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DE3420068C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3420068C2
DE3420068C2 DE3420068A DE3420068A DE3420068C2 DE 3420068 C2 DE3420068 C2 DE 3420068C2 DE 3420068 A DE3420068 A DE 3420068A DE 3420068 A DE3420068 A DE 3420068A DE 3420068 C2 DE3420068 C2 DE 3420068C2
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DE
Germany
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current
transistor
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input
collector
Prior art date
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DE3420068A
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Taiwa Tokio/Tokyo Jp Okanobu
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current 
    • G05F1/46Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/561Voltage to current converters

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Description

Die Erfindung betrifft einen Spannungs-Stromwandler zur Umwandlung einer an einer Eingangsklemme liegenden Eingangssignalspannung in einen Ausgangssignalstrom.
Ein Spannungs-Stromwandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US-PS-42 92 584 bekannt. Für die Funktion dieser Schaltung ist es von besonderer Bedeutung, daß die Referenzstromquelle mit dem genannten Referenzstrom-Transistor einen möglichst konstanten Strom liefert, um die Eingangsspannung mit möglichst geringer Toleranz in einen Ausgangsstrom zu wandeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungs- Stromwandler anzugeben, der so ausgebildet ist, daß er Einangssignale mit einem großen Signalbereich bei nur geringen Leistungsbedarf verarbeiten kann, und der darüber hinaus als integrierte Schaltung hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
Seine Basis ist mit einer Gleichspannungsquelle verbunden, was einen sehr stabilen Referenzstrom zur Folge hat.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten derselben werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten bekannten Spannungs-Stromwandlers,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten bekannten Spannungs-Stromwandlers,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten bekannten Spannungs-Stromwandlers,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Spannungs- Stromwandlers nach der Erfindung, und
Fig. 5 ein vereinfachtes Schaltbild des Wandlers nach Fig. 4 mit Funktionsblöcken.
Im folgenden sollen zunächst die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten bekannten Spannungs-Stromwandler näher er­ erläutert werden.
Fig. 1 zeigt einen einfachen Spannungs-Stromwandler, der als integrierte Schaltung oder als Teil einer inte­ grierten Schaltung ausgebildet sein kann. Der Wandler be­ sitzt bipolare Transistoren QR und QL in Differenz­ schaltung. Die gemeinsam verbundenen Emitter der Transistoren QR und QL sind mit einer Konstantstrom­ quelle 10 verbunden, die einen Strom I liefert. An der Basis des Transistors QL liegt ein Ausgang einer Signal­ quelle 20 an, während ihr anderer Ausgang an der Basis des Transistors QR anliegt. Die Signalquelle 20 liefert eine Eingangssignalspannung e. Die Kollektoren der Transistoren QR und QL sind mit einer Referenz-Anschluß­ klemme T2 verbunden, an der ein Referenzpotential +Vcc anliegt. Ein Ladewiderstand RL liegt zwischen dem Kollektor des Transistors QR und der Referenz-Anschluß­ klemme T2. Eine Ausgangs-Anschlußklemme T0 ist zwischen dem Kollektor des Transistors QR und dem Ladewiderstand RL vorgesehen. An der Ausgangs-Anschlußklemme T0 tritt ein Ausgangssignalstrom I-i in Abhängigkeit der Eingangs­ signalspannung e auf.
Der prinzipielle Nachteil des in Fig. 1 dargestellten Spannungs-Stromwandlers liegt in dem geringen tolerier­ baren Variationsbereich der Eingangssignalspannung e. Variiert die Eingangssignalspannung e bzw. das zuge­ ordnete Potential um mehr als 10 mV, so wird der Aus­ gangssignalstrom verzerrt. Der Wandler eignet sich daher nur für Eingangssignale mit geringem Variationsbereich.
Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten weiteren bekannten Wandler stellen Vorschläge zur Lösung dieses speziellen Problems dar. Sie besitzen dieselben Basiselemente wie der Wandler nach Fig. 1, die mit denselben Bezugs­ ziffern versehen sind. Der Wandler nach Fig. 2 besitzt jedoch darüber hinaus zwei Emitterwiderstände R1 und R2, von denen jeweils einer zwischen der Stromquelle 10 und einem Emitter der Transistoren QL bzw. QR liegt. Bei dem Wandler nach Fig. 3 sind dagegen zwei Stromquellen 10 L und 10 R vorgesehen, die jeweils mit einem Emitter der Transistoren QL bzw. QR verbunden sind. Ein Wider­ stand R0 liegt zwischen den Emittern der Transistoren QL und QR bzw. den Stormquellen 10 L und 10 R.
Mit den Differenzverstärkern nach den Fig. 2 und 3 wird eine Verzerrung des Ausgangssignalstromes ver­ mieden, wenn die Gleichspannungs- und Wechselspannungs­ potentiale über den Emitterwiderständen, entweder R0 oder R1 und R2, auf Werten gehalten werden, die die Eingangssignalspannung e überschreiten. Soll ein der­ artiger Wandler beispielsweise Eingangssignal­ spannungen bis zur zweifacnen Spitze-zu-Spitze Spannung verarbeiten, so müssen die Potentiale an den Kollektoren der Transistoren QR und QL wenigstens 2,5 V betragen.
In diesem Fall muß die ausgangsseitige Schaltkomponente für den Ausgangssignalstrom eine Strom- bzw. Leistungs­ quelle besitzen, die wenigstens eine Spannung von 3 V zur Verfügung stellt. Obwohl somit die Wandler nach den Fig. 2 und 3 einen relativ verzerrungsfreien Ausgangssignalstrom über einen großen Eingangssignal­ bereich liefern, ist doch eine relativ hohe Spannung für ihren Betrieb erforderlich.
In der Fig. 4 ist eine Schaltung des Spannungs-Strom­ wandlers nach der Erfindung dargestellt. Die Schaltung nach Fig. 4 besitzt einen Strom-Eingangstransistor Q1 und einen Strom-Ausgangstransistor Q2, deren Basisan­ schlüsse miteinander verbunden sind. Die Emitter der Transistoren Q1 und Q2 sind mit einer Referenz-Anschluß­ klemme T2 verbunden, um an ihnen ein Referenzpotential +Vcc zu erzeugen. Der Kollektor des Strom-Eingangs­ transistors Q1 ist mit einer Eingangsklemme T1, an der ein Eingangssignal e anlegbar ist, und mit einem Referenz­ strom-Transistor Q3 verbunden. Die Basis des Referenz­ strom-Transistors Q3 ist mit der Basis eines Zwischen­ strom-Transistors Q4 verbunden. Die gemeinsam verbundenen Basisanschlüsse der Transistoren Q3 und Q4 liegen an einer eine Vorspannung erzeugenden Gleichspannungs­ quelle V3. Die Emitter der Transistoren Q3 und Q4 liegen auf einem gemeinsamen Bezugspotential, zum Beispiel Erdpotential. Dabei ist der Emitter des Transistors Q3 über einen Referenzstrom-Widerstand R3 und der Emitter des Transistors Q4 über einen Zwischenstrom-Widerstand R4 an Erdpotential gelegt. Den Emittern der Transistoren Q3 und Q4 ist somit ein Referenzpotential zugeordnet, das von den Widerständen R3 und R4 abhängig ist.
Wie in Fig. 4 dargestellt, liegt die Eingangssignal­ spannung e über den Eingangswiderstand R10 an den Kollektoren der Transistoren Q1 und Q3 an. Zwischen dem Transistor Q1 bzw. seinem Emitter und der Referenz- Anschlußklemme T2 liegt ein Widerstand R11, während ein Kondensator parallel zu diesem Widerstand R11 liegt, um am Kollektor des Transistors Q1 auftretende Schwingungen zu dämpfen. Zwischen der Referenz-Anschlußklemme T2 und dem Emitter des Transistors Q2 liegt ferner ein Wider­ stand R12.
Ein Differenzverstärker 11, eine stabilisierende bzw. ausgleichende Stromspiegelschaltung 13, im folgenden als Stromspiegel bezeichnet, und ein Widerstand R14 sind gemäß Fig. 4 so miteinander verbunden, daß sie einen nicht-invertierenden Stromverstärker 15 bilden. Dabei besitzt der Differenzverstärker 11 einen Verstärkungs- Eingangstransistor Q11, dessen Emitter mit dem Emitter eines Verstärkungs-Ausgangstransistors Q12 verbunden ist. Die gemeinsam verbundenen Emitter der Transistoren Q11 und Q12 liegen über den Verstärkungswiderstand R14 auf Erdpotential. Es ist selbstverständlich, daß die Ver­ bindungen zum Erd- bzw. Massepotential mittels einer einzigen Erdklemme durchgeführt werden können, im Gegensatz zur Darstellung in der Fig. 4, die viele einzelne Erdverbindungen zeigt. Der Kollektor des Verstärkungs- Eingangstransistors Q11 ist mit dem Kollektor eines Eingangstransistors Q13 und der Kollektor des Verstärkungs- Ausgangstransistors Q12 mit dem Kollektor eines Ausgangs­ transistors Q14 des Stromspiegels 13 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q13 und Q14 sind mit der Referenz-Anschlußklemme T2 verbunden, während die Basis­ anschlüsse der Transistoren Q13 und Q14 untereinander­ verbunden sind. Der Kollektor des Transistors Q13 ist mit seinem Basisanschluß verbunden, so daß der Transistor Q13 den Eingangstransistor des Stromspiegels 13 dar­ stellt. Sind die Eingangs- und Ausgangstransistoren Q13 und Q14 des Stromspiegels 13 komplementär, haben sie also die gleiche effektive Emitterfläche, so unterscheiden sich die Kollektorströme der Transistoren Q13 und Q14 nur durch einen vernachlässigbaren Betrag 2 IB, nämlich der Basisströme der Transistoren, wie allgemein bekannt. In jedem Fall werden somit die gemeinsam ver­ bundenen Kollektoren der Transistoren Q12 und Q14 mit den gemeinsam verbundenen Basisanschlüssen der Strom- Eingangs- und Ausgangstransistoren Q1 und Q2 verbunden. In der Fig. 5 sind in schematischer Darstellung Teile der zuvor in Fig. 4 beschriebenen Schaltung als Funktionsblöcke dargestellt. Die Strom-Eingangs- bzw. Ausgangstransistoren Q1 und Q2 schließen einen Eingangs- Ausgangs-Stromspiegel 1 ein, in welchem die Basis und der Kollektor des Eingangstransistors, hier des Strom- Eingangstransistors Q1, über einen nicht invertierenden Stromverstärker 15 miteinander verbunden sind. Wird diese Verbindung mit Blick auf den Stromverstärker 15 betrachtet, so kann gesagt werden, daß bei diesem Ver­ stärker 15 eine 100%ige negative Stromgegenkopplung bzw. Stromrückkopplung vorliegt. Die Eingangsimpedanz des Verstärkers 15 ist deswegen vernachlässigbar gegenüber der Impedanz r10 des Eingangswiderstandes R10 und kann daher unberücksichtigt bleiben.
Die Widerstände R3 und R4 (vgl. Fig. 4) besitzen solche Eigenschaften, daß der Gleichstrom im Kollektor des Zwischen-Stromtransistors Q4 2I ist, wenn der Gleichstrom im Kollektor des Referenz-Stromtransistors Q3 den Wert I besitzt. Der Transistor Q3 arbeitet daher als Konstantreferenz-Stromquelle, wobei die Aus­ gangsimpedanz an seinem Kollektor relativ hoch ist. Der Kollektorstrom des Strom-Eingangstransistors Q1 ist daher I-i, wobei i der Strom durch den Eingangswiderstand R10 ist, wie in Fig. 4 gezeigt. Da die Transistoren Q1 und Q2 als Eingangs-Ausgangs-Spiegelschaltung 1 geschaltet sind, ist der Kollektorstrom im Strom-Ausgangstransistor Q2 ebenfalls I-i. Der Kollektor dieses Transistors Q2 ist daher ein Ausgang, der einen Strom an eine Ausgangs­ schaltung abgibt, die gleichmäßige bzw. stabilisierte Ausgangssignale I+i und I-i liefert.
Die in Fig. 5 angedeutete Ausgangsschaltung enthält verschiedene in Fig. 4 dargestellte Komponenten. Insbe­ sondere bilden verschiedene Stromspiegel 21, 24 und 26 sowie erste und zweite Stromversorgungsschaltungen 30 und 40 eine Ausgangsstufe der in Fig. 5 schematisch darge­ stellten Ausgangseinheit 50. Selbstverständlich kann diese Ausgangseinheit auch die in Fig. 4 dargestellte und durch den Transistor Q4 und den Widerstand R4 gebildete Zwischenstromquelle umfassen.
Ein erster Stromspiegel 21 besitzt einen Transistor Q21 als ersten Eingangstransistor. Der erste Stromspiegel 21 enthält weiterhin einen ersten Ausgangstransistor Q22 und einen zweiten Ausgangstransistor Q23, deren Basis­ anschlüsse mit dem Basisanschluß des Transistors Q21 verbunden sind, wobei die Widerstände R21, R22 und R23 die jeweiligen Emitter der Transistoren Q21, Q22 und Q23 mit Erdpotential verbinden. Die Basisanschlüsse der Transistoren Q21, Q22 und Q23 sind ferner mit dem Kollektor des ersten Eingangstransistors Q21 verbunden.
Ein Versorgungs- bzw. Speisestromspiegel 24 besitzt einen Versorgungs-Eingangstransistor Q24, dessen Kollektor und Basis miteinander verbunden sind. Der Kollektor des Transistors Q24 ist außerdem mit dem Kollektor des Zwischenstrom-Transistors Q4 verbunden. Die Basis eines Versorgungs-Ausgangstransistors Q25 ist mit der Basis des Transistors Q24 verbunden, während der Kollektor des Transistors 25 mit dem Kollektor des zweiten Aus­ gangstransistors Q23 verbunden ist. Die Emitter der Versorgungstransistoren Q24 und Q25 sind jeweils über die Widerstände R24 und R25 mit der Referenz- Anschlußklemme T2 verbunden.
Ein Subtraktions-Stromspiegel 26 umfaßt einen Sub­ traktions-Eingangstransistor Q26, dessen Kolkektor sowohl mit den Kollektoren der Transistoren Q23 und Q25 als auch mit seiner eigenen Basis verbunden ist, wobei diese wiederum mit der Basis eines Subtraktions- Ausgangstransistors Q27 verbunden ist. Die Emitter der Transistoren Q26 und Q27 liegen jeweils über die Widerstände R26 bzw. R27 auf Erdpotential. Eine erste Stromversorgungsschaltung 30 liegt zwischen der Referenz-Anschlußklemme T2 und dem Kollektor des ersten Ausgangstransistors Q22, während eine zweite Stromversorgungsschaltung 40 zwischen der Referenz- Anschlußklemme T2 und dem Kollektor des Subtraktions­ ausgangstransistors Q27 liegt. Die Stromversorgungs­ schaltungen 30, 40 liefern das Ausgangsstromsignal an eine solche Schaltung, die dieses Signal benutzt.
Der Spannungs- bzw. Stromwandler liefert erste und zweite Ausgangssignale I+i und I-i, wie im folgenden beschrieben wird. Wie bereits erwähnt, fließt der Strom I-i durch den Kollektor des Transistors Q2, wenn ein Eingangssignal e an der Eingangsklemme T1 anliegt. Dieser Strom I-i fließt deswegen ebenfalls in den bzw. durch den Kollektor des Transistors Q21 und deswegen durch die Kollektoren der Transistoren Q22 und Q23. Der Kollektor des ersten Ausgangs­ transistors Q22 liefert diesen Strom I-i als erstes Ausgangssignal zur ersten Stormversorgungsschaltung 30. Von dieser ersten Stromversorgungsschaltung 30 kann das erste Ausgangssignal I-i dann an eine weitere Schaltung geliefert werden.
Die Stromversorgungsschaltungen 30, 40 sind, wie in Fig. 4 dargestellt, vorgesehen bzw. versorgt, wenn der Spannungs-Stromwandler als integrierte Schaltung ausge­ bildet ist. Indem sie mit der Referenz-Anschlußklemme T2 verbunden und Teil der integrierten Schaltung sind, erhält der gesamte Spannungs-Stromwandler eine relativ einfache Struktur und ist darüber hinaus in günstiger Weise mit denjenigen Apparaturen bzw. Schaltungen verbindbar, die sein Ausgangssignal verwenden. Selbst­ verständlich können die Ausgangssignale auch direkt an den Kollektoren der Transistoren Q22 und Q27 unter Weglassung der Schaltungen 30 und 40 abgenommen werden.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß aufgrund der Widerstandswerte der Widerstände R3 und R4 der Strom 2I am Kollektor des Transistors Q4 vorhanden ist. Der Versorgungs- bzw. Speisestromspiegel 24 erzeugt den gleichen Strom am Kollektor des zweiten Ver­ sorgungs-Ausgangstransistors Q25. Da der Strom I-i im Kollektor des Transistors Q23 fließt, fließt ein Strom I+i = [2I-(I-i)] durch den Kollektor des Transistors Q26. Dies hat zur Folge, daß der Strom I+i durch den Kollektor des Subtraktions-Ausgangs­ transistors Q27 fließt. Der Kollektor des Subtraktions­ ausgangstransistors Q27 liefert auf diese Weise das Ausgangssignal I+i an die Stromversorgungsschaltung 40.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist der Strom i durch die Gleichung i = e/r10 ge­ geben, wobei die Eingangssignalspannung e beliebig ansteigen kann. Da weiterhin der Verstärker 15 eine 100%ige negative Rückkopplung besitzt, ist die Ver­ zerrung des Ausgangsstroms extrem gering.
Darüber hinaus wird die Eingangsspannung e durch den Widerstand R10 in den Signalstrom i umgewandelt. Die Operation bzw. das Schaltungsverhalten des Spannungs- Stromwandlers nach der Erfindung hängt nicht vom Wert des vorbestimmten Referenzpotentials +Vcc ab. Experimente haben gezeigt, daß der Spannungs-Strom­ wandler nach der Erfindung befriedigend arbeitet, wenn die durch die Vorspannungsquelle V3 gelieferte Vorspannung 1 V beträgt und das vorbestimmte Referenz­ potential +Vcc an der Referenz-Anschlußklemme T2 bei 1,8 V liegt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, bei dem erfindungsgemäßen Spannungs-Stromwandler die Zahl der Ausgangsstufen zu erhöhen. Hierzu können zu­ sätzliche Ausgangstransistoren für die Stromspiegel 21 und 26 sowie zusätzliche Versorgungsstromspiegel 24 und Stromversorgungsschaltungen 30, 40 vorgesehen werden, um weitere Ausgangssignale zu erzeugen. Selbstver­ ständlich können statt der Stromversorgungsschaltungen 30, 40 auch solche Schaltungen vorgesehen sein, die das Ausgangssignal des Spannungs-Stromwandlers nach der Erfindung verwenden.
Es ist ebenfalls möglich, zusätzliche und mit der Basis des Transistors Q2 verbundene Strom-Ausgangs­ transistoren zu verwenden, wenn weitere Ausgänge gewünscht werden. Die Ausbildung bzw. Konfiguration der vorliegenden Erfindung erlaubt weiterhin, die gesamte Schaltung als integrierte Schaltung mit einer ge­ wünschten Anzahl von Ausgangsstufen auszubilden. Zusätzlich kann die Flexibilität dadurch erhöht werden, daß der Stromerzeugungsteil der genannten Schaltung als eine erste integrierte Schaltung aus­ gebildet wird, an die verschiedene und ebenfalls als integrierte Schaltungen ausgebildete Ausgangsstufen angeschlossen werden können.
Die vorliegende Erfindung liefert somit einen Spannungs-Stromwandler zur Umwandlung einer Eingangs­ signalspannung e in einen verzerrungsfreien Ausgangs­ signalstrom über einen weiten Bereich der Eingangs­ spannung, einschließlich geringer Spannungen, der so viele Ausgangsstufen bzw. Ausgänge aufweisen kann, wie für eine bestimmte Anwendung erforderlich sind.

Claims (11)

1. Spannungs-Stromwandler zur Umwandlung einer an einer Eingangsklemme (T1) liegenden Eingangssignalspannung in einen Ausgangssignalstrom, mit
  • - einem Eingangs-Ausgangs-Stromspiegel mit einem Strom-Eingangstransistor (Q1) und wenigstens einem Strom-Ausgangstransistor (Q2) dessen Basis mit der Basis des Strom-Eingangstransistors verbunden ist und dessen Kollektor einen Ausgang bildet, der mit einer Ausgangsschaltung zur Bildung eines Ausgangssignalstromes verbunden ist, wobei die Emitter beider Transistoren ein erstes Referenzpotential (+Vcc) erhalten;
  • - einem Eingangswiderstandsmittel (R₁₀), das zwischen der Eingangsklemme und dem Kollektor des Strom-Eingangstransistors liegt;
  • - einem nichtinvertierenden Stromverstärker (15) mit
    • -- einem Differenzverstärker (11) mit einem Verstärkungseingangstransistor (Q₁₁), dessen Basis mit dem Kollektor des Strom-Eingangstransistors verbunden ist, und einem Verstärkungs- Ausgangstransistor (Q₁₂), dessen Kollektor sowohl mit der Basis des Strom-Eingangstransistors als auch mit der Basis des Strom-Ausgangstransistors verbunden ist, wobei die Emitter beider Transistoren mit einem zweiten Referenzpotential (Masse), das niedriger ist als das oben genannte, verbunden sind; und
    • -- einem Stromspiegel (13) mit einem Stabilisierungs-Eingangstransistor (Q₁₃) und einem Stabilisierungs-Ausgangstransistor (Q₁₄), deren Basisanschlüsse miteinander und mit dem Kollektor des Stabilisierungs-Eingangstransistors verbunden sind, wobei an den Emittern dieser Transistoren ein Referenzpotential (+Vcc) anliegt und wobei die Kollektoren der Verstärkungs-Eingangs- bzw. -Ausgangstransistoren jeweils mit den Kollektoren der Stabilisierungs-Eingangs- bzw. -Ausgangstransistoren verbunden sind; und
  • - einer Referenzstromquelle mit einem Referenzstrom-Transistor (Q₃), dessen Kollektor mit dem Kollektor des Strom-Eingangstransistors verbunden ist, und an dessen Emitter ein Referenzpotential anliegt; dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Referenzstrom- Transistors (Q₃) und die Basis des Verstärkungs-Ausgangstransistors (Q₁₂) gemeinsam mit einer Gleichspannungsquelle (V₃) verbunden sind.
2. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Referenzpotential (+Vcc) etwa 1,8 V beträgt, während die als Vorspannung vorgesehene Gleichspannungsquelle (V₃) bei etwa 1 V liegt.
3. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-invertierende Stromverstärker (15) eine geringe Eingangsimpedanz und die Referenzstromquelle eine hohe Ausgangsimpedanz relativ zu den Eingangs­ widerstands-Mitteln (R10) besitzen.
4. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangsschaltung eine Zwischenstromquelle (Q₄) zur Lieferung eines praktisch konstanten Zwischenstromes besitzt, der im wesentlichen zweimal so groß wie der Referenzstrom durch den Referenzstrom-Transistor (Q₃) ist, und daß sie eine Ausgangsstufe umfaßt, die an einem ersten Ausgang den Kollektorstrom des Strom-Ausgangstransistors (Q₂) als ersten Ausgangsstrom und an einem zweiten Ausgang die Differenz zwischen dem Zwischenstrom und dem ersten Ausgangsstrom liefert, wobei die Zwischenstromquelle einen Zwischenstrom- Transistor (Q₄) besitzt, dessen Basis mit der Basis des Referenzstrom-Transistors (Q₃) und der Spannungsquelle zur Erzeugung einer Gleichspannung als Referenzspannung verbunden ist, während an seinem Emitter ein weiteres Referenzpotential (Masse) anliegt.
5. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Referenzstrom-Transistors (Q₃) über einen Referenzstrom-Widerstand (R₃) mit Masse verbunden ist, während der Emitter des Zwischenstrom-Transistors über einen Zwischenstrom-Widerstand (R₄) mit Masse verbunden ist.
6. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Stromspiegel (21) einen ersten Eingangs­ transistor (Q21) besitzt, dessen Kollektor und Basis miteinander und mit dem Kollektor des Strom-Ausgangs­ transistors (Q2) verbunden sind, daß der erste Strom­ spiegel (21) wenigstens einen ersten Ausgangs­ transistor (Q22) aufweist, dessen Basis mit der Basis des ersten Eingangstransistors (Q21) verbunden ist, um den Kollektor des ersten Ausgangstransistors (Q22) als einen ersten Ausgang bereitzustellen, daß der zweite Stromspiegel (21) ferner einen zweiten Aus­ gangstransistor (Q23) besitzt, dessen Basis ebenfalls mit der Basis des ersten Eigangstransistors (Q21) verbunden ist, und daß ein Subtraktions-Stromspiegel (26) mit einem Subtraktions-Eingangstransistor (Q26) vorhanden ist, dessen Kollektor und Basis miteinander verbunden sind und sowohl das Signal (I-i) des ersten Ausgangs als auch das Zwischenstromsignal (2I) er­ halten, wobei der Subtraktions-Stromspiegel (26) zusätzlich wenigstens einen Subtraktions-Ausgangs­ transistor (Q27) umfaßt, dessen Basis mit der Basis des Subtraktions-Eingangstransistors (Q26) zur Bereit­ stellung eines zweiten Ausgangs am Kollektor des Subtraktions-Ausgangstransistors (Q27) verbunden ist.
7. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromspiegel (21) mehrere erste Ausgangs­ transistoren und der Subtraktions-Stromspiegel (26) mehrere Subtraktions-Ausgangstransistoren umfaßt.
8. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung eine erste Stromver­ sorgungsschaltung (30) besitzt, die mit dem Kollektor des ersten Ausgangstransistors (Q22) verbunden ist, und daß sie ferner eine zweite Stromversorgungs­ schaltung (40) besitzt, die mit dem Kollektor des Subtraktions-Ausgangstransistors (Q27) verbunden ist.
9. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung einen Versorgungs­ stromspiegel (24) mit einem Versorgungs-Eingangs­ transistor (Q24) umfaßt, dessen Kollektor und Basis miteinander und mit dem Kollektor des Zwischenstrom- Transistors (Q4) verbunden sind, wobei ferner ein Versorgungs-Ausgangstransistor (Q25) vorgesehen ist, dessen Basis mit der Basis des Versorgungs-Eingangs­ transistors (Q24) und dessen Kollektor mit dem Kollektor des zweiten Ausgangstransistors (Q23) und dem Kollektor des Subtraktions-Eingangstransistors (Q26) verbunden ist.
10. Spannungs-Stromwandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter der Strom-Eingangs- und -Ausgangs­ transistoren (Q1, Q2), die Emitter der Versorgungs- Eingangs- und -Ausgangstransistoren (Q24, Q25) und die ersten und zweiten Stromversorgungsschaltungen (30, 40) mit dem ersten Referenzpotential (Vcc) ver­ bunden sind, und daß die Emitter der Referenzstrom- bzw. Zwischenstrom-Transistoren (Q3) bzw. (Q4) die ersten Eingangs- und Ausgangstransistoren (Q21) bzw. (Q22) der zweite Ausgangstransistor (Q23) und die Subtraktions-Eingangs- bzw. -Ausgangstransistoren (Q26) bzw. (Q27) mit der Masseanschlußklemme über ent­ sprechende Widerstände (R3, R4, R21, R22, R23, R26 und R27) verbunden sind.
11. Spannungs-Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er als integrierte Schaltung ausgebildet ist.
DE3420068A 1983-05-30 1984-05-29 Spannungs-stromwandler, insbesondere fuer integrierte schaltungen Granted DE3420068A1 (de)

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