BOEHME ROLF (DE)
GLEIM GUENTER (DE)
ROESCH ELKE (DE)
TELEFUNKEN ELECTRONIC GMBH (DE)
| US4074146A | 1978-02-14 | |||
| CH659156A5 | 1986-12-31 | |||
| US3956638A | 1976-05-11 | |||
| US3986101A | 1976-10-12 | |||
| US4618779A | 1986-10-21 |
| 1. | E§£SD£äDSE£Ü£l2§ Elektrischer Schaltkreis mit mehreren Stromspannungswand¬ lern (Wr, W1, ..., Wn), deren Parameter in annähernd glei¬ cher Weise von äußeren Einflußgrößen abhängen, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß einer der Stromspannungswandler als Referenzstromspannungswandler (Wr) vorgesehen ist, daß dessen Übertragungswiderstand mit einem Referenzwiderstand (Rref) verglichen wird und daß aus dem Vergleich ein Kriterium zur Einstellung des übei— tragungswiderstandes aller Stromspannungswandler (Wr, W1, ..., Wn) abgleitet wird. |
| 2. | Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Eingang einer ersten Stromquelle (Iq) über den Referenzwiderstand (Rref) auf Masse liegt, daß am zweiten Eingang der ersten Strom¬ quelle (Iq) und am ersten Eingang eines Vergleichers (VD eine Referenzspannung (Uref) liegt, daß der Ausgang der ersten Stromquelle (Iq) mit dem Eingang des Referenzstrom spannungswand Lers (Wr) verbunden ist, daß der Ausgang des Referenzst romspannungswandlers (Wr) mit dem zweiten Ein¬ gang des Vergleichers (VD verbunden ist und daß der Aus¬ gang des Vergleichers (VD mit den Steuereingängen aller Stromspannungswandler (Wr, W. |
| 3. | , ..., Wn) verbunden ist. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z 'e i c h n e t, daß der eine Pol einer Refe¬ renzspannungsquelle (Uref) und mit dem ersten Eingang ei¬ nes Vergleichers (VD und über den Referenzw derstand (Rref) mit dem Eingang des Referenzstromspannungswandlers (Wr) verbunden ist, daß der Ausgang des Referenzstromspan¬ nungswandlers (Wr) mit dem zweiten Eingang des Verglei _ chers (VD verbunden ist und daß der Ausgang des Verglei¬ chers (VD mit den Steuereingängen aller Stromspannungs¬ wandler (Wr, W1, ...,.Wn) verbunden ist. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Eingang eines ersten Differenzverstärkers (Vd) über den Referenzwider¬ stand (Rref) auf Masse Liegt, daß am zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) die Referenzspannung (Uref) liegt, daß der Ausgang des ersten Differenzverstär¬ kers (Vd) eine zweite und eine dritte Stromquelle (Iq1, Iq2) ansteuert und daß eine der beiden Stromquellen den Strom für den Referenzstromspannungswandler (Wr) liefert. Elektrischer SchaLtkreis nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) über den Referenzwider¬ stand (Rref> auf Masse liegt, daß am zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) die Referenzspannung (Uref) liegt, daß der Ausgang des ersten Di fferenzverstäi— kers (Vd) mit der Basis eines ersten und zweiten Transi¬ stors (T1, T2) verbunden ist, daß der Emitter des ersten und zweiten Transistors (T1, T2) über e einen Widerstand (R1, R2) an einer ersten Versorgungsspannung (UbD liegt, daß der Kollektor des ersten Transistors (T1) mit dem ei— sten Eingang des ersten Differenzverstärkers (Vd) verbun¬ den ist und daß der Kollektor des zweiten Transistors (T2) mit dem Eingang des Referenzstromspannungswandlers (Wr) verbunden ist. Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 4 oder 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ströme der Stromquellen (Iq1, Iq2) oder des ersten und zweiten Transi¬ stors (T1, T2) gleich groß gewählt sind. |
| 4. | 7 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 4 oder 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Strom (Iref) am Eingang des Referenzstromspannungswandlers (Wr) kleiner als der durch den Referenzwiderstand (Rref) flie¬ ßende Strom gwählt ist. |
| 5. | 8 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vergleicher (VD eine dritte Stromquelle (Iv) enthält, die von der zugeführten Refe enzspannung (Uref) gesteuert w rd. |
| 6. | 9 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vergleicher (VD eine asymmetrische Differenzstufe mit einem dritten und vierten Transistor (T3, T4) enthält, .daß die Basen des dritten und vierten Transistors (T3, T4) den zweiten Eingang des Ver¬ gleichers (1) bilden, daß die Emitter des dritten und vier¬ ten Transistors (T3, T4) mit der dritten Stromquelle (Iv) verbunden sind, wobei dem Emitter des dritten oder vierten Transistors (T3) ein Widerstand (R3) vorgeschaltet ist, und daß die Kollektoren des dritten und vierten Transi¬ stors (T3, T4) mit dem Eingang (E) und dem Ausgang (A) ei¬ nes Stromspiege Ls (Ssp) verbunden sind. |
| 7. | 10 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dritte Stromquelle (Iv) derart aufgebaut ist, daß der eine Pol der Referenz¬ spannungsquelle (Uref) mit dem ni chti nverti erenden Eingang eines zweiten Differenzverstärkers (V2) ^verbunden ist, daß der invertierende Eingang des zweiten Di fferenzverstärkers (V2) mit dem Emitter eines fünften Transistors (T5) und über einen vierten Widerstand (Rref2) mit dem anderen Pol der Referenzspannungsquelle (Uref) verbunden ist, der auf Masse liegt, daß die Basis des fünften Transistors (T5) mit dem Ausgang des zweiten Differenzverstärkers (V2) ver „1 ,2 bunden ist und daß der Kollektor des fünften Transistors (T5) den Ausgang der dritten Stromquelle (Iv) darstellt. |
| 8. | 11 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dritte Stromquelle (Iv) derart aufgebaut st, daß die Referenzspannungsquelle (Uref) mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Diffe¬ renzverstärkers (V2) verbunden ist, daß der ni chti nverti e rende Eingang des zweiten Differenzverstärkers (V2) mit dem Kollektor eines fünften Transistors (T5) und über ei¬ nen vierten Widerstand (Rref2) mit dem anderen Pol der Re ferenzspannungsque l Le (Uref) verbunden ist, daß die Basis des fünften Transistors (T5) mit dem Ausgang des zweiten Differenzverstärkers (V2) verbunden ist und daß der Emit¬ ter des fünften Transistors (T5) den Ausgang (Ai) der drit¬ ten Stromquelle (Iv) darstellt. |
| 9. | 12 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dritte Stromquelle (Iv) derart aufgebaut ist, daß der eine Pol der Referenz¬ spannungquelle (Uref) mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Differenzverstärkers (V2) verbunden ist, dessen ni chtinvertierender Eingang mit dem Kollektor eines fünf¬ ten Transistors (T5) und über einen vierten Widerstand (Rref2) mit dem anderen Pol der Referenzspannungsquelle (Uref) verbunden ist, daß der Ausgang des zweiten Diffe¬ renzverstärkers (V2) mit der Basis des fünften Transistors (T5) und eines sechsten Transistors (T6) verbunden ist, daß der Emitter des fünften Transistors (T5) über einen fünften Widerstand (R5) und der Emitter des sechsten Tran¬ sistors (T6) über einen sechsten Widerstand "CR6)~ mit einer zweiten Versorgungsspannungsquelle (Ub2) verbunden ist und daß der Kollektor des sechsten Transistors (T6) den Aus¬ gang (Aj) der dritten Stromquelle (Iv) darstellt. |
| 10. | 13 Elektrischer Schaltkreis nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder Stromspannungswandler (Wr, W1, ..., Wn) aus einer Eingangsstufe (Wai), einer Ausgangsstu¬ fe (Wci) und einer zwischen Eingangsstufe (Wai) und Aus¬ gangsstufe (Wci) liegenden Steuerstufe (Wbi) aufgebaut ist. |
| 11. | 14 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Ausgang der Ein¬ gangsstufe (Wai) mit der Basis eines siebten Transistors (T7) verbunden ist, dessen Kollektor mit dem ersten Ein¬ gang der Ausgangsstufe (Wci) verbunden ist, daß der zweite Ausgang der Eingangsstufe (Wai) mit der Basis eines achten Transistors (T8) verbunden ist, dessen Kollektor mit dem zweiten Eingang der Ausgangsstufe (Wci) verbunden ist, daß d e miteinander verbundenen Emitter des siebten und achten Transistors (T7, T8) mit dem einen Pol einer steuerbaren Stromquelle (Ibi) verbunden sind und daß der siebte und achte Transistor (T7, T8) sowie die steuerbare Stromquelle (Ibi) die Steuerstufe (Wbi) bilden. |
| 12. | 15 ELektrischer Schaltkreis nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere Steuerstufen (Wbi) zueinander parallel geschaltet sind, daß für jeden Transistor (T71, T72, ... T81, T82, ...) ein Emitterwider¬ stand (R71, R72, ..., R81, R82, ...) vorgesehen ist und daß jede steuerbare Stromquelle (Ibi, Ib2, ...) mittels ei¬ nes steuerbaren Schalters (S1, S2, ...) an die Emitterwi¬ derstände (R71, R72, ..., R81, R82, ...) anschaltbar ist. |
| 13. | 16 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ströme der steuerba¬ ren Stromquellen (Ib1, Ib2, ... ) gemäß einer Poteπzreihe ur Basis 2 gewählt sind. |
| 14. | 17 Elektrischer Schaltkreis nach Anspruch 15 oder 16, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flächen der Transistoren (T71, T72, ..., T81, T82, ... ) im Ver¬ hältnis der Ströme der Stromquellen (Ib1, Ib2, ... ) ge¬ staffelt sind. |
Elektrischer Schaltkreis
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltkreis mit mehre¬ ren Strom-Spanπungs-Wandlern, deren Parameter in annähernd glei¬ cher Weise von äußeren Einflußgrößen abhängen.
Der Übertragungswiderstand eines Strom-Spannungs-Wandlers, im weiteren Verlauf kurz IU-Wandler genannt, hängt von der Tempera¬ tur und anderen Ein lußgrößen ab. Einerseits ist die Temperatur¬ abhängigkeit in integrierten Schaltungen wegen der starken Ände¬ rungen diffundierter oder implantierter Widerstände besonders stark ausgeprägt. Andererseits ist es häufig notwendig, eine ho¬ he Stabilität des Übertragungswiderstandes eines IU-Wandlers zu gewährleisten. Dies trifft z.B. für die integrierten Schaltkrei¬ se eines CD-Spielers für Fahrzeuge zu, die in einem Temperatur¬ bereich von -20 bis +70 Celsius arbeitsfähig und sehr stabil se n müssen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, in einem elektrischen Schaltkreis mit mehreren IU-Wandlern eine Drift des übertra- gungswiderstandes zu unterdrücken.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß einer der IU-Wand- ler als Referenz-IU-Wand ler vorgesehen ist, daß dessen Übertra¬ gungswiderstand mit dem Wert eines Referenzwiderstandes vergli¬ chen wird und daß aus dem Vergleich ein Kriterium zur Einstel¬ lung des Übertragungswiderstandes aller IU-Wandler abgeleitet wi rd.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen erläu¬ tert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbe sp el der Erfindung;
Figur 2 eine einfache Art der Erzeugung des Referenzstromes;
Figur 3 die Erzeugung des Referenzstromes mittels synchroner Stro quel len;
Figur 4 die Symmetr erung der Re erenzspannung;
Figur 5a die Stromerzeugung für die Symmetrierung;
Figur 5b die Stromerzeugung mit Richtungsumkehr für die Sy me- trierung;
Figur 6 die Zerlegung des IU-Wandlers in eine Eingangsstufe, eine Steuerstύfe und eine Ausgangsstufe;
Figur 7 einen IU-Wandler mit diskret gesteuertem Übertragungs¬ widerstand.
Ein integrierter Schaltkreis enthält nach Figur 1 mehrere, min¬ destens aber zwei IU-Wandler Wr, W1 , ..., Wn. Jeder IU-Wandler besitzt einen stromempfindlichen, vorzugsweise ni ederoh i gen Eingang, einen spannungsführenden Ausgang und einen Steuerein¬ gang. Einer der IU-Wandler ist als Referenz-IU-Wand ler Wr vorge¬ sehen. In einer Referenzstromquelle Iq wird mittels einer Refe¬ renzspannungsquelle Uref und eines Referenzwiderstandes Rref ein Re erenzs rom Iref erzeugt, der dem Eingang des Referenz- IU-Wandlers Wr zugeführt wird. Der erste Eingang eines Verglei¬ chers V1 ist mit dem Ausgang des Referenz-IU-Wandlers Wr und der zweite Eingang mit der Referenzspannungsquelle Uref verbun¬ den. Die Steuereingänge aller IU-Wandler Wr, Wl, ..., Wn sind mit dem Ausgang des Vergleichers V1 verbunden.
In der Referenzstro que l Le Iq wird der Refereπzstrom Iref = K1 * Uref / Rref erzeugt, wobei K1 ein konstanter Faktor ist. Der Referenz-IU-Wandler Wr bildet aus dem einfließenden Referenz¬ strom Iref die Ausgangsspannung Ur = Iref * Rr, wobei Rr der Übertragungswiderstand des Referenz-IU-Wand lers Wr ist. Der Ver¬ gleicher V1 bildet zumindest näherungsweise das Ausgangssignal Sa = V * (Ur - K2 * Uref), wobei K2 ein konstanter Faktor und V die Verstärkung ist. Bei einem stabilen System wird mit hinrei¬ chend großer Verstärkung Ur - K2 * Uref = 0. Mit den oben ge¬ nannten Beziehungen ergibt sich dadurch Rr = Rref * K2 / K1. In¬ dem durch das Steuersignal Sa der Referenz-IU-Wand Ler Wr den Übertragungswiderstand Rr = Rref * K2 / K1 annimmt, werden alle weiteren IU-Wandler W1 bis Wn, soweit sie die gleichen Eigen¬ schaften wie der Referenz-IU-Wandler Wr haben, auf den gleichen Übertragungswiderstand R1 = R2 = ... Rn = Rr eingestellt. Die Voraussetzung der Gleichartigkeit aller IU-Wandler bezüglich der Abhängigkeit einzelner Parameter von äußeren Einflußgrößen läßt sich innerhalb e nes integrierten Schaltkreises durch gleichartigen Aufbau, enge Nachbarschaft und geringen Tempera¬ turgradienten verhältnismäßig gut erfüllen. Auf die Stabilität der Referenzspannung Uref kommt es nicht an, da sie nicht in die Abgleichbedingung eingeht.
In Figur 2 ist dargestellt, wie der Referenzstrom Iref auf ein¬ fache Weise erzeugt werden kann. Der Referenz iderstand Rref liegt zwischen der Referenzspannungsquelle Uref und dem Eingang des Referenz-IU-Wand lers Wr. Bei dieser Anordnung muß das Poten¬ tial am Eingang des Referenz-IU-Wandlers Wr gleich dem Potenti¬ al der Massek lemme sein. Wenn der Referenzwiderstand Rref ex¬ tern angeschlossen ist, sind am integrierten Schaltkreis zwei Anschlüsse erforderlich.
Vorteilhafter ist die in Figur 3 dargestellte Anordnung. Ein Differenzverstärker Vd steuert zwei Stromquellen Iq1 und Iq2, die hier in Form zweier Transistoren T1 und T2 mit Emitterwider¬ ständen R1 und R2 dargestellt sind. Der Ausgang des Differenz¬ verstärkers Vd ist mit den Basen der Transistoren T1 und T2 ver¬ bunden. Die Emitterwiderstände R1 und R2 führen zu einer gemein¬ samen Versorgungsspannungsque l le Ub1. Der Kollektor des ersten Transistors T1, der dem Ausgang der ersten Stromquelle Iq1 ent¬ spricht, ist mit dem Referenzwiderstand Rref und der ersten Ein¬ gangsklemme des Differenzverstärkers Vd verbunden. Der Kollek¬ tor des zweiten , Transistors T2, der dem Ausgang der zweiten Stromquelle Iq2 entspricht, ist mit dem Eingang des Referenz- IU-Wandlers Wr verbunden.
Für hinreichend hohe Verstärkung des Di ferenzverstärkers Vd muß der Spannungsab all am Referenzwiderstand Rref gleich der Referenzspannung Uref seini Der dazu notwendige Strom wird von der ersten Stromquelle Iq1 geliefert. Der Strom Iref zum Ein¬ gang des Referenz-IU-Wand Lers Wr wird von der zweiten Stromquel¬ le Iq2 geliefert« Die Stromquellen Iq1 und Iq2 können so dimen¬ sioniert sein, daß ihre Ströme untereinander gleich sind oder daß, was bei emp indl chen IU-Wandlern vorteilhaft ist, der- Stro Iref einen Bruchteil K1 des Stromes durch den Referenzwi¬ derstand Rref beträgt.
Durch die Verwendung eines externen Referenzw derstandes kann eine wesentlich bessere Stabil sierung als mit einem chipinter-
nen Widerstand erreicht werden. Darüberhinaus besteht die Mög¬ lichkeit, Exemplarstreuungen der die IU-Wandler speisenden Si¬ gnalquellen durch Anpassung des Referenzwiderstandes auszuglei¬ chen.
In einer bipolar integrierten Schaltung bevorzugt man symmetri¬ sche Signale. Der Re erenz-IU-Wandlers Wr liefert das Ausgangs¬ signal Ur an zwei Ansc lußklemmen mit entgegengesetzter Polari¬ tät, wobei die GLei chtaktSpannung beider Ausgangsklemmen von der Temperatur oder anderen Einflußfaktoren abhängen kann. So¬ mit muß ein Vergleich des symmetrischen Ausgangssignales Ur des Re erenz-IU-Wand lers Wr mit der unsymmet ischen Referenzspan¬ nung Uref durchgeführt werden. Dies kann nach Figur 4 durch ei¬ ne Di fferenzεtufe aus zwei Transistoren T3 und T4 erfolgen, die von einer Stromquelle Iv gespe st wird, wobei die Stromquelle Iv von der Referenzspannung Uref abhängt. Einem der beiden Tran¬ sistoren ist ein Emitterw derstand R3 vorgeschaltet. Die Basen der Transistoren T3 und T4 sind mit den Ausgangsklemmen des Re- ferenz-IU-Wandlers Wr verbunden. Die Kollektoren der Transisto¬ ren T3 und T4 sind mit einem Stromspiegel Ssp verbunden. Am Aus¬ gang A des Stromspiegels Ssp wird ein Signal Uv entnommen, das z.B. durch einen Ausgangsverstärker in ein Steuersignal Sr umge¬ formt wird. Die Funktion dieses Teiles des Vergleichers V1 er¬ gibt sich daraus, daß bei einem Spiege Ifaktor eins des Strom¬ spiegels Ssp und im abgeglichenen Zustand der Rege Isch Lei fe durch die beiden Zweige mit den Transistoren T1 und T2 jeweils gleiche Ströme Iv/2 fließen und daß somit die Spannung Ur gleich dem Spannungsabfall Ur3 über dem Widerstand R3 sein muß.
Der Strom Iv wird nach Figur 5 - " mittels der Referenzspannung Uref gebildet. In Figur- 5a i st ~~ ei n ~ Di ~ fferenzverstärker V2 vorge¬ sehen, dessen erster Eingang mit dem einen Pol der Referenzspan- nungsquelle Uref, dessen zweiter Eingang mit dem einen Anschluß eines Referenzwiderstandes Rref2 und dessen Ausgang mit der Ba¬ sis eines Stromquellentransistors T5 verbunden ist. Der Emitter des Stromquel Lent ransistors T5 ist mit dem zweiten Eingang des
D fferenzverstärkers V2 verbunden. Der andere Pol der Referenz¬ spannungsquelle Uref und der andere Anschluß des Referenzw der¬ standes Rref2 liegen auf Masse oder an einem Bezugspunkt.
Mit hinreichend hoher Verstärkung des Differenzverstärkers V2 wird der Spannungsabfall am Referenzwiderstand Rref2 gleich der Referenzspannung Uref. Der am Kollektor des Stromquellentransi¬ stors T5 entnehmbare Strom entspricht dann bis auf den geringen Basisstrom dem Strom durch den Referenzw derstand Rref2. Bei hö¬ heren Anforderungen kann der Stromquellentransistor T5 durch ei¬ ne Darlington-Schaltung aus zwei Transistoren ersetzt werden. Ist z.B. R3 = 2 * Rref2, so wird wegen der Halbierung des Stro¬ mes Iv der Spannungsab all über R3 gleich der Referenzspannung Uref. Je nach dem Widerstandsverhältnis kann die H lfsspannung Ur3 = Ur beleibig gewählt werden. Eine gleichsinnige Änderung der Widerstände Rref2 und R3 läßt die Spannung Ur unverändert, weil es nur auf -das Widerstandsverhältnis R3 / Rref2 ankommt. Dadurch läßt sich eine sehr geringe Temperaturabhängigkeit der integrierten Schaltung erzielen.
Die Schaltung aus Figur 5b unterscheidet sich von der Schaltung aus Figur 5a in der Anordnung des StromquelLentrans stors T5, dessen Kollektor hier mit dem zweiten Eingang des Differenzver¬ stärkers V2 verbunden ist, während der Emitter den Stromquel Len- ausgang Ai darstellt. Während in Figur 5a der zweite Eingang des Dif erenzverstärkers V2 vom invertierenden Typ ist, muß er in Figur 5b ni chtinvertierend sein. In Figur 5b ist weiter dai— gestellt, wie eine Stromquelle umgekehrter Richtung gebildet werden kann. Dazu wird ein Widerstand R5 zwischen den Ausgang Ai _und einer _Versorgungssj3annungsquelle Ub2 ge^cha ltet._ Die Ba¬ s e ls eines weiteren Transistors T6 wird an den Ausgang des Diffe¬ renzverstärkers V2 angeschlossen. Zwischen der Versorgungsspan- nungsquelle Ub2 und dem Emitter des Transistors T6 liegt ein Wi¬ derstand R6. Der Ausgangsstrom Iv umgekehrter Richtung wird am Kollektor des Transistors T6 entnommen, der als Ausgang Aj be¬ zeichnet ist.
Die Aufgabe, mehrere IU-Wandler zu stabilisieren, dabei aber verschiedene Übertragungswiderstände aufrechtzuerhalten, kann ebenfalls mit den erfindungsgemäßen Mitteln ausgeführt werden. Dazu ist nach Figur 6 vorgesehen, innerhalb des IU-Wandlers ei¬ ne als steuerbares Organ wirkende Differenzstufe mit bipolaren Transistoren T7 und T8 zu verwenden. Der i-te IU-Wandler ist aus einer Eingangsstufe Wai, einer Differenzstufe Wbi und einer Ausgangsstufe Wci aufgebaut. Die Eingangsstufe Wai wandelt den Eingangsstrom Ii in eine Spannung Uai. Die zwischen der Ein¬ gangsstufe Wai und der Ausgangsstufe Wci liegende Differenzstu¬ fe Wbi ist aus bipolaren Transistoren T7 und T8 aufgebaut, deren Basen am Ausgang der Eingangsstufe Wai angeschlossen sind, deren Emitter mit einer Sromquelle Ibi verbunden sind und deren Kollektoren mit den Eingängen der Ausgangsstufe Wci ver¬ bunden sind. Die Ausgangsstufe Wci bildet aus den Ko L Lektorströ¬ men der Differenzstufe Wbi die Ausgangsspannung Ui.
Die Wirkungsweise beruht darauf, daß die Steilheit der Diffe¬ renzstufe und damit ihre Verstärkung proportional zum Strom der Stromquelle Ibi ist. Um zu erreichen, daß der i-te Wandler Wi den K-fachen Übertragungswiderstand gegenüber dem Referenz-IU- Wandler Wr hat, muß der Strom Ibi den K-fachen Wert des Stromes Ibr des Referenz-IU-Wandlers Wr annehmen. Die scha Itungstechni- schen ittel dazu sind bekannt und brauchen deshalb hier nicht dargelegt zu werden. Die Möglichkeit, den Faktor K variabel und damit steuerbar zu gestalten, ist dabei eingeschlossen.
Eine Möglichkeit, den Übertragungswiderstand diskret steuerbar und damit programmierbar zu machen, ist in Figur 7 dargestellt. Mehrere Differenzstufen aus bipolaren Transistoren T71,. T81; T72, T82; T73, T83; ... sind eingangsseiti g am Eingangsteil Wai und ausgangsseitig am Ausgangsteil Wci angeschlossen. Sie wei— den von Stromquellen Ib1, Ib2, Ib3 ... gespeist, die durch steuerbare Schalter S1, S2, S3 ... zu- und abgeschaltet werden können. Wenn für die Transistoren T71 , T81; T72, T82; T73, T83; ... der Differenzstufen Emitterwiderstände R71, R81; R72, R82;
R73, R83; ... vorgesehen werden, werden die Linearität und ande¬ re Eigenschaften verbessert.
Die Steilheit des Mittelteiles Wbi ergibt sich aus der Summe der Steilheiten der eingeschalteten Differenzstufen. Die Steil¬ heit kann infolgedessen über die steuerbaren Schalter K1 , K2, K3, ... in Stufen verändert werden. Besonders vorte lhaft ist es, die Ströme Ib1, Ib2, Ib3, ... gemäß einer Folge von Poten¬ zen zur Basis 2 zu wählen. Falls Emitterwiderstände vorgesehen sind, müssen deren Werte invers zugeordnet werden. Darüberhin- aus empfiehlt es sich, die Flächen der Transistoren T71, T81; T72, T82; ... ebenfalls im Verhältnis der Ströme zu staffeln, weil dadurch höchste Genauigkeit und Stabilität erzielt werden können.