DE3247033C2

DE3247033C2 -

Info

Publication number: DE3247033C2
Application number: DE19823247033
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing.(Grad.) 7100 Heilbronn De Herchner
Original assignee: Telefunken Electronic GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1982-12-18
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1990-01-18
Also published as: DE3247033A1

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung mit einem frequenzabhängigen Dämpfungsverhalten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an integrated circuit arrangement with a frequency-dependent damping behavior according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits aus der DE-Zeitschrift "Elektronik" 1970, Heft 11, 379, bekannt.Such a circuit arrangement is already from the DE magazine "Electronics" 1970, Issue 11, 379, known.

Bei zahlreichen elektrischen Schaltungen ist es erforderlich, aus einer von einer Wechselspannung abgeleiteten Eingangsgleichspannung unterschiedlich große Versorgungsspannungen für die Schaltung abzuleiten. So ist beispielsweise bei bestimmten Leistungsverstärkerschaltungen die Erzeugung einer Gleichspannung erforderlich, die, wenn eine optimale Aussteuerung der Schaltung möglich sein soll, halb so groß wie die Eingangsgleichspannung ist. Zur Einstellung des Arbeitspunktes an anderen Schaltungsteilen wünscht man dagegen eine Spannung, die sich möglichst wenig von der anliegenden Eingangsgleichspannung unterscheidet. Der Eingangsgleichspannung, die meist mit Hilfe von Netzgeräten gewonnen wird, ist in vielen Fällen jedoch eine Wechselspannungskomponente überlagert, die sich aus der Brummspannung oder aus Störsignalen ergibt. Zur Beseitigung dieser Wechselspannungskomponente ist es üblich, in die Zuleitung für die Versorgungsspannung der Schaltung ein Dämpfungsglied einzufügen. Ein Spannungsabfall an diesem Dämpfungsglied ist unvermeidlich. Dies hat zur Folge, daß die aus der gesiebten Gleichspannung abgeleiteten unterschiedlichen Versorgungsspannungen nicht mehr proportional zur Eingangsgleichspannung verlaufen, so daß beispielsweise eine optimale Aufsteuerung eines Leistungsverstärkers nicht mehr möglich ist.With numerous electrical circuits it is necessary from one derived from an AC voltage DC input voltage of different sizes Derive supply voltages for the circuit. So is for example in certain power amplifier circuits the generation of a DC voltage is required which if optimal control of the circuit is possible should be half the size of the DC input voltage is. To set the operating point other circuit parts, on the other hand, you want a voltage, which differ as little as possible from the applied DC input voltage differs. The input DC voltage, mostly obtained with the help of power supplies is, however, in many cases an AC component overlaid, resulting from the ripple voltage or results from interference signals. To eliminate this AC component is common in the supply line an attenuator for the supply voltage of the circuit insert. A voltage drop across this Attenuator is inevitable. As a consequence, that those derived from the sifted DC voltage different supply voltages are no longer proportional to the DC input voltage, so that for example, optimal control of a power amplifier is no longer possible.

Aus dem DE-Fachbuch S. Wagner "Stromversorgung elektronischer Schaltungen und Geräte", R. v. Deckers Verlag 1964, S. 440-452, sind Schaltungsanordnungen für transistorgeregelte Netzgeräte bekannt. Diese dienen dazu, Gleichspannungen zu erzeugen, die vom Wert der Wechselspannungsquelle unabhängig sind und sich mit dieser praktisch nicht ändern; d. h., die Änderung der Ausgangsspannung soll bei einer Änderung oder Schwankung der Eingangsspannung so klein wie möglich gemacht werden.From the DE specialist book S. Wagner "Power supply electronic Circuits and devices ", R. v. Deckers Verlag 1964, pp. 440-452, are circuit arrangements for transistor-controlled Power supplies known. These are used Generate DC voltages by the value of the AC voltage source are independent and comfortable with this practically do not change; d. that is, the change in output voltage should change or fluctuate the Input voltage should be made as small as possible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der unterschiedliche Versorgungsgleichspannungen erzeugt werden können, mit deren Hilfe ein optimaler Schaltungsbetrieb möglich ist.The present invention is based on the object specify a circuit arrangement with which different DC supply voltages can be generated with their help an optimal circuit operation is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzeugung von unterschiedlichen Versorgungsgleichspannungen für zwei Verbraucher aus der Eingangsgleichspannung an die erste Versorgungsgleichspannung ein zweiter Schaltungsteil angeschlossen ist, an dessen Ausgang die zweite Versorgungsgleichspannung für den zweiten Verbraucher ansteht, wobei der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert ist, bei der Ableitung der zweiten Versorgungsgleichspannung im zweiten Schaltungsteil durch Nachbildung derart berücksichtigt wird, daß direkte Proportionalität zwischen der Eingangsgleichspannung und der zweiten Vesorgungsgleichspannung besteht. This object is achieved in that Generation of different DC supply voltages for two consumers from the input DC voltage a second to the first DC supply voltage Circuit part is connected to the output of which second DC supply voltage for the second consumer pending, the amount by which the first DC supply voltage compared to the input DC voltage is reduced when deriving the second DC supply voltage in the second circuit part is taken into account by replication in such a way that direct Proportionality between the DC input voltage and the second DC supply voltage.

Mit dieser Schaltungsanordnung kann folglich zunächst eine gesiebte Gleichspannung gewonnen werden, die keine Wechselspannungskomponente mehr enthält und die um einen Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert ist. Aus dieser nun nicht mehr zur Eingangsgleichspannung proportionalen ersten Versorgungsgleichspannung wird eine zweite Versorgungsgleichspannung gewonnen, die nun jedoch wieder direkt proportional zur Eingangsgleichspannung ist. Die zweite Versorgungsgleichspannung folgt somit den - verglichen mit der Frequenz der Wechselspannungskomponente - langsamen Veränderungen der Eingangsgleichspannung, so daß mit dieser proportionalen Versorgungsgleichspannung beispielsweise eine optimale Aussteuerung von Leistungsverstärkern möglich wird. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung enthält der erste Schaltungsteil einen Tiefpaß als frequenzabhängiges Dämpfungsglied zur Aussiebung der Wechselspannungskomponente und einen Impedanzwandler, durch den der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert wird, möglichst klein bleibt. Der Impedanzwandler ist beispielsweise ein Transistor, wobei der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert wird, durch den Spannungsabfall an einem PN-Übergang dieses Transistors vorgegeben ist. With this circuit arrangement can therefore initially a sifted DC voltage can be obtained, which none AC component contains more and the one Amount reduced compared to the input DC voltage is. From this no longer to DC input voltage proportional first DC supply voltage a second DC supply voltage is obtained, which, however, are now directly proportional to the DC input voltage is. The second DC supply voltage thus follows the - compared to the frequency the AC component - slow changes the input DC voltage so that it is proportional to it DC supply voltage, for example optimal control of power amplifiers becomes possible. In the circuit arrangement according to the invention the first circuit part contains a low pass as a frequency-dependent attenuator for screening the AC component and an impedance converter, by which the amount by which the first DC supply voltage compared to the DC input voltage is reduced, remains as small as possible. The impedance converter is, for example, a transistor, the Amount by which the first DC supply voltage is compared the input DC voltage is reduced by the voltage drop at a PN junction of this transistor is specified.

Der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert wird, muß bei der Ableitung der zweiten Versorgungsgleichspannung im zweiten Schaltungsteil durch Nachbildung derart berücksichtigt werden, daß die verlangte Proportionalität zwischen der Eingangsgleichspannung und der zweiten Versorgungsgleichspannung wieder gegeben ist. Folglich wird hierzu im zweiten Schaltungsteil eine Korrekturspannung erzeugt, die vorzugsweise gleichfalls durch den Spannungsabfall am PN-Übergang eines Halbleiter-Bauelementes vorgegeben ist.The amount by which the first DC supply voltage is reduced compared to the input DC voltage when deriving the second DC supply voltage in the second part of the circuit by replication in this way be taken into account that the required proportionality between the input DC voltage and the second DC supply voltage is given again. Hence a correction voltage in the second circuit part generated, preferably also by the voltage drop at the PN junction of a semiconductor device is specified.

Die Erfindung und ihre vorteilhafte Ausgestaltung wird noch anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.The invention and its advantageous embodiment will explained using an exemplary embodiment.

In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt. Gemäß Fig. 1 liegt am Eingangsanschluß A eines ersten Schaltungsteils V₁ eine Eingangsspannung, die sich aus der Gleichspannung U _E und der Wechselspannung U _W zusammensetzt. Bei der Wechselspannung U _W handelt es sich meist um eine unerwünschte Stör- oder Brummspannung. Der Schaltungsteil V₁ enthält ein Dämpfungsglied zur Aussiebung der Wechselspannung, wobei ein Spannungsabfall entsteht, so daß die Versorgungsgleichspannung am Schaltungspunkt B, die zur Stromversorgung des Verbrauchers R _LB dient, um einen kleinen Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung U _E reduziert ist. Diese erste Versorgungsgleichspannung liegt am Eingang des zweiten Schaltungsteiles V₂ an, an dessen Ausgang C die zweite Versorgungsgleichspannung U _C ansteht, die den Verbraucher R _LC mit Strom versorgt und die direkt proportional zur Eingangsgleichspannung U _E ist. In Fig. 1 a schematic circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention. Referring to FIG. 1 of a first circuit portion V ₁ lies at the input terminal A, an input voltage from the DC voltage U _E and the AC voltage U _W is composed. The AC voltage U _W is usually an undesirable interference or ripple voltage. The circuit part V ₁ contains an attenuator for filtering out the AC voltage, a voltage drop occurring so that the DC supply voltage at circuit point B, which serves to supply power to the consumer R _LB, is reduced by a small amount compared to the input DC voltage U _E. This first DC supply voltage is present at the input of the second circuit part V ₂, at whose output C there is the second DC supply voltage U _C , which supplies the consumer R _LC with current and which is directly proportional to the DC input voltage U _E.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht der erste Schaltungsteil V₁ aus dem Transistor T₁ und einem RC-Glied, wobei der Widerstand R zwischen die den Schaltungseingang bildende Kollektorelektrode und die Basiselektrode des Transistors T₁ geschaltet ist. Der Kondensator C liegt zwischen der Basiselektrode des Transistors T₁ und Bezugspotential. Der Emitter des Transistors T₁ bildet den Ausgang des Schaltungsteils V₁, so daß am Schaltungspunkt B eine Versorgungsgleichspannung U _B liegt, die um den Basis-Emitter-Spannungsabfall am Transistor T₁ gegenüber der Eingangsgleichspannung U _E reduziert ist. Der Spannungsabfall am Widerstand R ist vernachlässigbar klein. Die Wechselspannungskomponente am Schaltungspunkt B ist gleichfalls vernachlässigbar klein, da sie durch das RC-Dämpfungsglied im wesentlichen ausgesiebt wird.According to the embodiment of FIG. 2, the first circuit part V ₁ consists of the transistor T ₁ and an RC element, the resistor R being connected between the collector electrode forming the circuit input and the base electrode of the transistor T ₁. The capacitor C lies between the base electrode of the transistor T ₁ and reference potential. The emitter of the transistor T ₁ forms the output of the circuit part V ₁, so that at the circuit point B is a DC supply voltage U _B , which is reduced by the base-emitter voltage drop across the transistor T ₁ compared to the input DC voltage U _E. The voltage drop across resistor R is negligible. The AC voltage component at node B is also negligibly small because it is essentially sifted out by the RC attenuator.

Der zweite Schaltungsteil V₂ besteht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 aus einem Spannungsteiler aus den Widerständen R₃ und R₄, der an den Schaltungspunkt C angeschlossen ist. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist an die Basiselektrode eines Transistors T₃ angeschlossen, in dessen Emitterzuleitung ein gegen Bezugspotential geschalteter Widerstand R₂ angeordnet ist. Der Kollektor dieses Transistors T₃ ist zum einen mit der Basiselektrode eines Transistors T₂ und zum anderen mit einem Widerstand R₁ verbunden, wobei dieser Widerstand R₁ mit dem Schaltungspunkt B direkt verbunden ist. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T₂ ist zwischen die Schaltungspunkte B und C oder A und C geschaltet.The second circuit part V ₂ consists in the embodiment of FIG. 2 from a voltage divider consisting of the resistors R ₃ and R ₄, which is connected to the circuit point C. The tap of this voltage divider is connected to the base electrode of a transistor T ₃, in the emitter lead a resistor R ₂ connected to the reference potential is arranged. The collector of this transistor T ₃ is connected on the one hand to the base electrode of a transistor T ₂ and on the other hand to a resistor R ₁, this resistor R ₁ being connected directly to the node B. The collector-emitter path of the transistor T ₂ is connected between the points B and C or A and C.

Dimensioniert man beispielsweise die Widerstände R₁-R₄ so, daß R₃ = R₄ und R₁ = 2 R₂ ist, dann erhält man bei einer ersten Versorgungsspannung U _B mit dem WertIf, for example, the resistors R ₁- R ₄ are dimensioned such that R ₃ = R ₄ and R ₁ = 2 R ₂, then with a first supply voltage U _B the value is obtained

U _B = U _E-U _BET₁ ; U _B = U _E - U _{BET ₁} ;

für die zweite Versorgungsspannung U _C den Wertthe value for the second supply voltage U _C

Hieraus ersieht man, daß der Spannungsabfall U _{BET 1} an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T₁ durch die entsprechenden Spannungsabfälle an den Transistoren T₂ und T₃ bei der genannten Dimensionierung der Widerstände derart kompensiert wird, daß die Ausgangsgleichspannung U _C direkt proportional der Eingangsgleichspannung U _E ist.From this it can be seen that the voltage drop U _{BET 1} on the base-emitter path of the transistor T ₁ is compensated by the corresponding voltage drops on the transistors T ₂ and T ₃ in the dimensioning of the resistors mentioned in such a way that the DC output voltage U _{C is} directly proportional the input DC voltage U _E.

Es hat sich somit überraschend gezeigt, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Folgeschaltung Versorgungsgleichspannungen gewonnen werden können, die proportional zu einer Eingangsgleichspannung sind, obgleich aus dieser Eingangsgleichspannung zunächst eine nicht zu ihr proportionale Versorgungsgleichspannung abgeleitet wird. Die beiden Schaltungsteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bilden eine integrierte Schaltung oder sind Teil einer integrierten Schaltung, so daß die aktiven Transistorelemente gleiche Eigenschaften aufweisen. Bei den Transistoren T₁, T₂ und T₃ nach der Schaltung gemäß Fig. 2 handelt es sich beispielsweise um NPN- Transistoren.It has thus surprisingly been found that DC supply voltages which are proportional to an input DC voltage can be obtained with the aid of the sequential circuit according to the invention, although a DC supply voltage which is not proportional to it is initially derived from this input DC voltage. The two circuit parts of the circuit arrangement according to the invention form an integrated circuit or are part of an integrated circuit, so that the active transistor elements have the same properties. The transistors T ₁, T ₂ and T ₃ after the circuit shown in FIG. 2 are, for example, NPN transistors.

Claims

1.Integrated circuit arrangement with a frequency-dependent damping behavior, in which an input DC voltage ( U _E ) superimposed with an AC voltage component is present at the input, a low-pass filter with subsequent impedance converter being connected to the input voltage and a first DC supply voltage ( U _B ) for one at the output of the impedance converter first consumer ( R _LB ) is present, which is reduced by an amount compared to the input voltage, characterized in that for the generation of different DC supply voltages ( U _B , U _C ) for two consumers from the input DC voltage ( U _E ) to the first DC supply voltage ( U _B ) a second circuit part ( V ₂) is connected, at whose output the second DC supply voltage ( U _C ) for the second consumer ( R _LC ) is present, the amount by which the first DC supply voltage ( U _B ) compared to the DC input voltage ( U _E ) is reduced, in the derivation of the second DC supply voltage ( U _C ) in the second circuit part ( V ₂) is taken into account by simulation such that there is direct proportionality between the DC input voltage ( U _E ) and the second DC supply voltage ( U _C ).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the amount by which the first DC supply voltage ( U _B ) compared to the input DC voltage ( U _E ) is reduced by the voltage drop across the impedance converter ( T ₁) is predetermined.

3. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second DC supply voltage ( U _C ) is half as large as the DC input voltage ( U _E )