DE1195814B - Impedance converter - Google Patents

Impedance converter

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DE1195814B
DE1195814B DEB75663A DEB0075663A DE1195814B DE 1195814 B DE1195814 B DE 1195814B DE B75663 A DEB75663 A DE B75663A DE B0075663 A DEB0075663 A DE B0075663A DE 1195814 B DE1195814 B DE 1195814B
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DEB75663A
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Heinz Kopf
Harri L Krause
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Boelkow GmbH
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Boelkow GmbH
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H03fH03f

Deutsche Kl.: 21 a2-18/08German class: 21 a2-18 / 08

Nummer: 1195 814Number: 1195 814

Aktenzeichen: B 75663 VIII a/21 a2File number: B 75663 VIII a / 21 a2

Anmeldetag: 29. Februar 1964Filing date: February 29, 1964

Auslegetag: 1. Juli 1965Opening day: July 1, 1965

Die Erfindung betrifft einen Impedanzwandler mit einem als Kollektorverstärker geschalteten Transistor dem eine weitere Transistorverstärkerstufe nachgeschaltet ist.The invention relates to an impedance converter with a transistor connected as a collector amplifier which is followed by a further transistor amplifier stage.

Um die Temperaturstabilität derartiger Schaltungsanordnungen zu verbessern, ist es bekannt, hierfür komplementäre Transistoren zu verwenden, und zwar in der Weise, daß einem Eingangstransistor vom npn-Typ ein Ausgangstransistor vom pnp-Typ nachgeschaltet ist, an dessen Emitter der Lastwiderstand angeschlossen ist.In order to improve the temperature stability of such circuit arrangements, it is known for this to use complementary transistors, in such a way that an input transistor of the npn type is followed by an output transistor of the pnp type, at the emitter of which the load resistor connected.

Da hier die gegenläufigen Temperaturgänge von npn- und pnp-Transistoren die Temperaturstabilität bewirken, ist diese eng begrenzt und zudem können nur Transistorexemplare mit sinngemäß einander entsprechenden Eigenschaften, also sogenannte Pärchen von npn- und pnp-Transistoren verwendet werden.Since here the opposing temperature curves of npn and pnp transistors increase the temperature stability effect, this is narrowly limited and, moreover, only transistor copies can correspond to each other corresponding properties, i.e. so-called pairs of npn and pnp transistors are used will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Impedanzwandler großer Linearität und großer Temperaturstabilität zu schaffen, der einen verhältnismäßig hohen Eingangs- und verhältnismäßig niedrigen Ausgangswiderstand sowie eine Spannungsverstärkung von annähernd 1:1 aufweist, so daß er sich insbesondere für die Übertragung von Meß-, Kontroll- und Steuersignalen eignet.The invention is based on the object of an impedance converter of great linearity and great To create temperature stability that has a relatively high input and relatively low Output resistance and a voltage gain of approximately 1: 1, so that he is particularly suitable for the transmission of measurement, control and control signals.

Ausgehend von einem Impedanzwandler mit einem als Kollektor-Verstärker geschalteten Eingangstransistor vom npn-Typ und einem nachgeschalteten weiteren Transistor vom pnp-Typ, an dessen Emitter der Lastwiderstand angeschlossen ist, ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein weiterer zum Ausgangstransistor in Reihe geschalteter Transistor vom pnp-Typ vorgesehen ist, dessen Basis direkt mit dem Kollektor des Eingangstransistors verbunden ist, daß die Abzweigung eines zwischen dem Kollektor des Ausgangstransistors und dem Emitter des weiteren Transistors liegenden Spannungsteilers mit der Basis des weiteren Transistors und damit auch mit dem Kollektor des Eingangstransistors verbunden ist, und daß ein Gegenkopplungszweig zwischen dem Emitter des weiteren Transistors und der Basis des Eingangstransistors vorgesehen ist.Starting from an impedance converter with an input transistor connected as a collector amplifier of the npn type and a downstream further transistor of the pnp type, at its Emitter is connected to the load resistor, this object is achieved in that another to Output transistor series-connected transistor of the pnp type is provided, the base of which is connected directly connected to the collector of the input transistor, that branch of one between the collector of the output transistor and the emitter of the further transistor lying voltage divider with the The base of the further transistor and thus also connected to the collector of the input transistor, and that a negative feedback branch between the emitter of the further transistor and the base of the Input transistor is provided.

Ferner ist ein zwischen der negativen Versorgungsspannung und der Basis des Eingangstransistors liegender Widerstand vorgesehen, der zum Zwecke der Bestimmung des Eingangspotentials der Schaltungsanordnung einstellbar ist.Furthermore, there is a between the negative supply voltage and the base of the input transistor horizontal resistor is provided for the purpose of determining the input potential of the circuit arrangement is adjustable.

Auf diese Weise entsteht ein symmetrischer Impedanzwandler hoher Linearität sowie geringer Nullpunktsdrift, die weitestgehend unabhängig von Schwankungen der Versorgungsspannnung und von ImpedanzwandlerThis creates a symmetrical impedance converter with high linearity and low zero point drift, which are largely independent of fluctuations in the supply voltage and of impedance converters

Anmelder:Applicant:

Bölkow Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
Ottobrunn bei MünchenBölkow limited liability company,
Ottobrunn near Munich

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Heinz Kopf,Heinz head,

Harri L. Krause, MünchenHarri L. Krause, Munich

Temperaturänderungen ist, mit potentialfreiem Ein- und Ausgang, so daß eine vor dem Impedanzwandler liegende Schaltungsanordnung also annähernd unbeeinflußt bleibt.Temperature changes are, with floating input and output, so that one in front of the impedance converter lying circuit arrangement thus remains almost unaffected.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine Paarung von Transistorexemplaren nicht mehr erforderlich ist, da Exemplarsteuerungen von Eingangstransistoren mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes eliminiert werden können.Another advantage is that it is no longer necessary to pair transistor copies is, as example controls of input transistors with the help of the adjustable resistor can be eliminated.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen, besteht der Impedanzwandler nach der Erfindung aus einem die Eingangsstufe bildenden Transistor T1 vom npn-Typ, der als sogenannter Kollektorverstärker geschaltet ist. An seine Basis wird das zu verarbeitende Nutzsignal gelegt, was durch eine widerstandsbehaftete Gleichspannungsquelle G symbolisch dargestellt ist.As can be seen from the drawing, the impedance converter according to the invention consists of a transistor T 1 of the npn type which forms the input stage and which is connected as a so-called collector amplifier. The useful signal to be processed is placed at its base, which is symbolically represented by a resistive DC voltage source G.

Sein Emitter ist mit der Basis eines Transistors T2 direkt und über einen Emitterwiderstand R1 mit einer die negative Versorgungsspannung U1 führenden Leitung 3 verbunden.Its emitter is connected directly to the base of a transistor T 2 and via an emitter resistor R 1 to a line 3 carrying the negative supply voltage U 1.

Auch sein Kollektor führt zur Basis eines Transistors T3, der mit dem Transistor T2 in Reihe geschaltet ist. Der Verbindungspunkt 4 vom Emitter des Transistors T2 und Kollektor des Transistors T3 ist der Verstärkerausgang. An ihm ist eine Belastung RL symbolhaft angeschlossen.Its collector also leads to the base of a transistor T 3 , which is connected in series with transistor T 2. The connection point 4 from the emitter of the transistor T 2 and the collector of the transistor T 3 is the amplifier output. A load R L is symbolically connected to it.

Der Kollektor des Transistors T2 ist über einen Kollektorwiderstand R2 an die negative Spannung führende Leitung 3 angeschlossen, die über einen einstellbaren Basiswiderstand R3 auch zur Basis des Transistors T1 führt. Mit Hilfe dieses Widerstandes lassen sich Exemplarstreuungen des Eingangstransistors T1 abgleichen. The collector of the transistor T 2 is connected via a collector resistor R 2 to the negative voltage line 3, which also leads to the base of the transistor T 1 via an adjustable base resistor R 3 . With the help of this resistor, sample tolerances of the input transistor T 1 can be adjusted.

509 598/276509 598/276

Claims (1)

3 43 4 Eine die Linearität der Schaltung beeinflussende den nachfolgend angeführten Weiten der WiderGegenkopplung führt über eine Leitung 5 und ständeOne that influences the linearity of the circuit is the width of the reverse counter-coupling listed below leads over a line 5 and stands einen Widerstand i?4 vom Emitter des Transistors r 24 kQa resistor i? 4 from the emitter of the transistor r 24 kΩ T. zur Basis des Transistors T1. Die positive Ver- r,1 Λ n1ri T. to the base of the transistor T 1 . The positive ver r, 1 Λ n1ri 3 . IT . - .}, .r _ . /v„ 1,1) Kt2 3 . IT . -.},. r _. / v "1,1) Kt2 sorgungsspannung + U2 wird über einen Emitter- 5 d supply voltage + U 2 is an emitter 5 d widerstand A5 zugeführt. ^a 1.41 bis 1,8 πιΩresistor A 5 supplied. ^ a 1.41 to 1.8 πιΩ Schließlich ist ein den Querstrom bestimmender ^4 390 kQFinally, a ^ 4 390 kQ which determines the cross flow Spannungsteiler vorgesehen, bestehend aus einem A3 1,0 kßVoltage divider provided, consisting of an A 3 1.0 kß Widerstand A6, der zwischen Emitter und Basis des ^ 15 kQResistor A 6 , between the emitter and the base of the ^ 15 kQ Transistors T3 liegt, und einem Widerstand R7, der 10 r,6 Οΐ'νΩTransistor T 3 is, and a resistor R 7 , the 10 r, 6 Οΐ'νΩ diese Basis mit dem Kollektor des Transistors T2 7 this base with the collector of transistor T 2 7 verbindet. werden beispielsweise eine Spannungsverstärkungconnects. are for example a voltage gain Dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Schal- > 0,98, eine Stromverstärkung etwa 1:1000, eineThe above-described structure of the sound-> 0.98, a current gain about 1: 1000, one tung ist eine Gegenläufigkeit der sogenannten Tem- Linearität besser als 5°/oo eine NullpunktdriftThe opposite direction of the so-called tem- linearity is better than 5% zero point drift peraturgänge der Transistoren T1 und T2 gegenüber 15 am Ausgang <20 mV bei Temperaturänderungtemperature changes of the transistors T 1 and T 2 compared to 15 at the output <20 mV with temperature change dem Transistor T3 eigen, so daß im Zusammenwir- A^=SO0C erzielt.the transistor T 3 inherent, so that A ^ = SO 0 C achieved in cooperation. ken mit dem den Querstrom bestimmenden Span- Patentansprüche·ken with the Span patent claims which determine the cross flow nungsteiler RJR7 eine überraschend gute Tempera- p voltage divider RJR 7 a surprisingly good tempera- p turunabhängigkeit erreicht wird. 1. Impedanzwandler mit einem als Kollektor-Unter der Voraussetzung einer konstanten Ein- ao verstärker geschalteten Eingangstransistor vom gangsspannung geht nämlich bei steigender Tempera- npn-Typ und einem nachgeschalteten weiteren tür die Emitter-Basis-Spannung des Transistors T1 Transistor vom pnp-Typ, an dessen Emitter der herunter. Entsprechend der Verstärkung der Tran- Lastwiderstand angeschlossen ist, gekennsistoren T1 und T2 steigt die Kollektorspannung des zeichnet durch einen weiteren, zum AusTransistors T2; und zwar um den Betrag, der durch 25 gangstransistor (T2) in Reihe geschalteten Trandie Gegenläufigkeit der Temperaturgänge der sistor (T3) vom pnp-Typ, dessen Basis direkt mit Emitter-Basis-Spannung von T1 zur Emitter-Basis- dem Kollektor des Eingangstransistors verbun-Spannung von T2 gegeben ist. Dieser durch den den ist, durch eine mit der Basis des weiteren Transistor T2 verstärkte Regelwert verschiebt über Transistors (T3) verbundene Abzweigung eines den Widerstand R7 den Arbeitspunkt des Tran- 30 zwischen dem Kollektor des Ausgangstransistors sistors T3, so daß sein Basisstrom sich wesentlich (T2) und dem Emitter des weiteren Transistors vergrößert. Dies hat zur Folge, daß der Spannungs- (T3) liegenden Spannungsteilers und durch einen abfall an A5 steigt und somit über i?4 die Basis des Gegenkopplungszweig (5) zwischen Emitter des Transistors T1 entsprechend nachsteuert, und da- weiteren Transistors und der Basis des Eindurch bei richtiger Bemessung den Temperaturgang 35 gangstransistors.independence is achieved. 1. Impedance converter with an input transistor from the output voltage connected as a collector, assuming a constant input amplifier, namely when the temperature rises and a further downstream door, the emitter-base voltage of the transistor T 1 transistor of the pnp type goes , at whose emitter the down. Corresponding to the amplification of the Tran load resistor is connected, Kennsistoren T 1 and T 2 increases the collector voltage of the characterized by a further, to the off transistor T 2 ; namely by the amount that is connected by 25 output transistor (T 2 ) in series Trandie the opposite of the temperature responses of the sistor (T 3 ) of the pnp type, whose base directly with emitter-base voltage from T 1 to the emitter-base Collector of the input transistor verbun-voltage of T 2 is given. This through the is, through a control value amplified with the base of the further transistor T 2 shifts via transistor (T 3 ) connected branch of the resistor R 7 the operating point of the transistor T 3 between the collector of the output transistor, so that its Base current increases significantly (T 2 ) and the emitter of the further transistor. This has the consequence that the voltage (T 3 ) lying voltage divider and increases due to a drop at A 5 and thus above i? 4 accordingly readjusts the base of the negative feedback branch (5) between the emitter of the transistor T 1 , and furthermore the transistor and the base of the input transistor, if dimensioned correctly, the temperature response 35 output transistor. der Schaltungsanordnung bezogen auf den Ausgangs- 2. Impedanzwandler nach Anspruch 1, gekenn-the circuit arrangement based on the output 2. Impedance converter according to claim 1, marked punkt4 kompensiert. zeichnet durch einen zwischen der negativenpoint4 compensated. draws by one between the negative Die Phase der Eingangsspannung bleibt am Aus- Versorgungsspannung (U1) und der Basis desThe phase of the input voltage remains at the supply voltage (U 1 ) and the base of the gang erhalten, trotz der Phasendrehung der Span- Eingangstransistors (T1) liegenden einstellbarenoutput received, despite the phase rotation of the span input transistor (T 1 ) lying adjustable nung zwischen der Basis vom Transistor T1 und der 40 Widerstand (R3). voltage between the base of transistor T 1 and the 40 resistor (R 3 ). Basis vom Transistor T8. Die in ihrer Phase um 180° Base of transistor T 8 . The 180 ° in their phase gedrehte Spannung am Emitter des Transistors T3 rotated voltage at the emitter of transistor T 3 die über den Widerstand i?4 rückgeführt ist, lineari- In Betracht gezogene Druckschriften:the one about the resistance i? 4 is traced back, linear- Considered publications: siert in hohem Maße die Kennlinie des Impedanz- »electronics«, 16. März 1962, S. 66; 29. Mai 1959,siert to a large extent the characteristic of impedance "electronics", March 16, 1962, p. 66; May 29, 1959, wandlers. 45 S. 86;converter. 45 p. 86; Bei einer Verwendung von Siliziumtransistoren »Bulletin Schweiz, elektrotechn. Ver.«, Bd. 45,When using silicon transistors »Bulletin Switzerland, elektrotechn. Ver. «, Vol. 45, mit einer Spannungsverstärkung β von > 50 und mit Nr. 20, S. 866.with a voltage gain β of> 50 and with no. 20, p. 866. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 509 598/276 6.65 © Bundesdruckerei Berlin509 598/276 6.65 © Bundesdruckerei Berlin
DEB75663A 1964-02-29 1964-02-29 Impedance converter Pending DE1195814B (en)

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