DE102007044942B4 - Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker und einem Gleichanteilverstärker - Google Patents

Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker und einem Gleichanteilverstärker Download PDF

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Abstract

Verstärkervorrichtung umfassend: einen Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker zur Veränderung des Gleichanteil des Signalverstärkers und eine Referenzschaltung zur Erzeugung eines Referenzsignales, das von einer Referenzwiderstandsanordnung abhängt, wobei die Verstärkungen des Signalverstärkers und des Gleichanteilverstärkers vom Referenzsignal und von mindestens einer Lastwiderstandsanordnung abhängt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker und einem Gleichanteilverstärker. Die Verstärkungen der Verstärker der Verstärkeranordnung hängen von einem Referenzsignal und von Widerstandsanordnungen in den Signalpfaden der Verstärker ab.
  • Die Eigenschaften eines Verstärkers werden von zahlreichen Störgrößen beeinflusst. Je nach Aufgabenstellung sind unterschiedliche Störgrößen von Bedeutung. Zur präzisen Messung kleiner Eingangssignale ist der Gleichanteil an Eingang des Verstärkers von besonderer Bedeutung. Bedingt durch die Tatsache, dass auch auf integrierten Schaltungen Bauelemente nie ein identisches Verhalten aufweisen, entstehen innerhalb des Verstärkers Fehler, die sich als Gleichanteil oder Offset am Eingang des Verstärkers beschreiben lassen. Die Tatsache, dass Signale innerhalb eines Verstärkers durch die Bauelemente nicht perfekt weitergereicht werden, wird unter Anderem durch Rauschen beschrieben. Dieser Rauschanteil des Signales kann am Eingang des Verstärkers ebenso als Gleichanteil bzw. Offset beschrieben werden. Der Rauschanteil des Signales ist frequenzabhängig und kann mit zwei Anteilen beschrieben werden. Ein Anteil ist das thermische Rauschen mit einer gleichförmigen Verteilung über der Frequenz, ein anderer Anteil ist das 1/f-Rauschen, dessen Anteil insbesondere bei niedrigen Frequenzen hoch ist. Während der Gleichanteil am Eingang eines Verstärkers durch nichtidentische Bauelemente sich nicht im Wesentlichen während des Betriebs eines Verstärkers ändert, ist der Gleichanteil der durch Rauschen entsteht während des Betriebs veränderlich und kann daher nicht durch eine einmalige Aktion verringert werden.
  • Eine erste Veröffentlichung
    ”A CMOS Nested-Chopper Instrumentation Amplifier with 100-nV Offset”,
    IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 35, No. 12, December 2000,
    beschreibt einen Verstärker mit einer Vorrichtung zur Reduzierung des Offsets und des 1/f Rauschens.
  • Eine zweite Veröffentlichung
    ”Relationship Between Frequency Response and Settling Time of Operational Amplifiers”,
    IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-9, No. 6, December 1974,
    beschreibt den Zusammenhang von Polstellen und Nullstellen einer Kleinsignalanalyse und dem transienten Einsschwingverhalten von Verstärkern.
  • Eine dritte Veröffentlichung US 2006/0176108 zeigt eine Frequenzstabilisierung von Chooper-Verstärkern. Zur Lösung von Verstärkungserhöhungen bei Chooper-Verstärkern bei niedrigen Frequenzen wird eine nested Miller-Kompensation vorgeschlagen.
  • Eine Vierte Veröffentlichung DE 10343567 zeigt einen mehrstufigen Differenzverstärker, der an der Ausgangsstufe ein zeitkontinuierliches, zweites Regelsignal zum Einstellen eines Arbeitspunktes des CMFB-Schaltkreises erzeugt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkervorrichtung bereitzustellen, die den Gleichanteil des Eingangssignales reduziert und dabei ein günstiges Einschwingverhalten durch die Kompensation der Pol- und Nullstellen der Verstärkervorrichtung aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Verstärkervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte vorteilhafte Ausführungsformen.
  • Die erfindungsgemäße Verstärkervorrichtung umfasst einen Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker zur Veränderung des Gleichanteil des Signalverstärkers und eine Referenzschaltung zur Erzeugung eines Referenzsignales, das von einer Referenzwiderstandsanordnung abhängt, wobei die Verstärkungen des Signalverstärkers und des Gleichanteilverstärkers vom Referenzsignal und von einer Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Gleichanteilverstärkers abhängt. Ein Verstärker, kann durch einen zweistufigen Aufbau erläutert werden. Der Einfachheit halber wird hier nur ein Verstärker erläutert, der eine Spannung am Eingang in eine Spannung am Ausgang verstärkt. Für Verstärker, die einen Strom am Eingang in eine Spannung am Ausgang, einen Strom am Eingang in einen Strom am Ausgang, eine Spannung am Eingang in einen Strom am Ausgang verstärken gelten analoge Betrachtungen.
  • Eine erste Stufe kann im einfachsten Fall durch ein Transistorpaar gebildet werden. Die für die Verstärkung relevante Eigenschaft der ersten Stufe ist hier die Steilheit, die Steilheit beschreibt wie viel Strom das Transistorpaar bei einer am Eingang angelegten Spannung erzeugen kann. Die Steilheit eines Transistorpaares aus MOS-Transistoren ist
    Figure DE102007044942B4_0002
    wobei gm mit der Einheit eines Leitwertes die Steilheit des Transistorpaares beschreibt, ID mit der Einheit eines Stromes den Strom in das Drain des MOS-Transistors beschreibt, k ist ein Proportionalitätsfaktor, der die technologischen und geometrischen Eigenschaften des Transistorspaares beschreibt. Die Formel 1 ist auch dazu geeignet die Steilheit der ersten Stufe zu beschreiben, wenn diese aus mehr als einem Transistor oder Transistorpaar gebildet wird.
  • Eine zweite Stufe kann im einfachsten Fall durch einen Widerstand, durch das Drain eines MOS-Transistors oder durch den Kollektor eines bipolaren Transistors gebildet werden. Die für die Verstärkung relevante Eigenschaft der zweiten Stufe ist der innere Widerstand Rin, der innere Widerstand Rin beschreibt wie viel Spannung die zweite Stufe bei einem am Eingang eingeprägtem Strom erzeugen kann.
  • Durch das Produkt der Steilheit der ersten Stufe mit dem Widerstand der zweiten Stufe wird die Verstärkung des Verstärkers beschrieben.
  • Der Strom ID durch die erste Stufe des Verstärkers kann durch eine Referenzschaltung bereitgestellt werden, dessen Referenzsignal der Bedingung
    Figure DE102007044942B4_0003
    genügt.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Referenzschaltung, die ein Referenzsignal bereitstellt, welches der Bedingung nach Formel 2 genügt wird in 4a und 4b genauer erläutert.
  • Durch das Zusammenwirken des Gleichanteilverstärkers mit dem Signalverstärker in der Verstärkervorrichtung entsteht eine Nullstelle, die das Einschwingverhalten der Verstärkervorrichtung beeinträchtigt.
  • Diese Beeinträchtigung wird vermindert, indem die Verstärkungen des Signalverstärkers und des Gleichanteilverstärkers von der Referenzwiderstandsanordnung und mindestens einer Lastwiderstandsanordnung abhängen.
  • Der Gleichanteilverstärker kann eine erste Zerhackerschaltung zum Zerhacken eines Eingangssignals des Gleichanteilverstärkers aufweisen.
  • Der Gleichanteilverstärker kann eine zweite Zerhackerschaltung zum Zerhacken eines Ausgangssignals des Gleichanteilverstärkers aufweisen.
  • Ein Gleichanteilverstärker, der mindestens eine Zerhackerschaltung aufweist, hat den Vorteil, dass der Gleichanteil des Gleichanteilverstärkers zur Ermittlung des Gleichanteils keine Bedeutung hat. Ein Gleichanteilverstärker, der eine zweite Zerhackerschaltung aufweist, hat den Vorteil, dass der Gleichanteilverstärker den Gleichanteil des Signalverstärkers verstärkt, ohne einen eigenen Gleichanteil hinzuzufügen.
  • Ein Gleichanteilverstärker, dessen erste und zweite Zerhackerschaltung einen Takteingang zum synchronen Betrieb aufweisen, hat den Vorteil, dass wenig störende Frequenzen entstehen. In diesem Falle können die erste Zerhackerschaltung zum Zerhacken des Signales und die zweite Zerhackerschaltung zum Wiederherstellen des Signales mit demselben Takt betrieben werden.
  • Zur weiteren Unterdrückung störender Frequenzen kann der Gleichanteilverstärker eine Filterschaltung aufweisen.
  • Zur weiteren Unterdrückung störender Frequenzen kann die Filterschaltung des Gleichanteilverstärkers ein integrierendes Verhalten aufweisen.
  • Eine Verstärkervorrichtung mit einem Eingangsverstärker des Signalverstärkers zum Verstärken eines Eingangssignals der Verstärkervorrichtung, wobei ein Ausgang des Eingangsverstärkers des Signalverstärkers mit einem Ausgang des Gleichanteilverstärkers gekoppelt ist und wobei die Verstärkung des Signalverstärkers vom Referenzsignal und von einer im Signalpfad des Signalverstärkers abhängt, hat den weiteren Vorteil, dass zur Verbesserung des Einschwingverhaltens der Verstärkervorrichtung lediglich mindestens eine Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Signalverstärkers erforderlich ist. Der Gleichanteil kann somit einfach an der Eingangsstufe des Signalverstärkers verringert werden. Aufgrund dessen kann auf eine Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Gleichanteilverstärkers verzichtet werden. Die gemeinsame Nutzung einer Lastwiderstandsanordnung verbessert die Eigenschaften der Verstärkervorrichtung. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ergibt sich daraus, dass der Signalhub des Gleichanteilverstärkers noch relativ klein ist, da auf die zweite Stufe dieses Verstärkers verzichtet wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist eine Verstärkervorrichtung mit einem Eingangsverstärker des Signalverstärkers, mit einem Ausgang des Signalverstärkers, wobei der Ausgang des Signalverstärkers mit dem Ausgang des Gleichanteilverstärkers gekoppelt ist und wobei die Verstärkung des Signalverstärkers vom Referenzsignal und von einer Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Signalverstärkers und die Verstärkung des Gleichanteilverstärkers vom Referenzsignal und von einer Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Gleichanteilverstärkers abhängt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist eine Verstärkervorrichtung, wobei der Gleichanteilverstärker als folded cascode Verstärker ausgebildet ist.
  • Die Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und die wenigstens eine Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung weisen wenigstens einen Widerstand auf.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung die gleiche Orientierung aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung nebeneinander angeordnet sind.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung abwechselnd nebeneinander angeordnet sind.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung dieselbe Anzahl von Widerständen aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung dieselbe Anzahl von Widerständen mit denselben Widerstandswerten aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung dieselbe Anzahl von Widerständen mit denselben Widerstandswerten und denselben Widerstandstypen aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung denselben spezifischen Widerstandwert aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der wenigstens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung der Verstärkervorrichtung und der wenigstens eine Widerstand der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung der Verstärkervorrichtung vom selben Widerstandstyp sind.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker und einer Referenzschaltung zeigt,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel einer Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker und einer Referenzschaltung zeigt,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel einer Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker, einer Referenzschaltung, einer ersten und zweiten Zerhackerschaltung und einer Filterschaltung zeigt,
  • 4a ein Ausführungsbeispiel einer Referenzschaltung zeigt,
  • 4b ein Ausführungsbeispiel einer Referenzschaltung zeigt,
  • 5 ein detailliertes Ausführungsbeispiel einer Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker und einer Referenzschaltung zeigt,
  • 6 ein detailliertes Ausführungsbeispiel einer Verstärkervorrichtung mit einem Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker und einer Referenzschaltung zeigt,
  • 7 ein Anwendungsbeispiel einer Verstärkervorrichtung zeigt.
  • 1 zeigt eine Verstärkeranordnung 100 mit einem Signalverstärker 200, einen Gleichanteilverstärker 300 und einer Referenzschaltung 400. Die Referenzschaltung 400 stellt mit den Referenzsignalen 410 und 420 die Verstärkungen des Signalverstärkers 200 und des Gleichanteilverstärkers 300 ein. Der Ausgang des Signalverstärkers 200 ist mit dem Ausgang des Gleichanteilverstärkers 300 verbunden. Die Verstärkungen des Signalverstärkers 200 und des Gleichanteilverstärkers 300 hängen von einem Referenzsignal ab, welches in der Referenzschaltung mit Hilfe einer Referenzwiderstandsanordnung bereitgestellt wird. In dem Signalverstärker 200 und in dem Gleichanteilverstärker 300 sind in den Signalpfaden Lastwiderstandsanordnungen angeordnet, an denen die Verstärkungen eingestellt werden. Das Signal des Signalverstärkers wird am Ausgang des Signalverstärkers mit dem Signal des Gleichanteilverstärkers überlagert. Durch diese Überlagerung wird der Gleichanteil des Signals des Signalverstärkers verringert.
  • 2 zeigt eine Verstärkeranordnung 100 mit einem Signalverstärker 200, einen Gleichanteilverstärker 300 und einer Referenzschaltung 400. Die Referenzschaltung 400 stellt mit den Referenzsignalen 410 und 420 die Verstärkungen des Signalverstärkers 200 und des Gleichanteilverstärkers 300 ein. Der Ausgang des Gleichanteilverstärkers 300 ist mit einem inneren Anschluss des Signalverstärkers 200 verbunden. Die Verstärkungen des Signalverstärkers 200 und des Gleichanteilverstärkers 300 hängen von einem Referenzsignal ab, welches in der Referenzschaltung mit Hilfe einer Referenzwiderstandsanordnung bereitgestellt wird. In dem Signalverstärker 200 ist eine Lastwiderstandsanordnung angeordnet, an der die Verstärkung eingestellt werden kann. Das Signal des Gleichanteilverstärkers kann an einem inneren Anschluss des Signalverstärkers mit dem Signal des Signalverstärkers überlagert werden. Durch diese Überlagerung wird der Gleichanteil des Signals des Signalverstärkers verringert. Das Signal des Signalverstärkers 200 kann anschließend an einer Lastwiderstandsanordnung verstärkt werden. Diese Anordnung besitzt den besonderen Vorteil, dass der Gleichanteil an einer Stelle im Signalverstärker verrindert wird, an der das Signal noch nicht wesentlich verstärkt wurde. Da das zu verstärkende Signal ohne Gleichanteil verstärkt wird, steht für die Signalverarbeitung ein größerer Spannungshub zur Verfügung.
  • 3 zeigt eine Verstärkeranordnung 100 mit einem Signalverstärker 200, einen Gleichanteilverstärker 300, einer Referenzschaltung 400, einer ersten 510 und zweiten Zerhackerschaltung 520 und einer Filterschaltung 530. Die erste 510 und die zweite Zerhackerschaltung 520 weisen Takteingänge 511, 521 auf, so das die Zerhackerschaltungen mit demselben Takt synchron betrieben werden können.
  • 4a und 4b zeigt je ein Ausführungsbeispiel einer Referenzschaltung 400 mit einer Referenzwiderstandsanordnung 610. An dem Ausgang der Referenzschaltung wird ein Strom bereitgestellt, der der Bedingung
    Figure DE102007044942B4_0004
    genügt. In dem Ausführungsbeispiel in 4a. ist die Bedingung erfüllt, wenn die Gateweiten der Transistoren 621 und 622 das Verhältnis 4:1 erfüllen und wenn die Gateweiten der Transistoren 623 und 624 das Verhältnis 4:1 erfüllen. Im Ausführungsbeispiel in 4b ist die Bedingung erfüllt, wenn die Gateweiten der Transistoren 633 und 634 das Verhältnis 4:1 erfüllen.
  • 5 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel einer Verstärkeranordnung ohne Referenzschaltung. Der Ausgang des Gleichanteilverstärkers ist mit einem inneren Anschluss des Signalverstärkers verbunden. Der differenzielle Eingang der Verstärkervorrichtung 110 ist an eine Eingangsstufe 210 des Signalverstärkers 200 und an die erste Zerhackerstufe 510 des Gleichanteilsverstärkers gekoppelt. Die Eingangsstufe 210 des Signalverstärkers kann wie in diesem Ausführungsbeispiel derart gestaltet sein, dass sie Signale verarbeitet, die nahe an der unteren Versorgungsspannung 920 auftreten. Die Steilheit der Eingangsstufe 210 kann über Referenzstromquellen 220, die von dem Referenzsignal des Signalverstärkers eingestellt werden, eingestellt werden. Die Eingangsstufe des Signalverstärkers weist einen inneren Anschluss 230, in dem das Ausgangsignal des Gleichanteilverstärkers zur Verringerung des Gleichanteils des Signalverstärkers eingeprägt wird, auf. Das Signal kann an den Knoten 240 von der ersten Stufe des Signalverstärkers in die zweite Stufe des Signalverstärkers eingekoppelt werden. Die Verstärkung der zweiten Stufe hängt von der Lastwiderstandsanordnung 620 der zweiten Stufe ab. Diese Lastwiderstandanordnung weist mindestens einen Widerstand auf. Das Signal des Signalverstärkers wird an dem Ausgang der Verstärkeranordnung 120 ausgekoppelt. Die Lastwiderstandanordnung weist mindestens einen Widerstand auf. Der mindestens eine Widerstand der Lastwiderstandsanordnung kann dieselbe Orientierung aufweisen wie der mindestens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der mindestens eine Widerstand der Lastwiderstandsanordnung sich in der Nähe des mindestens einen Widerstandes der Referenzwiderstandsanordnung befindet. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Widerstande der Lastwiderstandsanordnung und die Widerstande der Referenzwiderstandsanordnung sich abwechselnd nebeneinander, bzw. ineinander verschachtelt, angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Widerstande der Lastwiderstandsanordnung und die Widerstande der Referenzwiderstandsanordnung unterschiedliche Widerstandstypen aufweisen, die unterschiedlichen Widerstandstypen können derart ausgestaltet sein, dass sie beispielsweise Widerstandwertschwankung über der Temperatur minimieren.
  • 6 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel einer Verstärkeranordnung. Der Ausgang des Gleichanteilverstärkers ist mit einem inneren Anschluss des Signalverstärkers verbunden.
  • Der differenzielle Eingang der Verstärkervorrichtung 110 ist an eine Eingangsstufe 210 des Signalverstärkers 200 und an die erste Zerhackerstufe 510 des Gleichanteilsverstärkers gekoppelt. Die Steilheit der Eingangsstufe 210 kann über die Referenzstromquelle 220, die von dem Referenzsignal des Signalverstärkers eingestellt wird, eingestellt werden. Die Eingangsstufe des Signalverstärkers weist einen inneren Anschluss 230, in dem das Ausgangsignal des Gleichanteilverstärkers zur Verringerung des Gleichanteils des Signalverstärkers eingeprägt wird, auf. Das Signal kann an den Knoten 240 von der ersten Stufe des Signalverstärkers in die zweite Stufe des Signalverstärkers eingekoppelt werden. Die Verstärkung der zweiten Stufe hängt von der Lastwiderstandsanordnung 620 der zweiten Stufe ab. Diese Lastwiderstandanordnung weist mindestens einen Widerstand auf. Das Signal des Signalverstärkers wird an dem Ausgang der Verstärkeranordnung 120 ausgekoppelt. Die Lastwiderstandanordnung weist mindestens einen Widerstand auf. Der mindestens eine Widerstand der Lastwiderstandsanordnung kann dieselbe Orientierung aufweisen wie der mindestens eine Widerstand der Referenzwiderstandanordnung. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der mindestens eine Widerstand der Lastwiderstandsanordnung sich in der Nähe des mindestens einen Widerstandes der Referenzwiderstandsanordnung befindet. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Widerstande der Lastwiderstandsanordnung und die Widerstande der Referenzwiderstandsanordnung sich abwechselnd nebeneinander, bzw. ineinander verschachtelt, angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Widerstande der Lastwiderstandsanordnung und die Widerstande der Referenzwiderstandsanordnung unterschiedliche Widerstandstypen aufweisen, die unterschiedlichen Widerstandstypen können derart ausgestaltet sein, dass sie beispielsweise Widerstandwertschwankung über der Temperatur minimieren.
  • 7. zeigt ein Anwendungsbeispiel einer Verstärkervorrichtung. Der Eingang der Verstärkervorrichtung ist differentiell mit den Eingängen 110 und 111 ausgebildet. Die Widerstände 810 und 820 stellen die Verstärkung der gesamten Anordnung ein. Die Widerstände 830 und 840 dienen als Vorwiderstände. Der Widerstand 850 wandelt einen zu messenden Strom in eine messbare Spannung um.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Verstärkervorrichtung
    110
    Eingang der Verstärkervorrichtung
    111
    zweiter Eingang der Verstärkervorrichtung
    120
    Ausgang der verstärkervorrichtung
    200
    Signalverstärker
    210
    Eingangstufe des Signalverstärkers
    220
    Referenzstromquellen des Signalverstärkers
    300
    Gleichanteilverstärker
    400
    Referenzschaltung
    410
    Referenzsignal des Signalverstärkers
    411
    Eingang des Referenzsignals des Signalverstärkers
    420
    Referenzsignal des Gleichanteilverstärkers
    421
    Eingang des Referenzsignals des Gleichanteilverstärkers
    430
    Ausgang einer Referenzschaltung
    510
    erste Zerhackerschaltung
    511
    Takteingang der ersten Zerhackerschaltung
    520
    zweite Zerhackerschaltung
    521
    Takteingang der zweiten Zerhackerschaltung
    530
    Filterschaltung
    610
    Referenzwiderstandsanordnung
    620
    Lastwiderstandanordnung
    810
    Rckkopplungswiderstand
    820
    Rckkopplungswiderstand
    830
    Vorwiderstand
    840
    Vorwiderstand
    850
    Messwiderstand
    910
    Anschluss einer obereren Versorgungspannung
    920
    Anschluss einer untereren Versorgungspannungs
    930
    Anschluss einer Bezugsspannung

Claims (18)

  1. Verstärkervorrichtung umfassend: einen Signalverstärker, einen Gleichanteilverstärker zur Veränderung des Gleichanteil des Signalverstärkers und eine Referenzschaltung zur Erzeugung eines Referenzsignales, das von einer Referenzwiderstandsanordnung abhängt, wobei die Verstärkungen des Signalverstärkers und des Gleichanteilverstärkers vom Referenzsignal und von mindestens einer Lastwiderstandsanordnung abhängt.
  2. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Gleichanteilverstärker eine erste Zerhackerschaltung zum Zerhacken eines Eingangssignals des Gleichanteilverstärkers aufweist.
  3. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Gleichanteilverstärker eine zweite Zerhackerschaltung zum Zerhacken eines Ausgangssignals aufweist.
  4. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste und die zweite Zerhackerschaltung des Gleichanteilverstärkers einen Takteingang zum synchronen Betrieb aufweisen.
  5. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Gleichanteilverstärker eine Filterschaltung aufweist.
  6. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Filterschaltung des Gleichanteilverstärkers ein integrierendes Verhalten aufweist.
  7. Verstärkervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Eingangsverstärker des Signalverstärkers zum verstärken eines Eingangssignals der Verstärkervorrichtung, wobei ein Ausgang des Eingangsverstärkers des Signalverstärkers mit einem Ausgang des Gleichanteilverstärkers gekoppelt ist und wobei die Verstärkung des Signalverstärkers vom Referenzsignal und von einer Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Signalverstärkers abhängt.
  8. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, mit einem Ausgang des Signalverstärkers, wobei der Ausgang des Signalverstärkers mit dem Ausgang des Gleichanteilverstärkers gekoppelt ist und wobei die Verstärkung des Signalverstärkers vom Referenzsignal und von einer Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Signalverstärkers und die Verstärkung des Gleichanteilverstärkers vom Referenzsignal und von einer Lastwiderstandsanordnung im Signalpfad des Gleichanteilverstärkers abhängt.
  9. Verstärkervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Signalverstärker und der Gleichanteilverstärker als folded cascode Verstärker ausgebildet sind.
  10. Verstärkervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Referenzwiderstandanordnung und der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung, mindestens einen Widerstand aufweisen.
  11. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Widerstände die gleiche Orientierung aufweisen.
  12. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10 bis 11, wobei die Widerstände nebeneinander angeordnet sind.
  13. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, wobei die Widerstände der Referenzwiderstandanordnung und der wenigstens einen Lastwiderstandsanordnung abwechselnd nebeneinander angeordnet sind.
  14. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10 bis 13, wobei die Referenzwiderstandanordnung und die wenigstens eine Lastwiderstandsanordnung dieselbe Anzahl von Widerständen aufweisen.
  15. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10 bis 14, wobei die Referenzwiderstandanordnung und die wenigstens eine Lastwiderstandsanordnung dieselbe Anzahl von Widerständen mit denselben Widerstandswerten aufweisen.
  16. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10 bis 15, wobei die Referenzwiderstandanordnung und die wenigstens eine Lastwiderstandsanordnung dieselbe Anzahl von Widerständen mit denselben Widerstandswerten und denselben Widerstandstypen aufweisen.
  17. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10 bis 16, wobei die Widerstände denselben spezifischen Widerstandwert aufweisen.
  18. Verstärkervorrichtung nach Anspruch 10 bis 17, wobei die Widerstände vom selben Widerstandstyp sind.
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