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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen steuerbaren Verstärker sowie
dessen Verwendung in einer Sendeanordnung.
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Steuerbare
Verstärker
werden unter anderem in Sendeanordnungen von Kommunikationssystemen
als steuerbare Hochfrequenz-Verstärker eingesetzt. Beispielsweise
gemäß dem Mobilfunkstandard
UMTS, Universal Mobile Telecommunications System, soll die Ausgangsleistung
gemäß Spezifikation über einen
weiten Bereich von zirka 80 dB einstellbar sein. Zu diesem Zweck
dienen normalerweise Verstärker
mit steuerbarer Verstärkung.
Man unterscheidet solche Verstärker,
bei denen die Gesamtverstärkung
analog in Abhängigkeit
von einem Steuersignal einstellbar ist, die üblicherweise als VGA, Variable
Gain Amplifier, bezeichnet werden, und solche steuerbaren Verstärker, die
in diskreten Schritten bezüglich
des Verstärkungswerts
mit einem Digitalsignal programmierbar sind, diese werden als Programmable
Gain Amplifier, PGA bezeichnet.
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Aufgrund
des großen
Anteils mobiler Geräte in
modernen Kommunikationssystemen ist es wünschenswert, steuerbare Verstärker mit
geringem Stromverbrauch und hohem Wirkungsgrad bereitzustellen.
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Eine
weitere Anforderung an steuerbare Verstärker für moderne Mobilfunksysteme
ist, dass sich bei Variation des Verstärkungsfaktors und damit der Ausgangsleistung
eines Senders die Trägerunterdrückung nicht
verschlechtert.
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Insbesondere
soll der mittlere Stromverbrauch über eine vorgegebene statistische
Auftrittswahrscheinlichkeit der Ausgangsleistung möglichst gering
sei. Dies führt
zu verlängerten
Standby- und Gesprächszeiten
eines mobilen Endgerätes
bei konstanter Batteriekapazität.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen steuerbaren Verstärker anzugeben,
der einen geringen Stromverbrauch hat und der zur Anwendung als
Hochfrequenz-Verstärker
mit steuerbarer Verstärkung
in einem Sender geeignet ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bezüglich
der Anordnung durch einen steuerbaren Verstärker gelöst
- – mit einem
Eingang zum Zuführen
eines hochfrequenten, zu verstärkenden
Signals,
- – mit
einem Steuereingang zum Zuführen
eines Steuersignals für
die gewünschte
Gesamtverstärkung,
- – mit
einem Ausgang zum Bereitstellen eines verstärkten Signals,
- – mit
einem ersten Strompfad, der einen ersten, als Sourcefolger geschalteten
Transistor umfasst,
- – mit
einem zweiten Strompfad, der einen zweiten, als Sourcefolger geschalteten
Transistor umfasst und der parallel zum ersten Strompfad geschaltet
ist,
- – mit
einem Mittel zum Steuern des zweiten Strompfads, das den Steuereingang
des steuerbaren Verstärkers
mit dem zweiten Transistor koppelt,
- – bei
dem der Eingang mit je einem Steuereingang des ersten und des zweiten
Transistors verbunden ist und
- – bei
dem der Ausgang in einem Verbindungsknoten des ersten und zweiten
Strompfads gebildet ist.
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Nach
dem vorgeschlagenen Prinzip ist zur Verstärkung ein Transistor vorgesehen,
der als Sourcefolger beziehungsweise Emitterfolger verschaltet ist.
Eine solche Verschaltung eines Transistors wird auch als Drainschaltung
oder Kollektorschaltung, je nach verwendetem Transistortyp, bezeichnet.
Die Spannungsverstärkung
eines derart verschalteten Transistors beträgt ungefähr eins. Nach dem vorgeschlagenen
Prinzip ist in einer Hochfrequenzanwendung aber dennoch eine Steuerung
der Gesamtverstärkung
möglich,
nämlich
dadurch, dass zumindest zwei parallel geschaltete Strompfade vorgesehen sind,
die je einen als Sourcefolger verschalteten Transistor umfassen.
An dem zumindest einen zweiten Strompfad ist ein Mittel zum Steuern
des selben vorgesehen, welches einen Steuereingang zum Vorgeben
eines gewünschten
Gesamtverstärkungswerts
beziehungsweise einer gewünschten
Ausgangsleistung des steuerbaren Verstärkers mit dem zweiten Transistor
koppelt.
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Selbstverständlich können im
Rahmen des vorgeschlagenen Prinzips auch mehr als zwei Strompfade
in Parallelschaltung vorgesehen sein, wobei dann jeder Strompfad
je einen Transistor als Sourcefolger beziehungsweise Emitterfolger
geschaltet umfasst.
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Die
vorgeschlagene Anordnung bietet die Möglichkeit einen großen Dynamikbereich
abdecken zu können.
Außerdem
ist aufgrund der Verwendung von Transistoren als Sourcefolger eine
hohe Linearität
des Verstärkers
ermöglicht.
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Der
steuerbare Verstärker
mit den zumindest zwei als Sourcefolger geschalteten Transistoren
hat eine große
Eingangsimpedanz und eine geringe Ausgangsimpedanz. Die Steuerung
der Gesamtverstärkung
wird von dem Mittel zum Steuern des zweiten Strompfades durch Verändern der
Steilheit, oder durch teilweises Auslöschen mittels Einschalten gegenphasiger
Sourcefolger erzielt, wie nachfolgend näher erläutert.
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Der
steuerbare Verstärker
kann symmetrisch ausgebildet sein oder in einer Single-Ended-Realisierung.
Bei symmetrischer Ausführung,
ausgelegt zum Führen
differenzieller Signale, sind bevorzugt der Eingang, der Ausgang
sowie die Strompfade jeweils zum Führen von Differenzsignalen
ausgebildet.
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Bei
gegenphasigem Verschalten von zumindest zwei Differenzverstärkern, die
wiederum je zwei als Sourcefolger geschaltete Transistoren umfassen, kann
durch einfaches Zu- und Abschalten eines Differenzverstärkers ein
teilweises, gegenseitiges Auslöschen
des Signals durchgeführt
werden. Damit kann in einfacher Weise eine steuerbare Gesamtverstärkung erzielt
werden. Wenn anstelle von Schaltern beispielsweise steuerbare Widerstände eingesetzt werden,
so ist nicht nur eine programmierbare Verstärkung, sondern auch eine analog
einstellbare Verstärkung
möglich.
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Alternativ
zur Einstellung der Verstärkung mittels
gegenphasiger Ansteuerung wie erläutert kann auch die Steilheit
verändert
werden.
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Dies
kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Mittel zum Steuern
des zweiten Strompfads vom zweiten Strompfad umfasst ist und eine
Serienschaltung mit dem zweiten Transistor bildet. In diesem Fall
ist das Mittel zum Steuern des zweiten Strompfads bevorzugt als
Schalter oder als steuerbarer Widerstand ausgebildet. Somit wird
ein Zu- und Abschalten oder Steuern parallel geschalteter Sourcefolger
bewirkt.
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Beispielsweise
bei Ausbildung der Sourcefolger mittels unipolarer Transistoren
ist dies gleichbedeutend mit einer Veränderung des Kanalweite zu Kanallänge-Verhältnisses
eines effektiven, die gesamte Anordnung des steuerbaren Verstärkers repräsentierenden,
Transistors. Durch die Veränderung insbesondere
der Kanalweite wird die Steilheit des steuerbaren Verstärkers beeinflusst.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann das Mittel zum Steuern des zweiten Strompfads eine steuerbare
Stromquelle umfassen, mit einem Steueranschluss der steuerbaren
Stromquelle, der mit dem Steuereingang des steuerbaren Verstärkers gekoppelt
ist. Das Zu- und Abschalten zusätzlicher
Stromquellen oder das Steuern der Höhe des Stroms einer zusätzlichen
Stromquelle kann auch als Abstromen im Verstärker bezeichnet werden und
führt dazu, dass
ebenfalls die Steilheit und damit die Ausgangsimpedanz verändert wird.
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Man
erkennt leicht, dass mit dem vorgeschlagenen Prinzip sowohl eine
VGA-Funktionalität mit
analoger Steuerung der Gesamtverstärkung, als auch eine PGA-Funktionalität realisierbar
ist, sowie Kombinationen davon. Durch Bereitstellen einer gewünschten
Anzahl parallel geschalteter Sourcefolgerzweige und deren Dimensionierung
kann ein praktisch beliebiger Dynamikbereich des Verstärkers erzielt
werden. Im PGA-Fall ist auch die Schrittweite beliebig einstellbar.
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Die
vorgeschlagene Anordnung mit dem steuerbaren Verstärker ist
bevorzugt in unipolarer Schaltungstechnik ausgebildet. Bevorzugt
können Feldeffekttransistoren
in Metal Oxide Semiconductor, MOS-Schaltungstechnik eingesetzt werden.
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Die
als Sourcefolger verschalteten Transistoren der einzelnen Stromzweige
sind bevorzugt mit ihren Gateanschlüssen mit dem Eingang zum Zuführen eines
hochfrequenten, zu verstärkenden
Signals verbunden. Ein Anschluss der gesteuerten Strecken ist, je
nach Ausführung,
schaltbar, steuerbar oder unmittelbar an einen Versorgungspotentialanschluss gekoppelt.
Der andere Anschluss der gesteuerten Strecke der Sourcefolger-Transistoren
ist bevorzugt mit dem Ausgang zum Bereitstellen des verstärkten Signals
verbunden. Der Ausgang ist über
zumindest eine und gegebenenfalls weitere, steuerbare und/oder schaltbare
Stromquellen mit Bezugspotentialanschluss verbunden. Mit dem Steuersignal,
mit dem die gewünschte
Gesamtverstärkung
vorgegeben wird, werden bevorzugt entweder eine oder mehrere steuerbare
oder schaltbare Stromquellen im Fußpunkt der Anordnung oder Steuermittel
in Serie zu den Sourcefolger-Transistoren angesteuert.
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Bevorzugt
ist eine Sendeanordnung vorgesehen, bei der zur Verstärkung eines
hochfrequenten Sendesignals der oben beschriebene steuerbare Verstärker vorgesehen
ist.
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Insbesondere
dann, wenn von einem Basisband-Chip ohnehin eine analoge Steuerspannung
für die
Gasamtverstärkung
zur Leistungseinstellung bereitgestellt wird, ist es vorteilhaft,
den steuerbaren Verstärker
mit analog einstellbarer Verstärkung
zu realisieren.
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Dadurch
ist der zusätzliche
Vorteil erzielt, dass keine Störsignale
im Spektrum auftreten können,
wie sie bei PGAs durch Schaltvorgänge auftreten können. Dies
ist insbesondere bei kontinuierlich arbeitenden Mobilfunkverfahren
wie CDMA, Code Division Multiple Access, vorteilhaft. Ein derartiges
Vielfachzugriffsverfahren kommt bei UMTS-Systemen zum Einsatz. Mit
dem vorgeschlagenen Prinzip, insbesondere bei Realisierung als VGA,
ist eine hohe Genauigkeit der Einstellung der Gesamtverstärkung möglich, ohne
aufwendige Kalibrierroutinen durchführen zu müssen.
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Weitere
Einzelheiten und Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Prinzips sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand von
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines steuerbaren Verstärkers
nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines steuerbaren Verstärkers
nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
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3 eine
beispielhafte Weiterbildung der Schaltung von 1 in
symmetrischer Schaltungstechnik,
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4 eine
Weiterbildung der Schaltung von 2 an einem
Beispiel in symmetrischer Schaltungstechnik und
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5 eine
beispielhafte Ausführung
eines steuerbaren Verstärkers
nach dem vorgeschlagenen Prinzip in gegenphasiger Ansteuerung.
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1 zeigt
einen steuerbaren Verstärker
mit einem Eingang 1 zum Zuführen eines hochfrequenten,
zu verstärkenden
Signals IN und mit einem Steuereingang 2 zum Zuführen eines
Steuersignals CTRL zur Vorgabe einer gewünschten Gesamtverstärkung des
steuerbaren Verstärkers.
Ein Ausgang 3 ist ausgelegt zum Bereitstellen eines verstärkten Signals OUT,
welches in Abhängigkeit
von dem zugeführten hochfrequenten,
zu verstärkenden
Signal IN und dem Steuersignal für
die gewünschte
Gesamtverstärkung
CTRL gebildet wird. Zwischen einem Versorgungspotentialanschluss 4 und
einem Bezugspotentialanschluss 5 sind zwei Strompfade 6, 7 gebildet.
Die Strompfade 6, 7 sind zwischen dem Versorgungspotentialanschluss 4 und
einer gemeinsamen Stromquelle 8 parallel geschaltet, wobei
die Stromquelle 8 mit ihrem freien Anschluss mit dem Bezugspotentialanschluss 5 verbunden
ist. Jeder der Strompfade 6, 7 umfasst einen Transistor,
der als Sourcefolger geschaltet ist. So umfasst der erste Strompfad 6 einen
ersten, als Sourcefolger geschalteten Transistor 9, der
einen Steuereingang und eine gesteuerte Strecke hat. Der Steuereingang
des ersten Transistors 9 ist mit dem Eingang 1 verbunden. Ein
Anschluss der gesteuerten Strecke des ersten Transistors 9 ist
mit dem Vorsorgungspotentialanschluss 4, der andere Anschluss
der gesteuerten Strecke mit der Stromquelle 8 und mit dem
Ausgang 3 verbunden. Der zweite Strompfad umfasst den zweiten,
als Sourcefolger geschalteten Transistor 10, welcher ebenfalls
einen Steuereingang und eine gesteuerte Strecke hat. Der Steuereingang
des zweiten Transistors 10 ist ebenfalls mit dem Eingang 1 verbunden.
Ein Anschluss der gesteuerten Strecke des zweiten Transistors 10 ist
mit der Stromquelle 8, dem Ausgang 3 und einem
Anschluss der gesteuerten Strecke des ersten Transistors 9 verbunden.
Ein freier Anschluss der gesteuerten Strecke des zweiten Transistors 10 im
zweiten Strompfad 7 ist mit dem Versorgungspotentialanschluss 4 über einen
Schalter 11 verbunden. Ein Steueranschluss des Schalters 11 ist
mit dem Steuereingang 2 des steuerbaren Verstärkers gekoppelt.
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Die
Schaltung von 1 ist in unipolarer Schaltungstechnik
aufgebaut. Der Schalter 11 kann beispielsweise ebenfalls
als Feldeffekttransistor realisiert sein. Für die als Sourcefolger geschalteten Transistoren 9, 10 sind
vorliegend selbstsperrende MOS-Feldeffektrtransistoren vom p-Kanal-Typ
eingesetzt, es können
jedoch auch andere Transistoren vorgesehen sein.
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Durch
Zuschalten des zweiten Strompfads 7 ändert sich das effektive Kanalweite
zu Kanallänge-Verhältnis. Durch
Reduzierung der Kanalweite wird die Steilheit des Gesamtverstärkers reduziert, durch
Vergrößerung der
Kanalweite wird die Steilheit erhöht. Bei der Schaltung nach 1 wird
der Stromverbrauch mit zunehmender Dämpfung reduziert.
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Vorliegend
kann durch gezieltes Verringern der Ausgangsimpedanz des Sourcefolgers
in Zusammenhang mit der Eingangsimpedanz der darauffolgenden Stufe
eine Dämpfung
erzielt werden. Das Umschalten der aktiven Sourcefolger-Stufen mittels des
Schalters 11 kann durch digitale Ansteuerung im PGA-Betrieb
oder alternativ durch analoge Ansteuerung im VGA-Betrieb erfolgen,
beispielsweise bei Ausbildung des Schalters 11 als steuerbarer
Widerstand.
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Zur
Verbesserung der Symmetrieeigenschaften der Schaltung kann im ersten
Strompfad 6 zwischen dem Versorgungspotentialanschluss 4 und der
gesteuerten Strecke des ersten Transistors 9 ebenfalls
ein Schalter vorgesehen sein, der immer geschlossen ist.
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2 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des steuerbaren Verstärkers
von 1. Die Schaltung von 2 entspricht
in ihrem Aufbau weitgehend derjenigen von 1 und wird
in soweit an dieser Stelle nicht noch einmal beschrieben. Im Unterschied
zu der Schaltung nach 1 entfällt der Schalter 11 und
wird durch eine unmittelbare Verbindung des Transistors 10 mit
dem Versorgungspotentialanschluss 4 ersetzt. Weiterhin
im Unterschied zu 1 ist bei 2 eine
gesteuerte Stromquelle 12 vorgesehen, die den Ausgang 3 und
damit den Fußpunkt
der beiden Transistoren 9, 10 mit dem Bezugspotentialanschluss 5 verbindet.
Damit ist diese zusätzliche,
zweite Stromquelle 12 parallel zur ersten Stromquelle 8 geschaltet.
Die zweite Stromquelle 12 ist steuerbar ausgebildet. Sie
hat einen Steuereingang, der mit dem Steuereingang des steuerbaren Verstärkers 2 verbunden
ist zur Zuführung
des analogen Steuersignals CTRL.
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Im
Unterschied zu 1 wird bei 2 nicht das
Kanalweite zu Kanallänge-Verhältnis durch
Abschalten parallelgeschalteter Sourcefolger verändert, sondern vielmehr erfolgt
eine Veränderung
der Steilheit des Gesamtverstärkers
durch sogenanntes Abstromen mittels der zweiten Stromquelle 12.
Die Dämpfung
in steuerbarer Weise in Abhängigkeit
vom Steuersignal CTRL wird wiederum durch gezieltes Verringern der
Ausgangsimpedanz des Sourcefolgers in Zusammenhang mit der Eingangsimpedanz einer
nachgeschalteten Stufe am Ausgang 3 erzielt. Das Umschalten
des Stroms der Stromquelle 12 beziehungsweise das analoge,
proporti onale Steuern des Stroms, den die Stromquelle 12 bereitstellt,
kann entweder durch digitale Ansteuerung im PGA-Betrieb oder durch
analoge Ansteuerung im VGA-Betrieb erfolgen.
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Auch
bei der Schaltung nach 2 sind alle Vorteile der Schaltung
von 1 erzielt, insbesondere ist auch bei 2 der
Stromverbrauch mit zunehmender Dämpfung
reduziert.
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Selbstverständlich können die
Schaltungen gemäß 1 und 2 auch
mit mehr als zwei Stufen ausgebildet sein. So können bei der Anordnung nach 1 weitere
Strompfade mit weiteren Schaltern und bei der Anordnung nach 2 weitere,
gesteuerte Stromquellen vorgesehen sein.
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Auch
Kombinationen der Schaltungen von 1 und 2 sind
selbstverständlich
in einem einzigen steuerbaren Verstärker im Rahmen der vorgeschlagenen
Erfindung möglich.
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3 zeigt
eine Weiterbildung der Schaltung von 1, die in
den verwendeten Bauteilen, deren Verschaltung und deren vorteilhaften
Funktionsweise weitgehend miteinander übereinstimmen. Insoweit wird
die Beschreibung an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt.
Die Schaltung nach 3 ist jedoch symmetrisch ausgebildet
und zum Führen
differenzieller Signale ausgelegt. Hierfür ist der Eingang 1, 1' ebenso wie
der Ausgang 3, 3' des
steuerbaren Verstärkers
mit je zwei Anschlüssen
zum Führen
differenzieller Signale ausgebildet. Der erste Transistor 9 bildet
mit einem weiteren ersten Transistor 13 einen ersten Differenzverstärker mit
gemeinsamem Verbindungsknoten im Versorgungspotentialanschluss 4. Dabei
ist der Steuereingang des ersten Transistors 9 mit einem
ersten Anschluss 1 des Eingangs und der Steuereingang des
weiteren ersten Transistors 13 mit einem zweiten Anschluss 1' des Eingangs
des steuerbaren Verstärkers
verbunden. Die gesteuerte Strecke des weiteren ersten Transis tors 13 ist
zwischen den Versorgungspotentialanschluss 4 und einen
Anschluss 3' des
symmetrischen Ausgangs 3, 3' geschaltet. Dieser Anschluss 3' ist über eine
weitere Stromquelle 14 mit dem Bezugspotentialanschluss 5 verbunden.
Ebenso ist auch dem zweiten, als Sourcefolger geschalteten Transistor 10 ein
weiterer zweiter Transistor 15 zugeordnet, der ebenfalls
wie der weitere erste Transistor 13 als Sourcefolger geschaltet
ist. Der weitere zweite Transistor 15 bildet mit dem zweiten
Transistor 10 einen schaltbaren Differenzverstärker. Hierfür ist der
Steuereingang des weiteren zweiten Transistors 15 mit dem
Steuereingang des weiteren ersten Transistors 13 verbunden.
Die gesteuerte Strecke des weiteren zweiten Transistors 15 verbindet
den weiteren Anschluss 3' des
Ausgangs 3, 3' mit
dem Versorgungspotentialanschluss 4 über einen weiteren Schalter 16.
Demnach bilden die gesteuerte Strecke des weiteren zweiten Transistors 15 und
der weitere Schalter 16 eine Serienschaltung. Der Steuereingang
des weiteren Schalters 16 ist mit dem Steuereingang des
Schalters 11 zu deren gleichzeitiger Betätigung verbunden.
Die Funktionsweise der Schaltung und ihre Vorteile entsprechen derjenigen
von 1, auf die an dieser Stelle verwiesen wird, um
Wiederholungen zu vermeiden.
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4 zeigt
beispielhaft eine alternative Ausführungsform zu der symmetrischen
Schaltung nach 3. Bei 4 ist vorliegend,
wie bei 2, das Prinzip der gesteuerten
Stromquellen vorgesehen. Insoweit die Schaltung nach 4 derjenigen
von 3 entspricht, wird die Beschreibung der Schaltung
und deren vorteilhafter Funktionsweise an dieser Stelle nicht noch
einmal wiederholt. Im Unterschied zu 3 sind bei
der Anordnung gemäß 4 alle
als Sourcefolger geschaltete Transistoren 9, 10, 13, 15 mit
einem Anschluss unmittelbar mit Versorgungspotentialanschluss 4 verbunden.
Demnach entfallen die beiden Schalter 11, 16 und
sind durch Festverbindungen ersetzt. Zum Umschalten der Gesamtverstärkung beziehungsweise
zum Steuern des Verstärkungswertes
sind zusätzlich
zu den beiden ersten Stromquellen 8, 14 von 3 zwei zweite
Stromquellen 12, 16 vorgesehen. Im Unterschied
zu den beiden ersten Stromquellen 8, 14 sind die
beiden zweiten Stromquellen 12, 16 steuerbar ausgeführt. Eine
der beiden zweiten Stromquellen 12 ist wie in 2 gezeigt
parallel zur Stromquelle 8 geschaltet. Die weitere zweite
Stromquelle 16 ist parallel zur weiteren ersten Stromquelle 14 geschaltet.
Die beiden zweiten Stromquellen 12, 16 haben je
einen Steuereingang, der mit dem Steuereingang 2 des steuerbaren
Verstärkers
verbunden ist. Die Stromquellen 12, 16 sind entweder
zu- und abschaltbar ausgeführt
oder weisen Mittel zum Erzeugen eines Stroms proportional zu einem
Steuersignal auf. Somit ist entweder eine PGA-Funktion oder eine VGA-Funktion
oder eine Kombination derselben erzielt. Für die Funktionsweise der Schaltung
von 4 bezüglich
der gesteuerten Stromquellen wird auf die Funktionsbeschreibung
der 2 verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines steuerbaren Verstärkers,
der nach dem Prinzip des differenziellen Auslöschens, nämlich durch Einschalten von
gegenphasig geschalteten Sourcefolgern, arbeitet. Die Schaltung
von 5 stimmt in ihrem Aufbau weitgehend mit derjenigen
von 3 überein und
wird an dieser Stelle nicht noch einmal beschrieben. Es ist jedoch
keine echte Parallelschaltung der Differenzverstärker mit den Transistoren 9, 13 beziehungsweise 10, 15 vorgesehen.
Vielmehr ist im Ausgang 3, 3' eine Kreuzkopplung der Differenzverstärker 9, 13; 10, 15 vorgesehen,
so dass diese im Ausgang gegenphasig zueinander arbeiten.
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Im
Einzelnen ist bei der Schaltung nach 5 ein Anschluss
der gesteuerten Strecke des ersten Transistors 9 nicht
wie bei 3 mit einem Anschluss der gesteuerten
Strecke des Transistors 10 verbunden, sondern mit einem
Anschluss der gesteuerten Strecke des Transistors 15. In
Analogie ist ein Anschluss der gesteuerten Strecke des zweiten Transistors 13 nicht
mit einem Anschluss des weiteren zweiten Transistors 15 verbunden,
sondern vielmehr mit einem Anschluss der gesteuerten Strecke des
weiteren ersten Transistors 10. Im Übrigen ist die Verschaltung
gegenüber 3 bei
der Anordnung nach 5 unverändert, so dass ausgangsseitig eine
Kreuzkopplung gebildet ist.
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Bei
der Schaltung von 5 wird nicht wie bei den Schaltungen
nach 1 bis 4 die Steilheit verändert, um
die Gesamtverstärkung
zu steuern, sondern es findet durch gegenphasigen Betrieb der Sourcefolger
ein teilweises differenzielles Auslöschen der Ausgangsströme in Abhängigkeit
von dem Steuersignal CTRL statt. Durch gesteuertes Zusammenführen der
differenziellen Signale im Ausgang 3, 3' löschen sich
diese teilweise aus. Das Umschalten der gegenphasigen Sourcefolger-Stufen über die Schalter 11, 16 kann
entweder digital zur Bereitstellung einer PGA- oder analog zur Bereitstellung
einer VGA-Funktion erfolgen. Gegenüber den Ausführungen
nach 1 bis 4 hat das Beispiel nach 5 den
Vorteil, dass die maximal erzielbare Dämpfung nicht von der Eingangsimpedanz
einer an den Ausgang 3, 3' geschalteten, nachfolgenden Stufe
abhängt.
Vielmehr hängt
die maximal erzielbare Dämpfung
von dem Skalierungsverhältnis
zwischen inphasiger und gegenphasiger Sourcefolger-Stufe ab.
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Selbstverständlich ist
es in Alternative zu den gezeigten Beispielen und im Rahmen der
Erfindung möglich,
anstelle der je zwei gezeigten Strompfade mit je einem Sourcefolger
auch mehr als zwei Stufen vorzusehen.
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Zwischen
dem Steuereingang 2 und den Steueranschlüssen der
Schalter beziehungsweise gesteuerten Widerstände 11, 16 oder
der gesteuerten Stromquellen 12, 16 kann, insbesondere
bei mehr als zwei Stufen, eine Steuereinrichtung geschaltet sein,
die das Steuersignal in eine geeignete Ansteuerung der Stromquellen
beziehungsweise Schalter umsetzt.
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- 1
- Eingang
- 1'
- Eingang
- 2
- Steuereingang
- 3
- Ausgang
- 3'
- Ausgang
- 4
- Versorgungspotentialanschluss
- 5
- Bezugspotentialanschluss
- 6
- Strompfad
- 7
- Strompfad
- 8
- Stromquelle
- 9
- Transistor
- 10
- Transistor
- 11
- Schalter
- 12
- gesteuerte
Stromquelle
- 13
- Transistor
- 14
- Stromquelle
- 15
- Transistor
- 16
- gesteuerte
Stromquelle
- CTRL
- Steuersignal
- IN
- Eingangssignal
- INX
- Eingangssignal
- OUT
- Ausgangssignal
- OUTX
- Ausgangssignal