DE10334385B3

DE10334385B3 - Verstärkerschaltungsanordnung

Info

Publication number: DE10334385B3
Application number: DE2003134385
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Thalhammer; Ulrich Dr. Krumbein
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-07-29

Abstract

Eine Verstärkerschaltungsanordnung umfasst eine erste Verstärkerschaltung (402) mit einem Signaleingang (412) für ein erstes zu verstärkendes Eingangssignal und einen Steuereingang (422) zum Einstellen der Verstärkungen der ersten Verstärkerschaltung (402) mit einer ersten Einstellcharakteristik sowie eine zweite Verstärkerschaltung (404) mit einem Signaleingang (432) für ein zweites zu verstärkendes Eingangssignal und einen Steuereingang (434) zum Einstellen der Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung (404) mit einer zweiten Einstellcharakteristik, wobei der Steuereingang (434) der zweiten Verstärkerschaltung (404) und der Steuereingang (422) der ersten Verstärkerschaltung (402) mit einem gemeinsamen Steuereingang verbunden sind. Ferner umfasst die Verstärkerschaltungsanordnung eine Expansionsschaltung (406) zum Bereitstellen eines Expansionsfaktors für eine an dem gemeinsamen Steuereingang anliegende Steuerspannung, wobei der Expansionsfaktor angepasst ist, um einen Einstellbereich der ersten Verstärkerschaltung (402) auf einen expandierten Einstellbereich zu expandieren. Weiterhin umfasst die Verstärkerschaltungsanordnung eine Adaptionsschaltung (100) zum Adaptieren des durch die Expansionsschaltung (406) bereitgestellten Expansionsfaktors zum Bereitstellen eines adaptierten Expansionsfaktors für die an den gemeinsamen Steuereingang anliegende Steuerspannung, wobei der adaptierte Expansionsfaktor angepasst ist, um einen Einstellbereich der zweiten ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Verstärkerschaltungsanordnung und insbesondere auf eine elektronische Verstärkerschaltungsanordnung mit einer Anpassung der Verstärkersteilheit.
In der modernen Schaltungstechnik werden oftmals elektronische Bauelemente beziehungsweise Schaltungsteile benötigt, durch welche ein vorhandenes schwaches Signal zu verstärken ist. Für derartige Aufgaben werden herkömmlicherweise spezielle Schaltungsstrukturen, sogenannte Verstärkerschaltungen verwendet. Eine einfache Verstärkerschaltung steht durch das bekannte elektronische Bauelement des Transistors bereit, wobei sich die beiden Transistorklassen des Injektions- und des Feldeffekttransistors nennen lassen. Transistoren verstärken das am Steuereingang (z. B. am Basis-Anschluss beziehungsweise am Gate-Anschluss) anliegende Signal mit einem vordefinierten Verstärkungsfaktor.
In bestimmten Anwendungsfällen, insbesondere bei Hochfrequenzverstärkern (z. B. Tunern), ist jedoch der Einsatz von Verstärkern notwendig, deren Verstärkungsfaktor (d. h. deren Verstärkung) einstellbar ist. Oftmals wird in derartigen Verstärkern ein zweiter Steuereingang vorgesehen, über dem die Verstärkung des Verstärkers einstellbar ist. Solche Verstärker können z. B. durch Feldeffekttransistoren mit zwei Gate-Anschlüssen realisiert werden, wobei an das erste Gate das Hochfrequenzsignal und an das zweite Gate (Steuer-Gate) ein Gleichspannungssignal zur Einstellung der Verstärkung angelegt wird. Diese Verstärker weisen den Nachteil auf, dass die Verstärkung sehr stark von dem Gleichspannungssignal am Steuer-Gate abhängt. Dies hat zur Folge, dass die Regelcharakteristik (d. h. die Verstärkung als Funktion der Spannung an den Steuer-Gate) eine hohe Steilheit besitzt. Für viele Anwendungen ist dieser Effekt unerwünscht.

In der Druckschrift DE 10123395 A1 wurde deshalb vorgeschlagen, den Verstärkungsbereich durch eine aktive Schaltung zu expandieren, um eine geringere Verstärkersteilheit und somit einfachere und genauere Einstellung der Verstärkung durch das Signal am Steuer-Gate zu erreichen.

In jüngster Zeit gewinnen Mehrband-Tuner zunehmend an Bedeutung, bei denen zwei Hochfrequenzverstärker auf einem Chip integriert sind. Da diese im allgemeinen verschieden dimensioniert sind (beispielsweise für das VHF- und das UHF-Band) weisen die auf einem Chip integrierten Hochfrequenzverstärker oftmals unterschiedliche Verstärkersteilheiten auf.

4 zeigt einen derartigen Zweifach-Verstärker 400 mit einer ersten Verstärkerschaltung 402, einer zweiten Verstärkerschaltung 404 und einer Expansionsschaltung 406. Die erste Verstärkerschaltung 402 umfasst einen ersten Verstärkungstransistor 410 (beispielsweise einen selbstsperrenden n-Kanal MOS-FET (MOS-FET = Metall-Oxid-Semiconductor-Feldeffekttransistor) zum Verstärken eines an einem Signaleingang 412 der ersten Verstärkerschaltung 402 anliegenden Signals. Der Verstärkungstransistor 410 umfasst einen Source-Anschluss 414, einen Drain-Anschluss 416, einen ersten Gate-Anschluss 418 und einen zweiten Gate-Anschluss 420. Der erste Gate-Anschluss 418 ist ferner elektrisch leitfähig mit dem Signaleingang 412 der ersten Verstärkerschaltung 402 verbunden. Der zweite Gate-Anschluss 420 ist elektrisch leitfähig mit einem Steuereingang 422 der ersten Verstärkerschaltung 402 verbunden.

Ferner ist ein hochfrequentes Nutzsignal über einen externen Nutzsignalanschluss 424 und eine Kapazität 425 in den Signaleingang 412 sowie ein Gleichspannungssignal an einem DC-Anschluss 426 über einen Widerstand 427 in den Signaleingang 412 anlegbar. Weiterhin ist in der ersten Verstärkerschaltung 402 zur Einstellung des Arbeitspunktes des ersten Verstärkungstransistors 410 ein Biasing-Transistor 428 derart verschaltet, dass dessen Drain-Anschluss mit dem Signaleingang 412 und dessen Source-Anschluss mit dem Source-Anschluss 414 leitfähig verbunden ist. Weiterhin umfasst der Biasing-Transistor 428 einen ersten Gate-Anschluss, der leitfähig mit dem ersten Gate-Anschluss 418 des ersten Verstärkungstransistors 410 verbunden ist und einen zweiten Gate-Anschluss, der leitfähig mit dem Steuer-Gate 420 des ersten Verstärkungstransistors 410 verbunden ist.

Neben der ersten Verstärkerschaltung 402 weist der Zweifach-Verstärker 400 eine zweite Verstärkerschaltung 404 auf. Die zweite Verstärkerschaltung 404 umfasst einen zweiten Verstärkungstransistor 430, einen Signaleingang 432, einen Steuereingang 434 und einen zweiten Biasing-Transistor 440. Der zweite Verstärkungstransistor 430 umfasst einen Source-Anschluss 442, einen Drain-Anschluss 444, einen ersten Gate-Anschluss 446 und einen zweiten Gate-Anschluss 448. Die Schaltungstopologie der zweiten Verstärkerschaltung 404 entspricht der Schaltungstopologie der ersten Verstärkerschaltung 402. Mit dem Signaleingang 432 der zweiten Verstärkerschaltung 404 ist weiterhin ein Nutzsignaleingang 436 über eine Kapazität 437 sowie ein DC-Anschluss über einen Widerstand 439 extern verbunden. Ferner ist die zweite Verstärkerschaltung 404 mit der ersten Verstärkerschaltung 402 derart verbunden, dass der Steuereingang 434 der zweiten Verstärkerschaltung 404 elektrisch leitfähig mit dem Steuereingang 422 der ersten Verstärkerschaltung 402 sowie der Source-Anschluss 414 des ersten Verstärkungstransistors 410 elektrisch leitfähig mit dem Source-Anschluss 442 des zweiten Verstärkungstransistors 430 verbunden ist.

Ferner weist der Zweifach-Verstärker 400 eine Expansionsschaltung 406 auf, die einen Steuerspannunganschluss 450, eine Spannungsteiler mit einem ersten Widerstand R1 und einem zweiten Widerstand R2, einen Offsettransistor To1, einen weiteren Anschluss 452, einen Steuertransistor T1, einen Steuerausgang 454 und einen Koppelkondensator Ck umfasst.

Über den Widerstand R2 des Spannungsteilers ist der Steuerausgang 454 mit dem Steuerspannunganschluss 450 verbunden, wobei der Koppelkondensator Ck zum zweiten Widerstand R2 parallel geschaltet ist. Ferner ist der Source-Anschluss des Steuertransistors T1 ebenfalls mit dem Steuerspannunganschluss 450 verbunden, während der Drain-Anschluss des Steuertransistors T1 elektrisch leitfähig mit dem Steuerausgang 454 verbunden ist. Der Gate-Anschluss des Steuertransistors T1 ist mit dem weiteren Anschluss 452 der Expansionsschaltung 406 verbunden. Der Steuerausgang 454 ist mit dem weiteren Anschluss 452 über eine Reihenschaltung, bestehend aus dem ersten Widerstand R1 der Spannungsteilerschaltung und dem Offsettransistor To1, verbunden. Hierbei ist ein erster Anschluss des ersten Widerstandes R1 mit dem Steuerausgang 454 verbunden, während ein zweiter Anschluss des ersten Widerstandes R1 mit dem Drain- und dem Gate-Anschluss des Offsettransistors To1 elektrisch leitfähig verbunden ist. Der Source-Anschluss des Offsettransistor To1 ist mit dem weiteren Anschluss 452 leitfähig verbunden.

Durch die Spannungsteilerschaltung mit dem zweiten Widerstand R2 und dem ersten Widerstand R1 wird somit die zwischen dem Steuerspannunganschluss 450 und dem weiteren Anschluss 452 der Expansionsschaltung 406 anliegende Spannung im Verhältnis R1/(R1 + R2) geteilt, wobei die resultierende geteilte Spannung zwischen dem Steuerausgang 454 und dem weiteren Anschluss 452 der Expansionsschaltung 406 anliegt. Dadurch ergibt sich ein durch das Verhältnis R1/R2 vorgegebener Expansionsfaktor, der 1 + R2/R1 beträgt.

Durch den Offsettransistor To1, wird die Spannungsteilerschaltung erst dann wirksam geschaltet, wenn zwischen dem Steuerspannunganschluss 450 und dem weiteren Anschluss 452 der Expansionsschaltung 406 eine Spannung anliegt, die eine erste Schwellenspannung überschreitet. Weiterhin wird durch den Steuertransistor T1 die Spannungsteilerschaltung durch ein Überbrücken des Widerstandes R2 unwirksam geschalten, wenn die zwischen dem Steuerspannungseingang 450 und dem Steuerausgang 454 der Expansionsschaltung 406 anliegende Spannung eine zweiten Schwellenspannung überschreitet, die größer ist, als die erste Schwellenspannung. Durch den Koppelkondensator Ck wird eine Ableitung von HF-Einstreuungen zum externen Steueranschluss 450 und damit eine Verbesserung der Verstärkungs-, Rückwirkungs- und Überkoppeleigenschaften erzielt.

Die erste Verstärkerschaltung 402, die zweite Verstärkerschaltung 404 und die Expansionsschaltung 406 sind ferner derart verschaltet, dass der Steuerausgang 454 elektrisch leitend mit dem ersten Steuereingang 422 und dem zweiten Steuereingang 434 verbunden ist. Zusätzlich ist der weitere Anschluss 452 mit dem Source-Anschluss 414 des ersten Verstärkungstransistors 410 und dem Source-Anschluss 442 des zweiten Verstärkungstransistors 430 elektrisch leitend verbunden und über den Anschluss 460 kontaktierbar.

Die erste Verstärkerschaltung 402 und die zweite Verstärkerschaltung 404 weisen unterschiedliche Verstärkersteilheiten auf. In dem Diagramm in 5 ist ein derartiges Szenario dargestellt. Hierbei ist auf der Ordinate der Verstärkung der ersten Verstärkerschaltungen 402 bzw. der zweiten Verstärkerschaltung 404 aufgetragen, wobei die Verstärkung im wesentlichen zwischen einer minimalen Verstärkung 502 und einer maximalen Verstärkung 504 einstellbar ist. Weiterhin ist im Diagramm nach 5 auf der Abszisse die zwischen dem Steuereingang 422 der ersten Verstärkerschaltung 402 und dem Source-Anschluss 414 des ersten Verstärkungstransistors 410 bzw. zwischen dem Steuereingang 434 der zweiten Verstärkerschaltung 404 und dem Source-Anschluss 442 des zweiten Verstärkungstransistors 430 anliegende Steuerspannung aufgetragen.

In 5 ist exemplarisch die Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung 402 in Abhängigkeit der angelegten Steuerspannung durch eine gepunktete Linie 508 wiedergegeben. Durch eine gestrichelte Linie 510 ist in 5 die Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung 504 in Abhängigkeit der angelegten Steuerspannung wiedergegeben. Hierbei wird ersichtlich, dass ein erster Aussteuerbereich 512 der ersten Verstärkerschaltung 402 (d.h. derjenige Bereich der anzulegenden Steuerspannung, in dem die Verstärkung einen in erster Näherung linearen Verlauf zwischen der minimalen Verstärkung 502 und der maximalen Verstärkung 504 annimmt) eine geringere Ausdehnung aufweist, als ein zweiter Aussteuerbereich 519 der zweiten Verstärkerschaltung 404.

Wie aus 5 zu erkennen ist, sind der erste Aussteuerbereich 512 und der zweite Aussteuerbereich 514 deutlich geringer, als ein expandierter Aussteuerbereich 516, woraus sich eine deutlich höhere Verstärkersteilheit der ersten Verstärkerschaltung 402 und der zweiten Verstärkerschaltung 404 gegenüber einer Verstärkersteilheit bei einem Verlauf der Verstärkung gemäß der durchgezogenen Linie 518 ergibt.

Um einen flacheren Verlauf der Regelcharakteristik zu erzielen, wurde in dem herkömmlichen Zweifach-Verstärker 400 die Expansionsschaltung 406 mit der Spannungsteilerschaltung verwendet, um eine Reduktion der an dem Steuereingang 422 ersten Verstärkerschaltung 402 beziehungsweise dem Steuereingang 434 der zweiten Verstärkerschaltung 404 anliegenden Steuerspannung zu erreichen und somit eine Ausdehnung des ersten Aussteuerbereichs 512 bzw. des zweiten Aussteuerbereichs 514 auf den expandierten Aussteuerbereich 516 zu ermöglichen. Diese Expansion des Aussteuerbereichs wird im wesentlichen durch den Expansionsfaktor verursacht, welcher durch den Teilungsfaktor der Spannungsteilerschaltung definiert ist.

Durch das Teilerverhältnis der Expansionsschaltung 406 ist ein fest definierter Expansionsfaktor einstellbar, durch den entweder die Verstärkung 508 der ersten Verstärkerschaltung 402 auf eine expandierte Verstärkung 518 oder alternativ die Verstärkung 510 der zweiten Verstärkerschaltung 404 auf die expandierte Verstärkung 518 expandierbar ist. Für den Fall, dass beispielsweise die Expansionsschaltung mit dem definierten Teilerverhältnis derart eingestellt ist, dass der erste Aussteuerbereich 512 der ersten Verstärkerschaltung 402 auf den expandierten Aussteuerbereich 516 expandiert wird, ergibt sich bei der Expansion des zweiten Aussteuerbereichs 514 der zweiten Verstärkerschaltung 404 unter Verwendung des auf die erste Verstärkerschaltung 402 angepassten Expansionsfaktor eine Fehlanpassung des expandierten zweiten Aussteuerbereichs, da durch den Expansionsfaktor lediglich der erste Aussteuerbereich 512 optimal auf den expandierten Aussteuerbereich 516 expandiert werden kann.

Für die in 4 dargestellte Verstärkerschaltungsanordnung ergibt sich daher bei einer Anpassung des Expansionsfaktors an die Steilheit einer der beiden Verstärkerschaltungen lediglich ein optimaler Betrieb, wenn diejenige Verstärkerschaltung aktiv ist, an die der Expansionsfaktor angepasst ist. Ein nicht optimaler Zustand der Expansion des Aussteuerbereichs einer der beiden Verstärkerschaltungen 402, 404 zeichnet sich dadurch aus, dass entweder für diejenige Verstärkerschaltung mit der höheren Verstärkersteilheit der Expansionsfaktor zu klein und damit die Steilheit der expandierten Verstärkungskurve immer noch unnötig groß ist (d. h. der expandierte Aussteuerbereich nicht vollständig ausgenutzt wird), oder der Expansionsfaktor für die Verstärkerschaltung mit der flacheren Verstärkungskurve zu groß ist, wodurch die Kurve der expandierte Verstärkung so flach verläuft, dass teilweise die Verstärkerschaltung bei der maximal anlegbaren Steuerspannung (d.h. in 5 am rechten Ende der Abszisse) die maximale Verstärkung 504 nicht erreicht.

Exemplarisch kann dieser Zusammenhang anhand eines praktischen Beispiels folgendermaßen dargestellt werden. Angenom men, die Kurve 508 zeigt die Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung 402, wobei die Kurve 508 eine maximale Steilheit von beispielsweise 95 dB/V aufweist. Ferner entspricht die Kurve 510 der Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung 404, wobei die Kurve 510 eine maximale Steilheit von beispielsweise 60 dB/V aufweist. Der erste Aussteuerbereich 512 entspricht beispielsweise einem Intervall von 0,7 Volt bis 2,5 Volt. Durch die Wahl von geeigneten Widerstandswerten für den Widerstand R1 und den Widerstand R2 lässt sich durch die Spannungsteilerschaltung ein Expansionsfaktor bereitstellen, um den zweiten Aussteuerbereich 514 der zweiten Verstärkerschaltung 402 auf den expandierten Aussteuerbereich 516 zu expandieren. Hierdurch erfolgt eine Expansion der zweiten Verstärkungskurve 510 auf die expandierte Verstärkungskurve 518, die beispielsweise eine maximale Steilheit von 34 dB/V aufweist.

Wird nun unter Verwendung eines an die zweite Verstärkerschaltung 404 angepassten Expansionsfaktors die Verstärkungskurve 508 der ersten Verstärkerschaltung 402 expandiert, resultiert eine expandierte Verstärkungskurve, die oberhalb der in 5 eingetragenen expandierten Verstärkungskurve 518 angeordnet ist. Hierdurch lässt sich der expandierte Aussteuerbereich 516 nicht vollständig nutzen, was sich als Nachteil erweist. Umgekehrt resultiert bei einer Anpassung des Expansionsfaktors zur Expansion der ersten Verstärkungskurve 508 auf die expandierte Verstärkungskurve 518 und einem Betrieb der zweiten Verstärkerschaltung 404 unter Verwendung des Expansionsfaktors eine expandierte Verstärkungskurve, die unterhalb der in 5 dargestellten expandierten Verstärkungskurve 518 angeordnet ist, wodurch möglicherweise die maximale Verstärkung 504 nicht erreicht wird und somit im wesentlichen der zur Verfügung stehende Verstärkungsbereich nicht vollständig ausgenutzt wird.

Um diesen Nachteil einer möglichen Fehlanpassung des Expansionsfaktors für eine der beiden Verstärkerschaltungen 402, 404 zu kompensieren, könnten auf dem Chip mit den beiden Verstärkerschaltungen zwei separate Expansionsschaltungen vom Typ der dargestellten Expansionsschaltung 406, d. h. für jede Verstärkerschaltung 402, 404 eine eigene Expansionsschaltung 406 mit dem jeweils optimal angepassten Expansionsfaktor, integriert werden. Diese Lösung erfordert jedoch einen hohen Aufwand zur Integration, da insbesondere für den Koppelkondensator Ck integrationstechnisch eine hohe Fläche erforderlich ist. Somit erhöhen zwei separate Expansionsschaltungen von Typ der dargestellten Expansionsschaltung 406 die zur Herstellung der integrierten Schaltung notwendigen Fläche deutlich. Dies würde zu einer Erhöhung der Herstellungskosten der integrierten Schaltung führen.

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zweifach-Verstärkers gezeigt. Im Unterschied zu dem in 4 gezeigten Zweifach-Verstärker 400 weist der in 6 gezeigte Zweifach-Verstärker 600 eine unterschiedliche Schaltungstopologie der weiteren Expansionsschaltung 602 gegenüber der Expansionsschaltung 406 aus 4 auf, die eine andere Realisierungsmöglichkeit einer Expansionsschaltung darstellt. Eine detailliertere Beschreibung der Funktionsweise der weiteren Expansionsschaltung 602 ist in der Druckschrift DE 10123395 A1 wiedergegeben.

Die DE 198 54 847 A1 zeigt eine integrierte Verstärkeranordnung, die zwei Verstärkerstufen aufweist, die wechselseitig deaktiviert werden können. Die Verstärkerstufen werden hierzu üblicherweise über getrennte Steuerleitungen im Gegentakt angesteuert. Derartige Steuerleitungen ermöglichen insbesondere in Hochfrequenzanwendungen die unerwünschte Einkopplung von Störungen in die Verstärkerstufen und in nachfolgende Schaltungsteile. Die neue Verstärkeranordnung soll wechselweise die Aktivierung zweier Verstärkerstufen erlauben und eine hohe Frequenzstörfestigkeit aufweisen. Die DE 198 54 847 A1 weist den Nachteil auf, das eine Anpassung des Aussteuerbereichs der einzelnen Verstärkerstufen nur unter hohem Aufwand bereitgestellt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkerschaltungsanordnung und ein Verfahren bereitzustellen, durch die ein angepasster Expansionsfaktor für eine jeweils aktive mehrerer Verstärkerschaltungen mit reduziertem Aufwand bereitgestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Verstärkerschaltungsanordnung, die eine erste Verstärkerschaltung mit einem Signaleingang für ein erstes zu verstärkendes Eingangssignal einem Steuereingang zum Einstellen der Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung mit einer ersten Einstellcharakteristik sowie eine zweite Verstärkerschaltung mit einem Signaleingang für ein zweites zu verstärkendes Eingangssignal und einem Steuereingang zum Einstellen der Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung mit der zweiten Einstellcharakteristik umfasst, wobei der Steuereingang der zweiten Verstärkerschaltung und der Steuereingang der ersten Verstärkerschaltung mit einem gemeinsamen Steuereingang verbunden sind. Ferner umfasst die Verstärkerschaltungsanordnung eine Expansionsschaltung zum Bereitstellen eines Expansionsfaktors für eine an dem gemeinsamen Steuereingang anliegende Steuerspannung, wobei der Expansionsfaktor angepasst ist, um einen Einstellbereich der ersten Verstärkerschaltung auf einen expandierten Einstellbereich zu expandieren. Weiterhin umfasst die Verstärkerschaltungsanordnung eine Adaptionsschaltung zum Adaptieren des durch die Expansionsschaltung bereitgestellten Expansionsfaktors zum Bereitstellen eines adaptierten Expansionsfaktors für die an dem gemeinsamen Steuereingang anliegende Steuerspannung, wobei der adaptierte Expansionsfaktor angepasst ist, um einen Einstellbereich der zweiten Verstärkerschaltung auf den expandierten Einstellbereich zu expandieren, wenn die zweite Verstärkerschaltung aktiv ist.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Adaptieren eines Expansionsfaktors, der angepasst ist, um einen Einstellbereich einer ersten Verstärkerschaltung auf einen expandierten Einstellbereich zu expandieren, für eine zweite Verstärkerschaltung mit den folgenden Schritten

(a) Detektieren eines aktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung; und
(b) Adaptieren des Expansionsfaktors zum Erzeugen eines adaptieren Expansionsfaktors, der angepasst ist, um einen Einstellbereich einer zweiten Verstärkerschaltung auf den expandierten Einstellbereich zu expandieren.

Erfindungsgemäß wird der oben beschriebene Ansatz verlassen, bei dem eine Verstärkerschaltungsanordnung eine erste Verstärkerschaltung, eine zweite Verstärkerschaltung und eine Expansionsschaltung umfasst, wobei der durch die Expansionsschaltung bereitgestellte Expansionsfaktor lediglich an die erste Verstärkerschaltung angepasst ist und somit bei einem aktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung ein fehlangepasster Expansionsfaktor zur Expansion des Einstellbereichs der zweiten Verstärkerschaltung verwendet wird. Erfindungsgemäß wird durch eine Adaptionsschaltung der durch die Expansionsschaltung bereitgestellte Expansionsfaktor derart adaptiert, dass hierdurch eine Expansion des Einstellbereichs der ersten Verstärkerschaltung sowie des Einstellbereichs der zweiten Verstärkerschaltung auf den expandieren Einstellbereich möglich ist, abhängig davon, ob die zweite Verstärkerschaltung oder die erste Verstärkerschaltung aktiv ist.

Das Adaptieren erfolgt hierbei vorzugsweise dadurch, dass die Expansionsschaltung einen Spannungsteiler mit einem Spannungsteilerausgang, an dem eine bezüglich einer Spannungsteilereingangsspannung geteilte Spannung abgreifbar ist, umfasst, wobei der gemeinsame Steuereingang mit dem Spannungsteilerausgang verbunden ist und bei der die Adaptionsschaltung Anpassschaltmittel aufweist, die zu dem Spannungsteiler wirksam zuschaltbar sind, um ein Teilungsverhältnis des Spannungsteilers vorzugsweise dadurch zu ändern, dass einem der Widerstände des Spannungsteilers ein weiterer Widerstand parallelgeschaltet wird.

Weiterhin erfolgt ein Detektieren eines aktiven Zustands der zweiten Verstärkerschaltung vorzugsweise mit Hilfe der im aktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung an deren Signaleingang anliegenden Offset-Gleichspannung. Dazu enthält die Anpassschaltung eine Detektionsschaltung mit einer Tiefpassschaltung, dessen Ausgangssignal vom Vorliegen der Offset-Gleichspannung abhängt.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen somit zwei Aspekte. Erstens wird zu einem der Widerstände der Spannungsteilerschaltung mittels einer Steuerschaltung ein weiterer Widerstand parallelgeschaltet, um das Widerstandsverhältnis bzw. den Expansionsfaktor zu verändern. Zweitens wird das Gleichspannungspotential am Signaleingang einer der Verstärkerschaltungen benutzt, um zu detektieren, welche der beiden Verstärkerschaltungen aktiv ist. In Abhängigkeit hiervon wird in der Expansionsschaltung der kleinere bzw. der größere Expansionsfaktor eingestellt.

Die vorliegende Erfindung bietet somit den Vorteil, eine Verstärkerschaltungsanordnung mit zwei Verstärkerschaltungen unterschiedlicher Verstärkersteilheit bereitzustellen, wobei zugleich durch eine Expansionsschaltung ein Expansionsfaktor bereitgestellt und mittels der Adaptionsschaltung automatisch an die jeweils aktive Verstärkerschaltung angepasst wird. Der erfindungsgemäße Ansatz erfordert wesentlich weniger Aufwand zur Integration als herkömmliche Verfahren, da im erfindungsgemäßen Ansatz Schaltelemente verwendet werden können, die wesentlich kleinere Abmessungen haben, als die zur doppelten Ausführung der Expansionsschaltung benötigten Elemente.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Adaptionsschaltung und deren Wirkungsweise in Beziehung zur Expansionsschaltung;
2 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltungsanordnung;
3 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltungsanordnung;
4 eine Schaltungsanordnung gemäß einer herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung;
5 ein Diagramm zur Darstellung der Verstärkung in Abhängigkeit von einer Steuerspannung; und
6 eine Schaltungsanordnung gemäß einer weiteren herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für in den verschiedenen Zeichnungen dargestellte, gleiche oder gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist die erfindungsgemäße Adaptionsschaltung 100 dargestellt, die eine Detektionsschaltung 102, eine Steuerschaltung 104 und Anpassschaltmittel 106 umfasst. Ferner zeigt 1, wie die Adaptionsschaltung 100 in Beziehung zu einer Expansionsschaltung (beispielsweise vom Typ der Expansionsschaltung 406 aus 4) schaltungstechnisch wirkt.
Die Detektionsschaltung 102 umfasst einen Detektionsschaltungsanschluss 110 und einen Detektionssignalanschluss 112. Die Steuerschaltung 104 umfasst einen Steuersignalanschluss 120, einen ersten Steueranschluss 122 und einen zweiten Steueranschluss 124, wobei der Steuersignalanschluss 120 mit dem Detektionssignalanschluss 112 verbünden ist. Weiterhin ist der erste Steueranschluss 122 der Steuerschaltung 104 mit einem ersten Anschluss 126 der Expansionsschaltung 406 leitfähig verbunden. Das Anpassschaltmittel 106 umfasst einen ersten Anschluss 130 und einen zweiten Anschluss 132, wobei der erste Anschluss 130 des Anpassschaltmittels 106 mit dem zweiten Steueranschluss 124 der Steuerschaltung 104 und der zwei te Anschluss 132 des Anpassschaltmittels 106 mit einem zweiten Anschluss 134 der Expansionsschaltung 406 leitfähig verbunden ist.
Das Funktionsprinzip der Adaptionsschaltung 100 kann folgendermaßen beschrieben werden. Die Detektionsschaltung 102 erfasst, ob ein Signal, das anzeigt, dass eine Verstärkerschaltung aktiv ist, am Detektionsschaltungsanschluss 110 vorliegt. Bei einem aktiven Zustand der Verstärkerschaltung wird durch die Detektionsschaltung 102 am Detektionssignalanschluss 112 ein Ausgangssignal angelegt. Die Steuerschaltung 104 schaltet abhängig vom Ausgangssignal der Detektionsschaltung 102 das Anpassschaltmittel 106 über den ersten Anschluss 126 und den zweiten Anschluss 134 der Expansionsschaltung 406 wirksam zu der Expansionsschaltung 406 zu, um deren Expansionsfaktor zu ändern, wie später erläutert wird.
In 2 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstärkerschaltungsanordnung dargestellt, die eine erste Verstärkerschaltung 402, eine zweite Verstärkerschaltung 404 und eine Expansionsschaltung 40b umfasst. Elemente der ersten Verstärkerschaltung 402, der zweiten Verstärkerschaltung 404 und der Expansionsschaltung 406, die denen in 4 gezeigten bekannten Schaltung entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wurden hier nicht nochmals erläutert. Bei dieser Verstärkerschaltungsanordnung ist entweder die erste oder die zweite Verstärkerschaltung aktiv. Die erste Verstärkerschaltung 402 weise gegenüber der zweiten Verstärkerschaltung 404 eine höhere Verstärkersteilheit auf. Der durch die Spannungsteilerschaltung der Expansionsschaltung 406 definierte Expansionsfaktor sei ferner derart ausgebildet, dass der zweite Aussteuerbereich 514 der zweiten Verstärkerschaltung 404 auf einen expandierten Aussteuerbereich 516 (5) expandiert wird.
Weiterhin ist in dem in 2 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltungsanordnung eine Adaptionsschaltung 100 derart mit der Expansionsschaltung 406, der ersten Verstärkerschaltung 402 und der zweiten Verstärkerschaltung 404 verschaltet, dass durch die Adaptionsschaltung 100 wenn die erste Verstärkerschaltung 402 aktiv ist, der Expansionsfaktor angepasst wird, um den ersten Aussteuerbereich 512 der ersten Verstärkerschaltung 402 an den expandierten Aussteuerbereich 516 zu adaptierten.
Hierfür weist die Adaptionsschaltung 100 die Detektionsschaltung 102 auf, die durch eine Reihenschaltung eines Widerstandes Rt und einer Kapazität Ct ausgebildet ist. Hierdurch stellt Detektionsschaltung 102 eine Tiefpassschaltung mit einem ersten Arm, der den Widerstand Rt umfasst und einen zweiten Arm, der die Kapazität Ct umfasst, dar, wobei der erste Arm mit dem Signaleingang 412 der ersten Verstärkerschaltung 402 und der zweite Arm mit dem Source-Anschluss 414 des ersten Verstärkungstransistors 410 leitfähig verbunden ist.
Weiterhin umfasst die Adaptionsschaltung 100 die Steuerschaltung 104, die durch einen ersten Steuertransistor Tp (vorzugsweise einen selbstsperrenden n-Kanal MOS-FET) gebildet ist. Der Gate-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp ist mit einem Abgriffspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Arm der Tiefpassschaltung verbunden, während der Source-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp mit dem Drain-Anschluss des Offsettransistors To1 verbunden ist.
Das Anpassschaltmittel 106 der Adaptionsschaltung 100 umfasst einen Widerstand Rp, wobei das Anpassschaltmittel 106 zwischen den Drain-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp und den Steuerausgang 454 der Expansionsschaltung 406 geschaltet ist.
Dadurch, dass der durch das Widerstandsverhältnis des Spannungsteilers der Expansionsschaltung 406 definierte Expansionsfaktor für eine optimale Expansion des Aussteuerbereichs 514 der zweiten Verstärkerschaltung 404 angepasst ist, würde bei einem aktiven Zustand (d. h. beim Betrieb) der ersten Verstärkerschaltung 402 der Aussteuerbereich 512 derselben nicht optimal expandiert, wie in den obigen Ausführungen dargelegt.
Um die erste Verstärkerschaltung 402 zu aktivieren, wird am Signaleingang 412 dem am Nutzsignalingang 424 eingespeisten Nutzsignal über den Offseteingang 426 eine Offset-Gleichspannung überlagert. Der aktive Zustand der ersten Verstärkerschaltung 402 wird mittels der Tiefpassschaltung detektiert, da am Ausgang derselben bei Vorliegen der Gleichspannung eine gegenüber einem inaktiven Zustand der ersten Verstärkerschaltung 402 erhöhte Gleichspannung anliegt (beispielsweise eine um 1 V höhere Gleichspannung). Diese Gleichspannung steuert den ersten Steuertransistor Tp der Steuerschaltung 104 derart, dass ein Durchschalten desselben bewirkt wird. Hierdurch wird der Widerstand Rp zu dem ersten Widerstand R1 der Spannungsteilerschaltung parallel geschaltet, wodurch sich der effektive Widerstand in demjenigen Ast der Spannungsteilerschaltung, der den ersten Widerstand R1 umfasst, reduziert.
Durch das Parallelschalten des Widerstandes Rp des Anpassschaltmittels 106 wird der Expansionsfaktor auf einen Wert von 1 + R2/(R1||Rp) erhöht. Hierdurch wird eine Dehnung des expandierten ersten Aussteuerbereichs erreicht, wodurch sich eine bei der Wahl eines entsprechenden Widerstandwertes für Rp eine optimale Anpassung der hohen Verstäkersteilheit der ersten Verstärkerschaltung 404 an eine expandierte Verstärkersteilheit der expandierten Verstärkung 518 in dem expandierten Aussteuerbereich 516 realisieren lässt.
In 3 ist ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltungsanordnung dargestellt. Hierbei umfasst die erfindungsgemäße Verstärkerschaltungsanordnung wiederum eine erste Verstärkerschaltung 402, eine zweite Verstärkerschaltung 404, eine Expansionsschaltung 406 und eine Adaptionsschaltung 100. Die erste Verstärkerschaltung 402, die zweite Verstärkerschaltung 404 und die Expansionsschaltung 406 entsprechen in ihrer Schaltungstopologie und der Verschaltung untereinander der in 2 dargestellten Verstärkerschaltungsanordnung. Ferner weise die erste Verstärkerschaltung 402 wieder eine höhere Verstärkersteilheit als die zweite Verstärkerschaltung 404 auf.
Die Adaptionsschaltung 100 umfasst wieder eine Detektionsschaltung 102, eine Steuerschaltung 104 und ein Anpassschaltmittel 106. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Adaptionsschaltung jedoch ausgelegt, um eine solche Adaption des Expansionsfaktors zu bewirken, dass sich ein kürzerer Einstellbereich als bei nicht-adaptiertem Expansionsfaktor ergibt.
Die in 3 dargestellte Detektionsschaltung 102 umfasst wieder eine Tiefpassschaltung, wobei ein erster Arm der Tiefpassschaltung den Widerstand Rt umfasst, und ein zweiter Arm die Kapazität Ct umfasst. Der erste Arm der Tiefpassschaltung ist beim zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel mit dem Signaleingang 432 der zweiten Verstärkerschaltung 404 verbunden. Der zweite Arm der Tiefpassschaltung 102 ist mit dem Source-Anschluss 442 des zweiten Verstärkungstransistors 430 verbunden. Die Steuerschaltung 104, die bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltungsanordnung einen ersten Steuertransistor Tp' in der Form eines selbstsperrenden p-Kanal-Feldeffekttransistors, einen zweiten Steuertransistor Ts in der Form eines selbstsperrenden n-Kanal-Feldeffekttransistors und einen (vorzugsweise hochohmigen) Hilfswiderstand 300. Der Gate-Anschluss des zweiten Steuertransistors Ts mit dem Ausgang 112 der Tiefpassschaltung 102 verbunden. Der Source-Anschluss des zweiten Steuertransistors Ts ist mit dem Anschluss 460 leitfähig verbunden, während der Drain-Anschluss des zweiten Steuertransistors Ts mit dem Gate-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp' verbunden ist. Der Source-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp' ist mit dem Steuerspannungsanschluss 450 verbunden, wogegen der Drain-Anschluss des ersten Steuertransistors Ts über den Widerstand Rp', der das Anpassschaltmittel bildet, mit dem Steuerausgang 454 der Expansionsschaltung 406 verbunden ist. Über den Hilfswiderstand 300 ist der Steuerspannungsanschluss 450 mit dem Gate-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp leitfähig verbunden. Die Steuerschaltung 104 ist gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass dem zweiten Widerstand R2 der Expansionsschaltung das Anpassschaltmittel, d.h. der Widerstand Rp', parallelgeschaltet wird, wobei im zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der in 1 dargestellte erste Anschluss 126 durch den Steuerspannungsanschluss 450 und der zweite Anschluss 134 durch den Steuerausgang 454 ausgebildet ist.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Verstärkerschaltungsanordnung gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel nach 4 lässt sich wie folgt beschreiben. Die Expansionsschaltung stelle durch ein Verhältnis R1/R2 der Widerstände der Spannungsteilerschaltung am Steuerausgang 454 einen Expansionsfaktor bereit, der angepasst ist, um den ersten Aussteuerbereich 512 der ersten Verstärkerschaltung 402 auf einen expandierten Aussteuerbereich 516 (d. h. einen expandierten Einstellbereich) der ersten Verstärkerschaltung 402 zu expandieren.
Da die erste Verstärkerschaltung 402 eine höhere Verstärkersteilheit als die zweite Verstärkerschaltung 404 aufweist, ist der durch die Expansionsschaltung 406 bereitgestellte Expansionsfaktor für die Expansion des zweiten Aussteuerbereichs 514 der zweiten Verstärkerschaltung 504 zu groß.
Um die zweite Verstärkerschaltung 404 zu aktivieren, wird am Signaleingang 432 der zweiten Verstärkerschaltung 404 dem hochfrequenten Nutzsignal eine Offset-Gleichspannung überlagert. Der aktive Zustand der zweiten Verstärkerschaltung 404 wird mittels der Tiefpassschaltung 102 detektiert, da am Ausgang 112 derselben beim Anliegen einer Offset-Gleichspannung eine gegenüber einem inaktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung erhöhte Gleichspannung anliegt (beispielsweise eine um 1 Volt höhere Gleichspannung). Durch eine derartige Gleichspannung wird der zweite Steuertransistor Ts durchgeschaltet. Durch das Durchschalten des zweiten Steuertransistors Ts liegt an dem Gate-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp' ein Potential an, das im wesentlichen dem Potential des Source-Anschlusses 442 des zweiten Verstärkungstransistors 430 entspricht. Dadurch wird der erste Steuertransistor Ts durchgeschaltet, was zu einem Parallelschalten des Widerstandes Rp' zum Widerstand R2 des Spannungsteilers der Expansionsschaltung 506 führt. Hierdurch wird effektiv der Widerstand in einem Arm der Spannungsteilerschaltung, der den Widerstand R2 umfasst, verringert, woraus sich ein der Expansionsfaktor auf den Wert 1+ (R2||Rp')/R1 verringern lässt. Bei einer geeigneten Wahl des Widerstandwertes Rp' lässt sich somit eine Adaption des zweiten Aussteuerbereichs 514 auf den expandierten Aussteuerbereich 516 erreichen.
Hierbei ist anzumerken, dass die Verwendung einer Steuerschaltung 104 mit dem ersten Steuertransistor Tp', dem zweiten Steuertransistor Ts und dem Hilfswiderstand 300 bei der gezeigten Verschaltung vorgesehen ist, da vorzugsweise am Steuerspannungsanschluss 450 der Expansionsschaltung 406 eine Spannung im Bereich zwischen 0 V und 4 Volt anliegt. Da der zweite Steuertransistor Ts vorzugsweise eine Schaltschwelle zur Durchschaltung desselben von 1 Volt aufweist, wäre ohne die Verwendung des ersten Steuertransistors Tp' und des Hilfswiderstandes 300 die maximal am Steuerspannungsanschluss 450 der Expansionsschaltung 406 anzulegende Spannung aufgrund der vorgegebenen Schaltschwelle zur Durchschaltung des zwei ten Steuertransistors Ts stark eingeschränkt. Die in 3 dargestellte Schaltungstopologie der Steuerschaltung 104 löst dieses Problem dadurch, dass im aktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung 404 an dem Gate-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp' ein Potential von vorzugsweise 0 Volt anliegt und der erste Steuertransistor Tp' nur in diesem Fall durchschaltet, während im inaktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung 404 das Potential des Gate-Anschlusses des ersten Steuertransistors Tp' vorzugsweise über dem hochohmigen Hilfswiderstand 300 definiert ist (d.h. im wesentlichen dem Potential des am Steuerspannungsanschluss 450 der Expansionsschaltung 406 anliegenden Potentials entspricht). Hierdurch beträgt die Potentialdifferenz zwischen dem Source-Anschluss und dem Gate-Anschluss des ersten Steuertransistors Tp' im inaktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung 404 0 Volt, wodurch der erste Steuertransistor Tp im inaktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung 404 gesperrt ist und somit der Widerstand Rp' nicht parallel zu dem Widerstand R2 geschaltet ist.
Alternativ ist die Erfindung auch für mehr als zwei Verstärkerschaltungen mit jeweils unterschiedlichen Verstärkersteilheiten einsetzbar. Hierbei ist für jede weitere Verstärkerschaltung eine weitere separate Anpassschaltung vorzusehen. Die unterschiedlichen Adaptionsschaltungen sind mit den Verstärkerschaltungen wiederum derart zu verschalten, dass ein durch eine Expansionsschaltung bereitgestellter Expansionsfaktor durch die entsprechende Adaptionsschaltung an die jeweilige Verstärkersteilheit der aktiven Verstärkerschaltung angepasst wird.

Claims

Verstärkerschaltungsanordnung mit folgenden Merkmalen: einer ersten Verstärkerschaltung (402) mit einem Signaleingang (912) für ein erstes zu verstärkendes Eingangssignal und einem Steuereingang (422) zum Einstellen der Verstärkung der ersten Verstärkerschaltung (402) mit einer ersten Aussteuercharakteristik; einer zweiten Verstärkerschaltung (404) mit einem Signaleingang (432) für ein zweites zu verstärkendes Eingangssignal und einem Steuereingang (434) zum Einstellen der Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung (404) mit einer zweiten Aussteuercharakteristik, wobei der Steuereingang (434) der zweiten Verstärkerschaltung (404) und der Steuereingang (422) der ersten Verstärkerschaltung (402) mit einem gemeinsamen Steuereingang verbunden sind; einer Expansionsschaltung (406) zum Bereitstellen eines Expansionsfaktors für eine an dem gemeinsamen Steuereingang anliegende Steuerspannung, wobei der Expansionsfaktor angepasst ist, um einen Aussteuerbereich der ersten Verstärkerschaltung (402) auf einen Aussteuerbereich zu expandieren, in welchem die Verstärkung einen in erster Näherung linearen Verlauf zwischen einer minimalen und einer maximalen Verstärkung annimmt; und einer Adaptionsschaltung (100) zum Anpassen des durch die Expansionsschaltung (406) bereitgestellten Expansionsfaktors, um einen Aussteuerbereich der zweiten Verstärkerschaltung (404) auf einen entsprechend expandierten Aussteuerbereich zu expandieren, wenn die zweite Verstärkerschaltung (404) aktiv ist.
Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 1, bei der die Expansionsschaltung (406) einen Spannungsteiler mit einem Spannungsteilerausgang (454), an dem eine bezüglich einer Spannungsteilereingangsspannung geteilte Spannung abgreifbar ist, wobei der gemeinsame Steuereingang mit dem Spannungsteilerausgang (454) verbunden ist, und bei der die Adaptionsschaltung (100) Anpassschaltmittel (106) aufweist, die zu dem Spannungsteiler wirksam zuschaltbar sind, um ein Teilungsverhältnis des Spannungsteilers zu ändern.
Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Adaptionsschaltung (100) eine Detektionsschaltung (102) zum Detektieren eines aktiven Zustands der zweiten Verstärkerschaltung (404) aufweist.
Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 3, bei der im aktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung (404) am Signaleingang (432) derselben eine Offset-Gleichspannung anliegt und wobei die Detektionsschaltung (102) eine Tiefpassschaltung umfasst, deren Ausgangssignal vom Vorliegen der Offset-Gleichspannung abhängt.
Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 bis 4, bei der die Adaptionsschaltung (100) eine Steuerschaltung (104) mit einem Steuereingang (120) aufweist, an dem das Ausgangssignal (112) der Detektionsschaltung (102) anliegt, wobei die Steuerschaltung (104) angepasst ist, um abhängig von dem am Steuereingang (120) anliegenden Signal Anpassschaltmittel (106) zu der Expansionsschaltung (406) zuzuschalten.
Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 5, bei der die Expansionsschaltung (406) einen Spannungsteiler mit einem ersten Widerstand (R1) und einem zweiten Widerstand (R2) aufweist, bei der die Anpassschaltmittel (106) einen dritten Widerstand (Rp) aufweisen, und bei der die Steuerschaltung (104) angepasst ist, um den dritten Widerstand (Rp) parallel zu dem ersten oder zweiten Widerstand (R1, R2) zu schalten.
Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 6, bei der die Steuerschaltung (104) einen Feldeffekttransistor in Serie zu dem dritten Widerstand (Rp) aufweist, an dessen Gate-Anschluss das Ausgangssignal der Detektionsschaltung (102) anliegt.
Verstärkerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 6, bei dem die Steuerschaltung (104) einen ersten und einen zweiten Feldeffekttransistor (Ts, Tp) aufweist, wobei der zweite Feldeffekttransistor (Tp) seriell zu dem dritten Widerstand (Rp) liegt und wobei der erste Feldeffekttransistor (Ts), an dessen Gate-Anschluss das Ausgangssignal der Detektionsschaltung (102) anliegt, den zweiten Feldeffekttransistor (Tp) steuert.
Verfahren zum Anpassen des Expansionsfaktors einer Expansionsschaltung, der einen Aussteuerbereich der Verstärkung einer ersten Verstärkerschaltung (402) auf einen expandierten Aussteuerbereich in welchem die Verstärkung einen in erster Näherung linearen Verlauf zwischen einer minimalen und einer maximalen Verstärkung annimmt expandiert, an einen Aussteuererbereich der Verstärkung einer zweiten Verstärkerschaltung (404), wobei die Steuereingänge der beiden Verstärkerschaltungen über eine an einem gemeinsamen Steuereingang anliegende Steuerspannung angesteuert werden, mit folgenden Schritten: (a) Detektieren eines aktiven Zustands der zweiten Verstärkerschaltung (404); und (b) Anpassen des Expansionsfaktors, um den Aussteuerbereich einer zweiten Verstärkerschaltung (404) auf den expandierten Aussteuerbereich zu expandieren.
Verfahren gemäß Anspruch 9, bei der sich der aktive Zustand der zweiten Verstärkerschaltung durch eine Offset-Gleichspannung eines Eingangssignals der zweiten Verstärker schaltung auszeichnet und der Schritt (a) folgenden Schritt umfasst: (a.1) Detektieren der Offset-Gleichspannung des Eingangssignals der zweiten Verstärkerschaltung (404) um den aktiven Zustand der zweiten Verstärkerschaltung (404) zu ermitteln.
Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem das Detektieren der Offset-Gleichspannung unter Verwendung eines Tiefpassfilters erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 9, bei der der Expansionsfaktor durch eine Spannungsteilerschaltung bereitgestellt ist, und wobei der Schritt (b) folgenden Schritt umfasst: (b.1) Zuschalten von Anpassschaltmitteln (106) zu dem Spannungsteiler, um ein Teilungsverhältnis des Spannungsteilers zu ändern.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei der der Spannungsteiler einen ersten und einen zweiten Widerstand (R1, R2) aufweist, wobei der Schritt (b.1) folgenden Schritt aufweist: (b.1.1) Parallelschalten eines dritten Widerstands (Rp) zu einem der beiden Widerstände (R1, R2) der Spannungsteilerschaltung.