DE3034939A1 - Signalwandlerschaltung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MDNCHEN

Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdcSrfstraßeiO

Dr. re r. not. W. KÖRBER * ^ ⁽⁰⁸⁹> * ^{29 66} Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

16. September 198o

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokyo/Japan

Signalwandl er schaltung

Die Erfindung betrifft allgemein eine Signalwandlerschaltung, und insbesondere eine Signalwandlerschaltung zum Umsetzen eines einseitig geerdeten bzw. unsymmetrischen Eingangssignals in ein differentielles Ausgangssignal.

Bisher sind Signalwandlerschaltungen mit beispielsweise Differenzverstärker-Bauart zum Umsetzen eines unsymmetrischen Eingangssignals in ein differentielles Ausgangssignal allgemein üblich. Eine derartige Signalwandlerschaltung enthält ein Transistorpaar, das einen Differenzverstärker bildet. Eine Gleichvorspannung liegt an den Basen der Transistoren und eine der Transistorbasen liegt an Masse bzw. Erde zur Beseitigung jeder Wechselstromeinwirkung. Weiter wird an die Basis des nicht an Masse liegenden Transistors eine Signalspannung angelegt und wird von den Kollektoren der beiden Transistoren ein Differenzausgangssignal abgeleitet. Da jedoch eine Vorspannungsschaltung bei einem derartigen Differenzverstärker notwendig ist, wird der Schaltungsaufbau ziemlich kompliziert und kann die Spannungs-

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- 9 quelle für die Transistoren nicht wirksam ausgenutzt werden.

Eine weitere herkömmliche Schaltung zur Überwindung der Probleme der eben erläuterten Schaltung zum wirksamen Ausnutzen der Spannungsquelle ohne Verwendung einer Vorspannungsschaltung enthält einen ersten Transistor, dessen Basis mit Masse über ein Paar von reihengeschalteten Dioden verbunden ist, über die ein Konstantstrom fließt. Ein zweiter Transistor ist basisseitig mit dem Emitter des ersten Transistors und mit Masse über eine Diode verbunden, und ist weiter dort mit einem Signalstrom versorgt. Bei dieser Schaltung werden differentielle Ausgangsströme an den Kollektoren der beiden Transistoren erzeugt. Damit jedoch diese Schaltung richtig arbeitet, muß der dem Paar der reihengeschalteten Dioden zugeführte Konstantstrom größer sein, als der Signalstrom. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, werden die an den Kollektoren der Transistoren erzeugten differentiellen Ausgangsströme verzerrt. Weiter kann bei einer derartigen Schaltung der Konstantstrom nicht wirksam zur Erfüllung der Bedingung erhöht werden, wenn der Konstantstrom sehr viel größer als der Signalstrom ist.

Eine dritte herkömmliche Schaltung zur Überwindung des Problems der o.g. Schaltung erzeugt unabhängig von der Beziehung des Konstantstroms und des Signalstroms keine verzerrten Ausgangssignale und kann mit einer, vergleichsweise, Niederspannungsquelle verwendet werden. Bei einer derartigen Schaltung fließt ein Konstantstrom durch einen ersten Pfad aus zwei reihengeschalteten Dioden und durch einen zweiten Pfad aus einer Diode und der Kollektor-Emitter-Strecke eines reihengeschalteten Transistors. Der Signalstrom wird dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Dioden des ersten Pfades,der Basis des Transistors im zweiten Pfad und einem zweiten Transistor zugeführt. Der Kollektor des ersten Transistors ist auch mit der Basis eines dritten Transistors verbunden und differentielle Ausgangsströme werden an den Kollektoren des

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zweiten und des dritten Transistors erzeugt. In dieser Schaltung werden die Ausgangsströme an den Kollektoren des zweiten und dritten Transistors unabhängig von der Beziehung zwischen dem Konstantstrom und dem Signalstrom nicht verzerrt. Weiter ist, da diese Schaltung keine Vorspannungsschaltung erfordert, der Aufbau der Schaltung relativ einfach, und ist lediglich eine Niederspannungsquelle erforderlich. Jedoch werden die differentiellen Ausgangsströme durch den Basisstrom des ersten Transistors und die Basisströme der Dioden beeinflußt, wenn letztere aus Transistoren aufgebaut sind, deren Kollektoren mit der jeweiligen Basis verbunden sind. Das heißt, daß die differentiellen Ausgangsströme durch einen unerwünschten Verschiebeoder Offset-Strom, der eine Funktion derartiger Basisströme ist, beeinflußt. Dies trifft auch zu, wenn die obige Schaltung so verändert ist, daß eine Vorspannungsquelle zwischen dem ersten und dem zweiten Signalpfad und Masse angeordnet ist und eine Konstantstromquelle zwischen den Emittern des zweiten und des dritten Transistors und Masse angeschlossen ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung unter Vermeidung der erwähnten Nachteile, eine Signalwandlerschaltung anzugeben, bei der differentielle Ausgangsströme erzeugbar sind, die nicht durch die Basisströme irgendwelcher Transistoren beeinflußt sind, die in der Schaltung verwendet sind.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung enthält die Signalwandlerschaltung eine Stromquelle zum Erzeugen eines Konstantstroms, einen Eingangssignalgenerator zum Erzeugen eines Eingangssignalstroms, eine erste Einrichtung, die einen ersten differentiellen Strom abhängig von dem Konstantstrom und dem Eingangssignalstrom erzeugt, eine zweite Einrichtung, die einen zweiten differentiellen Strom abhängig von dem Konstantstrom

und dem Eingangssignalstrom erzeugt, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten Einrichtung einen Transistor mit einem Eingang aufweist, der mit einem Strom an diesem Eingang

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versorgt ist, einer Ausgangseinrichtung zum Erzeugen differentieller Ausgangssignale abhängig von dem ersten und dem zweiten different!eilen Strom und einer Unterdrückungseinrichtung zum Beseitigen der Einwirkung des Stroms am Eingang des Transistors auf das differentielle Ausgangssignal.

Die Erfindung gibt also eine Signalwandlerschaltung an, deren Verstärkungsfaktor (Gewinn) durch Andern mindestens einer Konstantstromquelle gesteuert werden kann- Weiter gibt die Erfindung eine Signalwandlerschaltung an, die die Notwendigkeit der Verwendung einer Vorspannungsquelle beseitigt. Schließlich gibt die Erfindung eine Signalwandlerschaltung an, die wirksam eine (vergleichsweise) Niederspannungsquelle für die Transistoren der Schaltung verwendet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen ein Schaltbild einer herkömmlichen Signalwandlerschaltung,

ein Schaltbild einer weiteren bereits entwickelten SignalwandlerSchaltung,

ein Schaltbild eines Teils der Schaltung gemäß Fig. 2,

eine Weiterbildung des Schaltbilds gemäß Fig. 2, ein Schaltbild einer Signalwandlerschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, ein Schaltbild eines Teils der Schaltung gemäß Fig. 5 zur Erläuterung deren Arbeitsweise, ein Schaltbild eines Teils der Schaltung gemäß Fig. 5 - zur Erläuterung deren Arbeitsweise, ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Signalwandlerschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 9 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels einer Signalwandlerschaltung gemäß der Erfindung.

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§034939

Fig. 1 zeigt zunächst eine Signalwandlerschaltung herkömmlicher Bauart. Die herkömmliche Signalwandlerschaltung enthält eine erste und eine zweite Diode 1 bzw. 2, die reihengeschaltet sind, und zwar in deren Vorwärts- bzw. Durchlaßrichtung _t zwischen einer Konstantspannungsquelle, die einen Konstantstrom I_ erzeugt,und Masse (bzw. Erde). Ein Spannungsabfall wird über der Reihenschaltung der Dioden 1 und 2 als Ergebnis des Stromflusses durch sie von der Konstantstromquelle erzeugt, wobei die erzeugte Spannung an die Basis eines NPN-Transistors 3 gelegt wird. Der Emitter des Transistors 3 ist mit Masse über eine Diode 4 in Durchlaßrichtung und mit der Basis eines zweiten NPN-Transistors 5s dessen Emitter mit Masse verbunden ist, verbunden. Es sei erwähnt, daß jedoch die Dioden 1,2 und 4 vorzugsweise aus NPN-Transistoren aufgebaut sind, deren Basen mit den jeweiligen Kollektoren verbunden sind. Daher können die Dioden 1,2 und 4 und die Transistoren 3 und 5 als integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Halbleiterplättchen ausgebildet sein, bei dem beispielsweise der Emitterbereich für jedes der Elemente gleich ist.

Ein Signalstrom i wird dem Verbindungspunkt zwischen der

Diode 4 und den Transistoren 3 und 5 zugeführt. Folglich entsteht ein Spannungsabfall über der Diode 4 als Ergebnis des Signals bzw. Signalstroms i und dem Strom über den Transistor 3j wobei eine derartige Spannung an die Basis des Transistors 5 angelegt wird. Wenn der Signalstrom i gleich Null ist, fließt der Konstantstrom I durch jeweils die Reihenkombination der Dioden 1 und 2, die Reihenkombination aus der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 3 und der Diode 4 und durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 5· Es ist jedoch festzustellen, daß, obwohl die Kollektor- und Emitterströme des Transistors 3 nicht genau gleich sind, die Differenz dazwischen im wesentlichen vernachlässigbar ist, so daß der durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 3 fließende Strom annähernd mit I_ angenommen werden kann.

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Ahnlich trifft die gleiche Peststellung bezüglich dem Transistor 5 zu. Wenn jedoch der Signalstrom i sich von Null unterscheidet, ändert sich der Stromfluß durch die Kollektor-Emitter- Strecke der Transistoren 3 und 5· Insbesondere bleibt in einem solchen Fall der Stromfluß durch die Dioden 1 und 2 auf I_ und verringert sich jedoch der Kollektor-Emitter-Strom durch den Transistor 3 auf I - X₁ als Ergebnis der Addition des Signalstroms i am Verbindungspunkt zwischen dem Transistor 3 und der Diode 4. Das heißt, daß der durch die Diode 4 fließende Strom im wesentlichen gleich (I„ - I₁ + i ) ist.

vj J. S

Der Basisstrom durch den Transistor 5 ist im Vergleich dazu relativ klein. Da jedoch die Basis-Emitter-Spannungsabfälle über den Transistor 5 und über die Diode 4 in Transistorbauart gleich sind, muß der Strom, der durch den Emitterzweig des Transistors 5 fließt, gleich dem Strom sein, der durch die Diode 4 fließt. Daher entspricht, da die Kollektor- und Emitterströme des Tranisstors 5 im wesentlichen gleich sind, ein derartiger Kollektorstrom tatsächlich (I_ - i + i T-

κ) 1 S

Unter der Annahme, daß die Vorwärtsspannungsabfalle (Spannungsabfälle in Durchlaßrichtung) über die Dioden 1,2 und 4 V_R„., V „ bzw. V__. betragen und mit einem Basis-Emitter-Spannungsabfall des Transistors 3 von V„„„ ergibt sich:

^VBE1 ^{+ V}BE2 = ^VBE3

Die Beziehung zwischen Spannung und Strom für einen PN-Übergang einer Halbleiteranordnung ergibt sich jedoch zu:

V - ^ In -i- ' (2)

mit I = Sperrsättigungsstrom,

s - ■

q = Elektronenladung,

k = B.oltzmann-Konstante,

T = absolute Temperatur.

Durch Kombinieren der Gleichungen (1) und (2) und der erwähnten Stromwerte für die Dioden 1,2 und 4 und den Transistor 3»

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- Ik -

wenn der Signalstrom i nicht Null ist, ergibt sich:

kT , ¹O ¹O, kTr ^(lQ-ⁱl ⁾ , ^Q-¹I-¹V ₁

— ( m — + in^- ) = — [ iⁿ^j~ ^{+ ln} Τ J"'·

Durch Vereinfachen der Gleichung (3) ergibt sich:

^[0 ^{+ 1}S -/*V

Mit L lyi vereinfacht sich die Gleichung (5) zu:

X₁ = ^s_ (6) .

Dies bedeutet, daß der Kollektorstrom des Transistors 3 (I_Q

- (i /2)),und daß der Kollektorstrom des Transistors 5 (Iq +

(i /2)) entsprechen. Es zeigt sich daher, daß ein differentieller Ausgangsstrom von den Kollektörströmen der Transistoren 3 und 5 abgeleitet werden kann. Wenn jedoch die Bedingung I p^ i

υ s

nicht erfüllt ist, werden die an den Kollektoren der Transistoren 3 und 5 erzeugten Ströme verzerrt, so daß kein differentieller Ausgangsstrom genau von solchen Strömen abgeleitet werden kann. Weiter kann in einem solchen Fall der Konstantstrom I_ nicht wirksam so erhöht werden, daß er die obige Bedingung I ^i erfüllt.

KJ S

Fig. 2 zeigt eine bereits vorgeschlagene Signalwandlerschaltung (P29 4l 32I.9) ^zur Überwindung der erläuterten Schwierigkeiten, die bei der Schaltung gemäß Fig. 1 auftreten. Die Schaltung gemäß Fig. 2 besitzt relativ einfachen Aufbau, erzeugt keine Verzerrung in den differentieilen Ausgangsströmen und kann mit einer Niederspannungsquelle verwendet werden. Bei einer derartigen Schaltung erzeugt eine Stromquelle 8 einen Konstantstrom 21 . Eine Reihenschaltung aus zwei Dioden 6 und 7, die

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beide in Durchlaßrichtung geschaltet sind, ist zwischen der Stromquelle 8 und Masse angeschlossen,und eine weitere Reihenschaltung aus einer Diode 10 in Durchlaßrichtung und der Kollektor-Emitter-Strecke eines NPN-Transistörs 9 ist parallel zur ersten Reihenschaltung bzw. zum ersten Strompfad zwischen der Stromquelle 8 und Masse angeschlossen. Zusätzlich ist der Verbindungspunkt zwischen den Dioden 6 und 7 mit einem Signalstrom i von einer Signalstromquelle 11 versorgt

und ist auch mit der Basis des Transistors 9 verbunden. Dieser Verbindungspunkt ist auch mit der Basis eines zweiten NPN-Transistors 12 verbunden, dessen Emitter mit Masse verbunden ist, wobei der Kollektor des Transistors 9 mit der Basis eines dritten NPN-Transistors 13 verbunden ist, dessen Emitter ebenfalls mit Masse verbunden ist. Es sei jedoch erwähnt, daß die Dioden 6,7 und 10 vorzugsweise aus NPN-Transistören gebildet sind, deren Basen mit den jeweiligen Kollektoren verbunden sind, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Auf diese Weise können die Dioden 6,7 und 10 und die Transistoren 9j 12 und 13 als integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen HaIbleiterplättchen ausgebildet sein, wobei beispielsweise die Emitterbereiche jedes der Elemente gleich sind.

Theoretisch fließt, wenn der Signalstrom i gleich Null ist, ein Strom I« durch sowohl die Diode 6 als auch die Diode 10 von der Konstantstromquelle 8. Wenn der Signalstrom i nicht gleich Null ist, werden differentielle Ausgangsströme (I_Q + (i /2)) und (I - (i /2)) als die Kollektorströme für den Transistor 12 bzw. den Transistor I3 erzeugt. Bei einer solchen Anordnung werden die Kollektorströme der Transistoren 12 und 13 nicht verzerrt, selbst wenn die Bedingung I_Q^ i nicht erfüllt ist. Weiter erfordert die Schaltung gemäß Fig. anders als andere herkömmliche Differenzverstärkerschaltungen keine Vorspannungsschaltung, so.daß die Schaltung sehr stark im Aufbau vereinfacht ist und auch wirksam die Spannung von einer Spannungsquelle für die Transistoren 12 und I3 verwendet, so daß lediglich eine (vergleichsweise) Niederspannungsquelle

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(nicht dargestellt) erforderlich ist. Zusätzlich können mehrere Ausgangstransistoren, deren Basen gemeinsam mit denen der Transistoren 12 und 13 verbunden sind, verwendet werden zum Erreichen mehrerer differentieller Ausgangssignale ohne Verringern des Signalstroms i .

Wie bereits erläutert sind die Dioden 6,7 und 10 vorzugsweise durch Transistoren gebildet, deren Basen mit den jeweiligen Kollektoren verbunden sind, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Folglich haben die Basisströme, die durch solche Dioden 6,7,10 in Transistorbauart und den Transistor 9 fließen, eine Wirkung auf den Wert der differentiellen Ströme, die an den Kollekteren der Transistoren 12 und 13 erzeugt werden. Beispielsweise ist , obwohl der gleiche Strom I„ theoretisch in gleicher Weise durch die Dioden 6 und 10 fließt, wenn der Signalstrom i gleich Null ist, tatsächlich der Strom, der durch die Dioden 6 und 10 fließt, unterschiedlich als Ergebnis der Basisströme, die durch die Dioden 6,7 und 10 und durch den Transistor 9 fließen. Dies ergibt sich weiter aus der folgenden Untersuchung anhand der Fig. 3·

Wie dargestellt, ist dort jede der Dioden 6,7 und 10 aus einem Transistor gebildet, dessen Kollektor und Basis miteinander verbunden sind, wie das zuvor erläutert worden ist. Es sei zunächst angenommen, daß der durch die Diode 7 und insbesondere deren Emitterzweig fließende Strom gleich I„ ist. Unter der Annahme, daß alle Transistoren gleich aufgebaut sind, ist die Basis-Emitter-Spannung V _ der Diode 7 gleich der Basis-Emitter-Spannung V_R„_q des Transistors 9 und ist deshalb der Strom durch den Emitterzweig des Transistors ebenfalls I_n- Es sei erwähnt, daß die Basisströme für die Dioden 6,7 und 10 und den Transistor 9 klein sind im Vergleich zu deren Kollektor- und Emitterströme und daher für praktische Zwecke zu I_x, angenommen werden können. Daher sind die Kollektorströme der Diode 7 und des Transistors 9 gleich (!_-!„), da

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der Kollektorstrom eines Transistors gleich der Summe deren Basis- und Emitterströme ist- Der durch den Emitterzweig der Diode 6 fließende Strom ist daher (I„ + I_D) und der durch den Emitterzweig der Diode 10 fließende Strom ist (I„ - I_R). Daher ist der durch die Reihenschaltung aus den Dioden 6 und 7 von der Stromquelle 8 fließende Strom gleich (I„ + I_R) und ist der zur Reihenschaltung aus der Diode 10 und dem Transistor fließende Strom gleich (I₀ - I_ß) , so daß ein Offset-Strom

von 2I_ zwischen den durch die Dioden 6 und 10 fließenden JbS

Strömen erzeugt wird. Es ist daher festzustellen, daß die an den Kollektoren der Transistoren 12 und 13 erzeugten Ströme einen unerwünschten Offset-Strom aufweisen, der eine Funktion des Basisstroms der Dioden 6,7 und 10 und des Transistors 9 ist.

Fig. k zeigt eine Weiterbildung der vorgeschlagenen Schaltung gemäß Fig. 2, bei der Transistoren 15 und 16 einen Differenzverstärker bilden und den Transistoren 12 bzw. 13 gemäß Fig. entsprechen. Eine Konstantstromquelle 17, die einen Konstantstrom 2I^ erzeugt, ist gemeinsam zwischen den Emittern der Transistoren 15 und 16 und Masse angeschlossen, und eine Vorspannungsquelle l4 ist zwischen den gemeinsam verbundenen Emittern der Diode 7 und des Transistors 9 und Masse angeschlossen. Diese letztere Vorspannungsquelle 14 stellt den Betrieb der Konstantstromquelle 17 für den Differenzverstärker aus den Transistoren 15 und 16 sicher. Bei dieser Anordnung werden die different!eilen Stromflüsse durch die Dioden 6 und 7 an die Basen der Transistoren 15 bzw. l6 angelegt. Jedoch wird, wie mit Bezug auf Fig. 2 erläutert, ein Offset-Strom, der eine Funktion des Basisstroms der Dioden 6,7 und 10 und des Transistors 9 ist, an den Kollektoren der Transistoren 15 und 16 erzeugt. Wenn der Signalstrom i gleich Null ist, sollten die theoretischen Kollektorströmen an den Transistoren 15 und 16 gleich I₁ sein. Jedoch werden wegen eines derartigen Offset-Stroms Al die Ströme an den Kollektoren der Transistoren 15 und l6 durch einen derartigen Offset-Strom verschoben.

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Insbesondere ist, wie in Fig. h dargestellt, als Ergebnis eines derartigen Offset-Stroms A I der Stromfluß durch den Kollektor des Transistors 15 gleich (I. - Δ I) und ist der Stromfluß durch den Kollektor des Transistors 16 gleich (I₁ + Al).

Wenn die Basis-Emitter-Spannungen der Dioden 6 und 10 und der Transistoren 15 und 16 V_ßE6,V^₀,^₁₅ bzw. V_ßEl6 betragen, ergibt sich folgende Gleichung:

^VBE6 ^{+ V}BE15 ^{= V}BE1O ^{+ V}BEl6 ⁽⁷⁾*

Durch Kombinieren der Gleichung (7) mit der Gleichung (2) und Einsetzen der Stromwerte durch die Dioden 6 und 10 und die Transistoren I5 und l6 bei i =0 ergibt sich:

^{q 1}S ¹S q ¹S ¹S

Aus der Gleichung (8) ergeben sich folgende Gleichungen:

(I₀ + i_B) (I₁ - Δι) = (I₀ - ig) (I₁ + Δΐ) (9)

¹R · ¹I

ΔΙ = -Λ= (10).

Es zeigt sich daher, daß der Offset-Strom AI eine Funktion des Basisstroms I_n durch die Dioden 6 und 10 ist und ein derartiger Offset-Strom Δ I in den differentiellen Ausgangsgleichströmen an den Kollektoren der Transistoren 15 und 16 erzeugt wird . Ein solcher Off set-Strom ΔI ist selbstverständlich unerwünscht. Weiter kann, wie das mit Bezug auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werdaiwird, der Gewinn bzw. Verstärkungsfaktor der Signalwandlerschaltung durch Ändern der Werte von I. und I gesteuert werden. Bei der Schaltung gemäß Fig. 4 ändert eine solche Änderung des Verstärkungsfaktors jedoch auch den Wert des Offset-Stroms ΔI.

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Anhand Fig. 5 wird ein Ausführungsbeispiel einer Signalwandlerschaltung gemäß der Erfindung im Folgenden erläutert, wobei Elemente, die denjenigen entsprechen, die mit Bezug auf die voigeschlegenen Schaltungen gemäß den Fig. 2-k erläutert worden sind, gleiche Bezugszeichen aufweisen. Wie dargestellt, ist eine erste Reihenschaltung aus den Dioden 6 und 7 und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors l8 zwischen der Stromquelle 8, die einen Konstantstrom von 21 erzeugt, und Masse angeschlossen. Insbesondere ist der Emitter des Transistors 18 mit Masse verbunden, ist der Kollektor des Transistors 18 mit der Kathode der Diode 7 verbunden, ist die Anode der Diode 7 mit der Kathode der Diode 6 verbunden und ist die Anode der Diode 6 mit der Konstantstromquelle 8 verbunden, die ihrerseits mit einer Spannungsquelle +Vcc verbunden ist. Eine zweite Reihenschaltung aus der Diode 10, der Kollektor-Emitter-Strecke des NPN-Transistors 9 und einer Diode 19 ist parallel zur ersten Reihenschaltung zwischen der Konstantstromquelle 8 und Masse angeschlossen. In dieser zweiten Reihenschaltung ist die Anode der Diode 10 mit der Konstantstromquelle 8 verbunden, ist deren Kathode mit dem Kollektor des Transistors 9 verbunden, ist der Emitter des Transistors 9 mit der Anode der Diode 19 verbunden und ist die Kathode der Diode 19 mit Masse verbunden. Weiter ist der Verbindungspunkt zwischen den Dioden 6 und 7 mit der Basis des Transistors 9 verbunden. Dieser Verbindungspunkt ist auch mit einem Signalstrom i vers orgt und ist insbesondere mit einer Spannungsquelle 21, die öine Signalspannung v. erzeugt, über einen Kondensator 20 und einen Widerstand R. verbunden. Die Signalspannung v. wird in einen Signalstrom i

i s

durch den Widerstand R^ und die Eingangsimpedanz Z. der Schaltung, von der Spannungsquelle 21 gesehen, umgesetzt. Weiter ist der Verbindungspunkt zwischen dem Transistor 9 und der Diode 19 mit der Basis des Transistors l8 verbunden. Die Schaltung gemäß Fig. 5 enthält weiter einen Differenzverstärker aus zwei NPN-Transistören 15 und l6, die in identischer Weise wie die gleichbezeichneten Transistoren gemäß Fig. 4 an-

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geschlossen sind. Insbesondere sind deren Emitter mit Masse über eine Konstantstromquelle 17 verbunden, die einen Konstant strom 21. erzeugt, ist der Kollektor des Transistors 15 direkt mit der Spannungsquelle +V verbunden und ist der Kollek tor des Transistors 16 über einen Lastwiderstand R mit der

Lt

Spannungsquelle +V verbunden, wodurch ein Ausgangsanschluß

c c

22 vom Kollektor des Transistors 16 ein differentielles Ausgangssignal erzeugt. Zusätzlich ist die Basis des Transistors 15 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden 6 und 7 verbunden und ist die Basis des Transistors l6 mit dem Kollektor des Transistors 9 verbunden, wie das zuvor mit Bezug auf die Schaltung gemäß Fig. k erläutert worden ist. Es zeigt sich, daß die Konstantstromquelle 17 ohne Vorsehen einer besonderen Vorspannungsquelle betrieben werden kann, wie das bei der Schaltung gemäß Fig. 4 erforderlich ist, als Folge des Spannungsabfalls,der an dem Verbindungspunkt der Dioden 6 und 7 aufgrund der Basis-Emitter-Spannungsabfälle (V + über den Transistor 9 und die Diode I9, erzeugt wird. Es ergibt sich weiter, daß wie bei den vorerwähnten vorgeschlagenen Schaltungen die Dioden 6,7,10 und I9 vorzugsweise aus Transistoren gebildet sind, deren Basen mit den jeweiligen Kollektoren verbunden sind, wodurch die Dioden 6,7,10 und I9 und die Transistoren 9₅15»l6 und 18 als integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Halbleiterplättchen ausgebildet werden können, wobei deren Emitter vorzugsweise als gleiche Bereiche aufweisend gewählt sind.

Mit Bezug auf Fig. 7 wird zunächst gezeigt, daß die Basisströme durch die Transistoren der Dioden 6,7,10 und I9 und durch die Transistoren 9 und 18 im wesentlichen gleich einem Stromwert I_R sind. Die obige Annahme beruht darauf, daß alle verwendeten Transistoren den gleichen Stromverstärkungsfaktor h_ besitzen, und daß der Wert des Stromverstärkungsfaktors h sehr viel größer als Eins ist. Feiter beruht die folgende Untersuchung auf der Tatsache, daß für jeden Tran-

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sistör der Kollektorstrom I„ = h„ · Ι_π und der Emitter-

C re B

strom I„ = (1 + h„ ) I„, wobei I_n der Basisstrom für jeden Transistor ist.

Aus Fig. 7 ergibt sich, daß der Emitter der Diode 10 direkt mit dem Kollektor des Transistors 9 verbunden ist, so daß der Emitterstrom der Diode 10 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 9 ist, gemäß:

¹BlO = ^hfe ¹B₉

Es zeigt sich jedoch, daß der Wert von h sehr viel größer als Eins ist, so daß der Emitterstrom des Transistors 10 annähernd zu h„ - I_-1 gesetzt werden kann. Für einen

I © Jj XlJ

solchen Fall ergibt sich also Id_{1 o} **= """RQ* ^*^a weiter die Basis-Emitter-Spannungsabfälle über den Transistoren 18 und 19 gleich sind, ist der Emitterstrom des Transistors l8 gleich dem der Diode I₉, gemäß:

⁽¹ +¹W ¹Bl₉ ^{= (1 +h}fe⁾
Aus Gleichung (12) ergibt sich also, daß I_R1o

Wenn die Ströme an den Verbindungspunkten zwischen dem Emitter des Transistors 9 und der Basis des Transistors 18 addiert werden, ergibt sich folgende Gleichung:

¹Bl₉ ^{+ 1}BlS = ^{(1 + h}fe^{} 1}B₉

Durch Einsetzen der Gleichung (12) in die Gleichung (I3) und durch Umformen ergibt sich die Beziehung zwischen I„_q und gemäß:

(2 + h )

¹B₉ ⁼ TT-ThTT

Da h sehr viel größer als 2 ist, ergibt sich aus Gleichung

x G (Ik), daß I_R1Q *= I_RQ. Weiter ist der Kollektorstrom des Tran-

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_ ₂₂ _ 3034839

sistors 18 gleich dem Emitterstrom der Diode 7, so daß gilt:

(i ₊h_fe) i_B7 =_hfe i_Bl8 (15).

Da h sehr viel größer als 1 ist, gilt I__ *=* Ig-iQ *=* -"-rq· Wenn die Ströme an dem Verbindungspunkt zwischen dem Emitter der Diode 6, dem Kollektor der Diode 7 und der Basis des Transistors 9 addiert werden, ergibt sich, daß die Basisströme I_n„ und I__n für die Diode 7 und den Transistor 9 einö/ B9

ander auslöschen, so daß sich folgende Gleichung ergibt:

^+hfe^{) 1}BG =^hfe ¹B₇

Daher gilt, da h sehr viel größer als 1 ist, Ig/- ^ -"-37* Es ergibt sich daher, daß die Basisströme aller Transistoren, die für die Dioden 6,7,10 und I9 und die Transistoren 9 und 18 verwendet sind, im wesentlichen gleich I_ß sind.

Wenn der Signalstrom i gleich Null ist, sind die Ströme, die von der Stromquelle 8 zu den Dioden 6 und 10 fließen beide gleich I„. Das heißt, die Basisströme durch die Dioden 6,7j 10 und 19 und die Transistoren 9 und 18 haben keine Wirkung auf den Strom, der den Dioden 6 und 10 zugeführt ist, wie das bei denvorgeschla^ffin Schaltungen gemäß den Fig. 2 und 4 der Fall war. Dies kann leicht unter Verwendung der gleichen Untersuchung wie gemäß Fig. 3 erläutert werden, bei der angenommen ist, daß der Strom durch den Emitterzweig des Transistors 18 gleich I₀ ist. Folglich zeigt sich, daß die differentiellen Ausgangsströme, die durch die Signalwandlerschaltung gemäß Fig. 5 erzeugt werden, keinerlei Offset-Strom aufweisen, der eine Funktion des Basisstroms der Transistoren ist, die in der Schaltung verwendet sind.

Anhand Fig. 6 wird nun gezeigt, daß differentielle Ströme (I₀ - (i_g/2)) und (I₀ + (i_g/2)) durch die Dioden 6 bzw. 10

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fließen, wenn der Signalstrom i nicht gleich Null ist,

wobei diese Ströme nicht durch die Basisströme durch die Transistoren der Schaltung beeinflußt sind. Der Signalstrom i wird wie zuvor erläutert durch die Eingangsspannung v.

|S 3.

von der Quelle 21 erzeugt, die in den Signalstrom i durch

den Widerstand R und eine Eingangsimpedanz Z., gesehen von der Signalquelle und in die Schaltung gemäß Fig. 5 gesehen, umgesetzt wird. Ein solcher Signalstrom i wird dem Verbin-

dungspunkt zwischen den Dioden 6 und 7 zugeführt.

Unter der Annahme, daß der Signalstrom i von einer Signalstromquelle 11 dem Verbindungspunkt der Dioden 6 und 7 (Fig.6) zugeführt wird, ergibt' die Addition eines solchen Stroms am Verbindungspunkt, daß der durch die Diode 6 fließende Konstantstrom I_n auf (I - i.) verringert wird. Weiter wird als Folge eines solchen Signalstroms der Basisstrom des Transistors 9 auf (I„ +ig ) erhöht. Aus diesen Stromwerten kann der durch die Diode 7 fließende Strom berechnet werden zu (I„ - i. + i I-o - i ) . Da der Basisstrom der Transistoren gleich ist, ergibt sich der durch die Basis des Transistors 18 fließende

Strom zu I_ + i_. Für den bipolaren Flächentransistor 18 ist Jd Jd

der Emitterstrom gleich dem Basisstrom zuzüglich dem Kollektorstrom. Folglich ist, da der Kollektorstrom des Transistors gleich dem durch die Diode 7 fließenden Strom ist, der Emitterstrom, der durch den Transistor 18 fließt, gleich (I_n - I₁ + i ) Der gleiche Strom muß daher durch die Diode 19 fließen, da die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 18 parallel zur Diode 19 ist. Folglich ergibt sich der Emitterstrom des Transistors

9 rechnerisch zu (I„ - i. + i + I_ + χ_π) durch Addieren der

UIsBB

Ströme an dem Verbindungspunkt zwischen dem Emitter des Transistors 9 und der Basis des Transistors l8. Das bedeutet, daß der Kollektorstrom des Transistors 9 gleich (I_n - i. + i )

OX S

ist. Jedoch muß der Gesamtstrom, der durch die Dioden 6 und

10 fließt, gleich dem Strom 2I_n sein, der zugeführt ist, so daß folgende Beziehung gilt:

1300U/127A

- 2k -

(I₀ - I₁) ₊ (I₀ - X_{1 +} i_s) = 2I₀ (I₇).

Aus der Gleichung (I7) ergibt sich daher, daß I₁ =1/2.

J- S

Folglich sind die differentiellen Ströme, die durch die Dioden 6 und 10 fließen, (I_n - (i /2)) bzw. (I + (i /2)), wobei derartige differentielle Ströme nicht durch unerwünschte Basisströme beeinflußt werden, die durch die Transistoren in der Schaltung gemäß Fig. 5 fließen, wie das bei den vorgeschlagenen Schaltungen gemäß den Fig. 2 und k der Fall ist.

Es sei erwähnt, daß dann, wenn die differentiellen Ströme den Basen der Transistoren I5 und l6 der nächsten Stufe zugeführt werden, der Emitterstrom des Transistors 9 und der durch die Diode 7 fließende Strom durch solche Basisströme beeinflußt werden, so daß sie geringfügig von den Strömen gemäß Fig. 6 abweichen. Jedoch werden die differentiellen Ausgangsströme, die an den Kollektoren der Transistoren I5 und l6 erzeugt werden, nicht in großem Ausmaß beeinflußt, wenn überhaupt, durch solche geringfügigen Änderungen der Ströme durch die Diode 7 und den Emitter des Transistors 9-

Weiter ergibt sich, daß die Diode 7 hex der Schaltung gemäß Fig. 5 weggelassen werden kann und die sich ergebende Schaltung im wesentlichen identisch zur Schaltung gemäß Fig. 5 arbeitet. In einem solchen Fall ist das Potential an der Basis des Transistors 9 gleich dem Potential an dessen Kollektor, ist jedoch das Po_tential an der Basis des Transistors l8 von dem an dessen Kollektor verschieden, wobei die letztere Differenz dem Basis-Emitter-Spannungsabfall über dem Transistor 9 entspricht. In einem solchen Fall arbeiten die Transistoren 9 und 18 nicht unter den gleichen Bedingungen wie bei der Schaltung gemäß Fig. 5> obwohl die Strombeziehungen gemäß Fig. 6 die gleichen bleiben, so daß die differentiellen Ausgangsströme, die an den Kollektoren der Transistoren 15 und 16 erzeugt werden, die gleichen sind wie bei der Schaltung gemäß Fig. 5-

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Gemäß Fig. 5 ergibt sich folgende Gleichung: ^VBE6 ^{+ V}BE15 * ^VBE1O ^{+ V}BEl6

(Io -	J. . , 2 1S'	kT	(	• ι	S	*x>
S		1
	1 .		I	. ,
O +	2 X£	kT	{ In -	1X
I S		q	:ii +
I	I S

wobei V_R_,-, V„,? und V .,- den Basis-Emitter-Spannungsabfällen über den Dioden 6 bzw. 10 bzw. den Transistoren 15 bzw. 16 entsprechen. Wenn angenommen wird, daß die Kollektorströme der Transistoren 15 und 16 sich auf (I₁ + i ) bzw. (I₁ - i ) ändern als Ergebnis der Erzeugung des Signalstroms

■i- Sei.

i ergibt die Kombination der Gleichungen (2) und (18) die

folgende Gleichung:
kT

kT _Ί

_ln

Die Gleichung (19) kann vereinfacht werden zu:

^(I0 - I ¹S) ^(I1 ^{+ 1}^ = ^(IO ⁺ 1 ¹Si ^(I1 - ^± _x ⁾ ···· ⁽²⁰⁾

¹X = II₀ *b ⁽²¹⁾·

Aus dem Obigen ergibt sich, daß die differentiellen Ausgangsströme, die an den Kollektoren der Transistoren 15 und 16 erzeugt werden, lediglich von den Konstantströmen I_ und I. und dem Signalstrom i abhängen und nicht von den Basisströmen der Transistoren der Signalwandlerschaltung gemäß Fig. 5 abhängen .

Folglich kann eine Spannungsänderung v_ in der Ausgangssignalspannung am Ausgangsanschluß 22 erfaßt werden, die sich ergibt zu:

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Die Eingangsimpedanz Z. beim Hineinsehen in die Signalwandlerschaltung vom Widerstand R₁ ergibt sich gemäß:

kT 1 ¹S _ kT 1

^{q Is} °⁺1 ¹S ^{q 2 (}ν 1 ν

Wenn I_n sehr viel größer als i ist, kann der Ausdruck für Z. vereinfacht werden gemäß:

Demgemäß können die folgenden vereinfachten Ausdrücke für den Signalstrom i und die Ausgangsspannung V erhalten werden:

v.
¹ (25)

	R	1 1 + 2	r e
vo =		RL
	2	(R1 +	re)
		P,

τ^ v. (26)

¹O ^X

Aus den Gleichungen (25) und (26) ergibt sich, daß die Verstärkungsfaktor steuerung- für die Schaltung gemäß Fig. 5 durch Ändern entweder eines oder bezuder Konstantstromwerte I und I durchgeführt werden kann.

Folglich ergibt sich, daß die Signalwandlerschaltung gemäß Fig. 5 differentielle Ausgangsströme erzeugt, die keinerlei Offset-Strom enthalten, der eine Funktion der Basisströme der Transistoren ist, die darin verwendet sind. Weiter erzeugt die Schaltung gemäß Fig. 5 differentielle Ausgangsströme, die im wesentlichen keine Verzerrung enthalten. Zusätzlich ergibt sich, daß keine Vorspannungsquelle bei der Signalwandlerschaltung gemäß Fig. 5 erforderlich ist, da diese Schaltung nicht eine Signalspannung in einen Signalstrom umsetzt, wie die herkömmlichen Signalwandlerschaltungen mit Differenzverstärkeraufbau. Daher besitzt die Schaltung ge-

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maß der Erfindung relativ einfachen Aufbau, wobei deren Verstärkungsfaktorsteuerung in zufriedenstellender Weise mittels einer Niederspannungsquelle +Vcc durchgeführt werden kann. Da weiter das Eingangssignal, das bei der Erfindung verwendet wird, lediglich als Strom verarbeitet wird, kann der dynamische Bereich der Schaltung größer gemacht werden und kann deren Frequenzcharakteristik verbessert werden. Es ergibt sich weiter aus Gleichung (26), daß die Wirkung der Eingangsimpedanz auf den Verstärkungsfaktor der Schaltung gemäß der Erfindung verringert werden kann, wodurch der Verstärkungsfaktor der Schaltung in einfacher Weise gesteuert werden kann.

Fig. 8 zeigt eine Signalwandlerschaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Elemente, die denen der Schaltung gemäß Fig. 5 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei der Schaltung gemäß Fig. 8 ist ein NPN-Transistor 25 basisseitig mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden 6 und 7 verbunden und emitterseitig mit Masse über eine Konstantstromquelle 23 verbunden, die einen Konstantstrom I„ erzeugt. Ein zweiter NPN-Trans!stör 27 ist basisseitig mit dem Emitter des Transistors 25 verbunden, wobei dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines NPN-Transistörs 30 zwischen der Spannungsquelle +Vcc und Masse angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 30 ist mit einer Vorspannungsquelle 29 verbunden, die eine vorgegebene Spannung erzeugt, wobei der Kollektor des Transistors 27 mit der Basis des Transistors 15 verbunden ist, statt daß die Basis des Transistors 15 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden 6 und 7 verbunden ist wie bei der Schaltung gemäß Fig. 5· In gleicher Weise ist eine identische Schaltung mit dem Transistor l6 verwendet. Insbesondere ist ein NPN-Transistor 26 basisseitig mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Transistor 9 und der Diode 10 verbunden, weshalb der andere differentielle

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Strom dort zugeführt ist. Der Emitter des Transistors 26 ist mit Masse über eine Konstantstromquelle 2k verbunden, die den gleichen Konstantstrom I_ erzeugt. Die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren NPN-Transistors 28 ist in Reihe mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 31 zwischen der Spannungsquelle +Vcc und Masse angeschlossen und ist basisseitig mit dem Emitter des Transistors 26 verbunden. Die Basis des Transistors 3I ist ebenfalls mit der vorgegebenen Spannung von der Vorspannungsquelle 29 versorgt, wobei der Kollektor des Transistors 28 mit der Basis des Transistors l6 zu dessen Ansteuerung verbunden ist. Die übrigen Komponenten der Schaltung gemäß Fig. 8 sind identisch denjenigen der Schaltung gemäß Fig. 5 und werden daher nicht neuerlich erläutert.

Es sei angenommen, daß die differentiellen Ströme, die an den Kollektoren der Transistoren 27 und 28 erzeugt werden, I .

bzw. I _o sind, und daß die Basis-Emitter-Spannungen der Transistoren 2₅,26,2₇ und 28 V^^ V^₆ ,V^₃₇ bzw. T^₈ sind, wobei folgende Gleichung abgeleitet werden kann:

^VBE6 ^{+ V}BE25 ^{+ V}BE27 = ^VBE1O^+VBE26 ^{+ V}BE28 ⁽²⁷⁾*

Durch Einsetzen der oben erwähnten Stromwerte und Kombinieren der Gleichungen (2) und (28) kann die Gleichung (28) in genau derselben Weise,wie die Gleichung (18) zur Gleichung (20) vereinfacht worden ist, wie folgt vereinfacht werden:

^(I0 - I ¹S) V ¹Xl = ^(I0 ⁺ Ι ⁱs^{) X}2 ■ ¹X₂ ⁽²⁸⁾·

Durch weiter Vereinfachen der Gleichung (28) ergeben sich die jeweiligen Werte für I ₁ und I ₂ wie folgt:

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Es ergibt sich daher aus den Gleichungen (29) und (30) j daß die Kollektorströme der Transistoren 27 und 28 der Schaltung gemäß Fig. 8 die differentiellen Ströme sind, die dem Differenzverstärker zugeführt werden, der aus den Transistoren I5 und l6 besteht. Daher kann eine Ausgangsspannung v_ vom Ausgangsanschluß 22 in der gleichen Weise erhalten werden, wie das mit Bezug auf die Schaltung gemäß Fig. 5 erläutert worden ist.

Fig. 9 zeigt eine Signalwandlerschaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Elemente, die denjenigen entsprechen, die mit Bezug auf Fig. 5 erläutert worden sind, die gleichen Bezugszeichen aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Emitter des Transistors l8 und die Kathode der Diode I9 an einem gemeinsamen Verbindungspunkt miteinander verbunden, wobei eine Vorspannungsquelle 32 zwischen diesem gemeinsamen Verbindungspunkt und Masse angeschlossen ist. Die Schaltung gemäß Fig. 9 enthält weiter eine Konstantstromquelle aus einem NPN-Transistor 33 > der kollektorseitig mit den Emittern der Transistoren I5 und l6 verbunden ist, der emitterseitig über einen Widerstand

i st

3*t mit Masse verbunden und der basissei tig mit Masse verbunden ist über eine erste Reihenschaltung aus einer Diode 35 und einem Widerstand 36 und über eine zweite Reihenschaltung parallel zur ersten Reihenschaltung aus einem Widerstand und einer Spannungsquelle. Die Widerstände 3^ und 36 werden dazu verwendet, eine geeignete Stromabgleichsbezxehung zwischen dem Transistor 33 und der Diode 3^ aufrecht^zu_erhalten. Es ergibt sich, daß die Verwendung der Vorspannungsquelle 32 es ermöglicht, die vorerwähnte Stromquelle gemäß Fig. 9 mit dem Differenzverstärker aus den Transistoren 15 und l6 zu verwenden. Eine Weiterbildung der Schaltung gemäß Fig. 9 kann die Verwendung eines Widerstands mit relativ hohem Widerstandswert parallel zu der ersten und

der zweiten Reihenschaltung zwischen der Basis des Transistors

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33 und Masse sein. Es ergibt sich weiter, daß die Schaltungen gemäß den Fig. 8 und 9 die gleichen Ergebnisse wie die Schaltung gemäß Fig. 5 erreichen, so daß die differentiellen Ausgangsströme keinerlei Offset-Strom enthalten, der eine Funktion der Basisströme der Transistoren ist, die in den Schaltungen verwendet sind.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

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Claims (1)

1. Ansprüche;

   Signalwandlerschaltung, mit

   einer Stromquelle zum Erzeugen eines Konstantstroms, einer Eingangssignalgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines Eingangssignalstroms,

   einer ersten Einrichtung zum Erzeugen eines ersten different!eilen Stroms als Funktion des KonstantStroms und des Eingangssignalstroms,

   einer zweiten Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten differentiellen Stroms als Funktion des Konstantstroms und des Eingangssignalstroms, wobei zumindest eine von erster und zweiter Einrichtung eine Halbleitereinrichtung mit einem Eingang aufweist, die mit einem Strom an dem Eingang versorgt ist,

   und einer Ausgangseinrichtung zum Erzeugen differentieller Ausgangssignale abhängig von dem ersten und dem zweiten differentiellen Strom,
   gekennzeichnet durch

   eine Beseitigungseinrichtung (18,19) zum Beseitigen der Wirkung auf die differentiellen Ausgangssignale des Stroms am Eingang der Halbleitereinrichtung (6,7,9,10).

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   2. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beseitigungseinrichtung eine zweite Halbleitereinrichtung aufweist, die zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung und einem Bezugspotential angeschlossen ist.

   3- Signalwandlerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die zweite Halbleitereinrichtung einen ersten Transistor (l8) zwischen der ersten Einrichtung (6,7) und dem Bezugspotential und eine erste Diode (19) zwischen der zweiten Einrichtung (9₅1O) und dem Bezugspotential aufweist.

   4. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet,

   daß der erste Transistor (18) ein bipolarer NPN-Flächentransistor ist, der emitterseitig mit dem Bezugspotential und kollektorseitig mit der ersten Einrichtung (6,7) verbunden ist, und daß die erste Diode (19) kathodenseitig mit dem Bezugspotential und anodenseitig mit der zweiten Einrichtung (9,10) und der Basis des ersten Transistors (l8) verbunden ist.

   5- Signalwandlerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß die erste Einrichtung eine zweite Diode (6) aufweist, die anodenseitig mit der Stromquelle (8) und kathodenseitig mit der Eingangssignalgeneratoreinrichtung (20,21,R.) und dem Kollektor des ersten Transistors (18) verbunden ist, und daß die zweite Einrichtung eine dritte Diode (10) aufweist, die anodenseitig mit der Stromquelle (8) verbunden ist, sowie einen zweiten Transistor (9)j der kollektorseitig mit der Kathode der dritten Diode (10), emitterseitig mit der Basis des ersten Transistors (18) und der Anode der ersten Diode (19) und basisseitig mit der Kathode

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   der zweiten Diode (6),dem Kollektor des ersten Transistors (18) und der Eingangssignalgeneratoreinrichtung (20, 21,R) verbunden ist.

   6. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet,

   daß jede der ersten, zweiten und dritten Diode durch einen bipolaren NPN-Flächentransistor gebildet ist, dessen Basis mit dem jeweiligen Kollektor verbunden ist.

   7. Signalwandlerschaltung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Ausgangseinrichtung einen Differenzverstärker mit einem ersten und einem zweiten Transistor (15,16) enthält, wobei der erste Transistor (15) eingangsseitig mit der ersten Einrichtung (6,7) und der zweite Transistor (16) eingangsseitig mit der zweiten Einrichtung (9»10) verbunden sind.

   8. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

   daß der erste und der zweite Transistor (15,16) bipolare NPN-Flächentransistören sind,und daß der Differenzverstärker weiter eine zweite Konstantstromquelle (17) aufweist, die zwischen den Emittern des ersten und zweiten Transistors (15,16) und einem Bezugspotential angeschlossen ist.

   9. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 7 j dadurch gekennzeichnet,

   daß der Differenzverstärker weiter eine zweite Konstantstromquelle zum Vorspannen des ersten und zweiten Transistors aufweist, und daß eine Vorspannungsquelle (32) mit der Beseitigungseinrichtung (18,19) verbunden ist.

   10. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet,

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   3034933

   daß die zweite Konstantstromquelle einen Transistor (33) enthält, der kollektorseitig mit dem ersten und dem zweiten Transistor (15,16), emitterseitig mit einem Bezugspotential und basisseitig mit einer zweiten Vorspannungsquelle verbunden ist.

   11. Signalwandlerschaltung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet,

   daß die erste Einrichtung (6,7) und die zweite Einrichtung (9,10) zwischen der Stromquelle (8) und der Beseitigungseinrichtung (18,19) angeschlossen sind, und daß sowohl erste Einrichtung (6,7) als auch zweite Einrichtung (9)10) weiter mit dem Eingangssignalstrom versorgt sind zum Erzeugen des ersten bzw. des zweiten differentiellen Stroms.

   12. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

   daß die erste Einrichtung eine erste Diodeneinrichtung (6,7) aufweist, die mit der Stromquelle (8) und der Eingangs Signalgenerator einrichtung (20,21,R.) verbunden ist zum Erzeugen des ersten differentiellen Stroms, und daß die zweite Einrichtung eine Reihenschaltung aus einer ersten Transistoreinrichtung (9) und einer zweiten Diodeneinrichtung (10) aufweist, wobei die Reihenschaltung mit der Stromquelle (8) und der Eingangssignalgeneratoreinrichtung (20,21,R₁) verbunden ist, zum Erzeugen des zweiten differentiellen Stroms.

   13. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

   daß die erste Diodeneinrichtung eine erste Diode (6) enthält, die anodenseitig mit der Stromquelle (8) und kathodenseitig mit der Eingangssignalgeneratoreinrichtung (20,21, R.) und der Beseitigungseinrichtung (18,19) verbunden ist, daß die zweite Diodeneinrichtung eine zweite Diode (10)

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   aufweist, die anodenseitig mit der Stromquelle (8) verbunden ist, und daß die Transistoreinrichtung einen bipolaren NPN-Flächentransistor (9) aufweist, der kollektorseitig mit der Kathode der zweiten Diode (10), basisseitig mit der Kathode der ersten Diode (6) und der Eingangssignalgenerator einrichtung (20,21, R.) und emitterseitig mit der Beseitigungseinrichtung (18,19) verbunden ist.

   Ik. Signalwandlerschaltung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet,

   daß erste und zweite Diode (6,10) durch bipolare NPN-Flächentransistoren gebildet sind, wobei die Basen der Transistoren mit den jeweiligen Kollektoren verbunden sind.

   15. Signalwandlerschaltung nach Anspruch I3 oder 14, dadurch gekennzeichnet,

   daß die erste Diodeneinrichtung (6,7) eine dritte Diode (7) aufweist, die anodenseitig mit der Kathode der ersten Diode (6), der Eingangssignalgeneratoreinrichtung (20,21,R.) und der Basis des Transistors (9) und kathodenseitig mit der Beseitigungseinrichtung (18,19) verbunden ist.

   16. Signalwandlerschaltung nach einem der Ansprüche 12-15, dadurch gekennzeichnet,

   daß die erste Einrichtung weiter eine zweite Transistoreinrichtung (25,27,30) aufweist, die mit einem zweiten Konstantstrom versorgt ist und einen Eingang besitzt, der mit der ersten Diodeneinrichtung verbunden ist zum Erzeugen eines dritten differentiellen Stroms, und daß die zweite Einrichtung weiter eine dritte Transistoreinrichtung (26,28,31) aufweist, die mit einem dritten Konstantstrom versorgt ist und einen Eingang aufweist, der mit der Reihenschaltung verbunden ist zum Erzeugen eines vierten differentiellen Stroms.

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   -G-

   17- Signalwandlerschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

   daß der erste und der dritte differentielle Strom gleich sind, und daß der zweite und der vierte differentielle Strom gleich sind.

   18. Signalwandlerschaltung nach Anspruch l6 oder I7, dadurch gekennzeichnet,

   daß die zweite Transistoreinrichtung (25,27,30) einen ersten Transistor (25) mit einem Eingang, der mit der ersten Diodeneinrichtung (6,7) verbunden ist, und mit einer Ausgangsschaltung, die mit dem zweiten Konstantstrom versorgt ist, und einen zweiten Transistor (27) mit einem Eingang, der mit der Ausgangsschaltung des dritten Transistors (25) verbunden ist, und mit einer Ausgangsschaltung, die mit der Ausgangseinrichtung (15,16) verbunden ist, aufweist, und daß die dritte Transistoreintung (26,28,31) einen dritten Transistor (26) mit einem Eingang, der mit der Reihenschaltung (9,10) verbunden ist, und mit einer Ausgangsschaltung, die mit dem dritten Konstantstrom versorgt ist, und einen vierten Transistor (28),mit einem Eingang, der mit der Ausgangsschaltung des dritten Transistors (26) verbunden ist, und mit einer Ausgangsschaltung, die mit der Ausgangseinrichtung (15,16) verbunden ist, aufweist.

   19· Signalwandlerschaltung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet,

   daß die zweite Transistoreinrichtung (25,27,30) weiter einen fünften Transistor (30) mit einem Eingang, der mit einer vorgegebenen Spannung versorgt ist, und mit einer Ausgangsschaltung, die in Reihe mit der Ausgangsschaltung des zweiten Transistors (27) zwischen erstem und zweitem Bezugspotential angeschlossen ist, aufweist, und daß die dritte Transistoreinrichtung (26,28,31) weiter einen sechsten Transistor (3I) mit einem Eingang, der mit der vorgegebenen

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   Spannung versorgt ist, und mit einer Ausgangsschaltung, die in Reihe mit der Ausgangsschaltung des vierten Transistors (28) zwischen dem ersten und dem zweiten Bezugspotential angeschlossen ist, aufweist.

   20. Signalwandlerschaltung nach Anspruch I9, dadurch gekennzeichnet,

   daß jeder Transistor der zweiten und der dritten Transistoreinrichtung ein bipolarer NPN-Flächentransistor ist, wobei der erste Transistor (25) basisseitig mit der ersten Diodeneinrichtung (6,7) verbunden ist, kollektorseitig mit dem ersten Bezugspotential verbunden ist und emitterseitig mit dem zweiten Konstantstrom versorgt ist, der zweite Transistor (27) basisseitig mit dem Emitter des ersten Transistors (25) verbunden ist, emitterseitig mit dem zweiten Bezugspotential verbunden ist und kollektorseitig mit der Ausgangseinrichtung (15,16) verbunden ist, der fünfte Transistor (30) basisseitig mit der vorgegebenen Spannung versorgt ist, kollektorseitig mit dem ersten Bezugspotential verbunden ist und emitterseitig mit dem Kollektor des zweiten Transistors (27) verbunden ist, der dritte Transistor(26) basisseitig mit der Reihenschaltung (9)10) verbunden ist, kollektorseitig mit dem ersten Bezugspotential verbunden ist,und emitterseitig mit dem dritten Konstantstrom versorgt ist, der vierte Transistor (28) basisseitig mit dem Emitter des dritten Transistors (26) verbunden ist, emitterseitig mit dem zweiten Bezugspotential verbunden ist und kollektorseitig mit der Ausgangseinrichtung (15,16) verbunden ist, und der sechste Transistor (31) basisseitig mit der vorgegebenen Spannung versorgt ist, kollektorseitig mit dem ersten Bezugspotential verbunden ist und emitterseitig mit dem Kollektor des vierten Transistors (28) verbunden ist.

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