DE1955205A1 - Elektrischer Schaltkreis - Google Patents

Description

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Elliott Brothers (London) Limited, London, England

Elektrischer Schaltkreis

Die Erfindung betrifft elektrische Schaltkreise und bezieht sich insbesondere auf Schaltkreise mit einem Verstärker mit Singangsimpedanz, und Ausgangswiderstand,, mit einem Schalter zwischen dem Ausgang des Verstärkers- und dem Ausgangswiderstand und mit einer Widerstandsrückkopplung zwischen dem Verbindungspunkt des Schalters-.mit dem Ausgangswiderstand einerseits und dem Verbindungspunkt zwischen der Eingangsimpedanz und dem Verstärker andererseits.

Gemäß der Erfindung ist der Schaltkreis derart ausgebildet, daß ein Hilfsausgangswiderstand über einen weiteren Schalter an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen ist, daß eine Ohm'sche Hilfsrückkopplung von dem Verbindungspunkt zwischen dem weiteren Schalter und dem Hilfsausgangswiderstand zu dem Verbindungspunkt zwischen dem Verstärker und dem Eingangswiderstand führt, und daß eine Steuerschaltung die Schalter wechselweise öffnet und schließt, so daß jeweils der eine Schalter offen ist, wenn der andere Schalter geschlossen ist.

Vorzugsweise haben der Ausgangswiderstand und der Hilfsausgangswiderstand praktisch den gleichen Wert und beide Widerstände sind in diesem 3?_all auf Nullpotential gegenüber Hasse.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur näher beschrieben, die die Schaltung des Schaltkreises zeigt«

Die dargestellte Schaltung hat die Eigenschaft, daß in Abhängigkeit von einem Schaltimpuls der Strom i im Ausgangswiderstand der Schaltung proportional der Eingangsspannung E oder Null ist, je nachdem die Eingangespannung ihren Betrag ändert.

Die Schaltung enthält einen Verstärker 11, einen Eingangswiderstand 13» einen Ausgangswiderstand 15, einen Schalter 17 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 11 und dem Ausgangswiderstand 15, und eine Rückkopplung 19 mit einem Widerstand 22, die von dem Verbindungspunkt zwischen dem Schalter 17 und dem Ausgangswiderstand 15 zu dem Verbindungspunkt zwischen dem Verstärker 11 und dem Eingangswiderstand 13 führt. Der Ausgangswiderstand 15 ist an einem Punkt angeschlossen, z.B. dem Massepunkt (nicht dargestellt) eines Verstärkers, der ein liullpotential gegenüber Erde hat.

Ein HilfsWiderstand 21 ist mit Masse verbunden. Ein weiterer Schalter 23 liegt zwischen dem Ausgang des Verstärkers 11 und dem Hilfsausgangswiderstand 21. Ein Hilfsrückkopplungszweig 25.mit einem Rückkopplungswiderstand 26 führt von dem Verbindungspunkt zwischen dem Schalter 23 und dem Hilfsausgangswiderstand 21 zu dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingang des Verstärkers 11 und dem Eingangswiderstand 13-

Die Schalter 17 und 23» die z.B. als Field-Effekt-Transistoren ausgebildet sind, werden von einer Schaltung 27 so gesteuert, daß der eine Schalter geschlossen ist, wenn der andere offen ist. Der Sohaltung wird ein Eingangsimpuls 29 zugeführt, dessen Impulsbreite z.B. moduliert werden kann. Sie Schalter

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.- 3 - s

17 und 23 sind beide so ausgebildet, daß sie geschlossen werden, wenn ein Impuls mit einem vorbestimmten Spannungspegel angelegt wird und geöffnet werden, wenn ein anderer Spannungswert angelegt wird. Damit jeweils der eine Schalter geschlossen wird, wenn der andere offen ist, enthält die Verbinduhgsleitung zu einem der Schalter, im Beispiel die Leitung zum Schalter 17^» einen Inverterkreis 31·

Beim Betrieb der Schaltung werden den Eingängen der Schalter Impulse zugeführt und dem Eingangswiderstand 13 wird eine Spannung E zugeleitet. Wenn der Schalter 17 geschlossen ist, fließt ein Ausgangsstrom i in den Ausgangswid.erstand. Wenn der Schalter 17 beim Abfallen des Impulses geöffnet wird, wird der Schalter 23 geschlossen und der Strom fließt statt durch den Ausgangswiderstand 15 über den Hilfsausgangswiderstand 21.

Der Strom in dem Hilfsausgangswiderstand 21 unterscheidet sich von dem durch den Ausgangswiderstand 15 vorher fließtenden Strom infolge der Unterschiede zwischen den Spannungen und Impedanzen der Schalter 17 und 23 und infolge der unterschiede in den Werten der Rückkopplungswiderstände 22 und Wenn man die Sohalter bezüglich ihrer Abschaltspannung und ihres- Impedanzwertes aneinander angleicht und wemm man die Werte der Rückkopplungswiderstände 22 und 26 entsprechend angleioht, ist das dem Verstärker 11 zugeführte Signal im wesentlichen über die ganze Zeit konstant. In der Praxis wird wegen kleiner Unterschiede zwischen den charakteristischen Eigenschaften der Schalter und kleiner Unterschiede der Rückkopplungswerte eine Änderung des Wertes der Ausgangsspannung des Verstärkers 11 eintreten,wenn der Strom von dem Ausgangswiderstand 15 auf den Hilfsausgangswiderstand 21 geschaltet wird. Diese Änderung kann jedoch sehr klein im Vergleich zu einer Änderung sein, die auftreten würde, wenn der Hllfsausgangawiderstand 21, der Schalter

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23 und der Rückkopplungsweg 25 fehlen würden. Der Einfluß auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung infolge einer Trägheit des Verstärkers 11 kann daher sehr klein gehalten werden.

Dje Spannung E, die dem Eingangswiderstand 13 zugeführt Wird, braucht nicht konstant' zu sein; jedoch sollten die Änderungen der Spannung E eine Frequenz aufweisen, die nicht größer ist, als diejenige Frequenz, der der Verstärker 11 folgen kann.

Im folgenden wird der stationäre Zustand der Schaltung noch näher untersucht. Es sei angenommen, dass R-, der Wert des Eingangswiderstandes 13»

R₉ und R₀' die Werte der Rückkopplungswiderstände 22 und 26 sind.

daß ferner R, und R,¹ die Werte des Ausgangswiderstandes 15 und des Hilfsausgangswiderstandes 21 sind, daß

E die Spannung am Eingangswiderstand 13,

v. die Ausgangsspannung des Verstärkers 11,

ν-, die Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Schalter und dem Ausgangewiderstand 15 , und

Vp¹ die Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Schalter und dem Hilfsausgangswiderstand 21 ist.

Wenn die Schalterspannung den höhen Wert hat, isb der Schalter

17 geschlossen undder Schalter 23 offen. Die Spannung Vp ist

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i.

Der Ausgangsstrom i Ist dann

Wenn .der Spannungawert am Schaltereingang niedrig ist, ist der Schalter 2.3 geschlossen und der Schalter 17 offen. Die Spannung Vj₁ ist dann

Es ergibt sich i = O .

V Da jedoch v™¹ = —-— E ist,

^El

ergibt sich "<

Wenn nun die
ist

Schialtereingangsspannung den hohen Wert hat,

2 £ 1 ·

und wenn die Sohaltereingangsspannung den niedrigen Wert j hat: ' . . . :

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Wenn also R₂ 'rz R₂ ist, "braucht sich der Wert v^ nur Uta einen kleinen Betrag zu ändern, wenn die Spannung am Schaltereingang sich ändert. Pehle-r· infolge einer Trägheit des Verstärkers werden daher sehr klein gehalten.

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Claims (1)

1. * k 6o98

   Patentansprüche

   1> Elektrischer Schaltkreis'mit einem Verstärker mit Eingangsimpedanz und Ausgangswiderstand, mit einem Schalter zwischen dem Ausgang des Verstärkers und dem Ausgangswiderstand und mit einer Widerstandsrübkkopplung zwischen dem Verbindungspunkt des Schalters mit dem Ausgangswiderstand einerseits und dem Verbindungspunkt zwischen der Eingangsimpedanz und dem Verstärker andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsausgangswiderstand (21) über einen . weiteren Schalter (23) an den Ausgang des Verstärkers (11) angeschlossen ist, daß eine Ohm'sche Hilfsrückkopplung (25,26) von dem Verbindungspunkt zwischen dem weiteren Schalter (23) und dem Hilfsausgangswiderstand (21) zu dem Verbindungspunkt zwischen dem Verstärker (11) und dem Eingangswiderstand (13) führt, und daß eine Steuerschaltung (27,31) die Schalter (17,23) wechselweise öffnet und schließt, so daß jeweils der eine Schalter offen ist, wenn der andere Schalter geschlossen ist.

   2· Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgangswiderstand (15) und der Hilfsausgangswiderstand (21) praktisch den gleichen Wert haben und beide Widerstände an Nullpotential gegenüber Masse liegen.

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