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DE3012823C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3012823C2
DE3012823C2 DE19803012823 DE3012823A DE3012823C2 DE 3012823 C2 DE3012823 C2 DE 3012823C2 DE 19803012823 DE19803012823 DE 19803012823 DE 3012823 A DE3012823 A DE 3012823A DE 3012823 C2 DE3012823 C2 DE 3012823C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
collector
circuit
differential amplifier
transistors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19803012823
Other languages
English (en)
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DE3012823A1 (de
Inventor
Bernhard Dipl.-Ing. 7900 Ulm De Rall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication of DE3012823A1 publication Critical patent/DE3012823A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3012823C2 publication Critical patent/DE3012823C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelweggleichrichterschaltung zur präzisen Gleichrichtung von Wechselspannungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der Schweizer Patentschrift CH-PS 4 89 139 ist eine Doppelweggleichrichterschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der die Ausgänge zweier Differenzverstärker über je einen Gleichrichter mit dem Ausgang der Schaltung verbunden sind. Jedoch liegt dieser Schaltung die Aufgabe zugrunde, eine vorbestimmte nicht- lineare Abhängigkeit des Ausgangsgleichstromsignals von der Eingangswechselspannung zu schaffen.
Präzise (lineare) Gleichrichterschaltungen sind aus der Technik "Elektronischer Analogrechner" bekannt. Ein Beispiel hierfür zeigt Fig. 1, das aus dem Blatt mit Anwendungsbeispielen der Fa. Knott Elektronik, München (1965) entnommen ist. Die bekannte Gleichrichterschaltung erfordert neben den beiden Operationsverstärkern V 1 und V 2 präzise Hochohmwiderstände. Hochohmige und außerdem genaue Widerstände, sowie festes Bezugspotential bedeuten für Schaltungen, die monolithisch integriert werden sollen, erhebliche Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll eine Doppelweggleichrichterschaltung der eingangs genannten Art angegeben werden, die sich problemlos und ohne großen Aufwand als integrierte Schaltung realisieren läßt, deren Umwandlungskennlinie steuerbar ist und deren Eingangs- und/oder Ausgangspotential weitgehend frei wählbar ist.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannte Erfindung gelöst. Differenzverstärker mit hohem Ausgangswiderstand sind einfach als integrierte Schaltung herstellbar. Gegenüber ihrem hohen Innenwiderstand (Ausgangswiderstand) ist die Nichtlinearität der an ihrem Ausgang angeschlossenen Gleichrichter praktisch ohne Einfluß. Die Verstärkung von Differenzverstärkern läßt sich in einfacher Weise steuern, wie weiter unten näher erläutert wird, so daß sich die Umwandlungskennlinien in gewünschter Weise einstellen lassen. Eingangs- und Ausgangspotentiale der Differenzverstärker erlauben die Schaltungsanordnung an die jeweiligen Verhältnisse anzupassen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Gemäß Anspruch 2 werden als Differenzverstärker mit Vorteil solche mit zwei Gegentakttransistoren vorgesehen, in deren gemeinsamer Emitterzuleitung eine Stromquelle geschaltet ist und welche als Lastwiderstände eine Stromspiegelschaltung aufweisen. Ist nur eine der Stromquellen der Differenzverstärker steuerbar, so lassen sich die Kennlinien beider Differenzverstärker exakt gleich einstellen. Sind dagegen beide Stromquellen steuerbar, so ist außerdem die Steigung der Umwandlungskennlinie einstellbar, wie es beispielsweise bei sprachgesteuerten Schaltungen (Freisprechanlagen) erforderlich ist.
Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 faßt jeweils zwei Gegentakttransistoren der Differenzverstärker zu einem Doppelkollektortransistor zusammen, wodurch sich realisiert als integrierte Schaltung eine vorteilhafte Schaltungsvereinfachung und Platzeinsparung ergibt.
Wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 4 weitergebildet, so sind die Ausgangskennlinien verschiebbar, indem ihnen eine positive oder negative Gleichstromkomponente überlagert wird.
Sollten die Kennlinien bis zur Ausgangsspannung Null aussteuerbar sein, so ist die Erfindung gemäß Anspruch 5 weiterzubilden. Diese Weiterbildung ist leicht so abwandelbar, daß die Ausgangskennlinien zusätzlich bei einem bestimmten maximalen Ausgangswert unabhängig von der Kennlinienverschiebung begrenzt werden.
Die Erfindung wird nun anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt im einzelnen
Fig. 2 Prinzipschaltung der erfindungsgemäßen Doppelweggleichrichterschaltung;
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zwei getrennten Differenzverstärkern;
Fig. 4 Kennlinien der in Fig. 3 dargestellten Schaltung;
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel mit durch Doppelkollektortransistoren zusammengefaßten Differenzverstärkern und einer ersten Schaltung zur Kennlinienverschiebung;
Fig. 6 Kennlinien der in Fig. 5 dargestellten Schaltung;
Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel mit zusammengefaßten Differenzverstärkern und einer anderen Schaltung zur Kennlinienverschiebung;
Fig. 8 Kennlinien der in Fig. 7 dargestellten Schaltung bei Umschaltung gemäß Beschreibung.
In Fig. 2 ist die Prinzipschaltung der erfindungsgemäßen Doppelweggleichrichterschaltung dargestellt. Sie zeigt zwei Differenzverstärker 1 und 2, die über je einen Gleichrichter 16 bzw. 26 mit dem Ausgang A der Doppelweggleichrichterschaltung verbunden sind. Am Ausgang A ist gegen Bezugspotential, im Ausführungsbeispiel OV, ein Lastwiderstand R L geschaltet, an welchem die gleichgerichtete Spannung abgreifbar ist.
Beide Verstärker sollen einen möglichst hohen Ausgangswiderstand (Innenwiderstand) aufweisen, damit die Nichtlinearitäten der Gleichrichter 16 und 26, die als Halbleiter- Dioden oder als Diode geschaltete Transistoren realisiert sein können, ohne Einfluß auf den Ausgangsstrom, und damit bei einem ohmschen Lastwiderstand R L auf die Ausgangsspannung, bleiben.
Der nichtinvertierende Eingang des ersten Differenzverstärkers 1 ist wie ersichtlich zum einen mit dem invertierenden Eingang des zweiten Differenzverstärkers 2 und zum anderen mit einem ersten Eingang E 1 verbunden. Der invertierende Eingang des ersten Differenzverstärkers 1 ist zum einen mit dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Differenzverstärkers 2 und zum anderen mit einem zweiten Eingang E 2 der Doppelweggleichrichterschaltung verbunden.
Zur Vereinfachung werden im folgenden die Eingangsklemmen und die Spannungen an den Eingangsklemmen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, da hierdurch keine Verwechslungen eintreten. Ist z. B. die Spannung E 2 größer als die Spannung E 1, so steuert der Verstärker 2 den Gleichrichter 26, andernfalls der Verstärker 1 den Gleichrichter 16 leitend.
Durch die Steuerspannungen U St 1 und U St 2 in Fig. 2 ist angedeutet, daß mindestens einer der beiden Differenzverstärker 1 oder 2 in seiner Verstärkung steuerbar sein soll. Ist nur ein Verstärker steuerbar, so sind zwei völlig gleichartige Kennlinien einstellbar. Sind dagegen beide Verstärker steuerbar, so ist die Steilheit der Ausgangskennlinien in gewünschter Weise einstellbar. Diese Steuerung wird ausführlicher im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 mit zugehörigen Kennlinien 4 näher erläutert.
Wie Fig. 3 zeigt, sind die beiden Differenzverstärker 1 und 2 der Fig. 2 hier als Transistorverstärker mit zwei Gegentakttransistoren 11 und 12 bzw. 21 und 22 realisiert, in deren gemeinsamer Emitterzuleitung eine Stromquelle 13 bzw. 23 geschaltet ist. Mindestens eine der beiden Stromquellen ist steuerbar. Als Arbeitswiderstand in den Kollektorzuleitungen der beiden Gegentakttransistoren 11 und 12 des ersten Differenzverstärkers ist eine erste Stromspiegeschaltung bestehend aus den Transistoren 14 und 15 vorgesehen und in den Kollektorzuleitungen der beiden Gegentakttransistoren 22 und 21 des zweiten Differenzverstärkers eine zweite Stromspiegelschaltung mit den Transistoren 24 und 25.
Die Wirkung der Stromspiegelschaltung sei beim ersten Differenzverstärker näher erläutert. Der Kollektorstrom des Transistors 11 fließt in den als Diode geschalteten Transistor 14 der Stromspiegelschaltung. Der Spannungsabfall am als Diode geschalteten Transistor 14 steuert die Basis-Emitter- Strecke des Transistors 15 der Stromspiegelschaltung. Wird diese Schaltung integriert und werden auf dem Halbleiterplättchen die Transistoren gleichartig, also mit gleichen Emitter- und Kollektorflächen ausgebildet, so wird vom Transistor 14 der Transistor 15 so gesteuert, daß bei Kollektorspannungen des Transistors 15 oberhalb seiner Restspannung (<0,2 V) sein Kollektorstrom gleich dem Kollektorstrom des Transistors 11 ist.
Die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren 12 und 15 sind beide hochohmig, so daß der am gemeinsamen Kollektor der Transistoren 12 und 15 angeschlossene Gleichrichter 16 hochohmig ausgesteuert wird.
Der zweite Differenzverstärker ist genauso aufgebaut wie der erste. Lediglich die Eingangsleitungen zu den Transistoren 21 und 22 sind gegenüber dem ersten Differenzverstärker vertauscht an den Eingangsklemmen E 2 bzw. E 1 angeschlossen.
Je nach der Polarität der Eingangsspannung (E 2-E 1) fließt in den Ausgang A der Gleichrichterschaltung ein der Eingangsspannung proportionaler gleichgerichteter Strom unabhängig von der Höhe der Ausgangsspannung am Lastwiderstand R L und zwar solange, wie diese in den Grenzen U Min = 0,2 V und U Max = (U₀-U₁₃ - 0,2 V) bleibt, wobei U₀ die Betriebsspannung der Stromquellen 13 und 23, U₁₃ der Spannungsabfall an der Stromquelle 13, der gleich dem Spannungsabfall an der Stromquelle 26 sein möge, und 0,2 V die Restspannung der Transistoren 15 bzw. 13 ist. Wird für die Stromquellen 13 und 23 z. B. eine aus gesteuerten PNP-Transistoren bestehende Stromquelle verwendet (A. Grebene: Analog Integrated Circuit Design (1972), S. 115, Fig. 4.2), so liegt der minimal zulässige Spannungsabfall ebenfalls bei etwa 0,2 V, so daß die in Fig. 3 gezeigte Gleichrichterschaltung bereits mit sehr niedrigen Betriebsspannungen U₀ arbeiten kann. Ein parallel zum Lastwiderstand R L geschalteter Kondensator C beeinflußt den in den Ausgang A fließenden gleichgerichteten Strom nicht.
In einer Stromspiegelschaltung, beispielsweise der aus den Transistoren 14 und 15 bestehenden, ist der Kollektorstrom des Transistors 15 gleich dem des Transistors 11. Der gleichgerichtete, in den Ausgang A fließende Strom ist folglich der Differenzstrom der Kollektorströme der Transistoren 11 und 12 bzw. 21 und 22. Wegen der hohen Verstärkung der Differenzverstärker (etwa 55 dB) und deren hohem Innenwiderstand hat die gekrümmte Kennlinie der Gleichrichter 16 und 26 keinen Einfluß auf die Stromumwandlungskennlinien.
In Fig. 4 ist als Stromumwandlungskennlinien die Gleichrichterkennlinie I A = f (E 2 - E 1) dargestellt. Bis auf einen Restfehler von ±1 mV bezogen auf die Eingangsspannung (E 2 - E 1) ist die Kennlinie linear. Ihre Steigung ist durch die Ströme der Stromquellen 13 und 23 (Fig. 3) bestimmt, weil die Steilheit einer Transistorkennlinie dem Emitterstrom proportional ist. Werden z. B. beide Stromquellen auf einen niedrigeren Strom I₁₃ = I₂₃ gesteuert, so ändert sich die Steigung der Kennlinien von Kennlinie a auf Kennlinie b (Fig. 4). Bei gleichen Eingangsspannungen der Gleichrichterschaltung (E 2 - E 1 = konst) ist der Ausgangsstrom I A proportional I₁₃ bzw. I₂₃.
Die Kennlinien münden bei zunehmender Aussteuerung der Differenzverstärker oberhalb von ±100 mV in einen konstanten Ausgangsstrom, da oberhalb von ±100 mV die Differenzverstärker übersteuert werden. Dieser maximale Ausgangsstrom ist gleich dem Strom der Stromquelle 13 bzw. 23.
Die Begrenzung des Ausgangsstromes ist von großem Vorteil bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung in sprachgesteuerten Schaltungen, z. B. in Freisprecheinrichtungen oder Gegensprechanlagen, in denen ein Sprachsignal gleichgerichtet wird zur Steuerung von Dämpfungsgliedern, die jeweils eine Übertragungsrichtung bevorzugen. Die dort erforderlichen Regelkreise sollen schnell auf kleine Signalspannungen ansprechen. Bei dieser Anwendung ist die hohe Linearität der Gleichrichterkennlinien der erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung in Verbindung mit der geringen Welligkeit der Ausgangsgleichspannung am Kondensator C bei Übersteuerung und der dadurch bedingten Strombegrenzung von besonderem Vorteil. Durch die Steuerbarkeit der Kennlinien über die Stromquellen lassen sich die Gleichrichterkennlinien an die Sprechlautstärken optimal anpassen.
Außerdem läßt sich die Strombegrenzung gut zur Reduktion von Übersteuerungseffekten verwenden. Ein linearer Gleichrichter würde nämlich bei einem vorübergehend sehr lauten Geräusch und damit einer sehr großen Eingangsspannung am Gleichrichter einen Ladekondensator, wie z. B. C in Fig. 3, stark aufladen, so daß eine große Erholzeit verginge, bis die zu regelnde Spannung wieder ihren Sollwert erreicht hat.
Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung ist in vorteilhafter Weise recht flexibel. So sind bei Bedarf durch unterschiedliche Steuerung der Stromquellen 13 und 23 für negative Eingangsspannungen (E 2 - E 1) andere Kennliniensteigungen erzielbar als für positive. Ist eine präzise Einweggleichrichterschaltung gewünscht, so kann der zweite Differenzverstärker inklusive Gleichrichter 26 eingespart werden.
In Fig. 5 ist gezeigt, wie in einfacher Weise eine Doppelweggleichrichterschaltung gemäß Fig. 3 als integrierte Schaltung realisiert werden kann, wenn für beide Kennlinienzweige gleiche Steigung erwünscht ist. In dieser Weiterbildung sind die Gegentakttransistoren 11 und 12 bzw. 21 und 22 der Fig. 3 jeweils als Doppelkollektortransistoren 111 bzw. 211 ausgebildet. Der erste Kollektor des ersten Doppelkollektortransistors 111 ist mit dem als Diode geschalteten Transistor 14 der ersten Stromspiegelschaltung verbunden. Der zweite Kollektor des ersten Doppelkollektortransistors 111 ist mit dem gesteuerten Transistor 25 der zweiten Stromspiegelschaltung verbunden. Der erste Kollektor des zweiten Doppelkollektortransistors 211 ist mit dem als Diode geschalteten Transistor 24 der zweite Stromspiegelschaltung verbunden. Der zweite Kollektor des zweiten Doppelkollektortransistors 211 ist an den gesteuerten Transistor 15 der ersten Stromspiegelschaltung angeschlossen und fernerhin ist der jeweilige zweite Kollektor eines Doppelkollektortransistors zusätzlich über einen Gleichrichter 16 bzw. 26 mit dem Ausgang A verbunden.
Durch diese Zusammenfassung der beiden Differenzverstärker entfällt auch die Stromquelle 23 (Fig. 3). Die steuerbare Stromquelle 13 muß dafür einen doppelt so hohen Strom liefern und ist in Fig. 5 mit 113 bezeichnet.
In Fig. 5 ist ferner eine erste Möglichkeit gezeigt, um die Gleichrichterkennlinien der erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung parallel zu verschieben, indem dem Ausgangsstrom ein konstanter Gleichstrombetrag hinzugefügt oder abgezogen wird. Hierzu ist ein weiterer Differenzverstärker mit einer Stromspiegelschaltung am Ausgang A angeschlossen, dessen Eingänge E₃ und E₄ mit einer in Fig. 5 nicht gezeigten Steuerspannungsquelle verbunden sind.
Je nach Vorzeichen der Steuerspannung (E₄ - E₃) fließt ein Zusatzgleichstrom in positiver oder negativer Richtung in den Ausgang A der Gleichrichterschaltung, der die in Fig. 6 gezeigten Gleichrichterkennlinien der in Fig. 5 gezeigten Schaltung nach oben bzw. unten verschiebt.
In Fig. 6 sind die Kennlinien U A = f (E₂ - E₁) dargestellt, für den Fall, daß die Gleichrichterschaltung der Fig. 5 rein ohmisch belastet ist (C = 0). Für die Kennlinie a ist E₃ = E₄. Die Steigung und der Wert der Spannungsbegrenzung der Kennlinien werden durch die Größe des Stromes der Stromquelle 113 bestimmt. Wird z. B. E 3 negativer als E 4, so wird der Transistor 31 stärker ausgesteuert und die Kennlinie a verschiebt sich in Richtung der Kennlinie d. Wird dagegen E 3 positiver als E 4 gesteuert, so verschiebt sich die Kennlinie a in Richtung der Kennlinie c.
Wie ersichtlich, hat diese Art der Kennlinienverschiebung den Nachteil, daß für kleine Gleichspannungen am Ausgang a die Restspannung U Rest des Transistors 34 der dritten Stromspiegelschaltung störend ist, wodurch die Kennlinien nicht bis zur Ausgangsspannung U A = 0 durchgesteuert werden können.
In Fig. 7 ist eine vorteilhafte Weiterbildung gezeigt, bei der dieser Nachteil vermieden ist. Die linke Hälfte der in Fig. 7 gezeigten Schaltung ist identisch mit der linken Hälfte der in Fig. 5 gezeigten. Der weitere Differenzverstärker ist jedoch nicht am Ausgang A angeschlossen, sondern speist zwei Zusatzgleichströme in die zusammengefaßten Differenzverstärker ein.
Die Eingänge E 3 und E 4 des weiteren Differenzverstärkers sind wiederum mit einer in der Fig. 7 nicht dargestellten Steuerspannungsquelle verbunden. Bei diesem weiteren Differenzverstärker ist ein Gegentakttransistor als ein dritter Doppelkollektortransistor 311 ausgebildet. Der andere Gegentakttransistor 32 ist mit dem als Diode geschalteten Transistor 35 einer dritten Stromspiegelschaltung verbunden. Dieser als Diode geschaltete Transistor 35 steuert jedoch diesmal zwei Transistoren 341 und 342 der Stromspiegelschaltung. Die Kollektoren der Transistoren 341 und 342 sind an je einem Kollektor des dritten Doppelkollektortransistors 311 angeschlossen. Je ein Kollektor des dritten Doppelkollektortransistors 311 ist ferner über einen Gleichrichter 16 bzw. 26 mit dem Ausgang A der Doppelweggleichrichterschaltung verbunden.
Die als Gleichrichter verwendeten Dioden oder Transistoren 16 und 26 sollen eine Schleusenspannung haben, die etwa gleich der Restspannung der Transistoren 341 bzw. 342 ist. Die erzielbaren Gleichrichterkennlinien verlaufen nun wie in Fig. 6 strichliert angegeben, also bis zur Ausgangsspannung U A = 0 V. Da in Fig. 7 identische Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 5, entspricht die Beschreibung der Kennlinien a, c und d der Fig. 6 der Beschreibung der Kennlinien zu Fig. 5, nur daß statt der Einspeisung des Zusatzstromes nach den Gleichrichtern 16 und 26 (Fig. 5) in Fig. 7 zwei gleiche Zusatzströme vor den Gleichrichtern 16 und 26 eingespeist werden.
Aus Fig. 6 ist entnehmbar, daß die Einspeisung des Zusatzgleichstromes auch die Übersteuerungsgrenzen verschiebt. Stellt dieses einen Nachteil dar, so kann gemäß einer Schaltungsvariante der Fig. 7 dieser Nachteil vermieden werden. Hierzu ist in Fig. 7 der erste Kollektor 37 des dritten Doppelkollektortransistors 311 nicht im Punkt 17 sondern mit dem ersten Kollektor 27 des zweiten Doppelkollektortransistors 211 und der zweite Kollektor 38 des dritten Doppelkollektortransistors 311 nicht mit Punkt 28 sondern mit dem ersten Kollektor 18 des ersten Doppelkollektortransistors 111 zu verbinden.
Durch diese Schaltungsmaßnahmen kann der Zusatzgleichstrom lediglich die als Diode geschalteten Transistoren 14 bzw. 24 beeinflussen. Der maximale Ausgangsgleichstrom und die Steigung der Gleichrichterkennlinien ist durch den Strom der Stromquelle 113 gegeben. Dies ist in Fig. 8 dargestellt.
In Fig. 8 sind die Gleichrichterkennlinien U A = f (E 2 - E 1) für die abgewandelte Schaltung der Fig. 7 für den Fall C = 0 gezeigt. Die Kennlinie a entsteht bei der Steuerspannung (E 4 - E 3) = 0. Für E 3 negativer als E 4 wird der Transistor 311 stärker ausgesteuert. Seine höheren Kollektorströme fließen durch die als Diode geschalteten Transistoren 14 und 24, so daß die von diesen Transistoren gesteuerten Transistoren 15 bzw. 25 höhere Ströme ziehen, welche die Ausgangsströme durch die Schaltungspunkte 17 und 28 reduzieren, wodurch die Kennlinie a sich in Richtung auf die Kennlinie c verschiebt. Die Strombegrenzung bzw. Spannungsbegrenzung tritt bei der Kennlinie c durch Übersteuerung des Differenzverstärkers durch Eingangsspannungen (E 2 - E 1) <100 mV auf.
Ist E 3 positiver als E 4, so werden die Transistoren 15 und 25 weniger stark ausgesteuert. Dadurch verschiebt sich die Kennlinie a zur Kennlinie f. Die Strombegrenzung bzw. Spannungsbegrenzung wird durch den konstanten Strom der steuerbaren Stromquelle 113 bewirkt.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Gleichrichterschaltung eine Stromquelle für gleichgerichtete Eingangsspannungen darstellt. Daher spielt das Ausgangspotential des Ausgangs A im Rahmen der Aussteuerungsgrenzen der Gleichrichterschaltung keine Rolle. Der Ausgang A kann daher auch an einen vorgespannten Verstärkereingang angeschlossen werden.
Die erfindungsgemäße Doppelweggleichrichterschaltung wurde lediglich an Ausführungsbeispielen erläutert. Die Erfindung umfaßt selbstverständlich auch entsprechende Schaltungen mit komplementären Transistoren.
Ein zusätzlicher Vorteil der in den Fig. 3, 5 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiele ist es, daß sie auch bei Aussteuerung der Gleichrichterschaltung keinen pulsierenden Gleichstrom sondern einen konstanten Gleichstrom aus der Betriebsspannungsquelle U₀ aufnehmen, so daß keine zusätzlichen Siebmittel erforderlich sind.

Claims (5)

1. Doppelweggleichrichterschaltung zur präzisen Gleichrichtung von Wechselspannungen mit zwei Differenzverstärkern (1, 2), deren Ausgänge über je einen Gleichrichter (16, 26) mit dem den Lastanschluß bildenden Ausgang (A) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Differenzverstärker (1, 2) Differenzverstärker mit einem hohen Ausgangswiderstand vorgesehen sind,
daß mindestens einer der beiden Differenzverstärker (1 oder 2) in seiner Verstärkung steuerbar ist und
daß der nichtinvertierende Eingang des ersten Differenzverstärkers (1) zum einen mit dem invertierenden Eingang des zweiten Differenzverstärkers (2) und zum anderen mit einem ersten Eingang (E 1), und der invertierende Eingang des ersten Differenzverstärkers (1) zum einen mit dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Differenzverstärkers (2) und zum anderen mit einem zweiten Eingang (E 2) der Doppelweggleichrichterschaltung verbunden sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Differenzverstärker (1, 2) jeweils Transistorverstärker mit zwei Gegentakttransistoren (11, 12; 21, 22) sind, in deren gemeinsamer Emitterzuleitung eine Stromquelle (13; 23) geschaltet ist,
daß mindestens eine der Stromquellen (13; 23) der beiden Differenzverstärker steuerbar ist,
daß als Arbeitswiderstand in den Kollektorzuleitungen der beiden Gegentakttransistoren (11, 12) des ersten Differenzverstärkers eine erste Stromspiegelschaltung, bestehend aus einem als Diode geschalteten Transistor (14) und einem von diesem gesteuerten Transistor (15), und in den Kollektorzuleitungen der beiden Gegentakttransistoren (22, 21) des zweiten Differenzverstärkers eine zweite gleichartige Stromspiegelschaltung (24, 25) vorgesehen ist, und daß die Gleichrichter (16; 26) jeweils an die Kollektoren der gesteuerten Transistoren (15; 25) geschaltet sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegentakttransistoren (11, 12; 21, 22) jeweils als Doppelkollektortransistoren (111; 211) ausgebildet sind, in deren gemeinsamer Emitterzuleitung folglich nur eine steuerbare Stromquelle (113) vorhanden ist, daß der erste Kollektor des ersten Doppelkollektortransistors (11) mit dem als Diode geschalteten Transistor (14) der ersten Stromspiegelschaltung,
der zweite Kollektor des ersten Doppelkollektortransistors (111) mit dem gesteuerten Transistor (25) der zweiten Stromspiegelschaltung,
der erste Kollektor des zweiten Doppelkollektortransistors (211) mit dem als Diode geschalteten Transistor (24) der zweiten Stromspiegelschaltung,
der zweite Kollektor des zweiten Doppelkollektortransistors (211) mit dem gesteuerten Transistor (15) der ersten Stromspiegelschaltung und
der jeweilige zweite Kollektor eines Doppelkollektortransistors zusätzlich über einen Gleichrichter (16, 26) mit dem Ausgang (A) verbunden sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dieser ein weiterer Differenzverstärker mit einer Stromspiegelschaltung am Ausgang (A) angeschlossen ist, dessen Eingänge (E 3, E 4) mit einer Steuerspannungsquelle verbunden sind.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dieser ein weiterer Differenzverstärker vorgesehen ist, dessen Eingänge (E 3, E 4) mit einer Steuerspannungsquelle verbunden sind,
dessen einer Gegentakttransistor als ein dritter Doppelkollektortransistor (311) ausgebildet ist,
dessen anderer Gegentakttransistor (32) mit dem als Diode geschalteten Transistor (35) einer dritten Stromspiegelschaltung verbunden ist und
dessen als Diode geschalteter Transistor (35) zwei Transistoren (341, 342) der Stromspiegelschaltung steuert, deren jeweiliger Kollektor an je einem Kollektor des dritten Doppelkollektortransistors (311) angeschlossen ist, und daß je ein Kollektor des dritten Doppelkollektortransistors (311) über einen Gleichrichter (16, 26) der Doppelweggleichrichterschaltung mit deren Ausgang (A) verbunden ist.
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