DE3685956T2 - Generator zur erzeugung von impulsen mit schnellem uebergang und flachem plateau. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Impulsgeneratoren, die Diodenschalter zum Schalten von Lastströmen durch einen Lastwiderstand verwenden, um eine stufenförmige Ausgangsspannung zu erzeugen.
• Die Bandbreite eines Verstärkers (oder jeder anderen elektronischen Vorrichtung) läßt sich durch Messung des Verstärkerausgangs als Antwort auf einen Bereich von Eingangssignalfrequenzen bestimmen; ein derartiges Verfahren kann jedoch zeitraubend sein. Glücklicherweise läßt sich die Bandbreite eines Verstärkers schneller bestimmen, indem sein Ansprechen auf ein Rechteckwellensignal betrachtet wird, da die Anstiegszeit der Verstärkerausgangsspannung als Antwort auf einen abrupten Übergang in einer Eingangsspannung umgekehrt proportional zu der Verstärkerbandbreite ist. Die Meßgenauigkeit hängt von der Abruptheit des Eingangsspannungsüberganges ab, wie ihn das Rechteckwellensignal liefert, sowie von der Flachheit des Rechteckwellensignals vor und nach dem Übergang.
• Bei einem Verfahren zur Erzeugung eines relativ schnellen Spannungsüberganges wird ein Schottky-Diodenschalter verwendet, um einen konstanten Strom von einem Lastwiderstand weg umzulenken. Wie in Fig. 1 dargestellt umfaßt der Diodenschalter ein Paar Schottky-Dioden Da und Db mit an einer Stromquelle Is angeschlossenen Kathoden. Die Anode von Diode Db ist über einen Lastwiderstand Ro auf Masse gelegt, während die Anode von Diode Da über einen weiteren Widerstand R mit einer negativen Spannung -V und über einen Hochgeschwindigkeitsschalter S mit einer Quelle positiver Spannung +V verbunden ist. Bei geöffnetem Schalter S spannt die -V-Quelle die Diode Db in Durchlaßrichtung und die Diode Da in Sperrichtung vor, so daß Strom Is durch Widerstand Ro gezogen wird, um eine negative Ausgangsspannung Vo zu erzeugen. Bei geschlossenem Schalter S spannt die Spannungsquelle +V Diode Da in Durchlaßrichtung und Diode Db in Sperrichtung vor, so daß Strom Is von +V über Diodenschalter S und Diode Da zugeführt wird, anstatt über Widerstand Ro und Diode Db von Masse. Da die Anstiegszeit der Vorderflanke des an Diode Da angelegten Impulses, wie er durch Schließen von Schalter S erzeugt wird, sich verringert, wird der Übergang von Vo von einer positiven Spannung auf eine Nullspannung abrupter. Dioden Da und Db weisen Eigenkapazitäten auf, die den Rechteckwellenimpuls von Schalter S1 differenzieren, um einen kleinen Strom zu erzeugen, der über Dioden Da und Db an den Lastwiderstand Ro gelegt wird, und dieser Strom bewirkt ein Abklingen der Ausgangsspannung Vo im Anschluß an einen Übergang. Mit zunehmender Schaltgeschwindigkeit der Vorderflanke des an Da angelegten Impulses steigt auch das Ausmaß des Abklingens in Vo, nachdem Vo den Zustand wechselt. Somit ist die Schaltgeschwindigkeit dieser Schaltung durch das Ausmaß des Abklingens beschränkt, das in Vo im Anschluß an einen Zustandsübergang tolerierbar ist.
• Es ist daher ein Impulsgenerator zur Erzeugung eines abrupten Zustandsüberganges in einer Ausgangsspannung erforderlich, bei dem die Ausgangsspannung im Anschluß an den Zustandsübergang flach ist.
• Eine Gleichstrom-Gate-Schaltung aus dem Stand der Technik ist in der U.S. -Patentschrift Nr. 29 59 689 offenbart, die in einer Ausführungsform über einen Diodenschalter einen Gleichstrom Io gemäß einem Steuerstrom Is durch eine Last hindurch oder von einer Last weg schaltet. In einer weiteren Ausführungsform schaltet die Schaltung aus dem Stand der Technik einen ersten Strom Io über einen ersten Diodenschalter durch die Last und schaltet einen zweiten Strom Io über einen zweiten Diodenschalter als Antwort auf den Steuerstrom so, daß er von der Last zieht. Bei einem derartigen Aufbau aus dem Stand der Technik jedoch werden die verschiedenen Ströme gleichzeitig an die Last gelegt.
Zusammenfassung der Erfindung
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung verwendet ein Impulsgenerator ein Paar Stromquellen, die durch ein Paar Schottky-Diodenschalter wirken, um Lastströme entgegengesetzter Polarität durch eine Lastwiderstand zu schicken. Die Lastströme erzeugen über dem Lastwiderstand eine Ausgangsspannung einer Größe, die proportional zu Differenz der Größen der Lastströme ist. Die Ausgangsspannung des Impulsgenerators wird abrupt auf Nullpotential getrieben, indem symmetrische, schnell nachgeführte Spannungsimpulse entgegengesetzter Polarität an die Schottky- Dioden-Schalter gelegt werden, was bewirkt, daß die Schalter gleichzeitig die Lastströme von dem Lastwiderstand weg umlenken. Da die Spannungsimpulse symmetrisch und von entgegengesetzter Polarität sind, wird jedwede Abkling-Störung auf dem Nullpotential der Ausgangsspannung im Anschluß an einen Ausgangsspannungsübergang, die aufgrund von Strömen entsteht, welche durch einen Diodenschalter an den Lastwiderstand gelegt werden, von einer gleichen und entgegengesetzten Störung kompensiert, die sich aus Strömen entgegengesetzter Polarität ergibt, welche durch den anderen Diodenschalter zugeführt werden. Daher bleibt die Ausgangsspannung im Anschluß an einen Übergang auf Nullpotential flach.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Größe des von jeder Stromquelle erzeugten Stromes einstellbar. Da die Größe der von dem Impulsgenerator erzeugten Ausgangsspannung proportional zu der Differenz der beiden Ströme entgegengesetzter Polarität ist, kann die Ausgangsspannung des Impulsgenerators vor dem Übergang auf Nullpotential über einen Bereich positiver und negativer Werte eingestellt werden, so daß der Übergang auf Nullpotential selektiv entweder eine ansteigende oder eine abfallende Flanke sein kann.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die symmetrischen, schnell nachgeführten Spannungsimpulse an den Anschlüssen einer Speicherschaltdiode entwickelt, indem die Speicherschaltdiode von den in Durchlaßrichtung vorgespannten in den in Sperrichtung vorgespannten Zustand geschaltet wird. Die Speicherschaltdiode schaltet schnell auf einen in Sperrichtung vorgespannten Zustand, so daß die symmetrischen Spannungsimpulse abrupte Flanken haben, was bewirkt, daß die Diodenschalter abrupt die Ausgangsspannung mit einer Anstiegszeit einer Größenordnung von ein paar Pikosekunden beenden.
• Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen neuen und verbesserten Impulsgenerator zur Verfügung zu stellen, der einen Spannungsimpuls mit abruptem Übergang von selektiv entweder positivem oder negativem Potential auf Nullpotential erzeugt.
• Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, einen neuen und verbesserten Impulsgenerator zur Verfügung zu stellen, bei dem Abklingen in seiner Ausgangsspannung im Anschluß an Übergangsnullpotential eliminiert wird.
• Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere in dem abschließenden Abschnitt dieser Schrift hervorgehoben und im einzelnen beansprucht. Sowohl die Organisation als auch das Betriebsverfahren, sowie weitere Vorteile und Ziele davon, sind am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente kennzeichnen.
Zeichnungen
• Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild eines Impulsgenerators gemäß dem Stand der Technik; und
• Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Impulsgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
• In Fig. 2 ist in Schaltbildform ein Impulsgenerator 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, der so ausgelegt ist, daß er über einem Lastwiderstand Ro eine Ausgangsspannung Vo von einstellbarer Größe und Polarität erzeugt und die Ausgangsspannung abrupt auf Nullpotential treibt, nachdem ein von einer Stromquelle 11 erzeugter Steuerstrom Ic an den Impulsgenerator angelegt wird. Wird die Stromquelle 11 abgeschaltet, dann wird die Ausgangsspannung Vo als Reaktion auf zwei Ströme I1 und I2 erzeugt, welche jeweils von den Stromquellen 12 und 14 in entgegengesetzten Richtungen durch den Lastwiderstand Ro übertragen werden. Daher ist die Größe von Vo proportional zu der Differenz der Größen von I1 und I2 und Vo kann entweder positiv oder negativ sein, je nach Massepotential, in Abhängigkeit davon, ob I2 größer oder kleiner als I1 ist.
• Der Lastwiderstand Ro ist an einem Ende auf Masse gelegt, während sein anderes Ende mit der Anode einer Schottky-Diode D2 und einer Kathode einer weiteren Schottky-Diode D4 verbunden ist. Ein Widerstand R1 verbindet die Kathode von Diode D2 mit der Stromquelle 12, während ein Widerstand R2 die Anode von Diode D4 mit der Stromquelle 14 verbindet. Sind die Dioden D2 und D4 in Durchlaßrichtung vorgespannt, dann zieht die Stromquelle 12 über den Lastwiderstand Ro, Diode D2 und den Widerstand R1 Strom I1 von der Masse, während die Stromquelle 14 über in Reihe geschalteten Widerstand R2, Diode D4 und Lastwiderstand Ro Strom I2 an Masse überträgt. Die Größe von Vo ist proportional zu der Differenz zwischen I1 und I2 und die Größen von I1 und I2 sind einstellbar. Vo ist bezüglich Masse positiv, wenn die Größe von I2 die Größe von I1 übersteigt, und ist negativ, wenn die Größe von I1 die Größe von I2 übersteigt.
• Die Kathode von Diode D2 ist ebenfalls an die Kathode einer weiteren Schottky-Diode D1 angelegt. Dioden D1 und D2 bilden einen Diodenschalter 16, der Strom I1 entweder über den Lastwiderstand Ro und Diode D2 von Masse, oder über Diode D1 von einer weiteren Quelle an die Stromquelle 12 zuführen kann, je nachdem, welche Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Die Anode von Diode D4 ist ebenfalls an die Anode einer weiteren Schottky-Diode D3 angeschlossen, um einen weiteren Diodenschalter 18 zu bilden, der entweder Strom I2 über Diode D4 von der Stromquelle 14 an den Lastwiderstand Ro übertragen kann oder Strom I2 über Diode D3 weg von dem Lastwiderstand umleiten kann, in Abhängigkeit davon, welche Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt ist.
• Sollen die Ströme I1 und I2 durch den Lastwiderstand Ro übertragen werden, dann wird eine Spannung V1 an der Anode von Diode D1 niedrig getrieben, um Diode D2 in Durchlaßrichtung und Diode D1 in Sperrichtung vorzuspannen, während eine Spannung V2 an der Kathode von Diode D3 hoch getrieben wird, um Diode D4 in Durchlaßrichtung und Diode D3 in Sperrichtung vorzuspannen. Wenn die Ströme I1 und I2 von dem Lastwiderstand Ro weg umgeleitet werden sollen, um Vo auf Nullpotential zu treiben, dann wird umgekehrt Spannung V1 hoch und Spannung V2 herunter getrieben, so daß Dioden D1 und D3 in Durchlaßrichtung und Dioden D2 und D4 in Sperrichtung vorgespannt sind. Spannungen V1 und V2 sind insofern symmetrisch, da sie zu allen Zeiten dieselbe Größe haben, jedoch von gegensätzlicher Polarität sind.
• Geht Spannung V1 von einem niedrigen auf ein hohes Potential, dann differenzieren geringe Eigenkapazitäten in Dioden D1 und D2 die Spannung V1, wodurch als Antwort auf die Veränderung von V1 ein geringer Abklingstrom erzeugt wird, und dieser Strom wird über D1 und D2 an den Lastwiderstand Ro zugeführt. Zur gleichen Zeit erzeugen geringe Eigenkapazitäten in Dioden D3 und D4 einen weiteren geringen Abklingstrom als Antwort auf die Veränderung der Spannung V2, und dieser weitere geringe Strom wird auch über D3 und D4 an den Lastwiderstand Ro geführt. Da V1 und V2 symmetrisch sind und sich in entgegengesetztem Phasenverhältnis zueinander verändern, sind die geringen Abklingströme, wie sie als Ergebnis der Veränderungen von V1 und V2 an den Lastwiderstand geführt werden, ebenfalls von gleicher Größe, jedoch von entgegengesetzter Phase, und löschen sich gegenseitig aus. Somit ermöglicht die Verwendung eines Paares von Diodenschaltern 16 und 18, die von den symmetrischen Steuerspannungen 16 und 18 gesteuert werden, um die entgegengesetzten Lastströme I1 und I2 von dem Lastwiderstand Ro weg zu schalten, dem Impulsgenerator 10 der vorliegenden Erfindung, die Ausgangsspannung Vo auf ein flaches Massepotential zu treiben, während jegliche Störung des Massepotentials von Vo, die sich aus den durch die Diodenschalter 16 und 18 eingespeisten Abklingströmen ergibt, eliminiert wird.
• Steuerspannungen V1 und V2 werden von den Spannungen abgeleitet, die an der Kathode und Anode einer Speicherschaltdiode D5 auftreten. Die Kathode von Diode D5 ist durch einen Kondensator C3 und eine kurze Übertragungsleitung T1 an der Anode von Diode D1 angeschlossen, während die Anode von Diode D5 über einen Kondensator C4 und eine weitere Übertragungsleitung T2 mit der Kathode von Diode D3 verbunden ist. Ist Diode D5 in Durchlaßrichtung vorgespannt, dann ist V1 niedrig und V2 hoch. Dioden D1 und D3 sind in Sperrichtung vorgespannt, Dioden D2 und D4 sind in Durchlaßrichtung vorgespannt, und Ströme I1 und I2 werden durch den Lastwiderstand Ro übertragen. Ist Diode D5 in Sperrichtung vorgespannt, dann ist V1 hoch und V2 niedrig. Dioden D1 und D3 sind in Durchlaßrichtung vorgespannt, Dioden D2 und D4 sind in Sperrichtung vorgespannt, und Ströme I1 und I2 werden von dem Lastwiderstand weg umgelenkt. Eine Speicherschaltdiode speichert Ladung, während sie in der Durchlaßrichtung leitet, und wenn die Richtung des Stromes durch die Diode plötzlich umgekehrt wird, dann leitet die Diode für eine kurze Zeit Strom in der Sperrichtung, während die gespeicherte Ladung abgezogen wird. Wird die gespeicherte Ladung abgezogen, dann trennt die Speicherschaltdiode abrupt den Umkehrstrom ab, und die Vorspannung in Sperrichtung über der Diode steigt rapide an, mit einer Anstiegszeit einer Größenordnung von 70- 100 Pikosekunden.
• Die Kathode von Diode D5 ist auch über einen Widerstand R3 an eine negative Spannungsquelle -E angeschlossen, während die Anode von Diode D5 über einen weiteren Widerstand R4 an eine positive Spannungsquelle +E angeschlossen ist. Diese Anordnung erzeugt einen kontinuierlichen Strom I3, der durch Diode D5 in Durchlaßrichtung von Quelle +E zu Quelle -E verläuft, so daß Diode D5 normalerweise in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Ein symmetrisches Paar schaltbarer Stromquellen 20 und 22 sind so ausgelegt, daß sie durch Diode D5 in Sperrichtung einen Strom I4 legen. Ist I4 aus, dann wird Diode D5 durch I3 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß V1 niedrig und V2 hoch bleibt. Wird I4, der größer ist als I3, eingeschaltet, dann leitet Diode D5 kurz in der Sperrichtung und trennt dann abrupt den Stromfluß in Sperrichtung ab, was V1 rapide hoch und V2 niedrig treibt. Die Änderungen von V1 und V2 verändern die Vorspannungszustände der Dioden von Diodenschaltern 16 und 18 rapide, und im Ergebnis ist der Übergang von Ausgangsspannung Vo auf Massepotential abrupt, mit einer Übergangszeit einer Größenordnung von ein paar Pikosekunden.
• Stromquelle 20 besteht aus einem NPN-Transistor Q1 und einem PNP-Transistor Q2, die einen "Quasi-Thyristor"-Schalter 24 bilden, der von Steuerstrom Ic gesteuert wird, welcher an der Basis von Q2 liegt. Eine positive Spannungsquelle +E wird an den Emitter von Transistor Q2 angelegt. Die Basis von Q2 ist durch einen Widerstand R7 an eine +E-Quelle und an den Kollektor von Transistor Q1 angeschlossen. Die Basis von Transistor Q1 ist über einen Widerstand R9 auf Masse gelegt, über einen Widerstand R10 an eine negative Spannungsquelle -E und an den Kollektor von Transistor Q2 angeschlossen. Ein Widerstand R5 koppelt den Emitter von Transistor Q1 mit einer negativen Spannungsquelle, während ein Induktor L1 den Emitter von Transistor Q1 mit dem Kondensator C3 koppelt. Der Stromausgang I4 von Stromquelle 20 wird durch Induktor L1 an Kondensator C3 übertragen.
• Ist Ic aus, dann ist die Basis von Transistor Q2 hoch und Transistor Q2 ist aus. Die Basis von Transistor Q1 wird auf einer Spannung gehalten, die von dem Teiler R9, R10 bestimmt wird, so daß Transistor Q1 einen konstanten, von R5 bestimmten Strom leitet. Dieser Strom erzeugt einen Spannungsabfall über Widerstand R7, der Q2 nicht einschaltet. In konstantem Zustand ist I4 Null. Die Spannungsquelle -E, die durch Widerstand R5 wirkt, zieht V1 herunter, um Diode D1 in Sperrichtung und Diode D2 in Durchlaßrichtung vorzuspannen, so daß Strom I1 über Widerstand Ro zugeführt wird.
• Wird Strom Ic eingeschaltet, dann wird die Basis von Transistor Q2 herunter gezogen und Transistor Q2 schaltet sich ein. Ein ansteigender Spannungsimpuls erscheint an dem Emitter von Transistor Q1 und dieser Impuls wird von Induktor L1 integriert, um Stromanstieg I4 zu erzeugen, der durch Kondensator C3 und durch Diode D5 in Umkehrrichtung übertragen wird. Die Größe von Strom I4 übersteigt die Größe von Strom I3 bei weitem, und nachdem ihre gespeicherte Ladung abgezogen wurde, schaltet sich Diode D5 abrupt ab und treibt Spannung V1 hoch. Mit V1 hoch ist Diode D1 in Durchlaßrichtung vorgespannt und Diode D2 in Sperrichtung vorgespannt. Strom I1 wird dann von Q1 über Diode D1, und nicht über Ro und Diode D2 von Masse, zugeführt.
• Stromquelle 22 ist ein "Spiegelbild" von Stromquelle 20 und so ausgelegt, daß sie über Diode D5 Strom I4 zieht, wenn Steuerstrom Ic an ist, und keinen Strom durch Diode D5 zieht, wenn Steuerstrom Ic aus ist. Stromquelle 22 besteht aus einem PNP- Transistor Q3 und einem NPN-Transistor Q4, die einen weiteren "Quasi-Thyristor"-Schalter 26 bilden, der von Steuerstrom IG gesteuert wird, welcher an der Basis von Q4 anliegt. Die negative Spannungsquelle -E wird an den Emitter von Transistor Q4 gelegt. Die Basis von Q4 ist über einen Widerstand R8 mit der -E-Quelle und mit dem Kollektor von Transistor Q3 verbunden. Die Basis von Transistor Q3 ist über einen Widerstand R11 auf Masse gelegt, über einen Widerstand R12 mit einer positiven Spannungsquelle +E verbunden und mit dem Kollektor von Transistor Q4 verbunden. Ein Widerstand R6 koppelt den Emitter von Transistor Q3 mit einer positiven Spannungsquelle, während ein Induktor L2 den Emitter von Transistor Q3 mit Kondensator C4 verbindet.
• Ist Ic aus, dann ist die Basis von Transistor Q4 niedrig und Transistor Q4 ist aus. Die Basisspannung von Transistor Q3 wird von dem Widerstandsteiler R11, R12 bestimmt, so daß Q3 einen konstanten Strom leitet, der von R6 bestimmt wird. Dieser Strom erzeugt einen Spannungsabfall über R8, aber nicht hoch genug, um den Transistor Q4 einzuschalten. Im konstanten Zustand ist der Strom I4 durch Induktor L2 Null. Die Spannungsquelle +E, die über Widerstand R6 wirkt, zieht V2 hoch, um Diode D3 in Sperrichtung vorzuspannen und Diode D4 in Durchlaßrichtung vorzuspannen, so daß Strom I2 an Widerstand Ro gelegt wird. Wird Strom IG eingeschaltet, dann wird die Basis von Transistor Q4 hochgezogen und Transistor Q3 schaltet sich ein. Ein abfallender Spannungsimpuls tritt auf dem Emitter von Transistor Q3 auf, wenn dieser sich einschaltet, und dieser Impuls wird von Induktor L2 integriert, um Stromanstieg I4 zu erzeugen, welcher durch Kondensator C4 und durch Diode D5 in der Umkehrrichtung gezogen wird. Schaltet Diode D5 auf den Zustand der Vorspannung in Sperrichtung, dann wird Spannung V2 niedrig getrieben, um Diode D3 in Durchlaßrichtung vorzuspannen und Diode D4 in Sperrichtung vorzuspannen. Strom I2 wird dann durch Transistor Q3 über Diode D3 übertragen, und nicht über Diode D4 durch Lastwiderstand Ro.
• Übertragungsleitungen T1 und T2 haben angepaßte Impedanz und Länge und der Widerstand von Widerständen R1 und R2 entspricht der Impedanz der Übertragungsleitungen, so daß die Übertragungsleitungen mit ihrer charakteristischen Impedanz abgeschlossen sind. Somit werden Steuerspannungsimpulse V1 und V2 über Übertragungsleitungen T1 und T2 übertragen und ohne Reflektionen über Kondensatoren C1 und C2 auf Masse weitergeleitet. Kondensatoren C3 und C4 sind vorgesehen, um den Vorspann-Gleichstrom I3 zu blockieren.
• Die Anstiegszeit der Spannungen, die an den Emittern von Transistoren Q1 und Q3 auftreten, beträgt ca. 1 Nanosekunde, ist weitaus langsamer als die Anstiegszeit von Steuerspannungen V1 und V2, wenn die Speicherschaltdiode D5 in den Vorspannzustand in Sperrichtung schaltet. Es ist daher wichtig sicherzustellen, daß V1 nicht genug ansteigt, um Diode D1 in Durchlaßrichtung vorzuspannen, bis Diode D5 den Zustand wechselt.
• Daher sind die Induktoren L1 und L2 so dimensioniert, daß sie die über der Speicherschaltdiode D5 nach Einschalten der Transistoren Q1 und Q3 entwickelte Spannung passend begrenzen, während die Diode D5 noch immer in der Sperrichtung leitet. Dies stellt sicher, daß Schalter 16 und 18 nicht den Schaltzustand ändern, bis die Speicherschaltdiode schaltet.
• Der Impulsgenerator der vorliegenden Erfindung stellt daher einen Ausgangsspannungsimpuls von einstellbarer Größe und Polarität zur Verfügung, der einen abrupten Übergang auf Nullpotential hat. Die Verwendung des Paares von Diodenschaltern 16 und 18, die von symmetrischen Steuerspannungen V1 und V2 gesteuert werden, um entgegengesetzte Lastströme von einem Lastwiderstand Ro weg zu schalten, ermöglicht dem Impulsgenerator 10 der vorliegenden Erfindung, die Ausgangsspannung Vo auf ein flaches Massepotential zu treiben, während jedwedes Abklingen in Vo im Anschluß an den Übergang, das durch Abklingströme bedingt ist, welche durch Eigenkapazitäten von Diodenschaltern 16 und 18 übertragen werden, eliminiert wird. Die Verwendung der Speicherschaltdiode D5 zur Steuerung des Schaltens der Steuerspannungen V1 und V2 gewährleistet, daß der Übergang auf Nullpotential der Ausgangsspannung Vo sehr schnell ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer Ausgangsspannungsstufe (Vo) über einem Lastwiderstand (Ro) mittels einem ersten und zweiten Schalter (D1, D2; D3, D4), welche entweder einen ersten und zweiten Strom (I1, I2) durch den Lastwiderstand führen oder den ersten und zweiten Strom um dem Lastwiderstand herumleiten, gekennzeichnet durch:

- Vorrichtungen (12, 14) zur Erzeugung des ersten und zweiten Stromes, wobei der erste und der zweite Strom entgegengesetzte Polaritäten und unterschiedliche Größen haben;

- Vorrichtungen (D5) zur Erzeugung erster und zweiter Steuersignale (V1, V2), worin die ersten und zweiten Steuersignale zwischen den ersten und zweiten Spannungszuständen hin- und hergeschalten werden, und die ersten und zweiten Spannungszustände von gleicher Größe, aber entgegengesetzter Polarität sind, und wobei das erste Steuersignal so geschaltet ist, daß es den ersten Schalter (16) steuert, und das zweite Steuersignal so geschaltet ist, daß es den zweiten Schalter (18) steuert;

- Vorrichtungen (11, 20, 22) zum Schalten der Spannungszustände der ersten und zweiten Steuersignale, so daß wenn das erste Steuersignal den ersten Spannungszustand hat, das zweite Steuersignal den zweiten Spannungszustand hat, und der erste und zweite Strom von den ersten und zweiten Schaltern durch den Lastwiderstand geleitet werden, um eine Ausgangsspannung über dem Lastwiderstand zu erzeugen, deren Größe proportional zur Größendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Strom ist, und daß, wenn das erste Steuersignal den zweiten Spannungszustand hat, das zweite Steuersignal den ersten Spannungszustand hat, und der erste und der zweite Strom von dem ersten und dem zweiten Schalter von dem Lastwiderstand weg geführt werden, um keine Ausgangsspannung über dem Lastwiderstand zu erzeugen.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin der erste Schalter (16) folgendes umfaßt:

- eine erste Diode (D1) mit einer Anode und einer Kathode; und

- eine zweite Diode (D2) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Kathode der zweiten Diode mit der Kathode der ersten Diode verbunden ist, und das erste Steuersignal (V1) an die Anode der ersten Diode gelegt wird, wobei die Anode der zweiten Diode mit dem Lastwiderstand (Ro) verbunden ist, und der erste Strom (I1) an die Kathoden der ersten und der zweiten Diode gelegt wird.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, worin der zweite Schalter (18) folgendes umfaßt:

- eine dritte Diode (D3) mit einer Anode und einer Kathode; und

- eine vierte Diode (D4) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode der vierten Diode mit der Anode der dritten Diode verbunden ist, und das zweite Steuersignal (V2) an die Kathode der dritten Diode gelegt wird, wobei die Kathode der vierten Diode mit dem Lastwiderstand (Ro) verbunden ist, und der zweite Strom (I2) an die Anoden der dritten und der vierten Diode gelegt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die Vorrichtungen zur Erzeugung des ersten und des zweiten Steuersignals folgendes umfassen:

- eine fünfte Diode (D5) mit einer Anode und einer Kathode; und

- eine Vorrichtung zum Hin- und Herschalten der fünften Diode zwischen dem in Durchlaßrichtung vorgespannten und dem in Sperrichtung vorgespannten Zustand, wobei die Kathode der fünften Diode mit der Anode der ersten Diode verbunden ist und die Anode der fünften Diode mit der Kathode der dritten Diode verbunden ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, worin die fünfte Diode eine Speicherschaltdiode umfaßt.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 5, worin es sich bei der ersten, zweiten, dritten und vierten Diode um Schottky-Dioden handelt.