DE2319037A1

DE2319037A1 - AMPLIFIER CIRCUIT

Info

Publication number: DE2319037A1
Application number: DE19732319037
Authority: DE
Inventors: Richard Henry Melbour Whitaker
Original assignee: DATA RECOGNITION Ltd
Current assignee: DATA RECOGNITION Ltd
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1973-04-14
Publication date: 1973-10-31
Also published as: GB1383538A

Description

Dipl.-lng. G. Schliebs 61 Darmstadt Claudiusweg 17A Dipl.-Ing. G. Schliebs 61 Darmstadt Claudiusweg 17A

Patentanwalt Telefon (06151) 46753Patent attorney phone (06151) 46753

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Deutsche PatentamtGerman Patent Office

8 München 2
Zweibrückenstr. 12 8 Munich 2
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M 262 14-. 4-. 1973M 262 14-. 4-. 1973

Betrifft:Regards:

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Anmelder: DATA RECOGNITION LIMITEDPatent and utility model auxiliary application Applicant: DATA RECOGNITION LIMITED

7 Loverock Road, Battle Farm Estate, Reading, Berkshire, England7 Loverock Road, Battle Farm Estate, Reading, Berkshire, England

VerstärkerschaltungAmplifier circuit

Die Erfindung betrifft Verstärkerschaltungen.The invention relates to amplifier circuits.

Gemäß der Erfindung ist eine Verstärkerschaltung vorgesehen, welche sich dadurch auszeichnet, daß eine Eingangsklemme vorgesehen ist, die mit einem ersten Eingang eines Differentialverstärkers und über eine Entkopplungsdiode mit einer Folgeschaltung verbunden ist, die mit einem zweiten Verstärkereingang verbunden ist, daß weiterhin ein Kondensator vorgesehen ist, der durch den Eingangsstrom an die Schaltung aufgeladen wird und dessen Entlade-Zeitkonstante derart vorgewählt ist, daß Veränderungen in der Eingangsspannung der Schaltung, die langsamer verlaufen als an einer vorgegebenen Grenze, diejenige Spannung folgt, die an den zweiten Verstärkereingang geführt ist derart, daß keine' Ausgangs spannung am Verstärker erhalten wird, während rascheren Veränderungen der Eingangsspannung diese Spannung, welche an den zweiten Verstärkereingang gelegt wird,According to the invention, an amplifier circuit is provided which is characterized in that an input terminal is provided is connected to a first input of a differential amplifier and a decoupling diode with a sequence circuit is connected, which is connected to a second amplifier input that further provided a capacitor which is charged by the input current to the circuit and whose discharge time constant is preselected in such a way that that changes in the input voltage of the circuit which are slower than at a predetermined limit, the one Voltage follows, which is fed to the second amplifier input such that no 'output voltage received at the amplifier becomes, while more rapid changes in the input voltage this Voltage that is applied to the second amplifier input,

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Für das Auffragsverhältnis gilt die Gebührenordnung der Deutschen Patentanwalfskammer * Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: DarmstadfThe fee schedule of the German Chamber of Patent Attorneys applies to the commissioning relationship * Place of jurisdiction for performance and payment: Darmstadf

am Fr-rnsprecJier haben keine rechtsverbindliche Wirkung!at the FrnsprecJier have no legally binding effect!

Brief vom Ί4. H-, 1973 ^Claft 2 Dipl.-lng. G. SchliebsLetter of April 4th H-, 1973 ^Claft 2 Dipl.-Ing. G. Schliebs

an das Deutsche Patentamt Patentanwaltto the German Patent Office patent attorney

nicht mehr folgt, so daß eine Spannung an dem Ausgang des ~ Verstärkers erhalten wird. ^.no longer follows, so that a voltage at the output of the ~ Amplifier is obtained. ^.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:The invention is described below, for example, with reference to FIG Drawing described; in this shows:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Verstärkerschaltung,1 shows an embodiment of an amplifier circuit,

F'xg. 2 ein Wellenformdiagramm, auf welches bei der Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 1 Bezug genommen wird, undF'xg. Fig. 2 is a waveform diagram to which the explanation reference is made to the operation of the circuit of FIG. 1, and

i'ig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltung.i'ig. 3 shows a modified embodiment of the circuit.

Gemäß S¹Xg. 1 weist die Verstärkerschaltung eine Eingangsklemme 61 auf, die über einen Pufferwiderstand ß1 mit der Basis eines ersten NPN-Transistors VT1 verbunden ist. Der Kollektor dieses Transistors ist mit einer Versorgungsklemme 62 verbunden, die auf einer positiven Spannung von 5 Volt liegt. Der Emitter ist über einen Widerstand R2 mit einer zweiten Versorgungski emme 63 verbunden, die auf einer negativen Spannung von 5 Volt gehalten ist. Der Emitter ist außerdem mit der Anode einer Diode D1 verbunden, deren Kathode über einen Kondensator C1 mit einer Versorgungsklemme 64 verbunden ist, die auf Erdpotential gehalten ist.According to S ¹ Xg. 1, the amplifier circuit has an input terminal 61 which is connected to the base of a first NPN transistor VT1 via a buffer resistor β1. The collector of this transistor is connected to a supply terminal 62 which is at a positive voltage of 5 volts. The emitter is connected via a resistor R2 to a second supply cable 63 which is held at a negative voltage of 5 volts. The emitter is also connected to the anode of a diode D1, the cathode of which is connected via a capacitor C1 to a supply terminal 64 which is kept at ground potential.

Die Anode der Diode Di ist über einen Widerstand R5 mit einem Eingang 2 eines Differentialverstärkers 65 verbunden. Der Eingang 2 ist der Invertiereingang des Verstärkers 65. Die Kathode der Diode D1 ist über einen Widerstand E4- mit demThe anode of the diode Di is connected to a resistor R5 Input 2 of a differential amplifier 65 connected. Of the Input 2 is the inverting input of the amplifier 65. The cathode of the diode D1 is connected to the via a resistor E4-

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Brief vom 14-, 4. 1973 ^Elatt 3 Dipl.-lng. G. SdiliebiLetter from April 14th, 1973 ^Elatt 3 Dipl.-lng. G. Sdiliebi

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nicht-invertierenden Eingang 3 des Verstärkers 65 verbunden. Die Widerstände E4 und B5 sind Pufferwiderstände und haben denselben Widerstandswert.non-inverting input 3 of the amplifier 65 connected. The resistors E4 and B5 are buffer resistors and have same resistance value.

Versorgungsanschlüsse 4- und 7 des Verstärkers 65 sind mit Klemmen 63 und 62 verbunden. Der Verstärkerausgang 6 ist über einen Eückführwiderstand E6 mit dem Eingang 2 verbun-.Supply connections 4 and 7 of amplifier 65 are connected to terminals 63 and 62. The amplifier output 6 is connected to input 2 via a feedback resistor E6.

den, und er ist mit einer Ausgangsklemme 66 verbunden.den, and it is connected to an output terminal 66.

Die Kathode der Diode D1 ist über einen Widerstand E3 mit der Anode einer Diode D4- verbunden, deren Kathode mit dem Verstärkerausgang 6 und mit einer Klemme 69 verbunden ist.The cathode of the diode D1 is connected to the resistor E3 Anode of a diode D4- connected, the cathode of which is connected to the amplifier output 6 and is connected to a terminal 69.

Gemäß Pig. 2 sind die Linien A, B und C Wellenformen an dem Emitter des Transistors VH, an der Kathode der Diode D1 und an dem Verstärkerausgang 6. Anfänglich liegt der Emitter des Transistors VT1 auf einer "willkürlichen erdfreien Spannung. Der Kondensator C1 wird über die Diode D1 auf eine Spannung aufgeladen, welche etwas geringer ist als diejenige des F otters. Folglich erscheint kein Ausgangssignal am Verstärker Diese Situation ist in der Pig. 2 links von der gestrichelten Linie X dargestellt, welche die Zeit darstellt, zu welcher eine Eingangsspannung an die Eingangsklemme 61 geführt ist.According to Pig. 2, lines A, B and C are waveforms on the Emitter of the transistor VH, at the cathode of the diode D1 and at the amplifier output 6. Initially, the emitter of the transistor VT1 is at an "arbitrary floating voltage. The capacitor C1 is charged via the diode D1 to a voltage which is slightly lower than that of the butterfly. As a result, no output signal appears at the amplifier This situation is in the Pig. 2 to the left of the dashed line X, which represents the time at which an input voltage is fed to the input terminal 61.

Zu dieser Zeit steigt die Spannung des Emitters des Transistors VT1 rasch an und der Kondensator C1 wird weiter über die Diode D1 auf eine Spannung aufgeladen, die etwas geringer ist als diejenige am Emitter des Transistors VT1. Es ist weiterhin noch kein Ausgangs signal am Verstärker 65 vorhanden.At this time, the voltage of the emitter of the transistor increases VT1 turns on rapidly and the capacitor C1 continues to be charged via the diode D1 to a voltage which is somewhat lower than that at the emitter of transistor VT1. There is still no output signal at the amplifier 65.

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Brief vom 14·. 4. 1973 ^Elatt 4- Dipl.-Ing. G. SchliebsLetter of 14. 4. 1973 ^Elatt 4- Dipl.-Ing. G. Schliebs

an das Deutsche Patentamt - . Patentanwaltto the German Patent Office -. Patent attorney

Die Auflade- und die Entlade-Zeitkonstante des Kondensators C1 wird jeweils derart eingestellt, daß langsame Veränderungen in der Spannung am Emitter des Transistors VT1 sich, in ähnlich langsamen Veränderungen im Aufladen auf dem Kondensator C1 widerspiegeln. Diese Veränderungen in der Emitterspannung können beispielsweise durch zufällige Rauscheinflußveränderungen hervorgerufen werden. Die Verstärkerschaltung ist zwar, nicht ausschließlich, jedoch insbesondere geeignet- zur Anwendung in einer Lesevorrichtung für Schriftstücke, welche den Gegenstand der Anmeldung P . der Anmelderin darstellt, wobei in diesem Anwendungsfall solche langsamen Veränderungen durch Defokussierung des Bildes Zustandekommen können, welches von der Leseeinrichtung gesehen wird.The charging and discharging time constants of the capacitor C1 is set in such a way that slow changes in the voltage at the emitter of transistor VT1 result in similarly slow changes in charging on the capacitor Reflect C1. These changes in the emitter voltage can for example be caused by random changes in the influence of the noise. The amplifier circuit is, although not exclusively, but particularly suitable - for use in a reading device for documents, which the subject of application P. the applicant represents, in this application such slow Changes can occur due to defocusing of the image which is seen by the reading device.

Diese Situation besteht solange fort wie die Veränderungen in der Eingangsspannung A langsamer verlaufen als an einer vorgegebenen Grenze. Kurz bevor dem in der Fig. 2 durch die vertikale Linie Z markierten-Moment beginnt die Spannungswellenform A jedoch rasch abzufallen. Wegen der Werte seiner Zeitkonstante kann sich der Kondensator CI nicht ausreichend schnell entladen, um der abfallenden Wellenform A zu folgen. Der Kondensator entlädt sich entlang der geneigten Linie Y in der Fig. 2. Da die Spannungswellenform A rascher abfällt als die Wellenform B, kreuzen sich die Wellenformen in einem bestimmten Zeitpunkt, der durch die vertikale Linie Z indentifiziert ist.This situation continues as long as the changes in the input voltage A are slower than at a predetermined one Border. Shortly before the moment marked in FIG. 2 by the vertical line Z, the voltage waveform begins However, A rapidly falls off. Because of the values of its time constant, the capacitor CI cannot sufficiently discharging quickly to follow the descending waveform A. The capacitor discharges along the inclined line Y. in Fig. 2. Since the voltage waveform A falls faster than the waveform B, the waveforms cross each other in one specific point in time, which is identified by the vertical line Z. is.

Zu diesem Zeitpunkt steigt die Ausgangsspannung des Verstärkers 65 rasch an, wie es in der Wellenform C dargestellt ist. Bis jetzt hat sich der Kondensator Cl ^über den Widerstand E3 entladen und über die Diode D4-, deren Kathode durch das Ausgangssignal des Verstärkers 65 auf Erdpotential gehalten wurde.At this time, the output voltage of amplifier 65 rises rapidly as shown in waveform C. Until now, the capacitor Cl ^ has been through the resistor E3 discharged and through the diode D4- whose cathode by the output signal of amplifier 65 was held at ground potential.

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Brief vom 14. "4. 1973 ^ß!att 5 Dipl.-Ing. G. SdiliebsLetter dated April 14, 1973 ^{ß! Att} 5 Dipl.-Ing. G. Sdiliebs

Q" das Deutsche PatentamtQ "the German Patent Office PatentanwaltPatent attorney

Während das Verstärkerausgangssignal ansteigt, hört die · Diode D4 auf. durchzulassen, und es tritt keine weitere Entladung des Kondensators C1 auf. Die Spannung am Kondensator C1 bleibt daher bis auf weiteres konstant, wie es aus der Wellenform B unmittelbar rechts von der vertikalen Linie Z ersichtlich ist.As the amplifier output rises, the Diode D4 on. let through, and no further occurs Discharge of the capacitor C1. The voltage across capacitor C1 will therefore remain constant until further notice, as will can be seen from waveform B immediately to the right of vertical line Z.

Die Spannungswellenform A fällt weiter auf einen minimalen Wert ab und steigt dann rasch auf ihren ursprünglichen Pegel wieder an. In einem Zeitpunkt, welcher durch die vertikale Linie W dargestellt ist, kreuzen sich die Wellenformen A und B erneut. lOlglich fällt das Ausgangssignal des Verstärkers 65 rasch auf Erdpotential ab, wie es aus der Wellenform C klar hervorgeht. Die Kathode der Diode D4 liegt wieder auf Erdpotential, und ein weiteres Entladen vom Kondensator C1 tritt kurz ein, bevor er sich erneut über die Diode D1 aufzuladen beginnt, um der Spannung auf dem Emitter des Transistors VT1 zu folgen.The voltage waveform A continues to decrease to a minimum value and then rapidly increases to its original level back to. At a point in time, which is represented by the vertical line W, the waveforms A and cross each other B again. The amplifier output signal may drop 65 rapidly drops to earth potential, as shown in waveform C is clear. The cathode of the diode D4 is again at ground potential, and a further discharge from the capacitor C1 occurs shortly before it begins to recharge via diode D1 in order to reduce the voltage on the emitter of the transistor VT1 to follow.

Weitere langsame Veränderungen in der Eingangsspannung an die Schaltung erzeugen kein Ausgangssignal vom Verstärker_? jedoch wird jedesmal dann, wenn die Eingangsspannung rascher abfällt, als es dem durch die Zeitkonstante des Kondensators C1 vorgegebenen Grenzwert entspricht, ein scharfer Impuls am Verstärkerausgang erreicht.Further slow changes in the input voltage to the circuit produce no output signal from the amplifier _? however, every time the input voltage drops faster than the limit value given by the time constant of the capacitor C1, a sharp pulse is reached at the amplifier output.

Es sei in Erinnerung gebracht, daß die Neigung der Linie Y in der F'ig. 2 durch die Entlade-Zeitkonstante des Kondensators C1 bestimmt ist. In einigen Anwendungsfällen ist es zweckmäßig, dazu in der Lage zu sein, die Neigung dieser Linie Y zu verändern, um auf diese' Weise die Zeitkonstante des Kondensators C1 zu verändern. Beispielsweise können in der Vorrichtung zum Lesen von Schriftstücken, die oben erwähnt wurde, solcheIt should be remembered that the inclination of the line Y in FIG. 2 by the discharge time constant of the capacitor C1 is determined. In some applications it is useful to to be able to vary the inclination of this line Y so as to increase the time constant of the capacitor C1 to change. For example, in the device for Reading of the documents mentioned above, such

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Brief vom 1#. .4. 1973 ^Blaft 6 Dipl.-Ing. G. SchliefeLetter of 1 #. .4. 1973 ^Blaft 6 Dipl.-Ing. G. Asleep

απ das Deutsche Patentamt Patentanwaltαπ the German Patent Office patent attorney

Scliriftstücke mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gelesen werden, was Veränderungen in der Neigung dieser Linie erfordert. Die Fig. 3 zeigt eine Schaltung zur Durchführung dieser Veränderung.Sclirift pieces read at different speeds which will require changes in the slope of this line. Fig. 3 shows a circuit for performing this Change.

Gemäß Fig. 3 ist ein veränderbarer Widerstand 71 zwischen die positiven und negativen Pole der Spannungsversorgungseinrichtung geschaltet, um eine Gesamtspannung von_;10 Volt zu liefern. Ein EHP-Transistor 72 hat seinen Kollektor mit dem . positiven Pol der Versorgungsklemme verbunden und hat seinen fimitter mit dem negativen Pol beim Widerstand 73 verbunden. Die Basis des Transistors ist mit dem Schleifkontakt des veränderbaren Widerstandes 71 verbunden, Ein Kondensator 7^ shuntet die Widerstände 73? und der Emitter, des !Transistors 72 ist mit der Anode einer Diode 75 verbunden, deren Kathode mit der Klemme 69 verbunden ist (,siehe Fig. 1).According to FIG. 3, a variable resistor 71 is connected between the positive and negative poles of the voltage supply device in order to generate a total voltage of _; 10 volts to deliver. An EHP transistor 72 has its collector with the. connected to the positive pole of the supply terminal and has its fimitter connected to the negative pole at resistor 73. The base of the transistor is connected to the sliding contact of the variable resistor 71, A capacitor 7 ^ shunted the resistors 73? and the emitter of transistor 72 is connected to the anode of a diode 75, the cathode of which is connected to terminal 69 (see Fig. 1).

Durch. Veränderung der Einstellung des veränderbaren Widerstandes 7i wird'die an die Basis des Transistors ?2 geführte Spannung verändert. Dadurch wird die Spannung am Kondensator 74 verändert, und folglich ändert sich das Potential, auf welchem die Klemme 69 gehalten ist. Dadurch wird wiederum dieBy. Changing the setting of the variable resistor 7i is changed to the voltage applied to the base of the transistor? 2. This changes the voltage on capacitor 74 and consequently changes the potential at which terminal 69 is held. This in turn makes the

des Kondensators G1 verändert.of the capacitor G1 changed.

vorhanden ist, Wenn mehr als eine Verstärkerschaltung in einer Gatd/ beispielsweise in einer Vorrichtung zum Lesen von Schriftstücken, auf die oben bereits Bezug genommen wurde^ ist eine Diode wie die Diode 75 für «jede Verstärkerschaltung vorgesehen, deren Anode mit dem Emitter des Transistors 72 verbunden ist und deren Kathode mit der entsprechenden Klemme 69 verbunden ist,If there is more than one amplifier circuit in a gate / for example in a device for reading documents referred to above ^ a diode such as diode 75 is provided for each amplifier circuit, the anode of which is connected to the emitter of transistor 72 is connected and its cathode is connected to the corresponding terminal 69,

— Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

Letter yom 14-, A. 1973 ^platt 7 Dipl.-lng. G. Sdiliebs

to the German PatentaiPi patent attorney

P a t ent r e c h e

Amplifier circuit, thereby, marked, that an input terminal is provided which is connected to a first input (2) of a differential amplifier (65) and a decoupling diode (D1) with a sequence circuit is connected, which is connected to a second amplifier input (3) that continues to be a capacitor (C1) is provided, which is charged by the input current to the circuit and its discharge time constant is preselected so that changes in the input voltage of the circuit are slower than at a predetermined limit, that voltage follows that is fed to the second amplifier input such that no output voltage to} amplifier received This voltage is applied to the second amplifier input during rapid changes in the input voltage is placed, no longer follows, so that a voltage is obtained at the output of the amplifier.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that that another capacitor C74) is provided, which is charged via a transistor (72) whose Base is connected so that it assumes a variable voltage that the voltage on the further capacitor a sequential circuit led via a coupling diode (75) is to change the discharge time constant of the sequential circuit capacitance.

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Letter dated April 14, 1973 page 8 Dipl.-Ing. G. Schliebs

to the German Patent Office patent attorney

Circuit according to Claim 1, characterized in that the anode and the cathode of the decoupling • diode (D1) are each connected to the first and second amplifier inputs (2, 3) via a corresponding buffer resistor (R5i R4-) of the same value, that the sequential capacitor (CI-) is arranged between the cathode and the decoupling diode and a point at ground potential, and that a resistor CR3) between the Kathode'der decoupling diode and the anode of a further diode CD ^ ₁ ) is arranged, the cathode of which with the Output (6) of the differential amplifier (65) is connected.

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