DE2531475B2 - Schaltungsanordnung mit einer steuerbaren impedanz - Google Patents
Schaltungsanordnung mit einer steuerbaren impedanzInfo
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- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0035—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer mittels einer Steuergröße veränderbaren Impedanz.
Eine solche Impedanz kann z. B. aus einem in üblicher ίο Weise als steuerbarer ohmscher Widerstand betriebenen
Feldeffekttransistor bestehen. Bei der Verwendung einer derartigen Schaltungsanordnung ist es erforderlich,
die genaue Abhängigkeit (Steuerkennlinie) des Widerstandswertes von der betreffenden z. B. als
Steuerspannung wirkenden Steuergröße zu kennen; denn nur bei Kenntnis dieser Abhängigkeit ist es
möglich, den steuerbaren Widerstand in eine exakte Schaltungsberechnung einzubeziehen.
Es hat sich gezeigt, daß die Steuerkennlinie in der Regel zum einen nicht linear ist und zum anderen nur
mittels komplizierter mathematischer Näherungsformeln beschrieben werden kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,
eine mit geringem Aufwand realisierbare Schaltungsan-
Ordnung mit einer steuerbaren Impedanz zu schaffen,
bei der die Steuerkennlinie einen exakt bestimmbaren, insbesondere linearen Verlauf aufweist.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs angegebenen Schaltungsanordnung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und Wird im folgenden näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird eine
bezüglich ihres zwischen den Klemmen 14 und 15 wirkenden Impedanzwertes steuerbare Impedanz 12
mittels einer Steuerspannung Us1 an der Eingangsklemme
1 so verändert, daß sich eine exakt angebbare Abhängigkeit des Impedanzwertes von der Steuerspannung
Usi ergibt.
Die Steuerspannung Usi gelangt von der Klemme 1
über einen Widerstand 2 an den nichtinvertierenden Eingang 3 einer als Differenzverstärker aufgebauten
Vergleichsschaltung 5. Der invertierende zweite Eingang 4 des Differenzverstärkers 5 ist an eine
Referenzspannung Urcr (Klemme 7) angeschlossen. Der
Ausgang 6 des Differenzverstärkers 5 speist den Steuereingang 13 der Impedanz 12. Zugleich wird von
dem erwähnten Ausgang 6 der Steuereingang 11 einer zweiten Impedanz 10 gespeist. Diese zweite Impedanz
10 besitzt die gleiche Steuerkennlinie bezüglich der Abhängigkeit des zwischen den Klemmen 8 und 9
wirkenden Impedanzwertes von der Steuergröße am Steuereingang 11 wie die Impedanz 12.
Der eine Anschluß 9 der Impedanz 10 ist genauso wie der entsprechende Anschluß 14 der Impedanz 12 an
Masse angeschlossen. Der zweite Anschluß 8 der Impedanz 10 ist an den Widerstand 2 und den ersten
Eingang 3 des Differenzverstärkers 5 angeschlossen. Die soweit beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet
wie folgt. Der geschlossene Regelkreis vom Ausgang 6 des Differenzverstärkers 5 über den Steuereingang 11
und den Anschlußpunkt 8 der Impedanz 10 sowie den
Eingang 3 des Differenzverstärkers 5 bewirkt, daß die sich an der Anschlußklemme 8 und somit am Eingang 3
des Differenzverstärkers 5 einstellende Spannung gleich der an dem Eingang 4 des Differenzverstärkers 5
liegenden Referenzspannung Urct ist, wobei von einer
gewissen für den Regelvorgang erforderlichen Regelabweichung zwischen den Eingängen 3 und 4 abgesehen
ist. Da die Referenzspannung U,e; konstant ist, ist also
auch die Spannung an der Anschlußklemme 8 der Impedanz 10 konstant.
Wenn nun die impedanz von solcher Art ist, daß sich für ihren Impedanzwert eine allgemeine Abhängigkeit
von dem durch die Impedanz fließenden Strom 1 sowie von der an der Impedanz anliegenden Spannung U
angeben läßt, wie z.B. bei dem ohmschen Gesetz
-γ oder der stark vereinfachten Formel für die
Induktivität einer Spule L = ..,.., so besteht bei der
sich durch den Regelkreis ergebenden Konstanz der an der Impedanz anliegenden Spannung Udie dann genau
angebbare Abhängigkeit des Impedanzwertes von dem durch die Impedanz fließenden Strom. Da dieser Strom
in einer bestimmten Weise von der Steuerspannung Us, abhängt, ergibt sich für den zwischen den Klemmen 8
und 9 wirkenden Impedanzwert der Impedanz 10 eine definierte Abhängigkeit von der Steuerspannung I h,.
Die beschriebene Schaltungsanordnung erzeugt also an den Klemmen 8 und 9 der Impedanz 10 einen
Impedanzwert, dessen Abhängigkeit von der Steuergrö · ße an der Klemme 1 unbeeinflußt ist von der
Steuerkennlinie dieser Impedanz. Der an sich zwischen den Klemmen 8 und 9 der Impedanz 10 wirkende
Impedanzwert ist aber nicht direkt an den Klemmen 8 und 9 abgreifbar und an eine andere Schaltungsanordnung
anschaltbar, weil dann die angeschlossene Schaltungsanordnung den Regelkreis beeinflussen würde.
Deshalb ist die zweite steuerbare Impedanz 12 vorgesehen, die genauso betrieben wird wie die
steuerbare Impedanz 10. Unter dieser Voraussetzung verhält sich also der Impedanzwert der Impedanz 12
genauso wie der Impedanzwert der Impedanz 10. Zwischen den Klemmen 15 und 14 wirkt somit der
gleiche Impedanzwert wie zwischen den Klemmen 8 und 9 der Impedanz 10.
Statt mit einer Steuerspannung Us,, die in dem
Widerstand 2 einen von ihr abhängigen Steuerstrom erzeugt, kann die beschriebene Schaltungsanordnung
auch mit einer Steuerstromquelle an der Klemme 1 angesteuert werden, wobei der Widerstand 2 dann
wegfallen kann. In diesem Fall besteht dann sinngemäß die die Impedanz 12 steuernde Steuergröße aus einem in
die Klemme 1 hineinfließenden Steuerstrom.
In F i g. 2 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dargestellt. ss
Die Schaltung dient dazu, den zwischen den Klemmen 15 und 14 (Drain und Source) eines Feldeffekttransistors
20 wirkenden Widerstandswert in Abhängigkeit von der Steuerspannung Us, an der Klemme 1 zu steuern. Die
dargestellte Schaltung arbeitet nach dem Prinzip der do
Schaltung in F i g. 1, wobei die Impedanzen 10 und 12 in Fig. 1 durch die Feldeffekttransistoren 18 und 20 in
F i g. 2 gebildet werden.
Der Widerstand 2 ist so groß gewählt, daß der durch ihn in Abhängigkeit von der positiven Steuerspannung
Usi fließende Steuerstrom nahezu unabhängig von den
weiteren angeschlossenen Widerständen wie z. B. dem Widerstand zwischen den Klemmen 8 und 9 des
Feldeffekttransistors 18 ist. Um die Source-Elektrode 14 des Feldeffekttransistors 20 ohne Nachteil an Masse
anschließen zu können, ist als Reterenzspannung U,rran
den Eingang 4 des Differenzverstärkers 5 eine bezüglich des Massepotentials positive Spannung von z. B. 25 mV
angelegt. Um über der Source-Drain-Strecke des Feldeffekttransistors 18 im ausgeregelten Zustand eine
Spannung von ca. 50 mV zu erzeugen, die einen unproblematischen Betrieb des Feldeffekttransistors
erlaubt, ist die Source-Elektrode 9 des Feldeffekttransistors 18 an eine gegenüber dem Massepotential
negative Spannung von z. B. — 25 mV (Klemme 19) angeschlossen.
Es ist ohne weiteres möglich, für die Anschlußklemme 14 des Feldeffekttransistors 20 eine andere Bezugsspannung
als das Massepotential zu wählen. Es müssen dann lediglich auch entsprechend die Spannungen an den
Klemmen 7 und 19 geändert werden.
Die Basisanschlüsse der Feldeffekttransistoren 18 und 20 werden vom Ausgang 6 des Differenzverstärkers 5
über die Widerstände 16 und 17 gespeist, die zum Schutz der Feldeffekttransistoren 18 und 20 sowie zur
Entkopplung des Ausgangs 6 von den genannten Feldeffekttransistoren dienen.
Um zu gewährleisten, daß die beiden Feldeffekttransistoren 18 und 20 gleiche Steuerkennlinien aufweisen,
ist es vorteilhaft, für die beiden Feldeffekttransistoren ein Bauteil zu verwenden, bei dem die beiden
Feldeffekttranistoren auf einem gemeinsamen Halbleiter-Substrat angeordnet sind. Die beschriebenen Feldeffekttransistoren
18 und 20 sind vom n-Kanal-Typ. Für den Fall, daß Feldeffekttransistoren vom p-Kanal-Typ
verwendet werden, ist es erforderlich, daß die Eingänge des Differenzverstärkers 5 so vertauscht werden, daß
der Eingang 3 invertierend ist und der Eingang 4 nicht invertierend ist. Eine solche Vertauschung der genannten
Eingänge — ausgehend von dem in Fig.2 dargestellten Aasführungsbeispiel — ist auch erforderlich,
wenn eine negative Steuergröße an der Klemme 1 anliegt. In diesem Fall muß auch das Vorzeichen der
Referenzspannung (ir[/geändert werden.
Für den zwischen den Klemmen 8 und 9 des Feldeffekttransistors 18 wirkenden Widerstandswert R
gilt die folgende Gleichung: R ~ -'- , wobei für die
Spannung U über der Source-Drain-Strecke des Feldeffekttransistors 18 im vorliegenden Fall der
konstante Wert von ca. 50 mV einzusetzen ist. Damit ergibt sich eine exakt umgekehrt proportionale
Abhängigkeit des Widerstandswertes R von dem durch den Widerstand 2 fließenden Steuerstrom, der seinerseits
in etwa proportional der Steuerspannung Us, ist. Damit ergibt sich für den Widerstandswert R die
verlangte lineare Steuerkennlinie, bei der sich als weiterer Vorteil ergibt, daß sie unabhängig von
Temperaturschwankungen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Schaltungsanordnung mit einer mittels einer Steuergröße veränderbaren Impedanz, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuereingang (1) der Schaltungsanordnung und dem
Steuereingang (13) der steuerbaren ersten Impedanz (12) eine Regelschaltung mit einer zweiten steuerbaren
Impedanz (10) mit gleicher oder nahezu gleicher Steuerkennlinie angeordnet ist, daß die Steuereingänge
der beiden steuerbaren Impedanzen (12, 10) an den Ausgang (6) einer Vergleichsschaltung
(Differenzverstärker 5) mit zwei Eingängen (3, 4) angeschlossen ist, daß der erste Eingang (4) der
Vergleichsschaltung an eine Referenzspannung (Urcf) und der zweite Eingang (3) einerseits an den
mit der Steuergröße (Ust) gespeisten Steuereingang (1) der Schaltungsanordnung und andererseits an
einen Anschluß (8) der zweiten steuerbaren Impedanz (10) angeschlossen ist, und daß der andere
Anschluß (9) der zweiten steuerbaren Impedanz (10) an eine Bezugsspannung angeschlossen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichsschaltung ein
Differenzverstärker (5) dient, wobei der erste Eingang der Vergleichsschaltung von dem invertierenden
Eingang (4) des Differenzverstärkers und der zweite Eingang von dem nichtinvertierenden Eingang
(3) gebildet wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem anderen Anschluß (9)
der zweiten Impedanz (10) entsprechende Anschluß (15) der ersten Impedanz (12) an eine vorgewählte
weitere Bezugsspannung angeschlossen ist, daß die Referenzspannung bezüglich der vorgewählten
weiteren Bezugsspann.ung positiv oder negativ ist und daß die erste Bezugsspannung bezüglich der
vorgewählten weiteren Bezugsspannung negativ oder positiv ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung und die
erste Bezugsspannung sich jeweils um den gleichen oder nahezu gleichen Betrag von der vorgewählten
weiteren Bezugsspannung unterscheiden.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbare Impedanzen
Transistoren dienen, deren Basisanschlüssen jeweils die Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung
zugeführt ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisanschlüsse der Transistoren
je über einen Schutzwiderstand (16, 17) an den Ausgang (6) der Vergleichsschaltung angeschlossen
sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Transistoren Feldeffekttransistoren
(18,20) vorgesehen sind.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bezugsspannung
(Klemme 19) so gewählt ist, daß die sich einstellende Source-Drain-Spannungdes zweiten Feldeffekttransistors
(18) innerhalb des praktisch verwertbaren Aussteuerbereiches des genannten Feldeffekttransistors
(18) liegt.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch eekennzeichnet, daß die beiden Feldeffekttr^nsistoren
(18, 20) auf einem gemeinsamen Halbleiter-Substrat angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752531475 DE2531475B2 (de) | 1975-07-15 | 1975-07-15 | Schaltungsanordnung mit einer steuerbaren impedanz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752531475 DE2531475B2 (de) | 1975-07-15 | 1975-07-15 | Schaltungsanordnung mit einer steuerbaren impedanz |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2531475A1 DE2531475A1 (de) | 1977-01-20 |
DE2531475B2 true DE2531475B2 (de) | 1977-10-27 |
Family
ID=5951513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752531475 Ceased DE2531475B2 (de) | 1975-07-15 | 1975-07-15 | Schaltungsanordnung mit einer steuerbaren impedanz |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2531475B2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19522491C2 (de) * | 1995-06-25 | 2000-03-16 | Burkhard Hemm | Regelvorrichtung |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8518355D0 (en) * | 1985-07-20 | 1985-08-29 | British Aerospace | Gain control of circuit component |
-
1975
- 1975-07-15 DE DE19752531475 patent/DE2531475B2/de not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19522491C2 (de) * | 1995-06-25 | 2000-03-16 | Burkhard Hemm | Regelvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2531475A1 (de) | 1977-01-20 |
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