DE2558299C3

DE2558299C3 - Integrationsschaltung

Info

Publication number: DE2558299C3
Application number: DE2558299A
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Fujino; Saburo Numata
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1974-12-25
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1980-08-14
Also published as: JPS5175439A; DE2558299A1; DE2558299B2; JPS5942353B2; US4020363A; FR2296225B1; FR2296225A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Integralionsschaltung mit einem Operationsverstärker, einem aus einem integrierenden Kondensator und einem mit diesem in Reihe geschalteten, zum /wecke der Integration geschlossenen Schalter gebildeten negativen Rüekkopplungspfad, der zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Operationsverstärkers geschaltet ist, und mit einem /wischen den positiven Eingang und den negativen Eingang geschalteten Slrombegren-/. er.

Eine solche Inlegrationssehaltung wird bei einem elektrischen Verschluß in einer photographischen Kamera benutzt und arbeitet mit einer positiven Rückkopplungsschaltung.

Bei herkömmlichen elektrischen Verschlüssen für Kameras werden mechanische Schalter benutzt, damit ein einziger Operationsverstärker zusätzliche Funktionen neben der Integralionsfunktion ausüben kann. Mechanische Schalter haben jedoch den Nachteil, daß sie Störungen der Schaltung infolge von Kontaktprellen und ihres langsamen Ansprcchcns bedingen können. Es wurden daher in jüngster Zeit die mechanischen Schalter durch Halbleiterschalter ersetzt. Halbleiterschalter sind jedoch als Schalter in einer Inicgrulionsschallung, die mit einem kleinen Strom betrieben wird, wie dieses bei einem elektrischen Verschluß einer photographischen Kamera der lall ist, nachteilig, du der Snerrwiderstand der Halbleiterschalter relativ klein ist.

Infolge dieses geringen Sperrwiderstandes der Halbleiterschalter wird ein Integrationskondensator infolge des Leckstroms des Halbleiterschalters in unerwünschter Weise aufgeladen, wenn der Schalter gesperrt ist. Eine ähnliche Wirkung tritt ein, wenn ein mechanischer Schalter in offener Stellung einen Leckstrom zuläßt, also einen geringen Sperrwiderstand aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Integrationsschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei ίο der die unerwünschte Aufladung des integrierenden Kondensators verhindert wird, wenn Schalter mit zu geringem Sperrwiderstand, insbesondere Halbleiterschalter benutzt werden.

Bei einer Integrationsschaltung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Rückkopplungswiderstand zwischen den positiven Eingang und den Verbindungspunkt zwischen dem am negativen Eingang angeschlossenen Kondensator und dem am Ausgang angeschlossenen Schalter geschaltet ist und daß der Widerstandsweri dieses Rückkopplungswiderstandes sehr groß gegenüber dem Widerstandswert des sich im leitenden Zustand befindenden Schalters und sehr klein gegenüber dem Widerstandswert des sich im nichtleitenden Zustand befindenden Schalters ist.

Bei der neuen Integrationsschaltung, bei der ein integrierender Kondensator und ein Schalter, die miteinander in Reihe geschaltet sind, als negative Rückkopplungsschaltung über einen Operationsverstärker geschaltet sind, ist ein positiver Rückkopplungswiderstand zwischen den Verbindungspunkt zwischen dem integrierenden Kondensator und dem Schalter und dem Bezugsspannungscingangsanschluß des Operationsverstärkers geschaltet. Die Potentialdifferenz über dem integrierenden Kondensator wird dadurch im wesentlichen gleich Null gemacht, um den Einfluß des Leckstromes des Schalters zu beseitigen, wenn sich der Schalter in seinem gesperrten Zustand befindet.

Mit Hilfe dieser neuen Intcgrationsschaltung wird bei •to einem elektrischen Verschluß die unerwünschte Aufladung des integrierenden Kondensators selbst dann verhindert, wenn mechanische Schalter mit kleinen Leckströmen in ihrem gesperrten bzw. geöffneten Zustand benutzt werden. Außerdem wird die Ansprcch-■»5 zeit dieser Integrationsschaliung verringert. Zusätzlich kann bei der neuen Integrationsschaltung die Anzahl der Schalter vermindert und damit ihr gesamter Aufbau vereinfacht werden. Störungen der Intcgrationsschaltung infolge des zu geringen .Sperrwiderstandes des ^r> <> gesperrten Schalters werden ebenfalls verhindert.

Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Intcgrationsschaltung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Untcransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbcispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. I eine erste Ausführungsform der neuen Integralionsschaltung und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der neuen μ) Integrationsschaltung.

Bei dem in Fig. I gezeigten ersten Ausführungsbeispiel is( ein positiver Eingang 1</, der im w:iiercn als Bezugseingang bezeichnet wird, eines Operationsverstärkers 1 mit einem Anschluß eines Strombegrenzers 2 ^h ■ verbunden, der den Stromfluß durch ihn hindurch ■•(!(sprechend einer von ihm empfangenen l.iehtmenge vermindert, w;is zum Beispiel ein mit l'holospannung arbeitender l'hotoempfängcr bewirkt. Eine Silizium-

Blauzelle (SBC) oder eine Photodiode können als Strombegrenzer 2 benutzt werden. Der Bezugseingang la des Operationsverstärkers 1 ist außerdem mit einer Bezugsspannungsquelle 3 und mit einem Anschluß eines positiven Rückkopplungswiderstandes 7 verbunden. Ein negativer Eingang Xb ist mit dem anderen Anschluß des Strombegrenzers 2 und einem Anschluß eines integrierenden Kondensators 5 verbunden. Der negative Eingang \b ist außerdem mit einem Anschluß e^;nes negativen Rückkopplungselementes 4, wie z. B. einer logarithmkchen Umformerdiode, verbunden. Der andere Anschluß des negativen Rückkopplungselementes 4 ist mit dem Ausgang 8 des Operationsverstärkers t verbunden. Der andere Anschluß des integrierenden Kondensators 5 ist mit dem anderen Anschluß des positiven Rückkopplungswiderstandes 7 und der Source-Elektrode eines Metalloxydhalbleiter-Feldeffekttransistors 6 verbunden, der als Halbleiterschalter wirkt. Der Widerstandswert des positiven Rückkopplungswiderstandes 7 ist sehr viel größer als der des Feldeffekttransistors 6, wenn sich dieser in seinem leitenden Zustand befindet, und sehr viel geringer als der des Feldeffekttransistors 6, wenn sich dieser in seinem gesperrten Zustand befindet. Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 6 ist mit dem Ausgang 8 des Operationsverstärkers 1 verbunden, so daß der Feldeffekttransistor entsprechend der an seine Gate-Elektrode 9 gegebenen Spannung eine Schalterfunktion ausübt.

Beim Betrieb der vorstehend beschriebenen Integrationsschaltung ist der Widerstandswert des sich in seinem leitenden Zustand befindenden Feldeffekttransistors 6 sehr viel geringer als der des positiven Rückkopplungswiderstandes 7. Befindet sich daher der Feldeffekttransistor 6 in seinem leitenden Zustand, d. h. ist der Schaller geschlossen, so kann der Spannungsabfall des Integrationsstronies. der durch den Durchlaßwiderstand des Feldeffekttransistors 6 bedingt ist.

vernachlässigt werden. Auf diese Weise arbeitet die in F i g. 1 gezeigte Integrationsschaltung im Ruhezustand als eine Integrationsschaltung. Wird der Feldeflekttran sistor 6 gesperrt, so wird sein Widersiandsweri sehr viel größer als der des positiven Rückkopplungswidersiundes 7. Ist daher der Feldeffekttransistor 6 gesperrt, d. h. der Schalter geöffnet, so wird das Potential am Verbindungspunkt zwischen dem integrierenden Kondensator 5 und dem Feldeffekttransistor 6 im wesentlichen gleich dem Potential am Bezugseingang la des Operationsverstärkers 1. Da der Potentialunterschied zwischen den positiven und negativen Eingängen la und 16 zu diesem Zeitpunkt im wesentlichen gleich Null ist, wird auch die Polentialdifferenz über dem integrierenden Kondensator 5 im wesentlichen gleich Null, so daü damit der Kondensator 5 als ein Kurzschluß angesehen werden kann. Der integrierende Kondensator 5 erhält daher keinerlei Aufladespannung, so daß er damit auch dann nicht aufgeladen werden kann, wenn der Feldeffekttransistor 6 gesperrt ist.

Fi g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der neuen Integrationsschaltung, bei der ein mechanischer Schalter 6' anstelle des Feldeffekttransistors 6 des ersten Ausführungsbeispiels der F i g. 1 benutzt ist. Einige mechanische Schalter keiner besonders guten Qualität haben auch bei geöffnetem Schalter eine geringe Leitfähigkeit. Wird daher ein solcher mechanischer Schalter benutzt, so besteht ebenfalls die Möglichkeil, daß der integrierende Kondensator 5 in unerwünschter Weise durch den Leckstrom des Schalters aufgeladen werden kann. Die neue Integrationsschaltung, die den positiven Rückkopplungswiderstand 7 benutzt, ist daher auch in diesem Fall zum Verhindern einer unerwünschten Aufladung des Kondensators 5 sehr nützlich. Die bei der zweiten Ausführung benutzten Bauelemente, die denen bei der ersten Ausführungsform benutzten Bauelementen äquivalent sind, haben hier die gleichen Bezugszeichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Integrationsschaltung mit einem Operationsverstärker, einem aus einem integrierenden Kondensator und einem mit diesem in Reihe geschalteten, zum Zwecke der Integration geschlossenen Schalter gebildeten negativen Rückkopplungspfad, der zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Operationsverstärkers geschaltet ist, und mit einem zwischen den positiven Eingang und den negativen Eingang geschalteten Strombegrenzer, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückkopplungswiderstand (7) zwischen den positiven Eingang (ta) und den Verbindungspunkt zwischen dem am negativen Eingang (Xb) angeschlossenen Kondensator (5) und dem am Ausgang (8) angeschlossenen Schalter (6, 6') geschaltet ist und daß der Widerstandswert dieses Rückkopplungswiderstandes sehr groß gegenüber dem Widerstandswert des sich im leitenden Zustand befindenden Schalters und sehr klein gegenüber dem Widerstandswert des sich im nichtleitenden Zustand befindenden Schalters ist.

2. Integrationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6, 6') ein Halbleiterschalter (6) ist.

3. Integrationsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter ein Metalloxyd-Feldeffekttransistor(6)ist.

4. Integrationsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter ein Feldeffekttransistor (6) ist.

5. Integrationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6, 6') ein mechanischer Schalter (6') ist, der eine geringe Leitfähigkeit zum Verursachen eines Leckstromes selbst in seinem geöffneten Zustand hat.