DE1524297B2 - Driftkompensationsschaltung - Google Patents

Description

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Während des normalen Betriebes der Verstärker 1 sehen der Ausgangsspannung am Anschluß 6 und

bis 4 gelangt durch die Kompensationsschaltung 5 ein dem Bezugspotential V am Anschluß 11 ist.

festes Kompensationssignal an den Anschluß 7, mit Der Verstärker 12 weist einen Transistor 30 auf,

dem alle Fehler, die bei Beginn des Rechenzyklus dessen Emitterelektrode an der Kollektorelektrode

existieren, kompensiert werden, so daß die Spannung 5 des Transistors 20 liegt und dessen Kollektorelek-

am Anschluß 6 eine präzise Funktion der verschiede- trode über einen Widerstand 32 am Anschluß 31

nen in die Verstärker eingespeisten Eingangssignale liegt, an dem ein negatives Bezugspotential —12V

ist. liegt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 12 ist eine

Mit 10 ist ein Vergleicher der Kompensations- direkte Funktion des Ausgangssignals des Verglei-

schaltung 5 bezeichnet, der mit einem ersten Eingang io chers 10 und wird in die UND-Schaltung 13 einge-

am Ausgangsanschluß 6 des Verstärkers 4 liegt und speist.

an dessen zweiten Eingang 11 ein Bezugspotential V Die UND-Schaltung 13 weist einen Feldeffekttranliegt. Der Vergleicher 10 vergleicht die Ausgangs- sistor40 auf, dessen Elektroden 37 und 38 zwischen spannung am Ausgangsanschluß 6 mit dem Bezugs- dem Kollektor des Transistors 30 und der Speicherpotential V am Anschluß 11 und erzeugt eine Aus- 15 kapazität 15 liegen. Der andere Anschluß der gangsspannung, die eine Funktion der Differenz zwi- Speicherkapazität 15 liegt an Masse. Die Steuerelekschen diesen beiden Eingangsspannungen ist und an trode 39 des Transistors 40 liegt am Kollektor eines einen Verstärker 12 gelangt. Mit 13 ist eine als öff- Transistors 41, und zwar unter Zwischenschaltung nerschalter dienende UND-Schaltung bezeichnet, de- einer Beschleunigungskapazität 36 mit parallelgeren einer Eingang am Ausgang des Verstärkers 12 20 schalteter Diode 42. Die Kollektorelektrode des liegt und deren anderer Eingang 14 an.nicht darge- Transistors41 liegt über einem Widerstand44 an stellten digitalen Steuerschaltungen liegt. Wenn durch einem negativen Potential —12V, während die die digitalen Steuerschaltungen der zweite Ein- Emitterelektrode an einem positiven Potential +6V gang 14 der UND-Schaltung 13 konditioniert ist, ge- liegt. Die Basiselektrode des Transistors 41 liegt an langen die Ausgangsspannungen des Verstärkers 12 25 dem Eingangsanschluß 14 aus Fig. 1, und zwar über an eine Speicherkapazität 15, so daß sich die Kapazi- einem Widerstand 35.

tat 15 auf eine Spannung auflädt, die dem Ausgang Wenn an dem Anschluß 14 ein Signal vorliegt, des Verstärkers 12 proportional ist. Die Spannung wird der Transistor 41 eingeschaltet, und das daüber der Kapazität 15 liegt über einem Puffer 16 und durch an der Emitterelektrode entstehende positive einen Widerstand 17 am Eingangsschluß 7 des Ver- 30 Potential gelangt an die Diode 42. Der Feldeffektstärkers 4. Wenn die UND-Schaltung 13 geschlossen transistor 40 nimmt nun einen kleinen Widerstand an ist und die Kapazität 15 aufgeladen wird, entsteht da- und verbindet die Kapazität 15 mit der Kollektordurch ein Strom, der durch den Widerstand 17 an elektrode des Transistors 30, so daß sich die Kapaziden Eingangsanschluß 7 fließt, auf Grund dessen am tat 15 nach Maßgabe der Differenz zwischen der Ausgangsanschluß 6 eine Spannung erzeugt wird, die 35 Ausgangsspannung am Anschluß 16 und dem Bezuggenauso groß ist wie die Bezugsspannung V am An- spotential V am Anschluß 11 aufladen kann. Schluß 11. Das Potential über der Kapazität 15 gelangt an die

Bei Beginn eines Rechenzyklus wird die UND- Steuerelektrode 47 eines Feldeffekttransistors 50 in

Schaltung 13 gesperrt und damit die Kapazität 15 dem Pufferkreis 16. Der Transistor 50 liegt mit sei-

von dem Verstärker 12 getrennt, so daß die Span- 40 nen Anschlüssen 48 und 49 zwischen einem An-

nung über der Kapazität 15 auf ihrem letzten Wert Schluß 51, an dem ein positives Potential +6V, und

stehenbleibt und die angestrebte Fehlerkompensation einem Anschluß 52, an dem ein negatives Potential

während des nun folgenden Rechenzyklus bewirkt. — 12V liegt. Zwischen dem Anschluß 52 und der

Es sei darauf hingewiesen, daß das Bezugspoten- Elektrode 49 liegt ein Widerstand 53. Der Transi-

tial V am Anschluß 11 nach einem Programm auf 45 stör 50 arbeitet als nicht invertierender Pufferverstär-

verschiedene Werte eingestellt werden kann oder ker mit hoher Eingangsimpedanz. Die Transistor-

auch kontinuierlich wechseln kann. elektrode 49 liegt an dem Widerstand 17 aus F i g. 1.

Es sei weiter darauf hingewiesen, daß die Ein- und Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenom-

Abschaltung der UND-Schaltung 13 am Eingang 14 men, daß der Verstärker 4 potentiometrisch betrie-

auch von Hand über entsprechende Schaltmittel er- 50 ben wird, d. h. also, daß die Ausgangsspannung ge-

folgenkann. genüber dem Eingangssignal nicht invertiert ist. Da

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der der Ausgang der Kompensationsschaltung5 aus Kompensationsschaltung5 aus Fig. 1 im Detail dar- Fig. 2, bezogen auf das Eingangssignal, am Angestellt. Gemäß F i g. 2 weist der Vergleicher zwei schluß 6 invertiert ist, hat es die für die Fehlerkom-Transistoren 20, 22 auf, die als Differentialverstärker 55 pensation erforderliche Polarität. Wenn der Verstärgeschaltet sind und deren Emitterelektroden gemein- ker 4 invertiert, dann müssen die Anschlüsse 6 sam über einen Widerstand 24 an einen Anschluß 23 und 11 an die Basiselektroden der Transistoren 22 liegen, an dem ein negatives Spannungspoten- bzw. 20 gelegt werden, so daß am Ausgang die richtial—12V liegt. Die Kollektorelektrode des Transi- tige Polarität vorliegt.

stors 20 liegt über einem Widerstand 26 an einem 60 Während eines Rechenzyklus wird der AnAnschluß 25, an dem ein positives Potential +12V schluß 14 mit einem positiven Signal beaufschlagt, liegt, während die Kollektorelektrode des Transi- das den Transistor 41 abschaltet. Das negative Signal stors 22 am Anschluß 27 liegt, an dem ein positives an der Steuerelektrode 39 schaltet daraufhin den Spannungspotential +6 V angeschlossen ist. Die Ba- Transistor 40 ab, so daß zwischen dem Verstärker 12 siselektroden der Transistoren 20 und 22 liegen an 65 und der Speicherkapazität 15 eine hohe isolierende den Anschlüssen 6 bzw. 11 aus F i g. 1, so daß an der Impedanz besteht. Auf Grund dieser hohen Impe-Kollektorelektrode des Transistors 20 ein Signal ent- danz und der hohen Eingangsimpedanz des Transisteht, das eine inverse Funktion der Differenz zwi- stors 50 bleibt die Ladung über der Kapazität 15

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während des Rechenzyklus im wesentlichen auf- elemente angegeben, die sich für die Schaltung nach

rechterhalten. Die Folge ist ein festes Kompensa- F i g. 2 bewährt haben.

tionssignal am Eingang des Verstärkers 4, daß durch

die Kapazität 15, ausgelöst, über den Transistor 50 Widerstände

und den Widerstand 17, an den Eingangsanschluß 7 5 ²⁴ 6 000 Ohm

gelangt. 26,53 3 000 Ohm

F i g. 3 zeigt die diversen bei Betrieb des in F i g. 1 32, 44 12 000 Ohm

und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels auftreten- 35 10 000 Ohm

den Spannungen über die Zeit aufgetragen. In der er- Kapazitäten

sten Zeile der Fig. 1 ist die Summe Vin der Ein- io ^g 100 Picofarad

gangsspannung Vi und der Fehlerspannung Ve auf- _{15 0 22} jviicrofarad

getragen, in der zweiten Zeile die Kompensations- '

spannung Vc, die von der Kompensationsschaltung5 Fig.4 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel,

erzeugt wird, in der dritten Zeile die Ausgangsspan- bei dem ein Verstärker 60 vorgesehen ist, der strom-

nung Vo am Ausgangsanschluß 6 des Verstärkers 4 15 summierend betrieben wird. In diesem Fall liegt der

und in der vierten Zeile die zur Schaltung der Widerstand 17 der Kompensationsschaltung 5 am

UND-Schaltung 13 an dem Anschluß 14 eingespeiste Eingangsanschluß D des Verstärkers 60, während der

Steuerspannung F14. Wenn die Spannung F14 nega- Ausgangsanschluß Zl des Verstärkers 60 an der Ba-

tiv ist und das Eingangssignal Vin -Vi.+ Ve um ein siselektrode des Transistors22 aus Fig. 2 liegt, wie

Bezugsniveau, auf dem es an sich festliegen sollte, ao dies in F i g. 4 gestrichelt angedeutet ist. Das Bezugs-

schwankt, dann erzeugt die Kompensationsschal- potential des Anschlusses 11 liegt dann an der Basis-

tung 5 ein Kompensationssignal Vc, das so bemessen elektrode des Transistors 20 gemäß F i g. 2 und 4.

ist, daß die Ausgangsspannung Vo am Ausgangsan- Diese Verbindungen zwischen dem Verstärker 60 ei-

schluß 6 genau auf dem Bezugspotential liegt. nerseits und der Kompensationsschaltung 5 bewir-

Wenn ein analoger Rechenzyklus gestartet werden 25 ken, daß die Kompensationsspannung phasengerecht

soll, dann wird ein positives Potential an den An- an den Eingang des Verstärkers 60 gelangt.

Schluß 14 gelegt, wodurch die Verbindung zwischen Der Verstärker 60 kann auch im Differentialbe-

dem Verstärker 12 und der Kapazität 15 getrennt trieb arbeiten. Eine entsprechende Modifikation der

wird. Die Ausgangsspannung Vo variiert nun als in- Schaltung zeigt Fig. 5. Der Widerstand 17 liegt

verse Funktion nach Maßgabe der Eingangsspan- 30 dann am Eingangsanschluß C, während der Aus-

nung Vi. Während dieses Rechenzyklus bleibt die gangsanschluß ZI an der Basiselektrode des Transi-

Kompensationsspannung Vc konstant auf dem Po- stors 20 liegt. Das Bezugspotential liegt an der Basis-

tential, das sie bei Beginn des Rechenzyklus inne- elektrode des Transistors 22. Auf diese Weise wird

hatte. die Kompensationsspannung mit der richtigen Pha-

Im folgenden werden die Werte einzelner Schalt- 35 senlage erzeugt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Ausgangsspannung des Gleichspannungsverstärkers Patentansprüche: durch zwei vorgesehene Schalter eingangs- und aus- gangsseitig an Massenpotential geschaltet und vom

1. Driftkompensationsschaltung für einen deich- Ausgangsanschluß des Gleichspannungsverstärkers spannungsverstärker, bei der die sich durch Ver- 5 getrennt. Diese bekannte Schaltung erfordert einen Stärkung der während der Rechenpausen am Ver- erheblichen Aufwand an Schaltern und ist in ihrer stärkereingangsanschluß vorliegenden Eingangs- Anwendung begrenzt. Aufgabe der Erfindung ist es, spannung ergebende Verstärkerausgangsspan- bei einer Schaltung der eingangs genannten Art den nung mit einer festen Bezugsspannung verglichen Aufwand an Schaltern möglichst klein zu halten. Die wird und eine dabei abgeleitete Vergleichsspan- io Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Vernung einer Kapazität zugeleitet wird, die den bei stärkerausgangsanschluß über einen an ein äußeres Rechenpausenende vorliegenden gespeicherten Bezugspotential angeschlossenen Vergleicher, der Spannungswert über die nachfolgende Rechenzeit eine aus der Verstärkerausgangsspannung und dem speichert und von der während der nachfolgen- Bezugspotential abgeleitete Differenzspannung erden Rechenzeit eine Kompensationsspannung ab- 15 zeugt, und einen diesem nachgeschalteten, bei Regegriffen wird, die gepuffert dem Verstärkerein- chenzeit geöffneten und bei Rechenpause geschlossegangsanschluß zugeleitet wird, dadurch ge- nen Öffnerschalter an den freien Pol der mit ihrem kennzeichnet, daß der Verstärkerausgangs- anderen Pol an ein festes Bezugspotential angeanschluß über einen an ein äußeres Bezugspoten- schlossenen Kapazität angeschlossen ist, welcher freie tial (11) angeschlossenen Vergleicher (10), der 20 Pol über eine mit einem Widerstand versehene Pufeine aus der Verstärkerausgangsspannung (Vo) ferstrecke an dem galvanisch an den Verstärkerein-

und dem Bezugspotential (V) abgeleitete Diffe- gangsanschluß angeschlossenen Signaleingangsan- /-.^ renzspannung erzeugt, und einen diesem nachge- schluß angeschlossen ist. ν ν schalteten, bei Rechenzeit geöffneten und bei Re- Die Erfindung benötigt nur einen einzigen Öffnerchenpause geschlossenen Öffnerschalter (13) an 25 schalter. Da nach der Erfindung der Eingangsanden freien Pol der mit ihrem anderen Pol an ein schluß des Gleichspannungsverstärkers in den Refestes Bezugspotential angeschlossenen Kapazität chenpausen angeschlossen bleiben kann, werden (15) angeschlossen ist, welcher, freie Pol über nach der Erfindung im Gegensatz zu der erwähnten eine mit einem Widerstand (17) versehene Puffer- vorbekannten Schaltung nicht nur die Fehlerspanstrecke (16, 17) an den galvanisch an den Ver- 30 nungen kompensiert, die innerhalb des Gleichspanstärkereingangsanschluß angeschlossenen Signal- nungsverstärkers ihre Ursache haben, sondern auch eingangsanschluß angeschlossen ist. die durch Drift des Eingangssignals hervorgerufenen.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch ge- Diese Tatsache nutzt die Erfindung mit einer Weiterkennzeichnet, daß für mehrere hintereinanderge- bildung aus, die dadurch gekennzeichnet ist, daß für schaltete Gleichspannungsverstärker (1, 2, 3, 4) 35 mehrere hintereinandergeschaltete Gleichspannungsder Vergleicher (10) und die Kapazität (15) je- verstärker der Vergleicher und die Kapazität jeweils weils an den hintersten Gleichspannungsverstär- an den hintersten Gleichspannungsverstärker angeker (4) angeschlossen sind. ,...·■ schlossen sind.

Diese Weiterbildung ermöglicht, die Driftkompen-40 sation einer Kaskade mit einer einzigen Kompensa-

tionsschaltung durchzuführen, ohne dabei Gefahr zu

laufen, daß überempfindliche Kompensationsreaktionen auftreten, wie es der Fall wäre, wenn man die Kaskade mit einer einzigen Kompensationsschaltung

Die Erfindung betrifft eine Driftkompensations- 45 kompensieren wollte, indem man diese am Ausschaltung für einen Gleichspannungsverstärker, bei gangsanschluß der letzten Kaskadenstufe und am der die sich durch Verstärkung der während der Re- Eingangsanschluß der ersten Kaskadenstufe anchenpausen am Verstärkereingangsanschluß vorlie- schließt.

genden Eingangsspannung ergebende Verstärkeraus- In manchen Fällen ist es wünschenswert, die Ausgangsspannung mit einer festen Bezugsspannung ver- 5° gangsspannung eines Gleichspannungsverstärkers glichen wird und eine dabei abgeleitete Vergleichs- oder einer Gleichspannungsverstärkerkaskade auf ein spannung einer Kapazität zugeleitet wird, die den bei bestimmtes, möglicherweise einstellbares Spannungs-Rechenpausenende vorliegenden gespeicherten Span- niveau zu beziehen. Auch das läßt sich bei Kompennungswert über die nachfolgende Rechenzeit spei- sationsschaltungen nach der Erfindung sehr einfach chert und von der während der nachfolgenden Re- 55 bewerkstelligen durch entsprechendes Einstellen des chenzeit eine Kompensationsspannung abgegriffen äußeren Bezugspotentials, an das der nach der Erfinwird, die gepuffert dem Verstärkereingangsanschluß dung vorgesehene Vergleicher angeschlossen ist.
zugeleitet wird. Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung

Bei einer aus der USA.-Patentschrift 3 070 786 näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
vorbekannten Driftkompensationsschaltung wird die 60 Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach Ausgangsspannung des Gleichspannungsverstärkers der Erfindung im Blockschaltbild,
verstärkt und unter Zwischenschaltung eines Span- Fig. 2 die Kompensationsschaltung aus Fig. 1

nungsteilers der Kapazität zugeleitet. Dieser Span- im Detail,

nungsteiler, von dem auch die Eingangsspannung des Fig. 3 ein Zeitspannungsdiagramm zu Fig. 1

Gleichspannungsverstärkers abgegriffen wird, wird 65 und 2,

bei Rechenpause vom Eingangsanschluß der Korn- Fig. 4 und Fig. 5 Blockdiagramme weiterer

pensationsschaltung an Massenpotential umgeschal- Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drifttet. Bei Rechenbetrieb wird der Verstärker für die kompensationsschaltung.