DE2926592C2

DE2926592C2 - Integrierbarer Regelverstärker

Info

Publication number: DE2926592C2
Application number: DE19792926592
Authority: DE
Inventors: Hans-Robert Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg Schemmel
Original assignee: Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg De GmbH; Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1979-06-30
Filing date: 1979-06-30
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE2926592B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen integrierbaren Regelverstärker. Regelverstärkef sollen Pegelschwankungen, die bei der Übertragung von elektrischen Nachrichtensignalen auftreten können^ selbsttätig ausgleichen. Ursachen solcher Pegelschwankungen sind z. B. unterschiedliche Leitiingslängen zwischen Sender und Empfänger oder Einflüsse der Witterung auf die Dämpfung der Übertragungsleitung.

Im Zuge der Miniaturisierung der Vorrichtungen für die Übertragung elektrischer Nachrichten ist es notwendig, auch beim Entwurf von Regelverstärkern nur Bauteile zu verwenden, die in einer integrierten

Schaltung realisierbar sind. In der DE-AS 27 00 504 ist z. B. ein Stellglied beschrieben, das aus Dioden aufgebaut ist und bei der Steuerung oder auch Regelung von Signalpegeln verwendet werden soll.

Im einzelnen besteht dieses Stellglied aus zwei in Serie und in gleicher Richtung geschalteten Dioden, deren Verbindungspunkt an die nicht auf Bezugspotential liegende Ader einer unsymmetrischen Eing^ngsleitung geschaltet ist, während die anderen Anschlüsse der Serienschaltung an die Ausgangsklemmen einer steuerbaren Gleichspannungsquelle führen. Die Gleichspannungsquelle liefert zwei antisymmetrisch zum Bezugspotential liegende Regelspannungen, derart, daß beide Dioden für die Eingangswechselspannung einen niedeven Widerstand haben und der Eingangswechselstromkreis über sie und den Innenwiderstand der Gleichspannungsquelle geschlossen wird. Zusammen mit einem ohmschen Widerstand im Wechselstromzweig wirkt diese Diodenschaltung als Spannungsteiler. Die durch den Spannungsteiler geteilte Eingangswechselspannung wird anschließend durch einen Operationsverstärker verstärkt.

Die antisymmetrische Ansteuerung der beiden Dioden hat den Zweck, sie für einen möglichst großen Pegelbereich der Eingangswechselspannung zu einem steuerbaren ohmschen Widerstand zu machen (Kennlinienlinearisierung des steuerbaren Widerstandes).

Damit die steuerbaren Diodenwiderstände in der Schaltung nach der DE-AS 27 00 504 wirksam werden, muß die Gleichspannungsquelle einen kleinen Innenwiderstand besitzen, da dieser in Serie zu den Dioden liegt und auch vom Wechselstrom durchflossen wird. Deshalb werden zwei Operationsverstärker als Gleichspannungsquelle verwendet, von denen einer als invertierender Verstärker arbeitet. Die Dioden sind daher in der DE-AS 27 00 504 als rein spannungsgesteuert anzusehen. Das hat den Nachteil, daß voneinander abweichende Eigenschaften der beiden Dioden nicht zur gewünschten Linearisierung der Kväinlinie und damit schon bei kleineren Eingangswechselspannungen zu Verzerrungen im Ausgangssignal des Regelverstärkers führen. Ein integrierbarer Regelverstärker mit einem Stellglied nach der DE-AS 27 00 504 wird also mit diesem Nachteil behaftet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regelverstärker mit einem aus Dioden bestehenden Stellglied anzugeben, dessen Eigenschaften unempfindlich gegen Exemplarstreuung der verwendeten Dioden sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung nach Anspruch I gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Regelverstärkers.

An Klemmen I und 1' liegt ein Eingangssignal an. Über einen Spannungsteiler, bestehend aus einem Widerstand 2 und einer Diodenbrücke 3, gelangt ein Teil der Eingangsspannung an den nieht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 4, der in der Regelstrecke des Regelkreises liegt. Mit einem Spannungsteiler aus Widerständen 5 und 6 ist der Operationsverstärker 4 in bekannter Weise gegengekoppelt.

Der Regeleinrichtung des Regelkreises wird über eine Diode 18 die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 4 und über eine Leitung 21 eine Vergleichsspan-

nung zugeführt. Diese Vergleichsspannung liegt am Abgriff eines Spannungsteilers mit Widerständen 18 und 20 an. Eine Gleichspannungsquelle versorgt über eine Klemme 17 den Spannungsteiler mit Gleichspannung, während der andere Anschluß des Spannungsteilers auf Bezugspoiential liegt.

Eine Diode 19, die in Reihe mit dem Widerstand 20 geschaltet ist, kompensiert die temperaturabhängigen Eigenschaften ci^r Diode 16.

Die Regeleinrichtung selbst enthält zunächst einen Operationsverstärker 14. Um im gesperrten Zustand der Diode 16 den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 14 mit Spannung zu versorgen, sind seine beiden Eingänge über einen Widerstand 15 miteinander verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 14 ist über einen Kondensator 13 auf seinen invertierenden Eingang rückgekoppelt. Diese Schaltungsweise erlaubt, für die vorliegenden Zwecke mit sehr kleinen Kapazitätswerten des Kondensators 13 in integrierter Form herstellbar. In der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 14 erscheint das Zeitintegrai über die Differenz der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 4 und der Vergleichsspannung, sofern die Spannung zwischen den Ausgangsklemmen 7 und T negativer ist als die (negative) Vergleichsspannung. Ein zweiter Operationsverstärker 11 der Regelstrecke kehrt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 14 um, und zwar in bekannter Weise mit Hilfe von Widerständen 10 und 12. Über — im Vergleich zum Diodenwiderstand hochohmige — Widerstände 8 und 9 wird die Diodenbrücke mit Gleichstrom versorg*- Wegen der Hochohmigkeit dieser Widerstände sind die Dioden der Brücke als stromgesteuert anzusehen. Da ι der differenzielle Widerstand stromgesteuerter Dioden nicht von ihren Materialparameiern abhängt, sondern nur von der Temperatur und vom Strom, der sie durchfließt, wird durch die Diodenbrücke auch bei unterschiedlich ausgefallenen Dioden ein großer linea-

i'i rer Bereich der Kennlinie ermöglicht.

Sind die Spitzenwerte an den Ausgangsklemmen 7, T am Regler größer als die Vergleichsspannung, so steigt die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers 14 sehr schnell an, während die des Operationsverstär-

It kers 11 im gleichen Maße fällt. Die Dioden der Brücke werden nun mit mehr Strom versorgt, wodurch ihr Wechselstromwiderstand fällt. Der Operationsverstärker 4 in der Regelstrecke verstärkt daher einen geringeren Bruchteil der Eingangsspannung, so daß auch an den Ausgangsklemmen 7, " die Spannung so lange fäiit, bis ihr Spitzenwert und die Vsrgieichsspannung gleich groß sind. Fällt die Ausgangsspannung weiter, so wird der Wechselstromwiderstand der Diodenbrücke über eine Zeit hinweg konstant gehalten, die durch den Kapazitätswert des Kondensators 13, den Widerstandswert des Widerstandes 15 und den Eingangswiderstand des Operationsverstärkers 14 bestimmt ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Integrierbarer Regelverstärker mit einem Operationsverstärker in der Regelstrecke, mn einem Spannungsteiler am Eingang dieses Operationsverstärkers, wobei der Spannungsteiler aus einem ohmschen Widerstand im Längszweig und einer als Stellglied wirkenden Diodenschaltung im Querzweig einer unsymmetrischen Eingangsleitung besteht, und mit zwei weiteren Operationsverstärkern in der Regeleinrichtung, die die Diodenschaltung antisymmetrisch zu einem Bezugspoiential ansteuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenschaltung aus einer Diodenbrücke (3) besteht, bei der die eine Klemme der einen Brückendiagonale mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (4) in der Regelstrecke und die andere Klemme mit Bezugspotential verbunden ist und bei der jede Klemme der anderen Bröckendiagonale über je einen hochohmigen Widerstand (8, 9) an den Ausgang je eines der Operationsverstärker (11, 14) in der Regeleinrichtung geschaltet ist, und daß der Ausgang eines der beiden Operationsverstärker (14) in der Regeleinrichtung auf seinen invertierenden Eingang über einen Kondensator (13) rückgekoppelt ist und dieser Eingang über einen Richtleiter (Diode 16) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (4) in der Regelstrecke verbunden ist und daß der nicht invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers (14) in der Regeleinrichtung mit seinem invertierenden Eingang über einen Widerstand (15) verbunden und an den Pol einer Vergleichsspannungsquelle geführt ist.

2. Regelverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtleiter, über den der Eingang des Operationsverstärkers (4) in der Regelstrecke und der invertierende Eingang eines der Operationsverstärker (14) in der Regeleinrichtung miteinander verbunden sind, als Diode (16) ausgebildet ist.

3. Regelverstärker nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Pol der Vergleichsspannungsquelle der Abgriff eines Spannungsteilers mit Widerständen (18,20) verwendet wird.

4. Rcgelverstärker nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zu den Widerständen (18, 20) des Spannungsteilers eine Diode (19) geschaltet ist, die die temperaturabhängigen Eigenschaften jener Diode (18) kompensiert, die am invertierenden Eingang eines der Operationsverstärker (14) in der Regeleinrichtung liegt.