DE3034077C2

DE3034077C2 - Schaltungsanordnung zur wahlweisen Einprägung einer vorgegebenen Übertragungscharakteristik auf ein ankommendes Signal

Info

Publication number: DE3034077C2
Application number: DE19803034077
Authority: DE
Inventors: Tatsuro Yokohama Kanagawa Shirai
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1979-09-18
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1983-05-05
Also published as: DE3034077A1; GB2059227A; JPS5643833A; JPS5939932B2; GB2059227B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur wahlweisen Einprägung einer vorgegebenen Übertragungscharakteristik oder der komplementären Charakteristik zu der vorgegebenen Übertragungscharakteristik auf ein ankommendes Signal der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Der Grundaufbau einer solchen herkömmlichen Schaltungsanordnung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 näher erläutert werden; dabei zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Schaltungsanordnung zur wahlweisen Einprägung einer vorgegebenen Übertragungscharakteristik auf ein ankommendes Signal und

F i g. 2 ein Schaltbild eines Halbleiterschalters, wie er bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 verwendet wird.

Die herkömmliche Schaltungsanordnung nach F i g. 1 weist einen Signaleingang 1, zwei Signalausgänge 2 bzw. 3, einen Operationsverstärker 4, eine Schaltung 5 zur Bestimmung der Übertragungscharakteristik und eine Schalteranordnung 6 auf, die durch einen einpoligen Umschalter angedeutet ist

Die Schalteranordnung 6 führt eine Auswahl durch, indem beispielsweise der Rückkopplungsweg des Operationsverstärkers 4 entweder an den Ausgang oder an den Eingcng der Schaltung 5 zur Bestimmung der Übertragungscharakteristik angelegt wird. Wenn der Anschluß c der Schalteranordnung 6 zu dem Anschluß a umgeschaltet wird, wird die Verstärkung eins, da in diesem Fall der Rückkopplungsfaktor des Operationsverstärkers 4 gleich 100% ist, so daß ein Ausgangssignal mit der Übertragungscharakteristik F der Schaltung 5 an dem Ausgang 2 erhalten wird, wie durch die Schaltung 5 festgelegt wird.

Wird anschließend die Schalteranordnung 6 auf den Anschluß b umgeschaltet, so ergibt sich die Charakteristik des an dem Ausgang 3 erhaltenen Signals wie folgt, da sich nun die Schaltung 5 im Rückkopplungsweg des Operationsverstärkers 4 befindet:

Aq _β _1_
F '

Pabei ist Aq der Verstärkungsfaktor des Operations^ Verstärkers 4 ohne Rückkopplung, Pa /to wesentlich größer als ί ist, ist die obige Formel im wesentlichen gleiehi.

Die an dem Ausgang 2 oder an dem Ausgang 3 erhaltenen Signale zeigen also relativ zueinander komplementäre Charakteristiken, Wenn das Eingangssignal gleich dem Signal am Ausgang 2 ist, läßt sich das am Ausgang 3 erhaltene Signal durch die folgende Gleichung ausdrucken:

Dies bedeutet, daß aus dem Signal das ursprüngliche Signal wieder hergestellt worden ist

Die Schaltung 5 kann beispielsweise durch ein Filter mit spezifischer Frequenzcharakteristik, einen Stromkreis, dessen Frequenzcharakteristik entsprechend dem Pegel des Eingangssignals variiert wird, oder einen Stromkreis gebildet werden, bei dem lediglich der Pegel komprimiert oder expandiert wird.

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 verschiebt sich jedoch der bewegliche Kontakt c zwischen den stationären Kontakten a, b, um die übliche elektrische Umschaltung durchzuführen; dabei treten jedoch in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Schalters verschiedene Probleme auf.

Denn wenn ein Kurzschlußschalter eingesetzt wird, bei dem der bewegliche Kontakt c in Berührung mit dem stationären Kontakt b kommt, bevor der bewegliche Kontakt den stationären Kontakt a verlassen hat, tritt ein störendes Schaltsignal auf, weil sich der bewegliche Kontakt gleichzeitig in Verbindung mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 4 und dem Ausgang der Schaltung 5 für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik befindet Wenn andererseits ein Schalter verwendet wird, bei dem kein solcher Kurzschluß auftritt, kommt zwar der bewegliche Kontakt erst in Berührung mit dem stationären Kontakt b, nachdem der bewegliche Kontakt den stationären Kontakt a verlassen hat; trotzdem entsteht an dem Ausgang ein Signal mit hohem Pegel, weil der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 4 bei Fehlen des negativen Rückkopplungssignals an seinem invertierenden Eingang in der Zeitspanne, in der der bewegliche Kontakt can keinem der beiden stationären Kontakte a, b anliegt, plötzliche zunimmt. Ein solches Ausgangssignal mit hohem Pegel führt zu störendem Rauschen, das von einem Zuhörer gut wahrgenommen werden kann.

Diese beim Schalten entstehenden Signale werden auch als »Schaltungsrauschen« bezeichnet.

In Fig.2 ist ein Beispiel eines Halbleiterschalters dargestellt, der bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 eingesetzt werden kann; dieser Halbleiterschalter 7 weist zwei Transistoren und eine Steuerschaltung 8 auf. Um den Halbleiterschalter 7 sofort von dem Anschluß a auf den Anschluß b umschalten zu können, wird für die Steuerschaltung 8 eine spezielle Schalteranordnung benötigt, die durch zwei AUF/ZU-Schalter angedeutet ist, von denen sich einer öffnet, während der andere geschlossen wird.

Auch bei Verwendung eine? solchen Halbleiterschalters tritt jedoch das oben erwähnte Schaltungsrauschen' auf, es sei denn, einer der Schalter in der Steuerschaltung ist so ausgelegt, daß er genau zu dem Zeitpunkt

einschaltet, zu dem der andere Schalter abschaltet. Es ist jedoch in der Praxis extrem schwierig, die beiden Schalter auf diese Weise miteinander zu synchronisie-Yen.

Aus der DE-OS 27 44 249 ist ein Verfahren bekannt, dieses Schaltungsrauschen zu verringern. Zu diesem Zweck wird der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers immer auf dem Wert »Eins« gehalten, wobei die negative Rückkopplung durch den Anschluß eines Widerstandes erreicht wird, der zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers liegt. Eine Expansionsschaltung wird wahlweise parallel zu diesem Widerstand oder in Reihe zu dem Operationsverstärker geschaltet, indem die Einstellung eines Schalters geändert wird, so daß eins der beiden Charakteristik-Signale, die zueinander komplementär sind, selektiv an dem Ausgang erhalten wird. ·

Da der Verstärkungsfaktor des Operationsverstär-

Kci'S uüi'Cii uci'i RuCkküppiüfigS'vvidcräiäriu aiii uciTi

Wert »Eins« bleibt, wird das obenerwähnte Schaltungsrauschen im gewissen Maße verringert, wenn ein nicht-kurzschließender Schalter eingesetzt wird. Befindet sich jedoch der bewegliche Kontakt des Schalters in Anlage an einem stationären Kontakt, so liegt dieser Schalter in Reihe zu dem Signalpfad, so daß ein starkes Schaltgeräusch zu dem Zeitpunkt auftritt, wenn der bewegliche Kontakt in Anlage an den stationären Kontakt kommt bzw. den stationären Kontakt wieder verläßt.

Weiterhin muß bei dieser Schaltungsanordnung der bewegliche Kontakt wahlweise in Berührung mit wenigstens einem der beiden stationären Kontakte sein. Wird also der Schalter durch einen Halbleiterschalter gebildet, so ergibt sich ein sehr komplexer und damit störanfälliger Aufbau.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der angegebenen Gattung zu schaffen, die trotz einfachen Aufbaus die weitgehende Unterdrückung des Schaltungsrauschens beim Obergang der Schaltzustände ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise: Ein Widerstand befindet sich zwischen dem ersten Ausgang, von dem das Ausgangssignal der Schaltung für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik abgenommen wird, und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers: weiterhin ist zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers ein einfacher, öffnender/schließender Schalter vorgesehen, so daß der Operationsverstärker durch Öffnen oder Schließen dieses Sehalters wahlweise in einem offenen oder in einem geschlossenen Stromkreis liegt. Ist der Schalter geschlossen, so wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers direkt auf seinen Eingang zurückgekoppelt, weil der Ausgang und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers kurzgeschlossen sind. Deshalb erhält der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers den Wert »Eins«, so daß ein Ausgangssignal mit der Übertragungscharakteristik F von dem ersten Ausgang abgeleitet wird. Ist andererseits dieser Schalter offen, so bildet die Reihenschaltung aus der Schaltung für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik und dem Widerstand eine Gegenkopplungsstrecke, so daß von dem zweiten Ausgang ein Ausgangssignal mit der Übertragungscharakteristik MF abgeleitet wird; diese Übertragungscharakteristik MF ist komplementär zu der Übertragungscharakteristik F.

Da nur extrem einfach öffnende, schließende Schalteranordnungen verwendet werden müssen, vereinfacht sich der Aufbau dieser Schaltungsanordnung. Bei diesem Schaltertyp befindet sich der bewegliche Kontakt entweder in Berührung mit einem stationären

ίο Kontakt oder nicht. Diese einfachen Schaltertypen bieten dann besondere Vorteile, wenn die Schaltungsanordnung aus integrierten Schaltungen aufgebaut wird. Es ist dann nämlich nicht mehr erforderlich, die synchrone Betätigung mehrere Schalttransistoren in

ι·' einer integrierten Schaltung zu berücksichtigen, so daß sich die Auslegung und Herstellung dieser integrierten Schaltung ohne Probleme durchführen läßt.
Außerdem ist das beim Schaltvorgang auftretende

herkömmlichen Ausführungsformen, weil die Schaltanordnung nur die Rückkopplung des Ausgangssignals des Operationsverstärkers steuert, also dort keine großen elektrischen Signale geführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 3 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur wahlw€s.wn Einprägung einer vorgegebenen Übertragungscharakteristik oder der komplementären Cha-

rakteristik zu der vorgegebenen Übertragungscharakteristik auf ein ankommendes Signal,

Fig.4 ein detailliertes Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer solchen Schaltungsanordnung und

<5 Fig.5 ein detailliertes Schaltbild einer zweiten

Ausführungsform einer solchen Schaltungsanordnung.

In Fig.3 haben die Bauteile, die auch bei der

herkömmlichen Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 vorgesehen sind, die gleichen Bezugszeichen wie in den

w F i g. 1 und 2. Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 sind ein Eingang 1, ein erster Ausgang 2, ein zweiter Ausgang 3, ein Operationsverstärker 4, eine Schaltung 5 zur Bestimmung der Übertragungscharakteristik, eine Schalteranordnung 9 und ein Rückkopplungswiderstand 10 vorgesehen. Der Eingang 1 ist mit dem nicht-invertierenden Eingang ( + ) des Operationsverstärkers 4 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 4 ist an einen Eingang der Schaltung 5 für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik, die in Abhängigkeit von Fausgedrückt wird, und an den zweiten Ausgang 3 angeschlossen. Der Ausgang der Schaltung 5 ist mn dem ersten Ausgang 2 und außerdem über den Rückkopplungswiderstand 10 mit dem invertierenden Eingang (—) des Operationsverstärkers 4 verbunden. Die

Schalteranordnung 9 liegt zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 4 und dessen invertierendem Eingang (-). Bei der Schalteranordnung 9 kann es sich entweder um einen mechanischen Schalter oder um einen Halbleiterschalter handeln; wesentlich ist nur, daß sich die Schalteranordnung 9 wahlweise öffnet oder schließt

Wenn die im folgenden auch als »Schaltkreis« bezeichnete Schalteranordnung 9 geschlossen ist, wird bezüglich des Operationsverstärkers 4 eine negative Rückkopplung von 100% erreicht, um ein erstes Ausgangssignal mit einer Charakteristik F bei der ersten Ausgangsklemme 2 zu erhalten.
Der Rückkopplungswiderstand 10 wird verwendet,

um zu verhindern, daß die die Übertragungscharakteristik festlegende Schaltungsanordnung 5 durch den Schaltkreis 9 kurzgeschlossen wird, und hierfür wird ein verhältnismäßig großer Widerstand verwendet.

Wenn der Schaltkreis 9 offen ist, gelangt die die Übertragungscharakteristik festlegende Schaltungsanordnung S als nächstes in den negativen Rückkopplungswv/ über den Rückkopplungswiderstand 10, so daß die Charakteristik eines von der Ausgangsklemme 3 erhaltenen zweiten Ausgangssignals gegeben ist durch

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Entsprechend besitzt das zweite Ausgangssignal bezüglich des ersten Ausgangssignals eine komplementäre Charakteristik. Obwohl der Rückkopplungswiderstand 10 in Reihe im negativen Rückkopplungsweg angeschlossen ist, kann der Einfluß der Charakteristik vernachlässigt weiden, da die Eingangsimpedanz an der invertierenden Eingangsklemme ( —) des Operationsverstärkers 4 bemerkenswert hoch ist.

Der Rückkopplungswiderstand 10 kann auch als Lastwiderstand für die die Übertragungscharakteristik festlegende Schaltungsanordnung 5 dienen. Daher kann ein später noch beschriebener Pufferstromkreis verwendet werden, um die Ausgangsimpedanz der die Übertragungscharakteristik festlegenden Schaltungsanordnur » 5 herabzusetzen, so daß der Rückkopplungswiderstand 10 nicht bewirkt, daß sich die Übertragungscharakteristik Fverändert.

Da es sich beim Schaltkreis 9 um einen einfachen Auf/Zu-Schalter handelt, gibt es kein Problem in bezug auf die Schaltsynchronisierung, das bei der herkömmlichen Schaltung auftritt, während es nicht erforderlich ist, gleichzeitig bzw. augenblicklich umzuschalten.

F i g. 4 zeigt ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Komplementärcha- rakteristik-Schaltkreises. Dieser enthält einen Operationsverstärker 4, eine Übertragungseigenschaften festlegende Schaltungsanordnung 5, einen Rückkopplungswiderstand 10 und einen Halbleiterschalter 11, so, wie sie bereits in F i g. 3 gezeigt sind. Außerdem werden in dieser Schaltungsanordnung ein Pufferstromkreis 12, eine Schalteransteuerungsschaltung 18 und eine Konstantstromquelle (kein Bezugszeichen) verwendet. Der Halbleiterschalter 11 und der Pufferstromkreis 12 enthalten jeweils einen Transistor (kein Bezugszeichen), so Die Schalteransteuerungsschaltung 18 umfaßt eine Konstantstromschaltungsanordnung 13 mit einem Transistor (kein Bezugszeichen) und einem Widerstand (kein Bezugszeichen), einen Ansteuerungsschalter 14 und einen Serienstromkreis bzw. -schaltung einer Vorspannungsquelle (kein Bezugszeichen) sowie einen Widerstand (kein Bezugszeichen).

Die Basiselektrode des Transistors des Halbleiterschalters 11 ist an die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 4, seine Kollektorelektrode ist an eine Spannungsversorgungseinheit V_1x, und seine Emitterelektrode ist an die invertierende Eingangsklemme (—) des Operationsverstärkers 4 angeschlossen.

Der Emitter-Kollektor-Weg des zweiten Transistors und der Widerstand, die beide in der Konstantstromschaltungsanordnung 13 enthalten sind, sind in Reihe geschaltet, und diese Serienschaltungsanordnung ist zwischen der invertierenden Eingangsklemme (—) des Operationsverstärkers 4 und Erde angeordnet. Der Ansteuerungsschalter 14 ist zwischen der Basiselektrode des zweiten Transistors und Erde angeschlossen, und dieselbe Basiselektrode ist über die obengenannte Reihenschaltungsanordnung aus der Vorspannungsquelle und dem Widerstand an Erde angeschlossen.

Die Basiselektrode des dritten Transistors des Pufferstromkreises 12 ist an die Ausgangsklemme der die Übertragungscharakteristik festlegenden Schaltungsanordnung S, seine Kollektorelektrode an die Spannungsversorgungseinheit V^und seine Emitterelektrode an die erste Ausgangsklemme 2 angeschlossen, mit der der Rückkopplungswiderstand 10 verbunden ist. Die obengenannte Konstantstromquelle ist zwischen der Ausgangsklemme 2 und Erde angeordnet.

Der Stromkreis bzw. die Schaltung von Fig.4 arbeitet folgendermaßen: Wenn sich der Ansteuerungsschalter 14 öffnet, wird eine Vorspannung an den zweiten Transistor der Konstantstromschaltungsanordnung 13 angelegt, so daß der zweite Transistor leitend wird. Dies hat zur Folge, daß der erste Transistor des Halbleiterschalters 11 aktiv wird und der invertierenden Eingangsklemme (-) des Operationsverstärkers 4 dessen Ausgangssignal zuführt. So ist ein Rückkopplungsweg für den Operationsverstärker 4 eingerichtet. Wenn hingegen der Ansteuerungsschalter 14 geschlossen wird, wird der zweite Transistor nichtleitend, so daß der erste Transistor des Halbleiterschalters 11 inaktiv wird. Dies hat zur Folge, daß der Rückkopplungsweg des Operationsverstärkers 4 offen wird. Selbst wenn der zweite Transistor leitend ist, fließt keine Signalkomponente durch den zweiten Transistor der Konstantstromschaltungsanordnung 13, obwohl ein gegebener Gleichstromanteil dort hindurchfließt. Die Konstantstromschaltungsanordnung wirkt so nicht als Last bezüglich eines Wechselstroms. ■

Obwohl ein Verlust im Gleichspannungspotential zwischen der Basis und dem Emitter des ersten Transistors bei geschlossenem Zustand des Schalters vorliegt, wenn der Halbleiterschaltkreis 11 verwendet wird, ist dieses Potential so groß wie der Potentialverlust zwischen der Basis und dem Emitter des dritten, im Pufferstromkreis 12 enthaltenen Transistors, so daß keine Öffnungs/Schließgeräusche bzw. -rauschen aufgrund der Gleichstrom-Poientialdifferenz auftritt.

In der Schaltungsanordnung von Fig.4 ist so der Schaltkreis der Prinzipschaltanordnung der Fig.3 mittels Halbleitern aufgebaut und außerdem ist der Pufferstromkreis 12 hinzugefügt worden, so daß die Einwirkung des Widerstandes 10 auf die Übertragungscharakteristik bzw. -funktion Fvollständig aufgehoben ist. Die Schaltungsanordnung der F i g. 4 ist dieselbe wie die in Fig.3 in der Wirkungsweise, daß erste bzw. zweite Ausgangssignale mit komplementärer Beziehung von der ersten Ausgangsklemme 2 bzw. der zweiten Ausgangsklemme 3 abgeleitet werden.

In Fig.5 ist ein Sehaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung gezeigt. Die Elemente und Schaltungsanordnungen, die dieselben wie im ersten Ausführungsbeispiel der F i g. 4 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet Das zweite Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, daß der Eintransistor-Halbleiterschalter 11 durch eine Kombination von einem ersten Transistor 15Q einer ersten Diode 15D und einer ersten Stromspiegelschaltung 15Λ raid 15B ersetzt ist Der Eintransistor-Pufferstromkreis 12 ist durch eine Kombination aus einem dritten Transistor

16C, einer zweiten Diode 16D, einer zweiten Stromspiegelschaltung 16/4 und 165 und einer Konstantstrom-■quelle 16£ ersetzt. Ein Verzögerungsstromkreis bzw. -schaltung 17 ist zum Ansteuerungsschaltkreis 18 hinzugefügt.

Der Halbleiteischalter 15 enthält eine erste Stromspiegelschaltung mit einer linken und einer rechten Hälfte 15/4 bzw. 155. Die Basiselektrode des ersten Transistors 15C ist an die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 4 angeschlossen, und die Kathode der Diode 15Dist an die Emitterelektrode des ersten Transistors 15Cangeschlossen. Eine Klemme der linken Hälfte 15/4 der ersten Stromspiegelschaltung und ebenso eine Klemme der rechten Hälfte 155 der ersten Stromspiegelschaltung sind an eine Spannungsversorgungseinheit V_n angeschlossen, während die andere Klemme der linken Hälfte 15/4 der ersten Stromspiegelschaltung an die Kollektorelektrode des ersten Transistors t*j\^ üilu uic SiiucFc IXJCiTiPnC uci* TcCiIiCn iiantC 155 der ersten Stromspiegelschaltung an die Anode der ersten Diode 15D angeschlossen sind. Ein Knotenpunkt, der die andere Klemme der rechten Hälfte 155 der ersten Stromspiegelschaltung mit der Anode der ersten Diode 15D verbindet, ist mit der invertierenden Eingangsklemme ( —) des Operationsverstärkers 4 verbunden.

Die Schalteransteuerungsschaltung 19 enthält einen zweiten Transistor (kein Bezugszeichen), dessen Kollektorelektrode mit einem Knotenpunkt verbunden ist, der die Emitterelektrode des ersten Transistors lSCmit der ersten Diode 15D verbindet, und seine Emitterelektrode ist über einen Widerstand (kein Bezugszeichen) mit Erde verbunden. Zwischen der Basiselektrode des zweiten Transistors und Erde ist ein Kondensator angeschlossen. Eine Serienschaltung aus zwei Widerständen ist mit einem Ende an der Basiselektrode des zweiten Transistors angeschlossen. Ein Schalter 14 ist mit einem Knotenpunkt, der die Verbindung zu den beiden Widerständen herstellt, und mit Erde verbunden. Eine Vorspannungsquelle (kein Bezugszeichen) ist zwischen dem anderen Ende der Serienschaltung aus den beiden Widerstände» und Erde angeordnet.

Der zweite Transistor und der mit dem Emitter des zweiten Transistors verbundene Widerstand bilden eine Konstantstromschaltungsanordnung 13, genauso wie es beim ersten Ausfühningsbeispiel der Erfindung der Fall ist Die Serienschaltung aus den beiden Widerständen und dem Kondensator bildet einen Verzögerungsstromkreis 17, so daß sich die Spannung an der Basiselektrode des zweiten Transistors exponentiell ändert, wenn der Schalter 14 betätigt wird.

Der Pufferstromkreis 16 enthält die zweite Stromspiegelschaltung mit einer linken und einer rechten Hälfte 16Λ bzw. 16Ä Die Basiselektrode des dritten Transistors 16C ist an die Ausgangsklemme der die Übertragungscharakteristik festlegenden Schaltungsanordnung 5 angeschlossen, und die Kathode der zweiten Diode 16D ist an die Emitterelektrode des dritten Transistors leCangeschlossen. Die Konstantstromquelle i6E ist mit dem zweiten Transistor 16C und der zweiten Diode I6D verbunden. Eine Klemme der linken Hälfte 16Λ der zweiten Stromspiegelschaltung und ebenfalls eine Klemme der rechten Hälfte 165 der Stromspiegelschaltung ist mit der Spannungsversorgungseinheit V_1x verbunden, während die andere Klemme der linken Hälfte 16Λ der Stromspiegelschaltung mit der Koilektorelektrode des dritten Transistors 16Cverbunden ist, und die andere Klemme der rechten Hälfte 165 der Stromspiegelschaltung mit der Anode der zweiten Diode 16D verbunden ist. Ein Knotenpunkt, der die andere Klemme der rechten Hälfte 165 der Stromspiegelschaltung mit der Anode der zweiten Diode 16D verbindet, ist mit der ersten Ausgangsklemme 2 verbunden, an die ein Ende des Rückkopplungswiderstandes 10 angeschlossen ist. Ein Knotenpunkt, der die Emitterelektrode des dritten Transistors 16C und die Kathode der zweiten Diode 16D verbindet, ist

ίο mit einer Klemme der Konstantstromquelle 16£ verbunden, deren andere Klemme mit Erde verbunden ist. Diese Konstantstromquelle 16£ blockiert Wechselstrom oder eine Wechselstromsignalkomponente, während eine Gleichstromkomponente hindurchfließt, so daß dort kein elektrischer Leistungsverlust bezüglich eines Wechselstroms oder einer Wechselstromsignal· komponente auftritt.
Die im Halbleiterschalter 15 und im Pufferstromkreis

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fließenden Ströme sind einander gleich, unabhängig vom Anteil der anliegenden Last. Der durch die linke Hälfte fließende Strom ändert sich entsprechend dem Betrag der Last, so daß der durch die rechte Hälfte fließende Strom sich entsprechend der Änderung des durch die linke Hälfte fließenden Stroms ändert. Die Begriffe rechte und linke Hälfte werden hier verwendet, um eine von der anderen zu unterscheiden. Die Richtung des Pfeils, der jeweils zwischen der linken und rechten Hälfte bei den Stromspiegelschaltungen dargestellt ist, veranschaulicht, daß der durch die rechte Hälfte fließende Strom vom durch die linke Hälfte fließenden Strom abhängt. Entsprechend ist der durch den ersten Transistor 15C fließende Strom gleich dem Strom, der durch die erste Diode 15D fließt, während der Strom, der durch den dritten Transistor 16C fließt, gleich dem Strom ist, der durch die zweite Diode 16D fließt. Dies hat zur Folge, daß die Spannung über Basis und Emitter des ersten Transistors 15C gleich der Spannung in Durchlaßrichtung über die erste Diode

15D ist, während die Spannung über Basis und Emitter des dritten Transistors 16C gleich der Spannung in Durchlaßrichtung über die zweite Diode 16Dist.

Mit dieser Anordnung im Halbleiterschalter 15 und im Pufferstromkreis 16 wird der Gleichstrompotentialverlust zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors jeweils durch eine äquivalente Spannung in Durchlaßrichtung einer jeden Diode aufgehoben. Dies hat zur Folge, daß in den Schaltungen 15 und 16 kein Gleichstrompotentialverlust auftritt Außerdem wird im zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Verzögerungsschaltung 17 für den exponentiellen und daher allmählichen Anstieg bzw. eine entsprechende Abnahme eines durch den Halbleiterschalter 15 fließenden Gleichstroms bei dessen Auf/Zu-Betrieb verwendet So wird das sogenannte sanfte Schalten (soft switching) durchgeführt, um weiter

das Rauschen bei Signalschalten auf ein Minimum herabzusetzen.

Gemäß der beschriebenen Schaltungsanordnung können komplementäre Charakteristiken einfach und ideal erhalten werden, die dazu wesentlich sind, ein Signal perfekt zu seinem ursprünglichen Signal zurückzuführen, indem der erfindungsgemäße Komplementärcharakteristik-Schaltkreis verwendet wird, wenn bei-

eS spielsweise in einem Übertragungssystem eine Änderung der Signalfrequenzcharakteristik durchgeführt, der Pegel oder dergleichen zusammengedrückt oder gedehnt wird, um die anfänglichen Ziele zu erreichen.

Es gibt auch weitere Vorteite, beispielsweise ist der Schaltkreis vereinfacht, die Schaltsynchronisierung kann vernachlässigt werden, und das Schahungsrausehen kann durch sanftes Schalten herabgesetzt werden USW.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung zur waWwejsen Einprägung einer vorgegebenen Obertragungscharakteristik oder der komplementären Charakteristik zu der vorgegebenen Obertragungscharakteristik auf ein ankommendes Signal mit einem Operationsverstärker mit einem nicht-invertierenden Eingang für das ankommende Signal, nut einem invertierenden Eingangund mit einem Ausgang, weiterhin mit einer Schaltung zur Bestimmung der Übertragungscharakteristik mit einem Eingang, der an den Ausgang des Operationsverstärkers angeschlossen ist, und mit einem Ausgang, mit einer Rückkopplungsschaltung mit einer Schalteranordnung,, mittels der entweder die vorgegebene Übertragungscharakteristik oder die komplementäre Charakteristik auf das ankommende Signal eingeprägt wird, mit einem ersten Ausgang für die Ableitung des Ausgangssignals der Schaltung für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik, und mit einem zweiten Ausgang für die Ableitung des Ausgangssignals des Operationsverstärkers, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung einen Widerstand (10) aufweist der zwischen dem ersten Ausgang (2) und dem invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers (4) liegt, daß die öffnende/schließende Schalteranordnung (9) zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers (4) und dem invertierenden Eingang (—) des Operationsverstärkers (4) &ngeorC'-<et ist, so daß bei offener Schalteranordnung (4) die Reihenschaltung aus der Schaltung (5) für dj· Bestimmung der Übertragungscharakteristik und dem Widerstand (4) einen Rückkopplungsweg bildet und bei geschlossener Schalteranordnung (10) das Ausgangssignal des Operationsverstärkers (4) vollständig über die Schalteranordnung (9) auf den invertierenden Eingang (—) des Operationsverstärkers (4) zurückgekoppelt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Schaltung (5) für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik und dem ersten Ausgang (2) eine Pufferschaltung (12; 16) angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung (9) einen Halbleiter-Schaltkreis (11, 18; 15, 19) aufweist so

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Schaltkreis einen Halbleiterschalter (11; 15) und eine Treiberschaltung (18; 19) für den Halbleiterschalter (11; 15) aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung (18; 19) eine Konstantstromschaltung (13) und einen Schalter (14) für die Steuerung der Konstantstromschaltung (13) aufweist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung (18; 19) eine Verzögerungsschaltung (17) für die exponentiel-Ie Steuerung der Konstantstromschaltung (13) aufweist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (11) einen ersten Transistor, dessen Basiselektrode mit tlem Ausgang des OperationsYerstäjkers (4) verbunden fet, und dessen Kollektor/Eimtter-Streeke zwischen einer Energiequelle (][&) Und dem

invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers (4) liegt, aufweist, und daß 4ie Treiberschaltung (18) einen zweiten Transistor mit einer Basiselektrode, dessen Kollektor/Emitter-Strecke zwischen dem invertierenden Eingang (—) des Operationsverstärkers (4) und über einen Widerstand an Masse liegt, weiterhin eine Reihenschaltung aus einer Vorspannungsquelle und einem Widerstand zwischen der Basiselektrode des zweiten Transistors und Masse und einen Schalter. (14) zwischen der Basiselektrode des zweiten Transistors und Masse aufweist,

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferschaltung (12) einen Transistor aufweist, dessen Basiselektrode mit dem Ausgang der Schaltung (5) für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik verbunden ist und dessen Kollektor/ Emitter-Strecke zwischen einer Energiequelle (Vcc) und dem ersten Ausgang (2) liegt, und daß der erste Ausgang (2) über eine Konstantstromquelle an Masse liegt

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (15) eine erste Stromspiegelschaltung, die aus zwei Teilschaltungen (15/4, 15B) besteht, die jeweils mit einem Anschluß mit einer Energiequelle (Vcc) verbunden sind, einen ersten Transistor (15C) mit einer Basiselektrode, der mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (4) verbunden ist, mit einer Kollektorelektrode, die mit dem anderen Anschluß der einen Teilschaltung (i5A) der ersten Stromspiegelschaltung verbunden ist und mit einer Emitterelektrode, sowie eine erste Diode (15Ql mit einem ersten Anschluß, der mit dem anderen Anschluß der anderen Teilschaltung (15ßjder ersten Stromspiegelschaltung verbunden ist, und mit einem zweiten Anschluß, der mit der Emitterelektrode des ersten Transistors (15Q verbunden ist, aufweist daß der erste Anschluß der ersten Elektrode {15B) an dem invertierenden Eingang(-) des Operationsverstärkers (4) anliegt, und daß der zweite Anschluß der ersten Elektrode (15QJ mit der Treiberschaltung (19) verbunden ist

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung (19) einen zweiten Transistor mit einer Kollektorelektrode, die an dem Verbindungspunkt zwischen der Emitterelektrode des ersten Transistors (15Q und dem zweiten Anschluß der ersten Diode (15D^ liegt, mit einer Emitterelektrode, die über einen Widerstand an Masse liegt, und mit einer Basiselektrode, weiterhin einen Kondensator, der zwischen der Basiselektrode des zweiten Transistors und Masse liegt, eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen, die mit einem Anschluß an der Basiselektrode des zweiten Transistors liegen, einen Schalter (14), der zwischen einem Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen und Masse liegt, und eine Vorspannungsquelle aufweist, die zwischen dem anderen Anschluß der Reihenschaltung aus den beiden Widerständen und Masse liegt.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferschaltung (16) eine zweite Stromspiegelschaltung, die aus zwei Teilschaltungen (16/4, \6B)

besteht, die jeweils mit einem Anschluß an einer Energiequelle (Vco) Hegen, einen dritten Transistor mit einer Basiselektrode, die an dem Ausgang der Schaltung (5) für die Bestimmung der Übertragungscharakteristik liegt, mit einer Kollektorelektrode, die an dem anderen Anschluß der einen Teilscbaltung (1 BA) der zweiten Stromspiegelschaltung liegt, und mit einer Emitterelektrode, weiterhin eine zweite Diode (16DJ mit einem ersten Anschluß, der an dem anderen Anschluß der anderen Teilschaltung (16BJ der zweiten Stromspiegelschaltung liegt, und mit einem zweiten Anschluß, der an der Emitterelektrode des dritten Transistors (16"Dj liegt, einen an den ersten Ausgang angeschlossenen Verbindungspunkt zwischen der anderen Teilschaltung (165J der is zweiten Stromspiegelschaltung und dem ersten Anschluß der zweiten Diode (16DJi und eine Konstantstromquelle (16E) zwischen Masse und einem Verbindungspunkt zwischen der Emitterelektrode des dritten Transistors (16 C) und dem zweiten M Anschluß der zweiten Diode (leDJaufweisL