DE19729813C2 - Verstärkerschaltung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung, die einen MOSFET
als eine Ausgangsstufe verwendet und die die Fähigkeit zur Gegen
taktverarbeitung des Ausgangsstroms hat, wie beispielsweise in der US 5361041 A beschrieben. Die vorliegende Erfindung
kann als eine Ansteuerschaltung für einen Schwingspulenmotor (VCM)
eines Festplattenantriebs (HDD), einer Betätigungseinrichtung für
eine CD (Compact Disc), eine CD-ROM, eine DVD (Digital Video Disc)
und eine MD (Mini Disc) und als eine Motoransteuerschaltung ver
wendet werden.
Beispielsweise wird eine herkömmliche Verstärkerschaltung als
eine VCM-(Schwingspulenmotor)-Ansteuerschaltung eines HDD
verwendet. Fig. 13 zeigt den gesamten Aufbau eines herkömm
lichen Festplattensystems. Wie Fig. 13 zeigt, enthält die
herkömmliche Verstärkerschaltung eine Magnetplatte 50, einen
Schwingspulenmotor (VCM) 51, einen an einem Magnetkopfarm 53
befestigten Magnetkopf 52, einen Spindelmotor (SPM) 54 zum
Antreiben der Magnetplatte 50 und eine VCM-Ansteuerschaltung
55, ein Register 56 zum Speichern von Daten, die zur Steue
rung des VCM 51 und des SPM 54 erforderlich sind, eine SPM-
Ansteuerschaltung 57 zur Steuerung des Spindelmotors 54, eine
Lese-/Schreibschaltung (R/W) 58 zum Lesen und Schreiben von
Daten von bzw. zu dem Magnetkopf 52 und eine Steuerschaltung
59 zur Steuerung der gesamten Festplatte.
Der Aufbau der gesamten Festplatte wird nachstehend kurz er
läutert. Gewöhnlich wird die Festplatte als eine Speicherein
richtung in einem Computer verwendet und durch Signale von
dem Computer gesteuert. Daten werden auf der Magnetplatte 50
durch den Magnetkopf 52 über die Lese-/Schreibschaltung 58
aufgezeichnet oder von der Magnetplatte 50 ausgelesen. Der
Schwingspulenmotor 51 wird durch die VCM-Ansteuerschaltung 55
gemäß dem von dem Computer über das Register 56 übertragenen
Steuersignal und gemäß dem von der R/W-Schaltung 58 übertra
genen Signal gesteuert. Andererseits wird der Spindelmotor 54
durch die SPM-Ansteuerschaltung 57 über die Steuerschaltung
59 und das Register 56 gemäß dem von dem Computer übertrage
nen Signal und gemäß dem Signal von der R/W-Schaltung 58 ge
steuert. Die vorliegende Erfindung kann auf den Abschnitt der
VCM-Steuerschaltung 55 in dem vorstehend beschriebenen Fest
plattenaufbau angewandt werden. Die SPM-Ansteuerschaltung 57
und die R/W-Schaltung 58 stehen nicht direkt mit der vorlie
genden Erfindung in Beziehung, so daß auf deren Erläuterung
hier verzichtet wird.
Ein Überblick über den Betrieb der VCM-Ansteuerschaltung 55
wird unter Verwendung von Fig. 14 beschrieben. Fig. 14
zeigt z. B. eine Wellenform einer Ansteuerspannung, die an ei
nem Eingangsanschluß der VCM-Ansteuerschaltung 55 angelegt
ist. Wie Fig. 14 zeigt, sendet dann, wenn das Eingangssignal
ein elektrisches Referenzpotential übersteigt, die VCM-
Ansteuerschaltung 55 einen Befehl an den Schwingspulenmotor
51 und steuert den Magnetkopfarm 53 so an, daß er den Magnet
kopf 52 vorwärts bewegt. Wenn das Eingangssignal dem elektri
schen Referenzpotential gleich ist, steuert der Schwingspu
lenmotor 51 den Magnetkopfarm 53 so, daß der Magnetkopf 52
stoppt. Wenn das Eingangssignal niedriger ist als das elek
trische Referenzpotential, steuert der Schwingspulenmotor 51
den Magnetkopfarm 53 so, daß der Magnetkopf 52 rückwärts be
wegt wird. Der Magnetkopfarm 53 kann so gesteuert werden, daß
er sich zu den vorstehend genannten Richtungen in entgegenge
setzte Richtungen bewegt. Ferner muß die Wellenform der An
steuerspannung nicht unbedingt eine Rechteckwelle sein, son
dern kann eine Sinuswelle sein.
Gegenwärtig wird ein MOSFET als ein Leistungselement in einer
Ausgangsstufe der VCM-Ansteuerschaltung verwendet. Zwei Punk
te werden als technischer Hintergrund zur Verwendung des MOS-
FET als ein Leistungselement in Betracht gezogen. (1) Auch
wenn der Ausgangsstrom groß ist, ist die Sättigungsspannung
des MOSFET kleiner als diejenige eines bipolaren Transistors.
(2) Der Leistungsverbrauch des MOSFET, der zur Ansteuerung
des Leistungselements erforderlich ist, ist kleiner als der
jenige eines bipolaren Transistors. Da jedoch die Schwankung
(nicht nur eine Schwankung nach Herstellungslos, sondern auch
eine Schwankung nach verstrichener Zeit) der Schwellenspan
nung (VT) zwischen dem Gate-Anschluß und der Source-Elektrode
groß ist, wird eine durch einen Operationsverstärker aufge
baute Rückkopplungsschaltung verwendet, um so den Einfluß der
Schwankung zu verringern.
Fig. 15 zeigt ein Beispiel einer Verstärkerschaltung, die in
einer herkömmlichen VCM-Ansteuerschaltung für den HDD verwen
det wird, welche den MOSFET als eine Ausgangsstufe verwendet
und eine durch den Operationsverstärker aufgebaute Rückkopp
lungsschaltung nutzt.
In Fig. 15 ist ein erster Eingangsanschluß 1 mit einem
nicht-invertierenden Eingang 5 eines ersten Operationsver
stärkers 3 und mit einem invertierenden Eingang 8 eines zwei
ten Operationsverstärkers 4 verbunden. Ein zweiter Eingangs
anschluß 2 ist mit einem invertierenden Eingang 6 des ersten
Operationsverstärkers über einen Widerstand 9 verbunden und
ferner mit einem nicht-invertierenden Eingang 7 des zweiten
Operationsverstärkers 4 über einen Widerstand 12. Ein Ein
gangssignal 1, das dem Eingangssignalanschluß 1 eingegeben
wird, ist beispielsweise eine Steuerspannung mit einer Recht
eckwelle, wie etwa die in Fig. 14 gezeigte, und ein Ein
gangssignal 2, das dem zweiten Eingangssignalanschluß 2 ein
gegeben wird, ist eine Referenzspannung mit einem konstanten
Wert, wie etwa die in Fig. 14 gezeigte. Diese Eingangssigna
le 1 und 2 können geschaltet werden.
Ein Ausgangsanschluß 18 ist mit dem invertierenden Eingang 6
des ersten Operationsverstärkers 3 über einen Widerstand 10
verbunden und ferner mit dem nicht-invertierenden Eingang 7
des zweiten Operationsverstärkers 4 über einen Widerstand 13.
Der Ausgangsanschluß 18 ist ferner mit einer Source-Elektrode
eines ersten MOSFET 15 und mit einer Drain-Elektrode eines
zweiten MOSFET 16 verbunden. Ein Ausgang eines ersten Opera
tionsverstärkers 3 ist mit einem Gate-Anschluß des ersten
MOSFET 15 verbunden und ein Ausgang des zweiten Operations
verstärkers 4 ist mit einem Gate-Anschluß des zweiten MOSFET
16 verbunden. Eine Drain-Elektrode des ersten MOSFET 15 ist
mit einer Leistungsversorgung 17 verbunden. Ein Widerstand 11
ist zwischen dem Gate-Anschluß und die Source-Elektrode des
ersten MOSFET 15 geschaltet und ein Widerstand 14 ist zwi
schen dem Gate-Anschluß und der Source-Elektrode des zweiten
MOSFET 16 geschaltet. Die Widerstände 11 und 14 verhindern,
daß auf der Basis der verbliebenen Ladung in dem Gate-
Anschluß der MOSFET 15 und 16 zu der Zeit, zu der keine Si
gnaleingabe erfolgt, ein Drain-Strom durch den ersten MOSFET
15 und den zweiten MOSFET 16 fließt. Die Widerstände 11 und
14 können jedoch hier weggelassen werden. Ein erster Verstär
ker 25 ist eine Schaltung, die den ersten Operationsverstär
ker 3 und den ersten MOSFET 15 enthält. Ein zweiter Verstär
ker 26 ist eine Schaltung, die den zweiten Operationsverstär
ker 4 und den zweiten MOSFET 16 einschließt. Ein Verstärker
schaltungspaar 55 ist aus dem ersten Verstärker 25 und dem
zweiten Verstärker 26 aufgebaut.
Der Betrieb des Verstärkerschaltungspaares 55 von Fig. 15
wird nachfolgend erörtert. In Fig. 15 wird in den ersten
Verstärker 25 und den zweiten Verstärker 26 ein Eingangssi
gnal, wie das in Fig. 14 dargestellte, eingegeben und diese
arbeiten als Gegentaktverstärker. Wenn die Referenzspannung
von einem Ausgangsanschluß 60 abgegriffen wird und das Ein
gangssignal die Referenzspannung, wie in Fig. 14 darge
stellt, übersteigt, arbeitet der erste Verstärker 25 so, daß
der erste MOSFET 15 einen Strom an eine Last 29 als ein
Schiebeverstärker entlädt. Wenn das Eingangssignal kleiner
ist als die Referenzspannung, wie in Fig. 14 gezeigt, arbei
tet der zweite Verstärker 26 so, daß der zweite MOSFET 16 ei
nen Strom von der Last 29 als ein Zugverstärker abzieht. Wenn
das Eingangssignal der Referenzspannung gleich ist, arbeiten
weder der erste Verstärker 25 noch der zweite Verstärker 26
und es fließt kein Strom durch die Last 29.
Wenn ein Strom von dem MOSFET 15 in die Last 29 fließt, ar
beitet die Source-Elektrode des ersten MOSFET 15 als ein
Stromausgangsanschluß, und wenn ein Strom von der Last 29 zu
dem MOSFET 15 fließt, arbeitet die Drain-Elektrode des zwei
ten MOSFET 16 als ein Stromausgangsanschluß. Die Source-Elek
trode des ersten MOSFET 15 und die Drain-Elektrode des zwei
ten MOSFET 16 sind verbunden, und die Spannung ist v0. Unter
der Annahme, daß die Source-Spannung des ersten MOSFET 15 v01
ist und die Drain-Spannung des zweiten MOSFET 16 v02 ist,
werden vor der Verbindung der Source-Elektrode des ersten
MOSFET 15 mit der Drain-Elektrode des zweiten MOSFET 16 die
folgenden Formeln erhalten.
v01 = (1 + R5/R4) v1 - (R5/R4) v2 (1)
v02 = (1 + R8/R7) v1 - (R8/R7) v2 (2)
Die Ausgangsspannung wird durch die Spannungen der Eingangs
signalanschlüsse 1 und 2 bestimmt.
Dabei ist v1 die Spannung des Eingangssignalanschlusses 1, v2
ist die Spannung des Eingangssignals 2 und die Widerstands
werte der Widerstände 9, 10, 12 und 13 sind R4, R5, R7 bzw.
R8. In den Formeln (1) und (2) wird der Widerstandswert ge
wöhnlich so eingestellt, daß R4 = R7 und R5 = R8 und idealer
weise wird v01 = v02 erhalten, so daß kein Strom zwischen der
Source-Elektrode des ersten MOSFET 15 und der Drain-Elektrode
des zweiten MOSFET 16 fließt.
In der Realität werden jedoch aufgrund von relativen Fehlern
der Widerstandswerte der Widerstände 9, 10, 12 und 13 und der
Offset-Spannung der Operationsverstärker 3 und 4 v01 und v02
nicht gleich. Wenn v01 = v02 in Wirklichkeit eingestellt wür
de, mit anderen Worten die Eingangssignalspannung und die Re
ferenzspannung gleich wären (zu einer Zeit ohne Signalein
gabe), sollte kein Strom zwischen der Source-Elektrode des
ersten MOSFET 15 und der Drain-Elektrode des zweiten MOSFET
16 fließen. Wenn v01 = v02 nicht eingestellt wird, beginnt je
doch ein Strom zwischen der Source-Elektrode des ersten MOS
FET 15 und der Drain-Elektrode des zweiten MOSFET 16 zu flie
ßen.
In Fig. 15 sind unter der Annahme, daß die Eingangssignal
spannung v1 und das Eingangssignal v2 beide 2 V sind, die Wi
derstandswerte R4 = R7 = 1 kΩ und R5 = 2 kΩ und R8 beträgt 2,1 k
Ω, was von 2 kΩ um 5% abweicht, und das nicht-invertierende
Eingangssignal des zweiten Operationsverstärkers 4 ist 1,99 V
aufgrund von 10 mV Verschiebung, die Ausgangsspannung (v01)
des ersten Verstärkers 25 wird als 2 V erhalten und die Aus
gangsspannung (v02) des zweiten Verstärkers 26 wird als 1,969 V
aus den Formeln (1) und (2) erhalten. Daher fließt ein
Strom von der Source-Elektrode des ersten MOSFET 15 zu der
Drain-Elektrode des zweiten MOSFET 16. Entsprechend bestanden
Probleme, daß der Leistungsverbrauch des Verstärkerschal
tungspaares 55 und die nachfolgend erläuterte Überschnei
dungsverzerrung zu der Zeit ohne Signaleingabe größer werden,
wie nachfolgend beschrieben. Zusätzlich ist diese Überschnei
dungsverzerrung ein Phänomen, das auftritt, wenn der erste
MOSFET 15 von EIN auf AUS umschaltet, und wenn der zweite
MOSFET 16 von AUS auf EIN umschaltet (siehe Fig. 8).
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Lei
stungsverbrauch in der vorstehend beschriebenen Verstärker
schaltung durch den relativen Fehler des Widerstandswertes
oder eine Verschiebespannung eines Operationsverstärkers zu
verringern. Es ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Überschneidungsverzerrung eines Ausgangssignals zu ver
ringern.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Patentanspruch 1. Un
teransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung. Dabei sind auch andere Kombinationen von Merk
malen als in den Unteransprüchen beansprucht möglich.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Verstärkerschaltung ge
löst, welche folgendes umfaßt: einen ersten Verstärker, der
einen ersten Eingangsanschluß, einen zweiten Eingangsanschluß
und einen Ausgangsanschluß zum Schieben eines Ausgangsstroms
hat; einen zweiten Verstärker, der einen ersten Eingangsan
schluß, einen zweiten Eingangsanschluß und einen Ausgangsan
schluß zum Ziehen eines Ausgangsstroms hat; eine Schaltung
zum Erfassen des Ausgangsstroms eines Operationsverstärkers
in dem zweiten Verstärker; und eine Verschiebespannungserzeu
gungsschaltung zur Erzeugung einer vorbestimmten Verschie
bespannung.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird in der Verstärkerschal
tung die Verschiebespannung zwischen dem ersten Eingangsan
schluß des ersten Verstärkers und dem ersten Eingangsanschluß
des zweiten Verstärkers angelegt, der erste Eingangsanschluß
des ersten Verstärkers ist mit einem ersten Eingangsignalan
schluß verbunden, der zweite Eingangsanschluß des ersten Ver
stärkers und die zweiten Eingangsanschlüsse des zweiten Ver
stärkers sind mit dem zweiten Eingangssignalanschluß verbun
den und der Ausgangsanschluß des ersten Verstärkers und der
Ausgangsanschluß des zweiten Verstärkers sind miteinander
verbunden und die Verstärkerschaltung liefert einen Aus
gangsstrom von dem Verbindungspunkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung hat eine Verstär
kerschaltung zwei Sätze von Verstärkerschaltungen, bei wel
chen eine Last zwischen den Ausgangsanschluß der ersten Ver
stärkerschaltung und den Ausgangsanschluß der zweiten Ver
stärkerschaltung geschaltet ist, der erste Eingangsanschluß
der ersten Verstärkerschaltung mit dem ersten Eingangsan
schluß der zweiten Verstärkerschaltung verbunden ist und fer
ner der zweite Eingangsanschluß der ersten Verstärkerschal
tung mit dem zweiten Eingangsanschluß der zweiten Verstärker
schaltung verbunden ist, so daß der durch die Last fließende
Ausgangsstrom gegentaktbearbeitet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verstär
kerschaltung geschaffen, bei welcher die erste Schaltung mit
variablem Verschiebewert und die zweite Schaltung mit varia
blem Verschiebewert jeweils einen Verschiebewiderstand haben
und ein Ende des Verschiebewiderstands mit einer Leistungs
versorgung über eine erste Konstantstromversorgung, deren an
deres Ende geerdet ist, und mit einer Leistungsversorgung
über einen Schalter, der durch das von dem Komparator ausge
gebene Signal gesteuert wird, und einer dritten konstanten
Leistungsversorgung und ferner mit einem invertierenden Ein
gang des zweiten Operationsverstärkers verbunden ist, und das
andere Ende des Verschiebewiderstandes mit dem ersten Ein
gangssignalanschluß und einem Ende der zweiten Kon
stantstromversorgung, deren anderes Ende geerdet ist, und mit
einem nicht-invertierenden Eingang des ersten Operati
onsverstärkers verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verstär
kerschaltung geschaffen, bei welcher die erste und die zweite
Schaltung mit variablem Verschiebewert jeweils einen Ver
schiebewiderstand haben und ein Ende des Verschiebewider
stands mit einer Leistungsversorgung über eine erste Kon
stantstromversorgung, deren anderes Ende geerdet ist und über
einen Schalter geerdet ist, der durch ein Signal von dem Kom
parator gesteuert wird, und eine dritte Konstantstromversor
gung, deren eines Ende in Reihe mit dem Schalter geschaltet
ist und deren anderes Ende geerdet ist, und ferner mit dem
invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers,
verbunden ist, wobei das andere Ende des Verschiebewi
derstands mit dem ersten Eingangssignal und mit einem Ende
der zweiten Konstantstromversorgung, deren anderes Ende geer
det ist, und ferner mit dem nicht-invertierenden Eingang des
ersten Operationsverstärkers verbunden ist.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Verstärkerschaltung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt die genaue Position eines ersten Operationsver
stärkers, eines zweiten Operationsverstärkers, einer Ver
schiebespannungserzeugungsschaltung und von Widerständen 19,
20 von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt die genaue Position der Verschiebespannungser
zeugungsschaltung des zweiten Operationsverstärkers und einer
Ausgangsspannungserfassungsschaltung von Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Verstärkerschaltung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine konkrete Schaltungsanordnung von Fig. 4.
Fig. 6 zeigt eine Detaildarstellung eines ersten MOSFET, ei
nes MOSFET und einer Last in Fig. 5.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Spannung VGS zwi
schen der Gate- und der Source-Elektrode eines FET und dem
Drain-Strom ID.
Fig. 8 zeigt Stromwellenformen gemäß der zweiten und der
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Verstär
kerschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung zeigt.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel der Verstärkerschaltung gemäß der
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer Verstärkerschaltung gemäß
einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Verstärkerschaltung gemäß
einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13 zeigt einen Gesamtaufbau eines herkömmlichen Fest
plattensystems.
Fig. 14 zeigt eine Wellenform der in eine herkömmliche Ver
stärkerschaltung eingegebenen Ansteuerspannung.
Fig. 15 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Verstärker
schaltungspaares, das einen MOSFET als eine Ausgangsstufe
verwendet.
Fig. 1 zeigt eine Verstärkerschaltung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Verstärker
schaltung gemäß der ersten Ausführungsform enthält eine Ver
schiebespannungserzeugungsschaltung 24, die Konstantstromver
sorgungen 22, 23 einschließt, und einen Verschiebewiderstand
21, sowie eine Ausgangsstromerfassungsschaltung 27, die Wi
derstände 19 und 20 zum Erfassen des Ausgangsstroms eines
zweiten Operationsverstärkers 4 und zur Durchführung einer
Rückkopplung zusätzlich zu einer herkömmlichen Verstärker
schaltung von Fig. 15 enthält.
Ein Ende des Verschiebewiderstands 21 ist mit der Konstant
stromversorgung 22 und mit dem invertierenden Eingang 8 des
zweiten Operationsverstärkers 4 verbunden und das andere Ende
ist mit dem Eingangssignalanschluß 1, der Konstantstrom
versorgung 23 und dem nicht-invertierenden Eingang des ersten
Operationsverstärkers 3 verbunden. Der Widerstand 20 ist zwi
schen den invertierenden Eingang Bades zweiten Operationsver
stärkers 4 und den Ausgang des zweiten Operationsverstärkers
4 geschaltet.
Fig. 2 zeigt eine genaue Position der Ausgangsstromerfas
sungsschaltung 27, die die Verschiebespannungserzeugungs
schaltung 24 und Widerstände 19 und 20 aus Fig. 1 enthält.
Elemente, wie etwa die Widerstände des ersten Verstärkers 25
und des zweiten Verstärkers 26 sind in Fig. 2 weggelassen.
Ferner zeigt Fig. 3 eine genaue Position der Verschiebespan
nungserzeugungsschaltung 24, des zweiten Verstärkers 26 und
der Ausgangsstromerfassungsschaltung 27 von Fig. 1. Der er
ste Verstärker 25 von Fig. 1 ist in Fig. 3 weggelassen.
Der Betrieb der Verstärkerschaltung gemäß der ersten Ausfüh
rungsform wird nachfolgend unter Verwendung von Fig. 3 für
den Fall erläutert, in dem die Drain-Spannung des zweiten
MOSFET 16 niedriger ist als die Source-Spannung des ersten
MOSFET 15 unter dem Einfluß des relativen Fehlers des Wider
standswertes und der Verschiebespannung des Operationsver
stärkers.
Die Ausgangsspannung des zweiten Verstärkers 26 ist niedriger
als die Ausgangsspannung des ersten Verstärkers 25 aufgrund
der Verschiebung der Eingangsspannung des zweiten Verstärkers
26. Um den Zustand zu verbessern, wird die Verschiebespannung
durch die Verschiebespannungserzeugungsschaltung 24 erzeugt,
dann wird die erzeugte Verschiebespannung an den nicht-
invertierenden Eingangsanschluß des zweiten Verstärkers 26
angelegt, was die Ausgangsspannung des zweiten Verstärkers 26
erhöht. In Fig. 3 wird unter der Annahme, daß der durch die
Konstantstromversorgungen 22 und 23 fließende Strom I0 ist,
der Spannungsabfall an dem Verschiebewiderstand 21 I0 R3. Da
her übersteigt die in den invertierenden Eingangsanschluß des
zweiten Operationsverstärkers 4 eingegebene Spannung die in
den nicht-invertierenden Eingangsanschluß des ersten Operati
onsverstärkers 3 eingegebene Spannung um das Ausmaß des Span
nungsabfalls I0 R3. Somit wird die Ausgangsspannung V02 des
zweiten Verstärkers 26 um (1 + R8/R7) × R3 I0 höher als die
normale Ausgangsspannung. Daher kann der nicht notwendige
Strom, der von der Source-Elektrode des ersten MOSFET 15 zu
der Drain-Elektrode des zweiten MOSFET 16 in der Verstärker
schaltung zur Zeit ohne Signaleingabe fließt, unterdrückt
werden, und die Erhöhung des Leistungsverbrauchs in der si
gnaleingabelosen Zeit kann verhindert werden.
Das vorstehend genannte (1 + R8/R7) × I0 R3 wird durch nach
folgende Berechnungen erhalten. Wenn in der vorstehend ge
nannten Formel (2)
V02 = (1 + R8/R7) v1 - (R8/R7) v2 (2)
die Spannung, nachdem v1 um I0R3 ansteigt, v1' ist, wird v1' =
v1 + I0R3 erhalten. Wenn dieses v1' für v1 der Formel (2) sub
stituiert wird, ist die Ausgangsspannung v02' des zweiten
Verstärkers 26 wie folgt:
v02' = (1 + R8/R7) (v1 + I0R3) - (R8/R7) v2
= (1 + R8/R7) v1 - (R8/R7) v2 + (1 + R8/R7) × I0R3
= v02 + (1 + R8/R7) × I0R3
= (1 + R8/R7) v1 - (R8/R7) v2 + (1 + R8/R7) × I0R3
= v02 + (1 + R8/R7) × I0R3
Wie vorstehend erläutert fließt dann, wenn die Ausgangsspan
nung des zweiten Verstärkers 26 niedriger ist als die Aus
gangsspannung des ersten Verstärkers 25, ein Strom von der
Source-Elektrode des ersten MOSFET 15 zu der Drain-Elektrode
des zweiten MOSFET 16. Zu dieser Zeit sinkt die Spannung des
invertierenden Eingangs des zweiten Operationsverstärkers 4
und die Spannung der Gate- und der Source-Elektrode des zwei
ten MOSFET 16 steigt. Wenn der Strom I1, der durch den Wider
stand 20 fließt, in die durch einen Pfeil dargestellte Rich
tung fließt, fließt dieser Strom zu dem Ein
gangssignalanschluß 1 über den Verschiebewiderstand 21, was
die Spannung an einem Ende A des Verschiebewiderstands 21 er
höht. Daher wird die Spannung an diesem Punkt A an den inver
tierenden Eingang 8 des zweiten Operationsverstärkers 4 ange
legt. Daher steigt die Spannung an dem invertierenden Eingang
8, die vor diesem Zeitpunkt niedrig war, an, so daß die Aus
gangsspannung an dem Ausgangsanschluß 18 des zweiten Verstär
kers 26 ebenfalls ansteigt.
Entsprechend nimmt die parasitäre Leistung, die zwischen der
Source-Elektrode des ersten MOSFET 15 und der Drain-Elektrode des
zweiten MOSFET 16 geflossen ist, ab. Auf diese Weise wird dann,
wenn der Ausgangsanschluß 18 der Spannung des zweiten Verstärkers
26 entsprechend dem relativen Fehler der Widerstandswerte R7, R8,
und der Verschiebung des zweiten Operationsverstärkers 4 abnimmt,
eine Rückkopplung in der Richtung durchgeführt, daß der Brain-
Strom des zweiten MOSFET 16 abnimmt. Auf diese Weise ist es in der
ersten Ausführungsform möglich, die Erhöhung des Leistungsver
brauchs in der Zeit ohne Signaleingabe zu verhindern, die durch
die Erhöhung des Drain-Stroms des zweiten MOSFET 16 verursacht
wird.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die vorstehend beschriebene
Verstärkerschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Ausführungsform werden
zwei der Verstärkerschaltungen gemäß der ersten Ausführungsform
verwendet, und ihre jeweiligen Ausgangsanschlüsse sind über die
Last 29 verbunden. Die Last 29 wird durch einen differentiellen
Ausgang angesteuert. Die Verstärkerschaltungen von Fig. 4 sind
aus einer nicht-invertierenden Verstärkerschaltung 28 und einer
invertierenden Verstärkerschaltung 128 aufgebaut, die einen Strom
an die Last 29 abgeben. Die nicht-invertierende Verstärkerschal
tung 28 ist der Schaltung von entweder Fig. 1 oder Fig. 2 gemäß
der ersten Ausführungsform gleich. Ein Eingangssignal wird dem
Eingangssignalanschluß 1 eingegeben, und eine Referenzspannung
wird dem Eingangssignalanschluß 2 eingegeben. Andererseits ist die
invertierende Verstärkerschaltung 128 der Schaltung von entweder
Fig. 1 oder Fig. 2 gemäß der ersten Ausführungsform gleich. Die
invertierende Verstärkerschaltung 128 unterscheidet sich jedoch
von der nicht-invertierenden Verstärkerschal
tung 28, da der Eingangssignalanschluß 1 und der Eingangssig
nalanschluß 2 vertauscht sind, so daß ein Eingangssignal in
den Eingangssignalanschluß 1 eingegeben wird und eine Refe
renzspannung an dem Eingangssignalanschluß 2 angelegt wird.
Ein Verstärkerpaar 40 schließt den ersten Verstärker 25 und
den zweiten Verstärker 26 ein und ein Verstärkerpaar 140
schließt den ersten Verstärker 125 und den zweiten Verstärker
126 ein.
Fig. 5 zeigt eine konkrete Schaltung von Fig. 4. Da die
Verbindungen der Schaltungen von Fig. 5 denjenigen von Fig.
2 entsprechen, wird hier auf eine Erklärung verzichtet. In
Fig. 5 wird unter der Annahme, daß die Spannung des Aus
gangsanschlusses 18 der nicht-invertierenden Verstärkerschal
tung 28 v0 ist, die Spannung des Ausgangsanschlusses 118 der
invertierenden Verstärkerschaltung 128 v0' ist, der Wider
standswert der Widerstände 9 und 109 R4 ist, der Widerstands
wert der Widerstände 10 und 110 R5 ist, die an den Eingangs
signalanschluß 1 der nicht-invertierenden Verstärkerschaltung
28 angelegte Spannung und die an den Eingangssignalanschluß 1
der invertierenden Verstärkerschaltung 128 angelegte Spannung
v1 ist und die an den Eingangssignalanschluß 2 der nicht-
invertierenden Verstärkerschaltung 28 angelegte Spannung und
die an die Eingangssignalanschlüsse 2 der invertierenden Ver
stärkerschaltung 128 angelegte Spannung v2 ist, die Spannung
vL zwischen den Anschlüssen der Last 29 wie folgt:
VL = v0 - v0' = (1 + 2 R5/R4) (v1 - v2) (3)
Wenn vL < 0, fließt, da der MOSFET 15 an der Ausgangsstufe
der nicht-invertierenden Verstärkerschaltung 28 den Ausgangs
strom schiebt und der MOSFET 116 an der Ausgangsstufe der in
vertierenden Verstärkerschaltung 128 den Ausgangsstrom zieht,
der durch die Last 29 fließende Strom in Richtung von dem
Ausgangsanschluß 18 zu dem Ausgangsanschluß 118. Auch wenn vL
< 0, fließt, da der MOSFET 115 an der Ausgangsstufe der in
vertierenden Schaltung 128 den Ausgangsstrom schiebt und der
MOSFET 16 an der Ausgangsstufe der nicht-invertierenden Ver
stärkerschaltung 28 den Ausgangsstrom zieht, der durch die
Last 29 fließende Strom in Richtung von dem Ausgangsanschluß
118 zu dem Ausgangsanschluß 18. Wie vorstehend erläutert kann
in dieser Ausführungsform die mit den beiden Ausgangsan
schlüssen verbundene Last durch eine Gegentaktbedingung ange
steuert werden.
Das Prinzip, das das Ansteigen des Leistungsverbrauchs zur
Zeit ohne Signaleingabe verhindert, ist dasselbe wie dasje
nige der ersten Ausführungsform, so daß daher auf die Erläu
terung hier verzichtet wird. Zusätzlich findet der Betriebs
ablauf, der das Ansteigen des Leistungsverbrauchs zur Zeit
ohne Signaleingabe verhindert, in der nicht-invertierenden
Verstärkerschaltung 28 bzw. der invertierenden Verstärker
schaltung 128 statt.
Zunächst wird eine Überschneidungsverzerrung, die in den Ver
stärkerschaltungen der in Fig. 5 dargestellten zweiten Aus
führungsform auftritt, nachfolgend erläutert. Fig. 6 zeigt
genauer den ersten MOSFET 15, den zweiten MOSFET 16 und die
Last 29 in Fig. 5. Fig. 7 erläutert die Beziehung zwischen
der Spannung VGS, die die Spannung zwischen dem Gate-Anschluß
und der Source-Elektrode eines FET ist, und dem Drain-Strom
ID. Fig. 7 zeigt, daß bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Span
nung VGS zwischen dem Gate-Anschluß und der Source-Elektrode
des FET die Schwellenspannung VT übersteigt, der Drain-Strom
ID nicht fließt. Fig. 8 zeigt die idealen Ausgangsspannungs
wellenformen 42 und 47 gemäß der zweiten Ausführungsform
(Fig. 5) und der dritten Ausführungsform (Fig. 10), die
Ausgangsstromwellenformen 43 und 48 gemäß der zweiten Ausfüh
rungsform und die Ausgangsspannungswellenformen 44 und 49 ge
mäß der dritten Ausführungsform.
Wenn in Fig. 6 der erste MOSFET 15 EIN ist, fließt der Strom
ID1 in der Richtung von dem ersten MOSFET 15 zu der Last 29.
Wenn andererseits der zweite MOSFET 16 EIN ist, fließt der
Strom ID2 in der Richtung von der Last 29 zu dem zweiten MOS
FET 16. Diese Ströme ID1 und ID2 fließen nicht, bevor VGS die
Schwellenspannung VT übersteigt, wie in vorstehend genannter
Fig. 7 gezeigt. Daher hat der durch den ersten MOSFET 15
fließende Drain-Strom ID1 die mit der strichpunktierten Linie
43 in Fig. 8 dargestellte Wellenform. Andererseits hat der
Drain-Strom ID2 die mit der strichpunktierten Linie 48 in
Fig. 8 gezeigte Wellenform. Wie Fig. 8 zeigt, tritt dann,
wenn der Wechselanteil des Stroms umgepolt wird, ein Bereich
auf, in dem kein Strom fließt. Dies wird allgemein eine Über
schneidungsverzerrung 45 genannt. Wenn diese Überschneidungs
verzerrung 45 auftritt, wird die Stromwellenform diskontinu
ierlich, was die Verzerrung der Stromwellenform verursacht.
Daher sollte diese Überschneidungsverzerrung 45 auf ein Mini
mum reduziert werden. Die dritte Ausführungsform schafft eine
Schaltung zur Verringerung dieser Überschneidungsverzerrung
45.
Fig. 9 zeigt eine Verstärkerschaltung gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 9 sind
die Abschnitte, die von der Verschiebespannungserzeugungs
schaltung 24 das erste Verstärkerpaar 40, die Last 29, das
zweite Verstärkerpaar 140 und die Verschiebespannungserzeu
gungsschaltung 124 enthalten, dieselben wie diejenigen in
Fig. 4. In Fig. 9 sind eine Stromerfassungseinrichtung 30 zum
Erfassen des durch die Last 29 fließenden Stroms und Schal
tungen 31 und 131 mit variablem Verschiebewert zum Schalten der
in den Verschiebespannungsschaltungen 24 und 124 erzeugten Ver
schiebespannungen zu der Schaltung von Fig. 5 hinzugefügt, die
sich von denjenigen in der zweiten Ausführungsform unterschei
den. Die Schaltung gemäß dieser dritten Ausführungsform verrin
gert die Überschneidungsverzerrung der Ausgangswellenform.
Eine Schaltung zur Verringerung der Überschneidungsverzerrung
wird nachfolgend erläutert. Fig. 10 zeigt eine detaillierte
Schaltung von Fig. 9. In Fig. 10 erfaßt ein Reihenwiderstand
32 die Richtung des durch die Last 29 fließenden Stroms. Die
Schaltungen 34 und 131 mit variablem Verschiebewert entsprechen
denjenigen von Fig. 9. Eine Konstantstromversorgung 35 und ein
Schalter 34 werden zu der Verschiebespannungserzeugungsschaltung
24 von Fig. 5 hinzugefügt, um eine Schaltung 31 mit variablem
Verschiebewert zu bilden. D. h., daß in der Schaltung 31 mit
variablem Verschiebewert ein Ende des Verschiebewiderstands 21
(Punkt A) mit der Konstantstromversorgung 36 und einem Anschluß
39 verbunden wird. Der Anschluß 39 ist mit dem invertierenden
Eingangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers 4 verbunden.
Das andere Ende des Verschiebewiderstands 21 ist mit dem
Eingangssignalanschluß 1, der Konstantstromversorgung 23 und
einem Anschluß 38 verbunden. Der Anschluß 38 ist mit dem nicht-
invertierenden Eingangsanschluß des ersten Operationsverstärkers
3 verbunden. Der Anschluß auf der Spannungsseite der Konstant
stromversorgung 36 ist mit einem Ende der Konstantstromversor
gung 35 verbunden und das andere Ende der Konstantstromver
sorgung 35 ist über einen Schalter 34 mit dem Punkt A verbunden.
Andererseits ist in der Schaltung 131 mit variablem Verschie
bewert ein Ende des Verschiebewiderstands 121 (Punkt B) mit
einem Konstantstrom 136 und einem Anschluß 139 verbunden. Der
Anschluß 139 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß ei
nes zweiten Operationsverstärkers 104 verbunden. Das andere
Ende des Verschiebewiderstands 121 ist mit dem Eingangssig
nalanschluß 2, einer Konstantstromversorgung 123 und einem
Anschluß 138 verbunden. Der Anschluß 138 ist mit dem nicht-
invertierenden Eingangsanschluß des ersten Operationsverstär
kers 103 verbunden. Der Anschluß auf der Leistungsversor
gungsseite der Konstantstromversorgung 136 ist mit einem Ende
einer Konstantstromversorgung 135 verbunden und das andere
Ende der Stromversorgung 135 ist über einen Schalter 134 mit
dem Punkt B verbunden.
Der invertierende Eingang und der nicht-invertierende Ein
gangsanschluß eines Komparators 33 sind mit den beiden Enden
des Reihenwiderstands 32 verbunden und der Komparator 33 er
faßt die Richtung des durch die Last 29 fließenden Stroms.
Wenn der Ausgangsstrom IL von dem Ausgangsanschluß 18 zu dem
Ausgangsanschluß 118 fließt, gibt der Komparator 33 eine
Spannung ab, beispielsweise ein logisches "H", das den Schal
ter 34 EIN schaltet und den Schalter 134 AUS schaltet. Da der
Schalter 34 EIN schaltet, fließen die beiden Ströme von den
Konstantstromversorgungen 36 und 35 in den Verschiebewider
stand 21, die in dem Widerstand 21 erzeugte Verschiebespan
nung steigt höher als diejenige zu dem Zeitpunkt, wenn der
Schalter 34 AUS ist.
Der negative Logikschalter 134 schaltet aus, wenn der Kompa
rator 33 ein logisches "H" ausgibt. Zu dieser Zeit wird, da
der durch den Widerstand 121 fließende Strom nur von der Kon
stantstromversorgung 136 stammt, die an dem Widerstand 121
erzeugte Verschiebespannung kleiner als diejenige zu dem
Zeitpunkt, wenn der Schalter 134 EIN geschaltet ist. Wenn der
zweite Verstärker 26 nicht als ein Zugverstärker auf diese
Weise arbeitet, steigt die an der Verschiebespannungserzeu
gungsschaltung 31 erzeugte Verschiebespannung an und unterdrückt
den in den zweiten MOSFET 16 fließenden Strom. Andererseits
nimmt dann, wenn der zweite Verstärker 26 als ein Zugverstärker
arbeitet, die an der Verschiebespannungserzeugungsschaltung 31
erzeugte Verschiebespannung ab, was die Überschneidungsverzer
rung der Ausgangsstromwellenform verringert. Daher verändert
sich die aus dem Ausgangsanschluß 18 fließende Stromwellenform
in die Wellenform 44 in Fig. 8 und die Überschneidungsver
zerrung wird kleiner, wie unter 46 dargestellt.
Wenn im Gegensatz dazu ein Ausgangsstrom von dem Ausgangsan
schluß 118 zu dem Ausgangsanschluß 18 fließt, schiebt der MOSFET
115 den Ausgangsstrom und der MOSFET 16 zieht den Ausgangsstrom.
Zu dieser Zeit gibt der Komparator 33 eine invertierende Span
nung ab, beispielsweise ein logisches "L", das den Schalter 34
AUS schaltet und den Schalter 134 EIN schaltet. Der Schalter 134
ist so aufgebaut, daß er einen negativen logischen Schalter bil
det, so daß der negative logische Schalter 134 einschaltet, wenn
der Komparator das logische "L" ausgibt.
Zu der Zeit fließen die beiden Ströme von den Konstantstromver
sorgungen 136 und 135 durch den Verschiebewiderstand 121, daher
steigt die in dem Widerstand 121 erzeugte Verschiebespannung
höher an als in dem Fall, wenn der Schalter 134 ausgeschaltet
ist. Zu dieser Zeit schaltet der logische Schalter 34 AUS, da
das Ausgangssignal des Komparators 33 auf ein logisches "L"
wechselt. Zu dieser Zeit stammt der durch den Verschiebewider
stand 21 fließende Strom nur von der Konstantstromversorgung 36,
so daß daher die in dem Widerstand 21 erzeugte Verschiebespan
nung kleiner wird als diejenige zu der Zeit, wenn der Schalter
34 eingeschaltet ist. In einem derar
tigen Fall steigt dann, wenn der zweite Verstärker 126 nicht als
ein Zugverstärker arbeitet, die an der Verschiebespannungserzeu
gungsschaltung 131 erzeugte Verschiebespannung an und unter
drückt den durch den zweiten MOSFET 116 fließenden nutzlosen
Strom. Wenn der zweite Verstärker 126 als ein Zugverstärker
arbeitet, nimmt die an der Verschiebespannungserzeugungsschal
tung 131 erzeugte Verschiebespannung ab, was die Überschnei
dungsverzerrung der Ausgangsstromwellenform verringert. Entspre
chend ändert sich die aus dem Ausgangsanschluß 118 fließende
Stromwellenform in eine Wellenform 49 in Fig. 8 und die Über
schneidungsverzerrung wird kleiner, wie durch ein Bezugszeichen
46 gezeigt. Wie vorstehend erläutert ist es durch Vorsehen der
Schaltungen 31 und 131. mit variablem Verschiebewert, die in
Fig. 10 gezeigt sind, möglich, die Verschiebespannung des zwei
ten Verstärkers zu erhöhen, der mit dem Ausgang des Verstär
kerpaares auf der Seite verbunden ist, die den Strom schiebt,
und die Verschiebespannung des zweiten Verstärkers zu verrin
gern, der mit dem Ausgang des Verstärkerpaares auf der Seite
verbunden ist, die den Strom zieht. Dies verringert die Über
schneidungsverzerrung.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schaltung 31
zur Erzeugung einer variablen Verschiebespannung von Fig. 10.
In Fig. 11 ist ein Ende des Verschiebewiderstands 21 (Punkt A)
mit einer Leistungsversorgung über eine Konstantstromversorgung
36 und mit dem Anschluß 39 verbunden. Das andere Ende des Ver
schiebewiderstands 21 ist mit dem Eingangssignalanschluß 1, der
Konstantstromversorgung 23 und dem Anschluß 38 verbunden. Der
Punkt A ist mit einem Ende der Konstantstromversorgung 35 über
einen negativen Logikschalter 34 verbunden und das andere Ende
der Konstantstromversorgung 35 ist geerdet. Wenn der Komparator
33 beispielsweise ein lo
gisches "H" abgibt, schaltet der negative logische Schalter 34
AUS, wobei der Strom, der von der Konstantstromversorgung 36 zu
der Konstantstromversorgung 35 im Nebenschluß geleitet wird,
verschwindet. Daher steigt das elektrische Potential des Punktes
A an. Wenn die Ausgangsspannung des Komparators 33 sich auf das
logische "L" ändert, schaltet der negative Schalter 34 EIN und
der Strom der Konstantstromversorgung 36 wird im Nebenschluß aus
dem Verschiebewiderstand 21 und durch die Konstantstromversor
gung 35 geleitet. Auf diese Weise wird der durch den Verschiebe
widerstand 21 fließende Strom kleiner und das elektrische Poten
tial des Punktes A sinkt ab. Der Betriebsablauf im folgenden
entspricht dem vorstehend für die dritte Ausführungsform erläu
terten.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schaltung 31 zur
Erzeugung einer variablen Verschiebespannung von Fig. 10. In
Fig. 12 ist ein Ende des Verschiebewiderstands 21 (Punkt A) mit
einer Leistungsversorgung über die Konstantstromversorgung 36
und mit dem Anschluß 39 verbunden. Das andere Ende des Verschie
bewiderstands 21 ist mit dem Eingangssignalanschluß 1, der Kon
stantstromversorgung 23 und dem Anschluß 38 verbunden, und das
andere Ende der Konstantstromversorgung 23 ist geerdet. Der
Punkt A ist mit dem anderen Ende (auf der Seite des Anschlusses
37) des Verschiebewiderstands 21 über den Widerstand 42 und den
negativen logischen Schalter 34 verbunden. Der negative logische
Schalter 34 schaltet AUS, wenn die Ausgangsspannung des Kompara
tors 33 sich auf das logische "H " ändert und das elektrische Po
tential des Punktes A steigt an. Wenn die Ausgangsspannung des
Komparators 33 sich auf das logische "L" ändert, schaltet der
negative logische Schalter 34 EIN und der Strom der Konstant
stromversorgung 36 wird im Nebenschluß zu dem Verschie
bewiderstand 21 und dem Widerstand 42 geleitet. Auf diese
Weise wird der durch den Verschiebewiderstand 21 fließende
Strom kleiner, und das elektrische Potential des Punktes A
sinkt. Der anschließende Betriebsablauf entspricht dem vor
stehend für die dritte Ausführungsform erläuterten.
Claims (8)
1. Verstärkerschaltung, enthaltend:
einen ersten Verstärker (25), der einen ersten Eingangsan schluß, einen zweiten Eingangsanschluß und einen Ausgangsan schluß zum Schieben eines Ausgangsstroms hat;
einen zweiten Verstärker (26), der einen ersten Eingangsan schluß, einen zweiten Eingangsanschluß und einen Ausgangsan schluß zum Ziehen eines Ausgangsstroms hat;
eine Schaltung (27) zum Erfassen des Ausgangsstroms eines Operationsverstärkers in dem zweiten Verstärker; und
eine Verschiebespannungserzeugungsschaltung (24) zur Erzeu gung einer vorbestimmten Verschiebespannung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebespannung zwischen dem ersten Eingangsanschluß des ersten Verstärkers (25) und dem ersten Eingangsanschluß des zweiten Verstärkers (26) an gelegt wird, der erste Eingangsanschluß des ersten Verstär kers (25) mit einem ersten Eingangsignalanschluß (1) verbun den ist, der zweite Eingangsanschluß des ersten Verstärkers und der zweite Eingangsanschluß des zweiten Verstärkers mit einem zweiten Eingangssignalanschluß (2) verbunden sind und der Ausgangsanschluß des ersten Verstärkers (25) und der Aus gangsanschluß des zweiten Verstärkers (26) an einem Verbin dungspunkt miteinander verbunden sind und die Verstärker schaltung einen Ausgangsstrom an dem Verbindungspunkt lie fert.
einen ersten Verstärker (25), der einen ersten Eingangsan schluß, einen zweiten Eingangsanschluß und einen Ausgangsan schluß zum Schieben eines Ausgangsstroms hat;
einen zweiten Verstärker (26), der einen ersten Eingangsan schluß, einen zweiten Eingangsanschluß und einen Ausgangsan schluß zum Ziehen eines Ausgangsstroms hat;
eine Schaltung (27) zum Erfassen des Ausgangsstroms eines Operationsverstärkers in dem zweiten Verstärker; und
eine Verschiebespannungserzeugungsschaltung (24) zur Erzeu gung einer vorbestimmten Verschiebespannung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebespannung zwischen dem ersten Eingangsanschluß des ersten Verstärkers (25) und dem ersten Eingangsanschluß des zweiten Verstärkers (26) an gelegt wird, der erste Eingangsanschluß des ersten Verstär kers (25) mit einem ersten Eingangsignalanschluß (1) verbun den ist, der zweite Eingangsanschluß des ersten Verstärkers und der zweite Eingangsanschluß des zweiten Verstärkers mit einem zweiten Eingangssignalanschluß (2) verbunden sind und der Ausgangsanschluß des ersten Verstärkers (25) und der Aus gangsanschluß des zweiten Verstärkers (26) an einem Verbin dungspunkt miteinander verbunden sind und die Verstärker schaltung einen Ausgangsstrom an dem Verbindungspunkt lie fert.
2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker (25) einen
ersten Operationsverstärker (3) enthält, dessen nicht-inver
tierender Eingang mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden
ist, und einen ersten MOSFET (15), dessen Drain-Elektrode mit
einer Leistungsversorgung verbunden ist, dessen Source-Elek
trode mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist und dessen Gate-
Anschluß mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers
verbunden ist,
der zweite Verstärker (26) einen zweiten Operationsverstärker (4) enthält, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem zweiten Eingangsanschluß über einen Widerstand verbunden ist, und einen zweiten MOSFET (16), dessen Drain-Elektrode mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist, dessen Source-Elektrode geer det ist und dessen Gate-Anschluß mit dem Ausgangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers (4) verbunden ist,
die Schaltung (27) zum Erfassen des Ausgangsstroms einen er sten Widerstand (19), dessen eines Ende mit dem Gate-Anschluß des zweiten MOSFET (16) verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (4) verbun den ist, einen zweiten Widerstand (20), der zwischen das an dere Ende des ersten Widerstands (19) und einen invertieren den Eingangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers (4) geschaltet ist, und einen dritten Widerstand (14), der zwi schen ein Ende des ersten Widerstands (19) und Erde geschal tet ist, enthält,
eine Verschiebespannungserzeugungsschaltung (24), die die Verschiebespannung erzeugt, einen vierten Widerstand (21) enthält, der zwischen eine erste Konstantstromversorgung (22) und den ersten Eingangsanschluß des ersten Verstärkers (25) geschaltet ist, und ein Ende des vierten Widerstands (21) mit dem invertierenden Eingang (8) des zweiten Operationsver stärkers (4) verbunden ist und das andere Ende des vierten Widerstands (21) mit dem nicht-invertierenden Eingang (5) des ersten Operationsverstärkers (3) verbunden ist.
der zweite Verstärker (26) einen zweiten Operationsverstärker (4) enthält, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem zweiten Eingangsanschluß über einen Widerstand verbunden ist, und einen zweiten MOSFET (16), dessen Drain-Elektrode mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist, dessen Source-Elektrode geer det ist und dessen Gate-Anschluß mit dem Ausgangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers (4) verbunden ist,
die Schaltung (27) zum Erfassen des Ausgangsstroms einen er sten Widerstand (19), dessen eines Ende mit dem Gate-Anschluß des zweiten MOSFET (16) verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (4) verbun den ist, einen zweiten Widerstand (20), der zwischen das an dere Ende des ersten Widerstands (19) und einen invertieren den Eingangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers (4) geschaltet ist, und einen dritten Widerstand (14), der zwi schen ein Ende des ersten Widerstands (19) und Erde geschal tet ist, enthält,
eine Verschiebespannungserzeugungsschaltung (24), die die Verschiebespannung erzeugt, einen vierten Widerstand (21) enthält, der zwischen eine erste Konstantstromversorgung (22) und den ersten Eingangsanschluß des ersten Verstärkers (25) geschaltet ist, und ein Ende des vierten Widerstands (21) mit dem invertierenden Eingang (8) des zweiten Operationsver stärkers (4) verbunden ist und das andere Ende des vierten Widerstands (21) mit dem nicht-invertierenden Eingang (5) des ersten Operationsverstärkers (3) verbunden ist.
3. Verstärkerschaltung, die zwei Sätze von Verstärkerschal
tungen (28/128) hat, nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Last (29) zwischen den Ausgangsanschluß der ersten Ver
stärkerschaltung (28) und den Ausgangsanschluß der zweiten
Verstärkerschaltung (128) geschaltet ist, der erste Eingangs
anschluß (1) der ersten Verstärkerschaltung (28) mit dem
ersten Eingangsanschluß (1) der zweiten Verstärkerschaltung
(128) verbunden ist und ferner der zweite Eingangsanschluß
(2) der ersten Verstärkerschaltung (28) mit dem zweiten
Eingangsanschluß (2) der zweiten Verstärkerschaltung (128)
verbunden ist, so daß der durch die Last (29) fließende
Ausgangsstrom gegentaktbearbeitet wird.
4. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, ferner enthaltend:
einen Widerstand (32), der mit der Last (29) in Reihe ge schaltet ist;
einen Komparator (33) zum Erfassen eines Spannungsabfalls an dem Widerstand; und
eine erste Schaltung (31) mit variablem Verschiebewert, die einen ersten Schalter (34) zum Ändern einer zu dem invertie renden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4) in einer Verstärkerschaltung (28) zugeführten Verschiebespannung gemäß dem Ausgangssignal des Komparators (33) enthält; und
eine zweite Schaltung (131) mit variablem Verschiebewert, die einen zweiten Schalter (134) zum Verändern der zu dem inver tierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers (104) in der anderen Verstärkerschaltung (128) zugeführten Verschie bespannung enthält.
einen Widerstand (32), der mit der Last (29) in Reihe ge schaltet ist;
einen Komparator (33) zum Erfassen eines Spannungsabfalls an dem Widerstand; und
eine erste Schaltung (31) mit variablem Verschiebewert, die einen ersten Schalter (34) zum Ändern einer zu dem invertie renden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4) in einer Verstärkerschaltung (28) zugeführten Verschiebespannung gemäß dem Ausgangssignal des Komparators (33) enthält; und
eine zweite Schaltung (131) mit variablem Verschiebewert, die einen zweiten Schalter (134) zum Verändern der zu dem inver tierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers (104) in der anderen Verstärkerschaltung (128) zugeführten Verschie bespannung enthält.
5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (34) zum Ver
ändern der Verschiebespannung der ersten Verstärkerschaltung
(28) und der zweite Schalter (134) zum Verändern der Ver
schiebespannung der zweiten Verstärkerschaltung (128) umge
kehrte Operationen ausführen.
6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung (31) mit va
riablem Verschiebewert und die zweite Schaltung (131) mit va
riablem Verschiebewert jeweils einen Verschiebewiderstand
(21, 121) haben, und
ein Ende des Verschiebewiderstands (21/121) mit einer Lei stungsversorgung über eine erste Konstantstromversorgung (36, 136) und mit einer Leistungsversorgung über einen Schalter (34, 134), der durch das von dem Komparator ausgegebene Si gnal gesteuert wird, und einer dritten Konstantstromversor gung (35, 135) und ferner mit einem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4, 104) verbunden ist und
das andere Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit dem Eingangssignalanschluß (1, 2) und einem Ende der zweiten Kon stantstromversorgung (23, 123), deren anderes Ende geerdet ist, und mit einem nicht-invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers (3, 103) verbunden ist.
ein Ende des Verschiebewiderstands (21/121) mit einer Lei stungsversorgung über eine erste Konstantstromversorgung (36, 136) und mit einer Leistungsversorgung über einen Schalter (34, 134), der durch das von dem Komparator ausgegebene Si gnal gesteuert wird, und einer dritten Konstantstromversor gung (35, 135) und ferner mit einem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4, 104) verbunden ist und
das andere Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit dem Eingangssignalanschluß (1, 2) und einem Ende der zweiten Kon stantstromversorgung (23, 123), deren anderes Ende geerdet ist, und mit einem nicht-invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers (3, 103) verbunden ist.
7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schal
tung (31, 131) mit variablem Verschiebewert jeweils einen
Verschiebewiderstand (21, 121) haben und
ein Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit einer Lei stungsversorgung über eine erste Konstantstromversorgung (36, 136) und über einen Schalter (34, 134), der durch ein Signal von dem Komparator (33) gesteuert wird, und eine dritte Kon stantstromversorgung (35, 135), deren eines Ende in Reihe mit dem Schalter geschaltet ist und deren anderes Ende mit der Leistungsversorgung verbunden ist, und ferner mit dem inver tierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4, 104) verbunden ist, und
das andere Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit dem Eingangssignalanschluß (1, 2) und mit einem Ende der zweiten Konstantstromversorgung (23, 123), deren anderes Ende geerdet ist, und ferner mit dem nicht-invertierenden Eingang des er sten Operationsverstärkers (3, 103) verbunden ist.
ein Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit einer Lei stungsversorgung über eine erste Konstantstromversorgung (36, 136) und über einen Schalter (34, 134), der durch ein Signal von dem Komparator (33) gesteuert wird, und eine dritte Kon stantstromversorgung (35, 135), deren eines Ende in Reihe mit dem Schalter geschaltet ist und deren anderes Ende mit der Leistungsversorgung verbunden ist, und ferner mit dem inver tierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4, 104) verbunden ist, und
das andere Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit dem Eingangssignalanschluß (1, 2) und mit einem Ende der zweiten Konstantstromversorgung (23, 123), deren anderes Ende geerdet ist, und ferner mit dem nicht-invertierenden Eingang des er sten Operationsverstärkers (3, 103) verbunden ist.
8. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schaltu
ng (31, 131) mit variablem Verschiebewert jeweils einen Ver
schiebewiderstand (21, 121) haben und
ein Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit einer Lei stungsquelle über eine erste Konstantstromversorgung (36, 136) und mit dem anderen Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) über einen Widerstand (42, 142) und einen Schalter (34, 134), der in Reihe mit dem Widerstand (42, 142) geschaltet ist und durch ein Signal von dem Komparator (33) gesteuert wird, und ferner mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4, 104) verbunden ist; und
das andere Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit dem Eingangssignalanschluß und mit einem Ende einer zweiten Kon stantstromquelle (23, 123), deren anderes Ende geerdet ist, und ferner mit dem nicht-invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers (3, 103) verbunden ist.
ein Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit einer Lei stungsquelle über eine erste Konstantstromversorgung (36, 136) und mit dem anderen Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) über einen Widerstand (42, 142) und einen Schalter (34, 134), der in Reihe mit dem Widerstand (42, 142) geschaltet ist und durch ein Signal von dem Komparator (33) gesteuert wird, und ferner mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (4, 104) verbunden ist; und
das andere Ende des Verschiebewiderstands (21, 121) mit dem Eingangssignalanschluß und mit einem Ende einer zweiten Kon stantstromquelle (23, 123), deren anderes Ende geerdet ist, und ferner mit dem nicht-invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers (3, 103) verbunden ist.
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