DE3017669A1

DE3017669A1 - Regelverstaerker

Info

Publication number: DE3017669A1
Application number: DE19803017669
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kato; Takao Sasayama; Takashi Sase
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-05-09
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1980-11-13
Also published as: JPS55147816A; US4396890A; JPS6230529B2; DE3017669C2

Description

B e s c h r G i_b u η g

Die Erfindung bezieht sich auf gegengekoppelte Verstärker und betrifft insbesondere einen Verstärker mit variierbarer Verstärkung, der im folgenden als Regelverstärker bezeichnet wird; ein erfindungsgemäßer Regelverstärker ist insbesondere geeignet, in Form eines integrierten Schaltkreises- hergestellt zu werden.

Als Regelverstärker, der es ermöglicht, eine Signalspannung mit hoher Genauigkeit entsprechend einem gegebenen Verstärkungsfaktor zu verstärken, ist bis jetzt ein gegengekoppelter Verstärker gebräuchlich, zu dem ein Verstärker gehört, der eine Rückkopplungsschleife bzw. einen Gegenkopplungsweg mit Operationswiderständen von hoher Genauigkeit aufweist. Damit sich die Verstärkung des gegengekoppelten Verstärkers innerhalb eines großen Bereichs variieren läßt, ist es erforderlich, in dem Gegenkopplungsweg eine Spannungsteilerschaltung anzuordnen, die sich aus mehreren Widerständen von hoher Genauigkeit zusammensetzt, so daß sich eine komplizierte und kostpielige Schaltungsanordnung ergibt. Ferner erweist es sich als schwierig, einen gegengekoppeltan Verstärker in Form eines integrierten Schaltkreises herzustellen. Dies hat seinen Grund darin, daß Bestandteile eines integrierten Schaltkreises bildende Widerstände unstabile Widerstandswerte aufweisen, die unter dem Einfluß der Spannung auftreten, so daß es schwierig ist, Widerstände mit genau bestimmten Widerstandswerten herzustellen. Daher ist auch ein gegengekoppelter Verstärker nur unter Schwierigkeiten herstellbar.

TJm die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde bereits ein Regelverstärker vorgeschlagen, bei dem die Verstärkung dadurch geregelt wird, daß eine Regelung des Teilungsverhältnisses einer Spannung entsprechend der relativen

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Einschaltdauer bzw. dem Tastverhältnis eines Steuerinpulssignals erfolgt. Sin typisches Beispiel für einen nach diesem Prinzip arbeitenden Regelverstärker ist in Fig. 1 dargestellt. Ein zu verstärkendes Eingangssignal wird aus einer Eingangssignalquelle 50 über einen Schalter 150 einer RC-Glättungsschaltung mit einem Widerstand 111 und einem Kondensator 130 zugeführt, und das Ausgangssignal der Glättungsschaltung wird einem Operationsverstärker 200 zugeführt. Durch Regeln des Ein- und Ausschaltens des Schalters 150 ist es möglich, das geglättete Gleichspannungs-Ausgangssignal dem Trennverstärker 200 mit hohem Eingangswiderstand zu entnehmen, wobei dieses Signal proportional zum Tastverhältnis ■=*· des der Glättungsschaltung zugeführten Impulsspannungssignals ist. Hierbei ist die Spannungsteilerschaltung mit. mehreren Widerständen durch die aus dem Schalter 150 und der Glättungsschaltung gebildete Kombination ersetzt.

Bezeichnet man die Ausgangsspannung der Signalquelle 50 mit V., die Ausgangsspannung des Verstärkers mit V und den Widerstandswert der Glättungsschaltung mit R, ergibt sich die Ausgangsspannung V aus der nachstehenden Gleichung, wobei angenommen ist, daß es sich bei dem Schalter 150 um einen idealen Schalter handelt.·

^(Vi - V₀)^T₀.l/R = V₀(I -oC) T₀.l/R Daher ist V_Q = V^ (1)

Hierbei bezeichnet T eine Periode des impulsförmigen Spannungssignals. Ss ist ersichtlich, daß sich die Ausgangsspannung V mit hoher Genauigkeit aus der angelegten Spannung V. und dem Tastverhältnis ⁰^- ermitteln läßt. Auf diese Weise ermöglicht es die Schaltung mit dem Widerstand 111. und dem Kondensator 130, die dazu dient, eine Spannungsteilung in Abhängigkeit vom Tastverhältnis des Ein/Aus-Schalters 150

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durchzuführen, die Verstärkung des Verstärkers 200 mit einer außerordentlich hohen Genauigkeit zu regeln. Jedoch besteht bei dieser bekannten Rugelverstärkerschaltung der Nachteil, daß sich keine hohe Ansprechgeschwindigkeit erreichen läßt. Um z.B. bei dem Verstärker eine Verstärkung mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 0,1% dadurch zu erreichen, daß die in dem Ausgangssignal der Glättungsschaltung enthaltenen Welligkeitskomponenten verringert werden, muß die Zeitkonstante Tr der RC-Glättungsschaltung etwa gleich 500 T sein. Ferner muß die Zeitkonstante ~ annähernd gleich 3500 T sein, wenn eine Zeit von Tt für die Beruhigung der Ausgangsspannung bei einer sich steil ändernden Eingangsspannung benötigt wird. Somit spricht der Verstärker nur sehr langsam auf das Eingangssignal an. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde ferner bereits vorgeschlagen, nach einem Abtast- und Haltevei'fahren zu arbeiten, um die Gegenkopplungsregelung bei einer Abtastperiode durchzuführen, die annähernd gleich der Zeitkonstante der RC-Glättungsschaltung.ist, um ein schnelles Ansprechen dadurch zu erreichen, daß sich die Singangsspannung jeweils bei mehreren Stichproben beruhigt. Wenn jedoch die RC-Zeitkonstante der Glättungsschaltung nicht ' mit der Abtastperiode übereinstimmt, nimmt die Anzahl der be-—, nötigten Beruhigungsperioden zu. Ein weiteres Problem besteht hierbei bezüglich der Verstärkung und des komplizierten Aufbaus der Schaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regelverstärker mit einem einfachen Schaltungsaufbau zu schaffen, bei dem eine Verstärkungsregelung mit hoher Genauigkeit möglich ist und der mit einer hohen Ansprechgeschwindigkeit arbeitet.

Die nachstehend näher erläuterte Erfindung geht von der Tatsache aus, daß es möglich ist, die sich bei der Gegenkopplungsschaltung ergebende zeitliche Verzögerung im umgekehrten

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Verhältnis zum Gegenkopplungsgrad zu verringern, und gemäß der Erfindung wird der Gegenkopplungsweg durch einen Schalter gebildet, bei dem die Ein- und Ausschaltvorgänge entsprechend einem vorbestimmten Tastverhältnis gesteuert werden, wobei an den Schalter eine Glättungsfilterschaltung angeschlossen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Schaltung eines Regelverstärkers bekannter Art mit einem Spannungsteiler, der mit einem variablen Teilungsverhältnis arbeitet;

Fig. 2 die Schaltung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelverstärkers;

Fig. 3 in einem Blockschaltbild ein Beispiel für einen Generator zum Erzeugen eines Ein- und Ausschalt-Steuersignals;

Fig. 4 den Regelverstärker nach Fig. 2 in einem Blockschaltbild;

Fig. 5 eine A'quivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 2;

Fig. 6 eine Ausführungsform einer Glättungsfilterschaltung;

Fig. 7 die Schaltung einer zweiten Ausführungsform eines Regelverstärkers nach der Erfindung;

Fig. 8 eine A'quivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 7;

Fig. 9 die Schaltung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelverstärkers;

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Fig. 10 eine Äquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig . 9;

Fig. 11 den Aufbau einer vierten Ausführungsform eines Regelverstärkers nach der Erfindung;

Fig. 12 eine Äquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 11;

Fig. 13 die Schaltung eigner weiteren Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Regelverstärkers;

Fig. 14 eine Äquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 13; _v

Fig. 15 den Aufbau einer sechsten Ausführungsform eines Regelverstärkers nach der Erfindung; und

Fig. 16 einen Ablaufplan zur Veranschaulichung von Signalen zum Steuern des Verstärkers nach Fig. 15 bei gleichzeitiger Darstellung der Ein- und Ausschaltzustände.

In den Zeichnungen sind einander entsprechende Schaltungselemente jeweils mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Zu der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelverstärkers gehört eine Signaleingangsklemme 10, die an die positive Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 200 mit hoher Verstärkung und hohem Eingangswiderstand angeschlossen ist. Mit der negativen Eingangsklemme des Operationsverstärkers 200 sind jeweils eine Klemme eines Widerstandes 111 und eines Kondensators 130 verbunden; die andere Klemme des Kondensators 130 ist geerdet, während die andere Klemme des Widerstandes 111 mit einer Kollektorelektrode oder Klemme eines Schalterelements 161 verbunden ist, bei dem es sich vorzugsweise um einen FeId-

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effekttransistor handelt, zu dem eine Quellenelektrode gehört, die an eine Ausgangsklemme des Operationsverstärkers angeschlossen ist. Die Kollektorelektrode des FET-Schalters 161 ist mit der Quellenelektrode eines weiteren Schalterelements 160 verbunden, bei dem es sich ebenfalls vorzugsweise um einen Feldeffekttransistor handelt. Die Kollektorelektrode des FET-Schalters 160 ist an eine Klemme 81 angeschlossen, an der eine vorbestimmte konstante Spannung liegt, die von außen her angelegt wird; bei ''der Ausführungsform nach Fig. 2 ist angenommen, daß die Klemme Sl geerdet ist. Eine Steuerelektrode des FET-Schalters 161 ist mit einer Steuersignal-Eingangsklemme 60 verbunden, während eine Steuerelektrode des FET-Schalters 160 mit der Eingangsklemme 60 für ein Ein- und Ausschalt-Steuersignal über eine Invertergatterschaltung 70 verbunden ist. Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 200 ist an die Ausgangsklemme 30 des Regelverstärkers angeschlossen.

Der Widerstand 111 bildet zusammen mit dem Kondensator 130 ein RC-Glättungsfilter. Das zu verstärkende Eingangsspannungssignal wird der Eingangsklemme 10 zugeführt. Ein Impulssignal zum Steuern der Ein- und Ausschaltvorgänge der FET-Schalter 160 und 161 wird der Klemme 60 zugeführt. Das Ausgangsspannungssignal des Regelverstärkers kann der Ausgangsklemme 30 entnommen werden. Die Periode des der Steuerklemme 60 zugeführten Steuerimpulses wird auf eine solche Länge eingestellt, daß die Schaltgeschwindigkeit der FET-Schalter außer Betracht bleiben kann. Ferner ist die durch die elektrischen W_erte des Widerstandes 111 und des Kondensators 130 bestimmte Zeitkonstante hinreichend groß gewählt, wenn man sie mit der Periode des impulsförmigen Steuersignals vergleicht.

Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform eines Generators 61 zum Erzeugen des impulsförmigen Ein-Ausschalt-Steuersignals mit einem Verriegelungsregister 62 zum Festhalten binärer Daten, die von außen her eingegeben werden

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und das Tastverhältnis des Ein-Ausschalt-Steuersignals repräsentieren, einem Zähler 66 zura Zählen von Taktimpulssignalen mit einer vorbestimmten Widerholungsfrequenz sowie mit einem Komparator 64 zum Vergleichen des Standes des Zählers 66 mit den in dem Register 62 festgehaltenen Daten. Wenn der Inhalt des Zählers 66 mit den in dem Register 62 eingestellten Daten übereinstimmt, erfährt das Ausgangssignal des !Comparators 64 eine Änderung des Signalpegels, d.h. das Signal geht von einem hohen Pegel H auf einen niedrigen Pegel L über. Jedesmal wenn bei dem Zählwert ein Überfließen stattfindet, wird der Zähler 66 automatisch zurückgesetzt, und gleichzeitig erfolgt das Zurücksetzen des !Comparators 64, ' was zur Folge hat, daß das Ausgangssignal des !Comparators wieder von dem Pegel L auf den Pegel H übergeht. Das impulsförmige Ausgangssignal des Komparators 64 steht an einer Ausgangsklemme 60 zur Verfügung» Die Periode des an der Klemme 60 erscheinenden Irapulssignals deckt sich mit dem Rücksetzzyklus des Zählers 66, und das Tastverhältnis des Ausgangsimpulssignals kann dadurch geregelt werden, daß die dem Halteregister 62 eingegebenen Daten entsprechen variiert werden. Bei dem Impulsgenerator 61 kann es sich um die im Handel erhältliche Bauart "Programmable Timer Module MC 1840" handeln, die von der Motorola Company hergestellt wird.

Befindet sich das der Klemme 60 nach Fig. 2 zugefühi-te Impulssignal auf dem hohen Pegel H, wird der FET-Schalter 161 geschlossen, so daß der Kondensator 130 mit dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 200 mit einer Geschwindigkeit aufgeladen wird, die einer Zeitkonstante entspricht, welche durch die elektrischen Werte des Kondensators 130 und des Widerstandes 111 gegeben ist. Befindet sich der Steuerimpuls auf dem niedrigen Pegel L, wird der FET-Schalter 160 geöffnet, woraufhin sich der Kondensator 130 über den Widerstand 111 und den Feldeffekttransistor 160 entladen kann.

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Bezeichnet man die der Eingangsklemme 10 zugeführte Eingangsspannung mit Vi, die an der Ausgangsklemme 30 erscheinende Ausgangsspannung mit Vo, das Tast- oder Einschaltverhältnis des FET-Schalters 161 mit ⁰^ , den Widerstandswert des Widerstandes 111 mit R, die Kapazität des Kondensators 130 mit C, die Leitungswiderstände der FET-Schalter 161 und 160 mit r - bzw. r ~, wobei die Differenz zwischen diesen beiden Größen erheblich kleiner ist als R, und die nicht invertierten Singangsspannungen des Operationsverstärkers 2OQ mit e.. und e„, gelten die nachstehenden Ausdrücke im abgeglichenen Zustand der Schaltung nach Fig. 2:

~ Vi

(Vo - e„) ^To ö_o(l -<*-) To

Hieraus folgt:

Vo = Vi/oC (3)

Die beschriebene Schaltung läßt sich gemäß Fig. 4 in einem Blockschaltbild darstellen, bei dem GA die Verstärkung des Operationsverstärkers 200, Ts eine Zeitverzögerungskonitante der ersten Ordnung und 250 ein Verzögerungselement erster Ordnung, das sich aus dem Kondensator 130 und dem Widerstand 111 zusammensetzt, bezeichnet.-

Die Übertragungsfunktion G(s) der Schaltung nach Fig. 4 läßt sich wie folgt ausdrücken:

_G(s). -^₃- 4jü*i ^{1 + GA}^ I

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Die Zeitverzögerungskonstante Ts der ersten Ordnung entspricht l/GA.^ , wobei GA.o^ die Verstärkung in dem Gegenkopplungsweg bezeichnet und erheblich verkleinert werden kann, da der Operationsverstärker 200 mit einer außerordentlich hohen Verstärkung GA arbeitet. In der Praxis kann die Zeitkonstante in einem Bereich von einigen Hundertsteln bis zu einem Mehrfachen von 10 Hindertsteln liegen. Bei dieser ersten Ausführungsform eines erfindungsgeinäßen Regelverstärkers läßt sich die Verstärkung in Abhängigkeit von dein Tastverhältnis -oL des FET-Schalters 161 mit hoher Genauigkeit innerhalb eines erweiterten Bereichs variieren.. Außerdem arbeitet der Verstärker mit einer hohen Ansprechgeschwindigkeit.

Zum Regeln der Verstärkung des Verstärkers in Abhängigkeit vom Tastverhältnis des FET-Sehalters lassen sich zwei verschiedene Verstärkungsgrade gewinnen, wenn man ein und denselben Impulsgenerator 61 verwendet. ¥enn man z.B. das Tastverhältnis des FET-Schalters 160 nach Fig. 2 wie zuvor mit °*- bezeichnet, ergibt sich die an der Ausgangsklemme 30 nach Fig. 2 verfügbare Ausgangsspannung Vo aus der nachstehenden Gleichung:

Vo = Vi/ (1 _ oc ) ( 5 )

Fig. 5 zeigt eine Äquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 2. Die Kombination, zu der die RC-Glättungsschaltung 111, 130 und der Schaltkreis mit den Feldeffekttransistoren 160, 161 und der Inverter 70 gehören, ist einem Regelwiderstand 114 gleichwertig, wobei die Regelung des der Steuerklemme 60 zugeführten Impulssignals gegenüber dem Tastverhältnis einer Regelung des Widerstandswertes des Regelwiderstandes 114 entspricht.

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Da das Filter bzw. die RC-Glättungsschaltung keine hohe Empfindlichkeit aufzuweisen und nicht schnell auf die Änderung der Verstärkung des Regelverstärkers bei der hier beschriebenen ersten Ausführungsform anzusprechen braucht, kann man verschiedene Schaltungen unter Einschluß nichtlinearer Elemente verwenden. Beispielsweise kann man von einem Polysilikonwiderstand, einem Diffusionswiderstand oder einem Sperrschicht-Feldeffekttransistor Gebrauch machen. In Fig. 6 ist eine Glättungsfilterschaltung mit einem Sperrschicht-Feldeffekttransistor 113 dargestellt. Das Gatter des Transistors 113 ist mit einer vorbestimmten konstanten Spannung, z.B. dem Erdpotential, vorgespannt. Der Kondensator 130 läßt sich als Bestandteil einer MOS-Konstruktion herstellen, die eine Isolation in Gestalt eines Oxidfilins aufweist, so daß die gesamte Hegelverstärkerschaltung als integrierter Schaltkreis herstellbar ist.

Soll der Filterkreis nach Fig. 6 verwendet v/erden, kann man eine Cuellenklemme 11 des Feldeffekttransistors 113 an einen Knotenpunkt zwischen den FET-Schaltern 160 und 161 nach Fig. 2 anschließen, während ein Ende 31 des Kondensators 130 mit der invertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 200 verbunden wird.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der soeben beschriebenen ersten Ausführungsform in erster Linie dadurch unterscheidet, daß der Operationsverstärker als Gegentaktverstärker ausgebildet ist.

Zu der Schaltung nach Fig. 7 gehören eine Eingangsklemme 10 für ein Eingangsspannungssignal, eine Ausgangsklemme 30 des Regelverstärkers und eine Klemme 60 zum Zuführen eines Steuersignals. Der Operationsverstärker 200 ist als invertierte Eingangsanordnung geschaltet und weist zwei Eingangsklemmen auf, zwischen denen ein Kondensator 130 liegt. Eine Klemme eines Widerstandes 111 ist an den invertierenden Eingang des

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Verstärkers 200 angeschlossen, während seine andere Klemme mit der Eingangsklemme 10 durch einen FET-Schalter 151 bz\v. dem Ausgang des Verstärkers 200 und somit auch mit der Ausgangsklemme 30 über einen FET-Schalter 152 verbunden ist. Die FET-Schalter 151 und 152 sind miteinander durch eine Invertergatterschaltung 70 verbunden, so daß diese Schalter in Abhängigkeit von dem der Steuerklemme 80 zugeführten Impulssignal gegenphasig betrieben werden können. Die Zeitkonstante des durch den Widerstand 111 und den Kondensator 130 gebildeten RC-Filters wird im Vergleich zur Periode To des Impulssignals hinreichend groß gewählt, so daß der WeI-ligkeitsanteil des Ausgangssignals bis auf oder unter einen gewünschten niedrigen Pegel unterdrückt wird. Wird der Eingangsklemme 10 die Eingangssignalspannung Vi zugeführt, während das Steuerimpulssignal mit dem Tastverhältnis ⁰^ der Steuerklemme 60 zugeführt wird, wird der FET-Schalter 151 während des Hochpegelintervalls des Steuerimpulses eingeschaltet bzw. leitfähig gemacht, so daß von der Klemme 10 aus über den. Widerstand 111 ein Strom durch den Kondensator 130 fließt. Während des Niedrigpegelintervalls des Steuerimpulses wird dagegen der FET-Schalter 152 geschlossen, so . daß der Kondensator 130 einen Strom über den Widerstand 111 und der. FET-Schalter 152 abgibt. Die an der Ausgangsklemme 30 erscheinende Ausgangsspannung Vo wird in dem Zustand stabilisiert, bei dem die gesamten elektrischen Ladungsmengen, die dem von der Klemme 10 aus durch den Kondensator fließenden Strom bzw. dem von dem Kondensator 130 aus zu der Ausgangsklemme 30 fließenden Strom entsprechen, einander gleich sind, wobei sich die Ausgangssignalspannung Vo durch die nachstehende Gleichung ausdrücken läßt:

^Vo = - .Vi (6)

Hierin bezeichnet &- das Tastverhältnis des FET-Schalters 151, durch das die Dauer der Einschaltzeit bestimmt wird. In diesem

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Fall ist der Eingangswiderstand des Regelverstärkers durch die Größe R/cL gegeben. V/enn <*- das Tastverhältnis des anderen FET-Schalters 152 bezeichnet, ist der Eingangswiderstand durch den Ausdruck R/(l -<*-) gegeben, und die Ausgangssignalspannung Vo entspricht der nachstehenden Gleichung:

Vo = - . Vi (7)

Fig. 8 zeigt eine Aquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 7. Die Kombination, zu der der Schaltkreis mit dem Invertergatter 70 und den FET-Schaltern 151 und 152 sowie die RC-Glättungsschaltung gehören, ist einem Regelwiderstand 115 gleichwertig, der zwischen der Eingangsklemme 10 und der Ausgangsklemme 30 liegt und eine Einstellanzapfung aufweist, die mit der invertierten Eingangsklemme des Operationsverstärkers 200 verbunden ist.

Es ist ersichtlich, daß es sich bei der Verstärkerschaltung nach Fig. 7 um einen Gegentaktverstärker handelt, bei dem sich die Verstärkung in Abhängigkeit vom Tastverhältnis des der Steuerklemme 60 zugeführten Steuerimpulssignals innerhalb eines großen Bereichs mit hoher Genauigkeit variieren läßt. Außerdem wird die Verzögerung bezüglich des Ansprechens des GegentaktVerstärkers im umgekehrten Verhältnis zur Verstärkung des RC-Zeitkonstantenkreises verringert, wie es schon anhand von Fig. 4 beschrieben wurde. Nunmehr kann man den Operationsverstärker 200 mit seinen Differentialeingängen durch einen Gegentakverstärker mit nur einem Eingang ersetzen.

Fig. 9 zeigt eine .dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelverstärkers, der sich von der anhand von Fig. 7 und 8 beschriebenen zweiten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß das Eingangssignal für den Operationsverstärker

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dadurch durch ein Differentialeingangssignal gebildet ■wird, daß der nicht invertierte Eingang des Operationsverstärkers über einen Widerstand und einen Schaltkreis eine andere Signalspannung erhält. Zusätzlich zu der Eingangsklemme 10, der die Eingangssignalspannung V- zugeführt wird, ist eine Eingangs-klemme 20 für eine Eingangssignalspannung Vp vorhanden; die nicht invertierte Eingangsklemme des Operationsverstärkers 200 ist mit der zweiten Eingangsklemine 20 durch einen Widerstand 112 und einen Schaltkreis 171 verbunden. Der Schaltkreis 171 ist' ebenso aufgebaut wie der Schaltkreis 170, der an die invertierte Eingangsklemme des Operationsverstärkers 200 angeschlossen ist, und er setzt sich aus einem Inverter 71 sowie FET-Scha!tern 153 und 154 zusammen. Die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors 153 ist mit der zweiten Singangsklemme 20 verbunden, der Kollektor ist an die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors 154 angeschlossen, und eine Gatterelektrode liegt an der Steuersignal-Eingangsklemme GO. Andererseits ist der Kollektor des Feldeffekttransistors 154 mit einer

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Klemme 82 verbunden, der von einer äußeren Spannungsquelle aus ein vorbestimmtes konstantes Potential zugeführt wird-, bei der Schaltung nach Fig. 9 ist die Klemme 82 geerdet, während das Gatter des Feldeffekttransistors 154 über einen Inverter 71 mit der Steuerklemme 60 verbunden ist. Der Kollektor des Feldeffekttransistors 153 ist über einen Widerstand 112 mit dem nicht invertierten Eingang des Operationsverstärkers 200 verbunden. Die RC-Glättungsschaltung wird durch ein Differentialfilter gebildet, das sich in Form einer Reihenschaltung aus einem Kondensator 130 und zwei Widerständen 111 und 112 zusammensetzt.

Bei den Schalterkreisen 170 und 171 wird den zugehörigen Steuerklemmen 60 von dem Impulsgenerator nach Fig. 3 aus ein gemeinsames Impulssignal zugeführt. Während des Hochpegelintervalls des Steuerimpulssignals werden die FET-Schal ter 151 und 153 geschlossen bzw. leitfähig gemacht, so daß

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der Kondensator 130 mit der Differenzspannung V-, - V₀ aufgeladen wird,-die an den Eingangskieramen 10 und 20 erscheint. Dagegen werden die FST-Schalter 152 und 154 während des Niedrigpegelintervalls des Steuerimpulssignals geschlossen, so daß die in dem Kondensator 130 gespeicherte Ladung in Richtung auf die Ausgangskletnme 30 entladen wird. Somit wird die Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme 30 durch die abgeglichenen Bedingungen bestimmt, bei denen die dem Kondensator 130 zugeführten Ladungen gleich den von ihm abgegebenen Ladungen sind.

Nimmt man jetzt an, daß das Tastverhältnis der FET-Schalter 151 und 153 mit cL gegeben ist, ergibt sich die Ausgangsspannung Vo der Verstärkerschaltung 9 aus der nachstehenden Gleichung:

Vo = - . (V₁ - V₀) (8)

Nimmt man entsprechend an, daß das Tastverhältnis der FET-Schalter 152 und 154 mit <*- gegeben ist, ergibt sich die ent sprechende Ausgangsspannung Vo wie folgt:

_Vo . _

Nimmt man an, daß R einen kombinierten Widerstand des Filterkreises repräsentiert, ergibt sich für die durch die Gleichungen (7) und (8) dargestellten Vorgänge der Eingangswiderstand R/oC bzw. R/(l -^). Bei der Schaltung nach Fig. 9 ist der Widerstand des Filters in zwei Widerstände 111 und 112 unterteilt, die nicht notwendigerweise die gleichen Widersta.nd.sv/erte zu haben brauchen, da diese Widerstände mit dem Kondensator 130 in Reihe geschaltet sind und da somit die Lade und Entladebedingungen nicht durch das Verhältnis zwischen den V/iderstandswerten dieser Widerstände beeinflußt werden, so daß der abgeglichene Zustand der Eingangs- und

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Ausgangsspannungen, nicht gestört wird. Trenn sich jedoch die y/iderstandsverte der Widerstände 111 und 112 erheblich voneinandex* unterscheiden, kann sich das Eingangspotential· des Operationsverstärkers in Abhängigkeit von einem über die Klemmen 10 und 20 zugeführten Wechselspannungs-Eingangssignal zeitweilig schnell ändern, so daß der abgeglichene Zustand zeitweilig gestört v.'ird. In Fällen, in denen eine zeitweilige Störung des abgeglichenen Zustandes zu Schwierigkeiten führt, ist es daher erwünscht, daß die Widerstände 111 und 112 die gleichen Widersta.ndswerte haben.

Fig. 10 zeigt eine Äquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 9. Diese unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 3 dadurch, daß die nicht invertierte Eingangskleinme des Betriebsverstärkers 200 an einen Schiebekontakt eines RegelwiderStandes 116 angeschlossen ist, dessen eine Klemme mit der Eingangsklemme 20 verbunden ist,- während die andere Klemme geerdet ist. Der Regelwiderstand 116 ist dem Glättungsfilter und dem Schalterkreis 171 gleichwertig. Die variablen Widerstände 115 und 116 können den gleichen maximalen Widerstandswert haben. Diese Widersta.ndswe.rte können auf geregelte Weise mit der gleichen Geschwindigkeit dadurch verändert wer-, den, daß das Tastverhältnis des Steuerimpulssignals entsprechend variiert wird.

Fig. 11 zeigt den Aufbau einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Eingangssignal als Differentialsignal -_; zugeführt wird, während das Ausgangssignal als Differentialausgangssignal zur Verfügung steht. Man kann die Schaltung nach Fig. 11 als eine Kombination von zwei Schaltungen betrachten, von denen jede der anhand von Fig. 2 beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht.

Gemäß Fig. 11 dienen die Klemmen 10 und 20 als Differenzeingangsklemmen, während die Differenzausgangsklemmen durch die Klemmen 30 und 40 gebildet werden. Die Klemmen 10 und

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sind an die nicht invertierten Eingangsklemmen von Operationsverstärkern 210 und 220 angeschlossen, deren Ausgänge mit den Klemmen 30 und 40 verbunden sind. Ferner sind die Ausgänge der Operationsverstärker 210 und 220 mit einem RC-Glättungsfilter verbunden, das sich aus Widerständen 111 und 112 sowie einem Kondensator 130 zusammensetzt, wobei diese Verbindungen durch zugehörige Schalterkreise 172 und 173 hergestellt werden. Der Aufbau des Filters ist ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform nach Fig. 9, und die Ausgänge sind mit den invertierten Eingangsklemmen der Operationsverstärker 210 und 220 verbunden. Genauer gesagt, liegt der Kondensator 130 des Filterkreises zwischen den invertierten Eingangsklemmen der Operationsverstärker 210 und 220. Die Schalterkreise 172 und 173 sind ähnlich aufgebaut wie bei der dritten Ausführungsform nach Fig. 9. Bei dem Schalterkreis 172 ist die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors 155 mit der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 210 verbunden, während der Kollektor dieses Transistors an eine Klemme des Widerstandes 111 angeschlossen ist. Zu dem FET-Schalter 156 gehört ein Kollektor 83, dem von einer äußeren Potentialquelle aus ein vorbestimmtes konstantes Potential zugeführt wird; bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist dieser Kollektor geerdet. Bei dem Schalterkreis 173 ist der FET-Schalter 157 mit seiner Quellenelektrode an den Ausgang des Operationsverstärkers 220 angeschlossen, \</ährend sein Kollektor mit einer Klemme des Widerstandes 112 verbunden ist. Der Kollektor 83 des FET-Transistors 158 ist geerdet.

Wird an die Eingangsklemmen 10 und 20 eine Eingangssignalspannung angelegt, während die Schalterkreise 172 und 173 entsprechend einem vorbestimmten Tastverhältnis gesteuert werden, erscheint an den Ausgangsklemmen 30 und 40 eine Ausgangssignalspannung, die sich nach der Eingangssignalspannung und dem Tastverhältnis der beiden Schalterkreise richtet. Bezeichnet man die Eingangsspannungen an den Klemmen

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10 und 20 mit V₁ und V₀ und die Ausgangsspannungen an den Klemmen 30 und 40 mit V₀ und V., ergibt sich die Differenz ausgangsspannung V₀ - Y_A, die erzeugt wird, wenn das Tastverhältnis der FET-Schalter 155 und 157 mit **- gegeben ist, aus der folgenden Gleichung:

vo = (V₃ - V₄) = (V₁ - V₂) . (ίο)

Entsprechend wird die Differenzausgangsspannung V₀ - V₁ erzeugt, wenn für das' Tastverhältnis der FET-Schalter 156 und 158 der Vert <*- angenommen wird; hierfür gilt die folgende Gleichung:

vo = (V₃ - V₄) - _Tr^_cy (V₁ - V₂) (H)

Da die beiden Schaltkreise 172 und 173 durch ein der Klemme 60 zugeführtes gemeinsames Impulssignal betätigt werden, sind die Ein- und Ausschaltvorgänge der Transistoren 155 und 157 sowie diejenigen der Transistoren 156 und 15S je-λντβίΐΒ miteinander synchronisiert.

Da ¹^ in einem Regelbereich zwischen 0 und 1 jeden beliebigen Wert annehmen kann, ist es auch möglich, die Verstärkung regelbar auf einen Wert einzustellen, der kleiner ist als 1; für die Schaltung nach Fig, 11 ist dies aus den Gleichungen (10) und (11) ersichtlich. Wegen dieses vorteilhaften Merkmals läßt sich der Nachteil des bekannten Differentialverstärkers vermeiden, dem ein Eingangssignal mit positiver Phase über einen aus Widerständen bestehenden Spannungsteiler zugeführt wird. *

Fig. 12 zeigt eine Xquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 11. In diesem Fall sind Regelwiderstände 117 und 118 in Reihe geschaltet und zwischen den Ausgangsklemmen der Operationsverstärker 210 und 220 angeschlossen. Die

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Schleifkontakte der Regelv/iderstände 117 und 118 sind mit den invertierten Eingangsklemmen der Operationsverstärker 210 und 220 verbunden. Der Regelwiderstand 117 entspricht einer Kombination des Filters und des Schaltericreises 172 nach Fig. 11, v/ährend der Widerstand 118 dem Filter und dem Schalterkreis 173 gleichwertig ist. Die Widerstände 117 und 113 haben den gleichen maximalen Widerstandswert. Diese Widerstandswerte können mit der gleichen Geschwindigkeit geregelt werden, indem man das Tastverhältnis des den beiden Schalterkreisen zugeführten Impulssignals entsprechend regelt,

Fig. 13 zeigt eine fünfte Ausführungsforni eines erfindungsgemäßen Regelverstärkers, der als Differentiaiverstärker eines dynamischen Brückentyps mit hohem Eingangswiderstand ausgebildet ist. Zu dem Regelverstärker nach Fig. 13 gehören die Schaltung nach Fig. 11 als Vorverstärker und die Verstärkerschaltung nach Fig. 9 als nachgeschaltete Verstärkerstufe. Somit entsprechen die Merkmale des Verstärkers nach Fig. 13 einer Kombination der Merkmale der Verstärkerschaltungen nach Fig. 11 und 9. In Fig. 13 entspricht der in die gestrichelten Linien 9 eingeschlossene Teil der Schaltung dem Regelverstärker nach Fig. 9, während der in die gestrichelten Linien 11 eingeschlossene Teil dem Regelverstärker nach Fig. 11 entspricht. Die Schalterkreise 172 bis 175 werden durch ein den zugehörigen Klemmen 60 zugeführtes geraeinsames Impulssignal betätigt und daher bezüglich der Ein- und Ausschaltvorgänge synchron gesteuert. Zwar ist der Aufbau der Schalterkreise 172 und 173 der gleiche wie bei den schon beschriebenen Ausführungsbeispielen, doch sei bemerkt, daS sich die Anordnung der Inverter 72 und 73 der Schalterkreise 174 und 175 von derjenigen bei der anhand von Fig. 9 beschriebenen Ausführungsform insofern unterscheidet, als die Inverter 72 und 73 zwischen wer Klemme 60 einerseits und den Gattern der Feldeffekttransistoren 165, 167 andererseits liege, während die Gatterelektroden der Transistoren 166 und 168 unmittelbar an die Klemmen 60 angeschlossen sind. Die an

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der Ausgangsklemnie 30 erscheinende Ausgangsspannung Yo ist durch die nachstehende Gleichung gegeben:

^Vo = - C )² (V₁ - V₂) (12)

Hierin bezeichnet Y- die über die Klemme 10 zugeführte Eingangsspannung, V^ die Singangsspannung für "die -Klemme 20, Vo die an der Kleiasis 30 erscheinende Aus gangs spannung und ⁰^ das Tastverhältnis der Feldeffekttransistoren 150, 153, 1G5 und 167 der Schalterkreise 172, 173, 174 und 175. Nimmt man an, daß das Tastverhältnis der vier genannten Transistoren den Wert ⁰^ hat, ergibt sich die Ausgangsspannung Vo aus der folgenden Gleichung:

)² (V₁ - V₂) (13)

Die Schalterkx'eise 174 und 175 können den gleichen Aufbau hp~ben vrie die Schalterkreise 172 und 173, wobei das Steuerimpulssignal den Klemmen 5Q zugeführt wird, nachdem es invertiert worden ist. Sind dagegen die Gatterelektroden der Transistoren 165 und 167 direkt mit der Klemme 60 vex-bunden, während die Gatterelektroden der Transistoren 166 und 168 an die zugehörigen Klemmen 60 über die Inverter 72 und 73 in der gleichen Weise angeschlossen sind wie die Schalterkreise 172 und 173, werden die Transistoren 165 und 167 eingeschaltet, wenn die Transistoren 155 und 157 eingeschaltet werden, während die Transistoren 166 und 168 beim Einschalten der Transistoren 156 und 158 eingeschaltet werden. Bann ergibt sich die Ausgangssignalspannung aus der folgenden Gleichung:

(V₁ - V₂) = - (Y₁ - V₂) (14)

Die Verstärkung behält ohne Rücksicht auf den Wert des Tastverhältnisses <*-stets den Wert 1 bei. Hierzu sei bemerkt,

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daß man die Schaltung nach Fig. 13 daraufhin, ob sie normal arbeitet oder nicht, prüfen kann, indem man feststellt, ob die Verstärkung den Wert 1 hat oder nicht.

Fig. 14 zeigt eine Äquivalentschaltung für den Regelverstärker nach Fig. 13. Die Schaltung nach Fig. 14 entspricht einer Kombination der Schaltung nach Fig. 12 mit der Schaltung nach Fig. 10, wobei erstere einen Vorverstärker und letztere einen naehgeschalteten Verstärker bildet.

Da gemäß Fig. 14 das Differentialausgangssignal des Vorverstärkers dem Nachverstärker als rauschfreies Differentialeingangssignal zugeführt wird, arbeitet die fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelverstärkers als Instrumentierungsverstärker, d.h. er erzeugt ein rauschfreies Ausgangssignal .

Fig. 15 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung, die sich von derjenigen nach Fig. 13 dadurch unterscheidet, daß zusätzlich eine Versetzungsausgleichs- oder Korrekturschaltung in Form einer Abtast- und Halteschaltung vorhanden ist. Die vorstehend beschriebenen Regelverstärker ermöglichen es zwar, dr.e Verstärkung innerhalb eines großen Bereichs nach Bedarf mit hoher Genauigkeit einzustellen, doch muß zu diesem Zweck der einen Hauptbestandteil bildende Operationsverstärker mit ausreichend hoher Genauigkeit arbeiten. In Anwendungsfällen, in denen das Vorhandensein einer Verlagerungsspannung des Operationsverstärkers nicht vernachlässigt werden kann, erweist sich die Schaltung nach Fig. als sehr zweckmäßig.

Die Schaltung nach Fig. 15 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 13 dadurch, daß zusätzlich ein elektronischer Schalter, vorzugsAv^eise in Form eines Feldeffekttransistors 185, zwischen der Eingangsklemme 10 und dem nicht invertierenden

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Eingang des Operationsverstärkers 210 nach Fig. 13 und ein elektronischer Schalter (ebenfalls -vorzugsweise ein Feldeffekttransistor 186) zwischen der Singangsklemme 20 und dem nicht invertierten Eingang des Operationsverstärkers angeordnet ist. Ferner liegt eine Serienschaltung aus zwei elektronischen Schaltern, und zwar vorzugsweise den Feldeffekttransistoren 187 und 188, zwischen den nicht invertierten Eingängen der Operationsverstärker 210 und 220, v/ob ei ein Knotenpunkt zwischen diesen beiden Transistoren geerdet ist. Schließlich ist eine Abtast- und Halteschaltung mit einem Operationsverstärker 400 zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 300 und dem Schalterkreis 175 angeordnet. Bei der Abtast- und Halteschaltung ist der Ausgang des Operationsverstärkers 400 an den Kollektor des Feldeffekttransistors 168 des Schalterkreises 175 angeschlossen. Der nicht invertierte Eingang des Operationsverstärkers 400 ist geerdet. Ein elektronischer Schalter, vorzugsweise ein Feldeffekttransistor 184, liegt zwischen dem invertierten Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers 400, und der invertierte Eingang dieses Verstärkers ist mit der Klemme 98 des Schalterkreises ISO durch einen Kondensator 430 und einen Widerstand 400 verbunden. Ein Kondensator 420 ist zwischen der Verbindung des Kondensators 430 mit den Widerstand und dem Ausgang des Operationsverstärkers 400 angeschlossen. Zu dem Schalterkreis 180 gehören zwei elektronische Schalter, vorzugsweise Feldeffekttransistoren 181 und 182, wobei die Klemme 98 an die Quellenelektrode des Transistors 181 und den Kollektor des Transistors 182 angeschlossen ist. Bei des Feldeffekttransistor 181 ist der Kollektor geerdet, und bei dem Feldeffekttransistor 182 ist die Quellenelektrode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 300 verbunden.

Der in Fig. 15 in strichpunktierte Linien eingeschlossene Differentialverstärker arbeitet ähnlich wie die Schaltung nach Fig. 13. Bei den einzelnen Operationsverstärkern 210, 220, 300 und 400 können Verlagerungsspannungen auftreten.

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Bei der Schaltung nach Fig. 15 ergeben sich gemäß Fig. 16 bei den Perioden Tl, T2 und T3 drei verschiedene Betriebsarten. Während der Periode Tl wird die Verlagerung des Abtast- und Haltekreises korrigiert bzw. ausgeglichen. Während der Periode T2 wird die Verlagerung des Differentialverstärkers korrigiert. Während der Periode T3 bewirkt der Differentialverstärker eine Verstärkung.

Die Impulssignale Pl, P2 und P3 werden durch einen nicht dargestellten Impulsgenerator bekannter Art erzeugt und nehmen jeweils während der Perioden Tl, T2 und T3 einen hohen Pegel an. Das Impulssignal Pl wird den Gattern 191 und 194 der Feldeffekttransistoren ISl und 184 zugeführt, während das Impulssignal P2 dem Gatter 192 des Feldeffekttransistors 182 und der gemeinsamen Gatterklemme 197 der Feldeffekttransistoren 1S7 und 188 zugeführt wird. Das Impulssignal P3 wird der gemeinsamen Gatterklemme 195 der Feldeffekttransistoren 185 und 186 zugeführt.

Während der Verlagerungs-Korrekturperiode Tl der Abtast- und Halteschaltung sind nur die Feldeffekttransistoren 181 und IiS4 eingeschaltet. Da der invertierte Eingang des Operationsverstärkers 400 über den Kondensator 430 und den Widerstand 440 geerdet ist, bewirkt das Vorhandensein einer Verlagerungsspannung an dem Operationsverstärker 400, daß ein Strom vom Ausgang dieses Verstärkers über den Feldeffekttransistor 184, den Kondensator 430, den Widerstand 440 und den Feldeffekttransistor 131 zur Erdungsklemme fließt, was zur Folge hat, daß der Kondensator 430 mit der Verlagerungsspannung des Operationsverstärkers 400 aufgeladen wird, wodurch das Eingangssignal für den Operationsverstärker 400 abgeglichen wird. Mit anderen Worten, die Verlagerungsspannung des Operationsverstärkers 400 wird - von dem Schalterkreis 180 aus betrachtet - scheinbar auf Null gebracht. Danach werden während der Periode T2 die Transistoren 181 und 134 abgeschaltet, während die Transistoren 182, 187 und 138

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eingeschaltet werden. Daher wird die Eingangsseite der Differentialverstärkerschaltung geerdet, so daß die zugehörige Ausgangsspannung infolge der negta.iven Rückkopplung über die Abtast- und Halteschaltung den Wert Null annimmt. Das Vorhandensein einer Yerlage.rungsspannung an dein Di fferentialverstärlcer bewirkt, daß ein Strom vom Ausgang des Operationsverstärkers 300 durch den Feldeffekttransistor 1S2, den Widerstand 4-10 und den Kondensator 420 fließt, so daß eine Verlagerungs-Korrekturspannung, mittels welcher die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers auf Null gebracht wird, verwendet wird, um den Kondensator 420 aufzuladen, wodurch die Spannung am Ausgang 30 auf Null abgeglichen wird. Während der Periode T3 sind die Transistoren 182, 137 und 188 abgeschaltet, während die Transistoren 185 und 188 eingeschaltet sind, so daß das Eingangsspannungssignal dem Differentialverstärker zugeführt werden kann, um verstärkt zu werden. Somit arbeitet der Differentialverstärker als Regelverstärker, der eine Ausgangsspamiung erzeugt, welche genau, durclx die Singangssignalspannung und das Tastverhältnis co der Schaltex-kreise 172, 173, 174 und 17ö bestimmt ist. Wenn die Verlagerungsspannung des C'perationsverstärkers 400 gegenüber dem Potential am Ausgang 30 des DifferentialVerstärkers hinreichend niedrig ist, kann der während der Periode Tl durchgeführte Arbeitsschritt fortgelassen v/erden. Somit ermöglicht es der erfindungsgeraäße Regelverstärker, eine Verstärkung durchzuführen, bei welcher der Verstärkungsgrad mit hoher Genauigkeit durch die Regelung des Tastverhältnisses des Steuerimpulssignals bestimmt wird, und zwar selbst dann, wenn bei dem Operationsverstärker eine.Verlagerungsspannung auftritt. Ferner kann man die erfindungsgemäßen Regelverstärker in der verschiedensten Weise modifizieren, so daß sich eine hohe Flexibilität bezüglich ihrer Anwendung ergibt.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung sind durch die Erfindung Regelverstärker geschaffen worden, bei denen sieh die Ver-

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stärkur.g mit hoher Genauigkeit regeln läßt und die schnell ansprechen, ohne daß die Verwendung von Schaltungseleraenten hoher Genauigkeit erforderlich ist.

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Claims

Pa t enta ns

che

l.J Regelverstärker mit einer Einrichtung zum Aufnehmen eines Eingangssignals, mindestens einer Verstärkeranordnung zum Verstärken des aufgenommenen Eingangssignals, einer Schalteranordnung, deren Ein- und Ausschaltvorgänge entsprechend einem gegebenen Tastverhältnis gesteuert werden, und einem an die Schalteranordnung angeschlossenen Glättungsfilter, wobei der Verstärkungsfaktor der Verstärkera^ordnung durch Variieren des Tastverhältnisses der Schalteranordnung variiert wird, gekennzeichnet durch eine der Verstärkeranordnung zugeordnete Rückkopplungsschleife bzw. einen Gegenkopplungsweg, der sich aus der Schalteranordnung und dem Glättungsfilter zusammensetzt.
2. Regelverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schalteranordnung zwei Feldeffekttransistoren und ein Invertergatter gehören, wobei die Feldeffekttransistoren über das Invertergatter gegenphasig geschaltet sind,

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3. Regelverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung (160, 161, 70) an den Ausgang ■ der yerstärkeranordnung (200) und eine Klemme angeschlossen ist, der von außen her eine Spannung zugeführt wird, wobei die Ausgangsspannung der Verstärkeranordnung und die von außen zugeführte Spannung dem Glättungsfilter unter Einhaltung eines bestimmten Tastverhältnisses abwechselnd zugeführt werden.
4. Regelverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufnehmen des Eingangssignals mit einem Eingang der yerstärkeranordnung verbunden ist, daß zu dem Glättungsfilter ein Widerstand (111) und ein Kondensator (130) gehören, denen abwechselnd das Ausgangssignal der Verstärkeranordnung und die äußere Spannung unter Einhaltung des gegebenen Tastverhältnisses zugeführt v/erden, wobei das Ausgangssignal des Kondensators dem anderen Eingang der yerstärkeranordnung zugeführt wird.
5. Regelverstärker nach Anspruch 1 oder -2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkeranordnung durch einen invertierten Verstärker bzw. einen Gegentaktverstärker gebildet ist.
6. Regelverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsfilteranordnung zwischen dem einen und dem anderen Eingang der Verstärkeranordnung angeschlossen ist.
7. Regelverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung (70, 151, 152) an die Einrichtung zum Aufnehmen des Eingangssignals und den Ausgang der Verstärkeranordnung (200) angeschlossen ist, so da8 das Eingangssignal und das Ausgangssignal der Verstärkeranordnung dem Filter unter Einhaltung eines gegebenen Tastverhältnisses abwechselnd zugeführt werden.

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8. Hegelverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Glättungsfilter ein Kondensator (130) und ein Widerstand (111) gehören und daß der Kondensator zwischen dem einen und dem anderen Eingang der Verstärkeranordnung angeschlossen und über den Widerstand mit der Schalteranordnung verbunden ist.
9. Regelverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkeranordnung mit einer Differentialeingangseinrichtung versehen ist.
10. Regelverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Aufnehmen des Eingangssignals eine erste Eingangskiemr.ie (10) zum Aufnehmen eines ersten Eingangssignals und eine zweite Eingangsklemme (20) zum Aufnehmen eines zweiten Eingangssignals gehören, daß. die Schalteranordnung entsprechend dem gegebenen Tastverhältnis abwechselnd zwischen einem Zustand und einem anderen Zustand umgeschaltet wird, daß ein der Differenz zwischen den der ersten und der zweiten Eingangskiemme zugeführten Signalen entsprechendes Signal dem Filter bei dem einen Zustand zugeführt wird und daß bei dem anderen Zustand das Ausgangssignal der Verstärkeranordnung dem Filter zugeführt wird.
11. Regelverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schalteranordnung ein erster Schalter (170) und ein zweiter Schalter (171) gehören, daß der erste Schalter an den ersten Eingang (10) und den Ausgang der Verstärkeranordnung angeschlossen ist, daß der zweite Schalter mit der zweiten Eingangsklemme (20) und einer Klemme verbunden ist, welcher von außen her ein vorbestimmtes konstantes Potential zugeführt wird, daß der erste Schalter das erste Eingangssignal einer Klemme des Filters zuführt, wenn der eine Zustand besteht, daß er das Ausgangssignal der Verstärkeranordnung der anderen

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Klemme des Filters zuführt, wenn der andere Zustand besteht, und daß der zweite Schalter das zweite Eingangssignal der anderen Klemme des Filters bei dem einen Zustand und die von außen zugeführte Spannung bei dem anderen Zustand der anderen Klemme des Filters zuführt.
12. Regelverstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Filter ein zwischen den Eingängen der Verstärkeranordnung angeschlossener Kondensator (130) gehört, ferner ein zwischen einer Klemme des Kondensators und dem ersten Schalter angeschlossener Widerstand (111) sowie ein zwischen der anderen Klemme dos Kondensators und dem zweiten Schalter angeschlossener Widerstand (112).
13. Regelverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Verstärkeranordnung eine Differentialeinga.ngseinrichtung und eine Differentialausgangseinrichtung gehören.
14. Regelverstärker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Aufnehmen des Eingangssignals eine erste Eingangsklemme (10) zum Aufnehmen eines ersten Eingangssignals und eine zweite Eingangsklemme (20) zum Aufnehmen eines zweiten Eingangssignals gehören, daß zu der Verstärkeranordnung ein erster Verstärker (210) zum Aufnehmen des ersten Eingangssignals über einen zugehörigen Eingang und ein zweiter Verstärker (220) zum Aufnehmen des zweiten Eingangssignals über einen zugehörigen Eingang gehören, daß die Schalteranordnung an die Ausgänge des ersten und des zwieten Verstärkers sowie an eine Klemme angeschlossen ist, der von außen her ein vorbestimmtes Potential zugeführt wird, daß die Schalteranordnung unter Einhaltung des Tastverhältnisses abwechselnd z\*/ischen einem Zustand und einem anderen Zustand umgeschaltet wird und geeignet ist, eine Differenzspannung zwischen den Ausgängen des ersten und des zweiten Ver-

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stärkers bei dem einen Zustand an das Filter anzulegen, daß bei dein anderen Zustand der Schalteranordnung das von außen zugeführte Potential an das Filter angelegt wird und daß hierdurch ein Ausgangssignal erzeugt wird, das der Differenz zwischen den Ausgangssignaien des ersten und des zweiten Verstärkers entspricht.
15. Regelverstärker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schalteranordnung ein erster Schalter (172) und ein zweiter Schalter (173) gehören, daß der erste Schalter an den Ausgang des ersten Verstärkers und die Klemme (33) zum Anlegen eines äußeren Potentials eingeschlossen und geeignet ist, das Ausgangssignal des ersten Verstärkers bei einem Zustand einer Klemme des Filters zuzuführen, während bei dem anderen Zustand des ersten Schalters das von außen zugeführte Potential der genannten Klemme des Filters zugeführt wird, daß der zweite Schalter an den Ausgang des zweiten Verstärkers und die Klemme zum Zuführen des äußeren Potentials angeschlossen und geeignet ist, in einem Zustand das Ausgangssignal des zv/eiten Verstärkers der anderen Klemme des Filters zuzuführen, während bei dem anderen Zustand des zweiten Schalters das von außen zugeführte Potential der ?.nc?.3ren Klemme des Filters zugeführt wird.
16. "Regelverstärker nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Filter ein zwischen den anderen Eingängen des ersten und des zweiten Verstärkers liegender Kondensator gehört, ferner ein an den anderen Eingang des ersten Verstärkers und den ersten Schalter angeschlossener Widerstand sowie ein mit dem anderen Eingang des zv/ei ten Verstärkers und dem zweiten Schalter verbundener Widerstand.
17. Regelverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Verstärkeranordnung ein Differential-

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verstärker eines ds^namischen Brückentyps mit einem hohen Eingangswiderstand gehört.
18. Regelverstärker nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zust Aufnehmen des Eingangssignals eine erste Klemme zum Aufnehmen eines ersten Eingangssignals und eine zweite Eingangsklemme zum Aufnehmen eines zweiten Eingangssignals gehören, daß zu der Verstärkeranordnung ein erster Verstärker (210) zum Aufnehmen des ersten Eingangssignals über einen Eingang und ein zweiter Verstärker (220) zum Aufnehmen des zweiten Eingangssignals über einen Eingang sowie ein dritter Verstärker (300) gehören, daß zu dem Filter ein erster Filterkreis (111, 112, 130) mit einem zwischen den anderen Eingängen des ersten und des zweiten Verstärkers angeschlossenen Ausgang und ein zweiter Filterkreis (311, 312, 330) mit einem zwischen den Eingängen des dritten Verstärkers angeschlossenen Ausgang gehören, daß zu der Schalteranordnung ein erster und ein zweiter Schaltkreis gehören, von denen jeder geeignet ist, unter Einhaltung eines gegebenen Tastverhältnisses zwischen einem Zustand und einem anderen Zustand umgeschaltet zu werden, daß der erste Schalterkreis (172, 173) an die Ausgänge des ersten und des zweiten Verstärkers sowie an eine Klemme angeschlossen ist, der von außen her ein vorbestimmtes Potential zugeführt wird, daß der erste Schalterkreis geeignet ist, eine dem Unterschied zwischen den Ausgangsspannungen des ersten und des zweiten Verstärkers entsprechende Differenzspannung bei einem Zustand an den ersten Filterkreis anzulegen, während bei dem anderen Zustand des ersten Schalterkreises das von außen zugeführte Potential dem ersten Filterkreis zugeführt wird, und daß der zweite Schalterkreis (174, 175) geeignet ist, eine dem Unterschied der Ausgangsspannungen des ersten und des zweiten Verstärkers entsprechende Differenzspannung bei einem Zustand an den zweiten Filter-

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kreis anzulegen, während bei dein anderen Zustand des zv;eiten Schalterkreises die Ausgangsspannung des dritten Verstärkers dem zweiten Filterkreis zugeführt wird.
19. Regelverstärker nach einem der Ansprüche 1, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16 und 18, gekennzeichnet durch eine Verlagerungs-Korrektureinrichtung zum Einregeln der Ausgangsspannung der Verstärkeranordnung auf Null beim Ruhezustand der Verstärkeranordnung.
20. Regelverstärker nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Verlagerungs-Korrektureinrichtung eine Reihenschaltung eines Schalterkreises mit einen Integrator zwisehen dem Eingang und dem Ausgang der Verstärkeranordnung gehört.
21. Regelverstärker nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Verlagerungs-Korrektureinrichtung eine Abtast- und Halteschaltung gehört, die zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Verstärkeranordnung angeschlossen ist und einen Operationsverstärker (400), zwei elektronische Schalter (184, 180), zwei Kondensatoren (420, 430) und einen Widerstand (410) aufweist.

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