DE2338284A1

DE2338284A1 - Verstaerkungssteuerschaltung

Info

Publication number: DE2338284A1
Application number: DE19732338284
Authority: DE
Inventors: Yoshio Ishigaki; Yoshiaki Ogawara; Takashi Okada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-07-27
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1974-02-14
Also published as: FR2195117B1; JPS4934261A; DE2338284C2; JPS5620724B2; FR2195117A1; SE391847B; US3803505A; GB1434971A; NL7310485A; AU5857073A; CA992164A; GB1534971A

Description

Patentanwälte

D)i>l.-Ing. H. MITSCHERLICH
Dipl.-Ing. K. GUNSCIIMAHM

Dr. rer. nat W. K Ö R B E R
Dipl. - Ing. J. SCHMIDT-EVERS
8 MÜNCHEN 22, Steiesdortstr. 10

SO438

26.7.1973

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa-6 chome Shinagawa-ku

Tokyo/Japan
Patentanmeldung

Verstärkungssteuerschaltung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Veretärkungssteuerschaltung und insbesondere auf eine Schaltung, die zur Konstruktion als integrierte Schaltung geeignet ist.

Die Vorteile der integrierten Schaltungen im Hinblick auf die Dimensions- und Kostenherabsetzung sind allgemein bekannt. Allgemein bekannt ist auch die Tatseche, dass derartige Sdaltungen vorzugsweise eine direkte Kopplung verwenden, weil es schwierig ist, Kopplungskondensatoren in einer integrierten Schaltung zu machen.

Ein Nachteil der direkten Kopplung besteht darin, dass sich bei einer Verstärkungssteuerschaltung die Gleichstromkomponente des Signals zusammen mit der Wechselstromkoraponente ändert.

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Es ist auch ein allgemein bekanntes Merkmal der integrierten Schaltungen, dass sie insbesondere geeignet sind, als symmetrische Schaltungen konstruiert zu werden. Es ist viel leichter, zwei ähnliche Komponenten, wie z. B. zwei Widerstände oder zwei Transistoren auf einen einzigen Träger oder Kristall— plättchen der integrierten Schaltung aufzubauen, so dass sie praktisch identisch sind, als sie so herzustellen, dass sie von einem integrierten Kristallplättchen zum nächsten identisch sind. Bei einer symmetrischen Schaltung kann es wenig ausmachen, ob ein bestimmter Widerstand einen Wert von 20 000 Ohm oder 30 000 Q)in hat, vorausgesetzt, dass er in einer symmetrischen Schaltungsanactnung mit einem anderen Widerstand verwendet werden kann, der genau auf die selbe Art gemacht ist, um somit genau den selben Widerstandswert zu erhalten. Andererseits kann es bei einer unsymmetrischen Schaltung viel ausmachen, ob ein Widerstand einen Wider— standswert von 20 000 Ohm oder 30 000 0hm hat. Die in einer integrierten Schaltung aufgebaute Verstärkungssteuerschal— tung soll daher im Stande sein, in eine symmetrische Schaltungsgestaltung eingebaut zu werden. Die Steuervorrichtung selbst soll vorzugsweise nur ein einziger Potentiometer und nicht ein Paar mechanisch verbundener Potentiometer sein.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Verstärkungssteuerschaltung, die in Form einer integrierten Schaltung hergestellt werden kann und im Stande ist, die Signalverstärkung unabhängig vom Ruhegleichstrom zu steuern.

Ein weiteres Ziel ist die Schaffung einer Verstärkungssteuerschaltung oder Verstärkungsregelschaltung mit einer symmetrischen Schaltungsanordnung, um in einer integrierten Schaltung

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eingebaut zu werden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Verstärfcungssteuerechaltung, bei welcher die Steuer— funktion durch Gleichstrom durchgeführt wird, um zu ermöglichen, dass der Potentiometer, der den Steuerstrom regelt, in einem gewissen Abstand von der Signalschaltung angeordnet ist, jedoch ohne den Nachteil, dass der Signalstrom eine lange Strecke zurücklegt, in welcher er der Möglichkeit ausgesetzt werden würde, Störsignale aufzufangen.

Erfindungsgemäss ist ein Signalverstärkungstransistor mit einer Signalquelle verbunden. Die Ausgangsschaltung des Transistors ist als Teil einer Konstantstromschaltug verbunden, wobei als Ergebnis der durch die Konstantstromschaltung fliessende Gleichstrom bei einem festgelegten Wert gehalten wird. Auf diesem Gleich- oder Ruhestrom ist ein Signalstrom überlagert, der durch die Signalspannung gesteuert ist, welche an dem Eingang des Transistors angelegt wird. Die Ausgangsschaltung des Transistors wirkt auch als Stromquelle für den Signalstrom. Diese Konstantstromschaltung ist mit den Emitterschaltungen zweier differential verbundener Transistoren verbunden, wovon der eine der Transistor ist, welcher den Verstärkungsgrad der Schaltung steuert. Dieser Verstär— kungssteuertransistor hat ein steuerbares Scheinwiderstandsoder Impedanzelement, wie z. B. eine Diode, die zwischen seiner Emitter- und der Konstantstroraschaltung damit in Reihe geschaltet ist. Die Kollektoren der beiden differential verbundenen Transistoren sind mit einem Belastungswiderstand in Reihe geschaltet, so dass der ganze Direktstrom der Schaltung durch die Belastung fliesst. Die Konstantstroraschaltung und die Diode sind mit einer Schaltung in Reihe geschaltet, die für die Wechselsignalströme leitend, jedoch für den Ruhegleichstrom nichtleitend ist.

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_. 3 —

Der Prozentsatz des Gesamtgleichruhestromes, der durch den Verstärkungssteuertransistor und die Diode fliessen kann, wird durch eine steuerbare Gleichspannung bestimmt, die an Verstärkungssteuertransistor angelegt ist.

Der Rest des Buhestromes fliesst durch den anderen Transistor des Paares aus differential verbundenen Transistoren. Zweckmässigerweise kann dieser andere Transistor als Signaltransistor bezeichnet werden. Er ist durch eine Festspannungsquelle vorgespannt und entsprechend einer normalen Differentialverstärkerarbeitsweise bewirkt die Veränderung des Gleichstromes durch den Verstärkungssteuertransistor einen entgegengesetzten Wechsel in den Gleichstrom durch den Signaltransistor. Da der Gesamtgleiehstrom für diese beiden Transistoren durch die Belastung oder den Verbraucher fliesst, erfolgt keine Änderung in der Ruhespannung an der Belastung in Folge einer Änderung des Prozentsatzes des Ruhestromes, der durch den Signaltransistor getragen wird.

Eine Einrichtung ist vorgesehen, um Signalstrom daran zu hindern, durch den Verstärkungssteuertransistor zu fliessen. Eine solche Einrichtung kann einen Kondensator aufweisen, der zwischen ein Festpotential und einen Punkt in der Schaltung des Steuertransistors in Reihe geschaltet ist. Der Kondensator muss eine Impedanz haben, die für sämtliche Signal— frequenzen ziemlich niedrig ist, um somit die Emitterspannung des Transistors daran zu hindern, sich infolge der Modulation des Ruhestromes durch die Signalkomponente zu ändern.

Die Amplitude des Signalstromes durch den Belastungswiederstand ist kleiner als die Amplitude des Gesamtsignalstromes

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durch die Konstantstromschaltung. Die Signalstromschwankungen oder —Veränderungen werden zunächst auf den Ruhestrom auferlegt, der ein Verhältnis zwischen der Amplitude des Signalstromes und der Grosse des Gleich- "bzw. Ruhestromes bildet. Wenn der Ruhestrom des Signaltransistors durch eine Änderung des auf dem Verstärkungssteuertransistor angelegten Steuersignals reduziert wird, werden die Amplituden des Signalkomponenten durch den Signaltransistor gleichzeitig automatisch verändert. Obwohl somit ein festgelegtes Verhältnis zwischen dem Signalstrom und dem Ruhestrom durch den Signaltransistor besteht, liegt ein steuerbares Verhältnis zwischen der Signalstromkomponente und dem gesamten, festgelegten Gleichstrom durch den Belastungswiderstand vor» Als Ergebnis verbleibt die Ausgangsspannung am Belastungswiderstand infolge des Ruhegleichstromes konstant, wobei jedoch die Amplitude der Spannung sich infolge des ändernden Signalstromes auf Grund des Steuersignals ändert, das an den Verstärkungssteuertransistor angelegt ist.

Der Bruchteil der verfügbaren Signalstromkoiaponeate _f welche· durch die Schleife fliessen kann, welche die EeiiStantstromschaltung, die Diode und den Kondensator aufweist, wird durch die Impedanz der Diode bestimmt, welche wiederum dur-oh den Bruchteil des Ruhestromes gesteuert wird, 6.em durch ilen Verstärkungssteuertransistor ermöglicht wird, da durölisufliessen« Wenn die Diodenimpedanz nieder ist „ strömt ein holier Prozentsatz der Signalstromkomponente da durch* Als Ergebnis ist der Rest des Signalstroms, der durch den Belastungstviderstand fliesst, entsprechend niedrig. Uiagekehifc, wenn die Impedanz der Diode hoch ist, nimmt die Ampliutde des Signalstr-oms, der durch den Belastungswiderstand fliesst, zu» Somit steuert die Impedanz der Diode, die durch den Verstärkuiigsstsuertransi·

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stör gesteuert wird, wiederum die Amplitude der Ausgangssignalspannung, während die Ruhespannung fest bleibt.

Differentialverstärker haben gewöhnlich zwei ähnliche Transistoren, die mit einer gemeinsamen Konstantstromquelle in ihren Knittersehaltungen verbunden sind. Als Ergebnis ist der Gesamtstrom durch die differential verbundenen Transistoren durch den Konstantstrom begrenzt. Dieser Konstarfcstrom weist sowohl Signal— als auch Gleichstromkomponenten auf. Durch Veränderung der Vorspannung an einem Differentialtransistor, der Steuertransistor genannt wird, kann der Strom ungleich zwischen den beiden Transistoren geteilt werden, um die Amplitude der Ausgangsspannung an einer Belastung zu enden, die mit den anderen Transistor in Reihe geschaltet ist, der der Signal- oder Verstärlre^rfcransistoi' genannt wird. Leider ändert sich auch die Gleichstromkomponente.

Nach der vorliegenden Erfindung ist die Belastung oder der Verbraucher mit den beiden Transistoren in Reihe gesehaltet, wodurch jegliche Veränderung des Ruhe— oder Gleichstromes, des Teiles der Belastungsspannung, vermieden wird» Um den Wechsel- oder den Signalstrora durch, die Belastung oder den Verbraucher zu verändern, ist eine nichtlineare Vorrichtung, wie z. B. eine Diode, mit dem Steuertransistor in Reihe geschaltet. Die Änderung der Vorapannung zvm Steuertransietor ändert den Prozentsatz des Gleichstromes durch die differential verbundenen Transistoren und somit auch die Impedanz der nichtlinearen Vorrichtung, indem der Vorspannungsatrom geändert wird. Schliesslich wird der Wechselstrom daran ge-

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hindert, durch den Steuertransistor zu fliessen, wobei er stattdessen durch einen Kondensator geerdet wird, der den Gleichstrom nicht beeinträchtigt.

Es handelt sich ausserdem um eine Schaltung, bei welcher der Signalverstärkungsgrad unabhängig von dem Ruhegleichstrompegel gesteuert bzw. geregelt wird. Der Ruhestrom fliesst durch einen Transistor, der als Teil einer Konstantstromschaltung verbunden oder geschaltet ist, wobei er durch Signale moduliert wird, die an die Basis angelegt werden. Die Konstantstromschaltung ist mit einem Paar differential verbundener Transistoren in Reihe geschaltet, wobei diese beiden Transistoren mit der Belastung oder dem Verbraucher in Reihe geschaltet sind. Der Prozentsatz des Gesamtgleichstromes durch die differential verbundenen Transistoren wird durch ein Gleichsignal oder ein direktes Signal gesteuert, das an einem dieser Transistoren angelegt wird. Ein Strom durch diesen Transistor fliesst auch zur Konstantstromschaltung durch eine Diode, deren Impedanz durch die Grosse des da durch fliessenden Gleichstromes gesteuert wird. Die Diode, die Konstantstromschaltung und der Kondensator sind in einer zweiten Schleife geschaltet oder verbunden, wobei ein Teil des Signalstromes durch diese Schleife in einer Grosse fliesst, welche durch die Impedanz der durch Gleichstrom vorgespannten Diode bestimmt ist. Der Rest des Signalstromes und der gesamte Ruhegleichstrom fliesst durch die Belastung oder den Verbraucher. Somit wird die Amplitude der Signalspannung an der Belastung oder am Verbraueher durch den Prozentsatz des Gleichstromes gesteuert, welcher die Diode vorspannt. Der Kondensator kann entfallen, indem der Rest der Schaltung verdoppelt wird und die Duplikatteile als Differential- und Verstärkersystem verbunden werden.

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Weitere Vorteile erhellen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Differentialverstärkers mit der Verstärkungssteuerung nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein Kurvenbild der Arbeitscharakteristiken der Schaltung der Figur 1;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Verstärkungssteuerschaltung; und

Fig. 4 ein Schaltbild eines symmetrischen Verstärkers mit der erfindungsgemässen Verstärkungssteuerschaltung.

Die Schaltung nach Fig. 1 weist eine Signalspannungsquelle auf, die mit der Basis eines Transistors 12 verbunden ist. Nach ständiger DifferentialVerstärkertechnologie ist ein Widerstand 13 mit einer verhältnisraässig hohen Impedanz zwischen dem Emitter des Transistors 12 und Erde geschaltet, so dass die Kombination der Emitter- Kollektorschaltung des Transistors und des Widerstandes 13 ist praktisch eine Konstantstromschaltung.

Der Kollektor des Transistors 12 ist mit dem Emitter zweier differential verbundener Transistoren 14 und 16 verbunden. Sie sind der Signaltransistor bzw. der Steuertransistor. Die Basis des Signaltransistors 14 ist mit einer Vorspannungsquelle 17 mit einer Festvorspannung E^ verbunden, während die Basis des Steuertransistors 16 mit einer Steuerspannungsquelle 18 mit einer veränderlichen Spannung E verbunden ist. Der

Kollektor des Steuertransistors 16 ist unaLttelbar mit einer

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— ο —

Anschlussklemme der Kraftstromquelle verbunden, während der Kollektor des Signaltransistors 14 durch einen Belastungswiderstand 19 mit der Kraftstromquelle verbunden ist. Die Signalausgangsklemme 20 der Schaltung ist mit dem Kollektor des Signaltransistors 14 verbunden.

Der Arbeitsstrom It fliesst durch den Belastungswiderstand und den Transistor 14. Ein Strom I_n fliesst durch den Transistor 16.

Die Ströme I_T und Ι_Λ werden an dem Emitter der Transistoren

Jj C

14 und 16 miteinander addiert, um den Gesamtstrora 1™ zu bilden, der durch die Konstantstromquelle strömt, welche den Transistor 12 und den Widerstand 13 aufweist. Das Verhältnis des Stromes I_L zum Strom I^ wird durch die Gleichung

it.- ¹ (D

gegeben, worin q die Einheitsladung,

K die Boltzmannsche Konstant^

T die absolute Temperatur in Kelvin ist.

Pig. 2 ist ein Kurvenbild der Gleichung (1) mit der Abszisse im Verhältnis zu E_x, zu Έ_η und der Ordinate im Verhältnis von Ij₁ zu Im. Der Bruch Ij/Im stellt den Verstärkungsgrad der Schaltung dar und, wie ersichtlich, eine nichtlineare Punktion des Verhältnisses der Spannungen Eg/E_c dar. Dies ist für Linearschaltungen nicht zufriedenstellend. Ein anderer wichtiger

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Nachteil dieser Schaltung "besteht darin, dass sich der Ruhepegel des Kollektors des Signaltransistors 14 infolge von Veränderungen des Gleichstromes durch den Steuertransistor 16 ändert, wie durch die Bezugsspannung E« der Quelle 18 bestimmt.

Der Gesamtstrom L·, der durch die Transistoren 14 und 16 fliesen kann, wird durch die Konstante troms chal tung bestimmt, welche den Transistor 12 und den Widerstand 13 aufweist. Wird die Steuerspannung der Quelle 18 verändert, um die Grosse des Stromes I_ß zu erhöhen, der durch den Steuertransistor 16 fliesst, so bewirkt dies eine entsprechende Abnahme des Gleichstromes I_x, der durch den Transistor 14 fliesst. Umgekehrt, wird die Spannung der Bezugsquelle 18 verringert, so wird auch der Storm I_Q durch Steuertransistor 16 verringert, wobei der Strom I^ Bildungssignal transistor 14 automatisch zunimmt.

Der Ruhestrom durch den Transistor 12 wird durch den Signal— strom modifiziert oder moduliert, der aus der Signalspannung resultiert, die an die Basis aus der Quelle 11 angelegt wird. Wenn der Strom 1™ in zwei Teil It und Ι~ geteilt wird, weisen diese beiden Teile einen Gleichstromkomponenten und eine Signalstromkomponente in dem selben Verhältnis wie die Gleichstromkaponente und Signalstromkomponente in Gesamtstrom 1™ auf. Das Verhältnis des Stromes Ij. zum Strom I_c ist zum Verhältnis der Impedanzen, durch welche diese Ströme fUessen müssen, umgekehrt proportional, wobei jedoch beide Ströme I,- und I_c durch Schaltungen fliessen, die nicht Stequenzempfindlieh sind. Wenn somit der Strom It , der durch den Belastungsviderstand 19 fliesst, durch die Vergrösserung der Spannung E der Quelle herabgesetzt wird, nehmen sowohl die Signalkomponente als auch

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die Direktkomponente des Stromes It entsprechend zu, was unerwünscht ist.

Bei der Schaltung nach Fig. 1 "beeinträchtigt eine geringfügige Änderung der vermutlich festen Spannung E^ beträchtlich den Verstärkungsfaktor der Schaltung. Dieses Phänomen ist in Pig. 2 mit gestrichelten Linien gezeigt. Falls die Festspannung E^ sich in E^* ändert, so wird die mit ganzen Linien gezeigte Kurve in die Stellung verschoben, die mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist. Als Ergebnis wird der Verstärkungsgrad der Schaltung einen viel niedrigen Wert, als vom Wert des Bezugssignals E_ erwartet wird. Eine derart auf Veränderungen empfindliche Schaltung ist für Massenherstellung ungeeignet.

Fig. 3 zeigt eine Schaltung, die gemäss der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, um die Wege für den Gleichstrom und den Signalstrom zu trennen. Diese Schaltung ermöglicht es, dass die Amplitude des Signalstromes verändert wird, ohne den Gleichstrom zu beeinträchtigen. Viele der Komponenten in der Schaltung in Fig. 3 sind die selben wie jene in der Schaltung in Fig. 1 und sind mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.

Die neuen Komponenten in der Schaltung in Fig. 3 weisen eine Diode 21 und einen Widerstand 22 auf, die zwischen deß Kollektor des Transistors 12 und dem Emitter des Transistors 16 in Reihe geschaltet sind. Die andere Komponente, die in der Schaltung in Fig. 1 nicht zu finden ist, ist ein Kondensator 23, der zwischen Erde und dem gemeinsamen Übergang der Diode 21 und des Widerstandes geschaltet ist,

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U 0 9 B ü 7 / U 8 U 9

Der Gleichstrom in der Schaltung in Fig. 3 folgt der Strecke, die mit gestrichelten Pfeilen angedeutet ist, wHhrend der Signalstrom dem Weg folgt, der mit Pfeilen angedeutet ist, die mit ganzen Linien dargestellt sind. Die Schaltung ermöglicht es den Gleichstromkomponenten und den Signalstromkomponenten, getrennt berücksichtigt zu werden, wobei jedoch, wie bei der Schaltung nach Pig. 1, der ganze Strom durch den Transistor 12 und den Widerstand 13 fliesst, der zusammen mit der Quelle 11 als Konstantstromschaltung 24 bezeichnet wird. Der Gesamtgleichstrom ist durch den Buchstaben I und der Gesamtsignalstrom ist durch denBuchstaben i bei dieser Schaltung bezeichnet. Der Kollektor des Steuertransistors 16 ist mit dem Kollektor des Signaltransistors 14 unmittelbar verbunden, so dass der Gleichstrom zu den beiden Transistoren 14 und 16 durch den Belastungswiderstand 19 fliesst. An den Kollektoren der Transistoren 14 und 16 teilt sich der Gleichstrom in zwei Komponenten I- und Ig. Wie bei der Schaltung nach Fig. 1, ist das Verhältnis dieser beiden Ströme umgekehrt proportional zu den Verhältnissen der Impedanzen der Schaltungen, durch weide sie fliessen müssen. Die Grosse der Spannung E der Steuerquelle 18 bestimmt die Relativwerte der Gleichstromkomponenten I^ und I₂ genau wie bei der SchäL-tung nach Fig. 1. Gleichwohl wie das Verhältnis des Stromes I₁ zum Strom I₂ ist, ist deren Gesamtwert jedoch konstant und durch die Kons tant Stromschaltung 24 bestimmt. Der durch den Belastungswiderstand 19 fliessende Ruhestrom I bildet somit das selbe RuheSpannungsgefälle am Verbraucher, wobei der Gleichspannungspegel der Ausgangsklemme 20 stets gleich ist.

Die Schaltung 24 steuert auch die Grosse des Signalstromes i in Abhängigkeit von.der Spannung aus der Quelle 11.

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Wie mit den Pfeilen, die mit ganzen Linien gezeigt sind, angedeutet, wird dieser Gesamtsignalstrom i teilweise durch den Belastungswiderstand 19 und dem Signaltransistor 14 abgezogen, wie durch den Wert i^ angedeutet. Der Rest des Signalstromes i wird durch die Diode 21 abgezogen und hat einen Wert ig· Der Widerstand 22 hat eine verhältnismässig hohe Impedanz und macht die Schaltung aus, welche den Transistor 16 und den Widerstand 22 aufweist, eine Konstantstromschaltung, die der Konstant Stromschaltung ähnlich ist, welche den Transistor 12 und den Widerstand 13 aufweist. Der Kondensator 23 hat jedoch eine genügend grosse Kapazität, um zu bewirken, dass seine Impedanz bei allen Frequenzen innerhalb des Bandes der Signale aus der Quelle 11 unbedeutend bzw. klein ist. Als Ergebnis flieset praktisch der .gesamte Signalstrom ig durch den Kondensator 23, wobei nur der Gleichstrom ig durch den Transistor 16 fliesst.

Das Verhältnis des Ausgangssignalstromes i^ zum Strom ig ist umgekehrt proportional zur Impedanz der Schaltungen, durch welche sie fliessen. Die Diode 21 ist eine Vorrichtung mit veränderlicher Impedanz, deren Impedanz durch den Buhestrom ig bestimmt ist, der da durehfliesst. Die den Steuertransistor 16 und den Widerstand 22 aufweisende Konstant8tromschaltung stellt den Wert des Ruhestromes ig entsprechend der Grosse E der Steuerspannungsquelle 18 ein und bestimmt somit den Prozentsatz des Stromes i, der durch den Belastungswiderstand 19 strömen wird·

Das Verhältnis zwischen dem Signalstrom und dem Gleichstrom kann wie folgt ausgedrückt werden:

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X_{1 =} . χ i (3)

Der Konstantsignalstrom wird durch

^Vs^sR13 ^{x i} (4)

bestimmt. Worin V die Eingangssignalspannung zum Transistor 12 und R₁-J der Widerstandswert des Widerstandes 13 ist.

Die AusgangsSignalspannung V wird durch

= R_1gx I₁ (5)

gegeben, worin R₁Q der Widerstandswert des Belastungswiderstandes 19 ist.

Aus den Gleichungen (3,4 und 5) kann bestimmt werden, dass:

Das heisst, der Verstärkungsfaktor der Schaltung wird entsprechend der Gleichung (6) gesteuert, indem der Gleich— stromvorspannungsstrom Ip durch die Veränderung der Gleichbezugsspannung E_Q verändert wird. Die Verstärkungsgrad-

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Charakteristik ist von der Gleichspannung E^ unabhängig und ändert sich linear in Bezug auf den Gleichstrom ip durch die Diode 21.

Fig. 4 zeigt eine andere erfindungsgemässe Ausführungsform in Form einer symmetrischen Schaltung· Eine Eingangssignalspannung V₀ ¹ aus einer Quelle 26 wird durch die Basiselektroden zweier differential verbundener Transistoren 27 und 27* angelegt. Die Emitterelektroden dieser Transistoren sind durch Widerstände 11 und 11· miteinander verbunden. Der gemeinsame Übergang dieser Widerstände ist durch eine Konstantgleichstromquelle 28 mit Erde verbunden, deren Gleichstrom I ist. Dieser Abschnitt der Schaltung ist mit einer gestrichelten Linie 29 umgeben. Die Gesamtschaltung 29 kann als eine Stromquelle betrachtet werden, die nicht nur als Quelle für Signalstrom, sondern auch als Quelle für Vorspannungsstrora dient.

Der Signalstrom kann mit i* bezeichnet werden, wobei er in zwei Schleifen bei dieser Ausführungsform fliesst. Ein Teil, e, fliesst durch die Emitter- Kollektorschaltungen zweier Verstärkertransistoren 31 und 31'» die mit den Emitter-Kollektorschaltungen der Transistoren 27 und 27' in Reihe geschaltet sind. Der andere Teil ig» des Signalstromes füßsst durch zwei Dioden 32 und 32* · Das Verhältnis zwischen diesen Strömen ist:

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Eine Gleichspannungsquelle 33 mit einer veränderlichen Gleichspannung E_n vird an die Basiselektroden der beiden

Transistoren 34 und 34' angelegt. Durch Veränderung des Wertes der Spannung E. werden die Direktströme, die durch die Transistoren 34 und 34' und die in Reihe geschalteten Widerstände 36 und 36· fliessen, um die Dioden 32 und 32* vorzuspannen, gleichzeitig und im gleichen Mass verändert. Die Schaltung hat Ausgangsklemmen 37 und 37*, die mit den Kollektoren der Transistoren 31 bzw. 31' verbunden sind. Die Basiselektroden dieser Transistoren sind mit einer Pestvorspannungsquelle 38 mit Gleichspannung E-unmittelbar zusammen verbunden. Zwei Belastungswiderstände 39 und 39' sind aus den Kollektoren der Transistoren 31 und 31^f mit einer Positivstromspeiseklemme 41 verbunden.

Die Schaltung nach Pig. 4 ist praktisch ein symmetrisches Äquivalent der Schaltung nach Fig. 3 und arbeitet auf die gleiche Art und Weise. Die Veränderung der Spannung 33 ändert den Gleichstrom durch die Diode 32 und 32*, durch welche ein Teil ip des Signalstromes fliesst. Der Rest i- des Signalstromes i* strömt durch die Belastungen 39 und 39* und ändert die Ausgangsspannungen an den selben.

Dank der symmetrischen Konstruktion ist es nicht erforderlich, einen Kondensator vorzusehen, der den Kondensator 23 nach Pig. 3 äquivalent ist. Als Ergebnis ist die ScIbLtung nach Pig. 4 geeigneter zur Konstruktion in einer integrierten Schaltung, als die Schaltung nach Pig. 3.

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Claims

Patentansprüche

Verstärkungssteuerschaltung mit einer Konstantstromquelle zuBt Tragen im wesentlichen des gesamten Gleichstromes und des gesamten Signalstromes der Schaltung, gekennzeichnet durch einen Belastungswiderstand (19), der mit der Quelle (12,13) in Reihe geschaltet ist, um den gesamten Gleichstrom zu führen, eine Differentialgleichstromschaltung, die zwischen die Quelle und die Belastung geschaltet ist und einen ersten Zweig zum Führen eines Bruchteiles des Gesamtstromes, wobei dieser erste Zweig die Kollektor-Emitterschaltung eines Verstärkertransistors (15) aufweist, sowie einen zweiten Zweig aufweist, um den Rest des Gesamtgleichst romes zu führen, wobei der zweite Zweig die Emitter-Kollektorschaltung eines Steuertransistors (16) aufweist, ein Schaltungselement mit einer hohen Wechsel— stromimpedanz (22) und ein Element (21), das in eine Richtung gleitend ist, eine Differentialwechselstromschaltung, die mit der Quelle in Reihe geschaltet ist, wobei die Differentialwechselströme einen Signalverstärkerzweig, welcher den ersten Zweig (15) und den Belastungswiderstand (19) aufweist, um einen Teil des Gesamtsignalstromes zu führen, sowie einen zweiten Steuerzweig aufweist, um den Rest des Gesamtsignalstromes zu führen, der das Element (22), das in einer Rieh-

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tung leitend ist, und ein Niederwechselstromimpedanzelement (23) aufweist, der damit in Reihe geschaltet ist, sowie durch eine Steuereinrichtung (18,16), um die Impedanz des nur in einer Richtung leitenden Elements und somit den Bruchteil des Gesamtsignalslroaes durch den Signalsteuerzweig zu ändern.
2. Verstärkungssteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Richtung leitende Element eine Diode (22) ist.
3. Verstärkungssteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederwechselstromimpedanzelement einen Kondensator (23) mit einer niedrigen Impedanz zum Signalstrom aufweist.
4. Verstärkungssteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungselement mit einer hohen Wechselstromimpedanz einen Widerstand (22) aufweist.
5. Verstärkungssteuere chaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (22) und die Emitter-Kollektorschaltung des Steuertransistors (16) zwischen das in einer Richtung leitende Element (21) und den Belastungswiderstand (19) in Reihe geschaltet sind.
6. Verstärkungssteuerschaltung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Konstantstromquelle (12,13), das in eine Richtung leitende Element (21) und die Niederwechselstromimpedanz (23) in einer geschlossenen Wechsel-

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stromschleife verbunden, bzw. geschaltet sind.

7* Verstärlnangssteuers ehaltung mit einer Konstantstromquelle zum Führen im wesentlichen des gesamten Gleichstromes und des gesamten Signalstromes der Schaltung, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Belastungswiderstand, wovon jeder mit der Quelle in Reihe geschaltet ist, um eine Hälfte des G-esamtgleichstromes zu führen, und durch zweite Differentialgleichstromschaltungen, die jeweils zwischen die Quelle und einen entsprechenden der Belastungswiderstände in Reihe geschaltet sind und jsreils einen ersten Zweig zum Führen eines Bruchteiles des Gesamtfreistromes, wobei jeder der ersten Zweige die Kollektor-Emitterschaltung eines entsprechenden Verstärkertransistors ausweist, sowie einen' zweiten Zweig aufweist, um den Rest des Gleichstromes in dem entsprechenden Belastungswiderstand zu führen, wobei jeder der zweiten Zweige die Kollektor-Emitterschaltung eines entsprechenden Steuertransistors aufweist, ein Schaltungselement mit einer hohen Wechselstromimpedanz und ein in einer Richtung leitendes nichtlineares Element, eine erste und eine zweite Differentialweehselstromsehaltung, die mit der Quelle in Reihe geschaltet sind, wobei jede der Differentialwechselstromsehaltungen einen Signalverstärkerzweig, der den entsprechenden ersten Zweig und den entsprechenden Belastungswiderstand aufweist, um einen Teil des Gesamtsignalstromes zu führen, sowie einen entsprechenden Signalsteuerzweig aufweist, um den Rest des Gesamt-

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Signalstromes zu führen, und ferner das entsprechende in einer Richtung leitende Element aufweist, wo"bei die in einer Sichtung leitenden Elemente in entgegengesetzter Polarität in Reihe geschaltet sind, und durch eine gemeinsame Steuereinrichtung, um die Impedanz jedes der in einer Richtung leitenden Elemente gleichzeitig zu verändern und somit den Bruchteil des Gesamtsignalstromes durch den entsprechenden Steuerzweig zu verändern.

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