KR920008785B1 - 직류신호 변환용 회로 - Google Patents

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KR920008785B1
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린더레 하인쯔
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텔레풍켄 엘렉트로닉 게엠베하
클라우스 봄하르트 · 한스-위르겐 마우테
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Abstract

내용 없음.

Description

직류신호 변환용 회로
제1도는 본 발명이 한 실시예에 일치하는 직류 변환기를 도시한 개략회로도.
제2도는 제1도의 온도변화에 대한 입력 전류에 대한 출력 전류의 특성도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 계략 회로도.
제4도는 제3도에서 요구되는 전압차의 발생을 설명한 개략 회로도.
제5도는 제3도에서 트랜지스터들중 한 트랜지스터의 베이스 및 콜렉터 사이에 다른 한 트랜지스터의 에미터 및 베이스가 연결된 것을 도시한 제3도와 유사한 개략 회로도.
제6도는 본 발명의 다른 실시예에 일치하는 2트랜지스터의 에미터들에 입력 전류가 제공되는 것을 도시한 개략 회로도.
제7도는 제6도에서 저항기를 가진 분합기에 의해 요구되는 전압차의 발생을 설명한 개략 회로도.
제8도는 제7도와 유사한 다른 면적의 에미터를 갖는 트랜지스터에 의한 저항기를 가진 분압기에 의해 요구되는 전압치의 발생을 설명한 개략 회로도.
제9도는 제어신호를 포함하는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 개략회로도.
제10도는 제9도와 유사한 저항기에 의해 결정되는 전류(i1)를 갖는 다른 특징을 갖는 개략 회로도.
제11도는 출력전류의 추가 변환을 위해 제공되는 제2직류신호 변환기를 도시한 본 발명의 다른 특징에 일치하는 개략 회로도.
제12도는 연산증폭기, 트랜지스터 및 저항기를 갖는 제어회로를 포함하는 본 발명의 변환회로를 도시한 개략 회로도.
제13a도는 부가의 트랜지스터를 갖는 제12도와 유사한 회로를 도시한 회로도.
제13b도는 일정한 전압치의 발생을 위한 본 발명의 변환회로의 실시예를 도시한 개략 회로도.
제14도는 콜렉터 전류의 미러를 위한 전류 미러회로를 갖는 본 발명의 변환회로의 부가 실시예를 도시한 회로도.
제15도는 또 다른 직류신호 변환기를 갖는 제12도의 회로와 유사한 회로도.
제16도는 증폭기를 제어시키기 위한 배열을 도시한 본 발명의 추가 실시예의 블록도.
제17도는 제16도의 전류(i1)에 대한 전류비(i3/i1)를 도시한 특성도.
제18도는 반전회로를 도시한 제16도의 블록(35)의 개략 회로도.
제19도는 비반전 회로를 도시한 제16도의 블록(35)의 다른 개략 회로도.
제20a도는 온도 변화에 대한 전류의 보상을 위한 전압원을 갖는 반전회로를 도시한 제16도의 블록(35)의 추가 개략 회로도.
제20b도는 추가의 다른 전압원의 접속된 제20a도와 유사한 개략 회로도.
제21a도는 트랜지스터의 베이스에 공급하는 전류원의 온도에 의한 영향을 설명하기 위한 제16도의 블록(35)의 다른 개략 회로도.
제21b도는 제21a도의 트랜지스터에 베이스의 공급되는 전류원을 제거하고 전류원의 온도에 의한 영향을 설명하기 위한 제21a도의 변환된 개략 회로도.
제21c도는 전류원 대신에 저항기들을 사용한 제16도의 블록(35)의 다른 변화를 도시한 개략 회로도.
제22도는 입력전류를 미러하기 위해 사용된 전류 미러회로를 갖는 제16도의 블록(35)의 또 다른 변화를 도시한 개략 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 직류 변환기 21 : 전위차계
25, 38, 34 : 전류원 29, 41, 42 : 전압원
34 : 증폭기단 35 : 직류신호 변환기
46 : 전류미러회로
본 발명은 직류신호 변환용 회로에 관한 것이다.
많은 전자제어회로에 있어서 신호변환은 재생가능한 온도변화에 일치하는 신호를 제공하는 것이 요구된다. 이러한 회로는 특히 전체 제어범위에 걸쳐서 또는 온도변화를 보상할 수 있어야만 한다. 상기의 제어회로는 한정된 충전전류의 발생이나 증폭기의 전자제어를 위해 요구된다.
본 발명의 목적은 온도변화에 대해 조정가능하고 출력신호가 온도와 무관하게 되는 직류신호를 변환하기 위한 회로를 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면 직류신호 변환용 회로내의 온도변화에 대한 출력신호는 조정가능하고, 베이스-에미터부가 적절한 전압차를 보이는 2개의 트랜지스터는 온도변화에 대한 출력 전류를 제어하기 위해 제공된다.
전압차는 예를 들면 2개의 트랜지스터의 에미터 혹은 베이스들간의 전압원에 이해 발생된다. 본 발명의 또 다른 개선에 의하면, 또 다른 직류신호 변환기가 2개의 트랜지스터의 다음에 접속되어, 그 출력전류가 상기 입력 전류에 따라 지수적으로 변화되도록 한다.
이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 의해 더욱 상세히 기술하고자 한다.
제1도는 트랜지스터(2, 3)를 가진 직류변환기(1)를 도시한다. 입력 트랜지스터 (2)에 있어서, 베이스는 콜렉터에 접속된다. 온도변화에 대한 전류 미러관계(i2/i1)는 2 트랜지스터(2, 3)의 베이스들간의 전압차에 의해 세트된다. 그 전압차는 전압원(4)에 의해 도시된다. 실제 전압원에 있어서, 저항기를 가진 전류원 혹은 전압 분배기를 가진 전압원은 전압원으로써 사용될 수 있다.
제2도는 파라미터로 오노도를 가진 입력전류(i1)에 대한 출력전류(i2)의 관계를 도시한다. 제2도의 실시예에 있어서, T0는 기준온도이다. 제2도에 있어서, T1은 기준온도 T0보다 크며, 반면 온도 T2는 기준온도 T0보다 작다. 제2도의 특성 곡선은 미러 트랜지스터(3)의 베이스-에미터 전압이 미러 트랜지스터(2)의 것보다 작은 조건에서 얻어진다. 상기 사항은 전압원(4)의 전압 방향 및 크기에 의해 얻어진다. 전압원(4)의 극성이 역전될시에 출력전류(i2)의 온도 의존도는 반대방향으로 된다.
제3도는 트랜지스터(2,3)를 가진 본 발명에 의한 회로의 한 실시예를 도시한다. 상기에서 전압원(4)은 트랜지스터(3)의 에미터와 기준점(접지)간에 접속된다. 전압원 (4)은 2개의 트랜지스터(2, 3)의 베이스-에미터부 간에 본 발명에 의해 요구된 전압차를 제공한다. 물론 전압원(4)은 다른 트랜지스터(2)의 에미터부 내에 삽입될 수도 있다.
제3도가 요구된 전압차와 발생을 도시적으로만 도시한 반면, 제4도는 실제적인 적용으로, 요구되는 전압차가 발생되는 여부를 도시한다. 제4도에 따르면, 전압차는 저항(5, 6)으로 구성된 전압 분배기에 의해 발생된다. 전압 분배기는 제4도에 의한 전압원(4')에 의해 제공된다. 전압 분배기 비율 및 전압원(4')의 전압크기는 어떤 온도변화에 대한 전류 관계(i2/i1)가 회로에 대해 얻어지는 트랜지스터(2, 3)의 2개의 에미터간의 전압차를 제공하도록 선택되어야 한다. 전압차에 대한 트랜지스터(3)의 에미터 전류의 영향을 감소시키기 위해, 저항기(5, 6)를 포함하는 병렬연결된 저항값은 낮게 되도록 선택된다.
제5도의 회로(1')는 트랜지스터(2)내의 콜렉터 및 베이스가 직접 접속되지 않고 또 다른 트랜지스터(7)의 베이스 에미터부를 통하여 접속되는 제3도의 회로와 다르다.
제6도의 회로에 있어서는, 입력전류(i2)는 2개의 트랜지스터(2, 3)의 에미터에 인가된다. 제6도의 회로는 2개의 출력전류(i2, i4)를 공급한다. 본 발명에 따라 제공된 전압차는 트랜지스터(2, 3)의 베이스간에서 발생된다(전압원(4)에 의해 표시됨). 전압원(8)은 트랜지스터(2, 3)의 에미터 전위가 기준전위보다 높게 해준다. 온도변화에 대한 출력전류(i2, i4)는 온도변화에 대한 입력전류(i1)에 대해 반대방향으로 된다.
제7도의 회로는 저항기(5, 6)를 가진 전압 분배기가 전압차를 발생하도록 제공되어 제6도의 회로와는 다르다.
제8도의 회로에서, 2개의 트랜지스터(2, 3)의 에미터부는 면적이 다르다. 트랜지스터(2)의 큰 에미터 면적은 전압차에 의해 감소된 출력전류(i2)가 출력전류(i4)와 비교하여 상승되게 해준다.
제9도의 회로는 전압원(10)과 연산증폭기(9)로 구성된 제어회로를 포함한다. 연산증폭기(9)의 비반전 입력(11)은 전압원(10)에 연결된다. 전압원(10)의 다른 단자는 기준점에 접속된다. 연산증폭기(9)의 반전 입력(12)은 트랜지스터(2, 3)의 에미터에 접속된다. 연산증폭기(9)의 출력(13)은 트랜지스터(3)의 베이스에 접속된다. 제어회로는 트랜지스터(2, 3)의 에미터에서의 전위를 전압원(10)의 전위와 같도록 해준다. 2개의 전위가 같다는 것은 제어신호(i1)가 다른 회로의 영향과는 무관하게 해준다.
제10도의 회로는 제9도의 회로와는 달리 전류(i1)의 크기를 결정하는 저항기(1 6)를 기준점과 트랜지스터(2, 3)의 에미터간에 접속되어 있다. 제10도의 회로의 전압원(10)은 조절될 수 있는데, 이로 인해 입력전류(i1)는 또한 제어가능하다.
제11도의 회로는 직류신호 변환기(1)에 부가하여 출력전류의 부가의 변환을 초래하는 제2직류신호 변환기(17)가 제공된다(온도의 존도). 2개나 그 이상의 직류신호 변환기의 사용은 온도 의존도의 선형성이 증가되게 하거나 혹은 더 큰 온도변화에 대해 동일한 선형성이 얻어지도록 해준다. 온도변화에 대한 출력전류(i5, i6)는 온도변화에 대한 전류(i2)에 대해 반대방향으로 된다.
제12도의 회로는 연산증폭기(9), 트랜지스터(3) 및 저항(18, 19, 20)으로 구성된 제어회로를 포함한다. 연산증폭기(9)의 반전입력(12)은 저항기(19, 20)로 구성된 전압 분배기에 의해 분압된 제어신호가 공급된다. 연산증폭기(9)의 비반전 입력(1 1)은 전압원(8)의 전위와 저항기(18)의 크기 및 트랜지스터(3)의 콜렉터 전류에 의해 결정되는 전위가 공급된다. 저항기(18)는 연산증폭기(9)의 비반전 입력(11)과 전압원 (8)의 양전위간에 접속된다. 온도에 의존하는 트랜지스터(2)의 출력전류(i2)는 트랜지스터(3)의 에미터의 전위와 다른 전위인 전압분배기(5, 6) 및 전압원(8)에 의하여 트랜지스터(3)의 에미터 전위에 의해 발생된다. 온도 의존도이 크기는 상기의 전위차의 크기에 의해 결정된다.
출력전류(i2)는 예를 들면 제12도에 의한 회로의 입력단자(23)에 접속되는 전위차계(21)의 스라이더(22)를 갖는 전압원(8)에 평행으로 연결된 전위차(21)에 의해 제어될 수 있다.
제13a도의 회로는 제12도의 회로와는 달리 여기에는 부가적으로 트랜지스터 (2)의 콜렉터에 에미터가 접속된 트랜지스터(24)가 제공된다. 이 트랜지스터(2)의 베이스는 일정한 전위에 접속된다. 트랜지스터(24)의 기능을 트랜지스터(2)의 콜렉터-에미터 전압을 일정하게 유지하는데에 있다. 그로 인해 출력전류(i2)는 출력전위(트랜지스터(24)의 콜렉터)내의 변화와 대체로 부관하게 된다.
제13b도는 트랜지스터(2, 3)의 베이스-에미터부간에 일정한 전압차의 발생을 위한 실시예에를 나타낸다. 제13도에서 전압차는 저항기(26)를 통하여 차전압의 값을 셋팅하는 전류원(25)에 의해 발생된다.
제14도의 회로는 제12도의 회로와는 달리 트랜지스터(27(다이오드가 연결됨), 28)를 가진 전류미러회로가 연산증폭기(9)의 반전입력(12)에 트랜지스터(3)의 콜렉터 전류를 미러한다. 상기에서, 비반전 입력(11)은 전압원(8)의 양극에 접속된다. 하나의 트랜지스터(27)가 다이오드로써 접속된 전류 미러회로는 전압원(29)에 의해 공급된다. 제어신호는 단자(48, 49)간의 전위차와 저항기(47)의 크기에 의해 결정되는 제어전류로써 회로점(12)에 인가된다.
제15도의 회로는 제12도의 회로와는 달리, 저항기(32, 33)와 트랜지스터(30, 31)로 구성된 또 다른 직류신호 변환기를 제공한다. 이러한 직류신호 변환기의 변환된 출력전류는 전류(i4, i5) 로 구성된다.
증폭기를 제어하는데 작용하는 제16도의 회로에 있어서, 증폭기단(34)과 전류 (i2)를 공급하는 회로(1)간에는 직류신호 변환기(35)가 접속되는데 이 기능은 회로(1)간에는 직류신호 변환기(35)가 접속되는데 이 기능은 회로(1)의 출력전류(i2)를 이 전류에 의존한 지수적 전류(i3)로 변환되게 한다. 직류신호 변환기(35)의 삽입에 의하여 증폭기단(34)의 출력에서 회로(1)의 입력신호(i1)에 지수적으로 의존하는 신호가 얻어진다.
제17도는 입력신호(i1)에 대한 전류관계(i3/i1)를 반대수 크기로 도시한다(직류신호 변환기(35)의 삽입으로). 온도 변화에 대한 전류관계(i3/i1)는 회로(1)에 의존하는데 특히 트랜지스터(2, 3)의 베이스 에미터부에서의 전압차에 의존한다.
제18도에서 제22도는 직류신호 변환기의 실시예들이다. 제18도의 실시예는 반전회로이고, 제19도의 실시예는 비반전회로이다. 제18도의 반전회로는 트랜지스터 (36, 37), 전류원(38) 및 저항기(39)로 구성된다. 트랜지스터(40)는 트랜지스터에 대해 공시되 특성곡선 법칙에 따라 전류(i2)상의 전류(i3)의 지수적 의존도를 초래한다.
전류원(38)의 전류의 크기에 따라 동작되도록 접속된 트랜지스터(36, 37)는 예를 들면 i2=0인 제어없이 트랜지스터(40)의 정동작점을 결정한다. 전류(i2)의 전류변화로부터 제18도의 회로는 저항기(39)에서 대응전압변화를 준다. 그로 인해 입력전류 (i2)에 지수적으로 의존하는 전류가 트랜지스터(40)의 출력에서 얻어진다. 전압원(41)은 회로에 동작전압을 제공한다.
제19도의 회로는 제18도의 회로와 달리 전류가 트랜지스터(36)의 베이스에 인가되지 않고 트랜지스터(40)의 베이스에 인가된다. 그로 인해 제어효과는 제18도의 회로에서, 전류(i3)가 전류(i2)와 함께 증가되는 반면 제19도의 회로내의 전류(i3)는 전류(i2)가 증가함으로써 감소하도록 영향을 미친다.
제20a도는 제18도의 회로와 달리, 부가적으로 온도변화에 대한 전류(i3)에 추가적으로 영향를 미칠수 있는 추가 전압원(42)이 제공된다. 제20b도의 회로에 있어서, 전압원(42')은 트랜지스터(40)의 에미터 단자에 삽입되지 않고 트랜지스터(36)의 에미터 단자에 삽입된다.
제21a도는 및 제21b도의 회로에 있어서, 온도 영향은 전압원에 의해 초래되지 않고, 제21a도의 회로내에서, 상기 온도 영향이 전류를 트랜지스터(36)의 베이스점에 더해지고, 제21b도의 회로내에서는 전류를 감하는 방법으로 접속된 전류원(43, 43')에 의해 초래한다.
제21도의 회로에 있어서, 전류원(38, 43)은 저항기(44, 45)에 의해 대체된다. 이러한 저항들은 제21a도의 회로내에서의 전류원과 같은 목적을 가진다.
제22도의 회로에 있어서, 입력전류(i2)는 전류미러회로(46)를 통하여 트랜지스터(36)의 베이스에 인가된다. 전류미러회로는 전류(i3)에 대하여 입력전류(i2)의 제어효과가 감해지게 한다.

Claims (21)

  1. 온도에 대해 보상된 직류출력 신호를 만들기 위한 직류변화 회로에 있어서, 직류입력 신호를 전달하기 위한 입력단과, 직류출력 신호를 전달하기 위한 출력단과, 그리고 온도에 의존하는 직류 입력신호의 크기의 함수인 크기를 갖는 직류출력 신호를 생성하고 직류입력신호를 수신하기 위해 상기 입력단 및 출력단 사이에 연결된 변환단과 상기 변환단은 전류 미러를 형성하도록 연결된 2 트랜지스터 및 상기의 각 트랜지스터가 변환단이 동작되는 동안 베이스 에미터 전압이 동작되고 직류출력 신호가 바람직한 온도특성이 되도록 상기 2 트랜지스터의 베이스 에미터 전압들 사이의 전압차를 조절하여 고정하고 온도로 인한 전류 크기의 변화를 보상하도록 직류출력 신호의 크기를 조절하여 고정하기 위해 상기 2 트랜지스터 중 적어도 한 트랜지스터에 연결된 전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변화용 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 제어부는 상기 2 트랜지스터의 베이스들 사이에 연결된 전압원을 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전압 제어부는 상기 2 트랜지스터의 에미터들 사이에 연결된 전압원을 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전압 제어부는 전압 분배기에 연결된 저압원 및 저항기에 연결된 전류원 및 전압원중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 2 트랜지스터는 면적이 다른 에미터들을 갖는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 변환단은 상기 2 트랜지스터의 에미터들 및 기준전위 사이에 연결된 저항기를 포함하고, 상기 저항기는 직류입력 신호를 고정시키기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 2 트랜지스터는 직류입력 신호에 둘다 결합되고, 각 트랜지스터는 직류출력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 2 트랜지스터는 에미터가 서로 함께 연결된 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  9. 제7항에 있어서, 상기 변환단은 어떤 값에서 상기 2 트랜지스터의 에미터들에 전위를 고정시키기 위한 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 변환단은 직류입력 신호를 수신하기 위한 입력 및 상기 입력 전위를 제어하기 위한 전위 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  11. 제1항에 있어서, 상기 입력단 및 출력단 사이에 연결된 상기 변환단중 적어도 2 변환단을 포함하고, 직류신호 변환이 제공되는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  12. 제11항에 있어서, 직류출력 신호에 결합된 에미터 및 일정한 전위로 유지되는 베이스를 갖는 제3트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  13. 제1항에 있어서, 제어루프 및 상기 콜렉터의 전류를 제어하기 위해 상기 제어부를 걸쳐 상기 트랜지스터들 중 한 트랜지스터의 코렉터의 연결된 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  14. 제1항에 있어서, 직류신호 변환단의 출력전류는 상기 변환단의 다음 단으로 연결되는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환용회로.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다음단의 직류신호 변환기는 인버터를 형성하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환을 위한 변환기 회로의 조합.
  16. 제3항에 있어서, 상기 다음단의 직류신호 변환기는 상기 변환기의 입력전류 및 다음단의 직류신호 변환기의 대수적인 그러한 출력전류 사이의 온도 의존 경향이 있는 제어특성 곡선이 보상되도록 온도에 의존하는 출력전류를 갖는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환을 위한 변환기 회로의 조합.
  17. 제14항에 있어서, 상기 다음단의 직류신호 변환기는 2 트랜지스터 및 상기 트랜지스터들의 베이스 사이에 연결된 저항기를 포함하고, 앞단의 직류출력 신호는 상기 저항기를 통해 상기 변환기에 흐르도록 연결된 것을 특징으로 하는 직류신호 변환을 위한 변환기 회로의 조합.
  18. 제14항에 있어서, 상기 다음단의 직류신호 변환기는 2 트랜지스터와 상기 트랜지스터들의 베이스 사이에 연결되는 저항기를 포함하고, 상기 다음단의 직류신호 변환기의 트랜지스터들 중의 한 트랜지스터의 에미터에 다음단의 직류신호 변환기의 온도변화에 대한 출력전류에 영향을 주는 일정한 직류 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환을 위한 변환기 회로의 조합.
  19. 제14항에 있어서, 상기 다음단의 직류신호 변환기의 입력에 전류원을 갖고, 상기 다음단의 직류신호 변환기의 입력전류에 더해지는 전류를 갖고, 상기에 의해 상기 다음단의 직류신호 변환기의 온도변화에 대한 출력전류에 영향을 미치는 것을 추가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환을 위한 변환기 회로의 조합.
  20. 제14항에 있어서, 상기 다음단의 직류신호 변환기의 입력에 연결된 저항기 및 상기 저항기에 의한 결과적인 전위차는 상기 다음단의 직류신호 변환기의 온도변화에 대한 출력전류에 영향을 미치는 것을 추가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환을 위한 회로의 조합.
  21. 제14항에 있어서, 상기 변환기 및 상기 다음단의 직류신호 변환기 사이에 연결된 전류미러회로 및 다음단의 직류신호 변환기의 입력의 제어효과를 반전시키는 것을 추가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 직류신호 변환을 위한 변환기 회로의 조합.
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