DE19609621C1 - Schaltung und Verfahren zur Offsetkompensation eines intervallweise betriebenen Differenzverstärkers - Google Patents
Schaltung und Verfahren zur Offsetkompensation eines intervallweise betriebenen DifferenzverstärkersInfo
- Publication number
- DE19609621C1 DE19609621C1 DE1996109621 DE19609621A DE19609621C1 DE 19609621 C1 DE19609621 C1 DE 19609621C1 DE 1996109621 DE1996109621 DE 1996109621 DE 19609621 A DE19609621 A DE 19609621A DE 19609621 C1 DE19609621 C1 DE 19609621C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- differential
- differential amplifier
- input
- amplifier
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45479—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltung und ein Verfahren zur
Offsetkompensation eines intervallweise betriebenen Diffe
renzverstärkers mit einem ersten und zweiten Differenzeingang
und einem Signalausgang.
Signalverstärker bestehen zumeist aus Transistorenschaltun
gen, bei denen die Transistoren durch das steuernde Signal um
einen Arbeitspunkt betrieben wird. Dieser liegt bei Bipolar
transistoren im Betriebsbereich. Der eingestellte Arbeits
punkt muß dabei trotz Temperaturänderungen, Exemplarstreuun
gen, Langzeitänderungen des Materials und Speisespannungs
änderungen konstant bleiben. Wenn der Verstärker nicht auf
den Arbeitspunkt angepaßt ist, treten auch bei einer fehlen
den Eingangsspannung unerwünschte Änderungen des Verstärker
ausgangssignals auf. Dies wird Offset genannt. Insbesondere
bei Kaskadenstufenverstärkern, einer Reihenschaltung von
einzelnen Verstärkerstufen zur Erzielung einer hohe Verstär
kung, potenzieren sich die Offsetfehler. Vor allem aufgrund
der hohen Verstärkungen bewirken dann schon kleine Aus
steuerungen eine extreme Übersteuerung des Ausgangs. Daher
ist eine Offsetkompensation erforderlich, die dadurch
erreicht wird, daß an den Eingang eine entsprechende Gegen
spannung, die Offsetspannung genannt wird, angelegt wird. Bei
Kaskadenstufenverstärkern sollte der Offsetfehler vor allem
in den ersten Stufen möglichst gut ausgeglichen werden, um
den Arbeitspunkt des Verstärkers optimal zu stabilisieren.
Hierzu muß der Kollektorruhestrom konstant gehalten werden.
In mehrstufigen Verstärkern kann zusätzlich eine Gleichspan
nungsgegenkopplung über mehrere Stufen realisiert werden, um
den Arbeitspunkt der Verstärkerstufen zu stabilisieren.
Zur Arbeitspunktstabilisierung haben sich bei einer einzelnen
Verstärkerstufe die im folgenden erläuterten Methoden be
währt:
- a) Einspeisen eines konstanten Emitterstroms mit einer Konstantstromquelle;
- b) Das Differenzverstärkerprinzip;
- c) Gegenkopplung innerhalb einer oder/und mehrerer Stufen;
- d) Nichtlineare Temperaturkompensationsschaltungen mit Dioden, Transistoren, temperaturabhängigen Widerständen u. a.
In integrierten Schaltungen wird die Stabilisierung des
Kollektorstroms häufig mit Konstantstromquellen bewirkt. Es
werden sogenannte Stromspiegelschaltungen eingesetzt, die aus
zwei gleichartigen Transistoren bestehen, deren Basisan
schlüsse zusammengeschaltet und mit dem Kollektor des ersten
Transistors verbunden sind. Der Kollektorstrom Ic2 des zwei
ten Transistors wird durch den Kollektorstrom Ic1 des ersten
Transistors konstant gehalten. Durch einen Gegenkopplungs
widerstand am Emitter des zweiten Transistors ist der
Konstantstrom Ic2 erheblich kleiner, als Ic1. Der Widerstand
muß dabei, im Gegensatz zu einem Kollektorwiderstand am
ersten Transistor nicht hochohmig sein. Derartige Schaltungen
benötigen wenig Chipfläche und sind gut herstellbar.
Differenzverstärker sind linear verstärkende Gleichspannungs
verstärker, deren Ausgangsspannung der Differenz der beiden
Eingangsspannungen proportional ist. Die Grundschaltung eines
Differenzverstärkers besteht aus zwei Transistoren, deren
Emitteranschlüsse zusammengeschaltet sind. Eine Gleichstrom
quelle am Emitter sorgt für einen konstanten Strom der Summe
der Emitterströme IE1 + IE2. Die Kollektoren werden über
Lastwiderstände an eine Gleichspannungsquelle gelegt. Die
zwischen beiden Basisanschlüssen liegende Spannungsdifferenz
wird verstärkt und kann an den Lastwiderständen abgenommen
werden. Die Differenzspannung erzeugt dabei gegenläufige
Wirkungen an den Lastwiderständen. Bei gleichen Eingangsspan
nungen UB1 und UB2 ergeben sich gleiche Ausgangsspannungen Uc1
= Uc2 = U₀ - Rc I₀ / 2. Die Spannungsverstärkung ist dann um
gekehrt proportional zu der Differenz der Eingangsspannungen.
Differenzverstärker werden zumeist für integrierte Schaltun
gen eingesetzt, da durch seinen symmetrischen Aufbau eine
gute Ausgewogenheit der Komponenten erzielt werden kann.
Dabei werden vor allem Transistoren, Dioden und Widerstände
und nur sehr selten Kondensatoren benötigt. Da die Spannungs
verstärkung von dem Verhältnis der Widerstände und nicht von
ihrer ohmschen Größe abhängt, müssen hohe Widerstände sehr
selten verwendet werden. Die Verlustleistung von Differenz
verstärkern ist dadurch relativ gering. Weitere Vorteile
eines Differenzverstärkers sind die gute Trennung zwischen
Eingangs- und Ausgangskreis, eine geringe Temperaturabhängig
keit und eine hohe Bandbreite.
Das Prinzip der Gegenkopplung ist für die Verstärkertechnik
von sehr großer Bedeutung. Durch Rückführung eines definier
ten Anteils des Ausgangssignals zum Eingang wird das Ein
gangssignal derart überlagert, daß die Abweichungen des Ver
stärkers vom idealen Verhalten weitgehend kompensiert. Wenn
das rückgeführte Signal das Eingangssignal schwächt, spricht
man von Gegenkopplung, wenn das Eingangssignal verstärkt
wird, von Mitkopplung.
Mit der Gegenkopplung kann der Verstärker stabilisiert und
eingestellt, die Ein- und Ausgangsimpedanz verändert, der
Frequenzgang und die Bandbreite verbessert und der Aussteuer
bereich vergrößert werden. Nachteilig ist jedoch, daß der
Verstärkungsfaktor verringert wird. Außerdem kann, vor allem
bei hochverstärkenden Verstärkern, eine dynamische Instabili
tät auftreten. Die dynamische Stabilität hängt dabei allein
vom Frequenzgang der Schleifenverstärkung, dem Produkt aus
Übertragungsfunktion des Vorwärts- und Rückwärtsgliedes des
Verstärkerkreises, ab.
Temperaturschwankungen der Transistoren und Instabilitäten
durch Alterung der Bauteile können mittels nichtlinearer
Schaltungen z. B. unter Verwendung von Dioden, Transistoren,
temperaturabhängigen Widerständen oder Sensoren kompensiert
werden. Diese Schaltungen sind jedoch nicht dazu geeignet,
den Arbeitspunkt einzustellen und eine Übersteuerung zu ver
hindern. Hierzu muß auf die Stabilisierungsverfahren nach a)
bis c) zurückgegriffen werden.
Zur Erzielung einer hohen Verstärkung wird in der Regel eine
Verstärkerschaltung verwendet, bei der die Kompensationsver
fahren nach a) bis c) miteinander kombiniert werden. Die
Bandbreite des Verstärkers wird jedoch durch herkömmliche
Kompensationsschaltungen begrenzt. Außerdem ist die Kompensa
tion bei Verstärkern mit einstellbarem Verstärkungsfaktor
sehr problematisch, da die Kompensationsschaltung bei jeder
Änderung des Verstärkungsfaktors neu justiert werden muß.
In BiCMOS Technology and Applications, Chapter 8, "Analog
Design" von H.S. Lee, Kluwer Academic Publishers, Boston,
Dordrecht, London, 1990, werden auf den Seiten 301 ff. Grund
schaltungen für Operationsverstärker und deren Kompensation
beschrieben. Insbesondere wird auf den Seiten 302 bis 304 ein
Kaskadenstufendifferenzverstärker in "Folded-Cascode"-Struk
tur vorgestellt. Die Frequenzkompensation wird hierbei durch
eine feste Ladekapazität der Schaltung erreicht. Ein im
Schaltungseingang befindliches Transistorpaar wirkt als
Differenzverstärker. Über einen BIAS-Transistor wird der
gemeinsame Drainanschluß mit einstellbarem konstantem Strom
versorgt. Die Sources der Differenzverstärkerstufe sind
jeweils an miteinander verbundene Drain- und Sources zweier
kaskadierter BIAS-Transistorpaare geschaltet. Aufgrund des
einfach zu realisierenden Aufbaus und der gut steuerbaren
Stabilisierung der "Folded-Cascode-Structur" wird diese
Grundschaltung auch in den Schaltungen verwendet, die in den
weiteren Artikeln beschrieben sind.
In IEEE, Journal of Solid-State Circuits, Vol. 28, No. 12,
Dezember 1993, S. 1314-1320, wird ein hochverstärkender Kaskadenstufen-
Differenzverstärker in MOS-Technik beschrieben. Die
Gleichtaktunterdrückung rangiert zwischen 40 bis 100 dB.
Der Verstärker besteht aus einer Kaskade von Verstärkerstufen
mit variabel einstellbarem Verstärkungsfaktor. Das kritische
Problem der Offsetkompensation wird durch eine kontinuier
liche Rückkopplung des Ausgangs der letzten Stufe auf den
Eingang der ersten Stufe gelöst. Die beiden vom Signalpfad
entkoppelten Ausgangssignale werden dabei über Widerstände
zurückgeführt, so daß eine für diese Art der Rückkopplung
maximale Bandbreite erzielt wird. Damit der Verstärker ent
koppelt werden kann, besteht die erste Stufe aus zwei Diffe
renzverstärkern in "Foulded-Cascade-Structure". Das rückge
koppelte Signal gelangt, nachdem es über einen Kondensator
entkoppelt wurde, in die zweite Verstärkerstufe. Der Ausgang
der zweiten Stufe ist an den Ausgang des ersten Differenzver
stärkers, an dem gleichzeitig das Ausgangssignal der ersten
Stufe anliegt, angeschlossen. Zusätzlich zu der Rückkopplung
des gesamten Verstärkers ist jede Kaskadenstufe rückgekop
pelt. Die Widerstände am Ausgang der Differenzverstärker
werden durch zwei Transistoren implementiert, die über ein
BIAS-Netzwerk einstellbar sind. Damit kann eine korrekte Aus
gangsgleichspannung erzielt werden.
Für die Anwendung, die in diesem Artikel vorgestellt wird,
wurde durch die Rückkoppelung von der letzten auf die erste
Kaskadenstufe zwar eine maximal erreichbare Bandbreite
erzielt. Bei einer hochverstärkenden Ausführung wirkt sich
die Rückkopplung jedoch nachteilig aus, da die Dämpfung der
Rückkoppelung aufgrund der Verwendung sehr vieler Kaskaden
stufen zu groß ist. Auch die Bandbreite ist dann nicht für
alle Anwendungen ausreichend.
In "Understanding Wide-band MOS Transistors" von John M.
Steininger in Circuit and Devices, Mai 1990, S. 26-31, werden
optimierte Differenzverstärker in MOS-Technik beschrieben.
Die US 4,789,777 zeigt einen zweipoligen Differenzverstärker
mit einem einzigen Differenzeingangspaar. Der Verstärkerausgang
kann wahlweise direkt an einen Eingang oder ggf. mit einem
Vorwiderstand über einen Kondensator bzw. einen Widerstand an
beide Eingänge des Differenzverstärkers rückgekoppelt werden.
Direkt an den Ausgang des Differenzverstärkers ist ein weiterer
Differenzverstärker geschaltet. Dadurch ist der erste
Verstärker offsetkompensiert, jedoch nicht eine vollständige
Verstärkerkaskade.
In der US-PS 5,136,255 ist ein Differenzverstärker mit zwei
Differenzeingangspaaren dargestellt, dessen Signalausgang über
Kondensatoren auf die Eingangspaare rückkoppelbar ist. Weitere
Kondensatoren am Verstärkereingang können in einem
Kompensationsintervall, in dem der Verstärker vom Signaleingang
getrennt ist, auf eine Offsetspannung VBN bzw. VBP vorgeladen
werden. Die Schaltungsanordnung weist keine Elemente zur
Anpassung der durch die Offsetkompensation verringerte
Bandbreite auf. Außerdem werden durch die Schaltung keine
kaskadierten Differenzverstärker offsetkompensiert.
All diese bekannten Verstärker haben jedoch eine verringerte
Bandbreite, wenn sie offsetkompensiert werden.
Aufgabe der Erfindung war es, eine Schaltung zur Offsetkom
pensation eines intervallweise betriebenen Differenzverstär
kers anzugeben. Die Schaltung sollte die Bandbreite des Ver
stärkers nicht beeinflussen. Eine Ausführung der Schaltung
sollte zur Offsetkompensation eines hochverstärkenden, -aus
mehreren Stufen bestehenden Differenzverstärkers geeignet
sein. Eine weitere Ausgestaltung sollte während der Betriebs
intervalls, in dem der Verstärker ein Eingangssignal ver
stärkt, eine einfache Nachregelung der Offsetkompensation
ermöglichen, wenn der Verstärkungsfaktors einer Stufe verän
dert wird.
Die Aufgabe wird durch die Schaltung nach Anspruch 1 und das
Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.
Ein Kondensator wird in dem Kompensationsintervall, wenn das
Eingangssignal nicht von dem Differenzverstärker verstärkt
und die Schaltung zur Offsetkompensation vorbereitet wird,
auf genau die Spannung geladen, die zur Offsetkompensation
bei einem festgelegten Verstärkungsfaktor erforderlich ist.
Diese Spannung wird Offsetspannung genannt.
Der Differenzverstärker wird während des Betriebsintervalls,
wenn ein Eingangssignal durch den Differenzverstärker ver
stärkt wird, mit der Offsetspannung kompensiert, die auf dem
Kondensator geladen ist. Dann ist der Schalter geöffnet, so
daß keine Rückkoppelung des Ausgangs zu dem Differenzeingang
besteht.
Die Offsetkompensation kann vorteilhaft durchgeführt werden,
wenn in dem Kompensationsintervall das Eingangssignal einer
Verstärkerstufe mit einem Schalter von dem zweiten Differenz
eingang getrennt wird. Außerdem ist es angebracht, den ersten
Differenzeingang auf ein festgelegtes Spannungspotential
(Ruhepotential) zu legen.
Für die Offsetkompensation eines Kaskadenstufen-Differenzver
stärkers werden die Verstärkerstufen über Kondensatoren und
Schaltnetzwerke miteinander verbunden. Dadurch ist es
möglich, die Kondensatoren in dem Kompensationsintervall mit
den Restoffsetspannungen zu laden, die jeweils zu einem ent
sprechenden Verstärkungsfaktor passen. In dem Betriebsinter
vall wird ein zu einem jeweiligen Verstärkungsfaktor gehöri
ger Kondensator jeweils an den ersten Differenzeingang der
Verstärkerstufen geschaltet.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1: Schaltung zur Offsetkompensation einer Differenz
verstärkerstufe;
Fig. 2: Offsetkompensierbarer Differenzverstärker;
Fig. 3 Schaltung zur Offsetkompensation eines hochverstär
kenden, intervallweise betriebenen Kaskadenstufen-
Differenzverstärkers mit drei offsetkompensierbaren
Differenzverstärkerstufen;
Fig. 1 zeigt eine Schaltung zur Offsetkompensation einer
Differenzverstärkerstufe mit einem offsetkompensierbaren
Differenzverstärker Vi. Die Verstärkerstufe wird intervall
weise betrieben. Hierbei sind die zwei Betriebszustände
"Kompensationsintervall" und "Betriebsintervall" zu unter
scheiden. In dem Kompensationsintervall wird die Schaltung
zur Offsetkompensation vorbereitet. Hierzu werden Kondensato
ren auf jeweilige Offsetspannungen aufgeladen. In dem
Betriebsintervall liegt das Eingangssignal am Verstärker und
wird durch den Differenzverstärker verstärkt. Der vorher auf
geladene Kondensator hat genau die Offsetgegenspannung, die
notwendig ist, um den Offset des Differenzverstärkers zu neu
tralisieren.
Es wird also zunächst in dem Kompensationsintervall eine
lokale Offsetkompensation durchgeführt, indem das Ausgangs
signal über die Schalter Si3 und Si4, sowie einen Ladekonden
sator Ci auf den zweiten Differenzeingang bzw. Kompensations
eingang des Verstärkers rückgekoppelt wird. Das Eingangs
signal (IN) wird während der lokalen Offsetkompensation
mittels der Schalter Si3 und Si4 von dem Signalpfad des Ver
stärkers abgekoppelt. Das Potential des Signaleingangs kann
mit einer Gleichspannungsquelle Ui3 verschoben werden, die
über die Schalter Si5 und Si6 mit dem Signaleingang des Ver
stärkers verbunden ist. Für eine maximale Leerlaufverstärkung
ist der Widerstand abschaltbar.
In Fig. 2 ist ein offsetkompensierbarer Differenzverstärker
dargestellt. Das Eingangssignal In2- und In2+ und das rückge
koppelte Signal In1- und In1+ werden jeweils auf die Gates
eines als Differenzverstärker geschalteten Transistorpaares
T₁, T₂ und T₃, T₄ gegeben. Die Sources der Transistoren
werden in einen Endverstärker Ve geführt. Die Sourceströme
beider Differenzverstärker werden dabei mit einer BIAS-Strom
spiegelschaltung, bestehend aus den Transistoren T₅ und T₆,
gesteuert. Auch die Drainströme werden mit zwei BIAS-Strom
spiegelschaltungen, bestehend aus den Transistoren T₇, T₈ und
T₁₀, T₁₁, gesteuert.
Der Verstärkungsfaktor wird durch einen Widerstand R₁ bzw. R₂
und einen Transisor T₉ bzw. T₁₂, der zwischen die Drain
anschlüsse eines als Differenzverstärker wirkenden Tran
sistorpaares T₁, T₂ bzw. T₃, T₄ geschaltet ist, über die
Gate-Anschlüsse der Transistoren T₉ bzw. T₁₂ und den Eingang
VF eingestellt. In Verbindung mit der BIAS-Stromspiegel
schaltung, bestehend aus den Transistoren T₇, T₈ und T₁₀, T₁₁,
ist es nunmehr möglich, die Offsetkompensation mit der Ver
stärkung nachzuführen.
In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Stabilisierungsschaltung
für einen hochverstärkenden, intervallweise betriebenen,
breitbandigen Kaskadenstufen-Differenzverstärker dargestellt.
Der Verstärker besteht hierbei aus drei Stufen. Zusätzlich zu
der in Fig. 1 dargestellten Stabilisierungsschaltung weist
die letzte Stufe parallel zu den Schaltern S₃₃ und S₃₄ eine
Reihe jeweils parallel geschalteter Koppelkondensatoren Cai
und Cbi auf. Diese dienen der Kompensation des Restoffsets
und können je nach Verstärkungsfaktor mit Hilfe der Schalter
S3a1 und S3bi in den Signalpfad gelegt werden.
Die Kompensationsphase besteht aus der lokalen Offsetkompen
sation jedes einzelnen Differenzverstärkers und der globalen
Offsetkompensation, bei der alle möglichen Verstärkungsfakto
ren der Reihe nach eingestellt werden und die entsprechenden
Kondensatoren Cai und Cbi auf die jeweilige Offsetspannung
aufgeladen werden.
In der Betriebsphase werden je nach Verstärkungsfaktor ent
sprechende Offsetspannungen durch Einkoppeln der jeweiligen
Kondensatoren angelegt. Da sich die Kondensatoren mit der
Zeit entladen muß die Kompensationsphase von Zeit zu Zeit neu
durchgeführt werden.
Claims (7)
1. Schaltung zur Offsetkompensation eines intervallweise
betriebenen Kaskadenstufen-Differenzverstärkers mit hinter
einander geschalteten Differenzverstärkern, die jeweils ein
erstes und zweites Differenzeingangspaar und einen Signal
ausgang aufweisen, wobei parallel zu dem zweiten Diffe
renzeingangspaar ein Kondensator (Ci) geschaltet ist und
der Signalausgang über mindestens eignen Schalter (Si1, Si2)
an das zweite Differenzeingangspaar gekoppelt ist und
mindestens ein Schalter (Si3, Si4) zwischen dem Signal
eingang und dem ersten Differenzeingangspaar zur Entkoppe
lung des Eingangssignals von dem Differenzverstärker sowie
mindestens ein Schalter (Si5, Si6) zwischen dem ersten
Differenzeingangspaar und einem festgelegten Spannungs
potential (Ui3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Kondensator (Ca1, Cb1) mit jeweils einem
Schalter (S3a1, S3b1) parallel zu dem jeweiligen Schalter
(Si1, Si2) zwischen dem Signalausgang eines vorhergehenden
Differenzverstärkers und dem ersten Differenzeingangspaar
eines nachfolgenden Differenzverstärkers schaltbar angeord
net ist, wobei der mindestens eine Kondensator (Ca1, Cb1)
in einem Kompensationsintervall, in dem das Eingangssignal
von dem vorhergehenden Differenzverstärker entkoppelt ist,
auf eine Restoffsetspannung aufgeladen wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Kondensatoren (Cai, Cbi) mit jeweils einem Schalter
(S3ai, S3bi) jeweils parallel zu dem jeweiligen Schalter
(Si1, Si2) zwischen dem Signalausgang des vorhergehenden
Differenzverstärkers und dem ersten Differenzeingangspaar
des nachfolgenden Differenzverstärkers angeordnet sind.
3. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker aufweist:
zwei jeweils- als ein Differenzverstärker ausgebildete Transistorpaare (T₁, T₂) bzw. (T₃, T₄), wobei die Source des ersten Transistors (T₁) des ersten Differenzverstärkers und die Source des ersten Transistors (T₃) des zweiten Differenzverstärkers an einen ersten Eingang eines End verstärkers und die Source des zweiten Transistors (T₂) des ersten Differenzverstärkers und die Source des zweiten Transistors (T₄) des zweiten Differenzverstärkers an einen zweiten Eingang eines Endverstärkers geschaltet ist und die Gates des ersten Transistorpaares (T₁, T₂) das erste Diffe renzeingangspaar und die Gates des zweiten Transistorpaares (T₃, T₄) das zweite Differenzeingangspaar bilden;
eine BIAS-Stromspiegelschaltung, die aus zwei Transistoren (T₅ und T₆) gebildet ist, deren Gates zu einem BIAS- Signaleingang zusammengeschaltet und deren Sources an eine Versorgungsspannung gelegt sind und jeweils ein Drain eines Transistors (T₅, T₆) an die Sources der ersten Transistoren (T₁, T₃) des ersten und zweiten Differenzverstärkers ange schlossen ist;
eine zweite BIAS-Stromspiegelschaltung mit vier Transi storen (T₇, T₈, T₁₀, T₁₁), deren Gates zu einem BIAS- Signaleingang zusammengeschaltet und deren Drain an eine Versorgungsspannung gelegt sind und die Sources jeweils eines Transistorpaares (T₇, T₈) und (T₁₀, T₁₁) über jeweils einen Widerstand (R₁ bzw. R₂) miteinander verbunden sind und jeweils eine Source an jeweils einen Drain des Differenzverstärkers angeschlossen ist;
einen ersten Transistor (T₉) mit Drain und Source parallel über den ersten Widerstand (R₁) und einen zweiten Transi stor (T₉) mit Drain und Source parallel über den zweiten Widerstand (R₁) geschaltet ist, wobei die Gates des ersten und zweiten Transistors einen gemeinsamen Eingang für ein Signal bilden, das proportional zu dem Verstärkungsfaktor ist.
zwei jeweils- als ein Differenzverstärker ausgebildete Transistorpaare (T₁, T₂) bzw. (T₃, T₄), wobei die Source des ersten Transistors (T₁) des ersten Differenzverstärkers und die Source des ersten Transistors (T₃) des zweiten Differenzverstärkers an einen ersten Eingang eines End verstärkers und die Source des zweiten Transistors (T₂) des ersten Differenzverstärkers und die Source des zweiten Transistors (T₄) des zweiten Differenzverstärkers an einen zweiten Eingang eines Endverstärkers geschaltet ist und die Gates des ersten Transistorpaares (T₁, T₂) das erste Diffe renzeingangspaar und die Gates des zweiten Transistorpaares (T₃, T₄) das zweite Differenzeingangspaar bilden;
eine BIAS-Stromspiegelschaltung, die aus zwei Transistoren (T₅ und T₆) gebildet ist, deren Gates zu einem BIAS- Signaleingang zusammengeschaltet und deren Sources an eine Versorgungsspannung gelegt sind und jeweils ein Drain eines Transistors (T₅, T₆) an die Sources der ersten Transistoren (T₁, T₃) des ersten und zweiten Differenzverstärkers ange schlossen ist;
eine zweite BIAS-Stromspiegelschaltung mit vier Transi storen (T₇, T₈, T₁₀, T₁₁), deren Gates zu einem BIAS- Signaleingang zusammengeschaltet und deren Drain an eine Versorgungsspannung gelegt sind und die Sources jeweils eines Transistorpaares (T₇, T₈) und (T₁₀, T₁₁) über jeweils einen Widerstand (R₁ bzw. R₂) miteinander verbunden sind und jeweils eine Source an jeweils einen Drain des Differenzverstärkers angeschlossen ist;
einen ersten Transistor (T₉) mit Drain und Source parallel über den ersten Widerstand (R₁) und einen zweiten Transi stor (T₉) mit Drain und Source parallel über den zweiten Widerstand (R₁) geschaltet ist, wobei die Gates des ersten und zweiten Transistors einen gemeinsamen Eingang für ein Signal bilden, das proportional zu dem Verstärkungsfaktor ist.
4. Verfahren zur Offsetkompensation eines intervallweise
betriebenen Differenzverstärkers mit einem ersten und
zweiten Differenzeingangspaar und einem Signalausgang,
dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang des Diffe
renzverstärkers in einem Kompensationsintervall, in dem das
Eingangssignal nicht von dem Differenzverstärker verstärkt
wird, an einen Kondensator (Ci) geschaltet wird, wobei der
Kondensator (Ci) auf die Offsetspannung des Signalausgangs
aufgeladen wird, und in einem Betriebsintervall, in dem das
Eingangssignal von dem Differenzverstärker verstärkt wird,
der Kondensator (Ci) an das zweite Differenzeingangspaar
geschaltet ist und der Signalausgang von dem zweiten Diffe
renzeingang entkoppelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Signaleingang während des Kompensationsintervalls von dem
ersten Differenzeingang entkoppelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Differenzeingang während des Kompensationsintervalls
auf ein festgelegtes Spannungspotential (Ui3) gelegt wird.
7. Verfahren zur Offsetkompensation eines intervallweise
betriebenen Kaskadenstufen-Differenzverstärkers mit hinter
einander geschalteten, vorhergehenden und nachfolgenden
Differenzverstärkern nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Kompensationsintervall Kondensatoren (Cai, Cbi) auf verschiedene Restoffsetspannungen für festgelegte Verstär kungsfaktoren des vorhergehenden Differenzverstärkers aufgeladen werden und
in dem Betriebsintervall der zu dem jeweiligen Verstär kungsfaktor gehörige Kondensator (Cai, Cbi) zwischen den Signalausgang des vorhergehenden Differenzverstärkers und dem ersten Differenzeingangspaar des nachfolgenden Differenzverstärkers geschaltet wird.
in dem Kompensationsintervall Kondensatoren (Cai, Cbi) auf verschiedene Restoffsetspannungen für festgelegte Verstär kungsfaktoren des vorhergehenden Differenzverstärkers aufgeladen werden und
in dem Betriebsintervall der zu dem jeweiligen Verstär kungsfaktor gehörige Kondensator (Cai, Cbi) zwischen den Signalausgang des vorhergehenden Differenzverstärkers und dem ersten Differenzeingangspaar des nachfolgenden Differenzverstärkers geschaltet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996109621 DE19609621C1 (de) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Schaltung und Verfahren zur Offsetkompensation eines intervallweise betriebenen Differenzverstärkers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996109621 DE19609621C1 (de) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Schaltung und Verfahren zur Offsetkompensation eines intervallweise betriebenen Differenzverstärkers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19609621C1 true DE19609621C1 (de) | 1997-07-24 |
Family
ID=7788011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996109621 Expired - Fee Related DE19609621C1 (de) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Schaltung und Verfahren zur Offsetkompensation eines intervallweise betriebenen Differenzverstärkers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19609621C1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003003568A2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | Infineon Technologies North America Corp. | Active auto zero circuit for programmable time continuous open loop amplifiers |
US6922081B2 (en) | 2000-10-16 | 2005-07-26 | Infineon Technologies Ag | Electronic circuit, sensor arrangement and method for processing a sensor signal |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4789777A (en) * | 1986-06-24 | 1988-12-06 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Photelectric amplifier having plural actuable feedback paths |
US5136255A (en) * | 1991-06-28 | 1992-08-04 | Texas Instruments Incorporated | Amplifier circuit |
-
1996
- 1996-03-12 DE DE1996109621 patent/DE19609621C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4789777A (en) * | 1986-06-24 | 1988-12-06 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Photelectric amplifier having plural actuable feedback paths |
US5136255A (en) * | 1991-06-28 | 1992-08-04 | Texas Instruments Incorporated | Amplifier circuit |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LEE, H.S.: BiCMOS Technology and Applications, Kluwer Academic Publishers, Boston Dordrecht London, 1990, S. 301 ff * |
STEINIGER, J.M.: Understanding Wide-band MOS Transistors. In: Circuit and Devices, Mai 1990, S. 26-31 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6922081B2 (en) | 2000-10-16 | 2005-07-26 | Infineon Technologies Ag | Electronic circuit, sensor arrangement and method for processing a sensor signal |
WO2003003568A2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | Infineon Technologies North America Corp. | Active auto zero circuit for programmable time continuous open loop amplifiers |
WO2003003568A3 (en) * | 2001-06-29 | 2004-01-15 | Infineon Technologies Corp | Active auto zero circuit for programmable time continuous open loop amplifiers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3852930T2 (de) | Gefalteter Kaskodenverstärker mit über den ganzen Betriebsspannungsbereich gehenden Gleichtaktbereich. | |
DE69009773T2 (de) | Voll differentieller cmos-leistungsverstärker. | |
DE3588172T2 (de) | Verstärker mit mehreren Stufen und Frequenzgangkompensation | |
DE3725323C2 (de) | Volldifferential-, CMOS-Operations-Leistungsverstärker | |
DE3631099C2 (de) | CMOS Ausgangsstufe | |
DE60021170T2 (de) | Verstärker | |
DE60217504T2 (de) | Verstärker mit variabler verstärkung für einen offenen regelkreis unter verwendung einer replikatverstärkerzelle | |
DE69119036T2 (de) | Operationsverstärker | |
DE68927535T2 (de) | Verstärker | |
DE3332751C2 (de) | ||
DE69020748T2 (de) | Differenzverstärker mit Spannungsverschiebung zur Erzielung einer Eingangsfähigkeit über den ganzen, sehr niedrigen Versorgungsspannungsbereich. | |
DE2424760A1 (de) | Verstaerkerschaltung | |
DE3035272A1 (de) | Operations-transkonduktanzverstaerker mit einer nichtlineare komponente aufweisenden stromverstaerkern | |
DE2513906B2 (de) | Stromspiegelverstaerker | |
DE2425918C3 (de) | Komplementärtransistorverstärker mit automatischer Vorspannung | |
DE2638801A1 (de) | Kleinsignaltransistorverstaerker | |
US5311144A (en) | Ultra-fast differential amplifier | |
DE3220863C2 (de) | Operationsverstärkeranordnung | |
DE69127050T2 (de) | Abtast- und Halteschaltung | |
DE4142826A1 (de) | Verfolge-halte-verstaerker | |
DE3008892A1 (de) | Spannungsvergleicher | |
DE19513225C2 (de) | Vorspannungsschaltung und bipolarer Transistorverstärker | |
DE2501407B2 (de) | Verstaerker | |
DE2213484B2 (de) | Hochfrequenter Breitbandverstärker | |
DE69010916T2 (de) | Differenzverstärker mit eingangsdämpfungsglied. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SICAN GMBH, 30419 HANNOVER, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCI-WORX GMBH, 30419 HANNOVER, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |