DE2900911A1 - Spannungsgesteuertes daempfungsglied - Google Patents
Spannungsgesteuertes daempfungsgliedInfo
- Publication number
- DE2900911A1 DE2900911A1 DE19792900911 DE2900911A DE2900911A1 DE 2900911 A1 DE2900911 A1 DE 2900911A1 DE 19792900911 DE19792900911 DE 19792900911 DE 2900911 A DE2900911 A DE 2900911A DE 2900911 A1 DE2900911 A1 DE 2900911A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- amplifier
- pair
- voltage
- transistor
- cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 230000006735 deficit Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009699 differential effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0017—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
- H03G1/0023—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier in emitter-coupled or cascode amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/04—Modifications of control circuit to reduce distortion caused by control
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/24—Frequency-independent attenuators
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Description
{ - . M11 i. ; ι '-ι ;
' L. i.\'-j. s. λ: λ
M1J Γ;Cf?. .·.' 5
O L L L .λ S Γ K ·. :ί 3 C "I
München, den 11. Januar 1979
Harvey Alan Rubens,
Los Angeles, V.St.A. und
David Lee Baskind, Los Angeles, V.St.A:
B 148 - St/vS/mi
"Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied"
Priorität: 11. Januar 1978
909829/0758
2300911
Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied
Die Erfindung bezieht sich auf ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, insbesondere auf ein spannungsgesteuertes
Dämpfungsglied mit einem weiten dynamischen Steuerbereich und geinger Verzerrung.
Nach dem Grundprinzip für Verstärkerzellen werden Differenzverstärker
verwendet und modifiziert. Dies ist bereits Gegenstand mehrerer Artikel und Experimente gewesen.
Beispielsweise hat die Quatre Company of Canoga Park, Kalifornien 91304, jüngst einen Artikel unter dem Titel "Quatre
Gain Cells Solid State Electronic Products" veröffentlicht. Der Quatre-Artikel beschreibt die Einführung von Verstärkerzellen
in für den Audio-Bereich vorgesehene, aus bipolaren Transistoren aufgebautenElemente. Der Ausdruck "Verstärkerzelle"
ist nach Auffassung der Anmelder erstmalig von B. Gilbert im genannten Artikel verwendet worden. Die Verstärkerzelle
wurde als Log/Antilog-Gegenwirkleitwert-Multiplizierer beschrieben.
Die Erfindung umfaßt die Verwendung des Grundkonzepts einer Verstärkerzelle als wesentliches Element in einem spannungsgesteuerten
Dämpfungsglied. Dadurch wird ein extrem großer dynamischer Steuerbereich und eine erheblich geringere
Verzerrung als beim Stand der Technik erzielt.
Ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied ist im wesentlichen
eine Verstärker-Steuereinrichtung mit deren Hilfe die Verstärkung eines externen Schaltkreises gesteuert werden kann.
Dieser kann ein Empfänger, eine Schalteinrichtung oder eine andere, entfernt angeordnete,gesteuerte elektronische
Schaltung sein.
909829/0758 - 9 -
In der Regel ist es von Vorteil, eine niedrige Steuerspannung, vorzugsweise eine Gleichspannung zur Steuerung der Verstärkung
externer elektronischer Elemente zu verwenden. Diese Steuerung findet in der Regel in gewisser Entfernung statt.
Bei Verwendung einer Gleichspannungs-Steuerspannung kann der Operator bzw. das Operationsglied entfernt angeordnet und
dadurch eine Beeinflussung des zu steuernden Schaltkreises vermieden werden.
Gewöhnlich werden die zu steuernden Eingangssignale in Form von Differenzgliedern, d.h. Gliedern einer geeigneten Differenz,
einem Paar Verstärkerzellen zugeführt. Die Verstärkerzellen ihrerseits werden von einer Gleichspannungs-Steuerspannung
zur Änderung der Verstärkung des Eingangssignals gesteuert. Die von den Verstärkerzellen abgegriffenen Ausgangssignale
werden einem Differenzverstärker zugeführt, der in bekannter Weise den durch die Steuerspannung in den
Verstärkerzellen hervorgerufenen Gleichspannungsanteil eliminiert. Dies hat zur Folge, daß am Ausgang des Differenzverstärkers
nur noch das gedämpfte Wechselspannungssignal auftritt. Nachteilig bei diesen bekannten Einrichtungen ist deren
langsame Geschwindigkeit, der geringe dynamische Steuerbereich und eine beachtliche Verzerrung.
In den US-PScn 3 727 146 vom 10. April 1973 "Linear Voltage
Variable Temperature Stable Gain Control" von Richard Smith Hughes und 3 875 522 vom 1. April 1975, "Integrated Direct-Coupled
Attenuator" von Werner H. Hoefi ist das Grundkonzept, die Theorie und der Betrieb von Verstärkerzellen und Differenzverstärkern
beschrieben. In jüngerer Zeit ist in der US-3 921 091 vom 18. November 1975 "Amplifier Circuit" von
Kessel und School eine Grund-Verstärkerzelle und -schaltung sowie deren Verwendung als spannungsgesteuertes Dämpfungsglied
beschrieben worden.
909829/0758 _ 10 _
Bei diesen bekannten Patenten werden zwar die Vorteile, die sich aus der Verwendung des Grundkonzeptes eines Differenzverstärkers
und dessen Eigenschaft zur Eliminierung des Gleichspannungsteueranteils im Ausgangssignal des Differenzverstärker
s ergeben, genutzt. Das Hauptproblem, nämlich der hohe Grad an Verzerrung, der begrenzte dynamische Steuerbereich
und die begrenzte Geschwindigkeit, ist beim Stand der Technik nicht gelöst worden. Denn bisher sind die für
derartige Bauelemente bestehenden Grenzen bzw. die damit zusammenhängenden
Überlegungen nicht voll verstanden worden. Aus diesen Überlegungen ist auch noch kein Nutzen gezogen worden.
Die Erfindung geht aus von den Grenzen, die den zur Zeit erhältlichen Verstärkerzellen innewohnen. Hiervon ausgehend
wird ein Schaltkreis für ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied angegeben, das sich durch hohe Geschwindigkeit und
einen großen dynamischen Steuerbereich auszeichnet, jedoch nicht an Verzerrungen aufgrund von Belastungseffekten der Verstärkerzellen
leidet.
Die Erfindung beschreibt ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied mit einem Paar Verstärkerzellen mit niedrigen Stromdichten.
Hierbei wird jede Verstärkerzelle direkt von einer linearisierten Stromquelle angesteuert. Die linearisierte
Stromquelle ist für den Emfpang geeigneter Eingangssignale
ausgelegt. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die niedrigen Stromdichten dadurch erreicht, daß Transistoren
großer Fläche verwendet werden. Stattdessen können aber auch mehrere parallel zueinander angeordnete Transistoren verwendet
werden, da auch hierdurch im Ergebnis große Ubergangsbereiche zur Verfügung stehen. Diese Bereiche sind aber erforderlich,
um die Stromdichten zu minimalisieren.
Die Verstärkerzellen werden von einer einzigen Steuerspannung gesteuert. Die Steuerspannung steuert beide Verstärkerzellen
gleichzeitig.
909829/0758 - 11 -
Ein linearisiertcr Puffer- bzw. Trennverstärker liegt am Ausgang jeder Verstärkerzelle. Er dient dazu, die Last an jeder
Verstärkerzelle und dadurch Verzerrungen zu minimalisieren.
Ein Differenzverstärker wird von den Puffer- bzw. Trennverstärkern
angesteuert. Er erzeugt ein Ausgangssignal/ das frei von Beeinträchtigungen der Steuerspannung ist. Ferner werden
Gleichspannungs-Verschiebungen infolge einer Steuerspannungsündcrung,
sowie Restverzerrungen beim Betrieb des Differenzverstärkers eliminiert.
Die Schaltung wird durch die Verwendung eines Transistorenpaares in jeder Verstärkerzelle verwirklicht, wobei bei
jedem Transistorenpaar die Emitter miteinander verbunden und die verbundenen Emitter eines Transistorspaares direkt von einer
diesen Emittern getrennt zugeordneten, linearisierten Stromquelle
angesteuert werden. Die Stromquelle ist für den Empfang reziproker Eingangssignale ausgelegt.
Bei einem Transistor jedes Transistorpaares der Verstärkerzelle sind die Basis und der Kollektor miteinander und mit
Masse bzw. dem Signalgrund verbunden. Die Basen des anderen Transistors in jedem Transistorpaar jeder Verstärkerzelle
sind untereinander verbunden und werden von einer einzigen Steuerspannung gesteuert.
Der Verstärkerzellen-Schaltkreis ist demnach einem Paar von Differenzverstärkern ähnlich, wobei die Steuerspannung jeweils
eine Basis in jedem Transistorpaar der Verstärkerzelle ansteuert.
Jeder Kollektor der anderen Transistoren in den Verstärkerzellen ist über einen gesonderten Widerstand mit einer
Spannungsquelle verbunden. Hierdurch ergibt sich als Ausgangssignal der Verstärkerzellen ein Spannungssignal an diesen
Arbeitswiderständen.
909829/0758 - 12 -
Ein gepufferter Differenzverstärker greift zur Erzeugung eines Ausgangssignals die Arbeitswiderstände ab.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden getrennte Pufferverstärker verwendet. Jeder ist hierbei mit einer eigenen
linearisierten Stromquelle verbunden, um dadurch Sättigungseffekte bei hoher Dämpfung vom Schaltkreis fernzuhalten.
Insgesamt wird mit der Erfindung ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied geschaffen, das sich durch einen äußerst
großen dynamischen Steuerbereich und niedrige Verzerrung auszeichnet. Diese Vorteile werden durch Begrenzung der Stromdichte
in jeder Transistorfläche - hierdurch wird das Stromrauschen minimalisiert - und durch Verwendung hoher Stromquellen
- hierdurch wird das Spannungsrauschen minimalisiert erzielt. Ein Paar von Verbund-Verstärkerzellen mit niedrigen
Stromdichten werden jeweils direkt von einer linearisierten Stromquelle angesteuert. Die Verstärkerzellen werden
von einer einzigen Verstärker-Steuerspannung gesteuert. Sie steuern ihrerseits ein Paar linearisierter Pufferverstärker
zur Minimalisierung der Belastung der Verstärkcrzellen an.
Die Ausgangssignale der Pufferverstärker werden einem Differenzverstärker zugeführt. Dieser erzeugt ein Ausgangssignal,
das frei von Beeinträchtigungen der Verstärker-Steuerspannung, frei von Gleichspannungs-Verschiebungen infolge einer Verstärker-Steuerspannungsänderung
und frei.von Restverzerrungen ist.
Die Erfindung wird anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele und der beigefügten schematischen Darstellungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten Dämpfungsgliedes;
909829/0758 - 13 -
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
zur Modifikation des Eingangssignals;
Fig. 4 ein Schaltdiagramm zur Veranschaulichung mehrerer parallel zueinander geschalteter Transistoren,
die einen Verbundtransistor zur Minimalisierung von Stromdichten bilden.
In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm für ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, das im wesentlichen ein Einheitsverstärkungsglied
ist, dargestellt. Der dargestellte Schaltkreis kann auch als spannungsgesteuerter Verstärker betrachtet werden. Es
scheint jedoch von Vorteil, den dargestellten Schaltkreis als Dämpfungsglied zu beschreiben, da das Dämpfungsglied dann als
Grundbauelement betrachtet werden kann, das zur Steuerung der Verstärkung des Verstärkers in einer Rückkopplungsschaltung
mit dem Verstärker angeordnet werden kann, so daß insgesamt ein spannungsgesteuerter Verstärker entsteht.
Das Eingangssignal ist gewöhnlich ein sich änderndes Wechselstromsignal
10, das sich symmetrisch um die Bezugslinie bzw. Masse ändert und gleiche, jeodch phasenverschobene Komponenten
zwei identischen Summier-Spannungs-Stromumformem12 bzw.
14 zuführt.
Zweck des erfindungsgemäßen Schaltkreises ist, das Eingangssignal
10'beliebig stark zu dämpfen - von der Dämpfung 0 bis hin zu unbegrenzter Dämpfung - ohne hierbei jedoch irgendwelche
Verzerrungen in das Ausgangssignal hineinzutragen. Da der Schaltkreis Einheitsverstärkung hat, wird er als Dämpfungsglied
und nicht als Verstärker beschrieben. Das Dämpfungs-
909829/0758 - 14 -
glied kann jedoch in einer Rückkopplungsschleife mit einem Verstärker
gemeinsam verwendet werden, so daß das Gesamtsystem einen spannungsgesteuerten Verstärker ergibt, welcher dem Konstrukteur
eine hohe Verstärkung ermöglicht, falls dies sein Wunsch sein sollte.
Bei einem spannungsgesteuerten Dämpfungsglied kommt es wesentlich auf die Verwendung einer Steuerspannung an, die beispielsweise
eine Gleichspannung sein kann, mit der ein Eingangssignal derart dämpfbar ist, daß außer der Verstärkung
keinerlei Verzerrungen oder Änderungen der ursprünglichen Eingangssignal-Qualitäten bzw. -inhalte auftreten. Da die
Einrichtung auch als Modulator verwendbar ist, kann die Steuerspannung auch ein sich änderndes Signal sein.
Das Steuersignal kann an einem entfernt gelegenen Ort angeordnet sein, wodurch die Signalwege so kurz wie möglich gehalten
werden und keine Notwendigkeit für Sendesignalleitungen zu entfernten Steuerpulten zur Dämpfung oder Steuerung besteht.
Auch mehrere derartige Glieder können mit einer einzigen Steuerspannung gesteuert werden.
Das Eingangssignal 10 von der Signalquelle wird zunächst mit einem Gleichstrom-Ruhesignal gemischt, das von einer Bezugsspannungsquelle
16 herrührt. Eine Bezugsspannung von der Bezugsspannungsquelle 16 wird als Gleichstrom-Ruhesignal über ein
Trimmer-Potentiometer 18 den beiden Summier-Spannung-Stromumformern
12 und 14 zugeführt. Hierbei werden das nicht-invertierte
Eingangssignal 10 und das Gleichstrom-Ruhesignal im Umformer 12 summiert sowie das invertierte Eingangssignal
10 und das Gleichstrom-Ruhesignal im Umformer 14 summiert bzw. umgeformt.
Das Trimmer-Potentiometer 18 dient zur Minimalisierung einer Gleichspannungsverschiebung mit der Dämpfung. Hierzu wird die
Gleichspannungs-Charakteristik des gesamten Systems ausgeglichen.
909829/0758
- 15 -
Die Summier-Spannungs-Stromumformer 12 und 14 sind untereinander
indentisch und führen die gleiche Funktion aus, wobei jedoch der Summier-Spannungs-Stromumformer 12 das nicht-invertierte
Eingangssignal 10 bzw. Eingangsspannung und die Gleichspannungs-Ruhespannung summiert, während der Summier-Spannungs-Stromumformer
14 das invertierte Eingangssignal 10 bzw. die Eingangsspannung und die Gleichspannungs-Ruhespannung
summiert.
Die Ausgangsgrößen der Summier-Spannungs-Stromumformer 12
und 14 sind Stromsignale, die beispielsweise den folgenden Gleichungen genügen, wobei gilt:
V"IN Spannung des Eingangssignals 10,
V-. Spannungs des eingehenden Ruhesignals,
I- Strom am Ausgang des Umformers 12 und
I1' Strom am Ausgang des Umformers 14.
Die Gleichung für den Strom am Ausgang des Summier-Spannungs-Stromumf
ormer s 12 lautet nun:
1I = K1 iVQ + VIN>
Die Gleichung für den Strom am Ausgang des Summier-Spannungs-Stromumf
ormer s 14 lautet nun:
II- -K1 (VQ - V1n)
Die Ausgangsströme I1 und I ' repräsentieren Ströme, deren
Werte proportional den Eingangsspannungen sind.
Die von den Summier-Spannungs-Stromumformern 12 und 14 ausgehenden
Ströme bzw. Stromsignale werden jeweils einer Ver-
909829/0758
- 16 -
2300911
bund-Verstärkerzelle 24 bzw. 26 zugeführt. Der Ausdruck "Verbund"
ist für die Verstärkerzellen 24 und 26 deswegen gewählt worden, um damit aktive Elemente innerhalb der Verstärkerzellen
24 und 26 auszuzeichnen, die durch niedrige Stromdichten definiert sind. Nach heutiger Kenntnis bzw. Praxis können derartige
aktive Elemente Transistoren großer Abmessungen, beispielsweise Hochgeschwindigkeits-Leistungstransistoren oder
auch Mclirfech-Paralleltransistoren sein. Beide eben genannten
Arten von aktiven Elementen sind in Chip-Form erhältlich. Bei den Mehrfach-Paralleltransistoren werden mehrere Basen,
mehrere Emitter und mehrere Kollektoren parallel zueinander
angeordnet. Hierdurch werden im Endergebnis große Flächen bzw. Abmessungen erzielt, die zu niedrigen Stromdichten innerhalb
des aktiven Elementes führen.
Der Verbund der aktiven Elemente führt zu einer Verringerung der Rausch-Belegung bzw. des Untergrundrauschens des Elementes.
Hierdurch werden der Steuerumfang der Verstärkerzelle erhöht und die Verwendung niedriger Impedanzen ermöglicht, was zu
einer Minimalisierung des thermischen Rauschens führt.
Die Verstärkerzellen 24 und 26 sind jeweils als modifizierte Differenzverstärker ausgestaltet, die an eine einzige. Verstärker-Steuerspannung
28 angeschlossen sind. Die Verstärker-Steuer spannung wid dazu verwendet, gleichzeitig die Ausgangssignale
der Verstärkerzellen 24 und 26 zu verändern, um zu einem gedämpften Ausgangssignal zu gelangen.
Das Ausgangssignal der Verstärkerzellen 24 und 26 ist ein sich ändernder Strom, der durch die Arbeitswiderstände 30
bzw. 32 geführt wird. Die Arbeitswiderstände 30 und 32 sind untereinander verbunden und werden von einer Spannungsversorgung
34 beschickt.
Die sich über den Arbeitswiderstand 30 aufbauende Ausgangsspannung
wird einem Puffer- bzw. Trennverstärker 36 zugeführt.
909829/0758
- 17 -
Der Trennverstärker 36 wird von einem Linearisierglied 38 gesteuert. In ähnlicher Weise wird die Ausgangsspannung der
Verstärkerzelle 26, die sich über den Arbeitswiderstand 32 aufbaut, einem Puffer- bzw. Trennverstärker 40 zugeführt. Dieser
wird von einem Linearisierglied 42 gesteuert. Die Ausgangsspannung am Arbeitswiderstand 30 ist - bezogen auf die Spannung
von der Spannungsversorgung 34 - ein Wechselspannungssignal. Dieses Signal ist gleich der Ausgangsspannung am Arbeitswiderstand
32, jedoch außer Phase mit letzterem.
Bei sehr hoher Dämpfung sind die Ruhe-Ausgangsspannungen der Verbund-Verstärkerzellen 24 und 26 annähernd gleich der
Spannung von der Spannungsversorgung 34. Die linearisierten Pufferverstärker 36 und 40 arbeiten auf eine idealisierte
Strom-Senke. Die Strom-Senke führt dazu, daß die Last an den Ausgängen der Verstärkerzellen 24 und 26 minimalisiert wird.
Dies wiederum ermöglicht die Annäherung der Ausgangsspannungen der Verstärkerzellen 24 und 26 an die Pufferspannung der
Spannungsversorgung 34, ohne daß es hierdurch zu den sonst üblichen Verzerrungen käme.
Die Ausgangsspannung an der Verstärkerzelle 24 genügt folgender Gleichung:
EVerstärkerzelle 24=
1I | • R30 |
• V
C |
* R | 30 |
1 H | ► e K2 | - v | ||
K1 | (VIN < |
• V
C |
||
1 |
K2
- e |
|||
In ähnlicher Weise erhält man für die Ausgangsspannung an der
Verstärkerstelle 26 folgenden Ausdruck:
909829/0758
- 18 -
1 32 E.
Verstärkerzelle 26 K-V
K1 (VQ - VIN>
' R32,
K2 * Vc
1 + e 2 c
wobei gilt:
R30 " R32 - RL
Ferner gilt:
K1 = Spannungs-Strom-Umwandlungsfaktor der Verstärkerzellen
24 und 26
K2 = Dämpfungskonstante der Verstärkerzellen 24 und 26,
Die Ausgangssignale der Pufferverstärker 36 und 40 werden der
nicht-invertierenden und der invertierenden Klemme eines Differenzverstärkers 44 zugeführt. Dieser berechnet die algebraische
Summe der Eingangsgrößen und erzeugt ein Ausgangssignal, das frei von Auswirkungen der Gleichspannungsverstärker-Steuerspannung
28, der Gleichspannungsruhespannung der Bezugsspannungsquelle 16 und sonstigen Verzerrungsprodukten
ist.
Das Ausgangssignal am Differenzversträker 44 kann beispielsweise
durch folgende Rechnung ermittelt werden:
Ausgangssignal des _ Spannungssignal _ Spannungs-Differenzverstärkers
~ der Verstärker- ~ signal der
zelle 24 Verstärker
zelle 26
K1 (VIN + V K1 (VQ - VIN>
· RL
K-V " K0-V
e 2 c 1 + e 2 c
909829/0758 _ 19 _
2300911
2 K1 · «l * VIN
K2 · Vc
1 + e ^
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für das in Fig. 1 dargestellte
Blockschaltbild gezeigt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das nicht-invertierte Eingangssignal 10 dem Eingang des Summier-Spannungs-Stromumformers
12 zugeführt. Hierbei baut sich eine Spannung am Widerstand 50 auf. Ein Gleichspannungs-Ruhesignal von der
Bczugsspannungsquelle 16 führt zu einem Spannungsaufbau bzw.
-abfall am Widerstand 52. Die Ausgänge der Widerstände 50 und 52 sind miteinander und dem Emitter 54 eines Transistors
56 verbunden.
Die tatsächliche Aufsummierung des Eingangssignals 10 und des
Gleichspannungs-Ruhesignals von der Bezugsspannungsquelle 16 findet im Emitter 54 statt.
Das Linearisierglied 20 besteht im wesentlichen aus einem Verstärker
58, der das am Emitter 54 des Transistors 56 anliegende Signal invertiert und zur Basis 60 des Transistors 56 zurückführt.
Hierdurch wird eine Rückkopplung erzielt, die zur einer linearen Kennlinie der Basis-Emitterstrecke des Transistors
56 führt. Die Umwandlung von Spannung zum Strom ist hierbei nahezu ideal.
Der Ausgangsstrom des Kollektors 62 des Transistors 56 wird dem Eingang der Verstärkerzelle 24 zugeführt. Die Verstärkerzelle
24 zeichnet sich durch die Verbindung der Emitter 64 und 66 zweier Transistoren 68 und 70 aus.
In ähnlicher Weise wird das invertierte Eingangsspannungssignal 10 der Signalquelle dem Eingang des Summier-Spannungs-Stromumformers
14 zugeführt. Dieser weist einen Widerstand
909829/0 7 58 -20-
74 auf, dor mit einem von dor Bezugsspannungsquelle 16
beschickten Widerstand 76 und den Emitter 78 eines Transistors 80 verbunden ist. Das Linearisierglied 22 besteht im wesentlichen
aus einem Verstärker 82, der das vom Emitter 78 kommende Signal zur Basis 84 des Transistors 80 rückkoppelt. Hierdurch
wird eine nahezu ideale Spannungs-Stromumwandlung erzielt.
Der vom Kollektor 86 des Transistors 80 ausgehende Strom wird dem Eingang der Verstärkerzelle 26 zugeführt, und zwar einer
Verbindungsstelle der Emitter 88 und 90 zweier Transistoren 92 und 94.
Die Transistoren 5 6 und 80 in den Summier-Spannungs-Stromumformern
12 und 14 sind in den Schaltkreis gemeinsam als Basisverstärker geschaltet. Hierdurch wird ein schneller Betrieb
mit minimaler Geschwindigkeitsbegrenzung und minimaler Einstellbegrenzung sichergstellt. Die Spannungs-Stromumformer
12 und 14 können genauso schnell arbeiten, wie die Rückkoppelverstärker 58 und 82.
In der Verstärkerzelle 24 sind die Basis 96 und der Kollektor 98 des Transistors 68 direkt miteinander und mit Masse verbunden.
In ähnlicher Weise sind der Kollektor 100 und die Basis 102 des Transistors 94 in der Verstärkerzelle 26 direkt
miteinander und mit Masse verbunden.
Die Basis 106 des Transistors 70 ist mit der Basis 108 des Transistors 92 verbunden. Die Verbindungsleitung zwischen den
beiden Basen liegt ferner an der Verstärker-Steuerspannung 28, die auf Masse bezogen ist.
Das Ausgangssignal der Verstärkerzelle 24 wird vom Kollektor 110 abgenommen und einem Verbindungspunkt zwischen dem Arbeitswiderstand
30 und der Basis 112 eines Transistors 114 zugeführt.
909829/0758 -21-
2300911
In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal der Verstärkerzelle 26 vom Kollektor 116 des Transistors 92 abgenommen und einem
Verbindungspunkt des Arbeitswiderstandes 32 und der Bais 118 eines Transistors 120 zugeführt.
Eine Betrachtung der Verstärkerzelle 24 zeigt, daß die Transistoren 68 und 70 gemeinsam in Basisanordnung eines
Differenzverstärkers angeordnet sind. Der Gesamtemitterstrom
durch dia Transistoren 78 und 7G bleibt demgemäß konstant.
Eine Änderung der Verstärker-Steuerspannung 28, die an der gemeinsamen Leitung zu den Basen 106 und 108 der Transitoren
70 und 92 liegt, hat demnach zu Folge, daß die Impedanz zwischen dem Emitter 66 und dem Kollektor 110 des Transistors
70 und die Impedanz zwischen dem Emitter 88 und dem Kollektor 116 des Transistors 92 geändert wird.
Eine Änderung der Impedanz des Transistors 70 führt zu einer Veränderung des durch den Kollektor 110 und damit durch den
Widerstand 30 fließenden Stromes. Dies wiederum führt zu einer Veränderung der Ausgangsspannung des Transistors 70. Da der
insgesamt durch die beiden Transistoren 68 und 70 - diese beiden Transistoren bilden die Verstärkerzelle 24 - fließende
Strom konstant ist, muß ein zusätzlicher Strom durch den Transistor 68 fließen.
In ähnlicher Weise wird die Verstärkerzelle 26 dv.rch die Verstärker-Steuerspannung
28 gesteuert. Bei steigender Dämpfungsspannung steigt die Impedanz des Transistors 92. Dias führt
zu einem geringeren Strom durch den Kollektor 116 und demgemäß
zu einem geringeren Strom durch den Arbeitswiderstand 32. Insgesamt wird damit eine geringere Ausgangsspannung erzielt.
Die Differenswirkung der Transistoren 92 und 94 führt dazu, daß zusätzliche Ströme durch den Transistor 94 fließen, da der
Gesamt-Emitterstrom der Transistoren 92 und 94 - die als Differenzverstärker geschaltet sind - konstant sein muß.
909829/0758 -22-
2300911
Hohe Ströme, die durch die Transistoren der Verstärkerzellen 24, 26 fließen, führen im allgemeinen zum Problem des
Rauschens bei hohen Strömen. Dieses Problem wird dadurch minimalisiert,
daß die Stromdichte sämtlicher die Verstärkerzellen 24 und 26 bildender Transistoren begrenzt wird.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird diese Stromdichtebegrenzung
dadurch erreicht, daß großflächige Transistoren, beispielsweise Leistungstransistoren oder Mehrfach-Par?lle2.-transistor-Anordnungen
zur Erreichung großer Übergangsflächen verwendet werden. Durch die Erniedrigung der Stromdichten
bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines hohen Gesamtstromes in der Schaltung ist es möglich, das Stromrauschen zu erniedrigen,
und gleichzeitig das Spannungsrauschen durch Schaltungen niedriger Impedanz gering zu halten.
Das Ausgangssignal des oberen Trennverstärkers 36 wird vom
Emitter 126 des Transistors 114 abgenommen und einem Verbindungspunkt
zwischen dem Kollektor 128 eines Transistors 130 im Linearisierglied 38 und einem Widerstand 132 zugeführt.
Der Widerstand 132 liegt am nicht-invertierenden Eingang des
DifferenzVerstärkers 44.
In ähnlicher Weise, wird das Ausgangssignal des Trennverstärkers
40 vom Emitter 134 des Transistors 120 abgenommen und dem Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor 136 eines Transistors
138 im Linearisierglied 42 und einem Widerstand 140 zugeführt.
Der Widerstand 140 liegt an der Eingangsklemrtie des Differenzverstärkers
44.
Der Trennverstärker 36 besteht im wesentlichen aus dem Tran-*
sistor 114 und einer Linearisierungsschaltung, aus einem Transistor 130, einem invertierenden Verstärker 144, der
ein Signal vom Emitter 148 zur Basis .146 führt, und einem
Widerstand 162.
909829/0758
- 23 -
Die Impedanz des Transistors 70 bzw. 92 liegt in Richtung der Spannungsversorgung 34 in Reihe mit dem Arbeitswiderstand 30
bzw. 32. Hierdurch arbeiten die Kollektoren 110 und 160 der Transistoren 70 und 92 in stärkerer Koppelung mit der
Spannungsversorgung 34 bei höheren Dämpfungen.
Die konstante Strom-Senke verhindert eine Sättigung des Transistors 114 bei großen Ausgangssignalen und/oder großer
Dämpfuag. Durch das Konstanthalten des Stromes wird eine
Sättigung des Transistors 114 vermieden und Verzerrungserscheinungen
infolge einer derartigen Sättigung werden minimalisiert.
Mit anderen Worten führt die Senke bzw. das Linearisierungsglied 38 zu einem konstanten Strom und erweitert
damit den linearen Arbeitsbereich des Transistors 114.
In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des Trennverstärkers 40 am Emitter 134 des Transistors 120 abgegriffen. Der Emitter
134 arbeitet ferner auf eine Konstant-Strom-Senke, die im wesentlichen
aus einem invertierenden Verstärker 150, dem Transistor 138 und einem Widerstand 164 besteht.
Das Ausgangssignal des Trennverstärkers 36 wird vom Emitter 126 abgegriffen und über einen Widerstand 132 einem Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand 156 und dem nicht-invertiercndsn
Eingang eines Differenzverstärkers 158 zugeführt.
In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des Trennverstärkers 40 vom Emitter 134 des Transistors 120 abgegriffen, und durch
den Widerstand 140 einem Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand 116 und dem invertierenden Eingang des Differenz-Verstärkers
158 zugeführt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Widerstände 132 und 140 gleich. Das gleiche gilt für die Widerstände 156
und 160. Der Widerstand 156 im Differenzverstärker 44 ist notwendig, um sicherzustellen, daß die Verstärkung auf der
909829/0758
- 24 -
- atf -
invertierenden Seite des Differenzverstärkers 44 gleich derjenigen
auf der nicht-invertierenden Seite ist.
Um eine Rauschspannung so niedrig wie möglich zu halten, wird der Impedanzwert jedes Widerstandes so niedrig als irgend
möglich gehalten. Die thermische Rauschspannung in einem Widerstand ist nämlich proportional der Quadratwurzel des tatsächlichen
Widerstandes. Dies hat zur Folge, daß bei einer Erhöhung des Widerstandswertes um den Faktor 2 ai.i Anstieg der
Rauschspannung um 3 db erfolgt.
In Figo 3 ist eine andere Form der Zuführung für das Eingangssignal
10 bzw. eine Veränderung desselben bei seiner Zufuhr zu den Summier-Spannungs-Stromumformern 12 und 14 dargestellt.
Ein einziges Eingangssignal wird der Klemme 200 zugeführt, Die
Klemme 200 ist auch mit der nicht-invertierenden Seite eines ersten Operationsverstärkers 202 verbunden. Das Ausgangssignal
des ersten Operationsverstärkers 202 wird dem Summier-,Spannungs-Stromumformer
12 zugeführt, und zwar über einen Widerstand 204. Das Ausgangssignal wird ferner zum invertierenden Eingang
des ersten Operationsverstärkers 202 rückgekoppelt.
Das Ausgangs signal wird auch über einen Widerstand 206 dem invertierenden
Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 208 zugeführt. Das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers
208 wird über einen Widerstand 210 dem Eingang des
Sumir.ier-Spannungs-Stromumformers 214 zugeführt. Das Ausgangssignal
des zweiten Operationsverstärkers 208 wird über einen Widerstand 212 zum invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers
208 rückgekoppelt.
Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß nur ein einziges Eingangssignal verwendet werden kann und derart verarbeitet wird,
daß gleiche und reziproke Signale den Eingängen der Summier-Spannungs-Stromumformer
12 und 14 zuführbar sind*
909829/0758 -25-
In Fig. 4 ist eine Verbund-Verstärkerzelle 24 dargestellt, die aus mehreren parallel geschalteten Transistoren, welche
die Transistoren 68 und 70 bilden, zusammengeschaltet ist. Der Transistor 68 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel
aus mehreren einzelnen Transistoren 68a, 68b, 68c, ... 68n.
Jeder Transistor ist hierbei parallel zu den anderen geschaltet. Hierdurch werden parallele Strompfade für jedes Element
bereitgestellt. Auf diese Weise kann die Stromdichte pro Einheitsfläche gemäß den Forderungen der erfindungsgemä3an
Lehre verringert werden.
In ähnlicher Weise ist der Transistor 70 aus mehreren Transistoren
70a, 70b, 70c, ... 7On zusammengesetzt, wobei wiederum alle parallel zueinander angeordent und zu einem Schaltkreis
verbunden sind.
Experimentell konnte festgestellt werden, daß die Verwendung derartiger Verbundtransistoren in einer Verstärkerzelle zu
einer stärker linearen Betriebsweise, einer geringeren Verzerrung, weniger Rauschen und demgemäß zu einem größeren
Aussteuerbereich führt.
Die erfindungsgemäße Lehre baut auf dem Prinzip er Stromverteilung
bzw. der damit einhergehenden Eigenschaften bei Differenzverstärkern auf, wobei die Summe der Ströme durch zwei
Kollektoren konstant und zwar ungefähr gleich dem Strom in den beiden Emittern, und entsprechend der relativen Vorspannung
der Basis jedes Transistors aufgeteilt ist.
In den Eingangskreisen wird jeder Stromquellen-Transistor, - anders als beim Stand dir Technik - , getrennt mit reziproken
phasenverschobenen Signalen beschickt, die der Steuerung unterworfen sind. Ebenfalls anders als beim Stand der Technik, können
die Stromquellentransistoren als linearisierte Basisverstärker betrachtet werden, deren Eingangssignal sich als Summe
eines Ruhe-Gleichstromes und eines Signals ergibt, das nicht nur ein Wechselstrom-sondern auch ein Gleichstromsignal sein
9 0 9829/0 7 58 - 26 -
kann, da das Eingangssignal direkt zugeführt wird. Der Verstärker mit gemeinsamem Basisanschluß sorgt für einen
schnelleren Betrieb als Verstärker mit gemeinsamem Emitteranschluß/ da die internen Kapazitäten der Basisverstärker in
Serie arbeiten und nicht parallel, was zu einer Reduzierung des Miller-Effektes führt. Der Miller-Effekt ist aber ein
wesentliches Hindernis bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb.
Ferner führt die erfindungsgemäße Lehre zu einam erheblich
vergrößerten, verzerrungsfreien Steuerbereich, da jeder Verstärker mit gemeinsamem Basisanschluß unabhängig voneinander
durch zugeschaltete Schaltkreise linearisiert ist. Diese Linearisierung verbessert sämtliche Arbeitsparameter der
Verstärker mit gemeinsamer Basis.
Die Kenngrößen bisher bekannter Dämpfungsglieder sind nicht so gut wie diejenigen der erfindungsgemäß hergestellten
Dämpfungsglieder. Denn bei den bekannten Dämpfungsgliedern wurde es stets für notwendig erachtet, bei sehr niedrigen
Strömen zu arbeiten - etwa in der Größenordnung von 1 bis 10 Mikroampere -,um das Stromrauschen zu minimalisieren, und
die Transistoren in ihrem linearen Bereich zu fahren, um Verzerrungen zu minimalisieren. Diese aus dem Stand der Technik
bekannten Forderungen haben den Nachteil, daß der Dämpfungsglied-Konstruktour
große Impedanzen rund um die Dämpfungsschaltkreise verwenden mußte. Diese Impedanzen führen aber zu einem
beachtlichen thermischer» Rauschen, das seinerseits wie die Dämpfungsglieder in ihrer Anwendung stark einschränkt.
Die Verwendung von Verbundtransistoren in den Verstärkerzellen reduziert auch die Rauschspannung des Transistors beachtlich/
da die effektive Transistorimpedanz und die Rauschströme reduziert sind. Der großflächige Transistor ist mehreren
parallel geschalteten kleineren Transistoren äquivalent.
9098 29/0758 - 27 -
2*
Die großflächigen Transistoren oder die Verbundtransistoren
können bei genügend niedrigen Stromdichten betrieben werden. Dies führt zu einer Minimalisierung der Verzerrung. Gleichzeitig
können aber niedrige Impedanzen rund um die Dämpfungsglieder angeordnet werden. Dies führt insgesamt zu geringeren
Rauschgrößen. Im Mehrfach-Transistor wird jeder einzelne
Transistor mit niedrigen Strömen betrieben. Die Ströme werden durch die Parallelisierung der Transistoren addiert, während
gleichzeitig die Spannungen bei einer derartigen Parallelschaltung gleichbleiben.
Die Möglichkeit mit einem großflächigen Transistor oder einem
Verbundtransistor große Ströme bequem führen zu können hat auch zur Folge, daß die notwendigen Impedanzen erniedrigt und
damit die Rauschspannungen, die bei hohen Impedanzen auftreten, ebenfalls erniedrigt werden.
909829/0758
Claims (11)
- Ansprüche1 . Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, gekennzeichnet durch ein Paar Verstärkerzellen (24, 26) , die direkt von einer aktiv linearisierten Stromquelle (12, 20; 14,22) für den Empfang eines Eingangssignals (10) gespeist werden,wobei die Verstärkerzellen (24, 26) von einer einzigen Verstärker-Steurespannung (28) gesteuert werden, ein Paar linearisierter Puffer- bzw. Trennverstärker (36, 38, 40, 42) mit je einer aktiv linearisierten Stromquelle (114, 130, 144; 120, 138, 150), die jeweils mit dem Ausgang einer Verstärkerzelle (24, 26) verbunden sind, am einen linearen Betrieb über einen weiten Bereich von Gleichstrom-Ruhesignal-Betriebsbedingungen und eine minimale Belastung der Verstärkerzellen (24, 26) sicherzustellen, und einen Differenzverstärker (44), der von den Trennverstärkern (36, 40) zur Erzeugung eines Ausgangssignals gespeist wird, wodurch Beeinträchtigungen der Verstärker-Steuerspannung (28) im Ausgangssignal und eine Gleichstromverschiebung infolge einer Änderung der Verstärker-Steuerspannung (28) sowie verbleibende Verzerrungsgrößen eliminiert werden.
- 2. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Verstärkerzellen (24, 26) jeweils ein Paar Transistoren (68, 70; 92, 94) mit einer Basis, einem Emitter und einem Kollektor aufweist und die Emitter jedes Transistorpaares (68, 70; 92, 94) unmittelbar miteinander verbunden und von einer gesonderten linearisierten Stromquelle (12, 20; 14, 22) gespeist werden.
- 3. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, gekennzeichnet durchein Paar Verstärkerzellen (24, 26), die direkt von einer909829/0758 - 2 -linearisierten Stromquelle (12, 20; 14, 22) für den Empfang eines Eingangssignals (10) angesteuert werden, wobei das Paar Verstärkerzellen (24, 26) jeweils ein Paar Transistoren (68, 70; 92, 94) mit einer Basis, einem Emitter und einem Kollektor aufweist und bei jedem Paar Transistoren (68, 70; 92, 94) die Emitter direkt miteinander verbunden und das Emitterpaar von einer der linearisierten Stromquellen (12, 20; 14, 22) beschickt wird,ein Paar linearinierter Trennverstärker (36, 38; 40, 42) mit jeweils einer linearisierten Stromquelle (114,130, 144; 120, 138, 150), die mit dem Ausgang der Verstärkerzellen (24, 26) für einen linearen Betrieb über einen weiten Bereich von Gleichstrom-Ruhesignal-Arbeitsbedingungen und eine minimale Belastung der Verstärkerzellen (24, 26) verbunden sind, wobei die Basis und der Kollektor eines Transistors (68, 94) jedes Transistorpaares (68, 70; 92, 94) direkt miteinander und dem Signalgrund bzw. Masse verbunden sind und ferner der Kollektor des anderen Transistors (70; 92) jedes Transistorpaares (68, 70; 92, 94) über einen Widerstand (30; 32) mit einer Spannungsquelle (34) verbunden ist, so daß sich ein Spannungssignal am Widerstand (30; 32) aufbaut, das den linearisierten Trennverstärkern (36, 38; 40, 42) zugeführt und hierbei eine geeignete Belastung der Verstärkerzellen (24, 26) sowie minimale Belastungseffekte des Differenzverstärkers gewährleistet werden, undeinen Differenzverstärker (44), der von den Trennverstärkern (36, 40) zur Erzeugung eines Ausgangssignals angesteuert wird, wobei Beeinträchtigungen des Ausgangssignals durch die Verstärker-Steuerspannung (28), eine Gleichstrom-Verschiebung infolge von Verstärker-Steuerspannungsänderungen und eventuell verbleibende Verzerrungsprodukte eliminiert werden.
- 4. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, gekennzeichnet durchein Paar Verstärkerzellen (24, 26) mit niedrigen Stromdichten und niedrigen Schaltungsimpedanzen, wobei jede Verstärker-909 8 2 9/0758zolle (24; 26) direkt von einer linearisierten Stromquelle (12, 20; 14, 22) für den Emfpang eines Eingangssignals (10) gespeist wird,die Steuerung der Verstärkerzellen (24, 26) von einer einzigen Verstärker-Steuerspannung (28),ein Paar linearisierter Pufferverstärker (36, 38; 40, 42), wobei jeder mit dem Ausgang einer Verstärkerzelle (24; 26) zur Minimalisierung der Belastung der Verstärkerzellen (24, 26) verbunden ist,wobei das Paar linearisierter Stromquellen (12, 20; 14, 22) jeweils als Verstärker mit gemeinsamer Basis geschaltet und von einem invertierten bzw. einem nicht-invertierten Signal angesteuert werden und jeweils einen zweiten invertierenden Verstärker (58, 82) in einer Rückkopplungsschleife zwischen dem Emitter und der Basis aufweisen, und einen Differenzverstärker (44), der zur Erzeugung eines Ausgangssignals von den Pufferverstärkern (36, 40) angesteuert wird, wobei Beeinträchtigungen des Ausgangssignals durch die Verstärker-Steuerspannung (28) , sowie eine Gleichstrom-Verschiebung infolge Verstärker-Steuerspannungsänderungen und eventuell verbleibende Verzerrungen eliminiert werden.
- 5. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, gekennzeichnet durchein Paar Verstärkerzellen (24, 26) mit niedrigen Stromdichten und niedrigen Schaltungsimpedanzen, wobei jede Verstärkerzelle (24; 26) direkt von einer linearisierten Stromquelle (12, 20; 14, 22) für den Empfang eines Eingangssignals (10) gespeist wird,wobei die Verstärkerzellen (24, 26) von einer einzigen Verstärker-Steuerspannung (28) gesteuert werden, ein Paar linearisierter Trennverstärker (36, 38; 40, 42), wobei jeder Trennverstärker mit dem Ausgang einer Verstärkerzelle (24; 26) zur Minimalisierung der Last an den Verstärkerzellen (24; 26) verbunden ist,
wobei die Verstärkerzellen (24, 26) mehrere parallel ge-909829/0 7 582300911schaltete Transistoren (68 _ , 70 ; 92, 94) zur Erzielung niedriger Stromdichten und niedriger Schaltungsimpedanzen aufweisen, undeinen Differenzverstärker (44), der von den Trennverstärkern (36, 40) zur Erzeugung eines Ausgangssignals angesteuert wird, wobei Beeinträchtigungen des Ausgangssignals durch die Verstärker-Steuerspannung (28), irgendwelche Gleichstrom-Verschiebungen infolge eines Verstärker-Steuerspannungswechsels und sonstige Verzerrungen eliminiert werden. - 6. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, gekennzeichnet durch ein Paar Verstärkerzellen (24, 26), die jeweils direkt von einer linearisierten Stromquelle (12, 20; 14, 22) für den Empfang eines Eingangssigansl (10) angesteuert werden, wobei die Verstärkerzellen (24, 26) Transistoren (68, 70; 92, 94) großer Geometrie zur Erzielung niedriger Stromdichten und niedriger Schaltungsimpedanzen aufweisen, und von einer einzigen Verstärker-Steuerspannung (28) gesteuert werden,ein Paar linearisierter Trennverstärker (36, 38; 40, 42) mit jeweils einer linearisierten Stromquelle (114, 130, 144; 120, 138, 150), die jeweils mit einem Ausgang der Verstärkerzellen (24, 26) verbunden sind, um einen linearen Betrieb über einen weiten Bereich von Gleichstrom-Ruheeingangsbedirigungen und eine minimale Belastung der Verstärkerzellen (24, 26) zu gewährleisten, undeinen Differenzverstärker (44), der zur Erzeugung eines Ausgangssignals von den Trennverstärkern (36, 40) angesteuert wird, wobei Beeinträchtigungen des Ausgangssignals durch die Verstärker-Steuerspannung (28) sowie eine Gleichstrom-Verschiebung infolge einer" Verstärker-Steuerspannungsänderung und weitere Verzerrungen eliminiert werden.
- 7. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied, gekennzeichnet durchein Paar Verstärkerzellen (24, 26) mit jeweils einem Paar Transistoren (68, 70; 92, 94) mit einer Basis, einem Emitter909829/0758 _ 5 _und einem Kollektor,wobei bei jedem Paar Transistoren (68, 70; 92, 94) die Emitter direkt miteinander verbunden sind und jedes Emitterpaar direkt von einer gesonderten Stromquelle (12; 14) zur Aufnahme eines Empfangssignals (10) angesteuert wird, wobei ferner bei einem Transistor (68; 94) jedes Transistorpaares (68, 70; 92, 94) die Basis und der Kollektor direkt miteinander und mit dem Signalgrund verbunden sind, wobei ferner die Basen (106, 108) der anderen Transistoren (70; 92) jedes Transistorpaares (68, 70; 92, 94) direkt miteinander verbunden und von einer einzigen Verstärker-Steuerspannung (28) gesteuert werden,jeweils einen getrennten Widerstand (30; 32), der jeweils den Kollektor des anderen Transistors (70; 92) in jedem Transistorpaar (68, 70; 92, 94) mit einer Spannungsquelle (34) verbindet, wodurch ein Ausgangssignal an dem jeweiligen Widerstand (30; 32) erzeugt wird, und einen gepufferten Differentialverstärker (36, 40, 44), der zur Erzeugung eines Ausgangssignals an den Widerständen (30, 32) anliegt, wodurch die Verstärkerzellen (24, 26) minimal belastet, Beeinträchtigungen des Ausgangssignals infolge der Verstärker-Steuerspannung (28) und eventuelle Verzerrungen, sowie eine Gleichstrom-Verschiebung infolge einer Verstärker-Steuerspannungsänderung eliminiert werden.
- 8. Verstärkerzelle, gekennzeichnet durch zwei Paare von mehreren, parallel zueinander angeordneten Transistoren (68 , 70 ; 92, 94) zur Erzielung niedrigera—n a~ηStromdichten, wobei jeder Transistor (68 ;-68 ; 70 ;-70 ; 92,a η a η94) eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei bei jedem Mehrfachtransistorenpaar (68 ,70 ; 92,a—η a—η94) die Emitter miteinander verbunden und zur Ansteuerung einer für jedes Paar gesonderten Stromquelle (12, 14) ausgelegt sind,wobei bei einem Mehrfachtransistor (68; 94) jedes Mehrfachtransistorenpaares (68, 70; 92, 94) die Basen und Kollektoren909829/0758 - 6 -miteinander und mit Masse verbunden sind, wobei ferner die Basen der anderen Mehrfachtransistoren (70; 92) jedes Mehrfachtransistorenpaares (68, 70; 92, 94) miteinander verbunden sind und von einer einzigen Verstärker-Steuerspannung (28) angesteuert werden, zwei Widerstände (30, 32), von denen jeder die Kollektoren eines der anderen Mehrfachtransistoren (70; 94) in jedem Mehrfachtransistorenpaar (68, 70; 92, 94) mit einer Spannungsquelle (34^ verbindet, so daß sich ein Ausgangssignal an jedem Widerstand (30; 32) aufbaut, und einen linearisierten Pufferverstärker (36, 38; 40, 42) an jedem Widerstand (30; 32) zur Gewährleistung einer geeigneten Last an den Verstärkerzellen (24, 26) und Erweiterung des unverzerrten Bereiches der Pufferverstärker (36, 40).
- 9. Verstärkerzelle, gekennzeichnet durch zwei Paare von Transistoren (68, 70; 92, 94) großer Abmessungen zur Erzielung niedriger Stromdichten und niedriger Schaltungsimpedanzen, wobei jeder Transistor eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei ferner bei jedem Transistorpaar (68, 70; 92, 94) die Emitter miteinander verbunden und zur Ansteuerung seitens einer getrennten Stromquelle (12, 14) ausgelegt sind, wobei ferner die Basis und der Kollektor im einen Transistor (68, 94) jedes Transistorenpaares (68, 70; 92, 94) miteinander und mit Masse verbunden sind,wobei ferner die Basen des anderen Transistors (70 ; 92) in jedem Transistorenpaar (68, 70; 92, 94) miteinander verbunden sind und von einer einzigen Verstärker-Steuerspannung (28) gesteuert werden,getrennte Widerstände (30, 32), von denen jeweils einer einen Kollektor des anderen Transistors (70; 92) in jedem Transistorpar (68,'70; 92, 94) mit einer Spannungsquelle (34) verbindet, so daß ein Ausgangssignal an jedem Widerstand (30; 32) entsteht, und
einen linearisierten Trennverstärker (36, 38; 40, 42), der909829/0758mit jedem Widerstand (30; 32) zur Erzielung einer geeigneten Last an den Verstärkerzellen (24; 26) und Erweiterung des unverzerrten Ausgangsbereiches der Trennverstärker (36, 40) verbunden sind. - 10. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere parallel zueinander angeordnete Transistoren (68 ,70 ; 92, 94) zur Erzielung nie-a—η a-ndriger Stromdichten.
- 11. Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Transistoren großer Abmessungen (68, 70; 92, 94) zur Erzielung niedriger Stromdichten und niedriger Schaltungsimpedanzen.909829/0758
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/868,486 US4155047A (en) | 1978-01-11 | 1978-01-11 | Voltage controlled attenuator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2900911A1 true DE2900911A1 (de) | 1979-07-19 |
DE2900911C2 DE2900911C2 (de) | 1984-08-16 |
Family
ID=25351783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2900911A Expired DE2900911C2 (de) | 1978-01-11 | 1979-01-11 | Spannungsgesteuertes Dämpfungsglied |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4155047A (de) |
JP (1) | JPS54101646A (de) |
AU (1) | AU523038B2 (de) |
BR (1) | BR7900160A (de) |
CA (1) | CA1140224A (de) |
DE (1) | DE2900911C2 (de) |
FR (1) | FR2414822A1 (de) |
GB (1) | GB2019679B (de) |
IL (1) | IL56367A (de) |
IN (1) | IN151148B (de) |
IT (1) | IT1166333B (de) |
NL (1) | NL7900140A (de) |
PH (1) | PH15220A (de) |
SE (1) | SE7900240L (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0594074A1 (de) * | 1992-10-22 | 1994-04-27 | NOKIA TECHNOLOGY GmbH | Stellbarer elektronischer Widerstand |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55165009A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-23 | Hitachi Ltd | Signal transmission circuit |
US5039952A (en) * | 1990-04-20 | 1991-08-13 | International Business Machines Corp. | Electronic gain cell |
US5394113A (en) * | 1992-08-28 | 1995-02-28 | Harris Corporation | High impedance low-distortion linear amplifier |
GB2309828B (en) * | 1994-11-09 | 1998-10-28 | That Corp | Wafer-stage temperature compensation for IC components |
US6160448A (en) * | 1999-07-12 | 2000-12-12 | Aphex Systems | Digitally-controlled low noise variable-gain amplifier |
US6452445B1 (en) | 2000-06-15 | 2002-09-17 | Motorola, Inc. | Voltage controlled variable gain element |
US6320425B1 (en) | 2000-07-12 | 2001-11-20 | Motorola, Inc. | Dual FET differential voltage controlled attenuator |
US20060049970A1 (en) * | 2002-09-30 | 2006-03-09 | Derk Reefman | Sigma-delta modulation |
US10148266B1 (en) | 2016-07-06 | 2018-12-04 | Apple Inc. | Distributed control pole clamp circuit for gate driver |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3727146A (en) * | 1971-12-20 | 1973-04-10 | Us Navy | Linear, voltage variable, temperature stable gain control |
US3921091A (en) * | 1971-05-14 | 1975-11-18 | Philips Corp | Amplifier circuit |
DE2411713B2 (de) * | 1973-04-13 | 1976-07-15 | Signetics Corp., Sunnyvale, Calif. (V.St.A.) | Integrierte, direkt gekoppelte schaltungsanordnung zur elektronischen umschaltung und daempfungsregelung |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1142415B (de) * | 1961-09-16 | 1963-01-17 | Telefunken Patent | Transistor-Verstaerker mit hohem Eingangswiderstand |
GB1236928A (en) * | 1967-10-11 | 1971-06-23 | Prowest Electronics Ltd | Variable gain circuit |
US3684974A (en) * | 1968-01-29 | 1972-08-15 | Motorola Inc | Automatic gain control rf-if amplifier |
US3725583A (en) * | 1970-07-20 | 1973-04-03 | Motorola Inc | Volume and tone control for multi-channel audio systems |
US3641450A (en) * | 1970-12-15 | 1972-02-08 | Motorola Inc | Gain controlled differential amplifier circuit |
US3757240A (en) * | 1972-03-15 | 1973-09-04 | Hewlett Packard Co | Active attenuator |
GB1420936A (en) * | 1972-03-29 | 1976-01-14 | Pye Ltd | Gain control arrangements |
US3887880A (en) * | 1973-05-24 | 1975-06-03 | Rca Corp | Bias circuitry for stacked transistor power amplifier stages |
US3970948A (en) * | 1974-12-06 | 1976-07-20 | Rca Corporation | Controller gain signal amplifier |
JPS5634409Y2 (de) * | 1975-03-12 | 1981-08-14 | ||
US4045748A (en) * | 1975-12-19 | 1977-08-30 | The Magnavox Company | Audio control system |
US4065725A (en) * | 1976-08-16 | 1977-12-27 | Motorola, Inc. | Gain control circuit |
-
1978
- 1978-01-11 US US05/868,486 patent/US4155047A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-01-02 AU AU43053/79A patent/AU523038B2/en not_active Ceased
- 1979-01-03 IL IL56367A patent/IL56367A/xx unknown
- 1979-01-08 IT IT83601/79A patent/IT1166333B/it active
- 1979-01-08 GB GB7900592A patent/GB2019679B/en not_active Expired
- 1979-01-09 CA CA000319352A patent/CA1140224A/en not_active Expired
- 1979-01-09 NL NL7900140A patent/NL7900140A/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-01-10 SE SE7900240A patent/SE7900240L/xx unknown
- 1979-01-10 BR BR7900160A patent/BR7900160A/pt unknown
- 1979-01-11 JP JP212379A patent/JPS54101646A/ja active Pending
- 1979-01-11 FR FR7900633A patent/FR2414822A1/fr active Pending
- 1979-01-11 DE DE2900911A patent/DE2900911C2/de not_active Expired
- 1979-01-11 PH PH22059A patent/PH15220A/en unknown
- 1979-01-11 IN IN017/DEL/79A patent/IN151148B/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3921091A (en) * | 1971-05-14 | 1975-11-18 | Philips Corp | Amplifier circuit |
US3727146A (en) * | 1971-12-20 | 1973-04-10 | Us Navy | Linear, voltage variable, temperature stable gain control |
DE2411713B2 (de) * | 1973-04-13 | 1976-07-15 | Signetics Corp., Sunnyvale, Calif. (V.St.A.) | Integrierte, direkt gekoppelte schaltungsanordnung zur elektronischen umschaltung und daempfungsregelung |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0594074A1 (de) * | 1992-10-22 | 1994-04-27 | NOKIA TECHNOLOGY GmbH | Stellbarer elektronischer Widerstand |
US5719518A (en) * | 1992-10-22 | 1998-02-17 | Nokia Technology Gmbh | Variable electronic resistor having parallel phase-inverted variable semiconductor channels with common control input and current-to-voltage converters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2019679A (en) | 1979-10-31 |
IT7983601A0 (it) | 1979-01-08 |
IL56367A0 (en) | 1979-03-12 |
US4155047A (en) | 1979-05-15 |
NL7900140A (nl) | 1979-07-13 |
JPS54101646A (en) | 1979-08-10 |
BR7900160A (pt) | 1979-08-14 |
IT1166333B (it) | 1987-04-29 |
PH15220A (en) | 1982-09-27 |
FR2414822A1 (fr) | 1979-08-10 |
SE7900240L (sv) | 1979-07-12 |
IL56367A (en) | 1981-01-30 |
AU523038B2 (en) | 1982-07-08 |
DE2900911C2 (de) | 1984-08-16 |
GB2019679B (en) | 1982-09-02 |
CA1140224A (en) | 1983-01-25 |
AU4305379A (en) | 1979-07-19 |
IN151148B (de) | 1983-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1948850C3 (de) | Operationsverstärker | |
DE68919383T2 (de) | Verstärkerschaltung. | |
EP0087175B1 (de) | Schaltung zur elektronischen Verstärkungsstellung | |
DE4035230A1 (de) | Verfahren und schaltung zum beseitigen von durch nichtlinearen kapazitaeten hervorgerufenen harmonischen stoerungen | |
DE1904334A1 (de) | Differentialverstaerker fuer vorzugsweise automatische Verstaerkungsregelung | |
DE3323277C2 (de) | ||
DE3024142C2 (de) | ||
DE2900911A1 (de) | Spannungsgesteuertes daempfungsglied | |
DE3432510C2 (de) | ||
DE3108617A1 (de) | "verstaerkungssteuerschaltung" | |
DE1958620B2 (de) | Differentialverstaerker | |
DE2501407B2 (de) | Verstaerker | |
DE3011835C2 (de) | Leistungsverstärker | |
EP0389654B1 (de) | Integrierbare Verstärkerschaltung | |
DE2411069C3 (de) | Dynamisch vorgespannte Differentialverstarkeranordnung | |
EP0744828A2 (de) | Transimpedanzverstärkerschaltung | |
EP0290080B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Verstärken eines Fernsehsignals | |
EP0166973A1 (de) | Differenzverstärkerschaltung | |
DE2852567A1 (de) | Verstaerker mit einem ersten und einem zweiten verstaerkerelement | |
DE2810167C2 (de) | Transistorverstärker | |
DE2060192C3 (de) | Schaltungsanordnung zur verzögerungsfreien Verstärkungssteuerung | |
DE69018184T2 (de) | Gegentakt-Filterschaltung. | |
DE1537656B2 (de) | ||
EP0054811A1 (de) | Entzerrer zum Entzerren von nichtlinear verzerrten Signalen | |
DE3026551C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |