DE2331007C2 - Elektrische Eingangsschaltung für optische Empfängerschaltungen - Google Patents
Elektrische Eingangsschaltung für optische EmpfängerschaltungenInfo
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Description
Außerdem ist dort in einer Fotodioden-Empfangs-
schaltung (Fig. 12) ein einfacher Widerstand vorgesehen,
der mit der Fotodiode in Reihe geschaltet ist.
Aus der Siemens-Zeitschrift 45 (1971), Heft 10, Seiten
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer eiektri- 60 686-689, G. Hatzinger, Anwendung optoelektronischen
Eingangsschaltung gemäß dem Oberbegriff des scher Bauelemente, werden Schaltpläne zum Ankop-Anspruches
1. pein von Fotowiderständen an Transistorschaltungen
Fotooptische Empfänger benutzen üblicherweise ei- sowie ein Schaltplan einer Wechsel-Lichtschranke mit
ne lichtempfindliche, mit einem Widerstand in Reihe hoher Arbeitsfrequenz unter Verwendung einer Fotodigeschaltete
Diode. Am Punkt zwischen Widerstand und 65 ode, eines Arbeitswiderstandes und eines Operations-Diode
ändert sich in einer Spannungsteilerschaltung die Verstärkers beschrieben.
Spannung entsprechend dem Lichteinfall und zeigt so- Bereits aus dem deutschen Patent 9 51 746 ist ein
mit die Stromänderungen in der Diode an. Die Span- elektrischer Meßwiderstand aus zwei konzentrischen.
nur durch eine dünne Isolierschicht voneinander getrennten Zylindern aus Widerstandsmaterial bekannt,
wobei die Potentialanschlüsse in Koaxialform senkrecht zu den Widerstandszylindern seitwärts nach außen oder
innerhalb des inneren Widerstandszylinders zu diesem gleichachsig herausgeführt sind.
In der Zeitschrift ETZ-A, Band 91 (1970), Heft 9, Seiten 521 —524, F. Wesner, werden koaxiale Flächenwiderstände
zur Messung hoher Stoßströme mit extrem kurzer Aistiegszeit beschrieben, die als Widerstandselement
flächenhaft angeordnete Metallfolien haben.
Aus der DE-AS 12 16 981 ist ein niederohmiger Meßwiderstand für hohe Ströme mit konzentrisch angeordneten
Metallkäfigen bzw. -zylindern bekannt, wobei in die davon abgehende Meßpotentialleitung eine vom zu
messenden Strom abgeleitete Spannung zur Kompensation der vorwiegend induktiven Komponente des
Meßwiderstands-Spannungsabfalles eingeschleift ist Aus der US-PS 36 57 543 ist ebenfalls ein optisches
Übertragungssystem mit einer Fotodiode und einem Arbeitswiderstand bekannt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Eingangsschaltung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1 unter Vermeidung ihrer Nachteile so auszubilden, daß die Bandbreite der Schaltung bei im wesentlichen
gleichbleibender Übertragungsqualität vergrößert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst Weitere
Ausbildungen der Erfindung sind in den Untrransprüchen
dargestellt
Eine derartige Anordnung eines passiven Widerstandes hat sich gegenüber der Anordnung einer aktiven
Schaltung von Vorteil erwiesen, falls es gelingt, die Parallelkapazität des Widerstandes zu kompensieren. Gerade
das gelingt jedoch mit Hilfe der Kombination von zwei in bestimmter Weise miteinander verbundenen koaxial
zueinander angeordneten Widerstandselementen, weiche einen gemeinsamen, geerdeten Anschluß besitzen,
und wobei der innere Widerstand als herkömmlicher Widerstand mit der fotooptischen Diode und der
äußere Widerstand über einen Rückkopplungsweg mit der Verstärkerstufe verbunden ist.
Statt eines üblichen Verstärkers kann auch ein Operationsverstärker
Verwendung finden, wobei der innere und der äußere Koaxialwiderstand mit den beiden Eingängen
des Operationsverstärkers verbunden ist.
Eine spezielle Anwendung der elektrischen Eingangsschaltung gemäß der Erfindung ist in Übertragungsvorrichtungen
für optische Daten gegeben, wie sie beispielsweise in der US-PS 37 05 986 sowie der DE-OS
21 65 036 beschrieben sind.
Die beschriebene elektrische Eingangsschaltung wird durch Empfangsdaten moduliert. Die vorgesehene lichtempfindliche
Diode ist mit einem hinsichtlich der Kapazität kompensierten Koaxialwiderstand in Reihe geschaltet.
Dieser Koaxialwiderstand kann aus einem festen Kohlewiderstand bestehen. Weiterhin ist ein den
beschriebenen ersten Widerstand umgebender, hinsichtlich der Kapazität kompensierter äußerer Widerstand
vorgesehen, der in den Rückkopplungsweg eines Feldeffekttransistors geschaltet werden kann. Bei einer
anderen Ausführung kann dieser Koaxialwiderstand zwischen den Ausgang und die Eingänge eines Operationsverstärkers
geschaltet werden. Die lichtempfindliche Diode kann auch mit Ausnahme der Diodenfläche,
die das ankommende Lichtsignal empfängt, mit einer Abschirmung umgeben sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Es zeigt
F i g. 1 ein vereinfachtes Schaltbild einer dem Stand der Technik entsprechenden Eingangsschaltung eines
5 optischen Empfängers, wie es beispielsweise in der Siemens-Zeitschrift
45, Seite 689, Bild 7, dargestellt ist
Fig.2 das Schaltbild einer elektrischen Eingangsschaltung
für einen fotooptischen Empfänger,
F i g. 3 einen Längsschnitt durcb einen Koaxialwiderstand,
F i g. 4 eine alternative Schaltungsausführung im Sinne dieser Erfindung,
F i g. 5 die Frequenzkennlinie von Empfängern, welche die vorliegende Erfindung benutzen,
is F i g. 6 die ausschnittsweise, isometrische Ansicht der Rückseite eines Photodetektors, wie er in der oben erwähnten USA-Patentanmeldung beschrieben ist, wobei aber hier die vorliegende Erfindung enthalten und der Deckel entfernt ist,
is F i g. 6 die ausschnittsweise, isometrische Ansicht der Rückseite eines Photodetektors, wie er in der oben erwähnten USA-Patentanmeldung beschrieben ist, wobei aber hier die vorliegende Erfindung enthalten und der Deckel entfernt ist,
Fig. 7 die ausschnittsweise Schnittansicht der in
F i g. 6 gezeigten Einrichtung, wobei der Schnitt längs der Linie 7-7 von F i g. 6 geführt ist,
F i g. 8 ein Schaltbild der dieser Erfindung zugrunde liegenden Schaltung bei Verwendung als Elektromotor,
und
F i g. 9 ein elektrisches Schaltbild der dieser Erfindung zugrunde liegenden Schaltung bei Verwendung als
Vorverstärkerstufe für eine Stromquelle mit hoher Impedanz.
Es soll nun auf F i g. 1 Bezug genommen werden, wo eine vereinfachte Ausführungsform der typischen, dem
Stand der Technik entsprechenden lichtempfindlichen Eingangsschaltung dargestellt ist Sie enthält eine lichtempfindliche
Diode 10 und einen Ladewiderstand 11, welche zwischen einer Energiequelle 12 und Erde in
Reihe geschaltet sind. Der Verbindungs- oder Schaltungspunkt 13 zwischen der Anode der Diode 10 und
dem Ladewiderstand 11 stellt die elektrische Signalquelle dar. Der Eingang des Verstärkers 14 ist mit dem
Punkt 13, sein Ausgang mit der Daten- oder Signalverarbeitungseinrichtung im Empfänger verbunden. Fällt
Licht auf die Diode 10, dann fließt Strom durch die Diode und den Widerstand 11 und erzeugt eine Spannung
zwischen dem Punkt 13 und Erde, welche eine Funktion der Lichtintensität ist Diese Spannung stellt
nach Verstärkung im Verstärker 14 das Ausgangssignal der Empfängerstufe dar.
In F i g. 1 ist eine Parallelkapazität 15 durch unterbrochene Linien dargestellt, welche die Leitung und teilweise
die Kapazität des Widerstands 11 gegen Erde wiedergibt Die Parallelkapazität begrenzt die Bandbreite und
die Anstiegszeit des Verstärkers in Übereinstimmung mit obiger Formel. Die vorliegende Erfindung ist auf die
Beseitigung dieser Streukapazität 15 gerichtet In einer typischen Schaltung, wie sie F i g. 1 zeigt, beträgt die
Kapazität 15 etwa 1 Pikofarad, wodurch die Bandbreite der Schaltung auf etwa 15 kHz eingeschränkt wird.
Der Verstärker in der Ausführungsform von F i g. 2, welcher dem Verstärker 14 in der Schaltung von F i g. 1
entspricht, ist ein Feldeffekttransistor 23, dessen »Quellen«-Elektrode
mit dem Schaltungspunkt 24 und über die spannungsteilenden Widerstände 25 und 26 mit einer
Quelle 30 positiver Spannung verbunden ist. Die »Senkenelektrode 31 ist mit der Basis des NPN-Transistors
32 in einer zweiten Verstärkerstufe verkoppelt. Die Gatterelektrode 33 schließlich ist mit dem Schaltungspunkt
13 verbunden. Negative Vorspannung für den Feldeffekttransistor 23 und den NPN-Transistor32
liefert die Quelle 34 über die Widerstände 35,36 und 37.
Die nicht geerdete Elektrode des äußeren Koaxialwiderstandes 20 ist über die Leitung 40 und die Kapazität
41 mit dem Emitter des Transistors 32 verbunden, was einer einfachen Bootstrap-Schaltung entspricht Der
Verstärker, der den Feldeffekttransistor 23 und den NPN-Transistor 32 enthält, ist so vorgespannt, daß er
eine Verstärkung möglichst nahe dem Wert 1, beispielsweise 0,98, liefert.
Ein Transistor 42 ist als gerdete Emitterstufe geschaltet Diese Stufe enthält Blindwiderstände, wie die Induktivität
43 und die Kapazität 44, im Vorspannungsteil, wodurch sie eine nichtlineare Spitzenkennlinie am oberen
Ende des interessierenden Spektrums liefert. Dieser Versteüerungsverstärker dient zur Kompensation de»
vorhersagbaren, abknickenden Kennlinienastes der Kombination aus den Verstärkerstufen und dem Widerstand
20.
Die obigen Erläuterungen betreffen die Eingangsstufe der Einrichtung. Diese Eingangsstufe ist ihrerseits
über die Schaltung 45 mit einem Verstärker 46 verbunden. Die Eingangsstufe sitzt in einer geschlossenen Abschirmung,
welche durch die unterbrochene Linie 50 dargestellt ist. Die Abschirmung besitzt in der Nähe der
Diode 10 eine Öffnung für den Lichteintritt In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine zusätzliche Abschirmung
vorgesehen, welche mit dem Punkt 24 verbunden ist und als Erdung für weitere Abschirmung
dient Dies ist durch die Linie 51 angedeutet Einzelheiten des konstruktiven Aufbaus gehen aus F i g. 6 und 7
hervor, welche unten erläutert werden.
Aus der bisherigen Beschreibung geht hervor, daß das kritische Element dieser verbesserten Eingangsschaltung
der Widerstand 20 ist welcher im einzelnen in F i g. 3 abgebildet ist Der Widerstand 20 besteht aus
einem inneren Widerstand 21 und einem äußeren, rohrförmigen Widerstand 22. In beiden Fällen sind Widerstandsschichten
vorgesehen, deren Widerstandswert sich linear mit der Länge ändert
Beide Schichten besitzen die gleiche effektive Widerstandsiänge
L, die von den Kappen 21a und 216 für den Widerstand 21 und von den Kappen 22a und 226 für den
Widerstand 22 bestimmt wird. Es wurde festgestellt daß niedergeschlagene Kohle auf einem isolierenden Träger
eine ideale Widerstandsschicht für die Widerstände 21 und 22 darstellt Befriedigend sind aber auch gewickelte
Drahtwiderstände auf Keramikkörpern, weil auch hierbei gleiche Widerstandswerte pro Längeneinheit erzielt
werden. Bei Verwendung dieser Erfindung besitzt der Widerstand 21 einen größeren Wert als der Widerstand
22, wobei 10 Megaohm für den inneren Widerstand 21
und 500 Ohm für den äußeren Widerstand 22 typisch sind. Es wurde gefunden, daß der Abstand zwischen den
Widerstandsbelägen der beiden Widerstände 21 und 22 nicht kritisch ist vorausgesetzt es besteht eine annehmbare
Konzentrizität oder die Schaltung wird definitiv wirksamer, wenn das Verhältnis von Länge zu Durchmesser
zunimmt Es wurde festgestellt daß ein normales Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser (LJD)^ vorzugsweise
den Wert von 4 :1 und einen minimalen Wert von 2:1 besitzen solL Weitere Kennzeichen für den
Widerstand 20 und seine Bezeichnung zum zugeordneten Verstärker sind: der innere Widerstand muß einen
höheren Wert als der äußere besitzen, die Eingangsimpedanz des zugeordneten Verstärkers muß größer sein
als der Wert des inneren Widerstandes 21, und die Verstärkung des Verstärkers muß etwa den Wert 1 aufweisen.
Um ein Schwingen zu vermeiden, muß natürlich die Verstärkung etwas weniger als den Wert 1 betragen.
Ein Wert von 0,98 hat sich als äußerst brauchbar für diese Schaltung erwiesen.
Der in F i g. 1 gezeigte Widerstand ist hinsichtlich seiner Anwendbarkeit nicht auf die spezielle Schaltung
von F i g. 1 beschränkt. Alternative Anwendungsfälle sind in F i g. 8 und 9 dargestellt. Sie werden später noch
erläutert F i g. 4 zeigt eine einfachere Ausführungsform, in welcher gleiche oder ähnliche Komponenten mit den
gleichen Bezugszahlen versehen sind. Die Schaltung von F i g. 4 enthält eine Diode 10, einen Ladewiderstand
20 und einen Verstärker 123. In diesem Fall ist der äußere Widerstand 22 direkt mit dem Ausgang des Verstärkers
123 (Verstärkung= 1) verbunden und nicht, wie in der Schaltung von F i g. 2, kapazitiv gekoppelt. Diese
Schaltung steuert den Versteilerungstransistor 42. Die Versteilerung wird durch den Widerstand und die Kapazität
44 in der Emitterschaltung gesteuert, welche eine steigende Verstärkung mit der Frequenzcharakteristik
dieser Stufe liefert.
Ein Nutzeffekt besonders in Bezug auf die Schaltung von F i g. 1, geht aus dem Diagramm von F i g. 5 hervor,
wo die Verstärkung über der Bandbreite aufgetragen ist Die Kennlinie der Eingangsschaltung vor der Modifikation
ist durch den linken Kurvenast und die unterbrochene Kurve (A) dargestellt welche bei etwa
1,7 kHz beginnt. Der Knick oberhalb 1,7 kHz verbietet die Anwendung dieser Schaltung bei höheren Frequenzen
oder hohen Datenraten. Der abknickende Kurvenast ist außerdem noch nichtlinear und ungleichmäßig,
so daß eine Kompensation mit dem Ziel, eine flach verlaufende Kurve oberhalb der Knickfrequenz zu erzeugen,
praktisch unmöglich ist
Bei Verwendung eines koaxial aufgebauten Eingangs-Widerstandes und einer geeigneten Abschirmung kann die Frequenzabhängigkeit verbessert werden, wie Kurve B in F i g. 5 zeigt Das bemerkenswerte Kennzeichen dabei ist die lineare Verstärkungsabnahme bei steigender Frequenz. Wird ein einstufiger Verstärker mit zunehmend steilerem Verstärkungsverlauf benutzt, dann kann er so eingestellt werden, daß er die Frequenzabhängigkeit wie sie die Kurve B in F i g. 5 zeigt, genau kompensiert wodurch man eine Frequenzabhängigkeit nach Kurve C in F i g. 5 erhält Der flache Kurvenast kann bis auf etwa 24 MHz hinauf ausgedehnt werden, was einer Verbesserung um den Faktor 1000 entspricht Dies ist auf die Verringerung der effektiven Kapazität am Verstärkereingang von etwa 10 Pikofarad vor der Kompensation auf etwa 0,01 Pikofarad zurückzuführen,
Bei Verwendung eines koaxial aufgebauten Eingangs-Widerstandes und einer geeigneten Abschirmung kann die Frequenzabhängigkeit verbessert werden, wie Kurve B in F i g. 5 zeigt Das bemerkenswerte Kennzeichen dabei ist die lineare Verstärkungsabnahme bei steigender Frequenz. Wird ein einstufiger Verstärker mit zunehmend steilerem Verstärkungsverlauf benutzt, dann kann er so eingestellt werden, daß er die Frequenzabhängigkeit wie sie die Kurve B in F i g. 5 zeigt, genau kompensiert wodurch man eine Frequenzabhängigkeit nach Kurve C in F i g. 5 erhält Der flache Kurvenast kann bis auf etwa 24 MHz hinauf ausgedehnt werden, was einer Verbesserung um den Faktor 1000 entspricht Dies ist auf die Verringerung der effektiven Kapazität am Verstärkereingang von etwa 10 Pikofarad vor der Kompensation auf etwa 0,01 Pikofarad zurückzuführen,
was einer Änderung um den Faktor 1000 entspricht
Mit der obengenannten Verbesserung isi eine enorme Verringerung der Streukapazität verbunden. Dies ist
zusätzlich ohne eine wirksame Abschirmung nicht möglich, weil die Verringerung der Streukapazität aufgrund
der Anwendung des verbesserten Widerstandes und des zugeordneten Verstärkers wieder verloren gehen kann,
wenn die Schaltung belichtet wird.
F i g. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektrischen Eingangsschaltung in vereinfachter
Form. Diese Schaltung befindet sich in einem abschirmenden Metallgehäuse 60, welches auf leitende Bereiche
der Oberfläche einer gedruckten Schaltungsplatte 62 gelötet ist Die Abschirmung 60 ist mit einer passenden
Abdeckung 61 (in Fig.6 entfernt) versehen. Die
gedruckte Schaltungsplatte 62 selbst ist mit Stiften 63 an der Rückseite der Umhüllung 64 des optischen Empfängers
befestigt Der Empfänger ist von der in der oben erwähnten Patentanmeldung beschriebenen Art Inner-
halb der Abschirmung, die von der Einrichtung 60 gebildet wird, und der Abdeckung 61 befinden sich zahlreiche
Elemente, von denen die wichtigsten in der Zeichnung erscheinen. Weitere Elemente befinden sich auf
den äußeren Teilen der Schaltungsplatte, sie sind aber aus der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen
worden. Die photooptische Diode 10 der Schaltung von F i g. 2 ist an der Unterseite der Schaltungsplatte 62 befestigt
und ihre eigenen zylindrischen Wände bilden ihre Abschirmung. Die Zuleitungen zur Diode 10 Iaufen in
die Abschirmung 60 durch eine öffnung, welche mit einer Grundplatte 65 aus leitendem Material der gedruckten
Schaltung in Zusammenhang steht. Der Feldeffekttransistor 23 ist ebenso auf der Schaltungsplatte
62 befestigt, und zwar im Bereich der Grundplatte 65. is
Die Transistoren 32 und 42 sind in herkömmlicher Weise auf der Schaltungsplatte 62 befestigt. Vom Widerstand
20 ist die eine gemeinsame, an der Kappe 22b befestigte Leitung mit einer Leitung 70 der gedruckten
Schaltung verlötet. Die Leitung 70 hat elektrischen Kontakt zur Abschirmung 60. Der äußere Widerstand
21 ist über seine Kappe 21 b mit der Kapazität 41 verbunden, welche ihrerseits mit der Grundplatte 65 und
dadurch mit der Kathode der Diode 10 gekoppelt ist. Die übrigen Elemente der Schaltung von F i g. 2, die in
F i g. 2 innerhalb der Abschirmung 60 gezeigt sind, sind in geeigneter Weise im Abschirmgehäuse angeordnet
und mit gedruckten Leitungen verbunden. Alle Leitungen sind aber der Übersichtlichkeit wegen weggelassen
worden.
Die Schnittansicht von Fig.7 zeigt die Anordnung
des Widerstandes 20 innerhalb der Abschirmung 60 und auf der Schaltungsplatte 62, wo er durch seine Zuleitungen
gehalten wird. Die Photodiode 10, die von einem Ring 78 getragen wird, ragt durch die öffnung in der
Schaltungsplatte 62 in die Mitte der Ummantelung 64. Die Grundplatte 65 erscheint im Schnitt. Ist die Abdekkung
61 aufgesetzt, dann ist die gesamte Eingangsstufe gegen externe Streukapazität abgeschirmt und die vorher
erwähnte mit dem Ladewiderstand in Verbindung stehende Kapazität kann nun tatsächlich kompensiert
werden.
Oben ist darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auch für Anwendungen in Betracht kommt, wo
die Photodiode selbst nicht benutzt wird. Ein solcher 'Fall ist in Fig.8 dargestellt Dabei wird der gleiche
Widerstand 20, der Verstärker 80 (Verstärkung= 1) und 'die Kapazität 81 benutzt Der gemeinsame Anschluß
des Widerstandes 20 ist geerdet Fließt Strom durch den Eingang 82, dann wird sein Wert in einen Spannungspegel
am Punkt S3 umgeformt. Der Spar.nur.gspege! ist
proportional zum Pegel des Eingangsstroms multipliziert mit dem Widerstand R1 des Widerstandes 21. Die
Frequenzabhängigkeit ist ähnlich der Kurve B von F i g. 5. Ein Versteilerungsverstärker ist notwendig, um
die Kurve C von Fig.5 zu erreichen. Die Schaltung eignet sich besonders als Eingangsverstärker für den
Tastkopf eines Hochfrequenz-Oszilloskops oder als Vorverstärker für hochohmige Quellen, etwa Photovervielfacherröhren
oder Vidikon-Röhren.
Die Erfindung kann direkt in Elektrometern benutzt werden, wie F i g. 9 zeigt Dabei wird der Widerstand 20,
ein Operationsverstärker 90 und eine ÄC-Schaltung, bestehend
aus dem Widerstand 91 und der Kapazität 92, benutzt. In diesem Fall wird ein unbekannter Strom /;„
. dem Eingang 93 über eine abgeschirmte Leitung dem Operationsverstärker 90 zugeführt Der innere Widerstand
21 ist mit der Signaleingangsleitung verbunden.
Ferner ist er über die Kapazität 92 mit Erde gekoppelt. Der äußere Widerstand 22 ist mit dem Eingang entgegengesetzter
Polarität des Operationsverstärkers 90 gekoppelt. Diese Schaltung ist ein extrem verstärkender,
breitbandiger Verstärker, dessen Ausgangsspannung direkt proportional dem Eingangsstrom ist. Eine solche
Schaltung kann unmittelbar in Meßeinrichtungen verwendet werden.
Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, daß die beschriebene Kombination von zwei koaxial aufgebauten
Widerständen, mit Verstärkern zu einer verbesserten Frequenzabhängigkeit von kapazitiv empfindlichen
Schaltungen führt. Die speziellen Werte der Schaltungselemente hängen vom jeweiligen Anwendungsfall ab.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Elektrische Eingangsschaltung für optische ten Verstärker verstärkt Bandbreite des Empfängers
Empfängerschaltungen, mit einer Diode (10), deren 5 und Anstiegszeit sind jedoch beide Funktionen des fe-Strom
sich in Abhängigkeit von der einfallenden sten Widerstandes und der Parallelkapazität am Ver-Strahlungsenergie
ändert, deren Anode mit einem Stärkereingang. Diese Eigenschaft läßt sich durch die
ersten Anschluß eines ersten Widerstands (21) sowie Formel
über eine Verbindungsleitung (33) mit einem Verstärker (23,123) verbunden ist und deren Kathode 10 ^10-90%) = 2,2 RC
mit dem Ausgang des Verstärkers rückgekoppelt ist,
über eine Verbindungsleitung (33) mit einem Verstärker (23,123) verbunden ist und deren Kathode 10 ^10-90%) = 2,2 RC
mit dem Ausgang des Verstärkers rückgekoppelt ist,
wobei der zweite Anschluß des ersten Widerstandes darstellen. Eine Möglichkeit zur Vergrößerung der
(21) mit Erde verbunden ist, sowie mit einer an der Bandbreite solcher Schaltungen besteht darin, eine
Reihenschaltung von Diode (10) und erstem Wider- Bootstrap-Schaltung (Schaltung mit mitlaufender Ladest
stand (2il) anlegbaren Spannungsquelle, gekenn- 15 spannung) vorzusehen, welche eine Rückkopplungs-
*s zeichnetdurch einen zweiten Widerstand (22), schleife mit positiver Verstärkung vorsieht, um die Padsssen
erster Anschluß mit dem geerdeten zweiten rallelkapazität am Ladewiderstand zu reduzieren.
Alischluß des ersten Widerstandes (21) verbunden Durch eine derartige Rückkopplung wird aber leicht
ist, und dadurch, daß der erste (21) und der zweite eine instabile Schaltung erzeugt, welche Neigung zum
Widerstand (22) koaxial zueinander angeordnet sind, 20 Schwingen zeigt
daß der zweite Widerstand (22) den ersten Wider- Eine andere Möglichkeit zur Lösung dieses Problems
stand (21) umschließt und daß der zweite Anschluß besteht darin, möglichst viele Schaltungselemente und
des zweiten Widerstandes (22) mit dem Ausgang des Leitungen in der Eingangsstufe der Schaltung nur elek-
Verstärkers (23,123) rückgekoppelt ist. trostatisch abzuschirmen. Abschirmung alleine hat sich
2. Eingangsschaltung nach Ansprach 1, dadurch 25 jedoch als ungenügend erwiesen, um die Streukapazität
gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Widerstan- zu reduzieren, oder die Bandbreite merklich zu vergrödes
(21) größer als der Wert des zweiten Widerstan- Bern.
des (20,22) ist Eine weitere Möglichkeit zur Vergrößerung der
3. Eingangsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, da- Bandbreite besteht in der Verwendung lichtempfindlidurch
gekennzeichnet, daß die Eingangsimpedanz 30 eher Widerstandselemente, etwa Kadmiumsulfid-Eledes
Verstärkers (23, 123) größer als der Wert des menten, als Widerstand. Solche Kadmiumsulfid-EIeersten
Widerstandes (21) ist. mente haben die wünschenswerte Eigenschaft geringen
4. Eingeoigsschaltung nach einem der Ansprüche 1 Eigenrauschens und langsamer Reaktion auf Lichtbis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände Schwankungen. Sie bringen aber nur einen geringen
(21; 20,22) pro Längeneinheit im wesentlichen einen 35 Nutzen hinsichtlich der Verringerung der Parallelkapagleichförmigen
Wert und im wesentlichen eine glei- zität am Verstärker.
ehe Länge ^aufweisen. Schließlich besteht die Möglichkeit der Verwendung
5. Eingangsschaltung nach einem der Ansprüche eines Feldeffekttransistors als aktiven Widerstand. Es
1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis wurde aber festgestellt daß sich die Eingangsimpedanz
der Länge (Z.; zum Durchmesser der äußeren Wider- 40 der Empfangseinrichtung als Funktion des Stromes
Standsschicht der Widerstände größer als zwei ist. durch den Feldeffekttransistor ändert, weshalb die
6. Eingangsschaltung nach einem der Ansprüche Bandbreite eine Funktion des Transistorstromes ist
1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker Dies ist eine absolut unbrauchbare Eigenschaft. Ferner
(23, 123) einen Feldeffekttransistor enthält dessen neigt die Schaltung, die den Feldeffekttransistor als La-Gatterelektrode
(über Leitung 33) mit der Anode 45 dewiderstand enthält, zur Instabilität und zum Schwin-(13)
der Fotodiode (zwischen dieser und erstem Wi- gen.
derstand (21)) sowie mit einer Spannungsfolgerstufe Eine elektrische Eingangsschaltung gemäß dem
verbunden ist, die mit dem Feldeffekttransistor (23) Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der DE-OS
gekoppelt ist. 21 65 036 bekannt. Das dort beschriebene optische Da-
7. Eingangsschaltung nach einem der Ansprüche 50 tenübertragungssystem verwendet einen optischen Sen-1
—6, dadurch gekennzeichnet daß der zweite An- der mit einer Umwandlungseinrichtung von Datenimschluß
des koaxial angeordneten zweiten Wider- pulsen in Impulse von Strahlungsenergie sowie Logikstandes
(22) mit dem Ausgang des Verstärkers (23, schaltungen, Synchronisierungseinrichtungen und eine
32; 123) sowie mit der Basis eines weiteren Transi- Eingabeschaltung für die Impulsfolgen in den optischen
stors (42) gekoppelt ist. 55 Sender.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DE2331007C2 true DE2331007C2 (de) | 1985-11-21 |
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ID=23003367
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