DE68922300T2 - Regulierbare Impedanzschaltung. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Schaltung zur Veränderung der Impedanz, die fähig ist, elektrisch die Impedanz, wie den Widerstands- oder Kapazitätswert, zu erhöhen oder zu verringern.
• In jüngster Zeit wurde die Funktion von integrierten Halbleiter-Schaltungen in hohem Maße verbessert, und es ist dazu gekommen, die Filterschaltung in einen Halbleiter-Chip als integrierter Schaltung aufzunehmen. Allgemein besteht eine Filterschaltung aus einem Widerstandselement und einem Kapazitätselement. Um die Filter-Eigenschaften der Filterschaltung zu ändern ist es notwendig, den Wert der sie bildenden Elemente zu verändern, d.h. den Wert des Kapazitäts- oder des Widerstandselements. Dementsprechend wurde zu diesem Zweck eine Schaltung mit veränderbarer Impedanz verwendet, mit der der Wert eines in einem Halbleiter-Chip eingebauten Kapazitäts- oder Widerstandselements verändert werden kann.
• Fig. 12 zeigt eine herkömmliche Schaltung mit variabler Kapazität, die für einen solchen Zweck verwendet wird, hier nur als Wechselstrom-Schaltung gezeigt. In Fig. 13 ist die variable Kapazitäts-Schaltung aus Fig. 12 sowohl als Wechsel- wie als Gleichstrom-Schaltung ausgedrückt. In Fig. 12 und Fig. 13 ist eine Differentialverstärker-Schaltung 15 zusammengesetzt aus Transistoren Q&sub5;, Q&sub6; und einem zwischen deren Emittern angeschlossenem Widerstands-Element 10. Eine Differentialverstärker-Schaltung 18 ist zusammengesetzt aus Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; und einem zwischen ihren Emittern angeschlossenen Widerstands- Element 13. Wie sich klar aus Fig. 12 und Fig. 13 ergibt, sind die Differentialverstärker-Schaltungen 15, 16 so angeschlossen, daß die Eingangsklemmen einer Differentialverstärker-Schaltung mit den Ausgangsklemmen der anderen Differentialverstärker- Schaltung verbunden sind. Die Differentialverstärker-Schaltungen 17, 18 sind auch in gleichartiger Beziehung miteinander verbunden. Diese Differentialverstärker-Schaltungen 15, 16, 17 und 18 sind wie in Fig. 12 und Fig. 13 gezeigt miteinander verbunden und ein Kapazitäts-Element 14 ist zwischen zwei Ausgangsklemmen der Differentialverstärker-Schaltung 17 angeschlossen. Die Transistoren Q&sub1; bis Q&sub8;, welche die Differentialverstärker-Schaltungen 15, 16, 17 und 18 bilden, werden mit Vorspannung von Spannungsquellen V&sub0;, V&sub1; und einer Konstant- Stromquelle I&sub0; versorgt, wie in Fig. 13 gezeigt.
• Die Spannungs/Strom-Wandlerfaktoren der Differentialverstärker-Schaltungen 15, 16, 17 und 18 werden jeweils durch die charakteristischen Werte der Widerstands-Elemente 10, 11, 12 und 13 bestimmt.
• Der Betrieb wird nachstehend erklärt.
• Die Beziehung
• i&sub2; = g&sub1; V&sub1; ---- (1)
• gilt zwischen der Spannung V&sub1; und dem Ausgangsstrom i&sub2; über den Eingangsklemmen der Differentialverstärker-Schaltung 17. In dieser Gleichung bedeutet g&sub1; den Spannungs/Strom-Wandlerfaktor der Differentialverstärker-Schaltung 17 und wenn man annimmt, daß der Emitter-Widerstandswert der Transistoren Q&sub1; und Q&sub2; re1 beträgt und der Wert des Widerstandselements 12 zwischen den Emittern R&sub1;, so wird er wie folgt ausgedrückt:
• g&sub1; = 1/R&sub1; + 2re1 ---- (2)
• Die Charakteristiken der Spannung V&sub2; und des Stromes i&sub2;, die an beiden Enden des Kapazitätselements 14 mit dem Kapazitätswert C&sub0; auftreten, werden wie folgt erhalten:
• i&sub2; = -jωC&sub0; V&sub2; ---- (3)
• In gleicher Weise werden die Charakteristiken der Spannung V&sub2; über den Eingangsklemmen und des Ausgangsstromes i&sub1; der Differentialverstärker-Schaltung 18 aus den Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; wie folgt erhalten:
• i&sub1; = -g&sub2; V&sub2;, ---- (4)
• wobei g&sub2; den Spannungs/Strom-Wandlerfaktor der Differentialverstärker-Schaltung 18 angibt, und unter der Annahme, daß der Widerstandswert jedes Emitters der Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; re2 und der Wert des Widerstandselements 13 zwischen den Emittern R&sub2; ist, wird er wie folgt ausgedrückt:
• g&sub2; = 1/R&sub1; + 2re2 ---- (5)
• Um V&sub1; und i&sub1; aus den Gleichungen (1), (3) und (4) zu erhalten, ist aus Gleichungen (1), (3) bekannt, daß
• V&sub2; = - g&sub1; V&sub1;/jωC&sub0; ---- (6)
• und aus Gleichungen (4), (6), daß
• i&sub1; = g&sub1; - g&sub2; V&sub1;/jωC&sub0; ---- (7)
• Das bedeutet
• v&sub1; = jω (C&sub0;/g&sub1; +g&sub2;) i&sub1; ---- (8)
• Hier ist die Induktanz L wie folgt gegeben:
• L = C&sub0;/g&sub1; g&sub2; ---- (9)
• Weiter folgt aus den Gleichungen (2), (5), daß:
• L = (R&sub1; + 2re1) (R&sub2; + 2re2) C&sub0; ---- (10)
• Üblicherweise können die Widerstandswerte so festgesetzt werden, daß die Beziehung R&sub1; » re1, R&sub2; » re2 gilt, und damit kann die Induktanz L angenähert werden als
• L = R&sub1; . R&sub2; . C&sub0;
• In gleicher Weise können die Charakteristiken der Eingangsklemmen-Spannung V&sub3; und des Ausgangsstroms i&sub4; der aus den Transistoren Q&sub5;, Q&sub6; bestehenden Differentialverstärker-Schaltung 15 wie folgt ausgedrückt werden unter der Annahme, daß der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor der Differentialverstärker-Schaltung 15 g&sub3; beträgt:
• i&sub4; = g&sub3; . V&sub3; ---- (11)
• Unter der Annahme, daß der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor der Differentialverstärker-Schaltung 16 g&sub4; ist, sind die Charakteristiken der Eingangsklemmen-Spannung V&sub4; und des Ausgangsstroms i&sub3; des aus den Transistoren Q&sub7;, Q&sub8; zusammengesetzten Differentialverstärkers 16 wie folgt:
• i&sub3; = -g&sub4; .V&sub4; ---- (12)
• Die jeweils aus den Differentialverstärker-Schaltungen 15, 16 und den Differentialverstärker-Schaltungen 17, 18 zusammengesetzten Schaltungssysteme stellen die üblicherweise benutzten Phasenwandler-Schaltungen dar. Das aus den Differentialverstärkern 17, 18 bestehende Schaltungssystem ist ausgelegt, in Hinsicht auf die Schaltung von Kapazitäts-Charakteristiken zu Induktanz-Charakteristiken anzulegen.
• In Fig. 12 und Fig. 13 werden die Beziehungen
• V&sub4; = V&sub1; ---- (13)
• i&sub4; = -i&sub1; ---- (14)
• zwischen den Spannungen V&sub1;, V&sub4; bzw. den Strömen i&sub4;, i&sub1; eingerichtet.
• Damit wird die Gleichung (8) umgeschrieben als
• V&sub4; = jω . C&sub0;/g&sub1; . g&sub2; (-i&sub4;) ---- (15)
• und ferner ergibt sich durch Ausscheiden von i&sub4; aus der Gleichung (11)
• V&sub4; = jω . C&sub0;/g&sub1; . g&sub2; (-g&sub3; . V&sub3;) ---- (16)
• und aus den Gleichungen (16) und (12) folgt
• i&sub3; =jω . g&sub3; . g&sub4;/g&sub1; . g&sub2; C&sub0; . V&sub3; ---- (17)
• Der zwischen der Spannung V&sub3; und dem Strom i&sub3; angelegte Kapazitätswert C wird gegeben als
• C = g&sub3; . g&sub4;/g&sub1; . g&sub2; C&sub0; ---- (18)
• Das bedeutet, der Kapazitätswert C wird durch entsprechende Auswahl der Werte für die Spannungs/Strom-Wandlerfaktoren g&sub1;, g&sub2;, g&sub3; und g&sub4; elektrisch neu geschaffen.
• In der üblichen Schaltung für variable Kapazität nach Fig. 12 und 13 sind jedoch mindestens vier Differentialverstärker- Schaltungen notwendig, um einen neuen Kapazitätswert durch elektrisches Erhöhen oder Vermindern der Kapazität zu erhalten. Dementsprechend kann die Schaltungs-Zusammensetzung als kompliziert betrachtet werden, und die Anzahl der erforderlichen Elemente wird erhöht, wie auch die Chipfläche vergrößert wird.
• Eine übliche in einem Halbleiter-Chip aufgenommene Schaltung für variablen Widerstand wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 14 erklärt.
• In Fig. 14 sind die Transistoren 41, 42 zwischen einer Konstantspannungsquelle 40 und dem Massepotential angeschlossen. Eine Konstant-Spannungsquelle 43 ist an der Basis des Transistors 41 angeschlossen. Eine variable Spannungsquelle 44 ist an dar Basis des Transistors 42 angeschlossen. Eine Ausgangsklemme 45 ist mit den Verbindungsstellen der Transistoren 41, 42 verbunden.
• Bei dem Aufbau nach Fig. 14 ist der von der Ausgangsklemme 45 aus gesehene Widerstandswert gleich dem Differential-Emitterwiderstand des Transistors 41 (d.h. der Impedanz des Transistors 41, von seinem Emitter aus gesehen), und ist nach der folgenden Formel gegeben
• kT/q/I&sub0;,
• wobei k die Boltzmann-Konstante, T die absolute Temperatur, q die Elektronenladung und I&sub0; der im Transistor 41 fließende Emitterstrom ist. Wenn die Spannung der variablen Spannungsquelle 44 verändert wird, ändert sich der Strom I&sub0; und damit verändert sich der Widerstandswert, wie von der Ausgangsklemme 45 her gesehen. Deswegen kann durch Steuern der Spannung der variablen Spannungsquelle 44 ein variabler Widerstand erhalten werden.
• Bei der üblichen variablen Widerstands-Schaltung nach Fig. 14 ist jedoch der Veränderungsbereich des Widerstandswertes schmal, da der Differential-Emitterwiderstand des Transistors 41 selbst als variable Widerstands-Komponente benutzt wird.
• Der Aufsatz "Integration of analog filters in a bipolar process" (J.O. Voorman u.a., IEEE Journal of Solid-State Circuits, Band SC-17, Nr. 4, August 1982, Seiten 713-722, New York, USA) beschreibt verschiedene Transkonduktor-Schaltungen, welche Widerstandselemente zwischen den Emittern von zwei Transistorpaaren enthalten, die ausgelegt sind, die Transresistanzen eines positiven oder eines negativen Widerstands, eines Gyrators oder eines positiven oder negativen Induktors zu besitzen, die als Filter für relativ niedrige Frequenzen ohne Notwendigkeit großer Chip-Flächen brauchbar sind.
• Der Aufsatz "The TCA 580 Integrated Gyrator" (Electron. Applic. Bull., Band 34, Nr. 4, August 1977, Seiten 148-161, Eindhoven, NL) beschreibt die Möglichkeit, die Oszillatoren und Filter üblicher Auslegung so zu modifizieren, daß sie TCA 580-Induktoren statt üblicher gewickelter Induktoren enthalten können. Insbesondere wird eine niederfrequente Oszillator- Schaltung beschrieben, die eine Transkonduktor-Schaltung gleichartig der in dem vorhergehenden Absatz genannten enthält, welche Widerstandselemente zwischen den Emittern von zwei Transistorpaaren enthält.
• Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung mit variabler Impedanz geschaffen, welche umfaßt:
• erste und zweite Differentialverstärker-Schaltungen mit jeweils einem Paar Eingangsklemmen und einem Paar Ausgangsklemmen, wobei jede Differentialverstärker-Schaltung aus einem Paar aktiver Bauelemente besteht, die Impedanzelemente zwischen den Paaren aktiver Bauelemente angeschlossen sind und die aktiven Bauelemente Transistoren oder Operationsverstärker sind;
• Mittel zum Verbinden des Eingangsklemmen-Paares der ersten Differentialverstärker-Schaltung mit dem Ausgangsklemmen-Paar der zweiten Differentialverstärker-Schaltung; und
• Mittel zum Verbinden des Eingangsklemmen-Paares der zweiten Differentialverstärker-Schaltung mit der Ausgangsklemme der ersten Differentialverstärker-Schaltung; wobei die Eingangsklemmen der Impedanz-Schaltung zwischen den Eingangsklemmen zu den aktiven Elementen der ersten Differentialverstärker-Schaltung angeschlossen sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Elemente entweder:
• ein kapazitives Element in der ersten Differentialverstärker-Schaltung und ein erstes Widerstandselement von auswählbarem Widerstandswert R in der zweiten Differentialverstärker- Schaltung; oder
• ein erstes Widerstandselement von auswählbarem Widerstandswert R in der ersten Differentialverstärker-Schaltung und ein kapazitives Element in der zweiten Differentialverstärker- Schaltung sind; und dadurch gekennzeichnet,
• daß ein zweites Widerstandselement von auswählbarem Widerstandswert R&sub3; zwischen den Eingangsklemmen zu den aktiven Elementen der zweiten Differentialverstärker-Schaltung angeschlossen ist;
• wodurch die Impedanz der Eingangsklemmen kapazitativ und durch das Verhältnis R&sub3;/R der Widerstandswerte des ersten und des zweiten Widerstandselements bestimmt ist.
• Eine zweite Ausführung der Erfindung ist in Anspruch 8 dargelegt.
• Es ist damit ein erstes Ziel der Erfindung, eine variable Impedanz-Schaltung vorzustellen, die fähig ist, die Impedanz, wie den Kapazitäts-oder den Widerstandswert, durch Benutzung von zwei Differentialverstärker-Schaltungen zu variieren.
• Es ist ein zweites Ziel der Erfindung eine variable Impedanz- Schaltung vorzustellen, die zur Erweiterung des Veränderungsbereichs der Impedanz, wie des Kapazitäts- oder des Widerstandswertes, geeignet ist.
• Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 und 8 dargelegt ist, ist kurz gesagt dazu bestimmt, einen neuen Impedanzwert aus den Spannungs- und Strom-Charakteristiken zu erhalten, die zwischen den beiden Eingangsklemmen einer ersten Differentialverstärker-Schaltung erzeugt werden durch Verbinden des Ausgangsklemmen-Paares der ersten Differentialverstärker-Schaltung mit dem Eingangsklemmen-Paar einer zweiten Differentialverstärker-Schaltung, Verbinden des Ausgangsklemmen-Paares der zweiten Differentialverstärker-Schaltung mit dem Eingangsklemmen-Paar der ersten Differentialverstärker-Schaltung und Verbinden eines Impedanzelements wie eines Kapazitäts- oder Widerstandselements zwischen den Emittern des die erste Differentialverstärker-Schaltung bildenden Transistorpaares.
• Auf diese Weise ist die Schaltung mit variabler Impedanz zusammengesetzt aus zwei Differentialverstärker-Schaltungen, und der Schaltungsaufbau kann vereinfacht und die Anzahl der erforderlichen Elemente verringert werden. Wenn diese Schaltung variabler Impedanz in einem Halbleiter-Chip verwirklicht wird, kann die erforderliche Chipfläche klein gehalten werden. Im Vergleich mit dem Stand der Technik, bei dem der Differentialemitter-Widerstand direkt als variable Widerstandskomponente benutzt wird, kann der Impedanzbereich breiter werden.
• Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Schaltung variabler Impedanz in einer ersten Ausführung der Erfindung, verwirklicht durch eine Wechselstrom-Schaltung,
• Fig. 2 ist ein Schaltbild, mit dem die erste Ausführung sowohl durch eine Wechselstrom- wie eine Gleichstrom-Schaltung verwirklicht wird,
• Fig. 3 ist ein Schaltbild, das eine Schaltung mit variabler Impedanz in einer zweiten Ausführung der Erfindung nur durch eine Wechselstrom-Schaltung ausdrückt,
• Fig. 4 ein Schaltbild, das die zweite Ausführung sowohl als Wechsel- wie als Gleichstrom-Schaltung ausdrückt,
• Fig. 5 ist ein Schaltbild, das eine variable Impedanz- Schaltung einer dritten Ausführung der Erfindung nur als Wechselstrom-Schaltung zeigt,
• Fig. 6 ist ein Schaltbild, das die dritte Ausführung sowohl als Wechsel- wie als Gleichstrom-Schaltung zeigt,
• Fig. 7 ist ein Schaltbild, das eine variable Impedanz- Schaltung in einer vierten Ausführung der Erfindung nur durch eine Wechselstrom-Schaltung ausdrückt,
• Fig. 8 ist ein Schaltbild, das die fünfte Ausführung sowohl durch eine Wechsel- wie durch eine Gleichstrom-Schaltung ausdrückt,
• Fig. 9 ist ein Schaltbild einer variablen Impedanz-Schaltung einer sechsten Ausführung der Erfindung, die nach der Ausführung in Fig. 2 modifiziert ist, sowohl als Wechsel- wie als Gleichstrom-Schaltung ausgedrückt,
• Fig. 10 ist ein Schaltbild, das eine variable Impedanz- Schaltung einer siebten Ausführung der Erfindung sowohl durch Wechsel- wie durch Gleichstrom-Schaltung ausdrückt,
• Fig. 11 ist ein Schaltbild, das eine variable Impedanz- Schaltung einer achten Ausführung der Erfindung sowohl durch Wechsel- wie durch Gleichstrom-Schaltung ausdrückt,
• Fig. 12 ist ein Schaltbild, das eine übliche variable Kapazitäts-Schaltung nur durch eine Wechselstrom-Schaltung ausdrückt,
• Fig. 13 ist ein Schaltbild, das die übliche variable Kapazitäts-Schaltung nach Fig. 12 sowohl als Wechsel- wie als Gleichstrom-Schaltung ausdrückt, und
• Fig. 14 ist ein Schaltbild, das eine übliche variable Widerstands-Schaltung zeigt.
• Anhand der Fig. 1 und 2 wird nun eine erste Ausführung der Erfindung im einzelnen nachfolgend beschrieben.
• In Fig. 1, Fig. 2 besteht ein Differentialverstärker 1 aus Transistoren Q&sub1;, Q&sub2;, und ein Kapazitätselement 3 ist zwischen ihren Emittern angeschlossen. Eine Differentialverstärker- Schaltung 2 besteht aus Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; und einem zwischen ihren Emittern angeschlossenen Widerstandselement 5. Das Ausgangsklemmen-Paar der Differentialverstärker-Schaltung 1 ist mit dem Eingangsklemmen-Paar der Differentialverstärker-Schaltung 2 verbunden. Das Ausgangsklemmen-Paar der Differentialverstärker-Schaltung 2 ist mit dem Eingangsklemmen-Paar der Differentialverstärker-Schaltung 1 verbunden. Ein Widerstandselement 6 ist zwischen den Eingangsklemmen der Differentialverstärker-Schaltung 2 angeschlossen. Vorspannungen werden den Transistoren Q&sub1; bis Q&sub4; von der Spannungsquelle V&sub1; und von Konstantstromquellen I&sub0;, I&sub1; zugeführt.
• Der Betrieb wird nachfolgend erklärt.
• Es sei angenommen, daß die Eingangsklemmen-Wechselspannung der Differentialverstärker-Schaltung 1 V&sub1; ist und daß der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor der Differentialverstärker-Schaltung 1 gm1 ist. Die Ausgangs-Wechselspannung i&sub2; ist dann gegeben als
• i&sub2; = gm1 . V&sub1; ---- (19)
• Die zwischen den beiden Enden des Widerstandselements 6 mit dem Widerstandswert R&sub3; erzeugte Spannung V² wird erhalten als
• V&sub2; = -i&sub2; . R&sub3; ---- (20)
• Unter der Annahme, daß der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor der Differentialverstärker-Schaltung 2 gm2 ist, wird der Ausgangsstrom i&sub1;, der infolge der zwischen den Eingangsklemmen der Differentialverstärker-Schaltung 2 angelegten Spannung V&sub2; fließt, erhalten als
• i&sub1; = -gm2 . V&sub2; ---- (21)
• Aus den Gleichungen (19), (20) folgt, daß
• V&sub2; = -gm1 . R&sub3; . V&sub1; ---- (22)
• Aus den Gleichungen (22), (21) folgt, daß
• i&sub1; = gm1 . gm2 . R&sub3; . V&sub1; ---- (23)
• Hier ist der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor gm2 der Differentialverstärker-Schaltung 2 gegeben durch die Widerstands-Charakteristik. Mit anderen Worten, der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor gm2 wird bestimmt durch den Emitter-Widerstandswert re2 der Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; und den Widerstandswert R&sub2; des Widerstandselementes 5 und wird erhalten wie folgt
• gm2 = 1/R&sub2; + 2re2
• Unter der Annahme, daß hier re2 « R2, folgt
• gm2 = 1/R&sub2; ---- (24)
• Als nächstes wird der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor gm1 der Differentialverstärker-Schaltung 1 gegeben durch die Charakteristiken des Kapazitätselementes 3. Hier ist der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor gm1 gegeben durch die Impedanz des Kapazitätselementes 3
• Z = 1/jωC&sub1;
• und mit dem Emitter-Widerstandswert re1 der Transistoren Q&sub1;, Q&sub2; wird
• gm1 = 1/Z + 2re1
• Wählt man 2re1 « Z , so folgt, daß
• gm1 = 1/Z ---- (25)
• = jωC&sub1; ---- (26)
• Einsetzen der Gleichungen (24), (26) in die Gleichung (23) ergibt
• i&sub1; = jωC&sub1; . R&sub3;/R&sub2; . V&sub1; ---- (27)
• Als Ergebnis wird, zwischen der Spannung V&sub1; und dem Strom i&sub1; ein neuer Kapazitätswert C gegeben als
• C = R&sub3;/R&sub2; . C&sub1; ---- (28)
• Durch Auswählen des Verhältnisses der Widerstandswerte R&sub3; und R&sub2; kann ein anderer neuer Kapazitätswert C aus dem ursprünglichen Kapazitätswert C&sub1; erhalten werden.
• Daneben ist aus Gleichung (23) zu ersehen, daß es genügt, wenn die Kapazitäts-Charakteristik einem der beiden Spannungs/Strom-Wandlerfaktoren gm1 oder gm2 gegeben wird.
• Fig. 3 und 4 beziehen sich auf eine zweite Ausführung dieser Erfindung. Die in Fig. 3 und 4 gezeigte variable Impedanz- Schaltung umfaßt Differentialverstärker-Schaltungen 8, 9 und ein Widerstandselement 7 ist zwischen den Emittern der die Differentialverstärker-Schaltung 8 bildenden Transistoren Q&sub1;, Q&sub2; angeschlossen, und ein Kapazitätselement 4 ist zwischen den Emittern der die Differentialverstärker-Schaltung 9 bildenden Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; angeschlossen. Der sonstige Aufbau ist der gleiche wie bei der ersten Ausführung nach Fig. 1 und 2.
• Nun wird angenommen, daß der Kapazitätswert des Kapazitätselementes 4 c&sub2; und der Widerstandswert des Widerstandselementes 7 R&sub1; sei, und die Gleichungen (26), (24) der ersten Ausführung werden jeweils umgeschrieben als
• gm2 = jωC&sub2; ---- (29)
• gm1 = 1/R&sub1; ---- (30)
• und der Strom i&sub1; wird
• i&sub1; = jωC&sub2; . R&sub3;/R&sub1; . V&sub1; ---- (31)
• Das bedeutet wie bei der ersten Ausführung, daß ein neuer Kapazitätswert C zwischen der Spannung V&sub1; und dem Strom i&sub1; anliegt als
• C = R&sub3;/R&sub1; . C&sub2;
• Deswegen kann durch Auswahl des Verhältnisses der Widerstandswerte R&sub3; und R&sub1; aus dem Anfangs-Kapazitätswert C&sub2; ein neuer Kapazitätswert C erhalten werden.
• Fig. 5 und Fig. 6 betreffen eine dritte Ausführung der Erfindung. Bei dieser Ausführung ist, wie deutlich aus Fig. 5 zu ersehen, das Ausgangsklemmen-Paar der Differentialverstärker- Schaltung 2 mit dem Eingangsklemmen-Paar der Differentialverstärker-Schaltung 1 über eine Strom/Strom-Wandlerschaltung 20 verbunden. Die Strom/Strom-Wandlerschaltung 20 kann, wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt, mit einer aus Transistoren Q&sub5; bis Q&sub8; und zwei Stromquellen I&sub2; zusammengesetzten Gilbert- Multiplikations-Schaltung realisiert werden. An die Transistoren Q&sub7;, Q&sub8; der Strom/Strom-Wandlerschaltung 20 wird eine Basisvorspannung von einer Spannungsquelle V&sub2; angelegt. Der sonstige Aufbau ist im wesentlichen der gleiche wie in Fig. 2 und Fig. 4.
• Wenn eine derartige Strom/Strom-Wandlerschaltung 20 benutzt wird, kann der Stromwert der Differentialverstärker-Schaltung 2 unabhängig von der Zusammensetzung der Differentialverstärker- Schaltung 2 geändert werden. Mit anderen Worten, wenn man annimmt, daß ein Koeffizient K zur Wandlung des Stroms i&sub1; in einen anderen Strom i&sub1;' besteht, ist die Beziehung
• i&sub1;' = K . i&sub1; ---- (32)
• Setzt man Gleichung (32) in Gleichung (27) ein, wird der gewandelte Strom i&sub1;' ausgedrückt als
• i&sub1;' = K . jωC&sub1; R&sub3;/R&sub2; . v&sub1; ---- (33)
• Deswegen ist der Kapazitätswert C' nach dem Wandeln gleich
• C' = K R&sub3;/R&sub2; C&sub1; ---- (34)
• Wie aus Gleichung (34) zu erkennen, kann der neue Kapazitätswert C' erhöht oder verringert werden durch die sich als das Produkt aus K und R&sub3;/R&sub2; ergebende Größe. Da K durch I&sub2;/I&sub0; bestimmt ist, wird die Gleichung (34) schließlich umgeschrieben zu
• C' = I&sub2;/I&sub0; . R&sub3;/R&sub2; . C&sub1; ---- (35)
• Das bedeutet, nach der Ausführung in Fig. 6 kann der Kapazitätswert nicht nur durch das Verhältnis der Widerstandskomponenten (R&sub3;/R&sub2;), sondern auch durch das Verhältnis der Stromkomponenten (I&sub2;/I&sub0;) geändert werden. Deswegen kann ein größerer Kapazitätswert erhalten werden.
• Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführung der Erfindung, bei der zu der Ausführeung nach Fig. 3 eine Strom/Strom-Wandlerschaltung 20 hinzugefügt ist. Auch in Fig. 7 kann der Stromwert der Differentialverstärker-Schaltung 9 unabhängig von der Zusammensetzung der Differentialverstärker-Schaltung 9 geändert werden. In Fig. 7 wird der Kapazitätswert C' nach Wandlung gegeben als
• C' = K R&sub3;/R&sub1; C&sub2;
• Wenn die Strom/Strom-Wandlerschaltung 20 so benutzt wird, wie es in den Ausführungen nach Fig. 5 bis Fig. 7 gezeigt ist, werden die folgenden Vorteile hervorgebracht. Da das Widerstandselement und das Kapazitätselement der variablen Impedanz-Schaltung nach der Erfindung auf einem Halbleiter-Chip ausgebildet ist, sind ihre Werte festgelegt. Wenn jedoch tatsächlich eine Filterschaltung mit Benutzung dieser variablen Impedanz-Schaltung aufgebaut wird, so kann es manchmal erwünscht sein, die Frequenz-Charakteristik des Filters nur sehr gering zu ändern. In einem solchen Fall kann mit Benutzung der Strom/Strom-Wandlerschaltung 20 die Filterschaltung mit einer Art von variabler Widerstandsfunktion versehen werden, so daß ziemlich einfach eine gewünschste Frequenz-Charakteristik realisiert werden kann.
• Fig. 8 zeigt eine fünfte Ausführung der Erfindung, die die Ausführung nach Fig. 6 abwandelt. Das bedeutet, statt der linearen Widerstandselemente 6, 6 in Fig. 6 werden Widerstände 21, 21 mit nichtlinearer charakteristik eingesetzt, die aus Transistoren Q&sub9;, Q&sub1;&sub0; zusammengesetzt sind, und es wird eine Basisvorspannung von einer Spannungsquelle V&sub2; an diese Transistoren Q&sub9;, Q&sub1;&sub0; angelegt. In dem Aufbau nach Fig. 8 ist das Widerstandselement nicht zwischen den Emittern der Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; angeschlossen, um die Differentialverstärker-Schaltung 22 zu bilden.
• Bei der Ausführung nach Fig. 8 erfüllen die Transistoren Q&sub9;, Q&sub1;&sub0;, die Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; zum Aufbau der Differentialverstärker-Schaltung 22, und die zwei Stromquellen I&sub0; im wesentlichen eine zu der in Fig. 6 gezeigten Gilbert'sche Multiplikations-Schaltung 20 äquivalente Strom/Strom-Wandlerfunktion. Dementsprechend wird die Strom/Strom-Wandlerfunktion mit einem einfachen Schaltungsaufbau realisiert. Bei der Schaltung nach Fig. 7 sind, da die Basispotentiale der Transistoren Q&sub9;, Q&sub1;&sub0; durch das Potential der Spannungsquelle V&sub2; festgelegt sind, sind dazuhin noch die Emitterpotentiale der Transistoren Q&sub3;, Q&sub4;, welche die Differentialverstärker-Schaltung 22 bilden, ebenfalls nahezu an den bestimmten Potentialen festgelegt. Deswegen wird, insbesondere wenn eine kleine Versorgungsspannung anliegt, die Schaltungsauslegung sehr einfach und der Dynamikbereich der die Differentialverstärker-Schaltung 1 bildenden Transistoren Q&sub1;, Q&sub2; kann verbreitert werden.
• Fig. 9 zeigt eine sechste Ausführung der Erfindung, welche die Ausführung nach Fig. 2 verbessert. Statt des Transistors Q&sub1; in Fig. 2 wird ein Operationsverstärker 24 benutzt, und statt des Transistors Q&sub2; in Fig. 2 ein Operationsverstärker 25. Der Operationsverstärker 24 ist zusammengesetzt aus Transistoren Q&sub1;&sub1; bis Q&sub1;&sub4;, Q&sub1;&sub9; und einer Stromquelle I&sub3;, während der Operationsverstärker 25 aus Transistoren Q&sub1;&sub5; bis Q&sub1;&sub8;, Q&sub2;&sub0; und einer Stromquelle I&sub3; besteht.
• Mit diesem Aufbau werden die Emitterwiderstände der Transistoren Q&sub1;&sub9;, Q&sub2;&sub0; kleiner in umgekehrter Beziehung zu dem Verstärkungsfaktor bei offener Schaltung (Leerlaufverstärkung) der Operationsverstärker 24, 25. Als Ergebnis wird die seriell zum Kapazitätselement 3 addierte Widerstandskomponente vermindert.
• Fig. 10 zeigt eine Ausführung der Erfindung in Anwendung zu einer variablen Widerstandsschaltung.
• Die Ausführung nach Fig. 10 ist eine abgewandelte Version des Aufbaus nach Fig. 8 und gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen identifiziert und wiederholte Erklärungen werden vermieden. Ein Transistor Q&sub2;&sub1; und eine variable Spannungsquelle V&sub3; bilden eine Stromquelle und ein elektrischer Strom Ix wird der Differentialverstärker-Schaltung 2 zugeleitet. Andererseits sind Widerstandselemente 26, 27 in Reihe zwischen den Emittern der Transistoren Q&sub1;, Q&sub2; geschaltet, welche die Differentialverstärker-Schaltung 1 bilden, und eine Konstantstromquelle 28 ist zwischen ihrem Verbindungspunkt und dem Referenzpotential angeschlossen.
• Wird angenommen, daß der in der Konstantstromquelle 28 fließende Strom I&sub0; ist, so werden die Differential-Emitterwiderstände reN der Transistoren Q&sub1;, Q&sub2;, Q&sub9; und Q&sub1;&sub0; wie folgt ausgedrückt
• reN = (KT/q) / (I&sub0;/2) ---- (36)
• wobei K die Boltzmann-Konstante, T die absolute Temperatur und q die Elektronenladung ist. Die an den Eingangsklemmen 29 und 30 anliegenden Potentiale werden als V&sub4; bzw. V&sub5; angenommen. Wenn die Potentiale V&sub4; und V&sub5; geändert werden, verändert sich der in den Transistoren Q&sub1; und Q&sub2; fließende Emitterstrom. Gleichzeitig verändert sich der in den Transistoren Q&sub9; und Q&sub1;&sub0; fließende Emitterstrom und dementsprechend werden auch die Potentiale V&sub6; und V&sub7; der Emitter der Transistoren Q&sub9; bzw. Q&sub1;&sub0; geändert. Gleichzeitig wird die Änderungsrate der Spannung (V&sub7;-V&sub6;) zur Spannung (V&sub4;-V&sub5;), d.h. der Spannungsverstärkungsfaktor GN nach der folgenden Gleichung gegeben
• GN = d(V&sub6; - V&sub7;) / d(V&sub4; - V&sub5;) = reN / (reN + R) -- (37)
• wobei R der Widerstandswert der Widerstandselemente 26 und 27 ist, und bewirkt eine Erhöhung des Emitter-Reihenwiderstandes der Transistoren Q&sub9; und Q&sub1;&sub0;. Wenn man den Kollektorstrom des Transistors Q&sub2;&sub1; zu Ix annimmt, ist jeweils der Emitter- und der Kollektorstrom der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; gleich Ix/2. Deswegen wird der Differentialemitter-Widerstand rep der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; wie folgt gegeben:
• rep = (KT/q) / (Ix/2) ---- (38)
• Wenn dabei die Größe des in den Konstantstromquellen 31 und 32 fließenden Stromes auf Ix/2 gesetzt wird, wird der von den Eingangsklemmen 29 und 30 einfließende Strom Null, was sehr vorteilhaft ist. Die Änderungsrate der Kollektorströme der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; durch den zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; erzeugten Spannungsunterschied (V&sub7;-V&sub6;), d.h. der Spannungs/Strom-Wandlerfaktor (gegenseitige Konduktanz) gmp wird wie folgt gegeben:
• gmp = 1 / rep ---- (39)
• Die Änderung des Kollektorstroms der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; ist gleich der Änderung der Stromwerte I&sub1; und I&sub2;, die von den Eingangsklemmen 29 und 30 einströmen. Deswegen ist die Änderungsrate der Ströme I&sub1; und I&sub2; durch die Änderungen der Potentiale V&sub4; und V&sub5;, d.h. d(I&sub1;-I&sub2;)/d(V&sub4;-V&sub5;), wie folgt gegeben:
• Da weiter die Änderung des Stroms I&sub1; und die Änderung des Stroms I&sub2; einander gleich sind, wird der von den Eingangsklemmen 29 und 30 gesehene Widerstandswert d(V&sub4;-V&sub5;)/dI&sub1; wie folgt ausgedrückt
• Wie aus Gleichung (41) zu erkennen, ist der Wert des Widerstands gleich dem Produkt des Differentialemitter-Widerstands rep der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4;, multipliziert mit dem Koeffizienten {2(reN+R)/reN}. Hier wird, da der Widerstandswert R der Widerstände 26 und 27 ein positiver Wert ist, der Koeffizient {2(reN+R)/reN} größer als 2. Um den von den Eingangsklemmen 29 und 30 gesehenen Widerstandswert zu ändern, wird dabei der Spannungswert der variablen Spannungsquelle V&sub3; geändert und der Kollektorstrom Ix des Transistors Q&sub2;&sub1; geändert, wodurch eine Veränderung des Differentialemitter-Widerstands rep verursacht wird.
• Nach der Ausführung in Fig. 10 kann im Vergleich mit der Variationsbreite des Differentialemitter-Widerstands rep der Widerstandswert mit einer mehr als doppelt so großen Breite verändert werden.
• In der in Fig. 10 gezeigten Ausführung ist dabei der Kollektor des Transistors Q&sub3; an der Basis des Transistors Q&sub2; angeschlossen, und der Kollektor des Transistors Q&sub4; an der Basis des Transistors Q&sub1;, jedoch können stattdessen die Kollektoren der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; miteinander vertauscht werden. In diesem Falle kann der von den Eingangsklemmen 29 und 30 gesehene Widerstandswert als ein negativer Wert realisiert werden. Darüberhinaus werden in der Ausführung in Fig. 10 die Transistoren Q&sub9; und Q&sub1;&sub0; als die Widerstandslast der Transistoren Q&sub1; bzw. Q&sub2; benutzt, es ist jedoch selbstverständlich möglich, ein normales Widerstandselement, wie in Fig. 2 gezeigt, einzusetzen.
• So kann entsprechend der Ausführung in Fig. 10 der Widerstandswert mit einer größeren Breite geändert werden, als es der Veränderung des differentiellen Emitterwiderstandes eines Transistors entspricht, und die veränderbare Breite des Widerstandswertes kann frei geändert werden durch Ändern des Stromwertes der Stromquelle, die an dem Transistorpaar der Differentialverstärker-Schaltung angeschlossen ist.
• Fig. 11 betrifft eine achte Ausführung der Erfindung. In Fig. 11 sind variable Kapazitäts-Schaltungen 100, 101, die im wesentlichen gleichwertig dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau sind, in Kaskade geschaltet. Ein Kapazitätselement 33 ist zwischen den Emittern der Transistoren Q&sub1;, Q&sub2; angeschlossen, welche die Differentialverstärker-Schaltung 1 der variablen Kapazitäts-Schaltung 101 bilden. Der Kapazitätswert dieses Kapazitätselementes 33 wird zu C&sub2; angenommen. Der Widerstandswert des an der Basis des Transistors Q&sub1; der variablen Kapazitäts-Schaltung 100 angeschlossenen Widerstandselementes 34 wird als R&sub3;&sub4; angenommen, und der Widerstandswert des zwischen dem Referenzpotential und der Basis des Transistors Q&sub2; der variablen Kapazitäts-Schaltung 100 angeschlossenen Widerstandselements 35 wird zu R&sub3;&sub5; angenommen. Der restliche Aufbau ist der gleiche wie in Fig. 2.
• Diese Ausführung ist dazu ausgelegt, eine große (theoretisch eine unendlich große) Kapazität aufgrund des nachfolgenden Prinzips zu erhalten. Man nehme die Kapazitätswerte der beiden Kapazitätselemente zu -CA, CB an und für den durch Schalten derselben in Reihe erhaltenen synthetischen Kapazitätswert C wird die folgende Beziehung erhalten:
• Daraus folgt
• C = CA CB/CA - CB ---- (43)
• und wenn CA = CB, wird C unendlich. Allgemein wird in einer integrierten Halbleiter-Schaltung, da die relative Genauigkeit der Elemente relativ hoch ist, dann, wenn die Schaltung so ausgelegt wird, daß z.B. CA = 1,01 CB, der Wert C
• C = 1,01 CB²/0,01 CB = 101 CB wird, ---- (44)
• und es kann leicht ein Kapazitätswert von mehr als dem Hundertfachen erhalten werden. Durch das gleiche Prinzip kann eine negative Kapazität realisiert werden.
• Als nächstes wird bei dem Aufbau nach Fig. 11 sein Betrieb nachstehend erklärt.
• Es wird angenommen, daß die Basis-Wechselspannung des Transistors Q&sub1; der variablen Kapazitäts-Schaltung 100 Vo sei, und die Basis-Wechselspannung des Transistors Q&sub2; gleich Vb, dann ergibt sich
• Hier folgt mit der Annahme, daß die beiden variablen Kapazitäts-Schaltungen 100, 101 symmetrisch und R&sub2; = R&sub3; sind, aus den Gleichungen (45), (46)
• Setzt man Gleichung (47) in Gleichung (45) ein, so ergibt sich
• Aus Gleichung (48) ergibt sich, daß
• Deswegen wird, wenn C&sub1; = C&sub2;, Q unendlich, und ein sekundäres Tiefpaßfilter mit extrem hoher Selektivität realisiert.
• Wenn andererseits der Widerstandswert R&sub3;&sub5; ein extrem hoher Wert ist, ergibt sich
• Damit wird, wenn C&sub1; = C&sub2;, ein primäres Tiefpaßfilter mit einem extrem großen Äquivalent-Kapazitätswert C = C&sub1; C&sub2;/C&sub1;-C&sub2; realisiert.
• Zusammen mit dem Fortschritt beim Integrationsgrad von ingrierten Halbleiter-Schaltungen wird gefordert, daß externe Teile, insbesondere Kapazitätselemente mit großer Kapazität, in einem Halbleiter-Chip mit aufgenommen werden. Allgemein ist in einer integrierten Halbleiter-Schaltung die relative Genauigkeit von Elementen wie Kapazitäten, Widerständen und Transistoren extrem hoch, und deshalb ist es ziemlich einfach, die Kapazitätswerte C&sub1;, C&sub2; der beiden Kapazitätselemente 3 und 33 in Fig. 11 nahezu einander gleich zu machen (z.B. C&sub1; = 1,01 C&sub2;). Wenn bisher bei einem Halbleiter-Chip eine Begrenzung bei der Realisierung eines Kapazitätswertes bei nur etwa 100 pF bestand, und zwar aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten, kann im Gegensatz dazu bei dem in Fig. 11 gezeigten Aufbau ein extrem hoher Kapazitätswert in einer integrierten Halbleiter-Schaltung realisiert werden.

Claims (10)

1. Variable Impedanz-Schaltung, welche umfaßt:

erste und zweite Differentialverstärker-Schaltungen (1, 2, 8, 9) mit jeweils einem Paar Eingangsklemmen und einem Paar Ausgangsklemmen, wobei jede Differentialverstärker- Schaltung aus einem Paar aktiver Bauelemente (Q&sub1;, Q&sub2;; Q&sub3;, Q&sub4;; 24, 25) besteht, Impedanzelemente (3, 4, 5, 7) zwischen den Paaren aktiver Bauelemente angeschlossen sind und die aktiven Bauelemente Transistoren oder Operationsverstärker sind;

Mittel zum Verbinden des Eingangsklemmen-Paares der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1, 8) mit dem Ausgangsklemmen-Paar der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 9); und

Mittel zum Verbinden des Eingangsklemmen-Paares der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 9) mit der Ausgangsklemme der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1, 8); wobei

die Eingangsklemmen (A, A') der Impedanz-Schaltung zwischen den Eingangsklemmen zu den aktiven Elementen der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1, 8) angeschlossen sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Elemente entweder:

ein kapazitives Element (3) in der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1,8) und ein erstes Widerstandselement (5) von auswählbarem Widerstandswert R in der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 9); oder

ein erstes Widerstandselement (7) von auswählbarem Widerstandswert R in der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1, 8) und ein kapazitives Element (4) in der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 9) sind; und dadurch gekennzeichnet,

daß ein zweites Widerstandselement (6) von auswählbarem Widerstandswert R&sub3; zwischen den Eingangsklemmen der aktiven Elemente der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 9) angeschlossen ist;

wodurch die Impedanz der Eingangsklemmen kapazitativ und durch das Verhältnis R&sub3;/R der Widerstandswerte des ersten und des zweiten Widerstandselements bestimmt ist.

2. Variable Impedanz-Schaltung nach Anspruch 1, bei der die aktiven Bauelemente der ersten Differentialverstärker- Schaltung Operationsverstärker sind.

3. Variable Impedanz-Schaltung nach Anspruch 1, bei der die Paare von Bauelementen der ersten und zweiten Differentialverstärker-Schaltungen Transistorpaare (Q&sub1;, Q&sub2;; Q&sub3;, Q&sub4;) sind.

4. Variable Impedanz-Schaltung nach Anspruch 3, bei der Impedanzelemente (3, 4, 5, 7) zwischen den Emittern der Transistorpaare (Q&sub1;, Q&sub2;; Q&sub3;, Q&sub4;) angeschlossen sind.

5. Variable Impedanz-Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der eine erste Konstantstromquelle zum Zuführen eines wählbaren Stromes I&sub0; zwischen dem Paar aktiver Bauelemente der zweiten Differentialverstärker-Schaltung angeschlossen ist.

6. Variable Impedanz-Schaltung nach Anspruch 5, bei der ein Strom/Strom-Wandlerkreis (20) zwischen den ersten und zweiten Differentialverstärker-Schaltungen (1, 2) angeschlossen ist, welcher Strom/Strom-Wandlerkreis umfaßt eine dritte Differentialverstärker-Schaltung, bestehend aus einem Transistoren-Paar (Q&sub5;, Q&sub6;) und einer zweiten Konstantstromquelle zum Zuführen eines wählbaren Stroms I&sub2;, die an dem gemeinsamen Emitter des Transistorenpaares (Q&sub5;, Q&sub6;) der dritten Differentialverstärker-Schaltung angeschlossen ist, wobei die Basisanschlüsse der Transistoren der dritten Differentialverstärker-Schaltung mit dem Ausgangsklemmen- Paar dar zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2) verbunden sind, und die Kollektoren der Transistoren der dritten Differentialverstärker-Schaltung mit dem Eingangsklemmen-Paar der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1) verbunden sind;

wodurch die Impedanz der Eingangsklemmen der Impedanz- Schaltung definiert wird durch das Verhältnis der Widerstandswerte (R&sub3;/R) des ersten und des zweiten Widerstandselementes und durch das Verhältnis der Stromwerte (I&sub2;/I&sub0;) der ersten und der zweiten Konstantstromquelle.

7. Variable Impedanz-Anordnung, welche erste und zweite variable Impedanz-Schaltungen (100, 101) jeweils nach einem der vorangehenden Ansprüche umfaßt, und weiter umfaßt Mittel zum Verbinden der Eingangsklemme eines der aktiven Bauelemente (Q&sub1;, Q&sub2;) der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1) der ersten variablen Impedanz-Schaltung (100) mit der Eingangsklemme eines der aktiven Bauelemente (Q&sub1;, Q&sub2;) der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1) der zweiten variablen Impedanz-Schaltung (101).

8. Variable Impedanz-Schaltung, welche umfaßt:

erste und zweite Differentialverstärker-Schaltungen (1; 2, 22), die jeweils aus einem Paar Transistoren (Q&sub1;, Q&sub2;; Q&sub3;, Q&sub4;) bestehen und ein Paar Eingangsklemmen und ein Paar Ausgangsklemmen besitzen;

Mittel zum Verbinden des Eingangsklemmen-Paares der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1) mit dem Ausgangsklemmen-Paar der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 22); und

Mittel zum Verbinden des Eingangsklemmen-Paares der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 22) mit dem Ausgangsklemmen-Paar der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1);

wobei die Eingangsklemmen der Impedanz-Schaltung zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren (Q&sub1;, Q&sub2;) der ersten Differentialverstärker-Schaltung angeschlossen sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung weiter umfaßt ein zwischen den Emittern der Transistoren der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1) angeschlossenes Impedanzelement (3, 33; 26, 27);

eine erste Konstantstromquelle (Io, Ix) zum Zuführen eines auswählbaren Stromes, die zwischen einem gemeinsamen Emitter für die Transistoren der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2, 22) und einer ersten Spannungsquelle (V&sub1;) angeschlossen ist;

einen zwischen jeder Eingangsklemme der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2) und der ersten Spannungsquelle (V&sub1;) angeschlossenen Transistor (Q&sub9;, Q&sub1;&sub0;), wobei jedem der Transistoren (Q&sub9;, Q&sub1;&sub0;) von einer zweiten Spannungsquelle (V&sub2;, V&sub3;) eine Basis-Vorspannung zugeführt wird.

9. Variable Impedanz-Schaltung nach Anspruch 8, bei der:

das Impedanzelement ein kapazitives Element (3) ist; die erste Konstantstromquelle ausgelegt ist, auswählbaren Strom Io dem gemeinsamen Emitter der Transistoren der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (22) zuzuleiten; und

eine zweite Konstantstromquelle ausgelegt ist, auswählbaren Strom I&sub1; zwischen den Emittern der Transistoren der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1) zuzuführen;

wodurch die Impedanz der Eingangsklemmen der Impedanz- Schaltung proportional zu dem Verhältnis der Stromwerte Io und I&sub1; der ersten bzw. zweiten Konstantstromquelle geändert werden kann.

10. Variable Impedanz-Schaltung nach Anspruch 8, bei der:

das Impedanzelement ein Widerstandselement (26, 27) ist; die erste Konstantstromquelle ausgelegt ist, auswählbaren Strom Ix dem gemeinsamen Emitter der Transistoren der zweiten Differentialverstärker-Schaltung (2) zuzuleiten; und

eine zweite Konstantstromquelle ausgelegt ist, auswählbaren Strom Io zwischen den Emittern der Transistoren der ersten Differentialverstärker-Schaltung (1) zuzuleiten; wodurch die Impedanz der Eingangsklemme der Impedanz- Schaltung proportional zu dem Verhältnis der Stromwerte I und I&sub0; der ersten bzw. zweiten Konstantstromquelle geändert werden kann.