DE1272997B - Amplifier arrangement with parallel and series feedback from the output to the input - Google Patents

Amplifier arrangement with parallel and series feedback from the output to the input

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DE1272997B DES105024A DES0105024A DE1272997B DE 1272997 B DE1272997 B DE 1272997B DE S105024 A DES105024 A DE S105024A DE S0105024 A DES0105024 A DE S0105024A DE 1272997 B DE1272997 B DE 1272997B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H03fH03f

Deutsche Kl.: 21 a2 -18/05 German class: 21 a2 - 18/05

Nummer: 1272997Number: 1272997

Aktenzeichen: P 12 72 997.4-31 (S 105024)File number: P 12 72 997.4-31 (S 105024)

Anmeldetag: 27. Juli 1966Filing date: July 27, 1966

Auslegetag: 18. Juli 1968Opening day: July 18, 1968

Die Erfindung betrifft eine Verstärkeranordnung mit sehr hoher Parallel- und Reihenrückkopplung vom Ausgang auf den Eingang, bei der die Parallelrückkopplung über ein T-Glied und die Reihenrückkopplung über einen Zweipol, der aus einer Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Reaktanz besteht, erfolgt.The invention relates to an amplifier arrangement with very high parallel and series feedback from Output to the input, in which the parallel feedback via a T-element and the series feedback via a two-pole, which consists of a parallel connection of an ohmic resistor and a There is reactance.

Bei Verstärkern kann man durch eine kombinierte Anwendung von Reihen- und Parallelgegenkopplung jeweils gewünschte Ein- und Ausgangswiderstände der Verstärker erzeugen, die unabhängig von den Eigenschaften der nicht gegengekoppelten Verstärker sind. Auf diese Weise wird Anpassung an Generator und Lastwiderstand erreicht, ohne daß Signalleistung in zusätzlich angeschalteten Anpassungswiderständen verloren geht.In the case of amplifiers, a combined application of series and parallel negative feedback can be used generate the desired input and output resistances of the amplifier, which are independent of the properties which are not negative feedback amplifiers. This way it will adapt to generator and Load resistance achieved without losing signal power in additionally connected matching resistors goes.

Zur praktischen Durchführung einer derartigen Gegenkopplung werden im allgemeinen Übertrager verwendet. Der Einsatz von Übertragern stößt jedoch vor allem dann auf Widerstand, wenn die Anforderung gestellt wird, einen Verstärker in integrierter Schaltungstechnik aufzubauen, da große Induktivitäten in dieser besonderen Technik nur sehr schwer verwirklichbar sind.In order to implement such a negative feedback in practice, transformers are generally used used. However, the use of transformers comes up against resistance, especially when the requirement is asked to build an amplifier in integrated circuit technology, since large inductances in this special technology are very difficult to achieve.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstärkeranordnung zu schaffen, bei der ohne Verwendung von Übertragern die Einstellung eines beliebigen reellen frequenzunabhängigen Ein- und/oder Ausgangswiderstandes möglich ist.The object of the invention is to create an amplifier arrangement in which without the use of Transmitter the setting of any real frequency-independent input and / or output resistance is possible.

Die Verstärkeranordnung wird gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß die Längszweigwiderstände des T-Gliedes als ohmsche und der Querzweigwiderstand des T-Gliedes und der Zweipolwiderstand als komplexe Widerstände ausgebildet sind, daß die in den Gegenkopplungszweigen liegenden Widerstände derart bemessen sind, daß das Verhältnis des Blindanteils des Querzweigwiderstandes des T-Gliedes zur Reaktanz des Zweipols gleich ist dem Verhältnis aus eingangsseitigem Längszweigwiderstand des T-Gliedes zur Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipols multipliziert mit dem Verhältnis aus der Summe von ausgangsseitigem Längswiderstand des T-Gliedes und ausgangsseitigem Verstärkerabschlußwiderstand zur Summe aus den beiden Längszweigwiderständen und dem ausgangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand und daß die Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipols klein ist gegenüber den Längswiderständen des T-Gliedes bzw. dem ausgangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand. The amplifier arrangement is designed according to the invention such that the series branch resistors of the T-link as ohmic and the shunt arm resistance of the T-link and two-pole resistance as complex Resistors are designed so that the resistors located in the negative feedback branches are dimensioned that the ratio of the reactive component of the shunt arm resistance of the T-link to the reactance of the two-pole is equal to the ratio of the input-side series branch resistance of the T-link to Size of the ohmic resistance of the two-terminal network multiplied by the ratio of the sum of output-side series resistance of the T-element and output-side amplifier terminating resistor for Sum of the two series branch resistances and the amplifier terminating resistor on the output side and that the size of the ohmic resistance of the two-terminal network is small compared to the series resistances of the T-element or the amplifier terminating resistor on the output side.

Durch diese Maßnahmen erreicht man den Vorteil, daß bei beliebig bemessenem reellem Abschlußwiderstand bzw. Lastwiderstand ein beliebiger reeller Verstärkeranordnung mit Parallel-
und Reihenrückkopplung vom Ausgang
auf den EingangThese measures have the advantage that, with any real terminating resistor or load resistor, any real amplifier arrangement with parallel
and series feedback from the output
on the entrance

Anmelder:Applicant:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, 8000 Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Hubert Gölz, 8000 MünchenDipl.-Ing. Hubert Gölz, 8000 Munich

frequenzunabhängiger Eingangswiderstand erhalten werden kann, wobei die Verstärkung selbst frequenzabhängig oder frequenzunabhängig gewählt werden kann.frequency-independent input resistance can be obtained, the gain itself being frequency-dependent or can be selected independently of the frequency.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die Verstärkeranordnung auch derart ausbilden, daß die Längszweigwiderstände des T-Gliedes als ohmsche und der Querwiderstand des T-Gliedes und der Zweipolwiderstand als komplexe Widerstände ausgebildet sind, daß die in den Gegenkopplungszweigen liegenden Widerstände derart bemessen sind, daß das Verhältnis des Blindanteils des Querzweigwiderstandes des T-Gliedes zu der Reaktanz des Zweipols gleich ist dem Verhältnis aus ausgangsseitigem Längszweigwiderstand des T-Gliedes zur Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipols multipliziert mit dem Verhältnis aus der Summe von eingangsseitigem Längswiderstand des T-Gliedes und eingangsseitigem Verstärkerabschlußwiderstand zur Summe aus den beiden Längszweigwiderständen und dem eingangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand und daß die Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipols klein ist gegenüber den Längswiderständen des T-Gliedes bzw. dem eingangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand.In a further embodiment of the invention, the amplifier arrangement can also be designed in such a way that the series branch resistances of the T-link as ohmic and the transverse resistance of the T-link and the two-pole resistance are designed as complex resistors that those lying in the negative feedback branches Resistors are dimensioned such that the ratio of the reactive component of the shunt arm resistance of the T-element to the reactance of the two-terminal network is equal to the ratio of the output-side series branch resistance of the T-element to the size of the ohmic resistance of the two-terminal network multiplied by the ratio from the sum of the input-side series resistance of the T-element and the input-side amplifier terminating resistance to the sum of the two series branch resistances and the amplifier terminating resistor on the input side and that the size of the Ohmic resistance of the dipole is small compared to the series resistances of the T-link or the amplifier terminating resistor on the input side.

Bei einer derartigen Dimensionierung kann bei beliebigem reellem eingangsseitigem Abschlußwiderstand bzw. Generatorinnenwiderstand ein beliebiger reeller frequenzunabhängiger Ausgangswiderstand erzeugt werden, wobei die Verstärkung entweder von der Frequenz abhängig oder unabhängig sein kann. So kann bereits bei einer Stufe einer Verstärkeranordnung erreicht werden, daß sowohl Eingangs- als auch Ausgangswiderstand dieser Stufe beliebig groß gewählt werden können.With such a dimensioning, any real terminating resistor on the input side can be used or generator internal resistance generates any real, frequency-independent output resistance The gain can either be frequency dependent or independent. So can already be achieved at one stage of an amplifier arrangement that both input and Output resistance of this stage can be chosen as large as desired.

Man kann auch eine auf ihren Eingangswiderstand hin dimensionierte Verstärkerstufe mit einer auf ihren Ausgangswiderstand hin dimensionierten Verstärker-You can also have an amplifier stage dimensioned for its input resistance with a Output resistance dimensioned amplifier

809 570/386809 570/386

stufe über eine Entkopplerstufe verbinden. Die Entkopplerstufe kann dabei eine Transistorstufe in Emitterschaltung sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung können der Eingangs- und der Ausgangswiderstand voneinander unabhängig und beliebig in ihrer Größe eingestellt werden.connect stage via a decoupler stage. The decoupling stage can be a transistor stage in Be emitter circuit. In such a configuration, the input and output resistance can be set independently of each other and of any size.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 bis 3 wird die Erfindung näher erläutert.On the basis of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 the invention is explained in more detail.

F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer Verstärkeranordnung, bei der bei beliebigem Abschlußwiderstand mit Hilfe einer kombinierten Stromspannungsgegenkopplung ein reeller frequenzunabhängiger Eingangswiderstand erzeugt werden kann;F i g. 1 shows the basic circuit diagram of an amplifier arrangement, in the case of any terminating resistor with the help of a combined current-voltage negative feedback a real frequency-independent input resistance can be generated;

F i g. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Verstärkeranordnung entsprechend der Fig. 1. Der Querzweigwiderstand Q3, des T-Gliedes und der Zweipolwiderstand Qs sind komplexe Widerstände. Die Reaktanzen sollen dabei schaltungsmäßig gleich, jedoch widerstandsreziprok zueinander dimensioniert sein;F i g. 2 shows a section from the amplifier arrangement according to FIG. 1. The shunt arm resistance Q 3 of the T-element and the two-pole resistance Qs are complex resistances. The reactances should be the same in terms of circuitry, but dimensioned reciprocally in terms of resistance to one another;

F i g. 3 zeigt eine Verstärkeranordnung, wobei eine Verstärkerstufe mit einstellbarem Eingangswiderstand und eine Verstärkerstufe mit einstellbarem Ausgangswiderstand über eine Emitterstufe miteinander gekoppelt sind.F i g. 3 shows an amplifier arrangement, wherein an amplifier stage with adjustable input resistance and an amplifier stage with an adjustable output resistance coupled to one another via an emitter stage are.

Setzt man für den eingangsseitigen Längszweigwiderstand des T-Gliedes ^1 = i?ls für den ausgangsseitigen Längszweigwiderstand Q2 = -#2* für den Querzweigwiderstand Qp = JXP und für den Zweipolwiderstand Is the input-side series branch resistance of the T-link ^ 1 = i? ls for the output-side series branch resistance Q 2 = - # 2 * for the shunt branch resistance Qp = JX P and for the two-pole resistance

S. =S. =

-J-J

3030th

ÄsÄs

und hält man ferner die Abgleichbedingungand one also keeps the matching condition

Xp R1 -R2 -f" Za Xp R 1 -R 2 -f " Z a

Xs Rs R1 + Rz + ZaXs Rs R 1 + Rz + Za

ein, wobei die Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipolsa, where the size of the ohmic resistance of the two-terminal network

3535

4040

a + Rt +a + Rt +

sein soll, dann erhält man für den eingangsseitigen Widerstand WE should be, then we get for the input-side resistance W E

Re 4"i Re 4 "i

WE r* — ■ (Za + R1 + Jj2). ö W E r * - ■ (Z a + R 1 + Jj 2 ). ö

ZaZa

Für die AbgleichbedingungFor the matching condition

X1P Ri R\ + Rff KnX 1 P Ri R \ + Rff Kn

Xs Rs R1 + i?2 + Rg Xs Rs R 1 + i? 2 + Rg

und die Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipolsand the size of the ohmic resistance of the two-terminal network

P Ks PK s

Rg + R± + R2 erhält man für den Äusgangswiderstand Rg + R ± + R2 is obtained for the output resistance

WA W A

RgRg

(Rg(Rg

5555

6060

Hierbei bedeutet Zä ein beliebig wählbarer Abschlußwiderstand und Rg ein beliebig wählbarer Generatorwiderstand.Here, Z ä means any terminating resistor that can be selected and R g means any generator resistance that can be selected.

Claims (4)

PatentanspruchesClaim 1. Verstärkeranordnung mit sehr hoher Parallel- und Reihenrückkopplung Vom Ausgang auf den Eingang, bei der die Parallelrückkopplung über ein T-Glied und die Reihenrüekkopplüng über einen Zweipol, der aus einer Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Reaktanz besteht, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dieLängszweigwiderstände des T-Gliedes als ohmsche und der Querwiderstand des T-Gliedes und der Zweipolwiderstand als komplexe Widerstände ausgebildet sind, daß die in den Gegenkopplungszweigen liegenden Widerstände derart bemessen sind, daß das Verhältnis des Blindanteiles des Querzweigwiderstandes (Q3,) des T-Gliedes zur Reaktanz des Zweipols (Xs) gleich ist dem Verhältnis aus eingangsseitigem Längszweigwiderstand (Q1) des T-Gliedes zur Größe des ohmschen Widerstandes (Rs) des Zweipols multipliziert mit dem Verhältnis aus der Summe von ausgangsseitigem Längswiderstand (Q2) des T-Gliedes und ausgangsseitigem Verstärkerabschlußwiderstand (Za) zur Summe aus den beiden Längszweigwiderständen (§l5 Q2) und dem ausgangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand (Za) und daß die Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipols klein ist gegenüber den Längswiderständen des T-Gliedes bzw. dem ausgangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand. 1. Amplifier arrangement with very high parallel and series feedback from the output to the input, in which the parallel feedback via a T-element and the series feedback via a two-pole, which consists of a parallel circuit of an ohmic resistor and a reactance, is characterized in that the longitudinal branch resistances of the T-member are designed as ohmic and the transverse resistance of the T-member and the two-pole resistor as complex resistances that the resistances in the negative feedback branches are dimensioned in such a way that the ratio of the reactive component of the cross-branch resistance (Q 3 ,) of the T-member to the reactance of the two-pole (X s ) is equal to the ratio of the input-side series branch resistance (Q 1 ) of the T-element to the size of the ohmic resistance (R s ) of the two-pole multiplied by the ratio of the sum of the output-side series resistance (Q 2 ) of the T. -Ground and output-side amplifier terminating resistor (Z a ) to the sum of d en both series branch resistances (§ l5 Q 2 ) and the output-side amplifier terminating resistor (Za) and that the size of the ohmic resistance of the two-pole is small compared to the series resistances of the T-element or the output-side amplifier terminating resistor. 2. Verstärkeranordnung mit sehr hoher Parallel-· und Reihenrückkopplung vom Ausgang auf den Eingang, bei der die Parallelrückkopplung über ein T-Glied und die Reihenrückkopplung über einen Zweipol, der aus einer Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Reaktanz besteht, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längszweigwiderstände des T-Gliedes als ohmsche und der Querwiderstand des T'Gliedes und der Zweipolwiderstand als komplexe Widerstände ausgebildet sind, daß die in den Gegenkopplungs^· zweigen hegenden Widerstände derart bemessen sind, daß das Verhältnis des Blindanteils des Querzweigwiderstandes (Q2,) des T-Gliedes zur Reaktanz (Xs) des Zweipols gleich ist dem Verhältnis aus ausgangsseitigem Längszweigwiderstand (Q2) des T'Gliedes zur Größe des ohmschen Widerstandes (Rs) des Zweipols multipliziert mit dem Verhältnis aus der Summe von eingangsseitigem Längswiderstand (Q1) des T-Gliedes und eingangsseitigem Verstärkerabschlußwiderstand (Rg) zur Summe aus den beiden Längszweigwiderständen (Si» S2) UQd dem eingangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand (Rg) und daß die Größe des ohmschen Widerstandes des Zweipols klein ist gegenüber den Längswiderständen des T-Gliedes bzw. dem eingangsseitigen Verstärkerabschlußwiderstand. 2. Amplifier arrangement with very high parallel and series feedback from the output to the input, in which the parallel feedback takes place via a T-element and the series feedback takes place via a two-pole, which consists of a parallel connection of an ohmic resistor and a reactance, characterized in that, that the series branch resistances of the T element are designed as ohmic and the cross resistance of the T element and the two-pole resistor as complex resistances, that the resistances in the negative feedback branches are dimensioned in such a way that the ratio of the reactive component of the cross arm resistance (Q 2 , ) of the T-element to the reactance (X s ) of the two-pole is equal to the ratio of the output-side series branch resistance (Q 2 ) of the T'-element to the size of the ohmic resistance (Rs) of the two-pole multiplied by the ratio of the sum of the input-side series resistance (Q 1 ) of the T-element and the amplifier terminating resistor (R g ) on the input side to the sum the two series branch resistances (Si >> S2) UQ d the input-side amplifier terminating resistor (Rg) and that the size of the ohmic resistance of the two-terminal is small compared to the series resistances of the T-element or the input-side amplifier terminating resistor. 3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie über eine Entkopplerstufe mit einer Verstärkeranordnung nach Anspruch 2 verbunden ist.3. Amplifier arrangement according to claim 1, characterized in that it has a decoupling stage is connected to an amplifier arrangement according to claim 2. 4. Verstärkeranordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplerstufe eine stark gegengekoppelte Transistorstufe in Emitterschaltung ist.4. amplifier arrangement according to claim, characterized characterized in that the decoupling stage is a highly negative feedback transistor stage in Emitter circuit is. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 809 570/386 7.68 © Bundesdruckerei Berlin809 570/386 7.68 © Bundesdruckerei Berlin
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