DE19812972B4 - Integratorschaltung - Google Patents

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
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    • G06G7/184—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals using capacitive elements
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Abstract

Integratorschaltung mit einem ersten Operationsverstärker (OP1) und einem zwischen Ausgang (A1) und invertierenden Eingang (E1) geschalteten Integrationskondensator (C) sowie einer parallel zum Integrationskondensator geschalteten Diode (D1), dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (A1) des ersten Operationsverstärkers (OP1) über einen zweiten invertierenden Operationsverstärker (OP2) und eine zweite Diode (D2) mit dem invertierenden Eingang (E1) des ersten Operationsverstärkers (OP1) verbunden ist, wobei die Verstärkung des zweiten Operationsverstärkers und die Polung der zweiten Diode (D2) so gewählt sind, daß hierdurch in den Integrationskondensator (C) ein Kompensationsstrom (i2) eingespeist wird, der gleichgroß wie der Leckstrom (il) der ersten Diode (D1) ist.'

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Integratorschaltung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.
  • Integratorschaltungen dieser Art sind bekannt (z.B. Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, 9. Auflage, 1991, Springer-Verlag, Seiten 320 ff). Sie werden u.a. beispielsweise als Tiefpaßfilter in PLL-Synthesizer-Regelschleifen eingesetzt. In manchen Anwendungsfällen ist zusätzlich noch eine Signalbegrenzung bei positiver oder negativer Ausgangsspannung erforderlich und dazu ist es bekannt, parallel zum Gegenkopplungs-Kondensator, der zwischen Ausgang und invertierendem Eingang des Operationsverstärkers geschaltet ist, eine Diode zu schalten, die entsprechend der gewünschten positiven oder negativen Spannungsbegrenzung gepolt ist. In manchen Anwendungsfällen kann der in Sperrichtung fließende Leckstrom der Diode, der bei gängigen Diodentypen im Bereich von einigen Mikroampere liegt und der mit der Temperatur ansteigt, zu einer Entladung des Integrationskondensators führen. Bei Anwendung eines solchen Integrators als Tiefpaß in einer Synthesizer-Regelschleife bedeutet dies, daß die Regelschleife außer Tritt gerät und der Kondensator des Tiefpasses erst nachgeladen werden muß, was mit Signalstörungen des Synthesizers verbunden ist. Es gibt zwar Dioden mit geringem Leckstrom von nur wenigen Nanoampere, auch damit könnte die erwähnte unerwünschte Entladung des Integrationskondensators aber nicht grundsätzlich vermieden werden.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Integratorschaltung so weiterzubilden und zu verbessern, daß dieser unerwünschte Effekt der Kondensatorentladung durch Diodenleckstrom vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Integratorschaltung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Gemäß der Erfindung wird durch eine einfache Zusatzschaltung erreicht, daß eventuelle Kondensatorentladungen durch Diodenleckstrom kompensiert und daher die eingangs erwähnten Nachteile vermieden werden.
    •
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild einer Integratorschaltung, wie sie beispielsweise als Tiefpaßfilter in einer PLL-Synthesizer-Regelschleife benutzbar ist. Sie besteht aus einem ersten Operationsverstärker OP1, zwischen dessen Ausgang A1 und invertierendem Eingang E1 ein Integrationskondensator C von relativ großer Kapazität (einige μF) geschaltet ist. Zur Signalbegrenzung der Ausgangsspannung ist parallel zum Kondensator C noch eine Diode D 1 geschaltet, zur Begrenzung bei positiver Ausgangsspannung ist diese Diode D1 wie gezeigt zwischen E1 und A1 in Sperrichtung gepolt, zur Begrenzung von negativen Ausgangsspannungen könnte die Diode D1 auch in umgekehrter Richtung gepolt sein.
  • Zur Kompensation von Leckströmen dieser Diode Dl, durch welche der Kondensator C teilweise entladen wird, ist ein Kompensationszweig mit einem zweiten gegengekoppelten Operationsverstärker OP2 vorgesehen. Der Ausgang A2 dieses Operationsverstärkers OP2 ist über eine Diode D2 mit dem invertierenden Eingang E1 des ersten Operationsverstärkers 1 verbunden. Der Operationsverstärker OP2 besitzt eine Spannungsverstärkung 1 und invertiert die am Ausgang A1 anliegende Ausgangsspannung zum Ausgang A2. Damit liegt an der Diode D2 die gleichgroße Spenspannung an wie an der Diode D1. Die beiden Dioden D1 und D2 sind außerdem vom gleichen Typ, besitzen also gleiche Eigenschaften und gleiche Temperaturabhängigkeit des Leckstromes. Wenn über die Diode D 1 in Sperrichtung ein Leckstrom il fließt und dadurch der Kondensator C entsprechend entladen wird, wird über die Diode D2 ein gleichgroßer Leckstrom i2 erzeugt, der dem Kondensator C zugeführt wird und dadurch diesen Ladungsverlust über die Diode D1 kompensiert. Dies wird durch entsprechende Polung der Diode D2 erreicht. Der zusätzliche Serienwiderstand R2 verhindert Einflüsse auf die Integratorschaltung für den Fall, daß die beiden Dioden leitend werden. R2 kann sehr hochohmig dimensioniert werden, da der Leckstrom von wenigen Mikroampere nur einen geringen Spannungsabfall an diesem Widerstand bewirkt. Damit ist der Einfluß des Kompensationszweiges auf die Integratorschaltung bei leitender Diode D1 vernachlässigbar.

Claims (3)

  1. Integratorschaltung mit einem ersten Operationsverstärker (OP1) und einem zwischen Ausgang (A1) und invertierenden Eingang (E1) geschalteten Integrationskondensator (C) sowie einer parallel zum Integrationskondensator geschalteten Diode (D1), dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (A1) des ersten Operationsverstärkers (OP1) über einen zweiten invertierenden Operationsverstärker (OP2) und eine zweite Diode (D2) mit dem invertierenden Eingang (E1) des ersten Operationsverstärkers (OP1) verbunden ist, wobei die Verstärkung des zweiten Operationsverstärkers und die Polung der zweiten Diode (D2) so gewählt sind, daß hierdurch in den Integrationskondensator (C) ein Kompensationsstrom (i2) eingespeist wird, der gleichgroß wie der Leckstrom (il) der ersten Diode (D1) ist.'
  2. Integratorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Diode (D1, D2) von gleichem Typ sind.
  3. Integratorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Operationsverstärker eine Spannungsverstärkung von 1 aufweist.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10110095C1 (de) * 2001-03-02 2002-06-20 Texas Instruments Deutschland Schaltungsanordnung zur Leckstromkompensation in einem spannungsgesteuerten Oszillator einer PLL-Schaltung

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3339646A1 (de) * 1983-11-02 1985-05-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zur erzeugung des gleichlaufs zwischen zwei signalen entgegengesetzten vorzeichens

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62-192880 A.,P- 665,Feb. 12,1988,Vol.12,No. 46 *
JP Patents Abstracts of Japan: 55- 95180 A.,P- 31,Oct. 15,1980,Vol. 4,No.146
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