, und Fig. 23 und 24 schematische Schaltbilder von Eimerketteneinrichtungen gemäss der Erfindung, welche in der Ausgangsanordnung einen Stromreflektor aufweisen, um jede Gleichstrompegel-Verschiebung zu entfernen, welche im Strompegel übertragen wurde, d. h. in die Eimerketteneinrichtung gelangte.
In Fig. l ist eine Ladungs-Übertragungseinrichtung vom Eimerkettentyp mit einem TaktsignalTreiberkreis-8-dargestellt. Ein Eingangsanschluss --1-- ist in Fig. 1 an die Basis eines PNPTransistors --2-- angeschlossen, dessen Kollektor geerdet ist und dessen Emitter mit einem Versorgungsspannungsanschluss --4-- über einen Widerstand --3-- verbunden ist. Der Emitter des Transistors --2-- ist weiters über eine Diode --5-- mit einem Ende oder Platte eines Kondensators - verbunden, und das andere Ende oder Platte dieses Kondensators-Cg-, d. h. seine Takt-
EMI3.1
--6-- des Taktsignal-Treiberkreises --8-- angeschlossen.Transistors angeschlossen, und der Kollektor des Transistors--Q(-- ist an den Emitter eines darauffolgenden NPN-Transistors-Q-angeschlossen.
In ähnlicher Weise sind die Kollektoren und die Emitter der darauffolgenden Transistoren Q,,...-in Serie miteinander verbunden.
<Desc/Clms Page number 4>
Die Stromverstärkungen ss aller Transistoren sind gleich, was leicht zu bewerkstelligen ist, wenn alle Transistoren auf einer monolithischen integrierten Schaltung hergestellt werden. Die Kondensa-
EMI4.1
Caller Kondensatoren gleich der Kapazität C des Kondensators --C 0 -- ist. Die Basen der un- geradzahligen Transistoren-Q., Q ,...-sind an einen Taktanschluss des Taktsignal-Treiber- kreises --8-- angeschlossen, und die Basen der geradzahligen Transistoren--Q, Q,,...--sind an den Taktanschluss --6-- angeschlossen, wobei an den Anschlüssen --6 und 7-- entsprechende
Taktsignale l und ( auftreten. Diese Taktsignale sind zueinander gegenphasig und haben ein
Tastverhältnis von 50%.
Des weiteren ist in Fig. 1 ein Emitterfolger-Transistor --19-- vorgesehen, dessen Basis an das mehr positive Ende des Kondensators --C 2 -- angeschlossen ist, um von diesem Kondensator einen Ausgang abzuleiten. Der Kollektor des Transistors --19-- ist mit einem positiven Versorgungs- spannungsanschluss --4-- verbunden, und der Emitter ist über einen Widerstand mit Masse verbun- den. Der Emitter des Transistors --19-- ist auch an einen Ausgangsanschluss --20-- angeschlos- sen, an welchem eine Spannung abgeleitet wird, die gleich der an der Basis des Transistors - liegenden Spannung minus der Spannung V be des Transistors --19-- ist. Üblicherweise wird der vom Anschluss --20-- erhaltene Ausgang einer Abtast- und Halteschaltung (nicht darge- stellt) zugeführt, so dass eine Ausgangsspannung leichter gemessen werden kann.
In der Schaltung nach Fig. 1 wird das vom Kondensator --C2 -- abgeleitete Signal relativ
EMI4.2
gerungen erhalten werden können, indem der Emitterfolger-Transistor --19-- an einen Kondensator angeschlossen wird, der weiter vom Eingangskondensator --C 0-- entfernt ist.
Leider hat die Methode zur Ableitung eines Ausgangssignals von einer Ladungs-Übertragungseinrichtung durch Anschluss eines Emitterfolger-Transistors an eine der kapazitiven Elektroden mehrere grosse Nachteile. Vor allem bewirkt die Verwendung eines solchen Emitterfolger-Transistors das Auftreten einer Streukapazität C c a, welche die Kapazität zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors --19-- ist. Diese Streukapazität hat den gleichen Effekt, als ob der Kondensator --C2 -- die Kapazität C + Cob an Stelle der Kapazität C hätte, welche auch alle andern Kondensatoren --C0, C1, C3, C4, ...-- aufweisen.
Im Ergebnis fehlt der einheitliche Zusammenhang zwischen Spannung und Ladung, welcher bei allen andern Kondensatoren-Cj., C., Cg, C,,...-
EMI4.3
weitere Verminderung der Genauigkeit der vom Kondenator abgelesenen Spannung bewirkt, und dass ein Fehlen im Spannungssignal am Kondensator --C2-- eingefügt wird, welcher sich auf die nächstfolgenden Stufen der Ladungs-Übertragungseinrichtung bei den aufeinanderfolgenden Taktperioden überträgt.
Ein weiterer Nachteil eines Emitterfolger-Transistors liegt in der Komplexität bei dessen Verwendung als Ausgangseinrichtung einer Ladungs-Übertragungseinrichtung, welche als Filterkreis ausgebildet ist. Es ist auch bestens bekannt, dass eine Ladungs-Übertragungseinrichtung als Transversalfilterkreis ausgebildet werden kann, indem der Spannungspegel einer Mehrzahl seiner kapazitiven Speicherelemente abgetastet wird, worauf diese abgetasteten Spannungspegel bewertet und addiert werden. Dies bewirkt eine Feststellung, ob sich das Eingangssignal als Funktion der Zeit in einer gewünschten Weise verändert hat.
Fig. 2 zeigt ein Transversalfilter, umfassend eine Eimerketteneinrichtung und einen Ausgangskreis der bekannten Art. Der Kreis nach Fig. 4 ist identisch mit dem nach Fig. l, jedoch mit der
<Desc/Clms Page number 5>
Ausnahme, dass jeder der geradzahligen Kondensatoren --C0, C2, C4, ...-- seine mehr positiven Enden an die Basen von Emitterfolger-Transistoren entsprechend angeschlossen hat, wobei jeder der Transistoren angeschlossen ist, um in ähnlicher Weise wie der Transistor --19-- nach Fig. l zu arbeiten. Der Emitter jedes dieser Emitterfolger-Transistoren ist jeweils an einen separaten Differenzverstärker --24, 25, 26,...-angeschlossen.
Ein anderer Eingang jedes dieser Differenzverstärker ist jeweils an eine feste Spannungsquelle --27-- angeschlossen, und der Ausgang jedes dieser Differenzverstärker ist an die Basis eines einzelnen Emitterfolger-Transistors --28-angeschlossen, an dessen Emitter ein Ausgangsanschluss --29-- angeschlossen ist. Im Kreis nach Fig. 2 werden die Ausgangssignale am mehr positiven Ende jedes der geradzahligen Kondensatoren am Emitter des entsprechenden Emitterfolger-Transistors erhalten und zur Erzeugung eines durch den jeweils entsprechenden Differenzverstärker fliessenden proportionalen Stromes verwendet.
Jeder der Differenzverstärker weist eine vorbestimmte Multiplikationsrate auf, welche einen Strom über den Widerstand --30-- bewirkt, und somit ist die der Basis des Transistors --28-- zugeführte Spannung gleich einer bewerteten (gewichteten) Summe der jeweiligen Spannungen am mehr positiven Ende jedes der geradzahligen Kondensatoren.
Die Mängel dieser bekannten Art eines Ausgangskreises sind klar aus Fig. 2 erkennbar.
Es wird eine grosse Anzahl von Bauelementen benötigt, welche die Kosten, den Platzbedarf und den Stromverbrauch jedes Transversalfilters erhöhen, bei welchem dieser eingesetzt wird. Des weiteren muss bei einer solchen Ausgangseinrichtung die Stromverstärkung aller Differenzverstärker --24, 25, 26,...-genau festgelegt sein, um eine genaue Arbeitsweise zu erzielen, was zumeist schwierig zu bewerkstelligen ist. Zusätzlich bringt jeder der Emitterfolger-Transistoren --21, 22, 23,..-all die Nachteile mit sich, welche bereits oben mit Bezug auf den Transistor --19-nach Fig. 3 aufgezeigt wurden.
Der Schaltkreis nach Fig. 3 ist dem nach Fig. 1 sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass der geradzahlige Kondensator --C2 --, von welchem ein gewünschter Signalausgang abgeleitet werden soll, nicht an einem Emitterfolger-Transistor angeschlossen ist, sondern an einer erfindungsgemässen Detektorschaltung --40-- angeschlossen ist, und dass das Taktende des Kondensators-C,nicht mit dem Taktsignal-Einganganschluss --6--, sondern mit dem Verbindungspunkt zwischen komplementären Transistoren --41 und 42-- verbunden ist. Die Detektorschaltung --40-- besteht aus einem komplementären Paar von Transistoren --41 und 42-- sowie einem Taktsignalgenerator
EMI5.1
wobei V be die Ruhespannung des Basis-Emitterübergangs der komplementären Transistoren --41 und 42-- ist.
Der Kollektor des PNP-Transistors --42-- ist geerdet, und ein Ausgangsanschluss - ist mit dem Kollektor des NPN-Transistors --41-- verbunden.
EMI5.2
--40-- nach Fig. 3VDC + V p ist, fliesst Ladung in die Richtung des Pfeils I 0'in Fig. 3, vom Ausgangsanschluss - über den Kollektor-Emitterpfad des Transistors --41--, den Kondensator --42-- und den
EMI5.3
<Desc/Clms Page number 6>
verzögerten Zeitpunkten 2, 3,... relativ zum Eingangssignal erhalten werden, indem der Emitter- übergang der Transistoren --41 und 42-- entsprechend an die getaktete Seite der geradzahligen Kondensatoren--C,, Ce--angeschlossen wird.
Weil die aus den Transistoren --41 und 42-- bestehende Detektorschaltung ein Taktsignal an die getaktete Seite des Kondensators --C2 -- abgibt, welches gleiche Spannung und Phasenlage wie das Taktsignal 1 besitzt, so wird der Ladungs- und Spannungspegel des Kondensators - -C2 -- gleich demjenigen sein, der vorhanden sein würde, wenn die getaktete Seite dieses Kondensators an den Taktsignal-Eingangsanschluss --6-- angeschlossen wäre. Daher wird sich die Arbeitsweise des Ausgangskreises nach Fig. 3 in keiner Weise bezüglich der Ladungs- und Spannungspegel verändern, welche der Kondensator speichert und passieren lässt, dem die Ausgangsinformation entnommen wird.
Eine andere Ausführung gemäss der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei die getaktete Seite
EMI6.1
B.geschlossen ist. Die Basen der Transistoren --41 und 42-- sind miteinander verbunden und werden mit dem Taktsteuersignal 02 'des Generators-43-- gespeist. Das Taktsteuersignal 02'hat die gleiche Phasenlage wie das dem Eingangsanschluss --7-- zugeführte Taktsignal und wechselt zwischen den Spannungen VDE - Vbe und VDC + VP +be. Im Ergebnis ist die der getakteten Seite des Kondensators --C 1 -- zugeführte Spannung im Betrag und in der Phase gleich derjenigen, welche dem Taktsignal-Eingangsanschluss --7-- zugeführt wird.
Des weiteren ist in Fig. 4 der Kollektor des NPN-Transistors --41-- an einen Versorgungsspannungsanschluss --4-- angeschlossen, und der Kollektor des PNP-Transistors --42-- führt zu einem Ausgangsanschluss --45--. In diesem Kreis wird während der Periode, in der das Taktsignal #1 hoch ist, unmittelbar nachdem das Eingangssignal V dem Eingangsanschluss --1-- zugeführt wurde, eine Ladung von [VSI - (VDC + VP)] # C im Kondensator --C0-- gespeichert. Wenn bei der darauffolgenden
EMI6.2
--C 1 -- von- Q1 -- zum Kondensator --C0-0 fliesst.
Bei der folgenden Periode, wenn das Taktsignal wieder hoch ist und die Spannung V 0 C + V p aufweist, fliesst eine ähnliche Elektronenladung von (V 0 C + 2 V p - V 51) x C in die Richtung des Pfeils I1 vom Kondensator--C 2--über den Transistor --Q 2 --, den Kondensator --C 1 -- und den Emitter-Kollektorpfad des Transistors --42-zum Ausgangsanschluss --45--.
In diesem Kreis wird, wie im Kreis nach Fig. 3, die Ausgangsinformation während der Periode erhalten, in welcher der Kondensator --C 2 -- seine Ladung zum Kondensator --C 1 -- überträgt, wobei das erhaltene Signal relativ zum Eingangssignal um eine Taktperiode T verzögert ist. Es ist ersichtlich, dass Signalverzögerungen von 2 T, 3 T,... erhalten werden können, indem das getaktete Ende eines entsprechenden Kondensators--C3, C 5,...-an die Emitter der Transistoren--41 und 42-- angeschlossen wird.
Ausserdem ist bei der Detektorschaltung nach Fig. 3 ersichtlich, dass beim Anschluss des Kollektors des Transistors --41-- an einen positiven Versorgungsspannungsanschluss und wenn der Kollektor des Transistors --42-- zu einem Ausgangsanschluss geführt ist, oder wenn die Detektorschaltung nach Fig. 4 abgeändert wird, indem der Kollektor des Transistors --42-- geerdet wird und der Kollektor des Transistors --41-- zu einem Ausgangsanschluss geführt ist, ein Ausgangssignal erhalten werden kann, welches zum Eingangssignal relativ um eine ausgewählte Periode von 0, 5 T, 1,5 T, 2,5 T,... verzögert ist. Es soll festgestellt werden, dass die Kollektorspannung der Transistoren nach Fig. 3 und 4, von welchen der Ausgangsstrom erhalten wird, so gewählt werden soll, dass die daran beteiligten Transistoren nicht gesättigt sind.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 wird bemerkt, dass der dargestellte Kreis mit dem der Fig. 3 identisch ist, mit der Ausnahme, dass auch Einrichtungen zum Umwandeln des über den Ausgang --44-- fliessenden Stromes in eine Ausgangsspannung enthalten sind. Genauer gesagt ist der in Fig. 5 gezeigte Anschluss --44-- über einen Widerstand --51-- an einen Versorgungs-
<Desc/Clms Page number 7>
spannungsanschluss --4-- angeschlossen und führt über einen Integrierkreis --52-- zu einem Ausgangsanschluss-53-. Die am Ausgangsanschluss --53-- erhaltene Spannung ist gleich der Spannung des Versorgungsspannungsanschlusses --4-- minus dem Mittelwert des Spannungsabfalles am Widerstand --51--.
Die am Anschluss --53-- erhaltene Ausgangsspannung Vout kann ausgedrückt werden durch :
EMI7.1
Eine Ausgangsspannung kann auch durch Anschliessen eines Abtast- und Speicherkreises an Stelle des Integrierkreises --52-- an der Verbindungsstelle oder am Anschluss --44-- zwischen dem Widerstand --51-- und dem Kollektor des Transistors --41-- erhalten werden.
Fig. 11 zeigt einen Kreis, welcher zu dem nach Fig. 4 identisch ist, mit der Ausnahme, dass auch ein Kreis, ähnlich dem nach Fig. 5, zum Umwandeln des Ausgangsstromes am Anschluss --45-- in eine Ausgangsspannung enthalten ist. In Fig. 6 ist der Ausgangsanschluss-45- über einen Widerstand --54-- mit dem Wert R geerdet.
Die am Anschluss --45-- erhaltene Spannung wird über einen Integrierkreis --55-- zu einem Ausgangsanschluss --56-- geleitet, und die am Anschluss --56-- erhaltene Spannung Va wird ausgedrückt durch :
EMI7.2
Fig. 7 umfasst einen Kreis, welcher zu dem nach Fig. 8 identisch ist, mit der Ausnahme, dass eine Einrichtung vorhanden ist, welche von denen nach Fig. 5 und 6 abweicht, um eine Ausgangsspannung vom Ausgangsstrom zu erhalten, welcher über den Anschluss --44-- fliesst.
In Fig. 7 ist der Anschluss --44-- über den Kollektor-Emitterpfad eines NPN-Transistors --61-an einen Versorgungsspannungsanschluss --4-- angechlossen, wobei die Basis des Transistors - mit dem Taktsignal-Eingangsanschluss --7-- verbunden ist. Ein Kondensator --62--, dessen Kapazitätswert C gleich dem aller andern Kondensatoren --C0, C1, c2, ...-- ist, liegt mit seinem einen Ende oder Platte am Taktsignal-Eingangsanschluss --6-- und ist mit seinem andern Ende oder Platte mit dem Anschluss --44-- verbunden. Ein Ausgangsanschluss --63-- ist von dieser andern Platte des Kondensators --62-- herausgeführt.
Der Kreis nach Fig. 7 bewirkt eine Ladung und Entladung des Kondensators-62-, so dass dessen Ladungs- und Spannungspegel im wesentlichen der gleiche ist wie der des Kondensa- tors--C 2--. Während der Periode, in der das Taktsignal hoch und gleich V + vip ist, und das Taktsignal 0 niedrig und gleich V ist, wird der Kondensator mit einer Spannung Vp geladen. Während der folgenden Periode, wenn das Taktsignal zu einem Zeitpunkt 1 : nach der Zufuhr eines Eingangssignals V zum Eingangsanschluss-l-hoch ist, fliesst eine Ladung im Ausmass von (V +2Vp+V) x C vom mehr positiven Ende des Kondensators --62-- über den Kollektor-Emitterpfad des Transistors --41--, den Kondensator --C 2 -- und den Transistor - Q2 -- zum Kondensator --C1--.
Im Ergebnis wird am Ende dieser Periode, wenn das Taktsignal #1 hoch ist, die am Kondensator --62-- verbleibende Spannung gleich Vs,- (VDC + V,) sein.
Da zu diesem Zeitpunkt die Spannung des Taktsignals #1, welche der getakteten Seite des Konden- sators --62-- zugeführt wird, den Wert V + Vp hat, so hat die Spannung derjenigen Seite des Kondensators --62--, welche am Ausgangsanschluss --63-- angeschlossen ist, einen Wert, der gleich dem des Taktsignals #1 plus die Ladung am Kondensator --62-- ist, welche Ausgangsspannung ausgedrückt werden kann durch :
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
<Desc/Clms Page number 9>
Somit kann die Spannung an der andern Platte des Kondensators --74-- bzw. am Ausgangsanschluss - 75-- ausgedrückt werden durch :
EMI9.1
des Kreises nach Fig. 8 auf die gleiche Weise angeschlossen werden, wie dieses in Fig. 12 an den Ausgangsanschluss --63-- angeschlossen ist, damit die durch den Transistor --2-- und die Diode --5-- verursachte Gleichspannungsverschiebung kompensiert wird, sowie zum Zwecke der Bestimmung der Spannung am Ausgangsanschluss-75-, ohne dass dem Kondensator-74ein wesentlicher Strom entnommen wird. Es darf auch festgestellt werden, dass die Basis des Transistors --73-- an den Ausgang des Taktsignalgenerators --43-- angeschlossen werden kann, wie in Fig. 8 mit strichlierten Linien dargestellt, an Stelle des Anschlusses an den Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren --41 und 42--.
Im Falle einer solchen Modifikation wird jedoch das abgeleitete Ausgangssignal Vo ut um eine Spannung V be erhöht sein, denn wenn das Taktsteuersignal 0 2'hoch und das Taktsignal 1 niedrig ist, so wird eine Ladung von
EMI9.2
Die Fig. 9 und 10 zeigen Eimerketteneinrichtungen, welche augenscheinlich identisch mit denjenigen nach Fig. 7 und 8 sind, mit der Ausnahme, dass Feldeffekttransistoren an Stelle von bipolaren Transistoren verwendet werden. In Fig. 9 wird ein Ausgangssignal von einem Kondensator --c 2 m--abgeleitet, wobei m eine nicht negative ganze Zahl ist.
Die Transistoren--41 und 42-- nach Fig. 7 sind durch komplementäre FET's --81 und 82-- mit einem N-Kanal und einem P-Kanal entsprechend ersetzt, und der Transistor --61-- ist durch einen N-Kanal FET --83-ersetzt. In Fig. 10 wird das Ausgangssignal von einem Kondensator --C2m-1-- abgeleitet, und die Transistoren --41, 42,71, 72 und 73-- nach Fig. 8 sind entsprechend durch FET's--81, 82,84, 85 und 86-- ersetzt, welche alle N-Kanal FET's sind, mit Ausnahme des P-Kanal FET's - -82--.
So wie in Fig. 9 sind die FET's--81 und 82-- komplementäre Transistoren. Die Kreise nach Fig. 9 und 10 arbeiten auf ähnliche Weise wie die entsprechenden Kreise nach Fig. 7 und 8. Indem die hohen und niedrigen Pegel der Taktsteuersignale 01'und 0 2'entsprechend gleich VDC Rs'und V DC + V GS gewählt werden, wobei VGS die Ruhespannung zwischen dem Tor und der Quelle des FET's --81-- ist, wenn dieser leitet, so können dieselben Ausgangsspannungen wie nach den Fig. 7 und 8 erhalten werden.
Die Fig. 11 und 12 zeigen ladungsgekoppelte Einrichtungen, an welche die Feldeffekt-Detektorschaltung nach den Fig. 9 und 10 entsprechend angeschlossen ist, um den Ladungspegel einer der Elektroden einer solchen ladungsgekoppelten Einrichtung zu bestimmen.
In Fig. 11 wird ein Ausgangssignal von der Elektrode--K-,-erhalten, welche an den Verbindungspunkt zwischen den Senken der komplementären FET's-81 und 82-angeschlossen ist, wenn in Abhängigkeit von den Taktsignalen eine Ladung im Kanal --CH-- unter bzw. von
EMI9.3
Taktkreis fliesst. In Fig. 11 fliesst dieser Strom vom Kondensator --62-- zur Elektrode --K2n--, und der Betrag dieses Stromes zeigt den Pegel der Ladung an, welche zum Kondensator-K - übertragen wurde.
In Fig. 12 wird ein Ausgangssignal von der Elektrode-K-,,-der ladungsgekoppelten Einrichtung erhalten, welche an den Verbindungspunkt der Senken der komplementären FET's - 81 und 82-- angeschlossen ist. Wenn in Abhängigkeit von den Taktsignalen eine Ladung im Kanal --CH-- unter bzw. von der Elektrode --K2n-1 -- zur Elektrode --K2n-- bewegt wird, so fliesst ein korrespondierender Betrag an entgegengesetzter Ladung von der Elektrode --K2n-1 -- zur elektrode --K2n--. In Fig. 12 fliesst dieser Strom von der Elektrode-K-i-- über den Quellen-Senkenpfad des FET's-82-- über den als Diode geschalteten FET --84-gegen Masse, welcher den Eingang des aus den Transistoren --84 und 85-- bestehenden Stromreflektionskreises bildet.
Im Ergebnis fliesst ein korrespondierender Betrag an Strom vom Kondensator
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
Bei den oben beschriebenen Ladungs-Übertragungseinrichtungen ist die Detektorschaltung nur an einer kapazitiven Speichereinrichtung angeschlossen, um einen Ausgang zu einem Zeitpunkt zu erhalten. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt jedoch darin, dass die Detektorschaltung gemäss der Erfindung gleichzeitig an eine Mehrzahl von Stufen innerhalb einer Ladungs-Übertra- gungseinrichtung angeschlossen werden kann, um einen auf dem Signalpegel jeder dieser kapaziti- ven Speichereinrichtungen basierenden Ausgang zu erhalten. In diesem Falle sind erfindungsge- mäss Einrichtungen vorgesehen, welche die Verwendung einer Ladungs-Übertragungseinrichtung als Transversalfilter gestatten, welches eine relativ geringe Anzahl von Komponenten aufweist, um die Anforderungen an Raum, Kosten und Stromverbrauch zu reduzieren.
Weiters werden bei einem solchen Transversalfilter gemäss der Erfindung die Probleme der Streukapazität C c B, des
Basisstromes sowie des Umstandes der exakten Justierung von Differenzverstärkern vermieden, welche bei Ladungs-Übertragungseinrichtungen der bekannten Art auftreten, die Emitterfolger-Kreise zur Verwendung als Transversalfilter enthalten.
Die Fig. 13 zeigt einen Kreis, welcher zu dem nach Fig. 3 identisch ist, mit der Ausnahme,
EMI10.2
Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren--41 und 42-- angeschlossen, und die Taktanschlüsse der Teilkondensatoren --C0", C2", C4", ...-- sind insgesamt an den Takteingangsanschluss --6-- angeschlossen. Das Taktsteuersignal 0.'wird von Taktsignalgenerator --43-- zu den Basen der Transistoren --41 und 42-- geleitet. Der Kollektor des Transistors --42-- ist geerdet und vom Kollektor des Transistors --41-- führt ein Ausgangsanschluss --44-- weg.
Die Arbeitsweise des Kreises gemäss Fig. 13 ist wie folgt :
EMI10.3
lKondensator-C'-- von der Spannung V p auf V- (VDC + Vp), wodurch im Ergebnis eine Elektronenladung von a0C [VP-VS1-(VD+VP)]=a0C(VDC+2VP-VSI)(5) resultiert, welche vom Kondensator --C0'-- abfliesst, u.zw. vom Ausgang --44-- über den KollektorEmitterpfad des Transistors --41-- zum Kondensator --C0'--, wie durch den Pfeil 10 in Fig. 13 dargestellt. Wenn nach der nächsten Periode T fr das Taktsignal #1 wieder hoch
EMI10.4
entladen, welche Ladung ebenfalls vom Ausgangsanschluss --44-- über den Kollektor-Emitterpfad des Transistors --41-- fliesst, wie mit 10 in Fig. 13 dargestellt.
In ähnlicher Weise wird bei der nächsten Periode, wenn das Taktsignal l wieder hoch ist, zu einer Zeit 2 a, nachdem das Eingangssignal V SI dem Kondensator --C 0'-- zugeführt wurde, der Kondensator--C 4 um einen Wert von a4C[VP-VSI-(VDC+VP)] = a4C(VDC+2VP-VSI) (7) entladen, welche Ladung ebenfalls vom Ausgang --44-- in den Pfad Ionach Fig. 13 fliesst.
Aus obigen Gleichungen (5), (6) und (7) kann entnommen werden, dass der gesamte Betrag an Ladung, welcher vom Ausgangsanschluss --44-- über den Kollektor-Emitterpfad des Transistors
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
In dieser Gleichung (8) ist z S=M=. 2Tf (f ist die Frequenz des Eingangssignals, auf welche des Filter abgestimmt ist). Diese gesamte Ladung Q 0 ut fliesst in den Ausgang - und ist gleich der bewerteten (gewichteten) Summe der Ladungen jedes Kondensators, an welchem die Emitter der Transistoren --41 und 42-- angeschlossen sind. Die Signale der abgetasteten Kondensatoren --C0',C2', C4', ...-- sind relativ zum Wert des dem Eingangs- anschluss --1-- zugeführten Eingangssignals um die Zeiten 0, T, 2 T,... entsprechend verzögert.
Durch entsprechende Wahl der Koeffizienten a a2, a4, ... kann das Filter nach Fig. 13 in gewünschter Weise auf den benötigten Frequenzverlauf abgestimmt werden.
Der Mittelwert des zum Anschluss --44-- fliessenden Stromes ist :
EMI11.2
Somit ist der Mittelwert des Ausgangsstromes sowohl eine Funktion der der Ladungs-Übertragungseinrichtung zugeführten Taktsignale als auch der Frequenz des Eingangssignals V g.
Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, kann in vorteilhafter Weise die Detektorschaltung zum Bestimmen des Signalpegels der kapazitiven Speichereinrichtungen einer Ladungs-Übertragungseinrichtung verwendet werden, indem der Wert des Stromes gemessen wird, der den kapazitiven Speichereinrichtungen zu-oder abfliesst. Im Ergebnis kann die Detektorschaltung zur Messung des Signalpegels einer Mehrzahl von kapazitiven Speichereinrichtungen verwendet werden, indem der Wert des Stromes gemessen wird, der einer Mehrzahl solcher kapazitiven Speichereinrichtungen zu- oder abfliesst. Durch geeignete Wahl der Teilungskoeffizienten der kapazitiven Speichereinrichtungen, welche an die Detektorschaltung angeschlossen sind, kann auf einfache Weise eine Bewertung ausgeführt werden.
Somit kann ein Transversalfilter gemäss der Erfindung ausgebildet werden, welches im Vergleich zu der bekannten Art nach Fig. 2 sehr einfach im Aufbau ist. Da die gesamte Kapazität jedes geteilten Kondensators gleich der eines korrespondierenden ungeteilten Kondensators ist und weil das von der Detektorschaltung gelieferte Signal als Ausgang verwendet wird, dessen Spannung und Phase gleich dem Signal ist, welches zu jeder der nicht geteilten kapazitiven Stufen geleitet wird, so verändert die Ausgangseinrichtung gemäss der Erfindung nicht wesentlich die Spannungs- oder Ladungspegel, welche die kapazitiven Speichereinrichtungen mit den Abtastausgangseinrichtungen passieren.
Fig. 14 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem eine Ladungs-Übertragungseinrichtung in Verbindung mit einer Detektorschaltung als Transversalfilter geschaltet ist. Der Kreis nach Fig. 14 ist identisch mit dem nach Fig. 4, mit der Ausnahme, dass die ungerad-
EMI11.3
C,,... -- insistors --42-- angeschlossen.
Die Arbeitsweise des Kreises nach Fig. 14 ist im wesentlichen gleich der des Kreises nach Fig. 13, mit der Ausnahme, dass die Ströme gemessen werden, welche zu den ungeradzahligen Kondensatoren während der Zeit fliessen, in der jeder dieser Kondensatoren eine Ladung von
<Desc/Clms Page number 12>
seinem nachfolgenden geradzahligen Kondensator empfängt, d. h. dass keine Messströme in dieser Zeit von solchen geradzahligen Kondensatoren abfliessen, wie dies in Fig. 13 der Fall ist. Die gesamte vom Ausgang --45-- abfliessende Ladung beträgt : Qout = + 2 VP)-VS]C[a1z-1+a3z-2+...] = (VDC + 2 Vp)-Vg] C. z'' (a + a3z-1 +...).
(10)
Es ist ersichtlich, dass dieses Ausgangssignal mit dem mit dem Kreis --18-- gemessenen und durch die Gleichung (8) festgelegten Signal identisch ist, mit der Ausnahme, dass die Koeffizienten al'a2'". die Koeffizienten a0,a2,a4,... ersetzen. Durch Auswahl der Koeffizienten al, a,,... kann der in Fig. 14 dargestellte Kreis frequenzabhängig ausgebildet werden.
Die Fig. 15 und 16 zeigen Kreise, welche entsprechend mit denen nach Fig. 13 und 14 identisch sind, mit der Ausnahme, dass in den Fig. 15 und 16 ebenfalls die in Fig. 5 und 6 vorhandenen Spannungs-Umwandlungseinrichtungen enthalten sind. In Fig. 15 wird die am Ausgang --53-erhaltene Spannung wie folgt ausgedrückt :
Vout=VCC-R. IAV
EMI12.1
Die Kreise nach Fig. 17 und 18 sind mit denen nach Fig. 13 und 14 identisch, mit der Ausnahme, dass diese ebenfalls entsprechende Einrichtungen zum Umwandeln des Stromausgangssignals in ein Spannungsausgangssignal wie in den Fig. 7 und 8 enthalten.
Wenn im Kreis nach Fig. 17 am Ende einer Periode das Taktsignal #1 hoch ist, so ist die Ladung am Kondensator --62--, welcher in diesem Kreis die Kapazität C A besitzt, gegeben durch :
VP-CA- {(VDC+2VP)-VS)C(a0+a2z-1+...)(13)
Da zu diesem Zeitpunkt die durch das Taktsignal 1 zu einer Platte des Kondensators - geleitete Spannung V + Vp beträgt, so kann die auf der andern Platte des Kondensators --62-- zu diesem Zeitpunkt abgeleitete Spannung ausgedrückt werden durch :
EMI12.2
<Desc/Clms Page number 13>
Da VS=VSDC-VSAC ist, so gilt:
EMI13.1
In der letzten Gleichung ist der erste Term ein Signalterm, welcher in Abhängigkeit der variablen Komponente VSAC variiert, und die verbleibenden Terme sind Gleichspanungspegel-Ver- schiebungsterme, welche von der variablen Komponente des Signals V s unabhängig sind. Da - l-2 die Frequenzen der Gleichspannungsterme dieser Gleichung null sind, kann z -1, z -2,... jeweils gleich eins sein.
Daher kann diese Gleichung neu angeschrieben werden :
EMI13.2
Somit ist die Signalkomponente der Ausgangsspannung nach Fig. 22 gleich :
EMI13.3
EMI13.4
EMI13.5
EMI13.6
so dass das Ausgangssignal ausgedrückt wird durch :
EMI13.7
Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, dass der Gleichspannungspegel der Ausgangsspannung gleich Vs ist, welcher gleich dem Gleichspannungpegel des Eingangssignals V g ist. Somit wurde gezeigt, dass mit der Schaltung nach Fig. 17 ein Ausgangssignal ohne ein Gleichspannungspegelverschiebung erhalten werden kann.
Die Übertragungsfunktion oder Signalverstärkung H (Z) der variablen Eingangskomponente VSAC zwischen Ein- und Ausgang ist wie folgt :
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
Daraus ist ersichtlich, dass der Ausgang nach Fig. 17 eine geeignete Wechselspannungs-Signal- verstärkung zur Verwendung als Filterkreis aufweist, welcher keine merkbare Gleichspannungspegelverschiebung aufweist.
Es sollte jedoch erwähnt werden, dass die obigen Gleichungen nicht den Betrag der Gleichspannungspegelverschiebung berücksichtigen, welche durch den gesamten Spannungsabfall 2 V be an der Diode --5-- und dem Basis-Emitterübergang des Transistors --2-verursacht wird und bewirkt, dass die Spannung am Kondensator--C, 1-- um 2 V be höher als die dem Eingangsanschluss --1-- zugeführte Spannung ist. Um diese Spannungsverschiebung zu beseitigen, kann der Darlington-Emitterfolgerkreis mit den Transistoren--64 und 65-- in gleicher Weise wie in Fig. 7 eingesetzt werden.
Wie oben festgestellt wurde, ist die Schaltung nach Fig. 18 mit der nach Fig. 14 identisch, mit der Ausnahme, dass ebenfalls der Kreis nach Fig. 13 zum Umwandeln des Ausgangsstromes am Anschluss --45-- in eine korrespondierende Ausgangsspannung vorhanden ist. Die Arbeitsweise des Kreises nach Fig. 18 ist im wesentlichen gleich der des Kreises nach Fig. 17, mit der Ausnahme, dass der Wert des Stromes gemessen wird, welcher zu den ungeradzahligen Kondensatoren von den nachfolgenden geradzahligen Kondensatoren fliesst, u. zw. statt der Messung des Stromwertes, welcher von den geradzahligen Kondensatoren zu den vorhergehenden ungeradzahligen Kondensatoren
EMI14.2
so dass die Ausgangsspannung des Kreises ähnlich wie beim Kreis nach Fig. 17 ausgedrückt werden kann durch :
EMI14.3
Die Schaltungen der Fig. 19 und 20 sind im wesentlichen entsprechend gleich denjenigen nach Fig. 17 und 18, mit der Ausnahme, dass diese wie die Schaltungen der Fig. 9 und 10 an
Stelle von bipolaren Transistoren Feldeffekttransistoren aufweisen. Die Arbeitsweise der Kreise nach Fig. 19 und 20 ist im wesentlichen gleich derjenigen der entsprechenden Kreise nach Fig. 17 und 18.
Die Fig. 21 und 22 zeigen Transversalfilter, welche mit ladungsgekoppelten Einrichtungen aufgebaut sind. Die Schaltungen nach Fig. 21 und 27 sind im wesentlichen entsprechend gleich denjenigen nach Fig. 11 und 12, mit der Ausnahme, dass im Kreis nach Fig. 21 die geradzahligen Elektroden der ladungsgekoppelten Einrichtungen jeweils in zwei Teile aufgeteilt sind, wobei der eine Teil an die Verbindungsstelle der Quellen der Transistoren --81 und 82-angeschlossen ist, während der andere Teil mit dem Taktsignal-Eingangsanschluss --6-- verbunden ist. In ähnlicher Weise sind in Fig. 22 die ungeradzahligen Elektroden der ladungsgekoppelten Einrichtung in zwei Teile aufgeteilt, wobei der eine Teil an den Verbindungspunkt der Quellen der Transistoren - 81 und 82-angeschlossen ist, während der andere Teil mit dem Taktsignal-Eingangsanschluss - verbunden ist.
Immer wenn eine Ladung im gemeinsamen Kanal--CH--von einer kapazitiv gekoppelten Elektrode zur nachfolgenden kapazitiv gekoppelten Elektrode übertragen wird, so wird jeweils eine Ladung proportional zur übertragenen Ladung von der Entladungselektrode abgeführt, welche vorher die Ladung im Kanal vor der Übertragung festhielt, u. zw. zur Ladungselektrode, welche die Ladung im Kanal nach der Übertragung festhält. Durch Aufteilung der Elektroden, von welchen ein Signal abzutasten ist, in zwei Stücke-K'und K"-- ist es möglich, dass nur ein gewünschter Teil des gesamten Wertes an Ladung zur oder von jeder der abgetasteten Elektroden fliesst, um im Ausgangssignal addiert zu werden, welches von den Taktsignal-Treiberkreisen nach Fig. 21 und 22 erhalten wird.
Im Ergebnis ist es möglich, dass mit den Kreisen nach Fig. 21 und 22 ein Ausgangssignal erhalten wird, welches ein gewünschtes Frequenzverhalten aufweist, das ähnlich dem der Kreise nach Fig. 13 bis 20 ist.
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
EMI15.2
EMI15.3
EMI15.4
EMI15.5
EMI15.6
EMI15.7
EMI15.8
am Kondensator --74-- von einem Wert Vp. C auf einen Wert von Vo . C-(VDC+2VP-VS)C verändert. Im Ergebnis fällt die Spannung am Kondensator --74-- auf einen Pegel von V S - (V 0 G + V p). Da zu diesem Zeitpunkt die Spannung VDC + V p durch das Taktsignals, an eine Platte des Kondensators angelegt wird, so ist die Spannung der andern Platte des Kondensators --74-- und am Ausgang --75-- gleich VS.
Somit wurde gezeigt, dass die Schaltung nach Fig. 23 zur Erzeugung einer Ausgangsspannung geeignet ist, welche im wesentlichen keine Änderungen des Signalpegels verursacht.
Die Widerstände --91 und 92-- der Schaltung nach Fig. 23 werden als Balance-Widerstände des Stromreflexionskreises --90-- bezeichnet, da diese das Verhältnis des Stromes im Ausgangstransistor --72-- zum Strom des Eingangstransistors --71-- als Funktion des Verhältnisses des Widerstandes R 1 zum Widerstand R verändern. Es ist jedoch möglich, einen Stromreflexionskreis auszubilden, in welchem das Verhältnis der Eingangs- und Ausgangsströme einen geeigneten Wert aufweist, ohne dass Balance-Widerstände verwendet werden. Dies wird dadurch erzielt,
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
EMI16.2
EMI16.3
EMI16.4
EMI16.5
EMI16.6
EMI16.7
EMI16.8
EMI16.9
EMI16.10
EMI16.11
EMI16.12
EMI16.13
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1