DE3232026C2

DE3232026C2 -

Info

Publication number: DE3232026C2
Application number: DE19823232026
Authority: DE
Inventors: Alfred Wien At Kraker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG Oesterreich
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1982-08-27
Publication date: 1990-08-30
Also published as: ATA383181A; AT376075B; DE3232026A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Offsetspannungs-Kompensa tionsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Schaltung kann vorzugsweise im Zusammenhang mit einem Summierverstärker Verwendung finden.The invention relates to an offset voltage compensation tion circuit according to the preamble of claim 1. Such a circuit can preferably be used in conjunction with a summing amplifier can be used.

Wenn ein Operationsverstärker mit seinen beiden Eingängen an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, so behindert diese mit ihrem relativ geringen ohmschen Widerstand gleichstrommäßig die für höhere Frequenzen wirksame, aber auch für Gleichspannung erwünschte Gegenkopplung des Operationsverstärkers, was sich störend auswirkt, wie anhand einer in Fig. 1 der Zeichnung gezeigten bekannten Schaltung darge legt wird. Bei dieser Schaltung handelt es sich um eine Misch schaltung für beispielsweise drei Tonkanäle, die vom gemeinsamen Ausgangskanal galvanisch getrennt sein sollen. Die zu mischenden Signalspannungen U 1, U 2, U 3 sind über zugeordnete Widerstände W 1, W 2, W 3 an die Primärwicklung P eines Transformators T geschaltet, dessen Sekundärwicklung S in den Eingangskreis eines mit einem Rückkopplungswiderstand versehenen Operationsverstärkers OP ein geschaltet ist.If an operational amplifier with its two inputs is connected to the secondary winding of a transformer, this, with its relatively low ohmic resistance, impedes the negative feedback of the operational amplifier, which is effective for higher frequencies, but also desirable for DC voltage, which has a disruptive effect, as can be seen in FIG is. 1 Darge the drawing known circuit shown inserted. This circuit is a mixing circuit for, for example, three audio channels, which are to be galvanically isolated from the common output channel. The signal voltages U 1 , U 2 , U 3 to be mixed are connected via associated resistors W 1 , W 2 , W 3 to the primary winding P of a transformer T , the secondary winding S of which is connected to the input circuit of an operational amplifier OP provided with a feedback resistor.

Bekanntlich treten im Eingangskreis von Operationsverstärkern unvermeidliche und von Exemplar zu Exemplar verschiedene Offsetspannungen auf, die normalerweise im Vergleich zur Eingangsspannung gering sind und bei geringer Dämpfung des dem Operationsverstärker angeschalteten Rückkopplungsnetzwerkes leicht kompensierbar sind. As is known, occur in the input circuit of operational amplifiers inevitable and different from copy to copy Offset voltages, which are normally compared to the Input voltage are low and with low damping of the Operational amplifier connected feedback network are easily compensated.

In Zusammenhang mit der Offsetspannungs-Kompensation ist es schon bekannt, zur Erzielung einer solchen geringen Dämpfung im Rückkopplungsnetzwerk einen weiteren Operationsverstärker vorzusehen (IBM Technical Disclousure Bulletin, Vol. 15, Nr. 1, Juni 1972, Seite 140 und 141). Es handelt sich allerdings nicht um eine Schaltungsanordnung, die über Transformatoren gespeist wird, und es liegen insofern dort besondere Verhältnisse vor, als die Verstärkerschaltung, deren Kompensation erreicht wer den soll, eine Kaskadenschaltung aus zwei Operationsverstärkern ist. Der Kompensationsvorgang spielt sich dabei in zwei Phasen ab, wozu vier Schalter erforderlich sind, die in bestimmter Folge betätigt werden müssen.It is related to offset voltage compensation already known to achieve such a low attenuation another operational amplifier in the feedback network (IBM Technical Disclousure Bulletin, Vol. 15, No. 1, June 1972, pages 140 and 141). However, it is not a circuit arrangement that is fed via transformers and there are special circumstances there, than the amplifier circuit whose compensation is achieved a cascade connection consisting of two operational amplifiers is. The compensation process takes place in two phases from which four switches are required, which in certain Consequence must be actuated.

Wenn jedoch, wie bei der bekannten Schaltungsanordnung gemäß der Fig. 1, die Impedanz der Sekundärwicklung S im Vergleich zum Rückkopplungswiderstand R sehr gering ist, kommt es zu einer hohen Verstärkung der Offsetspannung, deren Quelle U in Fig. 1 symbolisch dargestellt ist, was sich durch Störung der vom Ausgang A abgenommenen Summenspannung bzw. durch Instabilität bemerkbar macht.However, if, as in the known circuit arrangement according to FIG. 1, the impedance of the secondary winding S is very low compared to the feedback resistor R , the offset voltage, the source U of which is symbolically shown in FIG. 1, is amplified, which is what noticeable by disturbance of the total voltage taken from output A or by instability.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Störungen dieser Art zu vermeiden und erzielt dies dadurch, daß die Sekundär wicklung des den Operationsverstärker speisenden Transformators zwischen den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers und den Ausgang eines an einen Hilfswiderstand angeschlossenen Impedanzwandlers geschaltet ist, dessen Eingang über einen Kondensator mit dem an Bezugspotential angeschlossenen nichtin vertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist und daß der Kondensator zusammen mit dem Hilfswiderstand ein Sieb glied mit einer Zeitkonstante, deren Reziprokwert einer Frequenz unterhalb des Nutzfrequenzbereiches entspricht, bildet.The invention has set itself the task of disrupting this Kind of avoid and achieve this by making the secondary winding of the transformer feeding the operational amplifier between the inverting input of the operational amplifier and the output of one connected to an auxiliary resistor Impedance converter is connected, whose input is via a Capacitor with the non-connected to reference potential verting input of the operational amplifier is connected and that the capacitor together with the auxiliary resistor is a sieve member with a time constant, the reciprocal of a frequency corresponds below the useful frequency range, forms.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 der Zeich nung dargestellt. Auch hier handelt es sich wie bei der be kannten Ausführung nach Fig. 1 um eine Mischschaltung für drei Signalspannungen U 1 . . ., die über zugeordnete Widerstände W 1 . . . an die Primärwicklung P eines Transformators T geschaltet sind, dessen Sekundärwicklung S mit einem Ende an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP angeschlossen ist, des sen Rückkopplungswiderstand mit R bezeichnet ist. Ebenfalls ist hier die Ursache von Offsetspannungen im Eingangskreis durch eine dem invertierenden Eingang vorgeschaltete Spannungsquelle U symbolisiert. Zur Kompensation der Offsetspannung dient hier ein an den Ausgang A des Operationsverstärkers OP angeschlossener Hilfswider stand H, der über einen Kondensator K an den nichtinver tierenden Eingang und mit diesem an Erde geschaltet ist. Der Hilfswiderstand H bildet zusammen mit dem Konden sator K ein Siebglied, dessen Reziprokwert der Zeit konstante einer Frequenz entspricht, die unterhalb der Nutzfrequenz (Sprachfrequenz) liegt. An der Verbindungs stelle zwischen dem Hilfswiderstand H und dem Kondensa tor K ist der Eingang eines Impedanzwandlers IW ange schlossen, dessen Ausgang zum zweiten Ende der Sekundär wicklung 5 führt.An embodiment of the invention is shown in Fig. 2 of the undersigned statement. Here too, as in the known embodiment according to FIG. 1, it is a mixing circuit for three signal voltages U 1 . . ., The associated resistors W 1 . . . are connected to the primary winding P of a transformer T , the secondary winding S of which has one end connected to the inverting input of an operational amplifier OP , the feedback resistor of which is denoted by R. The cause of offset voltages in the input circuit is also symbolized here by a voltage source U connected upstream of the inverting input. To compensate for the offset voltage, an auxiliary resistor H connected to the output A of the operational amplifier OP was used here, which is connected via a capacitor K to the non-inverting input and with it to earth. The auxiliary resistor H forms together with the capacitor K a filter element, the reciprocal of which corresponds to the time constant at a frequency which is below the useful frequency (speech frequency). At the connection point between the auxiliary resistor H and the capacitor K , the input of an impedance converter IW is connected, the output of which leads to the second end of the secondary winding 5 .

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung tritt durch die ho he Eingangsimpedanz des Impedanzwandlers IW bei Gleich spannung an dessen Ausgang praktisch genau dasselbe Po tential wie am Ausgang A des Operationsverstärkers OP auf. Damit liegt aber die Sekundärwicklung S des Trans formators T für Gleichspannung scheinbar zwischen dem Ausgang A des Operationsverstärkers OP und dessen nicht invertierendem Eingang. Demzufolge ist für eine stören de Offsetspannung U eine sehr wirksame Gegenkopplung gegeben, so daß die Wirkung der Offsetspannung U am Aus gang A vernachlässigbar ist.In the circuit according to the invention occurs due to the high input impedance of the impedance converter IW at DC voltage at its output practically exactly the same potential as at the output A of the operational amplifier OP . But this is the secondary winding S of the transformer T for DC voltage apparently between the output A of the operational amplifier OP and its non-inverting input. Accordingly, a very effective negative feedback is given for a disruptive offset voltage U , so that the effect of the offset voltage U at the output A is negligible.

Für Schwingungen im Nutzfrequenzbereich hingegen stellt der Kondensator K einen Kurzschluß dar, so daß der be schriebene Gegenkopplungspfad unterbrochen ist und so mit der Ausgang des Impedanzwandlers IW scheinbar am Bezugspotential liegend erscheint, wodurch bei der Signalübertragung ähnliche Eigenschaften gegeben sind, die auch die Schaltung nach Fig. 1 aufweist.For vibrations in the useful frequency range, however, the capacitor K represents a short circuit, so that the described negative feedback path is interrupted and thus appears to be at the reference potential with the output of the impedance converter IW , which gives similar properties during signal transmission, which also gives the circuit according to FIG having. 1,.

Claims

1. offset voltage compensation circuit for fed via transformers, provided with a feedback resistor operations amplifier, characterized in that the secondary winding (S) of the operational amplifier (OP) feeding transformer (T) between the inverting input of the information amplifier (OP) and the output an impedance converter (IW) connected to an auxiliary resistor (H) connected to the output (A) of the operational amplifier, the input of which is connected via a capacitor (K) to the non-inverting input of the operational amplifier (OP) connected to the reference potential, and that the capacitor (K) together with the auxiliary resistor (H) forms a filter element with a time constant, the reciprocal value of which corresponds to a frequency below the useful frequency range.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that an operational amplifier (IW) is used as the impedance converter, the output of which is conductively connected to the inverting input.