DE1218525B - Amplifier with switchable gain - Google Patents

Amplifier with switchable gain

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DE1218525B
DE1218525B DET27385A DET0027385A DE1218525B DE 1218525 B DE1218525 B DE 1218525B DE T27385 A DET27385 A DE T27385A DE T0027385 A DET0027385 A DE T0027385A DE 1218525 B DE1218525 B DE 1218525B
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amplifier
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resistor
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German (de)
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Dipl-Ing Heinz Schwarzer
Heinz Voigt
Dipl-Ing Bernhard Woehl
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Description

Verstärker mit umschaltbarem Verstärkungsgrad Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verstärkung von elektrischen Signalen mit umschaltbarem Verstärkungsgrad. In manchen Anwendungsfällen von Verstärkern sind die Eingangssignale von sehr unterschiedlicher Amplitude. So gibt es Fälle, bei denen die zu verstärkenden Nutzsignale mit verhältnismäßig kleiner Amplitude auftreten, während unerwünschte Störsignale mit großer Amplitude einfallen. Wenn die Zeitpunkte, zu denen die zu verstärkenden Nutzsignale erwartet werden, bekannt sind und die Störsignale zu anderen Zeitpunkten erwartet werden, kann man in bekannter Weise einen Verstärker vorsehen, der nur während der Nutzsignalzeiten durchlässig gesteuert wird, während er zu den übrigen Zeiten gesperrt ist. Derartige Verstärker werden z. B. als Leseverstärker für Matrixspeicher, z. B. Magnetkernmatrixspeicher, verwendet. Bei derartigen Speichern wird beim Umschalten der Magnetkerne von einer Remanenzlage in die andere in dem allen Magnetkernen gemeinsamen Lesedraht ein Nutzsignal von positiver oder negativer Polarität induziert. In diesen Lesedraht werden aber außerdem auch vom Informationsdraht, der ebenso allen Kernen einer Matrix gemeinsam ist, und von den Auswahldrähten Störspannungen eingekoppelt, die wesentlich größer sein können als die Nutzsignale. Zur Ausblendung der Störsignale ist es daher bekanntgeworden, als Leseverstärker für Matrixspeicher einen Differenzverstärker zu verwenden, bei dem die verstärkenden Transistoren im Ruhezustand gesperrt sind und nur während der Dauer eines zu verstärkenden Impulses für kurze Zeit durchlässig gesteuert werden (deutsche Auslegeschrift 1116 724).Switchable Gain Amplifiers The invention relates to a circuit for amplifying electrical signals with a switchable gain. In some amplifier applications, the input signals are very different Amplitude. There are cases in which the useful signals to be amplified are relatively small amplitude occur, while unwanted interference signals with large amplitude get an idea. If the times at which the useful signals to be amplified are expected are known and the interference signals are expected at other times, you can provide an amplifier in a known manner, which only during the useful signal times is controlled permeable, while it is blocked at the other times. Such Amplifiers are z. B. as a read amplifier for matrix memory, e.g. B. Magnetic core matrix memory, used. With such memories when switching the magnetic cores of one Remanence position in the other in the reading wire common to all magnetic cores a useful signal induced by positive or negative polarity. But in this reading wire also from the information wire, which is also common to all cores of a matrix is, and interference voltages coupled in from the selection wires, which are much greater can be than the useful signals. In order to suppress the interfering signals, it has therefore become known to use a differential amplifier as a sense amplifier for matrix memories which the amplifying transistors are blocked in the idle state and only during the duration of a pulse to be amplified can be controlled permeably for a short time (German interpretation 1116 724).

Bei einem solchen Verstärker erweisen sich die großen Kollektorspannungssprünge, die vom Umschaltvorgang hervorgerufen werden, als zusätzliche Störsignale, die das Signal-Stör-Verhältnis während der Nutzsignalzeit, d. h. im durchlässig gesteuerten Zustand des Verstärkers, wesentlich verschlechtern.In such an amplifier, the large collector voltage jumps turn out to be caused by the switching process, as additional interfering signals that the Signal-to-noise ratio during the useful signal time, d. H. in permeable controlled Condition of the amplifier, worsen significantly.

Eine weitere Schwierigkeit tritt dann auf, wenn außer der vorstehend beschriebenen Aufgabenstellung der Verstärker außer seiner Funktion als reiner Impulsverstärker noch eine Amplitudenbewertung des Nutzsignals in dem Sinne durchführen soll, daß zwischen Amplituden unterhalb einer vorgegebenen Schwelle und solchen, die oberhalb dieser Schwelle liegen, unterschieden wird, so daß entsprechend unterschiedliche binäre Ausgangssignale erzielt werden. Die starke Aussteuerung durch die in der bekannten Anordnung bei der Umschaltung erzeugten zusätzlichen Störsignale würde, insbesondere bei Verstärkern niit gleichstromfreier Kopplung, eine Nullpunktverschiebung der Schwellwertschaltung verursachen, die jeweils erst nach längerer Zeit verschwindet und die Amplitudenbewertung verfälschen würde.Another difficulty arises when other than the above described task of the amplifier apart from its function as a pure pulse amplifier should carry out an amplitude evaluation of the useful signal in the sense that between amplitudes below a given threshold and those above this threshold are differentiated, so that accordingly different binary output signals can be achieved. The strong modulation by the known arrangement would generate additional interference signals when switching, A zero point shift, particularly in the case of amplifiers with no DC-free coupling cause the threshold value circuit, which only disappears after a long time and would falsify the amplitude evaluation.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten dadurch zu beheben, @daß man den Verstärker so bemißt, daß er für die Nutzsignale den richtigen Aussteuerbereich hat, während sein Verstärkungsgrad in den Zeitabschnitten, in denen Störsignale zu erwarten sind, auf einen wesentlich kleineren Wert umgeschaltet wird, ohne daß eine zusätzliche Störsignal erzeugende völlige Abschaltung des Verstärkers erfolgt. Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß ein Schalter vorgesehen ist, .der durch Verbindung von Punkten gleichen Potentials einen die Spannungsverstärkung wesentlich bestimmenden Widerstand zu- bzw. abschaltet.The invention is based on the idea outlined above Solving difficulties by @ dimensioning the amplifier so that it is suitable for the useful signal has the correct dynamic range, while its gain in the time segments in which interference signals are to be expected, to a significant extent smaller value is switched without generating an additional interference signal the amplifier is completely switched off. According to the invention, this is done in that a switch is provided, which resembles by connecting points Potential to provide a resistance that essentially determines the voltage gain. or switches off.

Verschiedene Ausführungsmöglichkeiten werden zunächst an Hand der F i g. 1 bis 4 in Anwendung auf eine an sich bekannte Verstärkerstufe mit einem npn-Transistor in Emitterschaltung gezeigt. Dabei ist jeweils der Transistor mit 1, die Eingangsklemme mit 2 und die Ausgangsklemme mit 3 bezeichnet. Die F i g. 5 bis 8 zeigen -die Anwendung dieser Schaltungsmöglichkeiten auf Differenzverstärkeranordnungen bzw. Gegentaktverstärker mit npn-Transistoren 1 und 1', den Eingangsklemmen 2 und 2' und den Ausgangsklemmen 3 und 3'. Schließlich zeigt F i g. 9 ein ausführliches Schaltungsbeispiel nach dem Prinzip der F i g. 7, bei dem als Schalter eine Diodenbrücke vorgesehen ist, in deren einer Diagonale die zu verbindenden Punkte gleichen Potentials liegen und in deren anderer Diagonale eine die Dioden öffnende bzw. sperrende Steuerspannung zugeführt wird.Different implementation options are initially based on the F i g. 1 to 4 in application to a known amplifier stage with a NPN transistor shown in common emitter circuit. The transistor is in each case with 1, the input terminal with 2 and the output terminal with 3. The F i g. 5 to 8 show the application of these circuit options to differential amplifier arrangements or push-pull amplifier with npn transistors 1 and 1 ', the input terminals 2 and 2 'and the output terminals 3 and 3'. Finally, FIG. 9 a detailed one Circuit example based on the principle of FIG. 7, where as a switch one Diode bridge is provided, in one diagonal of which the points to be connected the same potential and in the other diagonal one of the diodes opens or blocking control voltage is supplied.

F i g. 1 zeigt -eine an sich bekannte Verstärkerstufe mit einem npn-Transistor 1 in Emitterschaltung, dem die zu verstärkenden Signale über die Klemme 2 an der Basis zugeführt werden, die über einen Widerstand 4 an 0 Volt Betriebsspannung liegt. Die Kollektorbetriebsspannung -i- U2 wird über den Arbeitswiderstand 5 zugeführt und die Ausgangsspannung an .der mit dem Kollektor verbundenen Ausgangsklemme 3 abgenommen. Zwischen dem Emitter und einer negativen Betriebsspannung - Ui liegt ein Gegenkopplungswiderstand, der aus der Reihenschaltung der beiden Teilwiderstände 61 und 62 besteht. Der Verbindungspunkt dieser beiden Teilwiderstände ist gemäß der Erfindung über einen Schalter 7 mit der Hilfsspannungsquelle - Uh verbunden, deren Potential eine solche Größe hat, daß beim Schließen des Schalters 7 keine Potentialänderung an dem Verbindungspunkt von 61 und 62 auftritt, d. h., daß dieser Schalter auch in geschlossenem Zustand keinen Gleichstrom führt.F i g. 1 shows an amplifier stage known per se with an npn transistor 1 in emitter circuit, to which the signals to be amplified are fed via terminal 2 at the base, which is connected to 0 volt operating voltage via a resistor 4. The collector operating voltage -i- U2 is supplied via the load resistor 5 and the output voltage is taken from the output terminal 3 connected to the collector. Between the emitter and a negative operating voltage - Ui, there is a negative feedback resistor, which consists of the series connection of the two partial resistors 61 and 62. According to the invention, the connection point of these two partial resistances is connected via a switch 7 to the auxiliary voltage source - Uh , the potential of which is of such a magnitude that when switch 7 is closed, no change in potential occurs at the connection point of 61 and 62, that is, this switch also does not carry direct current when closed.

Der Schalter 7, der in der Zeichnung schematisch als mechanischer Schalter gezeichnet ist, wird Zweckmäßig als elektronischer Schalter ausgeführt. Die Hllfsspannungsquelle - Uh soll einen dynamischen Innenwiderstand haben, der so klein ist, daß er gegenüber den übrigen Widerständen vernachlässigt werden kann. Bezeichnet man die Widerstandswerte der Widerstände 5, 61 und 62 mit R5, Rsi bzw. R62, so berechnet sich die Spannungsverstärkung vi bei geöffnetem Schalter 7 näherungsweise zu Bei geschlossenem Schalter 7 ist der Verstärkungsgrad Wählt man R61 wesentlich kleiner als R62, so wird auf Grund der dann wesentlich verminderten Gegenkopplung bei geschlossenem Schalter 7 der Verstärkungsgrad v2 sehr viel größer als v1. Bei dem obenerwähnten Anwendungsbeispiel der Erfindung als Leseverstärker für magnetische Kernspeichermatrizen wird man also den Schalter 7 im Ruhezustand geöffnet halten, so daß während dieser Zeit auftretende Störspannungsspitzen nur unwesentlich verstärkt werden, und ihn nur während der Zeiten, in denen ein Lesesignal auftreten kann, schließen.The switch 7, which is shown schematically in the drawing as a mechanical switch, is expediently designed as an electronic switch. The auxiliary voltage source - Uh should have a dynamic internal resistance which is so small that it can be neglected compared to the other resistances. If the resistance values of the resistors 5, 61 and 62 are denoted by R5, Rsi and R62, the voltage gain vi is calculated approximately when the switch 7 is open When switch 7 is closed, the gain is If R61 is selected to be significantly smaller than R62, then, due to the significantly reduced negative feedback when switch 7 is closed, the gain v2 becomes very much greater than v1. In the above-mentioned application example of the invention as a read amplifier for magnetic core memory matrices, the switch 7 is kept open in the idle state, so that interference voltage peaks occurring during this time are only slightly amplified and only close during the times when a read signal can occur.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die gleiche Grundschaltung wie in F i g.1 für den Verstärker verwendet wird, bei dem jedoch die Umschaltung des Verstärkungsgrades durch Veränderung des Arbeitswiderstandes im Kollektorkreis erfolgt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Teile wie in F i g. 1. Hier ist nicht der mit 6 bezeichnete Gegenkopplungswiderstand, sondern der Arbeitswiderstand in die Teilwiderstände 51 und 52 unterteilt, und der Schalter 7 liegt zwischen dem Verbindungspunkt dieser Teilwiderstände und einer positiven Hilfsspannungsquelle +Uh, deren dynamischer Innenwiderstand wiederum als vernachlässigbar klein angenommen sei. Im Ruhezustand ist der Schalter 7, wie gezeichnet, geschlossen, und der Verstärkungsgrad berechnet sich zu Bei geöffnetem Schalter 7 gilt für den Verstärkungsgrad Man sieht auch hier, daß, wenn R51 sehr viel kleiner als R52 ist, v2 sehr viel größer als v1 wird.F i g. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the invention in which the same basic circuit as in FIG. 1 is used for the amplifier, but in which the gain is switched by changing the working resistance in the collector circuit. The same reference numerals denote the same parts as in FIG. 1. Here, it is not the negative feedback resistor labeled 6, but the working resistor which is divided into the partial resistances 51 and 52, and the switch 7 is located between the connection point of these partial resistances and a positive auxiliary voltage source + Uh, the dynamic internal resistance of which is again assumed to be negligibly small. In the idle state, the switch 7 is closed, as shown, and the gain is calculated When switch 7 is open, the gain applies You can also see here that if R51 is very much smaller than R52, then v2 becomes very much larger than v1.

F i g. 3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Veränderung der den Verstärkungsgrad bestimmenden Widerstandswerte durch Parallelschalten eines mit der Hilfsspannungsquelle U,, verbundenen Widerstandes zu einem stets vorhandenen Widerstand geschieht. So entspricht das Parallelschalten eines Widerstandes 64 zum Gegenkopplungswiderstand 63 in F.i g. 3 dem Kurzschließen des Widerstandes 62 in F i g. 1 und das Parallelschalten eines Widerstandes 54 zum Arbeitswiderstand 53 in F i g. 4 dem Kurzschließen des Widerstandes 51 in Fi g. 2. Dabei beziehen sich die Ausdrücke »Kurzschließen« und »Parallelschalten« jeweils auf die Wechselspannung; für den Gleichstrom ist die Hilfsspannungsquelle jeweils noch in Reihe bzw. parallel geschaltet, so daß keine Änderung des Gleichstrompotentials am betreffenden Anschlußpunkt auftritt.F i g. 3 and 4 show exemplary embodiments in which the change the resistance values determining the gain by connecting a with the auxiliary voltage source U ,, connected resistance to an always present Resistance happens. The parallel connection of a resistor 64 corresponds to the Negative feedback resistor 63 in F.i g. 3 to shorting resistor 62 in F i g. 1 and the parallel connection of a resistor 54 to the working resistor 53 in Fig. 4 the short-circuiting of the resistor 51 in Fi g. 2. Thereby relate the terms "short circuit" and "parallel connection" each refer to the alternating voltage; for the direct current, the auxiliary voltage source is still in series or parallel switched so that no change in the direct current potential at the relevant connection point occurs.

F i g. 5 zeigt eine Verstärkeranordnung mit zwei gleichartigen Verstärkern gemäß F i g.1, die zu einem Differenzverstärker verbunden sind. Die entsprechenden Schaltungsteile sind wie in F i g. 1 bezeichnet, wobei die des einen Verstärkers mit einem »'«zusätzlich gekennzeichnet sind. Hier entfällt die Notwendigkeit einer gesonderten Hilfsspannungsquelle, indem der Schalter 7 zwischen die Potentiale an den Verbindungspunkten der Widerstände 61 und 62 einerseits und 61' und 62' andererseits geschaltet ist. Diese Potentiale werden durch entsprechende Wahl der Basisruhepotentiale der Transistoren 1 und 1' und durch entsprechend symmetrischen Aufbau der Schaltung so gewählt, daß beim Schließen des Schalters 7 keine Ausgleichströme über fliesen Schalter fließen. Bezeichnet man wieder mit R5 den Widerstandswert der Widerstände 5 und 5', mit R61 den Widerstandswert der Widerstände 61 und 61' und mit R62 den Widerstandswert der Widerstände 62 und 62', so gilt für den Verstärkungsgrad für gegenphasige Eingangssignale bei geöffnetem Schalter 7: und bei geschlossenem Schalter 7 Wenn R61 sehr viel kleiner als R62 gewählt wird, ist wieder der Verstärkungsgrad v2 sehr viel größer als v1.F i g. FIG. 5 shows an amplifier arrangement with two amplifiers of the same type according to FIG. 1, which are connected to form a differential amplifier. The corresponding circuit parts are as in FIG. 1, whereby those of one amplifier are additionally marked with a »'«. The need for a separate auxiliary voltage source is eliminated here, in that the switch 7 is connected between the potentials at the connection points of the resistors 61 and 62 on the one hand and 61 'and 62' on the other hand. These potentials are selected by appropriate choice of the base quiescent potentials of the transistors 1 and 1 'and by a correspondingly symmetrical structure of the circuit so that when the switch 7 is closed, no equalizing currents flow through the switch. Is called again with R5 the resistance value of the resistors 5 and 5 ', with R61 the resistance of the resistors 61 and 61' and with R62 the resistance of the resistors 62 and 62 ', then for the gain for anti-phase input signals when the switch 7: and with the switch closed 7 If R61 is chosen to be much smaller than R62, the gain v2 is again very much greater than v1.

Die F i g. 6 bis 8 zeigen entsprechende Anwendungen der Schaltungsmaßnahmen gemäß F i g. 2 bis 4 auf Differenz- bzw. Gegentaktverstärker. Auch hier sind wieder entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei die Schaltungsteile des einen Verstärkers mit einem »'« zusätzlich gekennzeichnet sind. Die Berechnung der Verstärkungsgrade ergibt sich entsprechend. So gilt z. B. für die Schaltung der F i g. 8, die der Schaltung nach F i g. 4 entspricht, die folgende Überlegung. Der Schalter 7 liegt in Reihe mit einem Widerstand 54" zwischen den Kollektoren der beiden Transistoren 1 und 1'. Der Wert des Widerstandes 54" in F i g. 4 ist also mit 2 - R54 einzusetzen. Für gegenphasige Ansteuerung in den Punkten 2 und 2' gilt daher für den Verstärkungsgrad bei geschlossenem Schalter bei geöffnetem Schalter Wird also R54 sehr viel kleiner als R53 gewählt, so ist v2 sehr viel größer als v1.The F i g. 6 to 8 show corresponding applications of the circuit measures according to FIG. 2 to 4 on differential or push-pull amplifiers. Here, too, corresponding parts are again labeled with the same reference numerals, the circuit parts of one amplifier being additionally labeled with a "'". The calculation of the degree of reinforcement results accordingly. So z. B. for the circuit of the F i g. 8, which correspond to the circuit according to FIG. 4 corresponds to the following consideration. The switch 7 is connected in series with a resistor 54 "between the collectors of the two transistors 1 and 1 '. The value of the resistor 54" in FIG. 4 is to be used with 2 - R54. For antiphase control in points 2 and 2 ', the gain factor when the switch is closed applies with the switch open So if R54 is chosen to be much smaller than R53, then v2 is very much larger than v1.

Es sei nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht nur für das eingangs erwähnte Anwendungsbeispiel in einem Leseverstärker für Ferritkernmatrizen geeignet ist, sondern auch in allen den Fällen angewandt werden kann, in denen der Verstärkungsgrad eines Verstärkers ohne das Auftreten von zusätzlichen Störsignalen umgeschaltet werden soll.It should again be expressly pointed out that the invention not only for the application example mentioned at the beginning in a sense amplifier for Ferrite core matrices is suitable, but can also be applied in all of the cases can, in which the gain of an amplifier without the occurrence of additional Interfering signals should be switched.

An Hand der F i g. 9 soll nunmehr noch ein ausführliches Schaltungsbeispiel für einen Verstärker gemäß F i g. 7 beschrieben werden, welches sich für die Ausbildung eines Leseverstärkers für Ferritkernmatrizen besonders bewährt hat. Auch hier sind die unverändert gebliebenen Schaltelemente mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 7 bezeichnet. Um die bereits erwähnte Einstellung der Basisruhepotentiale der Transistoren 1 und 1' zu ermöglichen, sind die Fußpunkte der Widerstände 4 und 4' nicht wie in F i g. 7 mit 0 Volt verbunden, sondern mit den Klemmen eines Widerstandes 11, dessen zwecks Symmetrierung einstellbarer Abgriffpunkt mit einer positiven Spannungsquelle -I- U3 verbunden ist. Die Eingangsklemmen 2 und 2' des Verstärkers sind über Widerstände 12 und 13 mit den Klemmen der Sekundärwicklung eines ersten Übertragers 14 verbunden, dessen Primärwicklung die zu verstärkenden Signale zugeführt werden. Die Sekundärwicklung ist in der Mitte geerdet, um eine Gegentaktansteuerung des Differenzverstärkers zu gewährleisten.On the basis of FIG. 9 is now a detailed circuit example for an amplifier according to FIG. 7, which has proven particularly useful for the formation of a read amplifier for ferrite core matrices. Here, too, the switching elements that have remained unchanged have the same reference symbols as in FIG. 7 designated. In order to enable the already mentioned setting of the resting base potentials of the transistors 1 and 1 ' , the base points of the resistors 4 and 4' are not as in FIG. 7 connected to 0 volts, but to the terminals of a resistor 11 whose tap point, which can be set for balancing, is connected to a positive voltage source -I- U3. The input terminals 2 and 2 'of the amplifier are connected via resistors 12 and 13 to the terminals of the secondary winding of a first transformer 14, the primary winding of which is supplied with the signals to be amplified. The secondary winding is grounded in the middle to ensure push-pull control of the differential amplifier.

Der elektronische Schalter 7 ist durch eine Diodenbrücke verwirklicht, die aus den Dioden 15, 16, 17, 18 und den Widerständen 19 und 20 besteht. Die Verbindungspunkte der Dioden 15 und 17 einerseits und 16 und 18 andererseits sind über die Widerstände 64 und 64' mit den Emittern der Transistoren 1 und 1' verbunden und bilden die eine Diagonale der Brücke. Die Verbindungspunkte der Dioden 15 und 16 einerseits und der Widerstände 19 und 20 andererseits bilden die andere Diagonale der Brücke, an der Über einen zweiten Übertrager 21 und eine Zenerdiode 22 die Steuerimpulse für den Schalter zugeführt werden. Diese Punkte liegen außerdem über Widerstände 23 und 24 an einer Gleichspannungsquelle, die durch die Potentiale - U1 und -I- U3 gegeben ist.The electronic switch 7 is realized by a diode bridge, which consists of diodes 15, 16, 17, 18 and resistors 19 and 20. The connection points the diodes 15 and 17 on the one hand and 16 and 18 on the other hand are across the resistors 64 and 64 'are connected to the emitters of transistors 1 and 1' and form the one Diagonal of the bridge. The connection points of the diodes 15 and 16 on the one hand and the resistors 19 and 20 on the other hand form the other diagonal of the bridge via a second transformer 21 and a Zener diode 22, the control pulses for be fed to the switch. These points also lie across resistors 23 and 24 to a DC voltage source, which is generated by the potentials - U1 and -I- U3 given is.

Im Ruhezustand fließt von +U" ein Strom über ,den Widerstand 24, die Sekundärwicklung des Übertragers 21, die Zenerdiode 22 und den Widerstand 23 nach - U1. Damit liegt an der einen Diagonale der Diodenbrücke, nämlich dem Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 15 und 16 einerseits und der Widerstände 19 und 20 andererseits, eine Spannung, die in ihrer Größe durch die Zenerdiode 22 bestimmt ist und deren Polarität so liegt, daß die Dioden der Brücke in Sperrichtung vorgespannt sind. Der elektronische Schalter ist daher im Ruhezustand geöffnet, und die Verstärkung ist Die Größe der Zenerspannung ist so zu wählen, daß auch die größten zu erwartenden Störsignale die Diodenbrücke nichtleitend machen und damit den Verstärkungsgrad auf einen größeren Wert umschalten können.In the idle state, a current flows from + U "through the resistor 24, the secondary winding of the transformer 21, the Zener diode 22 and the resistor 23 to - U1 16 on the one hand and the resistors 19 and 20 on the other hand, a voltage whose magnitude is determined by the Zener diode 22 and whose polarity is such that the diodes of the bridge are reverse biased. The electronic switch is therefore open in the idle state, and the Reinforcement is The size of the Zener voltage is to be selected so that even the greatest interference signals to be expected can make the diode bridge non-conductive and thus switch the gain to a higher value.

Wird über den Übertrager 21 ein Auftastimpuls an die Brücke gelegt, dessen Amplitude die Zenerspannung der Diode 22 übersteigt, so werden in beiden Zweigen der Diodenbrücke Ströme erzeugt, die zweckmäßig größer sein sollen als die Ruheströme der Transistoren 1 und 1'. Dadurch werden die beiden Verstärker zu einem Differenzverstärker, hohen Verstärkungsgrades zusammengeschaltet. Unter Vernachlässigung des dynamischen Widerstandes der ,Dioden 15 und 16, d. h., wenn dieser Widerstand sehr viel kleiner als der Widerstandswert R64 ist, wird die Verstärkung Die Erfindung wurde an Hand mehrerer prinzipieller Ausführungsmöglichkeiten und eines speziellen Ausführungsbeispiels beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf diese Anwendungsmöglichkeiten beschränkt, sondern kann in vielfachen Abwandlungen und für die verschiedensten Zwecke zur Umschaltung des Verstärkungsgrades angewandt werden.If a gating pulse is applied to the bridge via the transformer 21, the amplitude of which exceeds the Zener voltage of the diode 22, currents are generated in both branches of the diode bridge which should expediently be greater than the quiescent currents of the transistors 1 and 1 '. As a result, the two amplifiers are interconnected to form a differential amplifier with a high gain. Neglecting the dynamic resistance of the diodes 15 and 16, ie if this resistance is very much smaller than the resistance value R64, the gain will be The invention has been described on the basis of several basic possible embodiments and a special embodiment. However, it is not restricted to these possible applications, but can be used in many modifications and for the most varied of purposes for switching the gain.

Claims (9)

Patentansprüche: 1. Schaltung zur Verstärkung von elektrischen Signalen mit umschaltbarem Verstärkungsgrad, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Punkte, die über gleichstromführende Bauelemente mit einem dritten Punkt (z. B. Betriebsspannung) in Verbindung stehen, über einen Schalter und eventuell damit in Reihe geschaltete ohmsche Widerstände so verbunden werden, daß beim Schließen des Schalters Widerstände, die für den Verstärkungsgrad der Anordnung mitbestimmend sind, direkt bzw. durch die eventuell mit dem Schalter in Reihe liegenden Widerstände überbrückt werden, ohne daß sich dadurch beim Fehlen einer Ansteuerung der Anordnung die Potentiale dieser beiden Punkte ändern. Claims: 1. Circuit for amplifying electrical signals with switchable gain, characterized in that two points, the via DC components with a third point (e.g. operating voltage) connected via a switch and possibly connected in series with it Ohmic resistors are connected in such a way that when the switch is closed, resistors which are decisive for the degree of reinforcement of the arrangement, directly or through any resistors in series with the switch are bridged, without the potentials change these two points. 2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (7) zwischen einem Abgriffpunkt eines Gegenkopplungswiderstandes (61, 62) und einer das Potential dieses Abgriffpunktes führenden niederohmigen Hilfsspannungsquelle (Uh) liegt (F i g. 1). 2. Amplifier circuit according to claim 1, characterized in that the switch (7) is between a tap point of a negative feedback resistor (61, 62) and a low-resistance auxiliary voltage source (Uh) leading the potential of this tap point (F i g. 1). 3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (7) zwischen einem Abgriffpunkt des Arbeitswiderstandes (51, 52) und einer das Potential dieses Abgriffpunktes führenden niederohmigen Hilfsspannungsquelle (Ur,) liegt (F i g. 2). 3. Amplifier circuit according to claim 1, characterized in that the switch (7) between a tap point of the working resistor (51, 52) and a low-resistance auxiliary voltage source (Ur,) leading the potential of this tap point (F i g. 2). 4. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (7) in Reihe mit einem zusätzlichen Gegenkopplungswiderstand (64) zwischen dem Anschlußpunkt des Verstärkers an einen Gegenkopplungswiderstand (63) und einer das Potential dieses Anschlußpunktes führenden Hilfsspannungsquelle (Uh) liegt (F i g. 3). 4. Amplifier circuit according to claim 1, characterized in that the switch (7) is in series with an additional negative feedback resistor (64) between the connection point of the amplifier to a negative feedback resistor (63) and an auxiliary voltage source (Uh) carrying the potential of this connection point (F i g. 3). 5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (7) in Reihe mit einem zusätzlichen Arbeitswiderstand (54) zwischen der Ausgangsklemme des Verstärkers und einer das Potential .dieser Ausgangsklemme führenden Hilfsspannungsquelle (Uh) liegt (F i g. 4)-5. Amplifier circuit according to claim 1, characterized in that that the switch (7) in series with an additional working resistor (54) between the output terminal of the amplifier and one the potential of this output terminal leading auxiliary voltage source (Uh) is (Fig. 4) - 6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Differenzverstärker der Schalter zwischen entsprechenden Abgriffpunkten entsprechender Gegenkopplungs- bzw. Arbeitswiderstände liegt (F i g. 5 und 6). 6. Amplifier circuit according to Claim 2 or 3, characterized in that in a differential amplifier the Switch between corresponding tapping points of corresponding negative feedback or Working resistances is (F i g. 5 and 6). 7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Differenzverstärker die Reihenschaltung aus Schalter und Widerstand zwischen den beiden entsprechenden Anschlußpunkten der verstärkenden Elemente liegt (F i g. 7 und 8). B. 7. Amplifier circuit according to claim 4 or 5, characterized in that in the case of a differential amplifier the series connection from switch and resistor between the two corresponding connection points of the reinforcing elements (Figs. 7 and 8). B. Verstärkerschaltung nach einem der Anspräche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter eine Diodenbrücke vorgesehen ist, in deren einer Diagonale die zu verbindenden Punkte liegen und in deren anderer Diagonale eine die Dioden öffnende bzw. sperrende Steuerspannung zugeführt wird (F i g. 9). Amplifier circuit after a of claims 6 and 7, characterized in that a diode bridge is used as the switch is provided, in whose one diagonal the points to be connected lie and in whose other diagonal is supplied with a control voltage that opens or blocks the diodes (Fig. 9). 9. Verstärkerschaltung nach einem der Anspräche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ihre Anwendung als Leseverstärker für magnetische Kernspeichermatrizen in der Weise, daß der Schalter als elektronischer Schalter ausgebildet ist, der, während ein Lesesignal erwartet wird, den Verstärker von geringem Verstärkungsgrad auf großen Verstärkungsgrad umschaltet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1116 724.9. Amplifier circuit according to one of claims 1 to 8, characterized through their use as read amplifiers for magnetic core memory matrices in the way that the switch is designed as an electronic switch, while a read signal is expected, the amplifier from low gain to large Gain toggles. Publications considered: German Auslegeschrift # 1116 724.
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DE2021108A1 (en) * 1969-05-01 1970-11-12 Sony Corp Transistor circuit
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