Signalübertragungseinrichtung zu einem anderen, typischer- weise entfernten Ort zu übertragen ist, an dem das Signal beispielsweise durch Verstärkung weiterzuverarbeiten ist.

Es gibt in der Elektrotechnik viele Anwendungsfälle, bei denen ein von einer hochohmigen Signalquelle stammendes Signal zunächst über eine Signalstrecke oder Signal- übertragungseinrichtung übertragen werden muß, bevor eine Weiterverarbeitung des Signals möglich ist. Diese Problematik tritt immer dann auf, wenn auf der Seite der Signalquelle bzw. des Sensors nicht genügend Platz für die Anordnung eines Verstärkers direkt an der Quelle zur Verfügung steht.

Diese Problematik soll im folgenden am Beispiel eines elektronischen Bildsensors verdeutlicht werden, wobei jedoch hervorgehoben sein soll, daß der Begriff"Sensor"im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung nicht auf Bildsensoren beschränkt ist, sondern alle Arten von Signalquellen ein- schließt.

Die typische Beschaltung eines Bildsensors ist in Figur 3 gezeigt, in der mit dem Bezugszeichen S ein hochohmiger Sensor bezeichnet ist. Im Beispielsfall kann es sich um ein Sensorpixel aus einem Bildsensorarray handeln. Der Sensor S kann auch eine übliche Ansteuerung, eine Sample-Hold-Stufe oder ähnliche Schaltungsstrukturen umfassen, die den die erfaßte Lichtmenge eines Sensors darstellenden Ladungswert in einen Spannungswert abbildet, der an einem typischerweise

hochohmigen Ausgang des Sensors anliegt. Mit dem Sen- sorausgang ist ein erster Transistor T in Source-Folger- Schaltung verbunden, dessen Source mit einer Seite einer Signalübertragungseinrichtung B verbunden ist, welche beispielsweise aus einer Leitung, Multiplexern oder allgemein aus einer Strecke besteht, die zu einer noch zu diskutierenden externen Verstärkerschaltung führt. Auf der anderen Seite ist die Signalübertragungseinrichtung B an eine ausgangsseitige Verstärkerschaltung V angeschlossen, die das Signal hochohmig abgreift und es typischerweise an einen Analog-digital-Umsetzer weiterleitet. Mit dem Bezugszeichen R sei der Arbeitswiderstand des Source-Folgers bezeichnet, der die Verstärkerschaltung bildet.

Im Falle eines elektronischen Bildsensors befinden sich der Sensor S (gegebenenfalls mit zugehöriger Ansteuerung, Sample- Hold-Stufe) sowie der erste Transistor T innerhalb des Bildsensorarrays, während der Arbeitswiderstand R und der Verstärker V sich am Rande des Arrays befinden. In diesem Fall ist die Signalübertragungseinrichtung B ein Bus, der beispielsweise alle Pixel einer Spalte auf einen gemeinsamen Block mit Verstärker V und Arbeitswiderstand R zusammenführt.

Wegen der zu geringen zur Verfügung stehenden Fläche eines Pixels innerhalb eines Bildsensorarrays kann der erste Transistor T nicht als komplexer Verstärker ausgeführt. werden, sondern nur als einfacher Source-Folger.

Ein erstes Problem bei dieser bekannten Bildsensorschaltung liegt in der Gate-Source-Spannung des ersten Transistors T begründet. Diese streut zwischen den verschiedenen Transistoren innerhalb des Bildsensorarrays und ist temperaturabhängig. Außerdem ist sie arbeitspunktabhängig, d. h. sie hängt vom Drainstrom des Transistors und von der Source-Bulk-Spannung ab. Wegen dieser Fehlergrößen bzw. der durch diese bedingten Offset-Spannungen kann die eigentliche Ausgangsspannung des Sensors S nur ungenau am Ausgang der Sensorschaltung abgebildet werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensorschaltung mit einem Sensor und einer Signalübertragungseinrichtung zwischen dem Sensor und einer entfernt von dem Sensor angeordneten Signalverarbeitungseinheit zu schaffen, welche trotz einfacher Schaltungstechnik mit erhöhter Genauigkeit arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch eine Sensorschaltung nach Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung schafft eine Sensorschaltung mit einem Sensor, dessen Ausgang mit einem ersten Transistor verbunden ist. Ein zweiter Transistor, der mit dem ersten Transistor. als Differenztransistorpaar verschaltet ist, liegt innerhalb einer Signalverarbeitungseinheit von dem Sensor entfernt, wobei die Signalverarbeitungseinheit mit dem Sensor über eine Signalübertragungseinrichtung verbunden ist, die einerseits mit dem ersten Transistor in Wirkverbindung steht und andererseits mit dem in der Signalverarbeitungseinheit angeordneten zweiten Transistor in Wirkverbindung steht.

Wie nachfolgend erläutert wird, kann der Erfindungsvorschlag als Übertragung eines aus dem Bereich der Ope- rationsverstärkertechnik bekannten Schaltungskonzeptes auf eine Sensorschaltung verstanden werden, wobei jedoch das Differenztransistorpaar beim Gegenstand der vorliegenden Anmeldung nicht die bei Operationsverstärkern übliche Eingangsstufe bildet, sondern die beiden entfernt voneinander angeordneten Transistoren auf beiden Seiten der Signal- übertragungsstrecke bzw. Signalübertragungseinrichtung.

Zur besseren Verdeutlichung dieses Schaltungskonzeptes sei unter Bezugnahme auf Figur 2 daher zunächst die im Bereich der Operationsverstärkertechnik übliche interne Verschaltung eines Operationsverstärkers erläutert, der in Figur 2 in

einer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen OPV bezeichnet ist und einen positiven Eingang INP, einen negativen Eingang INN und ein Differenztransistorpaar TP1, TP2 umfaßt, die mit ihren Sources miteinander sowie mit einem gemeinsamen Arbeits- widerstand oder einer Stromquelle Il verbunden sind, die ihrerseits mit einem Bezugspotential verbunden ist. Die Gate- Elektrode des ersten Transistors TPl ist mit dem positiven Eingang INP verbunden, während die Gate-Elektrode des zweiten Transistors TN1 mit dem negativen Eingang INN verbunden ist.

Die Drains der beiden Transistoren TP1, TN1 sind mit den Eingängen einer üblichen Operationsverstärker-Innenschaltung IS verbunden, deren Ausgang den Schaltungsausgang Al bildet, welcher wiederum mit dem negativen Eingang INN verbunden ist, wodurch der Operationsverstärker als Spannungsfolger mit einer Verstärkung V = 1 verschaltet ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er- findung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bildsensorschaltung ; Figur 2 den bereits erläuterten, aus dem Stand der Technik bekannten Operationsverstärker ; und Figur 3 die bereits erläuterte, bekannte Bildsensorschal- tung.

Wie in Figur 1 gezeigt ist, umfaßt die Sensorschaltung wiederum einen Sensor S, der ein Bildsensorpixel eines Bildsensorarrays mit zugehöriger Ansteuerschaltung und Sample-Hold-Schaltung umfaßt. Dieser hochohmige Sensor ist ausgangsseitig mit einem ersten n-Kanal-MOS-Feldeffekt- transistor 1 derart verbunden, daß die Sensorausgangsspannung am Gate des n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistors T anliegt.

Dessen Source ist mit einer Seite einer

Signalübertragungseinrichtung B verbunden, die durch die Leitungen und Multiplexer innerhalb des Bildsensorarrays gebildet wird. Die Signalübertragungseinrichtung ist ausgangsseitig mit einer gegen ein Bezugsspannungspotential geschalteten Stromquelle I sowie einem Kompensations- widerstand RK verbunden, dessen Widerstandswert an den Innenwiderstand der Signalübertragungseinrichtung angepaßt ist. Der Kompensationswiderstand ist mit seinem anderen Anschluß mit der Source eines zweiten n-Kanal-MOS-Feld- effekttransistors TN verbunden, der zusammen mit dem ersten Transistor T ein Differenztransistorpaar bildet. Die beiden Transistoren T, TN weisen vorzugsweise identische elektrische Charakteristika auf, so daß sich deren Gate-Source-Spannungen gegenseitig aufheben.

Da der Spannungsabfall über die Signalübertragungseinrichtung B von dem Spannungsabfall über den Kompensationswiderstand RK kompensiert wird, erscheint die vom Sensor abgegebene Aus- gangsspannung fehlerarm am Schaltungsausgang A. Vorzugsweise liegt ein als Spannungsfolger geschalteter Operationsver- stärker V mit seinem Eingang am Drain des zweiten Transistors TN, wobei der Ausgang A der Sensorschaltung mit dem Gate des zweiten Transitors TN verbunden ist.

Es sei angemerkt, daß das Konzept der Erfindung darin gesehen wird, den mit dem Ausgang des Sensors verbundenen ersten Transistor T und den ausgangsseitigen Verstärkungstransistor TN als Differenztransistorpaar zu verschalten, indem diese Transistoren mit den beiden Seiten der Signalübertra- gungseinrichtung B in Wirkverbindung stehen, so daß es bei Betrieb des Differenztransistorpaars T, TN im gleichen Arbeitspunkt zu einer Kompensation der Gate-Source-Spannungen dieser Transistoren und somit zu einer korrekten Spannungsabbildung der Sensorspannung am Ausgang der Sensorschaltung kommt.

Hierbei ist die Art der dem zweiten Transistor folgenden

ausgangsseitigen Verstärkerschaltung unmaßgeblich. Es ist daher denkbar, anstelle des beschriebenen ausgangsseitigen, als Spannungsfolger geschalteten Operationsverstärkers einen beliebigen anderen Verstärker zu verwenden. Auch kann ein Spannungsteiler zwischen dem Schaltungsausgang A und dem Gate des zweiten Transistors TN vorgesehen werden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wurden für beide Transistoren n-Kanal-MOS-FETs verwendet. Natürlich können auch p-Kanal-MOS-FETs oder Transistoren anderer Technologien, wie beispielsweise Bipolartransistoren, verwendet werden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Sensor aus einem Bildsensorpixel innerhalb eines Bildsensorarrays mit zugehöriger Ansteuerschaltung und Sample-Hold-Stufe. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für andere Sensoren, die örtlich beabstandet von einer Signalverarbeitungseinheit angeordnet werden müssen und findet immer dann bevorzugte Anwendung, wenn es sich bei dem Sensor um einen Sensor mit hochohmigen Ausgang handelt. Als Sensor im Sinne der An- meldung seien auch andere Signalquellen zu verstehen.

Die Anordnung der Quellen ist dabei nicht auf zweidi- mensionale Arrays beschränkt, sondern kann z. B. auch als Zeile oder Einzelelement ausgeführt sein oder allgemein N- dimensional sein. Das Konzept der Erfindung eignet sich für beliebige geordnete oder ungeordnete Ansammlungen von Quellen.

Bei elektronischen Bildsensoren befinden sich meist die Elemente der Sensorschaltung auf einem Mikrochip. Das erfindungsgemäße Konzept kann jedoch auch auf Schaltungen angewendet werden, bei denen die Baugruppen beliebig verteilt sind.