DE2722714A1 - Temperaturkompensierter antilogarithmischer wandler - Google Patents

Description

IBERLIN 33 β MÜNCHEN Iff AuBwte-VIMoria-Stna·« _n pilcpui/C JL OADTKICD Plte 1 PA-Arn». Dr. Ing. Rud*· LJr. KUbOHKb & KAKTNtK PATENTANWÄLTE *"■■ ■■«, T.l.fon:030/ J»»* BERLIN - MÖNCHEN *'**"'m'nmSm Talagmimn-Adr····: _.

27227 U

TELEX: 1I37M

TELEX: S»7f7

M 3831

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., 1006, Kadona,
Osaka, Japan

Temperaturkonpensierter antilogarithm!scher Wandler

709849/0913

Zusammenfassung der Offenbarung

Temperaturkompensierter antilogarithmischer Umsetzer mit eine« temperaturempfindlichen Signalgenerator zur Erzeugung eines temperaturabhängigen Signals, einer Umsetzeinrichtung, die das temperaturabhägige Signal und ein Eingangssignal mischt und zu einem Signal umsetzt, und einem antilogarithm!sehen Verstärker, der das umgesetzte Signal zu einem antilogarithmischen Signal umsetzt. Wenn man das temperaturempfindliche Element des temperaturempfindlichen Signalgenerators und das antilogarithmische Element im antilogarithmischen Verstärker der gleichen Temperatur aussetzt, arbeitet der antilogarithmische Verstärker temperaturkompensiert· Auf diese Weise läßt sich ein nach Spannung oder Strom gegen Temperaturschwankungen kompensiertes Ausgangssignal erzeugen.

703849/0U13

-ίο- 27227 U

Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturkompensierten antilogarithmischen Wandler mit Halbleiter-PN-Sperrschichten als antilogarithmisches Element.

Ein herkömmlicher antilogarithmischer Wandler enthält als antilogarithmisches Element bspw. Halbleiter-PN-Sperrschichten wie die von Transistoren oder Dioden. Im allgemeinen läßt die Strom-Spannungskennlinie einer Halbleiter-PN-Sperrschicht sich durch folgende Beziehung ausdrücken:

in der I der Sättigungsstrom in Sperrrichtrung, k die Bolt*- mannsche Konstant, q die Elektronenladung und T die absolute Temperatur sind. Diese Beziehung für die PN-Sperrschicht weist auf die Möglichkeit einer antilogarithmischen Wandlung hin und enthält weiterhin einen Variationsfaktor infolge der absoluten Temperatur T. Obgleich der Sperrsättigungsstrom I klein ist, ist er exponentiell von der absoluten Temperatur abhängig. Aus diesem Grund nutzen die meisten herkömmlichen antilogarithmischen Umsetz schaltungen PN-Sperrschichten-Paare in Transistoren oder Dioden aus, die in ihren Kennlinien aneinander angepaßt sind. Hierbei dient ein solches Paar PN-Sperrschichten zur Umwandlung einer Spannung in einen Strom, der dem Antilogarithmus der Spannung proportional ist, während ein weiteres Paar PN-Sperrschichten dazu dient, die Änderung des Sättigungssperrstroms infolge einer Änderung der absoluten Temperatur T zu kompensieren. Theoretisch

709849/0913

ist es jedoch nicht möglich, mittels eines Paares von PN-Sperrschichten Änderungen infolge von Temperaturschwankungen vollständig zu kompensieren, da der Temperaturterm nicht im Koeffizienten, sondern im Exponenten der Kennliniengleichung steht,
wie oben ersichtlich.

Aus diesem Grunde enthalten die meisten herkömmlichen antilogarithmischen Wandlerschaltungen einen temperaturabhängigen Widerstand':wie bspw. einen NTC- oder PTC-Widerstand, um die temperaturabhängigen Änderungen der Kennlinie aufzuheben. Derartige
temperaturabhängige Widerstände mit negativem bzw. positivem
Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandswerts ändern diesen Widerstandswert direkt oder umgekehrt proportional mit
der absoluten Temperatur. Es ist daher für einen solchen temperaturabhängigen Widerstand oder eine Kombination aus festen Widerständen und temperaturabhängigen Widerständen nicht möglich, von Schwankungen der absoluten Temperatur T verursachte Widerstands änderung en über einen breiten und beliebigen Temperaturbereich vollständig zu kompensieren, da der Temperaturkoeffizient dieser Widerstände nicht linear ist.

Selbst wenn mit einem bestimmten temperaturempfindlichen Widerstand eine Temperaturkompensation erreicht, kann diese in der
Massenproduktion nicht für alle temperaturempfindlichen Widerstände erwartet werden, da deren Widerstandswerte und auch Temperaturkoeffizienten innerhalb breiter Bereiche schwanken. Eine Selektion erwünschter temperaturempfindlicher Widerstände in der

709849/0913

-12- 27227U

Massenproduktion erhöht die Kosten solcher antilogarithmischer Wandlerschaltungen beträchtlich. Folglich ist es bisher sehr schwierig gewesen, die Schwankungen der Übertragungseigenschaften bei herkömmlichen antilogarithmischen Wandlerschaltungen, die durch Temperaturschwankungen und die Streuung der Wandlereip;enschaften hervorgerugen werden, vollständig zu kompensieren.

Er ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine temperaturkompensierte antilogarithmische Wandlerschaltung anzugeben, die ein Eingangssignal zu einem Signal umsetzen kann, das proportional sowohl dem Antilogarithmus des Eingangssignals als auch der absoluten Temperatur sich ändert, von dann ein Ausgangssignal zu erzeugen, das nach Spannung oder Strom gegen Temperaturschwankungen stabil ist.

Dieses Ziel läßt sich nach der vorliegenden Erfindung erreichen durch einen temperaturkompensierten antilogarithmischen Wandler mit einem temperaturempfindlichen Signalgenerator mit einer ersten Halbleiteranordnung mit mindestens einer PN-Sperrschicht als temperaturempfindliches Element zur Erzeugung mindestens eines elektrischen Signals, das sich zur absoluten Temperatur proportional ändert, mit einer Umsetzachaltung, die das mindestens eine elektrische Signal und ein an einen Eingangsanschluß derselben gelegtes Eingangssignal zu einem Signal umsetzt, das sich entsprechend dem Eingangssignal und der absoluten Tempera tur ändert, und mit einem antilogarithmischen Verstärker, der

70984 9/0913

- 13 - 27 2 2 7 U

an den Ausgang der Umsetζschaltung angeschlossen ist und eine zweite Halbleiteranordnung mit mindestens einer PN-Sperrschicht als antilogarithmisches Element aufweist, um das umgesetzte Signal zu einem antilogarithmischem Signal umzusetzen, das sich mit dem Antilogarithmus des gewandelten Signals ändert. Hierbei sind die ersten und die zv/eite Halbleiteranordnung im wesentlichen der gleichen Temperatur ausgesetzt, so daß der antilogarithmische Verstärker durch das mindestens eine elektrische Signal temperaturkompensiert wird.

Dieses und andere Ziele und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung sollen anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsform derselben unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden.

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform des temperaturkompensierten antilogarithmischen Wandlers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Tongenerators in einem Musik-Synthesizer, in der die temperaturkompensierte antilogarithmische Wandlerschaltung nach der vorliegenden Erfindgung verwendet ist, und

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Wandleranordnung, die in Fig. 1 verwendet werden kann.

In der Fig. 1 weist der temperaturempfindliche Signalgenerator 1

- ™ - 27227 \U

eine Halbleiteranordnung mit mindestens einer PN-Sperrschicht als temperaturempfindliches Element auf und erzeugt mindestens ein elektrisches Signal, das proportional der absoluten Temperatur sich ändert. Ein temperaturempfindlicher Signalgenerator 1 enthält einen temperaturempfindlichen Spannungsgenerator 100 mit zwei gepaarten Transistoren Tr,., Tr~ als temperaturempfindliches Element und erzeugt eine temperaturabhängige Spannung V™, die sich proportional zur absoluten Temperatur T (⁰K) ändert. Eine Umsetzanordnung 2 wandelt ein an einen Eingangsanschluß gelegtes Eingangssignal sowie das elektrische Ausgangssignal des Generators 1 zu einem Signal, das sich proportional zum Eingangssignal und auch der absoluten Temperatur T ändert, Das an die Umsetzeinrichtung 2 gelegte Eingangssignal braucht kein Analogsignal zu sein wie bspv/. eine Analogspannung oder ein Analogstrom. Es kann sich dabei auch um (i) ein Digitalsignal oder ein von einem mechanischen Schalter wie bspw. einem Tastenschalter in einem elektronischen Musikinstrument zugeführtes Signal in Form eines geschalteten Signals oder (ii) um ein von einen Potentiometer in Form einer geteilten Spannung abgenommenes Signal handeln. Das Eingangssignal der Spannung V_1n wird an den Eingangsanschluß 20 der Umsetzeinrichtung 2 gelegt. Die Umsetzeinrichtung 2 weist einen Analogmultiplikator 22 auf, der die Eingangsspannung V^_n mit der temperaturabhängigen Spannung VVp multipliziert, die an den Anschluß 10 gelegt ist, und erzeugt eine Ausgangsspannung Vrn_C, die sich sowohl proportional zur Eingangs spannung V_TW als auch zur temperaturabhängigen Spannung V,„ am Anschluß 21 ändert. Ein antilogarithmischer Verstärker 3 enthält eine weitere HaIb-

7 C! ü ^CU 3 / 0 'J 1 3

-15- 27 227 I 4

leiteranordnung mit mindestens einer PN-Sperrschicht als antilogarithmisches Element und wandelt das elektrische Ausgangssignal der Umsetzeinrichtung 2 zu einem Antilogarithmussignal, das dem Antilogarithmus des elektrischen Ausgangssignals der Umsetzschaltung 2 proportional und in einen antilogarithmischen Ubergangseigenschaften noch kompensiert ist.

In der Fig. 1 weist der antilogarithmische Verstärker 3 ein Transistorpaar Tr-,, Tr^ als antilogarithmisches Element auf und erhält die Ausgangsspannung V^,,. Die Ausgangs spannung V^ wird zu einem Ausgangsstrom I~ = Aexp(BVrp~/T) umgesetzt, wobei die T die absolute Temperatur (⁰K) und sowohl A als auch B von der absoluten Temperatur unabhängige Konstanten sind. Das Transistorpärchen Tr,-, Trp im temperaturempfindlichen Spannungsgenerator 1dO sind im wesentlichen der gleichen Temperatur ausgesetzt wie das Transistorpärchen Tr,, Tr im antilogarithmischen Verstärker 3, wie durch die gestrichelten Linienzüge (1)-(2) in Fig. 1 angedeutet, so daß der antilogarithmische Verstärker 3 von der temperaturabhängigen Spannung V^ temperaturkompensiert wird.

Bevor ausführlich auf die Schaltung in Fig. 1 eingegangen wird, soll darauf hingewiesen sein, daß die folgende Erläuterung so weit wie möglich abgekürzt wird, um die Schaltung und den Um fang der Erfindung leicht verständlich darzustellen.

Da die temperaturabhängige Spannung V sich proportional zur

700 8 49/0 913

-16- 27227H

absoluten Temperatur T ändert, kann man si· mit V„, = K~T ausdrücken, wobei Κ,- eine von der absoluten Temperatur unabhängige Proportionalitätskonstante ist. Die Ausgangsspannung V^₀ des Analogmultiplikators 22 läßt sich ausdrücken als V₁^ ■ ^τν^φ⁼ MK(J₁V_1nT, wobei M ebenfalls eine von der absoluten Temperatur T unabhängige Proportionalitätskonstante ist. Wie oben erwähnt, ist der Ausgangsstrom I_n des antilogarithmisehen Verstärkers 3 ausgedrückt durch I^ = Aexp(BV„,_G/T). Setzt man den Ausdruck für V_TC in die Gleichung für 1„ ein, erhält man folgende Beziehung für den Ausgangsstrom I-,:

I₀ = Aexp(BNK_TV_INT/T) = Aexp(BMK_TV_IN).

Folglich ist, da die absolute Temperatur T sich aus der obigen Beziehung heraushebt, der Ausgangsstfrom I_c nach der Wandlung durch den antilogarithmischen Verstärker 3 gegen Temperaturänderungen stabilisiert.

Was nun die Einzelheiten der Fig. 1 anbetrifft, die ein Schaltbild einer Ausführungeform des temperaturempfindlichen Spannungegenerators 100 enthält, ist dieser dort mit zwei Differenzverstärkern A^., Ap mit hohem Eingangswiderstand sowie einen Pärchen Transistoren Tr_x., Tr₂ versehen dargestellt, die nach der V_BjJ₀-Kennlinie (Basis-Emitterspannung gegenüber dem Kollektorstrom) sehr genau miteinander gepaart sind; weiterhin sind di« temperaturstabilen Widerstände 11, 12 und 13, die Kondensatoren 16, 17 und ein Widerstand 15 vorgesehen. Die nicht invertieren-

703849/0913

-17- 27227 U

den Eingänge der Differenzverstärker A₁, A sind mit weiteren Widerständen geerdet, die die von den Eingangsströmen verursachten Offset spannungen unterdrücken. Die Kondensatoren 16, sowie der Widerstand 15 gewährleisten die Frequenzstabilität des Generators 100.

Wenn nun das Kollektorpotential fast gleich dem Basispotential ist, läßt sich der Zusammenhang zwischen den Basis-Emitter-Spannungen ν_ΏΧ,_τ und ν_ΏΈ,_ο des Transistorpärchens Tr., Tr₀ mit

13 JIi X ijxjc. ι C-

deren Kollektorströmen Iq/j » Iq₂ ^wie folgt ausdrücken:

1₀₁ - I_s1exp(qV_BE1/kT) (1)

1₀₂ = Ig₂exp(qV_BE2/kT) (2)

wobei Ig₁ und Ig₂ die Sättigungssperrströme des Transistorpärchens Tr₁, Tr_?, k die Boltzmann-Konstante, q die Elektronenladung und T die absolute Temperatur (⁰K) sind. Da der Differenzverstärker A₁ über dem Widerstand 1A- und das Transistorpärchen Tr₁, Trp gegengekoppelt ist, liegt an seinem invertierenden Ein gang Massepotential. Da weiterhin auch der Differenzverstärker Ap über dem Widerstand 15 und den Transistor Tr- gegengekoppelt ist, liegt auch sein invertierender Eingang an Masse. Da die Eingangswiderstande der Differenzverstärker A₁, A^ ausreichend hoch sind, lassen sich die Kollektorströme Iq₁ und Ι_β2 folgendermaßen darstellen:

703849/0913

-18- 27227ΊΑ

= ^VCC^/R1

¹G₂

wobei Vpp die Versorgungsspannung ist. Der Zusammenhang zwischen Vm und Vg,. ist wie folgt:

(5)

wobei V™ die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers A,- und V_ß/. die Basisspannung des Transistors Tr₂ sind.

Da die Basis des Transistors Tr^ auf Masse liegt und der Emitter des Transistors Tr,- mit dem des Transistors Tr₂ verbunden ist, erhält man die Beziehung:

^VBE₂ " ^VBE1 " ^VB1

Teilt man die GIg. (2) durch die GIg. (1), erhält man:

- ^VBE1^)/kT)

Da die Vg_E/I_G-Kennlinien des Transistorpärchens Tr_x., Tr₂ aufeinanderabgestimmt sind, ist I₃₁ fast gleich Ig₂* ^{so daß die oben} angegebene Beziehung sich mit ausreichender Genauigkeit wie

folgt approximieren läßt:

700849/091

-19- 27227U

Setzt man GIg. (6) in die GIg. (7) ein, erhält man:

^{= exp}

Dividiert man die GIg. (4) durch die GIg. (3), ergibt sich

⁼ V^R ₂

Aus den Gleichungen (5), (8) und (9) folgt

R,
exp (^- . (wp\- "V

Folglich kann man die Ausgangsspannung V^ des temperaturempfindlichen Spannungsgenerators 100 darstellen zu

V_T = Κ,ρΤ (10)

Da Κ™ eine von der absoluten Temperatur unabhängige Konstante ist, ist die Ausgangsspannung V_T eine temperaturabhängige Spannung, die sich proportional zur absoluten Temperatur ändert.

Aue der GIg. (10) sieht man, daß die temperaturabhängige Spannung Vm nur von den beiden Widerstandsverhältnissen R^/R» und

703849/0913

- 20 - Tl "ITi \ U

R-/fi,_; ?brängt und von der Versorgungsspannung V,-,~ unabhängig ist- Deshalb hat der temperaturempfindliche Spannungsgenerator 100 theoretisch die ausgezeichnete Eigenschaft, daß die von ihm erzeugte temperaturabhängige Spannung nicht von Schwankungen der Ve rsorgung s spannung V-, „ beeinträchtigt wird. Da die tempera türabhängige Spannung Vm eine aer Eingangsspannungen der Wandlerschaltung 2 ist, ist diese Eigenschaft sehr wertvoll.

Weiterhin ist in der Fig. 1 der Analogmultiplikator 22 als eine Ausführungsform der Umsetzeinrichtung 2 prezeigt. Der Analogmultiplikator 22 erzeugt eine dem Produkt der beiden Eingangsspannungen proportionale Ausgangsspannung. Folglich lassen sich an dieser Stelle alle Analogmultiplikatoren einsetzen - bspw. die bekannten /nslogmultiplikatoren und auch die bekannten spannungsgesteuerten Verstärker, deren Verstärkungsfaktor linear von einer Steuerspannung abhängt.

Wie oben beschrieben, erzeugt der Analoginultiplikator 22 eine Ausgangs spannung V .„~, die proportional dem Produkt der Eingangsspannung V-J-., am Anschluß 20 und der temperaturabhängigen Spannung V_m ist. Mit der Gleichung (10) läßt sich daher die Ausgangsspannung V„,~ auf folgende Weise ausdrücken:

^VTG ^{= MV}IN^VT ^{= (MK}T^)VIN^T

mit Γι als der von der absoluten Temperatur T unabhängigen Proportionalitätskonstante. Aus der GIg. (11) ist ersichtlich, daß

703349/091 3

- 21 - 27227 H

die Ausgangsspannung V,™ sich proportional der Eingangsspannung Vjj. und der absoluten Temperatur T ändert.

Die Fig. 1 zeigt weiterhin ein Schaltbild einer konkreten Ausführungsform des antilogarithmisehen Verstärkers 3· Der antilogarithmische Verstärker 3 weist einen Differenzverstärker A, mit hohem Eingangswiderstand, das Transistorpärchen Tr,, Tr^, die in ihren V₁,VI,-,-Kennlinien gut angepaßt sind, die temperaturstabilen Widerstände y\, 32 und 33» einen Kondensator 35 sowie einen Widerstand y\ auf. Der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers A, ist über einen Widerstand geerdet, um die vom Eingangsstrom verursachte Offsetspannung zu unterdrücken· Der Kondensator 35 und der Widerstand 3^- halten den Frequenzgang des antilogarithmischen Verstärkers 3 stabil. Das Transistorpärchen Tr,, Tr^, wird nun thermisch 3ehr nahe beim Transistorpärchen Tr_x., Tr₂ des temperaturempfindlichen Spannungsgenerators 100 angeordnet, so daß die beiden Pärchen im wesentlichen der gleichen Temperatur ausgesetzt sind. Um diese Anordnung zu realisieren, bringt man die Transistorpärchen Tr,., Tr₂ sowie Tr,, Tr^ vorzugsweise im gleichen Gehäuse unter oder stellt sie aui dem gleichen Substrat her.

Unter der Bedingung, daß die Kollektorspannungen des Transistorpärchens Tr,, Tr^ fast gleich deren Basisspannungen sind, drükken die folgenden Gleichungen den Zusammenhang zwischen den Basis-Emitter-Spannungen Vg_Ex» ^gjvi des Transistorpärchens Tr₃., und den Kollektorströmen I~ bzw. 1„ ebenso aus wie die

709849/0013

Gleichungen (1) und (2):

¹R ⁼

I₀ = I^expCqVg^/kT) (13)

wobei die Ströme Ig*» lo/i ^di^e Sättigungssperrströme des Transistorpärchens Tr,, Tr^, k die Boltzmann-Konstante, q die Elektronenladung und T die absolute Temperatur sind, die im wesentlichen gleich der Temperatur T in den Gleichungen (1) und (2) angenommen werden kann. Da der Differenzverstärker A, über den Widerstand 34- und den Transistor Tr, gegengekoppelt ist, liegt der invertierende Eingang auf Massepotential. Da die Eingangswiderstand des Differenzverstärkers A, ausreichend hoch liegt, läßt der Kollektorstrom !„ sich wie folgt darstellen:

¹H

wobei Vqq die Versorgungsspannung ist. Die Basis des Transistors Tr, liegt dabei auf Masse und der Emitter des Transistors Tr, ist mit dem des Transistors Tr^, verbunden. Bezeichnet man die Basisspannung des Transistors Tr. mit V_ß2, ergibt sich der Ausdruck:

" ^VBE3 ^{= V}B2

Dividiert man die Gleichung (13) durch die Gleichung (12), er-

709049/0313

^v-

- 25 - 2 7 2 2 7 U

hält man:

Ig₅ ist fast gleich I^, da das Transistorpärchen Tr,, Tr^ in seinen Vgg/I^-Kennlinien gut gepaart ist, so daß man die Gleichung (16) ausreichend genau approximieren kann durch

I_C/I_R = exp(q(V_BE/rV_BE$)/kT) (1?)

Setzt man die Gleichungen (14) und (15) in die Gleichung (17) ein, erhält man:

I₀ = (V_cc/R₅)exp(qV_B2/kT) (18)

Setzt man die Gleichung (19) in die Gleichung (18) ein, wird die Gleichung (18) zu

¹C -

Die absolute Temperatur T befindet sich dabei im Exponenten des Ausdrucks (20) und weist auf eine extrem hohe Temperaturabhängigkeit des antilogarithmischen Verstärkers sowie eine antilogarithmische Übertragungskennlinie hin.

703QC9/OÜ13

-24- 27227U

Setzt man nun die Gleichung (11) in die Gleichung (20) ein, er hält man

r_a

Die absolute Temperatur T im Nenner hebt sich also gegen die absolute Temperatur im Zähler weg, so daß der Ausdruck für den Ausgangsstrom I_Q des antilogarithm!sehen Verstärker 3 die absolute Temperatur nicht mehr enthält und theoretisch der Ausgangestrom I„ also von femperaturschwankungen unabhängig ist.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des temperaturkompensierten antilogarithmisehen Wandlers, wie er für einen Tongenerator in einem elektronischen Musikinstrument und insbesondere einem Synthesizer eingesetzt ist. Die meisten Synthesizer weisen Spannungs- oder stromgesteuerte Oszillatoren als Tongeneratoren auf, die Tonfrequenzen entsprechen den angeschlagenen Tasten abgeben. In den Tongeneratoren werden spannungs- oder stromgesteuerte Oszillatoren durch Spannungen (oder Ströme) gleichen Verhältnisses gesteuert, die antilogarithmische Verstärker mit antilogarithmischen Ubertragungseigenschaften aus differenzgleichen Spannungen erzeugen, die den angeschlagenen Tasten entsprechen, so daß sich Tonfrequenzen entsprechend der Tonhöhe der angeschlagenen Tasten ergeben. Die meisten dieser antilogarithm! sehen Verstärker enthalten Halbleiteranordnungen mit FN-Sperrechichten wie Transistoren oder Dioden als antilogarithmi sehe s Element. Wie in der Einleitung der Beschreibung beaohrie-

709849/0913

ben, lassen sich diese herkönmlichen antilogarithmisehen Verstärker in ihren antilogarithmischen Übertragungseigenschaften nicht vollständig gegen TemperaturSchwankungen kompensieren. Deshalb ist die Stabilität der Tonfrequenzen gegenüber Temperaturschwankungen bei solchen herkömmlichen Synthesizern nicht ausreichend hoch.

In Fig. 2 weist der Tongenerator des Synthesizers, der unter Temperaturschwankungen hochstabile Tonfrequenzen abgibt, den temperaturkompensierten antilogarithmisehen Wandler nach der vorliegenden Erfindung auf. In der Ausführungsform der Fig. werden als Ausführungsform der Umsetζeinrichtung 2 ein Tastspannungsgenerator 2-1 sowie ein Generator 2-2 verwendet, der eine Spannung zur Tonhöhenverschiebung abgibt. Der temperaturempfindliche Generator 1 erzeugt sowohl die temperaturabhängige Spannung V„, als auch einen temperaturabhängigen Strom Im die beide proportional zur absoluten Temperatur schwanken und an den Anschlüssen 10 bzw. 10-1 anstehen. In dem temperaturempfindlichen Signalgenerator 1 der Fig. 2 stellt der Spannungsgenerator 100 die gleiche Schaltung dar, wie der temperaturempfindliche Spannungsgenerator 100 der Fig. 1 und erzeugt die mit der Gleichung (10) gegebene temperaturabhängige Spannung Υ_φ· Ein Differenzverstärker A^ arbeitet in einer bekannten invertierenden Verstärkerschaltung mit den temperaturstabilen Widerständen 103« 106, Ein Differenzverstärker A₁. mit hohem Eingangswiderstand arbeitet als Stromquelle mit einem Feldeffektransistor 101 und den temperaturstabilen Widerständen 102, 103, 104.

709849/0913

Der invertierende und der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers A₁- werden auf im wesentlichen dem gleichen Potential gehalten. Die Höhe des Ausgangsstroms 1™, der aus der Emitter(Drain)Elektrode des Feldeffekttransistors 1Oi fließt, ist gleich der Spannung über dem Widerstand 103, dividiert durch den Widerstandswert R_& des Widerstands 102- Bezeichnet man den Verstärkungsfaktor des Verstärkers aus dem Differenzverstärker A^ mit -G (G positive Konstante), wird die Ausgangsspannung des invertierenden Verstärkers A^, zu -GV„, und damit die Spannung über dem Widerstand 103 zu

01 + G)

und somit der Ausgangsstrom I^ des temperaturempfindlichen Sig nalgenerators zu

¹T " ^KC^VT (22)

wobei gilt:

Mit der Gleichung (10) wird die Gleichung (22) zu

I_T = K_TK_CT (23)

709849/0913

-27- Γ7227Η

Da sowohl K^, als auch K₀ von der absoluten Temperatur T unabhängig sind, ist der Ausgangsstrom 1-, der absoluten Temperatur T proportional und kann folglich als temperaturabhängiger Strom bezeichnet werden.

Der Tastspannungsgenerator 2-1, bei dem es sich um eine der Ausführungsformen der Umsetzeinrichtung handelt, erzeugt am Anschluß 24-1 die diffenrenzgleichen Spannungen, die der absoluten Temperatur proportional sind und den angeschlagenen Tasten entsprechen. Das an den Tastspannungsgenerator 2-1 zu legende Eingangssignal enthält die Information bezüglich der Wahl der angeschlagenen Taste. Ein Differenzverstärker A^ mit hohem Eingangswiderstand arbeitet als Spannungsfolger und erzeugt an seinem niederohmigen Ausgang die an der Sammelschiene 2-11 stehende Spannung. Die Widerstände 2-12, 2-13, 2-14 und 2-15 sind temperaturstabil weisen im wesentlichen den gleichen Widerstandswert R auf und liegen in Reihe miteinander. Ein Anschluß des Widerstands 2-12 ist geerdet; ein Anschluß des Widerstands 2-15 liegt am Ausgangsanschluß 10-1 des spannungsempfindlichen Signalgeneratore 1. In der Fig. 2 sind die Tastschalter bspw. so angeordnet, daß, je höher die Tonfrequenz, desto größer die Zahl η der Taste ist. Der mit "0" bezeichnete Tastschalter, d.h. derjenige Tastschalter, dessen einer Anschluß geerdet ist, entspricht also der tiefsten Tonfrequenz.

Wenn nun alle Tastschalter offen sind, ist die zwischen den Anschlüssen jeweils zweier nebeneinanderliegender Tastschalter er-

709849/0913

-28- 27227U

zeugte Spannung jeweils gleich RI^, und zwar unabhängig von der Stellung der Tasten. Schließt einer der Tastschalter, gibt der als Spannungsfolger geschaltete Differenzverstärker A^ niederohmig eine Spannung ab, die der Spannung am Anschluß des angeschlossenen Tastschalters entspricht und auf die Sammelschiene 2-11 geht. Wenn gleichzeitig zwei oder mehr der Tastschalter schließen, werden diese von der Sammelschiene 2-11 gegeneinander kurzgeschlossen und sind daher einander gleich. Der Tastspannungsgenerator 2-1 gibt also diejenige Spannung ab, die dem Tastschalter mit der tiefsten Tonfrequenz der geschlossenen Tastschalter entspricht. Der Tastspannungsgenerator 2-1 hat also die Funktion einer Prioritätswahlstufe für Tiefsttonpriorität der Tonleiter und erzeugt eine Gleichdifferenzspannung zwischen jeweils zwei nebeneinanderliegenden Tastschaltern.

Wenn, wie in Fig. 2 ersichtlich, der Tastschalter η schließt, wird die Ausgangsspannung V^₀₁ des TastSpannungsgenerators 2-1

^VTC1

mit η =» 0, 1, 2, 3, usw. Setzt man die Gleichung (23) in die Gleichung (24) ein, erhält man

V₁₀₁ = XiRK₁K₀T (n - 0, 1, 2, 3, .-.) (25)

Aus der Gleichung (25) ist zu ersehen, daß die Ausgangsspannung

709849/0913

-29- 27227 U

proportional mit der absoluten Temperatur T schwankt, da n, H₁ Κ™ und K₀ selbst von der absoluten Temperatur unabhängige Eonstanten sind. Es ist ebenso ersichtlich, daß die Ausgangsspannung Vmg. sich proportional zur Abzahl η der Tastschalter ändert, wobei η als das "Eingangssignal" gilt.

Weiterhin gehört ein Generator 2-2 zur Erzeugung einer Tonhöhenverschiebungsspannung zur Ausführungsform der Umsetzeinrichtung und erzeugt eine Verschiebespannung, die sich mit der absoluten Temperatur T ändert und von Hand einstellbar ist. Der Generator 2-2 verschiebt die mit dem Tastspannungsgenerator 2-1 wählbaren Tonfrequenzen insgesamt, um diese in einen erwünschten Tonbereich zu transponieren, und legt damit die Töne auf eine gewünschte Frequenz. Das an den Generator 2-2 gelegte "Eingangssignal" kann als Information hinsichtlich der Lage des Abgriffs eines Potentiometers betrachtet werden. Ein erster Anschluß 2-21 des Potentiometers 2-20 ist geerdet, ein dritter Anschluß 2-23 erhält die temperaturabhängige Spannung V™, die eines der Ausgangssignale des temperaturempfindlichen Generators 1 ist. Der Generator 2-2 gibt an einen zweiten Anschluß 2-22 eine Ausgangsspannung Vm₀₂ ab, d.h. am Abgriff des Potentiometers 2-20· Befindet sich der zweite Anschluß 2-22 zwischen dem ersten und dem dritten Anschluß, läßt diese Lage sich durch c*~( OL o6L1) beseichnen; dann gilt für die am zweiten Anschluß 2-22 stehende Spannung ^vm/jo *°l8^ender Ausdruck:

^VTC2 " ^ljCYT ⁽²⁶⁾

709849/0913

-30- 27227H

Setzt man die Gleichung (10) in die Gleichung (26) ein, erhält man:

^VTC2 ⁼ ^V ⁽²⁷⁾

Aus der Gleichung (27) ist ersichtlich, daß die Ausgangsspannung Vmno de» Generators 2-2 proportional mit der absoluten Temperatur T und der Konstanten odsich ändert, die die Einstelllage des Abgriffs des Potentiometers 2-20 bezeichnet und als "Eingangssignal" betrachtet wird.

In der Fig. 2 hat der antiologarithmische Verstärker 3 zwei Eingangsanschlüsse; die Widerstände 36, 37 sind lediglich ein Ersatz für den Widerstand 33 des antilogarithmischen Verstärkers 3 in Fig. 1. Der Antilogarithmische Verstärker 3 erzeugt also einen Ausgangsstrom Iq, der sich mit der Beziehung der Gleichung (18) ausdrücken läßt, wobei jedoch Vg- i» Gleichung (18) ersetzt ist durch Basisspannung Vg, des Transistors Tr^ in Fig. 2. Der Ausgangsstrom Iq des antilogarithmischen Verstärkers 3 in Fig. 2 ist also:

Die Widerstände 36, 37 sind temperaturstabil. Für dl· Baaia spannung V_ß, des Transistors Tr^ gilt:

^VB3 " ^K1^VTC1 ^{+ K}2^VTC2

709849/0913

- 31 - 27227U

^rc^rd

Setzt man die Gleichung (29) in die Gleichung (28) ein, erhält nan

¹C " (⁷OC^^)exp(1^(K1^VTC1 ^{+ K}2^VTC2^{)/kT) (30)}

Durch Einsetzen der Gleichung (25) und (27) wird die Gleichung (30) zu

(V_0C/R₅)exp(qK_T(K₁K_cRnT

Da eich nun die absolute Temperatur T im Nenner des obigen Exponenten gegen die absolute Temperatur T im Zähler weghebt, stellt sich der Ausgangsstrom I₀ des antilogarithmischen Verstärkers 3 dar, zu:

¹C " (▼_cc/H₅)exp(qK_TK_cR.n + K₃₀C)A) (3D

Aus der Gleichung (31) ergibt sich, daß der Ausdruck für den Ausgangsstrom I₀ des antilogarithmischen Verstärkers 3 die absolute Temperatur T nicht mehr enthält und der Ausgangsstrom daher theoretisch temperaturunabhängig ist.

709849/0913

-32- 27227H

In der Fig. 2 schwingt ein stromgesteuerter Oszillator 4 auf einer Frequenz, die proportional dem dee Anschlusses 30 einge prägten Steuerstrom I₀ ist. Die Schwingfrequenz ergibt schließ lich die Tonfrequenz. D.h., daß die Tonfrequenz f sich ausdruc ken läßt als

f - K₀I₀ (32)

mit K als Proportionalitätskonstante. Setzt man die Gleichung (31) in die Gleichung (32) ein, erhält man für die Tonfrequenz f:

f = (K_oV_0C/R₅)exp(qK_T(K₁K_cRn + K₃^)A (33)

Ist der stromgesteuerte Oszillator 4- sehr temperaturstabil, d.h. wenn die Proportionalitätskonstante wenig temperaturabhängig ist, ist die absolute Temperatur T in der Gleichung (33) nicht enthalten, so daß die Tonfrequenz f temperaturstabil bzw. temperaturunabhängig ist. Es ist besonders wichtig, daß der Exponent in der Gleichung (33) die absolute Temperatur nicht enthält, so daß die Temperaturstabilität von Änderungen der verhältnisgleichen Tonfrequenzen extrem hoch wird. Die Gleichung (33) zeigt, daß die Tonfrequenz f sowohl von der Tastinformation n, die der angeschlagenen Taste entspricht, als auch von der Tonverschiebungsinformationoobestimmt wird, die bestimmt, wie weit die Tonfrequenz zu verschieben ist. Da sowohl η als auch / im Exponenten der Beziehung (33) stehen, werden verhält—

709849/0913

-33- 27227 H

nisgleiche Änderungen von η odero^ in verhältnisgleiche Änderungen der Tonfrequenz f umgesetzt. Wenn sämtliche Eonstanten in der Beziehung (33) so gewählt sind, daß der Tongenerator eine erwünschte Frequenz abgibt, wird die Tonfrequenz f des Tongenerators in Fig. 2 von Temperaturschwankungen nicht beeinflußt. Beim praktischen Aufbau des in Fig. 2 gezeigten Tongenerators nimmt man vorzugsweise das Transistorpärchen Tr,., Tr₂, des spannungsempfindlichen Signalgenerators 100 und das Transistorpärchen Tr,, Tr^ des antilogarithmischen Verstärkers 3 gemeinsam in ein Gehäuse auf oder stellt sie auf dem gleichen Halbleitersubstrat her, damit diese beiden Pärchen im wesentlichen der gleichen Temperatur ausgesetzt sind.

Wie oben erwähnt, kann man eine oder mehr Wandleranordnungen für einen antilogarithmischen Verstärker vorsehen. Insbesondere können auch für einen temperaturempfindlichen Signalgenerator 1 ein oder mehr antilogarithm!sehe Verstärker vorgesehen werden. In diesen Fällen müssen natürlich die Halbleiteranordnung mit der mindestens einen FN-Sperrschicht in jedem antilogarithmisehen Verstärker und die des temperaturempfindlichen Signalgeneratore im wesentlichen der gleichen Temperatur ausgesetst ••in.

In der Ausführungsform des Tongenerators für einen Synthesiser nach Fig. 2, auf den die vorliegende Erfindung angewandt ist, dient als Block 4 ein stromgesteuerter Oszillator. Anstelle ein·· stromgesteuerten Oszillators läßt sich auch für den Block

7098A9/0913

-34- 27227H

4 ein stromgesteuerter Filter einsetzen, dessen Grenz- bzw. Resonanzfrequenz sich mit dem Steuerstrom ändert. In diesem Fall erzeugt der Block 2-2 eine die Grenz- bzw. Resonanzfrequenz verschiebende Spannung. Das von diesem stromgesteuerten Filter gefilterte Signal wird als ein Tonsignal verwendet, wie das Tonsignal des oben erwähnten Tongenerators. Die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform stellt dann eine Schaltung zur Steuerung der Klangfarbe im Synthesizer dar, auf den die vorliegende Schaltung angewandt ist. Auch bei der Anwendung auf eine Klangfarbensteuerung ist die vorliegende Erfindung im Rahmen eines Synthesizers sehr gut einsetzbar.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Umsetzeinrichtung 2 der Fig. 1, bei der das an die Schaltung 2 gegebene Signal ein digitales Signal ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, weist die Umsetzeinrichtung 2 einen 4-Bit-Digital/Analog-Vandler mit einem R-2R-Widerstandsleiternetzwerk auf. Ein Differenzverstärker A₁₇ bildet einen Strom-Spannungswandler mit einem Gegenkopplungswiderstand des Widerstands r.. Die Stromschalter S*, Sp, S, und S. werden von digitalen Eingangs signal en Q_-., Qg, Q, und Q^ gesteuert, die an die Eingangsanschlüsse 20-1, 20-2, 20-3 bzw. 20-4 des 4-Bit-Digital/Analog-Wandlere 2 gelegt sind. Da die temperaturabhängige Spannung V™, die die Bezugsspannung des Umsetzers 2 darstellt, am Anschluß 10 liegt, lassen die durch die Stromschalter S^, S₂, S,, S₄ fließende Ströme sich ausdrücken als 8V_T/16r, 4V_T/16r, 2V,p/16 r bzw. V^/Iör. Sind die digitalen Eingangssignale Q₄., Q₂, Q, und Q₄ jeweils "H", werden

709849/0913

- 35 - 27227 U

die Stromschalter S₁, S₂, S, und S^ mit dem invertierenden Ein gang des Differenzverstärkers A„ verbunden. Sind die digitalen Eingangssignale Q₁, Q₂, Q₅, Q₄ jeweils "L", liegen die Schalter S₁, S₂, S, und S^ jeweils auf Masse. Wenn also die digitalen Eingangssignale Q₁, Q₂, Q₅ und Q^ auf "H" oder "L" geschal tet sind, läßt sich die am Ausgangsanschluß 21 des 4—Bit-Digital-Analogwandlers 2 erscheinende Ausgangsspannung V^₀ wie
folgt darstellen:

^VTC

Setzt man die Gleichung (10) in die Gleichung (34) ein, erhält man:

2Q₃)T/16r. (35)

Aus der Gleichung (35) ist zu ersehen, daß, wenn das Verhältnis r-/r temperaturunabhängig ist, die Ausgangsspannung V~q proportional der absoluten Temperatur T ist.

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist zur übersichtlicheren Erläuterung ein 4-Bit-Digital-Analogwandler verwendet. Wie einzusehen ist, ist die Bitzahl im Einzelfall jedoch beliebig.

Wie erläutert, löst die vorliegende Erfindung das Problem der Temperaturkompensation der Übertragungekennlinie bei der anti-

709849/0913

27227U

logarithmischen Umsetzung, das einem herkömmlichen antilogarithmischen Wandler mit Halbleiter-PN-Sperrschichten als antilogarithmisches Element eigen ist. Die vorliegende Erfindung ist auch wertvoll dahingehend, daß Jede Anordnung, auf die der antilogarithmische Wandler angewandt wird, theoretisch stabilisiert werden kann. Bspw. Synthesizer lassen sich ohne Einstel1-lung und unabhängig von der Streuung der Temperaturkompensiereigenschaften vollständig temperaturkompensieren. Der antilogarithmische Wandler nach der vorliegenden Erfindung ist also in seiner Temperaturstabilität den Wandlers nach dem Stand der Technik überlegen. Während oben spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist einzusehen, daß sich an den Einzelheiten verschiedene Änderungen durchführen lassen, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Die Ansprüche sollen daher sämtliche ähnliche und abgeänderte Formen der offenbarten Schaltungen umfassen,, mit denen sich die Ergebnisse nach der vorliegenden Erfindung erreichen lassen.

709349/0 ^fJ 13

Claims (22)

27227H Pat entansprüche

1. Temperaturkompensierter antilogarithm!scher Wandler, gekennzeichnet durch einen temperaturempfindlichen Signalgenerator mit einer ersten Halbleiteranordnung mit mindestens einer PN-Sperrschicht als temperaturempfindliches Element, der mindestens ein elektrisches Signal erzeugt, das der absoluten Temperatur proportional ist, durch eine Umsetzanordnung, die das mindestens eine elektrische Signal sowie ein an einen Eingangsanschluß gelegtes Eingangssignal zu einem Signal umsetzt, das sowohl dem Eingangssignal als auch der absoluten Temperatur proportional ist, und durch einen an den Ausgang der Umsetzanordnung gelegten antilogarithmischen Verstärker mit einer zweiten Halbleiteranordnung mit mindestens einer PN-Sperrschicht als antilogarithmisches Element, der das umgesetzte Signal zu einem Antilogarithmussignal umsetzt, das dem Antilogarithmus des gewandelten Signals proportional ist, wobei die erste und die zweite Halbleiteranordnung im wesentlichen der gleichen Temperatur ausgesetzt sind, um den antilogarithmischen Verstärker durch das mindestens eine elektrische Signal zu temperaturkompensieren.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Signalgenerator als das mindestens eine elektrische Signal ein Spannungssignal abgibt.

709849/0913

ORIGINAL INSPECTED

27227H - *r-

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß die erste Halbleiteranordnung ein erstes Transistorpärchen aufweist, das nach seinen I^-V^-Eennlinien (Kollektor st rom als Funktion der Basis-Emitter-Spannung) gepaart ist.

4. Wandler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet. daß der temperaturempfindliche Signalgenerator weiterhin einen ersten und einen zweiten Differenzverstärker, einen ersten, einen zweiten, einen dritten, einen vierten und einen fünften Widerstand sowie eine über den ersten und den zweiten Widerstand an die invertierenden Eingänge des ersten und des zweiten Differenzverstärkers gelegte Spannungsquelle aufweist, wobei die nichtinvertierenden Eingänge des ersten und des zweiten Differenzverstarkers an einen Bezugspotential liegen und dieses Bezugspotential auch an den dritten Widerstand und die Baus eines Transistors des ersten Transistorpärchens gelegt ist, daß die invertierenden Eingänge des ersten und des zweiten Differenzverstärkers weiterhin am Kollektor des einen Transistors bzw. am Kollektor des anderen Transistors des ersten fransistorpärchens liegen, daß der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers über den fünften Widerstand am Emitter des anderen Transistors, der Emitter des einen Transistors am anderen Anschluß des dritten Widerstands und der Ausgang des ersten Differenzverstärkers über den vierten Widerstand an der Basis des anderen Transistors liegen und der erste Differenzverstärker an seinem Ausgang eine temperaturabhängige Spannung liefert.

7Q9849/Q913

27227U

5. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Signalgenerator als das mindestens eine elektrische Signal sowohl ein Spannungs- als auch ein Stromsignal abgibt.

6. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß sich die erste und die zweite Halbleiteranordnung im gleichen Gehäuse befinden.

7. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die erste und die zweite Halbleiteranordnung ein erstes Transistorpärchen bzw. ein zweites Transistorpärchen aufweisen, die Jeweils nach ihren I_c-V_B-,-Kennlinien gepaart sind.

8. Wandler nach Anspruch 7 t dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Transistorpärchen im gleichen Gehäuse untergebracht sind.

9. Wandler nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet _t daß der antilogarithm!sehe Verstärker weiterhin einen Differenzverstärker, einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Widerstand aufweist, daß ein Bezugspotential an den nichtinvert!erenden Eingang des Differenzverstärkers, an die Basis eines Transistors des zweiten Transistorpärchens und über den zweiten Widerstand an die Basis des anderen Transistors des zweiten Transistorpärchens gelegt ist, daß der invertierende Eingang des Differenzverstärkers über den ersten

709849/0913

27227

- Sr-

Transistor an eine Spannungsquelle gelegt ist, daß der Kollektor des einen Transistors an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers, der Ausgang des Differenzverstärkers über den vierten Widerstand an den Emitter des einen Transistors, der Emitter des anderen Transistors an den Emitter des einen Transistors und der dritte Widerstand zwischen die Basis des anderen Transistors und den Ausgang der Umsetzanordnung gelegt sind, so daß der antilogarithmische Verstärker am Kollektor des anderen Transistors ein Ausgangsstromsignal erzeugt.

10. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal durch eine Schaltanordnung in Form eines geschalteten Signals geschaltet wird.

11. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Schaltanordnung um elektronische Schalter handelt.

12. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet. daß es sich bei der Schaltanordnung um mechanische Schalter handelt.

13. Wandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet. daß es sich bei den mechanischen Schaltern um Tastschalter handelt, deren Mittenkontakt an eine Sammelschiene gelegt sind.

709849/0913

27227 U

14. Wandler nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzanordnung weiterhin einen Spannungsfolger aufweist, jeweils zwei nebeneinanderliegende der Tastschalter über einen Wideretand miteinander verbunden sind, ein festes Potential an den dem höchsten oder dem tiefsten Ton entsprechenden Tastschalter gelegt ist, an den dem tiefsten bzw. der höchsten Ton entsprechenden Tastschalter das mindestens eine elektrische Signal gelegt ist, bei dem es sich um den Ausgangsstrom des temperaturempfindlichen Signalgenerators handelt, und die Sammels*hiene an den Eingang des Spannungsfolgers gelegt ist, so daß die Umsetzanordnung eine Ausgangsspannung am Ausgang des Spannungsfolgers erzeugt, wenn einer der Tastschalter betätigt wird.

15. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzanordnung mit dem Eingangssignal über ein Potentiometer gespeist wird, das in eine Eingangsstufe derselben eingesetzt wird.

16. Wandler nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß über die festen Anschlüsse des Potentiometers das Eingangssignal gelegt ist und an seinem Abgriff eine variable Spannung steht.

17. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 4s sich bei dem Eingangssignal um ein Analogsignal handelt.

7Ü38A0/O913

27227U

- ψ-

18. Wandler nach Anspruch 17,, dadurch gekennzeichnet _t daß die Umsetzanordnung ein Analogmultiplikator isti^i der das Analogsignal mit dem mindestens einen elektrischen Signal multipliziert ·

19. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß das Eingangssignal ein Digitalsignal ist.

20. Wandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet _t daß die Umsetzanordnung einen Multiplikator aufweist, der das Digitalsignal mit dem mindestens einen elektrischen Signal multipliziert.

21. Wandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Multiplikator um einen Digital/Analog-Wandler mit einem Differenzverstärker, einem Widerstandsnetzwerk, an das das elektrische Signal gelegt ist, sowie einer Schalteinrichtung handelt, die von dem Digitalsignal betätigt wird, um ein bestimmtes Widerstandsverhältnis im Widerstandsnetzwerk auszuwählen, wobei der Differenzverstärker an das Widerstandsnetzwerk angeschlossen ist, um das gewandelte Signal zu erzeugen, und die Spannung des elektrischen Signals mit dem Widerstandsverhältnis multipliziert wird.

22. Temperaturkompensierter antilogarithmischer Wandler, gekennzeichnet durch einen temperaturempfindlichen Spannungs- und Stromgenerator, der eine Ausgangsspannung und einen Ausgange-

703349/0313

27227U

strom abgibt, die beide der absoluten Temperatur proportional sind, und der ein erstes Trasistorpärchen nach gut übereinstimmender I_c-V_BE-Kennlinie gepaarten Transistoren als temperaturempfindliche Elemente, sowie einen Tastspannungsgenerator aus Tastschaltern mit einer Sammelschiene aufweist, der mit dem Ausgangsstrom des temperaturempfindlichen Spannungs- und Stromgenerator gespeist wird und eine Tastspannung erzeugt, die proportional der absoluten Temperatur und auch entsprechend den betätigten der Tastschalter sich ändert, einen eine Verschiebespannung abgebenden Generator, der mit der Ausgangsspannung gespeist wird und ein Potentiometer aufweist, um eine Verschiebespannung zu erzeugen, die sich sowohl proportional zur absoluten Temperatur als auch mit der Widerstandseinstellung des Potentiometers ändert, und einen mit der Tastspannung und der Verschiebespannung gespeisten antilogarithmisehen Verstärker mit einem zweiten Transistorpärchen aufweist, deren I_c-V_BE-Kennlinien gut miteinander gepaart sind, als antilogarithmische Elemente, um sowohl die Tastspannung als auch die Verschiebespannung zu einem gewandelten Signal umzuformen, das proportional zum Antilogarithmus der Tast- und der Verschiebespannung ist, wobei das erste und das zweite Transistorpärchen im wesentlichen der gleichen Temperatur ausgesetzt sind, um den antilogarithmischen Verstärker in seiner Temperaturabhängigkeit mit der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom des temperaturempfindlichen Spannungs- und Stromgenerators zu kompensieren·

709849/0913