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Dokumentenidentifikation DE10058952B4 01.02.2007
Titel Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Groiß, Stefan Herrmann, Dr., Villach, AT;
Sturm, Johannes Karl, Villach, AT
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Anmeldedatum 28.11.2000
DE-Aktenzeichen 10058952
Offenlegungstag 13.06.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.2007
IPC-Hauptklasse H03F 3/345(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H03H 11/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H03H 11/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   G05F 3/26(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H03F 3/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal.

Die DE 41 12 557 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung eines elektrischen Signals in der optischen Übertragungstechnik. Dabei ist ein Transistorverstärker vorgesehen, der eine Stromgegenkopplung aufweist, welche über ein Gegenkopplungsnetzwerk mit kapazitiven Spannungsteilern gebildet ist.

Die DE-OS 25 36 355 offenbart einen Stromverstärker.

Die EP 0 262 480 B1 offenbart eine Stromspiegel-Schaltungsanordnung.

Bei der Verarbeitung sehr kleiner Ströme, beispielsweise im nA-Bereich und darunter, wird eine Rauschbegrenzung benötigt, die nach dem Stand der Technik durch eine Tiefpassfilterung vorgenommen wird. Hierbei wird das weiterzuverarbeitende Eingangsstromsignal von einer Stromquelle, beispielsweise einer Fotodiode geliefert. Aufgrund parasitärer Kapazitäten in der Eingangsstufe sowie parasitärer Kapazitäten in der übrigen Schaltungsanordnung kann im Übertragungsfrequenzbereich bei Eckfrequenzen ein Überschwingen auftreten. Die Frequenzen bei dem Überschwingen sind dann im Rauschen des Signals verstärkt vorhanden, was zu Erschwernissen bei der Signalauswertung führt.

Zur Umsetzung eines Eingangsstroms in einen Ausgangsstrom dient beispielsweise die aus "VLSI Design Techniques for Analoque and Digital Circuits", Geiger, Allen, Strader, Mc Graw Hill, 1990 bekannte Schaltungsanordnung. Hierbei wird ein Eingangsstrom IIN mittels einer Schaltungsanordnung, die aus sieben Feldeffekttransistoren besteht, die mit einer Versorgungsspannung VDD betrieben werden, in einen Ausgangsstrom IOUT umgesetzt. Ein Überschwingen bei Eckfrequenzen im Übertragungsfrequenzbereich dieser Schaltungsanordnung kann hierbei nicht verhindert werden.

Die EP 0 262 480 B1 beschreibt ein weiteres Verfahren zur Umsetzung kleiner Eingangsströme in entsprechende analoge Ausgangssignale mittels einer Stromspiegelschaltung. Stromspiegelschaltungen kommen vor allem in integrierter Schaltungstechnik in nahezu allen Analogschaltungen vor.

Ein Transkonduktanzverstärker besitzt einen Übertragungsfaktor gm, wie in 5 dargestellt. Nach Maßgabe dieses Übertragungsfaktors gm wird ein analoges Eingangsspannungssignal, das am Eingang des Transkonduktanzverstärkers zwischen einem nicht-invertierenden Verstärkereingang und einem invertierenden Verstärkereingang anliegt, in ein entsprechendes analoges Verstärkerausgangsstromsignal umgesetzt. Das Verstärkerausgangsstromsignal kann am Verstärkerausgang entnommen werden. Der Übertragungsfaktor gm kann von der Größe und/oder der Frequenz des analogen Eingangsspannungssignals abhängen. Eine in 6 gezeigte Verschaltung dreier Transkonduktanzverstärker 14, 15 und 16 wandelt ein analoges Eingangssignal, das einem Eingangsschaltungsknoten zugeführt wird, in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal um, das an einem Ausgangsschaltungsknoten entnommen werden kann. Parasitäre Kapazitäten, hier dargestellt durch eine parasitäre Kapazität 19, können in Kombination mit Quellenkapazitäten, hier dargestellt durch eine Quellenkapazität 18 eines Stromquellenschaltkreises dazu führen, dass eine Rauschbegrenzung aufgrund eines Überschwingens bei Eckfrequenzen im Übertragungsfrequenzbereich nicht zufriedenstellend realisiert werden kann.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals in ein entsprechendes analoges Ausgangssignal bereitzustellen, wobei eine Filtercharakteristik derart einstellbar ist, dass im Übertragungsfrequenzbereich bei Eckfrequenzen ein Überschwingen vermieden wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gesamte Signalverarbeitung in der Stromdomäne durchzuführen, um Ausgangsströme von stromliefernden Einrichtungen wie beispielsweise Fotodioden direkt ohne eine Strom-Spannungsumsetzung weiterverarbeiten zu können.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, das den Einfluss parasitärer Quellenkapazitäten auf das Frequenzübertragungsverhalten minimiert.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine bereits vorhandene Filtercharakteristik durch einfache Maßnahmen bezüglich der Rauschbegrenzung anzupassen, ohne die ursprüngliche Filtercharakteristik zu verändern.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Eingangsspannungssignale in Eingangsstromsignale umzusetzen, und die auf diese Weise umgesetzten Eingangsstromsignale durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in entsprechende analoge Ausgangsstromsignale umzusetzen.

Gelöst werden die obigen Aufgaben mit einer Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangsstromsignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal nach Anspruch 1.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und das erfindungsgemäße Verfahren weisen den Vorteil auf, dass kleine analoge Eingangsstromsignale in entsprechende analoge Ausgangsstromsignale umgesetzt werden können, ohne dass parasitäre Quellenkapazitäten und/oder sonstige parasitäre Kapazitäten einen Einfluss auf das Frequenzübertragungsverhalten der Schaltungsanordnung besitzen.

Vorteilhafterweise wird insbesondere vermieden, dass im Übertragungsfrequenzbereich bei den Eckfrequenzen ein Überschwingen auftritt.

Überdies weist die Erfindung den Vorteil auf, dass die gesamte Signalverarbeitung in der Stromdomäne durchgeführt wird, wodurch insbesondere, aber nicht ausschließlich, Ausgangssignale von stromliefernden Einrichtungen, wie beispielsweise von Fotodioden, effizient weiterverarbeitet werden können.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung minimiert vorteilhafterweise den Einfluss parasitärer Quellenkapazitäten auf das Frequenzübertragungsverhalten der gesamten Schaltungsanordnung.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist den weiteren Vorteil auf, dass eine vorhandene Filtercharakteristik durch einfache Maßnahmen bezüglich einer Rauschbegrenzung anpassbar ist, ohne die ursprüngliche Filtercharakteristik zu verändern.

Vorteilhafterweise können überdies Eingangsspannungssignale in Eingangsstromsignale umgesetzt werden, um die umgesetzten Eingangsstromsignale daraufhin mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und durch das erfindungsgemäße Verfahren in entsprechende analoge Ausgangsstromsignale umzusetzen.

Kern der Erfindung ist eine Dämpfungseinrichtung, die es ermöglicht, ein durch parasitäre Kapazitäten hervorgerufenes Überschwingen im Übertragungsfrequenzbereich einer Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal zu unterdrücken, um auf diese Weise eine einstellbare Tiefpasscharakteristik zur Anpassung der Rauschbegrenzung bereitzustellen.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Gegenstandes der Erfindung.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Dämpfungseinrichtung einen Dämpfungswiderstand und eine Dämpfungskapazität auf.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als analoges Eingangssignal ein Stromsignal bereitgestellt.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als analoges Eingangssignal ein Spannungssignal bereitgestellt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal unter Verwendung von Transkonduktanzverstärkern gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangsstromsignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal unter Verwendung von Feldeffekttransistoren und Stromspiegeleinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung;

3 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangsstromsignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal unter Verwendung von Feldeffekttransistoren gemäß der vorliegenden Erfindung;

4 eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung einer analogen Eingangsspannung in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal unter Verwendung der in 1 gezeigten Transkonduktanzverstärker;

5 eine Darstellung eines Transkonduktanzverstärkers nach dem Stand der Technik; und

6 eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal nach dem Stand der Technik.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.

Die in 1 gezeigte Schaltungsanordnung weist einen Eingangsschaltungsknoten 13 auf, dem ein analoges Eingangssignal 11 zugeführt wird. In der gezeigten Schaltungsanordnung wird das analoge Eingangssignal 11 durch eine Stromquelle 105, die zwischen dem Eingangsschaltungsknoten 13 und einer Masse 108 der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung geschaltet ist, erzeugt. Parallel zu der Stromquelle 105 liegt eine Quellenkapazität 18, die zwischen dem Eingangsschaltungsknoten 13 und der Masse 108 verbunden ist. Ein aus der Parallelschaltung der Stromquelle 105 und der Quellenkapazität 18 bestehender Stromquellenschaltkreis 104 kann beispielsweise durch eine Fotodiode 23 (2) dargestellt werden. Eine derartige Beschaltung liefert als analoges Eingangssignal 11 beispielsweise ein Eingangsstromsignal. Ein nicht-invertierender Verstärkereingang eines ersten Transkonduktanzverstärkers 14 ist mit dem Eingangsschaltungsknoten 13 verbunden. Ein invertierender Verstärkereingang des ersten Transkonduktanzverstärkers 14 ist mit Masse 108 verbunden. Ein nicht-invertierender Verstärkereingang eines zweiten Transkonduktanzverstärkers 15 ist ebenfalls mit dem Eingangsschaltungsknoten 13 verbunden. Ein Ausgang des ersten Transkonduktanzverstärkers 14 ist mit einem Dämpfungsschaltungsknoten 107 verbunden. Der Dämpfungsschaltungsknoten 107 ist mit einem invertierenden Verstärkereingang des zweiten Transkonduktanzverstärkers 15 verbunden. Zwischen dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 und dem Eingangsschaltungsknoten 13 liegt eine parasitäre Kapazität 19. Der Eingangsschaltungsknoten 13 ist mit einem invertierenden Eingang eines dritten Transkonduktanzverstärkers 16 verbunden. Ein nicht-invertierender Verstärkereingang des dritten Transkonduktanzverstärkers 16 ist mit dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 verbunden. Ein Ausgang des dritten Transkonduktanzverstärkers 16 ist mit einem Ausgangsschaltungsknoten 106 verbunden, an welchem ein analoges Ausgangsstromsignal entnommen werden kann. Ein Ausgang des zweiten Transkonduktanzverstärkers 15 ist mit dem Eingangsschaltungsknoten 13 verbunden, wobei dem Eingangsschaltungsknoten 13 ein Rückführstromsignal 17 zugeführt wird. Eine Dämpfungseinrichtung 101 ist mit dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Dämpfungsschaltung 101 aus einer Reihenschaltung eines Dämpfungswiderstands 102 und einer Dämpfungskapazität 103. Die Reihenschaltung des Dämpfungswiderstands 102 und der Dämpfungskapazität 103 ist zwischen dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 und Masse 108 verbunden. Durch die Dämpfungseinrichtung 101 kann die Filtercharakteristik der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung derart eingestellt werden, dass kein Überschwingen bei Eckfrequenzen im Übertragungsfrequenzbereich der Schaltungsanordnung auftritt.

Die in 1 gezeigte Schaltungsanordnung stellt ohne die mit dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 verbundene Dämpfungseinrichtung 101, die beispielsweise aus einem in Reihe mit einer Dämpfungskapazität 103 verbundenen Dämpfungswiderstand 102 besteht, eine Schaltungsanordnung dar, die ein Frequenzübertragungsverhalten entsprechend eines Tiefpasses zweiter Ordnung aufweist. Dabei ist die Dämpfung meist so gering, dass ein Überschwingen im Übertragungsfrequenzbereich bei Eckfrequenzen auftritt. Die erfindungsgemäße, mit dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 verbundene Dämpfungseinrichtung 101 verhindert ein Überschwingen im Übertragungsfrequenzbereich, so dass ein reines Frequenzspektrum frei von Rauschpeaks, die durch ein Überschwingen herbeigeführt werden, erhalten wird.

Die Übertragungscharakteristik der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird dabei nach 1 durch die Übertragungsfaktoren 56 der Transkonduktanzverstärker 14, 15, 16 in Kombination mit den in der Schaltung vorhandenen Kapazitäten, die in 1 durch die Quellenkapazität 18 und die parasitäre Kapazität 19 dargestellt sind, bestimmt. Insbesondere bestimmt die Quellenkapazität 18 die Eckfrequenz mit.

2 zeigt eine schaltungstechnische Realisierung des Prinzips der vorliegenden Erfindung.

Die in 2 gezeigte Schaltungsanordnung weist einen mit dem Eingangsschaltungsknoten 13 verbundenen Stromquellenschaltkreis 104 auf, der aus einer Parallelschaltung einer Fotodiode 23 und einer Quellenkapazität 18 besteht. Eine auf die Fotodiode 23 einfallende Lichtstrahlung 24 führt ein analoges Eingangssignal 11 in Form eines Eingangsstroms herbei.

Das analoge Eingangssignal 11 wird dem Eingangsschaltungsknoten 13 zugeführt. Ein Gate-Anschluss eines ersten Feldeffekttransistors 21 ist mit dem Eingangsschaltungsknoten 13 verbunden. Ein Source-Anschluss des ersten Feldeffekttransistors 21 ist mit Masse 108 verbunden. Ein Drain-Anschluss des ersten Feldeffekttransistors 21 ist mit dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 verbunden, wobei zwischen dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 und dem Eingangsschaltungsknoten 13 eine parasitäre Kapazität 19 liegt. Der Dämpfungsschaltungsknoten 107 ist mit dem Gate-Anschluss eines zweiten Feldeffekttransistors 22 verbunden. Die beiden Feldeffekttransistoren 21 und 22 führen eine Funktion aus, die äquivalent zu der durch die in 1 gezeigten Transkonduktanzverstärkern 14, 15 und 16 ausgeführten Funktion ist. Der Source-Anschluss des ersten Feldeffekttransistors 21 ist mit Masse 108 verbunden. Der Source-Anschluss des zweiten Feldeffekttransistors 22 ist mit dem Eingangsschaltungsknoten 13 verbunden.

Unter Bezugnahme auf die in 1 gezeigte Schaltungsanordnung, die auf der Verwendung miteinander verkoppelter Transkonduktanzverstärker 14, 15, 16 beruht, treten bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzliche Kapazitäten auf, die auf die Verwendung von Transistoren 21, 22 zurückzuführen sind. Hierbei ist erkennbar, dass die zwischen dem Gate-Anschluß und dem Source-Anschluß des Transistors 21 auftretende Kapazität des Transistors 21 parallel zu der Quellenkapazität 18 liegt, wodurch sie zu der Quellenkapazität 18 hinzuaddiert werden kann.

Auf der anderen Seite ist erkennbar, dass die zwischen dem Gate-Anschluß und dem Source-Anschluß des Transistors 22 auftretende Kapazität des Transistors 22 parallel zu der parasitären Kapazität 19 liegt, wodurch sie zu der parasitären Kapazität 19 hinzuaddiert werden kann.

Die in 1 gezeigte Dämpfungseinrichtung 101, die aus einer Reihenschaltung eines Dämpfungswiderstands 102 und einer Dämpfungskapazität 103 besteht, ist zwischen den Dämpfungsschaltungsknoten 107 und Masse 108 verbunden. Dem Dämpfungsschaltungsknoten 107 wird über eine Energieversorgungseinheit 29 und eine Einstellstromquelle 25 ein Einstellstrom 26 zugeführt. Der Drain-Anschluss des zweiten Feldeffekttransistors 22 ist über eine Filterkapazität 214 mit der Energieversorgungseinheit 29 verbunden. Weiterhin ist der Drain-Anschluss des zweiten Feldeffekttransistors 22 über den Filterwiderstand 212 mit einer ersten Stromspiegeleinrichtung 201 verbunden. Über den Filterwiderstand 212 wird der ersten Stromspiegeleinrichtung 201 ein Stromspiegeleingangssignal 204 zugeführt. Ein dem Stromspiegeleingangssignal 204 entsprechendes Stromspiegelausgangssignal 207 wird einem Kompensationsschaltungsknoten 216 zugeführt. Von dem Kompensationsschaltungsknoten 216 wird ein Kompensationsstrom 28, der durch eine Kompensationsstromquelle 27 bereitgestellt wird, abgeleitet. Die Kompensationsstromquelle 27 ist zwischen den Kompensationsschaltungsknoten 216 und Masse 108 geschaltet. Von dem Kompensationsschaltungsknoten 216 wird ein Stromspiegeleingangssignal 205 abgeleitet, das einer zweiten Stromspiegeleinrichtung 202 zugeführt wird. Ein dem Stromspiegeleingangssignal 205 entsprechendes Stromspiegelausgangssignal 208 wird einer zweiten Tiefpassfiltereinrichtung 211 zugeführt. Eine Filterkapazität 215 ist zwischen der Energieversorgungseinheit 29 und dem Ausgang der zweiten Stromspiegeleinrichtung 202 verbunden. Ein Filterwiderstand 213 ist zwischen dem Ausgang der zweiten Stromspiegeleinrichtung 202 und dem Eingang einer dritten Stromspiegeleinrichtung 203 verbunden. Auf diese Weise wird der dritten Stromspiegeleinrichtung 203 ein tiefpassgefiltertes Stromspiegeleingangssignal 206 zugeführt. Ein dem Stromspiegeleingangssignal 206 entsprechendes Stromspiegelausgangssignal 209 wird dem Ausgangsschaltungsknoten 106 zugeführt. Am Ausgangsschaltungsknoten 106 wird das dem Stromspiegelausgangssignal 209 äquivalente analoge Ausgangsstromsignal 12 bereitgestellt. Die ersten und dritten Stromspiegeleinrichtungen 201 bzw. 203 sind mit Energieversorgungseinheiten 29 verbunden. Die zweite Stromspiegeleinrichtung 202 ist mit Masse 108 verbunden. Eine erste Tiefpassfiltereinrichtung 210 besteht aus der Filterkapazität 214 und dem Filterwiderstand 212. Eine zweite Tiefpassfiltereinrichtung 211 besteht aus der Filterkapazität 215 und dem Filterwiderstand 213. Durch die in 2 veranschaulichte Schaltungsanordnung wird eine resultierende Tiefpassfilterung nach Maßgabe der beiden Tiefpassfiltereinrichtungen 210 und 211 erzielt.

3 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals 11 in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal 12 ohne Verwendung von Tiefpassfiltereinrichtungen und Stromspiegeleinrichtungen. Die übrige Anordnung der 3 entspricht dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangsspannungssignals in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal 12, wobei dem Eingangsschaltungsknoten 13 ein zum Eingangsspannungssignal proportionales analoges Eingangsstromsignal 11 zugeführt wird. Ein Spannungsquellenschaltkreis 41 ist zwischen dem Eingangsschaltungsknoten 13 und Masse 108 verbunden. Der Spannungsquellenschaltkreis 41 wandelt ein analoges Eingangsspannungssignal in ein entsprechendes analoges Eingangsstromsignal 11 um. Die übrige Schaltungsanordnung entspricht dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Mit der in 4 gezeigten Schaltungsanordnung ist es möglich, kleine Eingangsspannungssignale in entsprechende analoge Ausgangsstromsignale 12 zu wandeln, wodurch die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Umsetzung kleiner Eingangsspannungssignale genutzt werden können.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.

11
Analoges Eingangssignal
12
Analoges Ausgangsstromsignal
13
Eingangsschaltungsknoten
14, 15, 16
Transkonduktanzverstärker
17
Rückführstromsignal
18
Quellenkapazität
19
Parasitäre Kapazität
101
Dämpfungseinrichtung
102
Dämpfungswiderstand
103
Dämpfungskapazität
104
Stromquellenschaltkreis
105
Stromquelle
106, 106'
Ausgangsschaltungsknoten
107
Dämpfungsschaltungsknoten
108
Masse
21, 22
Transistoren, Biploar-, Feldeffekt,-
23
Fotodiode
24
Lichtstrahlung
25
Einstellstromquelle
26
Einstellstrom
27
Kompensationsstromquelle
28
Kompensationsstrom
29
Energieversorgungseinheiten
201, 202, 203
Stromspiegeleinrichtungen
204, 205, 206
Stromspiegeleingangssignale
207, 208, 209
Stromspiegelausgangssignale
210, 211
Tiefpaßfiltereinrichtungen
212, 213
Filterwiderstände
214, 215
Filterkapazitäten
216
Kompensationsschaltungsknoten
41
Spannungsquellenschaltkreis
51
Nicht-invertierender Verstärkereingang
52
Invertierender Verstärkereingang
53
Analoges Eingangsspannungssignal
54
Analoges Verstärkerausgangsstromsignal
55
Verstärkerausgang
56
Übertragungsfaktor


Anspruch[de]
Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines analogen Eingangssignals (11) in ein entsprechendes analoges Ausgangsstromsignal (12) mit:

a) einem Eingangsschaltungsknoten (13) zum Eingeben des analogen Eingangssignals (11);

b) einem Ausgangsschaltungsknoten (106) zum Ausgeben des analogen Ausgangsstromsignals (12);

c) einer Transkonduktanzverstärkereinrichtung (14, 15, 16) zum Empfangen des Eingangssignals (11) und zum Erzeugen des Ausgangsstromsignals (12); und

d) einer Dämpfungseinrichtung (101; 102, 103), die mit einem Dämpfungsschaltungsknoten (107) der Transkonduktanzverstärkereinrichtung (14, 15, 16) verbunden ist, zur Verhinderung eines Überschwingens bei Eckfrequenzen im Übertragungsfrequenzbereich,

e) wobei zwischen den Dämpfungsschaltungsknoten (107) und den Eingangsschaltungsknoten (13) eine parasitäre Kapazität (19) geschaltet ist, durch welche in Kombination mit einem Übertragungsfaktor (56) der Transkonduktanzverstärkereinrichtung (14, 15, 16) und einer Quellenkapazität (18), die zwischen den Eingangsschaltungsknoten (13) und Masse (108) geschaltet ist, die Übertragungscharakteristik der Schaltungsanordnung bestimmt ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (101) einen Dämpfungswiderstand (102) und eine Dämpfungskapazität (103) aufweist, welche von dem Dämpfungsschaltungsknoten (107) nach Masse geschaltet sind. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das analoge Eingangssignal (11) ein Stromsignal ist. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompensationsstromquelle (27) zum Kompensieren eines Gleichanteils in dem analogen Eingangssignal (11) vorgesehen ist. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellstromquelle (25) zum Zuführen eines Einstellstroms zu dem Dämpfungsschaltungsknoten (107) vorgesehen ist. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das analoge Eingangssignal (11) ein Spannungssignal ist.






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