WO1991002301A1 - Elektrischer schaltkreis - Google Patents

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WO1991002301A1
WO1991002301A1 PCT/EP1990/001067 EP9001067W WO9102301A1 WO 1991002301 A1 WO1991002301 A1 WO 1991002301A1 EP 9001067 W EP9001067 W EP 9001067W WO 9102301 A1 WO9102301 A1 WO 9102301A1
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WO
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input
current
transistor
output
electrical circuit
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PCT/EP1990/001067
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English (en)
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Heinz Rinderle
Rolf Böhme
Günter Gleim
Elke Rösch
Original Assignee
Deutsche Thomson-Brandt Gmbh
Telefunken Electronic Gmbh
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    • G05F1/567—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for temperature compensation

Definitions

  • the invention relates to an electrical circuit with a plurality of current-voltage converters, the parameters of which depend in approximately the same way on external factors.
  • the transmission resistance of a current-voltage converter depends on the temperature and other influencing variables.
  • the temperature dependency in integrated circuits is particularly pronounced because of the strong changes in diffused or implanted resistors.
  • the invention solves this problem in that one of the IU converters is provided as a reference IU converter, in that its transmission resistance is compared with the value of a reference resistor and in that a comparison criterion is used for setting the transmission resistance of all IU converters is derived.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a simple way of generating the reference current
  • Figure 4 shows the symmetry of the reference voltage
  • FIG. 5a shows the electricity generation for the balancing
  • FIG. 5b shows the power generation with reversal of direction for the metering
  • Figure 6 shows the breakdown of the IU converter into an input stage, a control stage and an output stage
  • Figure 7 shows an IU converter with discretely controlled transmission resistance.
  • an integrated circuit contains several, but at least two, IU converters Wr, W1, ..., Wn.
  • Each IU converter has a current-sensitive, preferably low-input, a live output and a control input.
  • One of the IU converters is provided as a reference IU converter Wr.
  • a reference current Iref is generated in a reference current source Iq by means of a reference voltage source Uref and a reference resistor Rref and is supplied to the input of the reference IU converter Wr.
  • the first input of a comparator V1 is connected to the output of the reference IU converter Wr and the second input is connected to the reference voltage source Uref.
  • the control inputs of all IU converters Wr, Wl, ..., Wn are connected to the output of the comparator V1.
  • the reference resistance Rref lies between the reference voltage source Uref and the input of the reference IU converter Wr. With this arrangement, the potential at the input of the reference IU converter Wr must be equal to the potential of the ground terminal. If the reference resistor Rref is connected externally, two connections are required on the integrated circuit.
  • a differential amplifier Vd controls two current sources Iq1 and Iq2, which are shown here in the form of two transistors T1 and T2 with emitter resistors R1 and R2.
  • the output of the differential amplifier Vd is connected to the bases of the transistors T1 and T2.
  • the emitter resistors R1 and R2 lead to a common supply voltage source Ub1.
  • the collector of the first transistor T1, which corresponds to the output of the first current source Iq1 is connected to the reference resistor Rref and the first input terminal of the differential amplifier Vd.
  • the Kollek ⁇ gate of the second transistor T2, which corresponds to the output of the second current source Iq2, the reference IU converter Wr is connected to the input.
  • the voltage drop across the reference resistor Rref must be equal to the reference voltage Urefi.
  • the current required for this is supplied by the first current source Iq1.
  • the current Iref to the input of the reference IU wall Lers Wr is supplied by the second current source Iq2.
  • the current sources Iq1 and Iq2 can be dimensioned in such a way that their currents are identical to one another or that what is indicated by emp Chen IU converters is advantageous, the current Iref is a fraction K1 of the current through the reference resistor Rref.
  • stabilization can be significantly better than with a chip-based resistance can be achieved.
  • symmetrical signals are preferred.
  • the reference IU converter Wr supplies the output signal Ur to two connection terminals with opposite polarity, the instantaneous voltage of both output terminals being dependent on the temperature or other influencing factors.
  • a comparison of the symmetrical output signal Ur of the reference IU converter Wr with the asymmetrical reference voltage Uref must therefore be carried out.
  • this can be done by a differential stage comprising two transistors T3 and T4, which is fed by a current source Iv, the current source Iv being dependent on the reference voltage Uref.
  • An emitter resistor R3 is connected upstream of one of the two transistors.
  • the bases of the transistors T3 and T4 are connected to the output terminals of the reference IU converter Wr.
  • the collectors of the transistors T3 and T4 are connected to a current mirror Ssp.
  • a signal Uv is taken from the output A of the current mirror Ssp, which e.g. is converted into a control signal Sr by an output amplifier.
  • the function of this part of the comparator V1 results from the fact that, in the case of a mirror ifactor one of the current mirror Ssp and, in the balanced state, the rain Isch Lei fe, the same currents Iv / 2 flow through the two branches with the transistors T1 and T2 and that the voltage Ur must therefore be equal to the voltage drop Ur3 across the resistor R3.
  • the current Iv is shown in FIG. 5 - "formed by the reference voltage Uref In figure-5a i st ⁇ n ⁇ Di ⁇ ei fferenzverEntr V2 vorge see, whose first input is connected to the one pole of the voltage source Uref Referenzspan-, whose second input is connected to the one terminal of a reference resistor Rref2 and the output thereof is connected to the base of a current source transistor T5, and the emitter of the current source transistor T5 is connected to the second input of the D fference amplifier V2 connected.
  • the other pole of the reference voltage source Uref and the other connection of the reference resistor Rref2 are at ground or at a reference point.
  • the voltage drop across the reference resistor Rref2 becomes equal to the reference voltage Uref.
  • the current that can be drawn from the collector of the current source transistor T5 then corresponds to the current through the reference resistance Rref2, except for the low base current.
  • the circuit from FIG. 5b differs from the circuit from FIG. 5a in the arrangement of the current source transistor T5, the collector of which is connected here to the second input of the differential amplifier V2, while the emitter represents the current source Len output Ai. While in FIG. 5a the second input of the differential amplifier V2 is of the inverting type, in FIG. 5b it must not be inverting. FIG. 5b also shows how a current source can be formed in the opposite direction.
  • a resistor R5 is connected between the output Ai _and a _Versorgungssj3annungsttle Ub2 ge ⁇ cha ltet._
  • the Ba ⁇ s e ls of a further transistor T6 is connected to the output of Diffe ⁇ ence amplifier V2.
  • a resistor R6 lies between the supply voltage source Ub2 and the emitter of the transistor T6.
  • the output current Iv in the opposite direction is taken from the collector of transistor T6, which is referred to as output Aj.
  • the i-th IU converter is composed of an input stage Wai, a differential stage Wbi and an output stage Wci.
  • the input stage Wai converts the input current Ii into a voltage Uai.
  • the differential stage Wbi lying between the input stage Wai and the output stage Wci is made up of bipolar transistors T7 and T8, the bases of which are connected to the output of the input stage Wai, the emitters of which are connected to a current source Ibi and the collectors of which are connected to the inputs of the Output stage Wci are connected.
  • the output stage Wci forms the output voltage Ui from the Ko L detector currents of the differential stage Wbi.
  • the mode of operation is based on the fact that the steepness of the differential stage and thus its amplification is proportional to the current of the current source Ibi.
  • the current Ibi In order to ensure that the i-th converter Wi has K times the transmission resistance compared to the reference IU converter Wr, the current Ibi must assume the K times the value of the current Ibr of the reference IU converter Wr. The technical means for this are known and therefore need not be described here. The possibility of making the factor K variable and thus controllable is included.
  • FIG. 7 One possibility of making the transmission resistance discretely controllable and thus programmable is shown in FIG. 7.
  • Several differential stages made of bipolar transistors T71 ,. T81; T72, T82; T73, T83; ... are connected on the input side to the Wai input section and on the output side to the Wci output section. They are fed by current sources Ib1, Ib2, Ib3 ... which can be switched on and off by controllable switches S1, S2, S3 ... If for the transistors T71, T81; T72, T82; T73, T83; ... the differential stages emitter resistors R71, R81; R72, R82; R73, R83; ... are provided, the linearity and other properties are improved.
  • the steepness of the middle part Wbi results from the sum of the steepness of the differential stages switched on.
  • the slope can be changed in stages by means of the controllable switches K1, K2, K3,. It is particularly advantageous to select the currents Ib1, Ib2, Ib3, ... in accordance with a sequence of potencies to the base 2. If emitter resistors are provided, their values must be assigned inversely. In addition, it is recommended that the areas of the transistors T71, T81; T72, T82; ... also staggered in the ratio of the currents, because this enables maximum accuracy and stability to be achieved.

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Abstract

Elektrischer Schaltkreis mit mehreren Stromspannungswandlern. Der Übertragungswiderstand eines Stromspannungswandlers hängt insbesondere in integrierten Schaltungen stark von der Temperatur ab. Um die Drift des Übertragungswiderstandes bei mehreren Stromspannungswandlern (Wr, W1, ..., Wn) zu unterdrücken, ist einer der Stromspannungswandler als Referenzstromspannungswandler (Wr) vorgesehen, dessen Übertragungswiderstand mit einem Referenzwiderstand (Rref) verglichen wird. Aus diesem Vergleich wird ein Kriterium zur Einstellung des Übertragungswiderstandes aller Stromspannungswandler (Wr, W1, ..., Wn) abgeleitet. Integrierte Schaltkreise mit mehreren Stromspannungswandlern.

Description

PATENTANMELDUNG
Elektrischer Schaltkreis
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltkreis mit mehre¬ ren Strom-Spanπungs-Wandlern, deren Parameter in annähernd glei¬ cher Weise von äußeren Einflußgrößen abhängen.
Der Übertragungswiderstand eines Strom-Spannungs-Wandlers, im weiteren Verlauf kurz IU-Wandler genannt, hängt von der Tempera¬ tur und anderen Ein lußgrößen ab. Einerseits ist die Temperatur¬ abhängigkeit in integrierten Schaltungen wegen der starken Ände¬ rungen diffundierter oder implantierter Widerstände besonders stark ausgeprägt. Andererseits ist es häufig notwendig, eine ho¬ he Stabilität des Übertragungswiderstandes eines IU-Wandlers zu gewährleisten. Dies trifft z.B. für die integrierten Schaltkrei¬ se eines CD-Spielers für Fahrzeuge zu, die in einem Temperatur¬ bereich von -20 bis +70 Celsius arbeitsfähig und sehr stabil se n müssen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, in einem elektrischen Schaltkreis mit mehreren IU-Wandlern eine Drift des übertra- gungswiderstandes zu unterdrücken.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß einer der IU-Wand- ler als Referenz-IU-Wand ler vorgesehen ist, daß dessen Übertra¬ gungswiderstand mit dem Wert eines Referenzwiderstandes vergli¬ chen wird und daß aus dem Vergleich ein Kriterium zur Einstel¬ lung des Übertragungswiderstandes aller IU-Wandler abgeleitet wi rd.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen erläu¬ tert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbe sp el der Erfindung;
Figur 2 eine einfache Art der Erzeugung des Referenzstromes;
Figur 3 die Erzeugung des Referenzstromes mittels synchroner Stro quel len;
Figur 4 die Symmetr erung der Re erenzspannung;
Figur 5a die Stromerzeugung für die Symmetrierung;
Figur 5b die Stromerzeugung mit Richtungsumkehr für die Sy me- trierung;
Figur 6 die Zerlegung des IU-Wandlers in eine Eingangsstufe, eine Steuerstύfe und eine Ausgangsstufe;
Figur 7 einen IU-Wandler mit diskret gesteuertem Übertragungs¬ widerstand. Ein integrierter Schaltkreis enthält nach Figur 1 mehrere, min¬ destens aber zwei IU-Wandler Wr, W1 , ..., Wn. Jeder IU-Wandler besitzt einen stromempfindlichen, vorzugsweise ni ederoh i gen Eingang, einen spannungsführenden Ausgang und einen Steuerein¬ gang. Einer der IU-Wandler ist als Referenz-IU-Wand ler Wr vorge¬ sehen. In einer Referenzstromquelle Iq wird mittels einer Refe¬ renzspannungsquelle Uref und eines Referenzwiderstandes Rref ein Re erenzs rom Iref erzeugt, der dem Eingang des Referenz- IU-Wandlers Wr zugeführt wird. Der erste Eingang eines Verglei¬ chers V1 ist mit dem Ausgang des Referenz-IU-Wandlers Wr und der zweite Eingang mit der Referenzspannungsquelle Uref verbun¬ den. Die Steuereingänge aller IU-Wandler Wr, Wl, ..., Wn sind mit dem Ausgang des Vergleichers V1 verbunden.
In der Referenzstro que l Le Iq wird der Refereπzstrom Iref = K1 * Uref / Rref erzeugt, wobei K1 ein konstanter Faktor ist. Der Referenz-IU-Wandler Wr bildet aus dem einfließenden Referenz¬ strom Iref die Ausgangsspannung Ur = Iref * Rr, wobei Rr der Übertragungswiderstand des Referenz-IU-Wand lers Wr ist. Der Ver¬ gleicher V1 bildet zumindest näherungsweise das Ausgangssignal Sa = V * (Ur - K2 * Uref), wobei K2 ein konstanter Faktor und V die Verstärkung ist. Bei einem stabilen System wird mit hinrei¬ chend großer Verstärkung Ur - K2 * Uref = 0. Mit den oben ge¬ nannten Beziehungen ergibt sich dadurch Rr = Rref * K2 / K1. In¬ dem durch das Steuersignal Sa der Referenz-IU-Wand Ler Wr den Übertragungswiderstand Rr = Rref * K2 / K1 annimmt, werden alle weiteren IU-Wandler W1 bis Wn, soweit sie die gleichen Eigen¬ schaften wie der Referenz-IU-Wandler Wr haben, auf den gleichen Übertragungswiderstand R1 = R2 = ... Rn = Rr eingestellt. Die Voraussetzung der Gleichartigkeit aller IU-Wandler bezüglich der Abhängigkeit einzelner Parameter von äußeren Einflußgrößen läßt sich innerhalb e nes integrierten Schaltkreises durch gleichartigen Aufbau, enge Nachbarschaft und geringen Tempera¬ turgradienten verhältnismäßig gut erfüllen. Auf die Stabilität der Referenzspannung Uref kommt es nicht an, da sie nicht in die Abgleichbedingung eingeht. In Figur 2 ist dargestellt, wie der Referenzstrom Iref auf ein¬ fache Weise erzeugt werden kann. Der Referenz iderstand Rref liegt zwischen der Referenzspannungsquelle Uref und dem Eingang des Referenz-IU-Wand lers Wr. Bei dieser Anordnung muß das Poten¬ tial am Eingang des Referenz-IU-Wandlers Wr gleich dem Potenti¬ al der Massek lemme sein. Wenn der Referenzwiderstand Rref ex¬ tern angeschlossen ist, sind am integrierten Schaltkreis zwei Anschlüsse erforderlich.
Vorteilhafter ist die in Figur 3 dargestellte Anordnung. Ein Differenzverstärker Vd steuert zwei Stromquellen Iq1 und Iq2, die hier in Form zweier Transistoren T1 und T2 mit Emitterwider¬ ständen R1 und R2 dargestellt sind. Der Ausgang des Differenz¬ verstärkers Vd ist mit den Basen der Transistoren T1 und T2 ver¬ bunden. Die Emitterwiderstände R1 und R2 führen zu einer gemein¬ samen Versorgungsspannungsque l le Ub1. Der Kollektor des ersten Transistors T1, der dem Ausgang der ersten Stromquelle Iq1 ent¬ spricht, ist mit dem Referenzwiderstand Rref und der ersten Ein¬ gangsklemme des Differenzverstärkers Vd verbunden. Der Kollek¬ tor des zweiten , Transistors T2, der dem Ausgang der zweiten Stromquelle Iq2 entspricht, ist mit dem Eingang des Referenz- IU-Wandlers Wr verbunden.
Für hinreichend hohe Verstärkung des Di ferenzverstärkers Vd muß der Spannungsab all am Referenzwiderstand Rref gleich der Referenzspannung Uref seini Der dazu notwendige Strom wird von der ersten Stromquelle Iq1 geliefert. Der Strom Iref zum Ein¬ gang des Referenz-IU-Wand Lers Wr wird von der zweiten Stromquel¬ le Iq2 geliefert« Die Stromquellen Iq1 und Iq2 können so dimen¬ sioniert sein, daß ihre Ströme untereinander gleich sind oder daß, was bei emp indl chen IU-Wandlern vorteilhaft ist, der- Stro Iref einen Bruchteil K1 des Stromes durch den Referenzwi¬ derstand Rref beträgt.
Durch die Verwendung eines externen Referenzw derstandes kann eine wesentlich bessere Stabil sierung als mit einem chipinter- nen Widerstand erreicht werden. Darüberhinaus besteht die Mög¬ lichkeit, Exemplarstreuungen der die IU-Wandler speisenden Si¬ gnalquellen durch Anpassung des Referenzwiderstandes auszuglei¬ chen.
In einer bipolar integrierten Schaltung bevorzugt man symmetri¬ sche Signale. Der Re erenz-IU-Wandlers Wr liefert das Ausgangs¬ signal Ur an zwei Ansc lußklemmen mit entgegengesetzter Polari¬ tät, wobei die GLei chtaktSpannung beider Ausgangsklemmen von der Temperatur oder anderen Einflußfaktoren abhängen kann. So¬ mit muß ein Vergleich des symmetrischen Ausgangssignales Ur des Re erenz-IU-Wand lers Wr mit der unsymmet ischen Referenzspan¬ nung Uref durchgeführt werden. Dies kann nach Figur 4 durch ei¬ ne Di fferenzεtufe aus zwei Transistoren T3 und T4 erfolgen, die von einer Stromquelle Iv gespe st wird, wobei die Stromquelle Iv von der Referenzspannung Uref abhängt. Einem der beiden Tran¬ sistoren ist ein Emitterw derstand R3 vorgeschaltet. Die Basen der Transistoren T3 und T4 sind mit den Ausgangsklemmen des Re- ferenz-IU-Wandlers Wr verbunden. Die Kollektoren der Transisto¬ ren T3 und T4 sind mit einem Stromspiegel Ssp verbunden. Am Aus¬ gang A des Stromspiegels Ssp wird ein Signal Uv entnommen, das z.B. durch einen Ausgangsverstärker in ein Steuersignal Sr umge¬ formt wird. Die Funktion dieses Teiles des Vergleichers V1 er¬ gibt sich daraus, daß bei einem Spiege Ifaktor eins des Strom¬ spiegels Ssp und im abgeglichenen Zustand der Rege Isch Lei fe durch die beiden Zweige mit den Transistoren T1 und T2 jeweils gleiche Ströme Iv/2 fließen und daß somit die Spannung Ur gleich dem Spannungsabfall Ur3 über dem Widerstand R3 sein muß.
Der Strom Iv wird nach Figur 5 -"mittels der Referenzspannung Uref gebildet. In Figur- 5a i st ~~ei n~Di~fferenzverstärker V2 vorge¬ sehen, dessen erster Eingang mit dem einen Pol der Referenzspan- nungsquelle Uref, dessen zweiter Eingang mit dem einen Anschluß eines Referenzwiderstandes Rref2 und dessen Ausgang mit der Ba¬ sis eines Stromquellentransistors T5 verbunden ist. Der Emitter des Stromquel Lent ransistors T5 ist mit dem zweiten Eingang des D fferenzverstärkers V2 verbunden. Der andere Pol der Referenz¬ spannungsquelle Uref und der andere Anschluß des Referenzw der¬ standes Rref2 liegen auf Masse oder an einem Bezugspunkt.
Mit hinreichend hoher Verstärkung des Differenzverstärkers V2 wird der Spannungsabfall am Referenzwiderstand Rref2 gleich der Referenzspannung Uref. Der am Kollektor des Stromquellentransi¬ stors T5 entnehmbare Strom entspricht dann bis auf den geringen Basisstrom dem Strom durch den Referenzw derstand Rref2. Bei hö¬ heren Anforderungen kann der Stromquellentransistor T5 durch ei¬ ne Darlington-Schaltung aus zwei Transistoren ersetzt werden. Ist z.B. R3 = 2 * Rref2, so wird wegen der Halbierung des Stro¬ mes Iv der Spannungsab all über R3 gleich der Referenzspannung Uref. Je nach dem Widerstandsverhältnis kann die H lfsspannung Ur3 = Ur beleibig gewählt werden. Eine gleichsinnige Änderung der Widerstände Rref2 und R3 läßt die Spannung Ur unverändert, weil es nur auf -das Widerstandsverhältnis R3 / Rref2 ankommt. Dadurch läßt sich eine sehr geringe Temperaturabhängigkeit der integrierten Schaltung erzielen.
Die Schaltung aus Figur 5b unterscheidet sich von der Schaltung aus Figur 5a in der Anordnung des StromquelLentrans stors T5, dessen Kollektor hier mit dem zweiten Eingang des Differenzver¬ stärkers V2 verbunden ist, während der Emitter den Stromquel Len- ausgang Ai darstellt. Während in Figur 5a der zweite Eingang des Dif erenzverstärkers V2 vom invertierenden Typ ist, muß er in Figur 5b ni chtinvertierend sein. In Figur 5b ist weiter dai— gestellt, wie eine Stromquelle umgekehrter Richtung gebildet werden kann. Dazu wird ein Widerstand R5 zwischen den Ausgang Ai _und einer _Versorgungssj3annungsquelle Ub2 ge^cha ltet._ Die Ba¬ sels eines weiteren Transistors T6 wird an den Ausgang des Diffe¬ renzverstärkers V2 angeschlossen. Zwischen der Versorgungsspan- nungsquelle Ub2 und dem Emitter des Transistors T6 liegt ein Wi¬ derstand R6. Der Ausgangsstrom Iv umgekehrter Richtung wird am Kollektor des Transistors T6 entnommen, der als Ausgang Aj be¬ zeichnet ist. Die Aufgabe, mehrere IU-Wandler zu stabilisieren, dabei aber verschiedene Übertragungswiderstände aufrechtzuerhalten, kann ebenfalls mit den erfindungsgemäßen Mitteln ausgeführt werden. Dazu ist nach Figur 6 vorgesehen, innerhalb des IU-Wandlers ei¬ ne als steuerbares Organ wirkende Differenzstufe mit bipolaren Transistoren T7 und T8 zu verwenden. Der i-te IU-Wandler ist aus einer Eingangsstufe Wai, einer Differenzstufe Wbi und einer Ausgangsstufe Wci aufgebaut. Die Eingangsstufe Wai wandelt den Eingangsstrom Ii in eine Spannung Uai. Die zwischen der Ein¬ gangsstufe Wai und der Ausgangsstufe Wci liegende Differenzstu¬ fe Wbi ist aus bipolaren Transistoren T7 und T8 aufgebaut, deren Basen am Ausgang der Eingangsstufe Wai angeschlossen sind, deren Emitter mit einer Sromquelle Ibi verbunden sind und deren Kollektoren mit den Eingängen der Ausgangsstufe Wci ver¬ bunden sind. Die Ausgangsstufe Wci bildet aus den Ko L Lektorströ¬ men der Differenzstufe Wbi die Ausgangsspannung Ui.
Die Wirkungsweise beruht darauf, daß die Steilheit der Diffe¬ renzstufe und damit ihre Verstärkung proportional zum Strom der Stromquelle Ibi ist. Um zu erreichen, daß der i-te Wandler Wi den K-fachen Übertragungswiderstand gegenüber dem Referenz-IU- Wandler Wr hat, muß der Strom Ibi den K-fachen Wert des Stromes Ibr des Referenz-IU-Wandlers Wr annehmen. Die scha Itungstechni- schen ittel dazu sind bekannt und brauchen deshalb hier nicht dargelegt zu werden. Die Möglichkeit, den Faktor K variabel und damit steuerbar zu gestalten, ist dabei eingeschlossen.
Eine Möglichkeit, den Übertragungswiderstand diskret steuerbar und damit programmierbar zu machen, ist in Figur 7 dargestellt. Mehrere Differenzstufen aus bipolaren Transistoren T71,. T81; T72, T82; T73, T83; ... sind eingangsseiti g am Eingangsteil Wai und ausgangsseitig am Ausgangsteil Wci angeschlossen. Sie wei— den von Stromquellen Ib1, Ib2, Ib3 ... gespeist, die durch steuerbare Schalter S1, S2, S3 ... zu- und abgeschaltet werden können. Wenn für die Transistoren T71 , T81; T72, T82; T73, T83; ... der Differenzstufen Emitterwiderstände R71, R81; R72, R82; R73, R83; ... vorgesehen werden, werden die Linearität und ande¬ re Eigenschaften verbessert.
Die Steilheit des Mittelteiles Wbi ergibt sich aus der Summe der Steilheiten der eingeschalteten Differenzstufen. Die Steil¬ heit kann infolgedessen über die steuerbaren Schalter K1 , K2, K3, ... in Stufen verändert werden. Besonders vorte lhaft ist es, die Ströme Ib1, Ib2, Ib3, ... gemäß einer Folge von Poten¬ zen zur Basis 2 zu wählen. Falls Emitterwiderstände vorgesehen sind, müssen deren Werte invers zugeordnet werden. Darüberhin- aus empfiehlt es sich, die Flächen der Transistoren T71, T81; T72, T82; ... ebenfalls im Verhältnis der Ströme zu staffeln, weil dadurch höchste Genauigkeit und Stabilität erzielt werden können.

Claims

E§£SD£äDSE£Ü£l2§
Elektrischer Schaltkreis mit mehreren Stromspannungswand¬ lern (Wr, W1, ..., Wn), deren Parameter in annähernd glei¬ cher Weise von äußeren Einflußgrößen abhängen, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß einer der Stromspannungswandler als Referenzstromspannungswandler (Wr) vorgesehen ist, daß dessen Übertragungswiderstand mit einem Referenzwiderstand (Rref) verglichen wird und daß aus dem Vergleich ein Kriterium zur Einstellung des übei— tragungswiderstandes aller Stromspannungswandler (Wr, W1, ..., Wn) abgleitet wird.
Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Eingang einer ersten Stromquelle (Iq) über den Referenzwiderstand (Rref) auf Masse liegt, daß am zweiten Eingang der ersten Strom¬ quelle (Iq) und am ersten Eingang eines Vergleichers (VD eine Referenzspannung (Uref) liegt, daß der Ausgang der ersten Stromquelle (Iq) mit dem Eingang des Referenzstrom- spannungswand Lers (Wr) verbunden ist, daß der Ausgang des Referenzst romspannungswandlers (Wr) mit dem zweiten Ein¬ gang des Vergleichers (VD verbunden ist und daß der Aus¬ gang des Vergleichers (VD mit den Steuereingängen aller Stromspannungswandler (Wr, W1 , ..., Wn) verbunden ist.
Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z 'e i c h n e t, daß der eine Pol einer Refe¬ renzspannungsquelle (Uref) und mit dem ersten Eingang ei¬ nes Vergleichers (VD und über den Referenzw derstand (Rref) mit dem Eingang des Referenzstromspannungswandlers (Wr) verbunden ist, daß der Ausgang des Referenzstromspan¬ nungswandlers (Wr) mit dem zweiten Eingang des Verglei- _
- -
chers (VD verbunden ist und daß der Ausgang des Verglei¬ chers (VD mit den Steuereingängen aller Stromspannungs¬ wandler (Wr, W1, ...,.Wn) verbunden ist.
Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Eingang eines ersten Differenzverstärkers (Vd) über den Referenzwider¬ stand (Rref) auf Masse Liegt, daß am zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) die Referenzspannung (Uref) liegt, daß der Ausgang des ersten Differenzverstär¬ kers (Vd) eine zweite und eine dritte Stromquelle (Iq1, Iq2) ansteuert und daß eine der beiden Stromquellen den Strom für den Referenzstromspannungswandler (Wr) liefert.
Elektrischer SchaLtkreis nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) über den Referenzwider¬ stand (Rref> auf Masse liegt, daß am zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) die Referenzspannung (Uref) liegt, daß der Ausgang des ersten Di fferenzverstäi— kers (Vd) mit der Basis eines ersten und zweiten Transi¬ stors (T1, T2) verbunden ist, daß der Emitter des ersten und zweiten Transistors (T1, T2) über e einen Widerstand (R1, R2) an einer ersten Versorgungsspannung (UbD liegt, daß der Kollektor des ersten Transistors (T1) mit dem ei— sten Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) verbun¬ den ist und daß der Kollektor des zweiten Transistors (T2) mit dem Eingang des Referenzstromspannungswandlers (Wr) verbunden ist.
Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 4 oder 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ströme der Stromquellen (Iq1, Iq2) oder des ersten und zweiten Transi¬ stors (T1, T2) gleich groß gewählt sind. 7. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 4 oder 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Strom (Iref) am Eingang des Referenzstromspannungswandlers (Wr) kleiner als der durch den Referenzwiderstand (Rref) flie¬ ßende Strom gwählt ist.
8. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vergleicher (VD eine dritte Stromquelle (Iv) enthält, die von der zugeführten Refe enzspannung (Uref) gesteuert w rd.
9. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vergleicher (VD eine asymmetrische Differenzstufe mit einem dritten und vierten Transistor (T3, T4) enthält, .daß die Basen des dritten und vierten Transistors (T3, T4) den zweiten Eingang des Ver¬ gleichers (1) bilden, daß die Emitter des dritten und vier¬ ten Transistors (T3, T4) mit der dritten Stromquelle (Iv) verbunden sind, wobei dem Emitter des dritten oder vierten Transistors (T3) ein Widerstand (R3) vorgeschaltet ist, und daß die Kollektoren des dritten und vierten Transi¬ stors (T3, T4) mit dem Eingang (E) und dem Ausgang (A) ei¬ nes Stromspiege Ls (Ssp) verbunden sind.
10. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dritte Stromquelle (Iv) derart aufgebaut ist, daß der eine Pol der Referenz¬ spannungsquelle (Uref) mit dem ni chti nverti erenden Eingang eines zweiten Differen-zverstärkers (V2) ^verbunden ist, daß der invertierende Eingang des zweiten Di fferenzverstärkers (V2) mit dem Emitter eines fünften Transistors (T5) und über einen vierten Widerstand (Rref2) mit dem anderen Pol der Referenzspannungsquelle (Uref) verbunden ist, der auf Masse liegt, daß die Basis des fünften Transistors (T5) mit dem Ausgang des zweiten Differenzverstärkers (V2) ver- - „1 ,2 -
bunden ist und daß der Kollektor des fünften Transistors (T5) den Ausgang der dritten Stromquelle (Iv) darstellt.
11. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dritte Stromquelle (Iv) derart aufgebaut st, daß die Referenzspannungsquelle (Uref) mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Diffe¬ renzverstärkers (V2) verbunden ist, daß der ni chti nverti e- rende Eingang des zweiten Differenzverstärkers (V2) mit dem Kollektor eines fünften Transistors (T5) und über ei¬ nen vierten Widerstand (Rref2) mit dem anderen Pol der Re- ferenzspannungsque l Le (Uref) verbunden ist, daß die Basis des fünften Transistors (T5) mit dem Ausgang des zweiten Differenzverstärkers (V2) verbunden ist und daß der Emit¬ ter des fünften Transistors (T5) den Ausgang (Ai) der drit¬ ten Stromquelle (Iv) darstellt.
12. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dritte Stromquelle (Iv) derart aufgebaut ist, daß der eine Pol der Referenz¬ spannungquelle (Uref) mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Differenzverstärkers (V2) verbunden ist, dessen ni chtinvertierender Eingang mit dem Kollektor eines fünf¬ ten Transistors (T5) und über einen vierten Widerstand (Rref2) mit dem anderen Pol der Referenzspannungsquelle (Uref) verbunden ist, daß der Ausgang des zweiten Diffe¬ renzverstärkers (V2) mit der Basis des fünften Transistors (T5) und eines sechsten Transistors (T6) verbunden ist, daß der Emitter des fünften Transistors (T5) über einen fünften Widerstand (R5) und der -Emitter des sechsten Tran¬ sistors (T6) über einen sechsten Widerstand "CR6)~ mit einer zweiten Versorgungsspannungsquelle (Ub2) verbunden ist und daß der Kollektor des sechsten Transistors (T6) den Aus¬ gang (Aj) der dritten Stromquelle (Iv) darstellt. 13. Elektrischer Schaltkreis nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, daß jeder Stromspannungswandler (Wr, W1, ..., Wn) aus einer Eingangsstufe (Wai), einer Ausgangsstu¬ fe (Wci) und einer zwischen Eingangsstufe (Wai) und Aus¬ gangsstufe (Wci) liegenden Steuerstufe (Wbi) aufgebaut ist.
14. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Ausgang der Ein¬ gangsstufe (Wai) mit der Basis eines siebten Transistors (T7) verbunden ist, dessen Kollektor mit dem ersten Ein¬ gang der Ausgangsstufe (Wci) verbunden ist, daß der zweite Ausgang der Eingangsstufe (Wai) mit der Basis eines achten Transistors (T8) verbunden ist, dessen Kollektor mit dem zweiten Eingang der Ausgangsstufe (Wci) verbunden ist, daß d e miteinander verbundenen Emitter des siebten und achten Transistors (T7, T8) mit dem einen Pol einer steuerbaren Stromquelle (Ibi) verbunden sind und daß der siebte und achte Transistor (T7, T8) sowie die steuerbare Stromquelle (Ibi) die Steuerstufe (Wbi) bilden.
15. ELektrischer Schaltkreis nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere Steuerstufen (Wbi) zueinander parallel geschaltet sind, daß für jeden Transistor (T71, T72, ... T81, T82, ...) ein Emitterwider¬ stand (R71, R72, ..., R81, R82, ...) vorgesehen ist und daß jede steuerbare Stromquelle (Ibi, Ib2, ...) mittels ei¬ nes steuerbaren Schalters (S1, S2, ...) an die Emitterwi¬ derstände (R71, R72, ..., R81, R82, ...) anschaltbar ist.
16. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ströme der steuerba¬ ren Stromquellen (Ib1, Ib2, ... ) gemäß einer Poteπzreihe ur Basis 2 gewählt sind. 17. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 15 oder 16, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flächen der Transistoren (T71, T72, ..., T81, T82, ... ) im Ver¬ hältnis der Ströme der Stromquellen (Ib1, Ib2, ... ) ge¬ staffelt sind.
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