DE102010060527B3 - Schaltungsanordnung zum Nachweis einzelner Photonen - Google Patents

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Abstract

Schaltungsanordnung (10) zum Einzelphotonennachweis, mit einer Verstärkereinrichtung (40) und mindestens zwei Strompfaden (12, 14), die zwischen einem gemeinsamen Arbeitsspannungs-Potentialträger (16) und jeweiligen Referenzpotentialträgern (18, 20, 22) verlaufen und die einen gemeinsamen Teilabschnitt (24) mit einem elektrischen Bauelement (30) aufweisen, der zwischen den Arbeitsspannungs-Potentialträger (18) und einem Knotenpunkt (26) der Strompfade (12, 14) verläuft, wobei die Schaltungsanordnung (10) weiterhin eine Lawinen-Photodiode (34), ein kapazitives Bauelement (44) und eine von der Verstärkereinrichtung (40) ansteuerbare Schalteinrichtung (46) zum Abbrechen eines Lawinenstroms der Lawinen-Photodiode (34) aufweist, wobei ein Eingang (38) der Verstärkereinrichtung (40) an einen ersten der Strompfade (12) angeschlossen ist, in dem auch die Lawinen-Photodiode (34) verschaltet ist, wobei das kapazitive Bauelement (44) und die Schalteinrichtung (46) in einem zweiten der Strompfade (14) verschaltet ist und wobei das elektrische Bauelement (30) eine elektrisch entgegen der Ausrichtung der Lawinen-Photodiode (34) ausgerichtete Diodeneinrichtung (28) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Einzelphotonennachweis, mit einer Verstärkereinrichtung und mindestens zwei Strompfaden, die zwischen einem gemeinsamen Arbeitsspannungs-Potentialträger und jeweiligen Referenzpotentialträgern verlaufen und die einen gemeinsamen Teilabschnitt mit einem elektrischen Bauelement aufweisen, der zwischen dem Arbeitsspannungs-Potentialträger und einem Knotenpunkt der Strompfade verläuft, wobei die Schaltungsanordnung weiterhin eine Lawinen-Photodiode, ein kapazitives Bauelement und eine von der Verstärkereinrichtung ansteuerbare Schalteinrichtung zum Abbrechen eines Lawinenstroms der Lawinen-Photodiode aufweist.
  • Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt. Die US 6,384,663 B2 beschreibt eine Schaltungsanordnung zum Einzelphotonennachweis, mit mindestens zwei Strompfaden, die zwischen einem gemeinsamen Arbeitsspannungs-Potential und jeweiligen Referenzpotentialen verlaufen und die einen gemeinsamen Teilabschnitt mit einem als ohmschem Widerstand ausgebildeten elektrischen Bauteil aufweisen, wobei der Teilabschnitt zwischen dem Arbeitsspannungs-Potential und einem Knotenpunkt der Strompfade verläuft, ein erster der Strompfade einen Kondensator und einen Widerstand aufweist und an einen Komparator angeschlossen ist und ein zweiter der Strompfade eine SPAD (Single-Photon Avalanche Diode) und eine vom Komparator ansteuerbare Schaltstufe für ein aktives Abbrechen eines Lawinenstroms der SPAD (ein „aktives Quenching”) aufweist. Des Weiteren wird in dieser Druckschrift auch eine Schaltungsanordnung zum passiven Abbrechen des Lawinenstroms der SPAD („passives Quenching”) gezeigt.
  • Beim passiven Quenching wird durch die Strombegrenzung eines Widerstandes das Zusammenbrechen der Sperrspannung an der Lawinen-Photodiode und somit das Verlöschen der Lawine bewirkt. Ein Kondensator nach Masse wird für die Ausprägung eines gut nachweisbaren Impulses verwendet. Nachteil des passiven Quenching ist die starke Begrenzung der effektiven Zählrate. Weiterhin kann nicht garantiert werden, dass der Kondensator bei den unterschiedlichen Lawinen immer auf denselben Spannungswert geladen wird. Diese Unsicherheiten führen zu Schwankungen in der Verzögerung zwischen dem Photonen-Ereignis und dem Auftreten des elektrischen Ausgangsimpulses der Schaltungsanordnung.
  • Beim aktiven Quenching wird durch eine Schalteinrichtung mit mindestens einem elektronischen Schalter die Arbeitsspannung an der Lawinen-Photodiode (SPAD) abgesenkt, wenn mit Hilfe der Verstärkereinrichtung ein Anwachsen der Lawine registriert wird. Dieser Prozess sollte mit größtmöglicher Geschwindigkeit erfolgen, um das Anwachsen der Lawine zu stoppen, bevor eine Überlastung der Lawinen-Photodiode eintritt. Nachdem die Arbeitsspannung eine gewisse Zeit unter den Wert der Durchbruchspannung abgesenkt wurde, sind alle Ladungsträger der Lawine abgewandert. Dann wird durch den mindestens einen elektronischen Schalter die Arbeitsspannung wieder auf einen Wert oberhalb der Durchbruchspannung angehoben.
  • Die US 2009/0039237 A1 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Einzelphotonennachweis, mit mindestens zwei Strompfaden, die zwischen einem gemeinsamen Arbeitsspannungs-Potentialträger (DC BIAS) und jeweiligen Massepotentialträgern verlaufen und die einen gemeinsamen Teilabschnitt mit einem Widerstand aufweisen, der zwischen dem Arbeitsspannungs-Potentialträger und einem Knotenpunkt der Strompfade verläuft. Die Schaltungsanordnung weist weiterhin eine Lawinen-Photodiode APD, einen Kondensator und eine Schalteinrichtung zum Abbrechen eines Lawinenstroms der Lawinen-Photodiode APD auf. Ein Eingang einer Verstärkereinrichtung ist an einen ersten der Strompfade anschließbar, in dem auch die Lawinen-Photodiode APD verschaltet ist, wobei der Kondensator und die Schalteinrichtung in einem zweiten der Strompfade verschaltet sind.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zum aktiven Abbrechen des Lawinenstroms der Lawinen-Photodiode anzugeben, bei der der Lawinenstrom sicher abgebrochen wird.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei der erindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, dass ein Eingang der Verstärkereinrichtung an einen ersten der Strompfade angeschlossen ist, in dem auch die Lawinen-Photodiode verschaltet ist, wobei das kapazitive Bauelement und die Schalteinrichtung in einem zweiten der Strompfade verschaltet ist, Es ergibt sich somit eine Schaltungsanordnung zum aktiven Abbrechen des Lawinenstroms, bei der der Lawinenstrom auch ohne aktives Schalten nach einer gewissen Zeit abbricht, da sie in diesem Fall zumindest als Schaltungsanordnung für ein passives Abbrechen des Lawinenstroms (passives Quenching) wirkt. Dabei wird das kapazitive Bauelement (ein Kondensator) während der Lawine stetig entladen, so dass nach einer gewissen Zeit der Lawinenstrom von selbst zusammenbricht, wenn die Schalteinrichtung nicht schaltet.
  • Die von der Verstärkereinrichtung ansteuerbare Schalteinrichtung zum Abbrechen des Lawinenstroms der Lawinen-Photodiode wird insbesondere über eine einen Steuerausgang der Verstärkereinrichtung mit einem Steuereingang der Steuereinrichtung verbindende Steuerleitung angesteuert. Die Schalteinrichtung ist bevorzugt eine Schaltstufeneinrichtung (Schaltstufe).
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das elektrische Bauelement eine elektrisch entgegen der Ausrichtung der Lawinen-Photodiode ausgerichtete Diodeneinrichtung ist. Dabei ist die Versorgungsspannung zwischen dem Arbeitsspannungs-Potentialträger und dem Referenzpotentialträger immer in einer solchen Weise anzulegen, dass die Diodeneinrichtung in Durchlassrichtung und die Lawinen Photodiode in Sperrrichtung geschaltet sind.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass der zweite Strompfad mittels der Schalteinrichtung zwischen mindesten zwei zugeordneten Referenzpotentialträgern mit unterschiedlichen Referenzpotentialen des zweiten Strompfades umschaltbar ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist, vorgesehen, dass die Arbeitsspannung der inaktiven Schaltungsanordnung zwischen Arbeitsspannungs-Potentialträger und dem Referenzpotentialträger des ersten Strompfades kleiner ist, als eine Durchbruchspannung der Lawinen-Photodiode.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannung an dem Knotenpunkt durch Umschalten der Schalteinrichtung über den Wert der Durchbruchspannung der Lawinen-Photodiode vergrößerbar ist. Dadurch wird die Lawinen-Photodiode der Schaltungsanordnung „scharfgeschaltet”.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Strompfad weiterhin ein resistives Bauelement aufweist, wobei ein Anschluss dieses resistiven Bauelements am zugeordneten Referenzpotentialträger des ersten Strompfades angeschlossen ist, sodass dieser Anschluss also auf dem Referenzpotential des ersten Strompfades liegt. Bevorzugt verstärkt die Verstärkereinrichtung eine über dem resistiven Bauelement abfallende Spannung.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Diodeneinrichtung eine Reihenschaltung mit einer einen Sperrstrom im Bereich von weniger als 800 pA aufweisenden ersten Diode und mit einer eine Ansprechzeit kleiner 0.1 μs aufweisenden zweiten Diode umfasst. Diese beiden Schalteigenschaften (schnelles Umschalten in den Sperrbereich und kleinstmöglicher Sperrstrom) in Kombination lassen ein schnelles und dennoch mit geringen Leckströmen behaftetes Schalten zu, wenn mit sehr niedrigen Zählraten gearbeitet wird. Größere Sperrströme würden die Eigenentladung des kapazitiven Bauelements beschleunigen und nur bei niedrigen Zählraten die IRF (Impulse Response Function) wesentlich verschlechtern.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung eine Logikschaltung zum Starten eines erneuten Umschaltprozesses aufweist, wenn über einen Zeitraum von 1 ms bis 10 s hinweg kein Zählereignis registriert wird. Eine solche Logikschaltung (kurz: Logik) ist als sogenannte Watchdog-Schaltung bekannt. Durch das Starten des erneuten Umschaltprozesses wird die Schalteinrichtung dazu veranlasst, einen zusätzlichen Quenching-Prozess zu starten, der jedoch nicht als Zählereignis an den Ausgang der Verstärkereinrichtung weiter geleitet wird.
  • Insbesondere beim Hochfahren der Versorgungsspannung, aber auch bei anderen transienten Störungen kann es dazu kommen, dass ein aktiver Quenching-Prozess ausbleibt. Durch das ausschließlich passive Quenching wird das kapazitive Element entladen und die Arbeitsspannung würde dauerhaft unterhalb der Durchbruchspannung liegen. Somit könnte man keine weiteren Zählereignisse detektieren. Die Watchdog-Schaltung ermöglicht es, mittels des automatisch gestarteten zusätzlichen Umschaltprozesses (Aktive-Quenching-Prozesses) aus dieser Deadlock-Schleife wieder herauszukommen, ohne dass der Anwender eingreifen muss.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung Schalter aufweist, die als bipolare Transistoren mit einer Transitfrequenzen größer oder gleich 1 GHz (≥ 1 GHz) ausgebildet sind. Ein Sättigungseffekt kann die Schaltgeschwindigkeit der Transistoren unnötig verlangsamen. Das Erreichen eines stabilen und ungesättigten Schaltzustandes ist erforderlich, um für jeden folgenden Quenching-Prozess immer die gleichen Anfangsbedingungen zu schaffen.
  • Unregelmäßigkeiten dieser Anfangsbedingungen können unter bestimmten Bedingungen störende Effekte wie zum Beispiel eine Verzerrung der Autokorrelations-Funktion verursachen.
  • Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Schalteinrichtung Schalter aufweist, die als Feldeffekt-Transistoren mit Schaltzeiten kleiner oder gleich 10 ns (≤ 10 ns) ausgebildet sind. Die technischen Entwicklungen auf diesem Gebiet lassen erwarten, dass geeignete Feldeffekt-Transistoren bald verfügbar sein werden.
  • Schließlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Verstärkereinrichtung, die Logik der Schalteinrichtung und eine Schaltersteuerung als integrierte Schaltung, vorzugsweise in SiGe-Technologie, ausgebildet sind.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
  • 2 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Schaltungsanordnung 10 zum Einzelphotonennachweis gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.
  • Die in den 1 und 2 jeweils gezeigte Schaltungsanordnung 10 zum Einzelphotonennachweis weist einen ersten Strompfad 12 und einen zweiten Strompfad 14 auf, die zwischen einem gemeinsamen Arbeitsspannungs-Potentialträger 16 und jeweiligen Referenzpotentialträgern 18, 20, 22 verlaufen und die einen gemeinsamen Teilabschnitt 24 aufweisen, der den Arbeitsspannungs-Potentialträger 16 mit einem Knotenpunkt 26 der beiden Strompfade 12, 14 verbindet. Im gemeinsamen Teilabschnitt 24 der beiden Strompfade 12, 14 ist ein als Diodeneinrichtung 28 ausgebildetes elektrisches Bauelement 30 angeordnet.
  • In einem sich an den Teilabschnitt 24 anschließenden weiteren Teilabschnitt 32 des ersten Strompfades 12 ist eine Lawinen-Photoelektrode 34 und ein resistives Bauelement 36 angeordnet/verschaltet. Dabei ist im ersten Strompfad 12 aus Sicht des Knotenpunkts 26 zuerst die Lawinen-Photodiode 34 und dahinter das resistive Bauelement 36 angeordnet. Ein Eingang 38 einer Verstärkereinrichtung 40 ist zwischen dem resistiven Bauelement 36 und der Lawinen-Photodiode 34 an den ersten Strompfad 12 angeschlossen. Diese Verstärkereinrichtung 40 ist vorzugsweise als Operationsverstärker ausgebildet oder weist zumindest das Verhalten eines Schwellwert-Verstärkers auf. Der erste Strompfad 12 verbindet somit elektrisch den Arbeitsspannungs-Potentialträger 16 mit dem diesem Strompfad 12 zugeordneten Referenzpotentialträger 18. Die Lawinen-Photodiode ist insbesondere eine sogenannte Einzelphotonen-Lawinen-Photodiode (SPAD: Single-Photon Avalanche Diode). Die Diodeneinrichtung 28 und die Lawinen-Photodiode 34 sind innerhalb des ersten Strompfades 12 einander elektrisch entgegengesetzt ausgerichtet verschaltet.
  • Dabei ist die Lawinen-Photodiode 34 in Sperrichtung und die Diodeneinrichtung 30 in Durchlassrichtung geschaltet, so dass entweder die Anode der Diodeneinrichtung mit einem positiven Arbeitsspannungs-Potentialträger 16 verbunden ist (1), oder die Kathode der Diodeneinrichtung mit einem negativen Arbeitsspannungs-Potentialträger 16 verbunden ist (2).
  • In einem sich an den Teilabschnitt 24 anschließenden weiteren Teilabschnitt 42 des zweiten Strompfades 14 ist ein kapazitives Bauelement 42 und eine Schalteinrichtung 44 in Serie angeordnet/verschaltet. Dabei ist im zweiten Strompfad 14 aus Sicht des Knotenpunkts 26 zuerst das kapazitive Bauelement 44 und dahinter die Schalteinrichtung 46 angeordnet. Die Schalteinrichtung 44 ist als Schaltstufeneinrichtung mit zwei elektronischen Schaltern 48, 50 ausgebildet, über die der zweite Strompfad 14 (an- und ausschaltbar mit zugeordneten Referenzpotentialträgern 20, 22 des zweiten Strompfades 14 elektrisch verbindbar ist. Die Schalter 48, 50 sind zum Beispiel als Bipolar-Transistoren oder Feldeffekt-Transistoren ausgebildet.
  • Neben dem Ausgang 52 der Verstärkereinrichtung 40, an dem die Zählimpulse auslesbar sind, weist die Verstärkereinrichtung 40 auch einen Steuerausgang 54 auf, der zur Ausgabe von Steuerbefehlen über eine Steuerleitung 56 mit einem Steuereingang 58 der Schalteinrichtung 46 signaltechnisch verbunden. Die Schalteinrichtung 46 ist somit eine von der Verstärkereinrichtung 40 ansteuerbare Schalteinrichtung 46 zum Abbrechen eines Lawinenstroms der Lawinen-Photodiode 34.
  • Am Referenzpotentialträger 18 des ersten Strompfades 12 liegt vorzugsweise Massepotential als Referenzpotential an. Bezüglich dieses Referenzpotentials liegt am Arbeitsspannungs-Potentialträger 16 die Arbeitsspannung Vbias, am ersten Referenzpotentialträger 20 des zweiten Strompfades 14 eine erste Referenzspannung V1 und am zweiten Referenzpotentialträger 22 des zweiten Strompfades 14 eine zweite Referenzspannung V2 an.
  • Es ergibt sich die folgende Funktion:
    Die Arbeitsspannung Vbias liegt deutlich unterhalb der Durchbruchspannung der Lawinen-Photodiode 34. Dadurch ist gewährleistet, dass keine statische Überlast an der Lawinen-Photodiode 34 auftreten kann. Das „Scharfschalten” der Lawinen-Photodiode 34 passiert in dem Moment, wenn die Schalteinrichtung 46 vom kleineren Spannungswert V1 auf den größeren Spannungswert V2 umschaltet. Über das kapazitive Bauelement (den Kondensator) 44 wird diese Schalt-Differenz ΔV = V2 – V1 auf die Diodeneinrichtung 28 abgebildet. Die summarische Spannung an der Lawinen-Photodiode 34 kann damit über die Durchbruchspannung hinaus angehoben werden. Der Wert ist näherungsweise Vbias + (V2 – V1 – VF) mit VF = Flussspannung der Diodeneinrichtung 28.
  • Schaltet die Schalteinrichtung zu spät, dann wird ein Quenching dann einsetzen, wenn die gespeicherte Ladung im kapazitiven Bauelement 44 erschöpft ist. Ein erneutes Scharfschalten der Schalteinrichtung 46 muss in diesem Falle durch eine integrierte Watchdog-Schaltung (nicht gezeigt) ausgelöst werden, danach arbeitet die Lawinen-Photodiode 34 wieder im Bereich oberhalb der Durchbruchspannung.
  • Insbesondere beim Hochfahren der Arbeits- bzw. Versorgungsspannung, aber auch bei anderen transienten Störungen, kann es dazu kommen, dass ein aktiver Quenching-Prozess ausbleibt. Durch das ausschließlich passive Quenching wird das kapazitive Bauelement 44 (der Kondensator) entladen und die Arbeitsspannung Vbias würde dauerhaft unterhalb der Durchbruchspannung liegen. Somit könnte man keine weiteren Zählereignisse detektieren. Die Watchdog-Logik würde es nun ermöglichen, mit Hilfe eines automatisch gestarteten zusätzlichen Active-Quenchuing-Prozess aus dieser Deadlock-Schleife wieder herauszukommen, ohne dass der Anwender eingreifen muss.
  • Die die Schalter 48, 50 bildenden Transistoren sind insbesondere Mikrowellentransistoren mit einer Grenzfrequenz größer 3 GHz.
  • Die Anordnung aus Verstärkereinrichtung 40, eine die Watchdog-Schaltung bildende Logik der Schalteinrichtung 46 und eine Schaltersteuerung sind als integrierte Schaltung (IC), vorzugsweise in SiGe-Technologie, ausgebildet. Durch dies Realisierung in SiGe Technologie als ASIC ist eine Reduzierung der Erholzeit auf < 20 ns möglich.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schaltungsanordnung
    12
    erster Strompfad
    14
    zweiter Strompfad
    16
    Arbeitsspannungs-Potentialträger
    18
    Referenzpotentialträger
    20
    Referenzpotentialträger
    22
    Referenzpotentialträger
    24
    gemeinsamer Teilabschnitt
    26
    Knotenpunkt
    28
    Diodeneinrichtung
    30
    elektrisches Bauelement
    32
    weiterer Teilabschnitt des ersten Strompfades
    34
    Lawinen-Photodiode
    36
    resistives Bauelement
    38
    Eingang
    40
    Verstärkereinrichtung
    42
    weiterer Teilabschnitt des zweiten Strompfades
    44
    kapazitives Bauelement
    46
    Schalteinrichtung
    48
    Schalter
    50
    Schalter
    52
    Ausgang
    54
    Steuerausgang
    56
    Steuerleitung
    58
    Steuereingang

Claims (12)

  1. Schaltungsanordnung (10) zum Einzelphotonennachweis, mit einer Verstärkereinrichtung (40) und mindestens zwei Strompfaden (12, 14), die zwischen einem gemeinsamen Arbeitsspannungs-Potentialträger (16) und jeweiligen Referenzpotentialträgern (18, 20, 22) verlaufen und die einen gemeinsamen Teilabschnitt (24) mit einem elektrischen Bauelement (30) aufweisen, der zwischen den Arbeitsspannungs-Potentialträger (18) und einem Knotenpunkt (26) der Strompfade (12, 14) verläuft, wobei die Schaltungsanordnung (10) weiterhin eine Lawinen-Photodiode (34), ein kapazitives Bauelement (44) und eine von der Verstärkereinrichtung (40) ansteuerbare Schalteinrichtung (46) zum Abbrechen eines Lawinenstroms der Lawinen-Photodiode (34) aufweist, wobei ein Eingang (38) der Verstärkereinrichtung (40) an einen ersten der Strompfade (12) angeschlossen ist, in dem auch die Lawinen-Photodiode (34) verschaltet ist, wobei das kapazitive Bauelement (44) und die Schalteinrichtung (46) in einem zweiten der Strompfade (14) verschaltet ist und wobei das elektrische Bauelement (30) eine elektrisch entgegen der Ausrichtung der Lawinen-Photodiode (34) ausgerichtete Diodeneinrichtung (28) ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strompfad (14) mittels der Schalteinrichtung (46) zwischen mindesten zwei zugeordneten Referenzpotentialträgern (20, 22) mit unterschiedlichen Referenzpotentialen des zweiten Strompfades (14) umschaltbar ist.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsspannung der inaktiven Schaltungsanordnung (10) zwischen Arbeitsspannungs-Potentialträger (16) und dem Referenzpotentialträger (18) des ersten Strompfades (12) kleiner ist, als eine Durchbruchspannung der Lawinen-Photodiode (34).
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung an dem Knotenpunkt (26) durch Umschalten der Schalteinrichtung (46) über den Wert der Durchbruchspannung der Lawinen-Photodiode (34) vergrößerbar ist.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strompfad (12) weiterhin ein resistives Bauelement (36) aufweist, wobei ein Anschluss dieses resistiven Bauelements (36) am zugeordneten Referenzpotentialträger (18) des ersten Strompfades (12) angeschlossen ist.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkereinrichtung (40) eine über dem resistiven Bauelement (36) abfallende Spannung verstärkt.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das am Referenzpotentialträger (18) des ersten Strompfades (12) anliegende Referenzpotential ein Massepotential ist.
  8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodeneinrichtung (28) eine Reihenschaltung mit einer einen Sperrstrom im Bereich von weniger als 800 pA aufweisenden ersten Diode und mit einer eine Ansprechzeit kleiner 0.1 μs aufweisenden zweiten Diode aufweist.
  9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (46) eine Logikschaltung zum Starten eines erneuten Umschaltprozesses aufweist, wenn über einen Zeitraum von 1 ms bis 10 s hinweg kein Nachweisereignis registriert wird.
  10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (46) Schalter (48, 50) aufweist, die als bipolare Transistoren mit Transitfrequenzen größer 1 GHz ausgebildet sind.
  11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (46) Schalter (48, 50) aufweist, die als Feldeffekt-Transistoren mit Schaltzeiten ≤ 10 ns ausgebildet sind.
  12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkereinrichtung (40), die Logik der Schalteinrichtung (46) und eine Schaltersteuerung als integrierte Schaltung, vorzugsweise als integrierte Schaltung in SiGe-Technologie, ausgebildet sind.
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