DE2558299A1

DE2558299A1 - Integrationsschaltung

Info

Publication number: DE2558299A1
Application number: DE19752558299
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Fujino; Saburo Numata
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1974-12-25
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1976-07-22
Also published as: DE2558299C3; JPS5175439A; US4020363A; FR2296225A1; JPS5942353B2; FR2296225B1; DE2558299B2

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DlPL-ING

H. KlNKELDEY

DR-ING

W. STOCKMAlR

DR -ING - AeE (CALTECH)

2 R R P ? Q Q ^Κ· SCHUMANN

O J O L Z) Ό DRBtRNAT HH-PHYS

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

DR BERIWT - OPL-CHEM

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR RER OSO. ING.

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

23. Dez. 1975 P 9988

LINDAU

MJJI PHOTO OTPCIAL CO., LTD.

Uetake-cho, Omiya-shi, Japan

Integrationsschaltunp;

Die Erfindung bezieht sich auf eine Integrationsschaltung mit einem Operationsverstärker, einem aus einem integrierenden Kondensator und einem mit diesem in Reihe geschalteten Schalter gebildeten negativen Rückkopplungspfad, der zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Operationsverstärkers geschaltet ist, einem negativen Rückkopplungselement, das dem Rückkopplungspfad parallel geschaltet ist, und mit einem zwischen den positiven Eingang und den negativen Eingang geschalteten Strombegrenzer.

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TELEFON (089) 2Q 2S 52 TELEX Ο5-29 38Ο TELEGRAMME MONAPAT

Eine solche Integrationsschaltung wird bei einem elektrischen Verschluß in einer photographischen Kamera benutzt und arbeitet mit einer positiven Eückkopplungsschaltung.

Bei herkömmlichen elektrischen Verschlüssen für Kameras werden mechanische Schalter benutzt, damit ein einziger Operationsverstärker zusätzliche Funktionen neben der Integrationsfunktion ausüben kann. Mechanische Schalter haben jedoch den Nachteil, daß sie Störungen der Schaltung in EoIge von Kontaktprellen und ihres langsamen AnSprechens bedingen können. Es wurden daher in jüngster Zeit die mechanischen Schalter durch Halbleiterschalter ersetzt. Halbleiterschalter sind jedoch als Schalter in einer Integrationsschaltung, die mit einem kleinen Strom betrieben wird, wie dieses bei einem elektrischen Verschluß einer photographischen Kamera der Fall ist, nachteilig, da der Sperrwiderstand der Halbleiterschalter relativ klein ist. Infolge dieses geringen Sperrwiderstandes der Halbleiterschalter wird ein Integrationskondensator infolge des Leckstroms des Halbleiterschalters in unerwünschter Weise aufgeladen, wenn der Schalter gesperrt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Integrationsschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die unerwünschte Aufladung des integrierenden Kondensators selbst dann verhindert wird, wenn Halbleiterschalter benutzt werden.

Bei einer Integrationsschaltung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelost, daß ein positiver Rückkopplungswiderstand zwischen dem positiven Eingang und einen Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator und den Schalter geschaltet ist, wobei der Viderstandswert dieses Rückkopplungswiderstande s höher als der Viderstandswert des sich im leitenden Zustand befindlichen Schalters und niedriger als

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der Widerstandswert des sick im nichtleitenden Zustand befindlichen Schalters ist, wodurch die Potentialdifferenz über dem integrierenden Kondensator im wesentlichen gleich Null ist.

Bei der neuen Integrationsschaltung, bei der ein integrierender Kondensator und ein Schalter, die miteinander in Reihe geschaltet sind, als negative Eückkopplungsschaltung über einen Operationsverstärker geschaltet sind, ist ein positiver Rückkopplungswiderstand zwischen den Verbindungspunkt zwischen dem integrierenden Kondensator und dem Schalter und dem Bezugsspannungseingangsanschluß des Operationsverstärkers geschaltet. Die Potentialdifferenz über dem integrierenden Kondensator wird dadurch im wesentlichen gleich Null gemacht, um den Einfluß des Leckstromes des Schalters zu beseitigen, wenn sich der Schalter in seinem gesperrten Zustand befindet.

Mit Hilfe dieser neuen Integrationsschaltung wird bei einem elektrischen Verschluß die unerwünschte Aufladung des integrierenden Kondensators selbst dann verhindert, wenn mechanische Schalter mit kleinen Leckströmen in ihrem gesperrten bzw. geöffneten Zustand benutzt werden. Außerdem wird die Ansprechzeit dieser Integrationsschaltung verringert. Zusätzlich kann bei der neuen Integrationsschaltung die Anzahl der Schalter vermindert und damit ihr gesamter Aufbau vereinfacht werden. Störungen der Integrationsschaltung infolge des zu geringen Sperrxviderstandes des gesperrten Schalters werden ebenfalls verhindert.

Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Integrationsschaltung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Die Erfindung "wird anhand in der Zeichnung darges teilt erAusführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der neuen Integrationsschaltung und

Pig. 2 eine zweite Ausführungsform der neuen Integrationsschaltung.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist ein positiver Eingang 1a, der im weiteren als Bezugseingang bezeichnet wird, eines Operationsverstärkers 1 mit einem Anschluß eines Strombegrenzers 2 verbunden, der den Stromfluß durch ihn hindurch entsprechend einer von ihm empfangenen Lichtmenge vermindert, was zum Beispiel ein mit Photospannung arbeitender Photoempfänger bewirkt. Eine Silizium-Blauzelle (SBC) oder eine Photodiode können als Strombegrenzer 2 benutzt werden. Der Bezugseingang 1a des Operationsverstärkers 1 ist außerdem mit einer Bezugsspannungsquelle 3 und mit einem Anschluß eines positiven Rückkoppiungswiderstandes 7 verbunden. Ein negativer Eingang 1b ist mit dem anderen Anschluß des Strombegrenzers 2 und einem Anschluß eines integrierenden Kondensators 5 verbunden. Der negative Eingang 1b. ist außerdem mit einem Anschluß eines negativen Rückkopplungselementes 4, wie z.B. einer logarithmischen Umformerdiode, verbunden. Der andere Anschluß des negativen Rückkopplungselementes 4- ist mit dem Ausgang 8 des Operationsverstärkers 1 verbunden. Der andere Anschluß des integrierenden Kondensators 5 ist mit dem anderen Anschluß des positiven Rückkopplungswiderstandes 7 und der Source -Elektrode eines Metalloxydhalbleiter-Feldeffekttransistors 6 verbunden, der als Halbleiterschalter wirkt. Der Widerstandswert des positiven RückkopplungswiderStandes 7 ist sehr viel größer als der des Feldeffekttransistors 6,

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wenn sich dieser in seinem leitenden Zustand befindet, und sehr viel geringer als der des Feldeffekttransistors 6, wenn sich dieser in seinem gesperrten Zustand befindet. Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 6 ist mit dem Ausgang 8 des Operationsverstärkers 1 verbunden, so daß der Feldeffekttransistor entsprechend der an seine Gate-Elektrode 9 gegebenen Spannung eine Schalterfunktion ausübt.

Beim Betrieb der vorstehend beschriebenen Integrationsschaltung ist der Widerstandswert des sich in seinem leitenden Zustand befindenden Feldeffekttransistors 6 sehr viel geringer als der des positiven Rüekkopplungswiderstandes 7· Befindet sich daher der Feldeffekttransistor 6 in seinem leitenden Zustand,, d. h. ist der Schalter geschlossen, so kann der Spannungsabfall des Integrationsstromes, der durch den Durchlaßwiderstand des Feldeffekttransistors 6 bedingt ist, vernachlässigt werden. Auf diese Weise arbeitet die in Fig. 1 gezeigte Integrationsschaltung im Ruhezustand als eine Integrationsschaltung. Wird der Feldeffekttransistor 6 gesperrt, so wird sein Widerstandswert sehr viel größer als der des positiven Eückkopplungswiderstandes 7· Ist daher der Feldeffekttransistor 6 gesperrt, d.h. der Schalter geöffnet, so wird das Potential am Verbindungspunkt zwischen dem integrierenden Kondensator 5 und dem Feldeffekttransistor 6 im wesentlichen gleich dem Potential am Bezugseingang 1a des Operationsverstärkers 1. Da der Potentialunterschied zwischen den positiven und negativen Eingängen 1a und 1b zu diesem Zeitpunkt im wesentlichen gleich Null ist, wird auch die Potentialdifferenz über dem integrierenden Kondensator 5 im wesentlichen gleich Null, so daß damit der Kondensator 5 als ein Kurzschluß angesehen werden kann. Der integrierende Kondensator 5 erhält daher keinerlei Aufladespannung, so daß er damit auch dann nicht aufgeladen werden

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kann, wenn der Feldeffekttransistor 6 gesperrt ist.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der neuen Integrationsschaltung, bei der ein mechanischer Schalter 6' anstelle des Feldeffekttransistors 6 des ersten Ausführungs-"beispiels der Fig. 1 benutzt ist. Einige mechanische Schalter keiner besonders guten Qualität haben auch bei geöffnetem Schalter eine geringe Leitfähigkeit. Wird daher ein solcher mechanischer Schalter benutzt, so besteht ebenfalls die Möglichkeit, daß der integrierende Kondensator 5 in unerwünschter Weise durch den Leckstrom des Schalters aufgeladen werden kann. Die neue Integrationsschaltung, die den positiven Rückkopplungswiderstand 7 benutzt, ist daher auch in diesem Fall zum Verhindern einer unerwünschten Aufladung des Kondensators 5 sehr nützlich. Die bei der zweiten Ausführung benutzten Bauelemente, die denen bei der ersten Ausführungsform benutzten Bauelementen äquivalent sind, haben hier die gleichen Bezugszeichen.

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Claims

Patentansprüche

Integrationsschaltung mit einem Operationsverstärker, einem aus einem integrierenden Kondensator und einem mit diesem in Reihe geschalteten Schalter gebildeten negativen Rückkopplungspfad, der zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Operationsverstärkers geschaltet ist, einem negativen Rückkopplungselement, das dem Rückkopplungspfad parallel geschaltet ist, und mit einem zwischen den positiven Eingang und den negativen Eingang geschalteten Strombegrenzer, dadurch gekennz eichnet, daß ein positiver Rückkopplungswiderstand (7) zwischen dem positiven Eingang (1a) und einen Verbindungspunkt zxifischen dem Kondensator (5) und den Schalter (6, 6¹) geschaltet ist, wobei der Widerstandswert dieses Rückkopplungswiderstandes höher als der Widerstandswert des sich im leitenden Zustand befindenden Schalters und niedriger als der Widerstandswert des sich im nichtleitenden Zustand "befindenden Schalters ist, wodurch die Potentialdifferens über dem integrierenden Kondensator im wesentlichen gleich Null ist.

2. Integrationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6, 6¹) ein Halbleiterschalter (6) ist.

3· Integrationsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter ein Metalloxyd-Feldeffekttransistor (6) ist.

M-. Integrationsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichnet, daß der Halbleiterschalter .ein Feldeffekttransistor (6) ist.

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5. Integrationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6, 6') ein mechanischer Schalter (6') ist, der eine geringe Leitfähigkeit zum Verursachen eines Leckstromes selbst in seinem geöffneten Zustand hat.

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