DE602004007433T2 - Pegelverschiebungsschaltung - Google Patents

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Description

  • 1. Feld der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen analogen Schnittstellenschaltkreis. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Technik, die auf solch einen Schnittstellenschaltkreis effektiv angewandt wird, der in einem integrierten Halbleiterschaltkreis hergestellt worden ist, z.B. eine Technik, die effektiv genutzt wurde in einem Kommunikationsgerät, das als ein Modulator, ein Sprach-CODEC und Ähnliches bekannt ist.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Wie in 3 gezeigt, sind auf einer Seite 6 der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 9-238078, nach der ein konventioneller Pegelverschiebungsschaltkreis mit einem Differenz-Operationsverstärker und einem Einphasen-Operationsverstärker ausgerüstet ist, sowohl ein Ausgang positiver Phase als auch ein Ausgang negativer Phase eines Digital-zu-Analog-Wandlers vom stromaddierenden Typ jeweils mit den zwei Eingangsanschlüssen eines Differenz-Operationsverstärkers verbunden. Da eine Potentialdifferenz zwischen den zwei Anschlüssen des Differenz-Operationsverstärkers durch den Einphasen-Operationsverstärker verstärkt und dann die verstärkte Potentialdifferenz an den Digital-zu-Analog-Wandler vom stromaddierenden Typ zurückgeführt wird, werden die Ausgangsströme des Ausgangs positiver Phase und des Ausgangs negativer Phase des Digital-zu-Analog-Wandlers vom stromaddierenden Typ in einem feinen Mode angepasst, werden die Offset-Spannungen eines ersten Ausgangsanschlusses und eines zweiten Ausgangsanschlusses des Differenz-Operationsverstärkers in einem feinen Mode angepasst, und somit wird ein Offset-Fehler verringert.
  • Jedoch wird in der in der konventionellen Technik beschriebenen Schaltkreisanordnung solch eine Einrichtung für die Erkennung und Korrektur des Offset-Fehlers, die dem Differenz-Operationsverstärker selbst eigen ist, nicht vorgesehen, und der Offset-Fehler ist vergrößert. Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und deshalb war es ein Ziel, einen Pegelverschiebungsschaltkreis vorzusehen, der in der Lage ist, einen Offset-Fehler eines Gesamtsystems zu korrigieren, das auch den Offset-Fehler enthält, der dem Operationsverstärker selbst zu eigen ist.
  • Dies wird erreicht durch die Merkmale, wie sie in Anspruch 1 vorgestellt werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen vorgestellt.
  • Eine Pegelverschiebungsspannungsausgabevorrichtung, die enthält:
    • – Widerstände, die zwei gleiche Widerstandswerte haben, die verwendet werden, um kontinuierlich eine Spannung des neutralen Punkts zwischen zwei Differenzsignalausgängen eines Operationsverstärkers zu erkennen;
    • – und einen Operationsverstärker, der eine Potentialdifferenz zwischen dieser Spannung des neutralen Punkts und einer dritten Eingangsspannung verstärkt, und die verstärkte Potentialdifferenz entweder an ein Eingangssignal oder an einen Eingangsanschluss positiver Phase des Operationsverstärkers zurückführt.
  • 1 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm für die Darstellung eines Pegelverschiebungsschaltkreises, der durch die konventionelle Technik verwirklicht werden kann.
  • 2 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm für die Darstellung eines Pegelverschiebungsschaltkreises nach einer Ausführungsform 1.
  • 3 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm für die Darstellung eines Pegelverschiebungsschaltkreises nach einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm für die Darstellung eines Pegelverschiebungsschaltkreises nach einer Ausführungsform 3.
  • 5 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm für die Darstellung eines Pegelverschiebungsschaltkreises nach einer Ausführungsform 4.
  • 1 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm für die Darstellung eines Pegelverschiebungsschaltkreises, der durch die konventionelle Technik verwirklicht werden kann. Der in 1 gezeigte Schaltkreis ist ausgerüstet mit einem Digital-zu-Analog-Wandler 1a vom stromaddierenden Typ, einem ersten Operationsverstärker 1e, einem ersten Widerstand 1g, einem zweiten Widerstand 1i, einem zweiten Operationsverstärker 1l und auch einem dritten Operationsverstärker in. Der Digital-zu-Analog-Wandler 1a vom stromaddierenden Typ umfasst „n" Stücke von Stromquellen 1a(1) bis 1a(n), die jeweils nach Bits gewichtet sind, und einer Vielzahl von Schaltern, von denen jeder als Reaktion auf einen digitalen Eingangswert 1b von n Bits eingeschaltet ist, und diesem Digital-zu-Analog-Wandler 1a vom stromaddierenden Typ ist sowohl ein Ausgang 1c mit positiver Phase als auch ein Ausgang 1d mit negativer Phase zu eigen. Der erste Operationsverstärker 1e hat einen Differentialausgang, und seine zwei Eingangsanschlüsse sind mit dem Ausgang 1c mit positiver Phase und dem Ausgang 1d mit negativer Phase verbunden. Der erste Widerstand 1g ist zwischen einem ersten Ausgang 1f des ersten Operationsverstärkers 1e und dem Ausgang 1c mit positiver Phase geschaltet. Der zweite Widerstand 1i ist zwischen einem zweiten Ausgang 1h des ersten Operationsverstärkers 1e und dem Ausgang 1d mit negativer Phase geschaltet. Der zweite Operationsverstärker 1l verstärkt eine Differenz zwischen dem Ausgang 1c mit positiver Phase und einem Referenzgleichspannungspotential 1j, und führt dann dieses verstärkte Differenzpotential einer ersten Stromquelle 1k zu. Der dritte Operationsverstärker 1n verstärkt eine Differenz zwischen dem Ausgang 1d mit negativer Phase und dem Referenzgleichspannungspotential 1j, und führt dann dieses verstärkte Differenzpotential einer zweiten Stromquelle 1m zu.
  • Da in dem Digital-zu-Analog-Wandler 1a vom stromaddierenden Typ eine Ausgabe dieses D/A-Wandlers 1a als ein Stromwert erhalten wird, kann jedes Potential des Ausgangs 1c mit positiver Phase und des Ausgangs 1d mit negativer Phase einen beliebigen Spannungswert annehmen.
  • Unter Nutzung einer Rückführungsoperation verändert der erste Operationsverstärker 1e das Potential des ersten Ausgangs 1f in solch ein Potential, das definiert ist durch Subtraktion eines Spannungsabfalls, der über den ersten Widerstand 1g erscheint, vom Potential des Ausgangs 1c mit positiver Phase. Auch verändert der erste Operationsverstärker 1e das Potential des zweiten Ausgangs 1h in solch ein Potential, das definiert ist durch Subtraktion eines Spannungsabfalls, der über den zweiten Widerstand 1i erscheint, vom Potential des Ausgangs 1d mit negativer Phase. Ferner steuert der zweite Operationsverstärker 1l die erste korrigierende Stromquelle 1k derart, dass das Potential des Ausgangs 1c mit positiver Phase gleich dem Referenzgleichspannungspotential 1j wird, und der dritte Operationsverstärker in steuert die zweite korrigierende Stromquelle 1m derart, dass das Potential des Ausgangs 1d mit negativer Phase gleich dem Referenzgleichspannungspotential 1j wird.
  • Als Ergebnis dieser Operationen können sowohl das Potential des ersten Ausgangs 1f als auch das Potential des zweiten Ausgangs 1h dadurch, dass sowohl das Potential des Ausgangs 1c mit positiver Phase als auch das Potential des Ausgangs 1d mit negativer Phase gleich dem Referenzgleichspannungspotential 1j wird, jeweils einen Differenzausgang darstellen, während das Referenzgleichspannungspotential 1j als eine Maximalspannung definiert ist.
  • Wie zuvor erläutert, können in dem in 1 gezeigten Schaltkreis die mit „1e" bis „1n" bezeichneten Elemente als der Pegelverschiebungsschaltkreis funktionieren hinsichtlich sowohl des Ausgangs 1c mit positiver Phase als auch des Ausgangs 1d mit negativer Phase des D/A-Wandlers 1a vom stromaddierenden Typ.
  • Jedoch gibt es in der oben beschriebenen Schaltkreisanordnung keine Einrichtung für das Erkennen eines Offset-Fehlers, der dem ersten Operationsverstärker 1e selbst zuzurechnen ist, oder für die Korrektur dieses Offset-Fehlers. Folglich wird der dem ersten Operationsverstärker 1e selbst zuzurechnende Offset-Fehler sowohl zur ersten Ausgabe 1f als auch zur zweiten Ausgabe 1h addiert, so dass dieser Pegelverschiebungsschaltkreis nicht mit hoher Präzision gefertigt werden kann.
  • Um dieses Problem zu lösen, ist eine solche Einrichtung erforderlich, mit der Offset-Fehler hinsichtlich der ersten Ausgabe 1f als auch der zweiten Ausgabe 1h erkannt und korrigiert werden.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform 1 eines Pegelverschiebungsschaltkreises.
  • Der in 2 gezeigte Schaltkreis ist ausgerüstet mit einem Digital-zu-Analog-Wandler 2a vom stromaddierenden Typ, einem ersten Operationsverstärker 2e, einem ersten Widerstand 2g, einem zweiten Widerstand 2i, einem dritten Widerstand 2j, einem vierten Widerstand 2k und einem zweiten Operationsverstärker 20. Der Digital-zu-Analog-Wandler 2a vom stromaddierenden Typ umfasst „n" Stücke von Stromquellen 2a(1) bis 2a(n), die jeweils nach Bits gewichtet sind, und einer Vielzahl von Schaltern, von denen jeder als Reaktion auf einen digitalen Eingangswert 2b von n Bits eingeschaltet ist, und diesem Digital-zu-Analog-Wandler 2a vom stromaddierenden Typ ist sowohl ein Ausgang 2c mit positiver Phase als auch ein Ausgang 2d mit negativer Phase zu eigen. Der erste Operationsverstärker 2e hat einen Differentialausgang, und seine zwei Eingangsanschlüsse sind mit dem Ausgang 2c mit positiver Phase und dem Ausgang 2d mit negativer Phase verbunden. Der erste Widerstand 2g ist zwischen einem ersten Ausgang 2f des ersten Operationsverstärkers 2e und dem Ausgang 2c mit positiver Phase geschaltet. Der zweite Widerstand 2i ist zwischen einem zweiten Ausgang 2h des ersten Operationsverstärkers 2e und dem Ausgang 2d mit negativer Phase geschaltet. Der dritte Widerstand 2j und der vierte Widerstand 2k sind in Serie zwischen dem ersten Ausgang 2f und dem zweiten Ausgang 2h geschaltet, und der Widerstandswert des dritten Widerstands 2j ist gleich dem Widerstandswert des vierten Widerstands 2k, Der zweite Operationsverstärker 2o verstärkt eine Differenz zwischen einem Referenzgleichspannungspotential 2l und einem Potential des Mittelpunkts zwischen der ersten Ausgabe 2f und der zweiten Ausgabe 2h, das am Verbindungspunkt zwischen dem dritten Widerstand 2j und dem vierten Widerstand 2k produziert wird. Dann führt der zweite Operationsverstärker 2o die verstärkte Potentialdifferenz sowohl zur ersten korrigierenden Stromquelle 2m als auch zur zweiten korrigierenden Stromquelle 2n zurück.
  • Da in dem Digital-zu-Analog-Wandler 2a vom stromaddierenden Typ eine Ausgabe dieses D/A-Wandlers 2a als ein Stromwert erhalten wird, kann jedes Potential des Ausgangs 2c mit positiver Phase und des Ausgangs 2d mit negativer Phase einen beliebigen Spannungswert annehmen.
  • Unter Nutzung einer Rückführungsoperation verändert der erste Operationsverstärker 2e das Potential des ersten Ausgangs 2f in solch ein Potential, das definiert ist durch Subtraktion eines Spannungsabfalls, der über den ersten Widerstand 2g erscheint, vom Potential des Ausgangs 2c mit positiver Phase. Ferner verändert der erste Operationsverstärker 2e das Potential des zweiten Ausgangs 2h in solch ein Potential, das definiert ist durch Subtraktion eines Spannungsabfalls, der über den zweiten Widerstand 2i erscheint, vom Potential des Ausgangs 2d mit negativer Phase. Auch wird ein Zwischenpotential zwischen dem dritten Widerstand 2j und dem vierten Widerstand 2k sowohl von dem dritten Widerstand 2j als auch dem vierten Widerstand 2k produziert, wobei deren Widerstandswerte einander gleich sind. Dieses Zwischenpotential wird zu einer durchschnittlichen Spannung zwischen dem ersten Ausgang 2f und dem zweiten Ausgang 2h, die gleich einem Differenzsignal ist. Der zweite Operationsverstärker 2o steuert sowohl die erste korrigierende Stromquelle 2m als auch die zweite korrigierende Stromquelle 2n derart, dass sowohl die durchschnittliche Spannung an dem ersten Ausgang 2f und eine durchschnittliche Spannung an dem zweiten Ausgang 2h gleich dem Referenzgleichspannungspotential 2l wird.
  • Wie oben erläutert können die in dem in 2 gezeigten Schaltkreis mit „2e" bis „2o" bezeichneten Schaltkreiselemente als der Pegelverschiebungsschaltkreis hinsichtlich sowohl des Ausgangs 2c positiver Phase als auch des Ausgangs 2d negativer Phase des D/A-Wandlers 2a vom stromaddierenden Typ funktionieren. Auch hängen weder die durchschnittliche Spannung am ersten Ausgang 2f noch die durchschnittliche Spannung am zweiten Ausgang 2h von dem Offset-Fehler des ersten Operationsverstärkers 2e ab, sondern werden kontinuierlich gleich dem Referenzgleichspannungspotential 2l.
  • Wie oben beschrieben kann dann, wenn Ausführungsform 1 eines Pegelverschiebungsschaltkreises angewendet wird, selbst wenn dem ersten Operationsverstärker 2e der Offset-Fehler zu eigen ist, solch ein Pegelverschiebungsschaltkreis mit hoher Präzision verwirklicht werden, so dass dieser Offset-Fehler weder am ersten Ausgang 2f noch am zweiten Ausgang 2h erscheint.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform 2 des Pegelverschiebungsschaltkreises der vorliegenden Erfindung.
  • Der in 3 gezeigte Schaltkreis ist ähnlich dem in 2 gezeigten Schaltkreis. Dieser Schaltkreis hat ein von dem Schaltkreis von 2 unterschiedliches Merkmal. D.h. sowohl der Ausgang 3c positiver Phase als auch der Ausgang 3d negativer Phase eines D/A-Wandlers 3a vom stromaddierenden Typ sind nicht direkt mit einem ersten Operationsverstärker 3e mit Differentialausgang verbunden, sondern sind beide über einen fünften Widerstand 3p bzw. einen sechsten Widerstand 3q miteinander verbunden. Ferner sind sowohl der Ausgang 3c positiver Phase als auch der Ausgang 3d negativer Phase über einen siebten Widerstand 3r bzw. einen achten Widerstand 3s mit Masse verbunden.
  • Falls die Schaltkreisanordnung von 3 eingesetzt wird, dann kann eine willkürliche Potentialdifferenz eingestellt sein zwischen zwei Eingangsspannungen des ersten Operationsverstärkers 3e und sowohl des Ausgangs 3c positiver Phase als auch des Ausgangs 3d negativer Phase des D/A-Wandlers 3a vom stromaddierenden Typ mittels sowohl des fünften Widerstands 3p als auch des sechsten Widerstands 3q.
  • Auch sind selbst dann, wenn die von dem ersten Ausgang 3f und dem zweiten Ausgang 3h abgeleiteten Ausgangsspannungen kontinuierlich in einem solchen Spannungsbereich liegen, der den dynamischen Ausgangsbereich des D/A-Wandlers 3a vom stromaddierenden Typ übersteigt, sowohl der Ausgang 3c positiver Phase als auch des Ausgang 3d negativer Phase über den siebten Widerstand 3r bzw. den achten Widerstand 3s mit Massepotential verbunden, so dass sowohl die Ausgangsspannung am Ausgang 3c positiver Phase als auch die Ausgangsspannung am Ausgang 3d negativer Phase auf solche Spannungen eingestellt werden kann, die innerhalb des Spannungsbereichs wie dem dynamischen Ausgangsbereich eingestellt werden können.
  • Da diese Wirkungen selbst in solch einem Fall erzielt werden können, dass sowohl die Ausgangsspannungen an dem ersten Ausgang 3f als auch an dem zweiten Ausgang 3h nach Ausführung der Pegelverschiebungsoperation kontinuierlich innerhalb eines solchen Spannungsbereichs liegt, der den dynamischen Ausgangsbereich des D/A-Wandlers 3a vom stromaddierenden Typ übersteigt, können die Ausgangsspannungen von dem ersten Ausgang 3f und dem zweiten Ausgang 3h ohne jeden Offset-Fehler abgeleitet werden.
  • Wie oben erläutert können die in dem in 3 gezeigten Schaltkreis mit „3e" bis „3s" bezeichneten Schaltkreiselemente als der Pegelverschiebungsschaltkreis hinsichtlich sowohl des Ausgangs 3c positiver Phase als auch des Ausgangs 3d negativer Phase des D/A-Wandlers 3a vom stromaddierenden Typ funktionieren. Auch werden sowohl die durchschnittliche Spannung am ersten Ausgang 3f als auch die durchschnittliche Spannung am zweiten Ausgang 3h kontinuierlich gleich dem Referenzgleichspannungspotential 3l, während sie nicht von dem dynamischen Ausgangsbereich des D/A-Wandlers 3a vom stromaddierenden Typ und von dem Offset-Fehler des ersten Operationsverstärkers 3e abhängen.
  • Wie oben beschrieben erscheint dann, wenn der Pegelverschiebungsschaltkreis der vorliegenden Erfindung angewendet wird, selbst wenn der Offset-Fehler in dem ersten Operationsverstärker 3e enthalten ist, dieser Offset-Fehler weder am ersten Ausgang 3f noch am zweiten Ausgang 3h des ersten Operationsverstärkers 3e, und der Hochleistungs-Pegelverschiebungsschaltkreis mit hoher Präzision kann verwirklicht werden, der nicht abhängt von dem dynamischen Ausgangsbereich des D/A-Wandlers 3a vom stromaddierenden Typ.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform 3 eines Pegelverschiebungsschaltkreises.
  • Der in 4 gezeigte Schaltkreis ist ausgerüstet mit einem Digital-zu-Analog-Wandler 4a vom stromaddierenden Typ, einem ersten Widerstand 4e, einem zweiten Widerstand 4f, einem ersten Operationsverstärker 4g, einem dritten Widerstand 4h, einem vierten Widerstand 4j, einem zweiten Operationsverstärker 4k, einem fünften Widerstand 4l, einem sechsten Widerstand 4n, einem siebten Widerstand 4o, einem achten Widerstand 4p und auch einem dritten Operationsverstärker 4r. Der Digital-zu-Analog-Wandler 4a vom stromaddierenden Typ umfasst „n" Stücke von Stromquellen 4a(1) bis 4a(n), die jeweils nach Bits gerichtet sind, und einer Vielzahl von Schaltern, von denen jeder als Reaktion auf einen digitalen Eingangswert 4b von n Bits eingeschaltet ist, und diesem Digital-zu-Analog-Wandler 4a vom stromaddierenden Typ ist sowohl ein Ausgang 4c mit positiver Phase als auch ein Ausgang 4d mit negativer Phase zu eigen. Der erste Widerstand 4e ist zwischen den Ausgang 4c positiver Phase und das Massepotential geschaltet. Der zweite Widerstand 4f ist zwischen den Ausgang 4d negativer Phase und das Massepotential geschaltet. Der dritte Widerstand 4h ist zwischen den Ausgang 4c positiver Phase und einen invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers 4g geschaltet. Der vierte Widerstand 4j ist zwischen den ersten Ausgangsanschluss 4i und den invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers 4g geschaltet. Der fünfte Widerstand 4l ist zwischen den Ausgang 4d negativer Phase und einen invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers 4k geschaltet. Der sechste Widerstand 4n ist zwischen den zweiten Ausgangsanschluss 4m und einen invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers 4k geschaltet. Der siebte Widerstand 4o und der achte Widerstand 4p haben denselben Widerstand und sind in Serie geschaltet zwischen dem ersten Ausgangsanschluss 4i und dem zweiten Ausgangsanschluss 4m. In dem dritten Operationsverstärker 4r ist ein Referenzgleichspannungspotential 4q mit seinem Eingangsanschluss positiver Phase verbunden; ein Verbindungspunkt zwischen dem siebten Widerstand 4o und dem achten Widerstand 4p ist mit seinem invertierenden Eingangsanschluss verbunden; und sein Ausgangsanschluss ist gemeinsam sowohl mit dem Eingangsanschluss positiver Phase des ersten Operationsverstärkers 4g als auch mit dem Eingangsanschluss positiver Phase des zweiten Operationsverstärkers 4k verbunden.
  • Der Digital-zu-Analog-Wandler 4a vom stromaddierenden Typ gibt ein Differenzspannungssignal von dem Ausgang 4c positiver Phase und dem Ausgang 4d negativer Phase durch den ersten Widerstand 4e und den zweiten Widerstand 4f aus. Auch stellen der erste Operationsverstärker 4g, der dritte Widerstand 4h und der vierte Widerstand 4j einen ersten invertierenden Verstärkerschaltkreis dar, während der zweite Operationsverstärker 4k, der fünfte Widerstand 4j und der sechste Widerstand 4n einen zweiten invertierenden Verstärkerschaltkreis darstellen. Sowohl der erste Verstärkerschaltkreis als auch der zweite Verstärkerschaltkreis führen invertierende Verstärkeroperationen durch, während eine Ausgangsspannung des dritten Operationsverstärkers 4r als eine gemeinsame Referenzspannung verwendet wird.
  • In diesem Schaltkreis stellt die Ausgangsspannung des dritten Operationsverstärkers 4r ein Zwischenpotential zwischen dem ersten Ausgangsanschluss 4i, der mit dem Ausgang des ersten invertierenden Verstärkerschaltkreises korrespondiert, und dem zweiten Ausgangsanschluss 4m, der mit dem Ausgang des zweiten invertierenden Verstärkerschaltkreises korrespondiert, dar, nämlich solch eine Spannung, die ermittelt wird durch Verstärkung einer Differenz zwischen einer durchschnittlichen Spannung eines jeden der Differenzausgangssignale und dem Referenzgleichspannungspotential 4q. Der Ausgang dieses dritten Operationsverstärkers 4r, des ersten invertierenden Verstärkerschaltkreises und des zweiten invertierenden Verstärkerschaltkreises stellen eine Rückführungsschleife dar. Diese Rückführungsschleife vergrößert und verkleinert jede der Ausgangsspannungen von dem ersten Ausgangsanschluss 4i und jede der Ausgangsspannungen von dem zweiten Ausgangsanschluss 4m entlang derselben Richtung. Folglich kann diese Rückführungsschleife derart arbeiten, dass eine Spannung an einem Mittelpunkt zwischen dem ersten Ausgangsanschluss 4i und dem zweiten Ausgangsanschluss 4m, nämlich der durchschnittlichen Spannung eines jeden der Differenzausgangssignale, gleich dem Referenzgleichspannungspotential 4q wird.
  • Wie oben erläutert können die in dem in 4 gezeigten Schaltkreis mit „4e" bis „4r" bezeichneten Schaltkreiselemente als der Pegelverschiebungsschaltkreis hinsichtlich sowohl des Ausgangs 4c positiver Phase als auch des Ausgangs 4d negativer Phase des D/A-Wandlers 4a vom stromaddierenden Typ funktionieren. Auch werden sowohl die durchschnittliche Spannung am ersten Ausgang 4i als auch die durchschnittliche Spannung am zweiten Ausgang 4m kontinuierlich gleich dem Referenzgieichspannungspotential 4q, während sie weder von dem dynamischen Ausgangsbereich des D/A-Wandlers 4a vom stromaddierenden Typ noch von dem Offset-Fehler des ersten Operationsverstärkers 4g noch von dem Offset-Fehler des zweiten Operationsverstärkers 4k abhängen.
  • Wie oben beschrieben erscheinen dann, wenn die Ausführungsform 3 des Pegelverschiebungsschaltkreises angewendet wird, selbst wenn der Offset-Fehler in dem ersten Operationsverstärker 4g und in dem zweiten Operationsverstärker 4k enthalten ist, diese Offset-Fehler weder am Ausgang 4i des ersten Operationsverstärkers 4g noch am Ausgang 4m des zweiten Operationsverstärkers 4k, und der Hochleistungs-Pegelverschiebungsschaltkreis kann mit hoher Präzision verwirklicht werden, der nicht abhängt von dem dynamischen Ausgangsbereich des D/A-Wandlers 4a vom stromaddierenden Typ.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform 4 eines Pegelverschiebungsschaltkreises.
  • Der in 5 gezeigte Schaltkreis ist ähnlich dem in 4 gezeigten Schaltkreis. Dieser Schaltkreis hat ein unterschiedliches Merkmal bezüglich dem in 4 gezeigten Schaltkreis. D.h. ein erster Kondensator 5s ist einem vierten Widerstand 5j parallel geschaltet, und ein zweiter Kondensator 5t ist einem sechsten Widerstand 5n parallel geschaltet.
  • Innerhalb des Schaltkreises von 5 stellen ein erster Operationsverstärker 5g, ein dritter Widerstand 5h und ein vierter Widerstand 5j einen ersten invertierenden Verstärkerschaltkreis dar, während ein zweiter Operationsverstärker 5k, ein fünfter Widerstand 5l und ein sechster Widerstand 5n einen zweiten invertierenden Verstärkerschaltkreis darstellen. Folglich können durch Hinzufügen von Kondensatoren zusätzlich Filterfunktionen vorgesehen werden hinsichtlich der Abschnitte des ersten invertierenden Verstärkerschaltkreises und des zweiten invertierenden Verstärkerschaltkreises. Da in dem Fall dieser Ausführungsform der erste Kondensator 5s und der zweite Kondensator 5t zusätzlich eingesetzt werden, kann sowohl der erste invertierende Verstärkerschaltkreis als auch der zweite invertierende Verstärkerschaltkreis solch eine Funktion eines primären aktiven LPF (low-pass filter, Tiefpassfilter) haben. Da auch solch eine Filterfunktion leicht hinzugefügt werden kann, ist leicht vorherzusagen, dass ein komplexer Filterschaltkreis angeordnet werden kann durch weiteres Kombinieren eines Tiefpassfilters höherer Ordnung mit einem HPF (high-pass filter, Hochpassfilter).
  • Wie oben beschrieben erscheinen dann, wenn die Ausführungsform 4 eines Pegelverschiebungsschaltkreises angewendet wird, selbst wenn der Offset-Fehler in dem ersten Operationsverstärker 5g und in dem zweiten Operationsverstärker 5k enthalten ist, diese Offset-Fehler weder am Ausgang 5i des ersten Operationsverstärkers 5g noch am Ausgang 5m des zweiten Operationsverstärkers 5k, und der Hochleistungs-Pegelverschiebungsschaltkreis mit hoher Präzision kann zusätzlich zu der Filterfunktion verwirklicht werden, der nicht abhängt von dem dynamischen Ausgangsbereich des D/A-Wandlers 5a vom stromaddierenden Typ.
  • Da die zwei Widerstände in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung denselben Widerstandswert haben, und die Operationsverstärker vorgesehen sind, um die Gleichtaktpotentialrückführung zusätzlich zum Operationsverstärkung für die Ausgabe des Differenzsignals durchzuführen, kann solch ein Pegelverschiebungsschaltkreis, der selbst solch ei nen, dem Operationsverstärker eigenen Offset-Fehler selbsttätig korrigieren kann, der für die Ausgabe des Differenzsignals verwendet wird, durch eine Schaltkreisanordnung mit geringen Ausmaßen verwirklicht werden. Falls darüber hinaus der Pegelverschiebungsschaltkreis der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dann kann dieser Pegelverschiebungsschaltkreis leicht mit hoher Leistungsfähigkeit hergestellt werden durch Hinzufügen der Filterfunktionen oder Ähnlichem, so dass der analoge Schnittstellenschaltkreis hoher Leistungsfähigkeit und mit geringen Ausmaßen in hoher Präzision verwirklicht werden kann.

Claims (3)

  1. Pegelverschiebungsschaltung, die eine Pegelverschiebungsfunktion hat, bei der, da die Pegelverschiebungsschaltung mit einem Stromaddier-Digital/Analog-Wandler (3a) verbunden ist, der durch eine Vielzahl von Konstantstromquellen (3a(1) ... 3a(n)) gebildet wird, die nach Bits (3b) gewichtet worden sind und zwei verschiedene Ausgänge hat, d. h. einen Ausgangsanschluss (3c) positiver Phase und einen Ausgangsanschluss (3b) negativer Phase, eine beliebige Spannung zu einer analogen Ausgangsspannung des Stromaddier-Digital/Analog-Wandlers (3a) addiert wird und diese ausgegeben wird, wobei die Pegelverschiebungsschaltung umfasst: einen ersten Operationsverstärker (3e); einen zweiten Operationsverstärker (3o); einen ersten Widerstand (3p), der zwischen den Ausgangsanschluss (3c) positiver Phase des Stromaddier-Digital/Analog-Wandlers (3a) und einen invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers (3e) geschaltet ist; einen zweiten Widerstand (3g), der zwischen den invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers (3e) und einen Ausgangsanschluss (3f) positiver Phase desselben geschaltet ist; einen dritten Widerstand (3q), der zwischen den Ausgangsanschluss (3d) negativer Phase des Stromaddier-Digital/Analog-Wandlers (3a) und einen nicht invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers (3e) geschaltet ist; einen vierten Widerstand (3i), der zwischen den nicht invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers (3e) und einen Ausgangsanschluss (3h) negativer Phase desselben geschaltet ist; einen fünften Widerstand (3j), der zwischen den Ausgangsanschluss (3f) positiver Phase des ersten Operationsverstärkers (3e) und einen nicht invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers (3o) geschaltet ist; einen sechsten Widerstand (3k), der den gleichen Widerstand hat wie der fünfte Widerstand (3j) und der zwischen den Ausgangsanschluss (3h) negativer Phase des ersten Operationsverstärkers (3e) und den nicht invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers (3o) geschaltet ist; eine erste spannungsgesteuerte Stromquelle (3m), die mit dem Ausgangsanschluss (3c) positiver Phase des Stromaddier-Digital/Analog-Wandlers (3a) verbunden ist; und eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle (3n), die mit dem Ausgangsanschluss (3d) negativer Phase des Stromaddier-Digital/Analog-Wandlers (3a) verbunden ist; wobei der invertierende Eingangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers (3o) mit einem dritten Eingangsanschluss (3l) verbunden ist; und ein Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (3o) sowohl mit der ersten spannungsgesteuerten Stromquelle (3m) als auch der zweiten spannungsgesteuerten Stromquelle (3n) verbunden ist.
  2. Pegelverschiebungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsanschluss (3c) positiver Phase und der Ausgangsanschluss (3d) negativer Phase des Stromaddier-Digital/Analog-Wandlers (3a) über einen siebten Widerstand (3r) bzw. einen achten Widerstand (3s) mit Erde verbunden sind.
  3. Pegelverschiebungsschaltung nach Anspruch 1, wobei ein erster Kondensator (5s) parallel zu dem zweiten Widerstand (3g, 5j) geschaltet ist und ein zweiter Kondensator (5t) parallel zu dem vierten Widerstand (3i, 5n) geschaltet ist.
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