DD151357A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING THE TERMINATION TIME - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Einschwingzeit von mit einer Fotodiode beschalteten und ueber eine Logarithmier-Diode rueckgekoppelten Differenzverstaerkern, welche die Eingangsstufe von Belichtungsmesz- und -steuerschaltungen fotografischer Kameras bilden. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist die Verkuerzung der Einschwingzeit einer solchen Eingangsstufe mit einer einfachen Schaltung, welche die ungewollte zeitweise Sperrung der Rueckkoppelungsdiode als die Ursache langer Einschwingzeiten vermeidet. Gemaesz der Erfindung wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz der ueber die Logarithmier-Diode flieszende und zum Abgleich fuehrende Rueckkoppelstrom gegenueber bekannten Eingangsschaltungen reduziert ist.The invention relates to a circuit arrangement for reducing the settling time of connected to a photodiode and back-coupled via a logarithm differential amplifier, which form the input stage of exposure measurement and control circuits of photographic cameras. The aim and object of the invention is to shorten the settling time of such an input stage with a simple circuit which avoids the unwanted temporary blocking of the feedback diode as the cause of long settling times. In accordance with the invention, the object is achieved by reducing the feedback current flowing over the logarithm diode and bringing it into alignment with respect to known input circuits.

Description

221 626-ί-221 626-ί-

Dresden, den 28. Mai 1980 044Dresden, May 28, 1980 044

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung zur Verringerung der EinschwingzeitCircuit arrangement for reducing the settling time

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Einschwingzeit von mit einer Fotodiode beschalteten und über eine Logarithmierdiode rückgekoppelten Differenzverstärkern, welche die Eingangsstufe von Belichtungsmeß- und -Steuerschaltungen fotografischer Kameras bilden·The invention relates to a circuit arrangement for reducing the settling time of differential amplifiers connected to a photodiode and fed back via a logarithm diode, which constitute the input stage of exposure measurement and control circuits of photographic cameras.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die bezeichnete Schaltungseinheit besitzt eine Grenzfrequenz, die ausreichend hoch ist, um beispielsweise die Objektivblende oder einen Computerblitz fotoelektrisch zu steuern. Ohne besondere Maßnahmen vergehen bei geringen Objektleuchtdichten jedoch bis zu mehreren Sekunden nach dem Zuschalten der Betriebsspannung, ehe diese Schaltung einen stabilen Ausgangswert liefert und somit die Kamera ausgelöst werden kann. Zur Verringerung dieser EinBchwingzeit ist es bekannt, dem Eingang eines derThe designated circuit unit has a cut-off frequency which is sufficiently high to photoelectrically control, for example, the lens hood or a computer flash. However, without special measures, at low object luminance levels, it may take up to several seconds after switching on the operating voltage before this circuit supplies a stable output value and thus the camera can be triggered. To reduce this Einbchwingzeit it is known, the input of the one

2.0. Fotodiode nachgeschalteten Differenzverstärkers über ein Differenzierglied *eine*Hilfsspanmmg zuzuführen (siehe DE-OS 28 33 217)· Schaltung3anordnungen dieser Art müssen extremen Forderungen hinsichtlich Restströmen genügen. 2.0. Photodiode downstream differential amplifier via a differentiator * to supply a * Hilfsspanmmg (see DE-OS 28 33 217) · Circuit 3 arrangements of this kind must meet extreme requirements with respect to residual currents.

221626221626

Ziel der Erfindung;Aim of the invention;

Mit der Erfindung aollen die Maßnahmen zur Verkürzung der Zeit bis zur Aufnahmebereitschaft der Kamera vereinfacht werden.With the invention, the measures to shorten the time to take-up of the camera should be simplified.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist das Schaffen einer Schaltungsanordnung für mit einer Fotodiode beschaltete Differenzverstärker, deren Ausgang über eine logarithmierende Diode auf deren Eingang rückgekoppelt ist, wobei die Schaltung eine zeitweise ungewollte Sperrung der Rückkoppelungsdiode als die Ursache langer Einschwingzeiten vermeidet.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for connected to a photodiode differential amplifier whose output is fed back via a logarithmic diode on the input, wherein the circuit avoids a temporary unwanted blocking of the feedback diode as the cause of long settling times.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der über die Logarithmierdiode fließende Rückkoppelßtrom in der Einschwingphase der Eingangsstufe reduziert ist-. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dem Ausgang des Differenzverstärkers ein Transistor parallelgeschaltet, welcher über ein RC-Glied in den gesperrten Zustand versetzbar ist. Ebenso kann parallel zu der Logarithmierdiode ein mechanischer oder Halbleiterschalter liegen, welcher mit Zuschaltung der Betriebsspannung kurzzeitig schließbar bzw. in leitenden Zustand versetzbar ist. Der Abgleich der Logarithmierstufe ist auch dadurch möglich, daß in deren FET-Differenzeingangsstufe auch bei geöffnetem BetriebsspannungsschalterAccording to the invention, this object is achieved in that the feedback current flowing through the logarithm diode is reduced in the transient phase of the input stage. According to one embodiment of the invention, the output of the differential amplifier, a transistor connected in parallel, which is offset via an RC element in the locked state. Likewise, parallel to the logarithm diode, there may be a mechanical or semiconductor switch which can be temporarily closed or put into conductive state when the operating voltage is switched on. The adjustment of the logarithmic stage is also possible because in their FET differential input stage even when the operating voltage switch is open

ein in Höhe des Selbstentladungsstromes der Batterie liegender Drainstrom eingespeist wird.a lying in the amount of self-discharge current of the battery drain current is fed.

221628221628

Ausführunp;sbei spielExecution; s game

Die Erfindung wird nachstehend anhand von dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to illustrated embodiments. Show it:

Pig· 1 Bekannte Logarithmierschaltung Pig· 1 a Zugehöriges Zeit-DiagrammPig · 1 Known Logarithmierschaltung Pig · 1 a Associated time diagram

Pig· 2, 3» 4 Ausführungsformen der Erfindung Pig· 5 Zeitdiagramm der erfindungsgemäßen SchaltungenPig · 2, 3 »4 Embodiments of the invention Pig · 5 Timing diagram of the circuits according to the invention

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst der Einschwingvorgang an einer bekannten Schaltung gemäß Pig. 1 beschrieben· Eine Fotodiode 1 ist zwischen den invertierenden und nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 2 geschaltet, dessen Ausgang über eine Logarithmierdiode 3 auf den Eingang rückgekoppelt ist. Widerstände 4, 5 bilden eine Referenzspannungsquelle für den Verstärker, Mit 6 ist eine Betriebsspannungsquelle und mit 7 ein Schalter bezeichnet.For a better understanding of the invention, the transient is first on a known circuit according to Pig. A photodiode 1 is connected between the inverting and non-inverting input of an operational amplifier 2 whose output is fed back via a logarithm diode 3 to the input. Resistors 4, 5 form a reference voltage source for the amplifier, 6 is an operating voltage source and 7 denotes a switch.

Bei geöffnetem Batterieschalter 7 sind alle Punkte der Schaltung spannung3los mit Ausnahme der Fotodiode 1· 'In Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke'erzeugt das Fotoelement eine negative Leerlaufsp annung· Mit dem Schließen des Schalters 7 werden die Batteriespannung U-D und die Referenzspannung U * schlagartig zugeschaltet. Der Operationsverstärker 2 erzeugt kurzzeitig wegen der negativen Eingangsspannung eine große positive Spannung U. am Ausgang. Die Logarithmierdiode 3 ist hierbei wie dargestellt gepolt. Die endliche obere Grenzfrequenz des Operationsverstärkers führt dazu» daß ein Überschwingen (positive Spannung am Eingang) auftritt. Die positive Spannung bewirkt eine große negati-With the battery switch 7 open, all points of the circuit are voltageless except for the photodiode 1. The photoelement generates a negative no-load voltage as a function of the illuminance. With the closing of the switch 7, the battery voltage UD and the reference voltage U * are suddenly switched on. The operational amplifier 2 generates a large positive voltage U. at the output for a short time because of the negative input voltage. The logarithm diode 3 is here poled as shown. The finite upper limit frequency of the operational amplifier leads to the fact that an overshoot (positive voltage at the input) occurs. The positive voltage causes a large negative

221626221626

ve Spannung am Ausgang, so daß die in Klammern gesetzte Umpolung der Diode 3 eintritt. Diese sperrt somit den Rückkoppelstrom und der Fotostrom der Fotodiode 1 allein entlädt die Kapazität der am Eingang des Operationsverstärkers 2 liegenden Fotodiode. Die Entladezeit ist demzufolge bei geringer Beleuchtungsstärke wegen des sehr geringen Fotostromes relativ lang, sie beträgt 1 *· 2 s (Fig. 1a). Erst nach dieser Zeit ist die mit einer solchen Eingangsschaltung ausgestattete tO Kamera aufnahmebereit.ve voltage at the output, so that the bracketed polarity reversal of the diode 3 occurs. This thus blocks the feedback current and the photocurrent of the photodiode 1 alone discharges the capacitance of the lying at the input of the operational amplifier 2 photodiode. The discharge time is therefore relatively long at low illuminance because of the very low photocurrent, it is 1 * · 2 s (Fig. 1a). Only after this time is the camera equipped with such an input circuit to be ready to shoot.

Der Verringerung dieser langen Einschwingzeit dienen die in den Figuren 2-4 dargestellten Schaltungsanordnungen.The reduction of this long settling time are the circuits shown in Figures 2-4.

Gemäß Fig,2 ist parallel zu dem Ausgang des Operqtions-Verstärkers 2 ein Transistor 8 geschaltet, in dessen Basisbercich einerseits ein RC-Glied, bestehend aus einem Kondensator 9 und einem Widerstand 10 und andererseits ein Widerstand 11 geschaltet ist.According to FIG. 2, a transistor 8 is connected in parallel to the output of the operational amplifier 2, in the base of which an RC element, consisting of a capacitor 9 and a resistor 10 and, on the other hand, a resistor 11 is connected.

Bei dieser Schaltung kann mit dem Schließen des Schalters 7 der Rückkoppelstrom über die Logarithmierdiode noch nicht v/irksam werden, da der Kondensator 9 anfänglich entladen und somit der Transistor 8 leitend ist, so daß der Rückkoppelstrora kurzgeschlossen ist. Über den Widerstand 10 wird der Kondensator 9 aufgeladen und der Transistor 8 zu gegebenem Zeitpunkt gesperrt. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes muß dabei so dimensioniert sein, daß der Rückkoppelstrom allmählich zugeschaltet wird und etwa 30 ms nach dem Schließen des Schalters 7 seinen Endwert erreicht. Auf diese Weise wird das aus Fig. 1 a ersichtliche Überschwingen der Spannung Up am Eingang des Operationsverstärkers 2 vonIn this circuit, with the closing of the switch 7, the feedback current through the logarithmic diode not yet v / be effective, since the capacitor 9 is initially discharged and thus the transistor 8 is conductive, so that the feedback is short-circuited. Via the resistor 10, the capacitor 9 is charged and the transistor 8 is blocked at the appropriate time. The time constant of the RC element must be dimensioned so that the feedback current is switched on gradually and about 30 ms after closing the switch 7 reaches its final value. In this way, the apparent from Fig. 1 a apparent overshoot of the voltage Up at the input of the operational amplifier 2 of

221626221626

einem negativen auf einen positiven Wert vermieden, so daß die »Logarithm! er diode 3 stets in* Durchlaßrichtung gepolt bleibt und bereits nach 30 ms eine stabile Ausgangsspannung U. vom Operationsverstärker 2 abgenommen werden kann (Fig..5)· Die Kamera ist also in einem wesentlich kürzeren Zeitraim nach dem Zuschalten der Betriebsspannung arbeitsfähig.avoided a negative to a positive value, so that the "Logarithm! he diode 3 always poled in * forward direction and already after 30 ms, a stable output voltage U. can be removed from the operational amplifier 2 (Fig..5) · The camera is thus capable of working in a much shorter time frame after switching on the operating voltage.

Gemäß Fig« 3 ist die Logarithmierdiode 3 mittels eines Transistors ,12 überbrückt. Letzterer wird während des zu erwartenden Einschwingvorganges beispielsweise über ein nichtdargestelltes RC-Glied in den leitenden Zustand geschaltet, so daß bei Schließen des Schalters 7 am Ausgang de3 Operationsverstärkers 2 zunächst etwa eine durch die Referenzspannungsquelle 4, 5 vorgegebene Spannung entsteht. Der Ladungsausgleich an der Kapazität der Fotodiode 1 kann schnell erfolgen. Innerhalb sehr kurzer Zeit ist die Differenzspannung U. auf ihrem eingeschwungenen Endwert. Sobald dieser Funktionszustand erreicht ist, wird der Transistor 12 gesperrt. Anstelle des Transistors 12 könnte auch ein vom Auslöser bewegter mechanischer Wischkontakt Anwendung finden·According to FIG. 3, the logarithm diode 3 is bridged by means of a transistor 12. The latter is switched during the expected transient process, for example via an unrepresented RC element in the conductive state, so that when closing the switch 7 at the output de3 operational amplifier 2 initially about a predetermined voltage by the reference voltage source 4, 5 is formed. The charge balance on the capacitance of the photodiode 1 can be done quickly. Within a very short time, the differential voltage U. is at its steady-state end value. As soon as this functional state is reached, the transistor 12 is turned off. Instead of the transistor 12, it would also be possible to use a mechanical wiping contact moved by the trigger.

Gemäß Fig, 4 erfolgt die Drain-Stromeinspeisung "in eine bekannte FET-Differenzeingangsstufe 14 über eine aus einem Widerstand 15 sowie Transistoren 16, 17 bestehende Konstantstromquelle· Außer dieser Stromeinspeisung ist erfindungsgemäß ein über einen hochohmigen integrierbaren Widerstand 18 gehender, auch bei geöffnetem Schalter 7 an die Batterie 6 angeschlossener Hilfsstrompfad zur Einspeisung eines Hilfsstromes I von z· B,According to FIG. 4, the drain current feed "takes place in a known FET differential input stage 14 via a constant current source consisting of a resistor 15 and transistors 16, 17. In addition to this current feed, a resistor 18 which can be integrated via a high-resistance integratable resistor 18 is also open when the switch 7 is open auxiliary current path connected to the battery 6 for supplying an auxiliary current I of z · B,

y vorgesehen, welcher die Batterie 6 kaum belastet· Mit 19 ist ein bipolarer Verstärker bezeichnet. Dery, which hardly loads the battery 6. 19 denotes a bipolar amplifier. The

221626221626

Hilfsstrompfad dient der Reduzierung der Einschwingzeit· Bei geöffnetem Schalter 7 wird bereits der sehr kleine Ruhestrom I in die Differenzeingangsstufe 14 geschickt· Das geringe Ausgangssignal derselben ist über den hochohmigen Innenwiderstand des Verstärkers 19 sowie die Logarithmierdiode 3 in der Lage, bei geringen Objektleuchtdichten und somit niedrigen Strömen der Fotodiode die Eingangsstufe abzugleichen· Bei Schließen des Schalters 7 wird infolge der nunmehr wirksamen Konstantstromquelle 15» 16, 17 der Strom der Eingangsstufe vergrößert· Das die Aufnahmebereitschaft der Kamera verzögernde beschriebene Über3chwingen der Spannung U^ tritt jedoch nicht ein, da bei Schließen des Schalters 7 der Rückkoppelstrom bereits seinen Endwert erreicht hat·Auxiliary current path serves to reduce the settling time · When the switch 7 is opened, the very small quiescent current I is already sent to the differential input stage 14. The small output signal of the same is capable of high impedance internal resistance of the amplifier 19 and the logarithm diode 3 at low object luminance levels and thus low When the switch 7 is closed, the current of the input stage is increased as a result of the now effective constant current source 15, 16, 17. However, the described overswinging of the voltage U 1, which delays the readiness of the camera, does not occur, because at closing of the photodiode Switch 7, the feedback current has already reached its final value.

Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen erfolgt keine Sperrung der Logarithmierdiode 3» da während der Einschwingphase der Schaltung über den Rückkoppelungspfad stets nur ein Strom fließt, welcher geringer al» der bei Schaltungen gemäß Pig· 1 ist· Auch bei geringen Objektleuchtdichten wird somit die Kapazität der Fotodiode 1 schnell entladen und der Einschwingyorgang bis zur Betriebsbereitschaft in erwünschtem Maße verkürzt.In all the exemplary embodiments according to the invention, there is no blocking of the logarithm diode 3, since during the transient phase of the circuit only one current flows through the feedback path, which is less than that in circuits according to Pig.sup.i. The capacitance of the photodiode 1 thus becomes even at low object luminance densities unloaded quickly and the transient response to operational readiness shortened in a desired degree.

Claims (4)

221 626 Erfindungsanspruch221 626 claim of the invention 1· Schaltungsanordnung zur Verringerung der Einschwingzeit von mit einer Fotodiode beschalteten Differenzverstärkern als Eingangsstufe für Belichtungssteuerschaltungen fotografischer Kameras, deren Ausgang über eine Logarithmier-Diode auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist, gekennzeichnet dadurch, daß der über die Logarithmier-Dio.de (3) fließende Rückkoppelstrom in der Einschwingphase der Eingangsstufe reduziert ist. Circuit arrangement for reducing the settling time of differential amplifiers connected to a photodiode as the input stage for exposure control circuits of photographic cameras whose output is fed back to the inverting input via a logarithmic diode, characterized in that the signal flowing through the logarithmio Feedback current is reduced in the transient phase of the input stage. 2· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem Ausgang des Differenzverstärkers (2) ein bei Zuschaltung der Betriebsspannung leitender Halbleiterschalter (8) parallelgeschaltet ist, welcher über ein RC-Glied (9» 10) in den gesperrten Zustand versetzbar ist.2 · Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the output of the differential amplifier (2) is connected in parallel with switching the operating voltage conductive semiconductor switch (8), which via an RC element (9 »10) can be set in the locked state. 3.,Schaltungsauordnung nach Funkt 1, gekennzeichnet _#dadurch, daß parallel zu der Logarithmier-Diode ein mechanischer oder Halbleiterschalter (12) liegt, welcher mit Zuschaltung der Betriebsspannung kurzzeitig schließbar bzw. in leitenden Zustand versetzbar ist.3., Schaltungsauordnung to Funkt 1, characterized _# by the fact that parallel to the logarithmic diode, a mechanical or semiconductor switch (12) is located, which is short-circuited or switched to conductive state with connection of the operating voltage. 4. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Differenzverstärker von einer bekannten FET-Differenzeingangsstufe (14) gebildet wird, in welche über einen Hilfsstrompfad (18) auch bei geöffnetem Betriebsspannungsschalter (7) ein in Höhe des Selbstentladungsstromes der Batterie (6) liegender Drainstrom eingespeist wird.4. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the differential amplifier is formed by a known FET differential input stage (14), in which via an auxiliary current path (18) even when the operating voltage switch (7) in the amount of self-discharge current of the battery (6). lying drain current is fed. Zeichnungendrawings