DE3245037A1

DE3245037A1 - Schaltungsanordnung eines mit aktiven bauelementen ausgebildeten widerstandersetzenden zweipols

Info

Publication number: DE3245037A1
Application number: DE19823245037
Authority: DE
Inventors: Laszlo Budapest Szedlák
Original assignee: Siemens Telefongyar Kft; Telefongyar Kft
Current assignee: Siemens Telefongyar Kft
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1982-12-06
Publication date: 1983-07-14
Also published as: RO84125B; DD216588A5; GB2117590A; RO84125A; HU182390B

Description

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Telefongyär, Budapest /UNGARN

SCHALTUNGSAIIORDIIUUG EINES MIT AKTIVEN BAUELEMENTES AUSGEBIL-DBTSN VJIDERST AN DERSET ZBN DEN ZV/EI POLS

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung eines mit aktiven Bauelementen ausgebildeten und einen bestimmten Widerstand ersetzenden Zweipols, welcher vorzugsweise als Bestandteil von Ließkästchen zur Verwirklichung eines ohmisehen Belastungselementes anwendbar ist.

Bei der Montage, Verstellung, Reparatur usw. von mit elektrischen Schaltkreisen ausgebildeten elektrischen Einheiten, als z.3. Speisequellen werden Keßkästeheη angewendet, deren einen sehr wichtigen Bestandteil diejenige Widerstände bilden, die zur Iraitierung der in betrieblichen Bedingungen möglichen Belastungen vorgesehen sind. Zu diesen Zwecken werden im allgemeinen solche diskrete Widerstände von zweckmäßig ausgewählten ohmischen Werten angewendet, die ohne Vernichtung

auch größere Belastungen aufnehmen und dissipieren können. Die Werte der Widerstände sollen der Aufgabe nach ausgewählt werden. Zu den obigen Zwecken ist die Anwendung Ton traditionellen Schiebwiderständen auch bekannt. Als Nachteile der erwähnten diskreten Widerständen sind die Anwendung einer höheren Anzahl von diskreten Elementen, deren ofte Austausch., die Notwendigkeit der Verwirklichung von Verschlüssen mit niedrigem Kon takt widerst and, die begrenzte Di ssip at ions fähig keit, die Notwendigkeit der Berücksichtigung der wegen der Erwärmung auftretenden Ungenauigkeiten usw. zu nennen; bei den Schiebwiderständen verursachen die großen Maßstäbe ,die schwere, unbequeme Handlung, die Unterschiede zwischen den eingestellten und den notwendigen Widerstandswerten, die Ungenauigkeit der Einstellung, die ::icdri£- Zuverlässigkeit usw. viele Probleme. Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen besteht darin, daß die solchen 7/iderstände im allgemeinen eine getrennte Einheit oder getrennte Einheiten der ileßkästchen bilden, und deswegen sind sie schwer in den Arbeitsprozessen einfügbar.

Die obengenannten Nachteile zeichnen eine Aufgabe aus, und zwar die Erarbeitung eines solchen widerstandersetzenden Zweipols, der leichter als die bekannten Widerstände behandelbar ist, hohe Genauigkeit und Stabilität sowie Zuverlässig· keit aufweist und mit hohen Leistungen belastbar ist. .

Es bestand eine weitere Aufgabe darin, daß ein Widerstand aufzubauem ist , dessen Wert in einem breiten Bereich nach einer linearen oder anderen vorbestimmten Funktio/i veränderbar ist.

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Noch eine weitere Aufgabe tauchte auch auf: einen widerstand zu schaffen ist, der den bekannten Meßgeräten oder für ähnliche Zwecke ausgebildeten Vorrichtungen gut anpaßbar ist, zweckmäßig mit denen eine integrierte Einheit bilden kann, und die Beschleunigung der mit denen vorgenommenen Arbeit ermöglicht.

Die Erfindung beruht auf zweien Erkenntnissen. Erstens wurde erkannt, daß die Nachteiligkeit der bekannten Lösungen in erster Reihe auf ihren passiven Charakter zurückzuführen ist, d.h. auf die Tatsache, daß die bekannten Widerstände passive Schaltkreis elemente bilden, und die Nachteile können dadurch ve mieden werden, daß statt passiver Elemente solche Zweipole angewendet werden, die aus aktiv en Elementen ausgebildet sind und einen ohmischen Widerstand ersetzen können.

Zweitens wurde !erkannt, daß der Transistor in einem breiten Bereich der Arbeitspunkte auch als Widerstand von gut bestimmtem Wert anwendbar ist, falls sein Basi3strora in gleichzeitiger Abhängigkeit von der Kollektor-Emitter Spannung und von der Größe des Smitterstroms derart geregelt wird, daß im gewünschten 3ereich der Arbeitspunkte das Verhältnis der Kollektor-Emitter Spannung und des Kollektorstroms bei ständigem Wert verbleibt.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde eine Schaltungsanordnung erarbeitet, die zum Aufbau eines mit aktiven Bauelementen ausgebildeten widerstandersetzenden Zweipols derart aufgebaut ist, daß sie ein mit einem ersten Transistor aufgebautes, mit einem Steuereingang versehenes gesteuertes

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Element aufweist, wobei der erste Transistor mittels seiner Basis dem Steuereingang, seines Kollektors einer ersten Anschlußklemme, und seines Emitters einer zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes zugeführt ist, daß der Steuereingang des gesteuerten Elementes mit einem Ausgang eines Operationsverstärkers verbunden ist, weitere daß die erste Anschlußklemme des gesteuerten Elementes einerseits über ein erstes phasenhaltendes Rückkopplungsnetz dem niehtintertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeführt ist und andererseits als eine erste Polklemme ausgebildet ist, daß die zweite Anschlußklemme des gesteuerten Elementes einerseits über ein zweites phasenhaltendes Rüekkopplungsnetz mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers, andererseits über einen ersten 7/iderstand mit einer Klesune gemeinsamen Potentials oder mit einer eine Hilfsspeisespannung weiterleitenden Klemme verbunden ist, wobei die Klemme gemeinsamen Potentials eine zweite Polklemme bildet.

Der mit der erfindun^sgeraäßen Schaltungsanordnung verwirklichte Zweipol kann bestimmungsgemäß arbeiten, falls er mit Spannung von dem Leitungstyp des in dem gesteuerten "Element angeordneten Transistors nach bestimmter Polarität gespeist wird. 3ei der Anwendung des Zweipols bewirkt die dem Zweipol zugeführte Speisespannung einerseits über das erste phasenhaltende Rückkopplungnet3 die Steuerung des nichtinvertierenden Eingangs des Operationsverstärkers und andererseits die 7/eit er leitung eines Beiast unseatroms durch den ersten Transistor des gesteuerten Elementes. Der Si.iit terstrom des Transistors verursacht einen Spannungsabfall auf dein ersten

Widerstand, der über das zweite phasenhaltende Rückkopplungsnetz netz dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeführt wird. Zur Steuerung des Operationsverstärkers dient der Unterschied der zu seinen Eingängen zu^eführten Spannung, und sein Ausgangsstrom - der den Basisstrom des in dein gesteuerten Element angeordneten ersten Transistors bildet, - nimmt einen solchen Wert auf, wobei der Unterschied der den Eingängen des Operationsverstärkers zugeführten Spannungen praktisch Null ward. Der von dein Zweipol dargestellte Widerstand kann aufgrund der Ersatzschaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ausgerechnet werden, und die Größe dessen wird in erster Reihe durch die Werte der in den Rückkopplungsnetzen angeordneten Elemente sowie durch den ersten Widerstand bestimmt .

Die Konstruktion des gesteuerten Elementes bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung des widerstandersetzenden Zweipols hängt von dem ausgewählten Wertbereich der Spannungen und der Ströme der Anwendung ab.

Palis die Belastungen gering sind, kann der mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ausgebildete Zweipol zur Anwendung b ei kleineren Leistungen, niedrigeren Spannungen vorbereitet werden, wobei das gesteuerte Element als der erste , Transistor genug hohen Stromverstärkungsfaktors selbst aufgebaut ist. Unabhängig von dem Leitungstyp sind bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die bipolaren Transistoren, z.B. die JPET oder LX)SPET Transistoren usw, anwendbar.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungaanordnung,- welche insbesondere zur Ausbildung eines

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mit höherer Stromstärke belastbaren Zweipols geeignet ist, weist das gesteigerte Element einen zweiten Transistor auf, welcher mit dem ersten Transistor eine Darlingtonsche Schaltung bildet, wobei der Emitter des ersten Transistors mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist, die genieinsamen Kollektoren mit der ersten Anschlußlclenme des gesteuerten Elementes gekoppelt sind, und der Emitter des zweiten Transistors der zweiten Anschlußklenroe des gesteuerten Elementes zugeführt ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, welche auch insbesondere zur Ausbildung eines mit höheren Stromstärken belastbaren Zweipols geeignet ist, ist der erste Transistor des gesteuerten Elementes mit einem Eraitterwiderstand versehen, weist das gesteuerte Element einen dritten Transistor auf, wobei der dritte Transistor von mit dem ersten gleichem Leitungstyp ist und der Kollektor des dritten Transistors - mit dem Kollektor dee ersten Transistors gekoppelt - mit der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes verbunden ist, und der dritte Transistor durch seine Basis mit dem Emitter des ersten Transistors und durch seinen Emitter unmittelbar oder über einen zweiten Widerstand - mit einer Klemme des Emitt.ervdd erstände gekoppelt - mit der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes verbunden ist.

Falls die erfindungagemäße Schaltungsanordnung zur Ausbildung eines bei höheren Belastungsspannungen anzuwendenden, Zweipols vorgesehen ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn das gesteuerte Element einen vierten und einen fünften Tran-

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sistoren aufweist, die in einer Darlingtonschen Schaltung angeordnet sind, wobei der equivalente Transistor der Darlingtonschen Schaltung durch seinen Emitter dem Kollektor des ersten Transistors, durch seinen Kollektor der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes und durch seine 3asis einem Ausgang eines Basisverteilers zugeführt ist, und der Basisverteiler zwischen der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes und dem Kollektor des equivalenten Transistors angeordnet ist.

Palis die Möglichkeit des Auftretens einer Spannung mit gegensinniger Polarität im Vergleich mit der zu bestimmungsgemäßer Anwendung notwendigen vorhanden ist, kann die erfindungsgeraäße Schaltungsanordnung mit einer Schutzdiode versehen werden, die i:n gesteuerten Element angeordnet ist, und mit der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes, sowie mittelbar oder unmittelbar - mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist.'

Eine zweckmäßige-Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist derart ausgebildet, daß das erste und(oder das zweite phasenhaltende Rückkopplungsnetz mit einem ohmischen Teiler ausgebildet sind)ist. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn in dem zweiten Rückkopplungsnetz ein Spannungsverstärkungsnetz mit regulierbarem Verstärkungsfaktor oder einen Spannungsverstärker aufweist, wobei ein ohmischer Teiler gegebenenfalls am Ausgang des Spannungsverstärkers angeordnet werden kann.

Zumindest in einem, phasenhaltenden Rückkopplungsnetz ist es zweckmäßig, den ohmischen Teiler mit regulierbarem Tei-

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lungsfaktor, z.B. in Form von einem Potentiometer auszubilden und/oder einen Spannungsverstärker mit regulierbarem Verstärkungsfaktor anzuwenden, weil es derart besonders leicht ist, aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung einen veränderlichen Widerstand leistenden Zweipol auszubilden. Abhängig von den ausgewählten Elementen veränderlichen Wert a kann der Widerstand derart ausgebildet werden, daß seine Veränderung nach einer gewünschten Punktion, z.3. linear, hyperbolisch usw. abläuft. Die Größe des durch den Zweipol dargestellten Widerstands kann durch die Veränderung der Werte der ausgewählten Elemente reguliert werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Schal tungs anordnung, welche einem einen in breitem 3ereich nach einer linearen Punktion veränderbaren Widerstand ersetzenden Zweipol zugrunde gelegt werden kann, ist derart ausgebildet, daß das erste phasenhaltende Rückkopplungsnetz mit einem ohmischen Teiler versehen ist, und das zweite phasenhaltende Rückkopplungsnetz einen Spannungsverstärker und einen am Ausgang des Spannungsverstärkers angeschlossenen Potentiometer aufweist, wobei der Potentiometer mit regulierbarem Teilungsfaktor ausgebildet ist.

Der Operationsverstärker und der in den zweiten phasenhaltenden Rückkopplungsnetz angewendete, zweckmäßig auch mit einem Operationsverstärker verwirklichte Spannungsverstärker sind vorteilhaft mit kompensierenden Driftnetz und Vorsatznetz, mit Prequenzkompensierunüsnetz, mit gleiche Generatorwiderstände und optimale Rauschfaktoren gewährleistenden Eingangs wider st and en, weiters mit einem strombegrenzenden Aus-

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gangswiderstand zum Schutz des ersten Transistors des gesteuerten Elementes und nit einer pegelhaltenden, die Basisspannung in Sperrichtung begrenzenden Diode versehen.

Der wichtigste Vorteil des mit der erfindungsgeciäßen Schaltungsanordnung aufgebauten Zweipols besteht darin, daß aufgrund deren ein Widerstand von hoher Genauigkeit, hoher Stabilität und hoher Belastbarkeit geschafft werden kann. Die zur Ersetzung von veränderlichen Widerständen vorgesehenen A us führung s force η leisten einen ohniischen Widerstand, welcher· kontinuierlich, nach einer gewünschten Punktion veränderlicherweise, in einem breiten Wertbereich regulierbar ist. Sin weiterer Vorteil besteht darin, daß der Zweipol in den Meßkästchen oder Meßgeräten leicht eingebaut werden kann.

uie Erfindung wird weiters auf beispielsweise beschrie- oenen vorteilhaften Ausführungen, anhand der beigelegten Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße, zum Aufbau eines widerstandersetzenden Zweipols vorgesehene Schaltungsanordnung, Fig. 2 eine einfache Ausführung der erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung, welche zur Ersetzung von Widerständen

veränderlicher Werte vorgesehen ist, Fig. 3 eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, welche zur Ersetzung eines Widerstands von höherer Belastbarkeit und von in breitem Bereich linear veränderbarem 7/ert vorgesehen ist , und

Fig. 4 eine andere Ausführung der in Fig. 3 sichtbaren Schaltungsanordnung, wobei das gesteuerte Element auf andere Weise ausgebildet ist.

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Wie es in Fig. 1 ersichtlich ist, weist die erfindungsgeniäße Schaltungsanordnung eines widerstandersetzenden Zweipols ein gesteuertes Element 1 auf, welches mit einem ersten Transistor Tl versehen ist, einen Operationsverstärker 2, zwei phasenhaltende Rückkopplungsnetze 3 und 4, und einen ersten 7/iderstand 5 aufweist. Der erste Transistor Tl ist durch seine Basis mit einem Steuereingang des gesteuerten Elementes 1, durch seinen Kollektor mit einer ersten Anschlußklenme des gesteuerten Elementes 1 und durch seinen Emitter mit einer zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes 1 gekoppelt. Der Steuereingang des gesteuerten Elementes 1 ist mit einem Ausgang eines Operationsverstärkers 2 verbunden, wobei die " erste Anschlußklemme durch ein erstes phasenhaltendes Rückkopplungsnetz 3 dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 zugeführt ist, und eine erste Polklemme K bildet. Die zweite Anschlußklemme des gesteuerten Elementes 1 ist einerseits durch ein zweites phasenhaltendes Rückkopplungsnetz an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 angeschlossen, und andererseits durch einen ersten Widerstand 5 mit einer Klemme gemeinsamen Potentials gekoppelt. Die Klemn-« gemeinsamen Potentials bildet gleichzeitig eine zweite Polklemme.

Die in Pig. 1 sichtbare Schal tungsanordnung ermöglicht

den Aufbau eines Zweipols, welcher auf folgende 7/eise arbei-

tet, wenn im gesteuerten Element 1 ein erster Transistor von npn Leitungstyp vorgesehen ist: eine positive Belastungsspannung U soll zu der ersten Polklessie K zugeführt werden, und unter ihrer Einwirkung entsteht der erwünschte Widerstand

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zwischen der ersten Polklemme K und der Klemme gemeinsamen Potentials. Die Bedingungen können wie bei einem idealen Operationsverstärker gerechnet werden. So ergibt sich das Ergebnis, daß die Belastungsspannung U durch das erste phasenhaltende Rückkopplungsnetz 3 die Steuerung des nichtinvertierenden Eingangs des Operationsverstärkers 2 mit einer Spannung

U₊ = U-A₁
bewirkt, wobei

U die Größe der zum nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 zugeführten Spannung, und A, den Spannungsübertragung sfaktor des ersten phasenhaltenden Rückkopplungsnetzes 3
bedeutet. Andererseits bewirkt die Belastungsspannung U die Übertreibung eines Stroms I durch das gesteuerte Element 1 und den ersten Widerstand⁵ 5. Die auf den ersten Widerstand 5 fallende Spannung bewirkt durch das zweite Rückkopplungsnetz 4 - wenn der durch den Zweipol aufgenommene Strom I durch den ersten Widerstand 5 fließt - die Steuerung des invertierenden Eingangs des Operationsverstärkers 2 mit einer Spannung

wobei

U_ die Größe der zum invertierenden Eingang des Operations-Verstärkers 2 zugeführte Spannung, I die Größe des durch den Zweipol aufgenommenen Stroms, R den Wert des Widerstands.5♦ und

Α« den Spannungsübertragung sfaktor des zweiten phasenhaltenden Rückkopplungenetzes '4

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bedeutet.

In stationärem Zustand nimmt der Unterschied der Bingangs spannungen des Operationsverstärkers 2 praktisch den Nullwert auf. Aus den vorigen Gleichungen, aufgrund der Belastungsspannung U und des aufgenommenen Stroms I, ergibt sich das Verhältnis

U/I = R.A₂.AJ¹ ,

aufgrund dessen ist der Widerstand, der durch den Zweipol dargestellt wird, bestimmbar. Es ist ersichtlich, daß dieser ',Yiderstand lediglich von den Spannungsübertragungsfaktoren der phasenhaltenden Rückkopplungsnetze und von Wert des ersten Y/iderstands 5 abhängig ist.

In Fig. 2 wurde die Schaltungsariordnung eines relativ einfachen, einen beinahe linear veränderbaren ',Vidarstand darstellenden Zweipols niedriger Belastbarkeit dargestellt, wobei

¹S das gesteuerte Element 1 als erster Transistor Tl ausgebildet ist. Das erste phasenhaltende Rückkopplungsnetz 3 besteht in diesen Falle aus einem Teiler, dessen Teilungsfaktor stabil und vom 7/ert eines dritten V/iderstands 31 sowie eines vierten ".Yiderstands 32 abhängig ist. Der gemeinsame Punkt der V/ider-

-0 stände 31 und 32 ist mit den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 gekoppelt, 3ei dieser Schaltungsanordnung besteht das zweite phasenhaltende Rückkopplungsnetz 4 • aus einem Potentiometer 41, welcher zwischen dem Emitter des ersten Transistors Tl und der Klemme gemeinsamen Potentials eingeschaltet ist". Die Ausführung des Potentiometers 41 ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 verbunden. Der mit solcher einfachen Schaltungsanordnung rea-

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lisierte Zweipol arbeitet auf ähnliche Weise, wie es in Zusammenhai g mit der Pig. 1 geschrieben wurde, und der Wert des von ihm dargestellten Widerstands ist durch die Einstellung des Potentiometers 41 und derart durch die Änderung des Spannungsübertragungsfaktors regulierbar. Der Bereich der Regulierung faßt einen Bereich von einem minimalen V/ert um, welcher beinahe der Summe der Werte des ersten V/iderstandes 5 und des Kollektor-Emitter V/iderstandes des ersten Transistors Tl in ihrem Besättungsbetrieb ist, bis zu einem maximalen Wert, welcher aufgrund des Ausdrucks R.aT ausgerechnet werden kann (die 3uchstaben haben die oben genannten Bedeutungen). Die obere Grenze des mit dem Zweipol umfangbaren Spannungabereiches hängt in erster Reihe von der Reziproken des Übertragungsfaktors des aus dem dritten Widerstand 31 und dem vierten Widerstand 32 ausgebildeten Teilers. Die obere Grenze kann durch Verminderung des Ubertragungsfaktors erhöht werden, doch ist die Erhöhung nur bis einem 7/ert möglich, wo die Größe der verteilten Spannung mit der Driftspannung und der Versatzspannung ( Offset-Spannung.) des Operationsverstärkers 2 vergleichbar ist.

Die obige Begrenzung kann vermieden werden, wenn für den widerstandersetzenden Zweipol eine Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ausgewählt wird. Dieser Zweipol sichert die Regulierbarkeit des Widerstandvvertes in einem relativ breiten 3ereich, auf lineare V/eise und stellt er eine höhere Belastbarkeit dar. Bei ihm ist das erste phasenhaltende Rückkopplungsnetz 3 als ein Teiler ausgebildet, welcher aus dem dritten Widerstand 31 und dem vierten Widerstand 32 besteht und mit stän-

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digem Teilungsfaktor zu kennzeichnen ist. Das zweite phasen* haltende Rückkopplungsnetz: 4 enthält außerhalb des Potentiometers 41 einen mit der zweiten Anschlußklemme des gesteu- ; erten Elementes 1 verbundenen Spannungsverstärker 42, wobei der Potentiometer 41 zwischen dem Ausgang de3 Spannungsverstärkers 42 und der Klemme gemeinsamen Potentials eingeschaltet ist. Die Ausführung des Potentiometers 41 ist zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 zugeführt. Der Spannungsverstärker 42 ist vorteilhaft auf der Basis eines Operationsverstärkers aufgebaut und stellt eine Verstärkung dar, welche von den Größen eines Sing ar.gv7id erst and s 43 sowie eines Rückkopplun^swiderstands 44 abhän.jig ist.

Der Zweipol der Pig. 3 nach v/eist in seinem gesteuerten Element 1 zwei in Reihe angeordnete Darlin^t cu;nuhe Verstürkerstufen auf. Die erste Ver stärkerstufa besteht aus den ersten Transistor Tl und einem zweit an Transistor T2, wobei der zweite Transistor T2 über seine Basis mit dem Emitter des : ersten Transistors Tl verbunden ist. Zwischen dem Emitter des zweiten Transistors T2 und der 3asis dessen.ist ein fünfter V/iderstand 11 eingeschaltet. Die zweite Terstärkungsstuf e besteht aus einen¹, fünften Transistor T5 uni oinem vierten Transistor T4, wobei der vierte Transistor T4 durch seine Basis mit dem Emitter des fünften Transistors T5 verbunden ist. Zwischen dem Emitter und der Basis des vierten Transistors T4 ist ein sechster V/iderstand 12 eingeschaltet. Die Kollektoren des vierten Transistors T4 und des fünften Transistors T5 sind gemeinsam, durch eine Schutzdiode D mit der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes 1 verbunden.

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Der Emitter des vierten Transistors T4 ist mit den zueinander geschalteten Kollektoren des ersten Transistors Tl und des zweiten Transistors T2 verbunden, wobei der Emitter des zweiten Transistors T2 mit der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes 1 gekoppelt ist. Die Basis des fünften Transistors T5 ist zu dem Ausgang eines zwischen dem Kollektor des fünften Transistors T5 und der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes 1 eingeschalteten Basisverteilers zugeführt.

Der Operationsverstärker 2 sowie der den Spannungsverstärker 42 verwirklichende Operationsverstärker können mit den gewöhnlichen Driftnetzen, Verstanznetzen (Offset-Netzen) und Prequenzkompensierungsnetzen, mit gleiche Generato■ rwiderstände und optimale Rauschfaktoren gewährleistenden Eingangswiderständen, weiters mit einem strombegrenzenden Ausgangswiderstand zum Schutz des ersten Transistors TI des gesteuerten Elementes 1 und mit einer ρ egel haltend en, die Basis des ersten Transistors Tl gegen die in Sperrichtung vorhandene Spannung schützenden Diode versehen werden.

Der aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aufgebaute Zweipol arbeitet, wie es bei Pig. I beschrieben wurde. Der in dem zweiten phasenhaltenden Rückkopplungsnetz vorgesehene Spannungsverstärker 42 kann den zu dem durch das gesteuerte Element 1 durchfließenden Strom proportionellen Spannungspegel in solchem Maße vergrößern, daß diese Spannung, auch nach einer Verteilung auf dem Potentiometer 11, geeignet ist, das gesteuerte Element 1 durch den Operationsverstärker 1 zu steuern. Dank Einschaltung des ersten Tran-

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sistors Tl in einer Darlingtonschen Verstärkerstufe kann der Zweipol mit wesentlich höherem Strom belastet werden, als die vorher "beschriebene Ausführung, ohne, den Ausgangsstrom des Operationsverstärkers 2 in größerem Maße vergrößern zu müssen. Die mit der ersten den ersten Transistor Tl enthaltenden in Reihe geschaltete zweite Darling tonsehe Verstärkerstufe bewirkt die Ausbreitung des Arbeitsbereiches des Zweipols hinsichtlich der Spannungen, und die in Reihe geschaltete Schutzdiode D sichert den Schutz des Zweipols gegen die Spannungen mit unerwünschter Polarität.

Der fünfte Widerstand 11 und der sechste Widerstand 12, die zur Modifizierung der Darlingtonschen Verstärkerstufen vorgesehen sind, bewirken die Verminderung der Abhängigkeit dsr resultierenden Stromverstärkungsfaktor en von dem Arbeitepunkt und ermöglichen die schnellere Sperrung der Transistoren.

Falls die Klemme gemeinsamen Potentials des dargestellten Zweipols hinsichtlich mit der jenigen Klemme negativer HiI fs spei sespannung, der Potential deren niedriger als der der Klemme von llullpotential ist, verbunden wird, kann die minimale 3elastbarkeit auf Null vermindert werden, und derart ist es möglich, die untere Grenze des Bereiches der durch den Zweipol ersetzbaren Widerstände beinahe zu Null zu verringern.

²⁵. Die Konstruktion des gesteuerten Elementes 1 des Zweipols hängt grundsätzlich von dem Strombereich der Belastung und von der dissipierten maximalen Leistung ab. In Fig. 4 ist ein gesteuertes Element 1 sichtbar, welches in einem nach

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der Schaltungsanordnung der Pig. 3 aufgebauten Zweipol anwendbar ist , und zur Belastung mit höheren Strömen bei niedrigeren Belastungsspannungen geeignet ist.· Das gesteuerte Element 1 weist einen mit dem ersten Transistor Tl verbundenen Emitterwiderstand 13 auf, und ist mit einem dritten Transistor T3 und einem sechsten Transistor T6 versehen, deren Leitungstyp mit den des ersten Transistors Tl gleich ist. Die KoI-le&toren dieser drei Transistoren sind miteinander verbunden und durch Schutzdiode D der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes 1 zugeschaltet, wobei die Basen des dritten Transistors T3 und des sechsten Transistors Τβ mit dem Emitter des ersten Transistors Tl gekoppelt sind. Der Emitter des dritten Transistors T3 über einen zweiten Widerstand 14, und der Emitτ er des sechsten Transistors T6 über einen siebenten

¹^ Widerstand 15 sind mit einem Pol des Ξ-nit tervviderstands 13 verbunden und die Ausgänge dieser Widerstände mit der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes 1 verbunden sind.

Bei der Anwendung des gesteuerten Elementes 1 wird der Belastungsstrom in einem durch den Emittervtiderstand 13» den zweiten 7/iderstand 14 und den siebenten Widerstand 15 bestimmten Verhältnis zwischen den Transistoren verteilt und dadurch kann die Belastbarkeit des mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ausgebildeten Z^#.veipols erhöht werden.

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Claims

Telefongyär, Budapest /UNGARN 3 245037

SCHALTUNGSANORDNUNc'fctMES MIT' AtCTfVEK BAUELEMENTEN AUSGEBILDETEN WIDERSTANDERgETZ¹ENDEN''

PATENTANSPRÜCHE:

ί 1.) Schaltungsanordnung eines mit aktiven Bauelementen ausgebildeten widerstandersetzenden Zweipols, dadurch-gekennzeichnet, daß sie' ein Mt einem, ersten Transistor (T1) aufgebautes, mit einem Steuereingang versehenes gesteuertes Element (1) aufweist, wobei der erste Transistor (T1) mittels seiner Basis dem Steuereingang, seines Kollektors einer ersten Anschlußklemme, und seines Emitters einer zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes ,C) zugeführt ist, daß der Steuereingang des gesteuerten Elementes C) mit einem Ausgang eines Operationsverstärkers (2) verbunden ist, weiters daß üie erste Anschlußklemme des gesteuerten Elementes C) einerseits über ein erstes phasenhaltendes Rückkopplungsnetz (3) dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers (2) zugeführt ist und andererseits als eine erste Polklemme

(K) ausgebildet ist, daß die zweite Anschlußklemme des gesteuerten Elementes C) einerseits über ein zv/eites phasenhaltendes Rückkopplungsnetz (4) mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (2)/ andererseits über einen ersten Widerstand (⁵) mit einer Klemme gemeinsamen Potentials oder mit einer eine Hilfsspeisespannung weiterleitenden Klemme verbunden ist, wobei die Klemme gemeinsamen Potentials eine zweite Polklemme bildet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Element (1) einen zweiten Transistor (T2) aufweist, welcher mit dem ersten Transistor (TT) eine DarIingtons ehe Schaltung bildet, wobei der Emitter des ersten Transistors . (T1)nit der 3asis des zweiten Transistors

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(T2) verbunden ist, die gemeinsamen Kollektoren mit der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes (1) gekoppelt sind, und der Emitter des zweiten Transistors (T2) der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes (1) zugeführt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (T1) des gesteuerten Elementes (1) mit einem Emitter wider st and (13) versehen ist, daß das gesteuerte Element (1) einen dritten Transistor (T3) mit dem ersten Transistor (T1) gleichen Leitungstyps aufweist, wobei der Kollektor des dritten Transistors (T3) · gemeinsam mit dem Kollektor des ersten Transistors (T1)' mit der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes (1) verbunden ist, und der dritte Transistor .(T3) durch seine 3asis mit dem Emitter des ersten Transistors (T1)" und durch seinen Emitter unmittelbar oder über einen zweiten Y/iderstand (14) gemeinsam mit einer Klemme des Emitterwiderstands (13) mit der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes (1) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Element einen vierten Transistor (τ4) und einen fünften Transistor (T5) aufweist, die in einer Darlingtonschen Schaltung angeordnet sind, wobei der äquivalente Transistor der Darlingtonschen Schaltung durch seinen Emitter dem Kollektor des ersten Transistors (T1) durch seinen Kollektor der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes und durch seine Basis einem Ausgang eines Basisverteilers zugeführt ist , und der Basisverteiler zwischen der zweiten Anschlußklemme des gesteuerten EIe-

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mentes /(D' und dem Kollektor des Äquivalenten Transistors angeordnet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

4,.dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des ersten Trsnsistars (TD - mittelbar oder unmittelbar - über eine Schutzdiode .(D). mit der ersten Anschlußklemme des gesteuerten Elementes verbunden ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste phasenhaltsnde Rückkopplungsnetz (3) und gegebenenfalls auch das zweite phasenhaltende Rückkopplungsnetz (4) mit einem ohmischen Teiler ausgebildet sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmi3che Teiler in einem der phasenhaltenden Rückkopplungsnetze (3, 4) mit regulierbarem Teilungsfaktor ausgebildet, zweckmäßig mit einem Potentiometer (⁴D versehen ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten phasenhaltenden Rückkopplunäsnetz ein Spannungsverstärker (⁴²) vorhanden ist,
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsverstärker (⁴²)von regulierbarer' Verstärkung ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste phasenhaltende Rückkopplungsnetz (3) als ohmischer Teiler ausgebildet i3t, und das zweite phasenhaltende Rückkopplungsnetz <⁴) einen Spannungsverstärker .(42) _und ei_n,- Q_1n Ausgang des Spannungsir er-

stärkers (42)" angeschlosse.ners Potentiometer (42} aufweist, die ^J '-*- * ·■ - "BAD ORIGINAU--.λ* --■» ~ <-«-*■·