NO150432B

NO150432B - TUBE

Info

Publication number: NO150432B
Application number: NO782132A
Authority: NO
Inventors: Joseph L Abbott
Original assignee: Joseph L Abbott
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1984-07-09
Also published as: JPS5822434B2; DE2826680C2; NL175160B; IT7849922A0; SE7806954L; NL7806582A; JPS5418385A; CA1075647A; NO782132L; DK271778A; ES470884A1; DE7818230U1; CH635792A5; FR2395197A1; NO150432C; IT1105194B; FR2395197B1; AU506826B1; NL175160C; BR7803901A

Description

Fastholdt integrerings - strømkretsanor dning. Retained integration - power circuit device.

Foreliggende oppfinnelse angår fast-holdte (clamped) integrerings-strømkrets-anordninger og spesielt av den art hvor det over en kondensator, som er i serie med en motstand, er koblet en likestrøm-forsterker og hvor fastholdelsen foregår ved å påtrykke en fastholdelsesbølge på en transistor som er innskutt i en krets i shunt med kondensatoren. The present invention relates to clamped integrated circuit devices and in particular to the type where a direct current amplifier is connected above a capacitor, which is in series with a resistor, and where the clamping takes place by applying a clamping wave to a transistor inserted in a circuit in shunt with the capacitor.

Oppfinnelsen er vist på og skal for-klares nærmere i forbindelse med ved-føyede tegninger. Fig. 1 viser en kjent, fastholdt integ-reringsstrømkretsanordning av den art oppfinnelsen angår. Fig. 2 og 3 viser to utførelsesformer for anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse. Samme henvisningstall er brukt for samme deler i alle figurer. Fig. 1 viser en fastholdt integrerings-strømkretsanordning hvor selve integrer-ingskretsen er av en art som er meget vel kjent og i vanlig bruk. Selve integrerings-kretsen består av en kondensator 1 som ligger i serie med en motstand 2 og over hvilken det er lagt en likestrømforsterker 3 med høy forsterkningsgrad. Inngangsklemmen for signaler som skal integreres er betegnet 4, og 5 er utgangsklemmen. For å skaffe et kjent referansepunkt hvorfra integreringen kan begynne, er det sørget for å kortslutte eller fastholde kondensatoren 1 før integreringen og fjerne kortslut-ningen eller fastholdelsen når integreringen skal begynne. Denne fastholdelse er be-virket ved hjelp av en transistor 6 som er The invention is shown on and shall be explained in more detail in connection with the accompanying drawings. Fig. 1 shows a known, fixed integration circuit device of the kind to which the invention relates. Fig. 2 and 3 show two embodiments of the device according to the present invention. The same reference numbers are used for the same parts in all figures. Fig. 1 shows a fixed integration circuit device where the integration circuit itself is of a type that is very well known and in common use. The integration circuit itself consists of a capacitor 1 which is in series with a resistor 2 and above which is placed a direct current amplifier 3 with a high degree of amplification. The input terminal for signals to be integrated is designated 4, and 5 is the output terminal. In order to obtain a known reference point from which the integration can begin, care has been taken to short-circuit or hold the capacitor 1 before the integration and remove the short-circuit or hold when the integration is to begin. This retention is effected by means of a transistor 6 which is

lagt over kondensatoren 1 og hvis basis, gjennom en motstand 7 over en klemme 8 tilføres en passende rektangulær bølge placed over the capacitor 1 and whose base, through a resistor 7 over a clamp 8 is supplied with a suitable rectangular wave

slik som angitt, på vanlig måte, nær klemmen 8. Transistoren kan være enten av PNP- eller NPN-typen, selv om en transistor av typen PNP er vist, og under fastholdelsen gjøres denne transistor ledende enten ved hjelp av den negative eller positive halvbølge av fastholdelsesbølgen, alt etter den type transistor som brukes. I denne til-stand trekker transistoren basis-strøm. Under integreringsperioder må spenningen mellom basisen og emitteren i transistoren være slik at den effektive diode som ut-gjøres av emitteren og basisen er ikke ledende og forholdet mellom basis-spenningen og spiss-utgangsspenningen på klemmen 5 må også være slik at den effektive diode som utgjøres av kollektaren og basisen i transistoren også holdes ikke ledende. Hvis det største positive spen-ningsutslag på utgangsklemmen 5 er + X volt, må basisspenningen på transistoren ved overgang fra fastholdelsestilstanden til integreringstilstanden og omvendt være mere enn + X volt. Denne fordring fører til en alvorlig ikke ønsket begrensning i brukbarheten av anordningen, spesielt hvis transistoren 6, slik som det vanlig er til-felle, er en hurtigvirkende silisiumtransistor. En slik transistor blir nesten alltid brukt på grunn av at lekkasjen i transistoren med handelsgermanium er for høy til at de kan betraktes som tilfredsstillende for bruk i anordningen. as indicated, in the usual way, near terminal 8. The transistor may be of either the PNP or NPN type, although a PNP type transistor is shown, and during clamping this transistor is made conductive by means of either the negative or positive half-wave of the holding wave, depending on the type of transistor used. In this state, the transistor draws base current. During integration periods, the voltage between the base and the emitter of the transistor must be such that the effective diode formed by the emitter and the base is not conductive and the ratio between the base voltage and the peak output voltage at terminal 5 must also be such that the effective diode formed of the collector and base of the transistor are also kept non-conductive. If the largest positive voltage drop on the output terminal 5 is + X volts, the base voltage on the transistor when transitioning from the holding state to the integration state and vice versa must be more than + X volts. This requirement leads to a serious undesired limitation in the usability of the device, especially if the transistor 6, as is usually the case, is a fast-acting silicon transistor. Such a transistor is almost always used because the leakage in the transistor with commercial germanium is too high for them to be considered satisfactory for use in the device.

Hurtigvirkende transistorer som fin- Fast-acting transistors such as fin-

nes på markedet og er egnet for bruk som transistoren 6 i fig. 1 har en ikke ønsket begrensning når det gjelder deres tillatelige omvendte basisemitter-spenning. For å nes on the market and is suitable for use as the transistor 6 in fig. 1 have an unwanted limitation in terms of their allowable reverse base-emitter voltage. In order to

nevne et praktisk tall er denne tillatelige basis-emitterspenning for en hurtigvirken- to mention a practical number, this is the permissible base-emitter voltage for a fast-acting

de silisiumtransistor slik som de nå fore- the silicon transistor as they now pre-

ligger i handelen bare ca. 5 volt. Hvis en slik transistor brukes som transistoren 6 is in the trade only approx. 5 volts. If such a transistor is used as the transistor 6

i fig. 1 blir følgelig den største tillatelige spenning på utgangsklemmen bare +5 volt. in fig. 1, the maximum allowable voltage on the output terminal will therefore be only +5 volts.

Dette er en betydelig og ikke ønsket be- This is a significant and undesired be-

grensning som foreliggende oppfinnelse går ut på å fjerne. demarcation which the present invention aims to remove.

I henhold til oppfinnelsen omfatter en According to the invention, a

fastholdt integrerings-strømkretsanord- retained integrated circuit device

ning en kondensator i serie med en mot- ning a capacitor in series with a counter-

stand, en likestrømforsterker lagt over denne kondensator, en shunt-krets, som inneholder en transistor, koblet over kondensatoren, og anordninger for å påtrykke en fastholdelsesspenningsbølge på styreelektroden i transistoren for å gjøre den ledende slik at kondensatoren fastholdes til forutbestemte tider, idet det særegne be- condition, a DC amplifier superimposed over this capacitor, a shunt circuit, containing a transistor connected across the capacitor, and means for applying a holding voltage wave to the control electrode of the transistor to make it conductive so that the capacitor is held for predetermined times, the distinctive be-

står i at shuntkretsen også omfatter en amplitudebegrenser og en ytterligere for- states that the shunt circuit also includes an amplitude limiter and an additional

sterker. stronger.

Denne ytterligere forsterker er for- This additional amplifier is for-

trinnsvis, om enn ikke nødvendigvis, en forsterker med en forsterkningsfaktor lik 1. stepwise, although not necessarily, an amplifier with a gain factor equal to 1.

Begrenseren kan hensiktsmessig om- The limiter can appropriately re-

fatte en motstand i serie i den nevnte shuntkrets og to motsatt rettede dioder for- put a resistor in series in the aforementioned shunt circuit and two oppositely directed diodes for

bundet mellom forsterker-inngangsklem- tied between amplifier input terminal

men og et punkt med fastholdt potensial. but also a point with retained potential.

Eventuelt kan et forutbestemt like-strømspotensial fra en utvendig kilde, som kan være regulerbar, påtrykkes et punkt i den nevnte shuntkrets før begrensning for å skaffe et ønsket «hvile-nivå». Hvis be- Optionally, a predetermined direct current potential from an external source, which can be adjustable, can be applied to a point in the aforementioned shunt circuit before limitation to obtain a desired "rest level". If be-

grenseren er slik som beskrevet ovenfor kan således likestrømspotensialet påtrykkes siennom en motstand på forbindelsespunk- the limiter is as described above, so the direct current potential can be applied via a resistance at the connection point

tet mellom diodene. tight between the diodes.

Fig. 2 viser en utførelsesform for anordningen i henhold til foreliggende opp- Fig. 2 shows an embodiment of the device according to the present invention

finnelse. Den skiller seg fra fig. 1 ved at det i serie i shuntkretsen over kondensato- invention. It differs from fig. 1 in that in series in the shunt circuit above the capacitor

ren 1 er lagt inn en begrenser og en ytter- ren 1, a limiter and an outer

li<g>ere forsterker. Begrenseren, som består av deler innenfor den strekpunkterte fir- li<g>ere amplifier. The limiter, which consists of parts within the dotted square

kant, omfatter en motstand 9 i shuntkret- edge, comprises a resistor 9 in the shunt circuit

sen og to motsatt rettede dioder 11 og 12 sen and two oppositely directed diodes 11 and 12

som forbinder forsterkerenden av mot- which connects the amplifier of the counter-

standen 9 med jord. Den ytterligere for- stand 9 with earth. The further for-

sterker 13 kan være av hvilken som helst kjent utførelse og kan hensiktsmessig ha enhets-forsterkning. For å nevne praktiske tall skal det forutsettes at begrenseren er stronger 13 may be of any known design and may conveniently have unity gain. To mention practical numbers, it must be assumed that the limiter is

innstillet på å begrense ved ±2 volt. Ut- set to limit at ±2 volts. Out-

gangen fra forsterkeren 13 vil derfor ikke følge spenningen på utgangsklemmen 5 the current from the amplifier 13 will therefore not follow the voltage on the output terminal 5

hvis denne spenning slår ut utover dette område. Den spenning som trenges på if this voltage goes beyond this range. The voltage that is needed

basisen i transistoren 6 er nå ikke lenger bestemt av den høyeste spenning på klem- the base in the transistor 6 is now no longer determined by the highest voltage on the

men 5, men av den høyeste spenning på utgangsklemmen for begrenseren, og følge- but 5, but of the highest voltage on the output terminal of the limiter, and follow-

lig vil den tillatelige motsatt rettede basis-område-emitterspenning for transistoren 6 so will the allowable reverse biased base-region-emitter voltage for transistor 6

ikke lenger begrense det tillatelige ut-gan gsspenningsutslag. En hurtigvirkende silisiumtransistor med en tillatelig basis-emitterspenning på bare 5 volt kan således tilfredsstillende brukes i en anordning hvor det høyeste utgangs-spennings-utslag er f. eks. ± 10 volt eller mere. no longer limit the permissible output voltage range. A fast-acting silicon transistor with a permissible base-emitter voltage of only 5 volts can thus be satisfactorily used in a device where the highest output voltage variation is e.g. ± 10 volts or more.

En ekstra fordel som også oppnås er An additional benefit that is also achieved is

at feil i utgangsenergien som skyldes fast-holdelsesspenningsbølgen som påtrykkes ved 8 og som opptrer på grunn av uunngå- that errors in the output energy due to the retention voltage wave that is applied at 8 and which occurs due to unavoidable

elig kapasitet mellom emitter og basis i transistoren blir redusert i amplitude. potential between emitter and base in the transistor is reduced in amplitude.

Fig. 3 viser en ytterligere utførelses- Fig. 3 shows a further embodiment

form hvor det for å fastholde eller innstille hvile-spenningen påtrykkes en regulerbar likespenning i shuntkretsen over konden- form where, in order to maintain or set the resting voltage, an adjustable DC voltage is applied in the shunt circuit across the capacitor

satoren 1. Som vist er denne utledet fra et potensiometer 14 som ligger over en pas- sator 1. As shown, this is derived from a potentiometer 14 which lies above a pas-

sende likestrømskilde, som ikke er vist, og påtrykkes gjennom en motstand 15 på forbindelsespunktet mellom motstanden 9 og inngangsklemmen for forsterkeren 13. send direct current source, which is not shown, and is applied through a resistor 15 to the connection point between the resistor 9 and the input terminal of the amplifier 13.

I både fig. 2 og fig. 3 kan selvsagt In both fig. 2 and fig. 3 can of course

emitter- og kollektor-forbindelsene for transistoren 6 byttes om. the emitter and collector connections for transistor 6 are swapped.

Claims

1. "Fixed" integrating current circuit device, comprising a condenser

tor in series with a resistor, a DC amplifier connected across this capacitor, a shunt circuit containing a transistor connected across the capacitor, and means for applying a holding voltage wave to the control electrode of the transistor to make it conductive, thereby "holding » the capacitor at predetermined times, characterized in that the shunt circuit also comprises an amplitude limiter (9, 11, 12) and a further amplifier (13).

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the further amplifier (13) has an amplification factor equal to 1.

3. Device as stated in claim 1 or 2, characterized in that the limiter comprises a resistor (9) in series in the shunt circuit and two oppositely directed parallel-connected diodes (11, 12) connected between the input terminal of the additional amplifier and a point of fixed potential.

4. Device as stated in claim 1-3, characterized in that a direct current potential is applied to it from an external source at a point in the shunt circuit before limitation in order to thereby obtain a desired "rest level".

5. Device as stated in claims 3 and 4, characterized in that the direct current potential is applied through a resistance (15) to the connection point between the diodes.