Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, mit der unterschiedliche Versorgungsgleichspannungen für wenigstens zwei Verbraucher erzeugt werden. Die erste Versorgungsgleichspannung wird direkt aus der Eingangsspannung abgeleitet, wobei die die Eingangsgleichspannung überlagernde Wechselspannungskomponente ausgesiebt wird. Die erste Versorgungsgleichspannung ist somit um einen Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert. Die zweite Versorgungsgleichspannung wird aus der ersten Versorgungsgleichspannung abgeleitet, wobei in dem hierfür vorgesehenen zweiten Schaltungsteil Mittel enthalten sind, durch die der Spannungsbetrag, um den die erste Versorgungsspannung reduziert wurde, wieder kompensiert wird, so daß die zweite Versorgungsgleichspannung direkt proportional zur Eingangsgleichspannung ist.
Beschreibung[de]
Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung
mit einem frequenzabhängigen Dämpfungsverhalten
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits aus der
DE-Zeitschrift "Elektronik" 1970, Heft 11, 379, bekannt.
Bei zahlreichen elektrischen Schaltungen ist es erforderlich,
aus einer von einer Wechselspannung abgeleiteten
Eingangsgleichspannung unterschiedlich große
Versorgungsspannungen für die Schaltung abzuleiten. So ist
beispielsweise bei bestimmten Leistungsverstärkerschaltungen
die Erzeugung einer Gleichspannung erforderlich,
die, wenn eine optimale Aussteuerung der Schaltung möglich
sein soll, halb so groß wie die Eingangsgleichspannung
ist. Zur Einstellung des Arbeitspunktes an
anderen Schaltungsteilen wünscht man dagegen eine Spannung,
die sich möglichst wenig von der anliegenden Eingangsgleichspannung
unterscheidet. Der Eingangsgleichspannung,
die meist mit Hilfe von Netzgeräten gewonnen
wird, ist in vielen Fällen jedoch eine Wechselspannungskomponente
überlagert, die sich aus der Brummspannung
oder aus Störsignalen ergibt. Zur Beseitigung dieser
Wechselspannungskomponente ist es üblich, in die Zuleitung
für die Versorgungsspannung der Schaltung ein Dämpfungsglied
einzufügen. Ein Spannungsabfall an diesem
Dämpfungsglied ist unvermeidlich. Dies hat zur Folge,
daß die aus der gesiebten Gleichspannung abgeleiteten
unterschiedlichen Versorgungsspannungen nicht mehr proportional
zur Eingangsgleichspannung verlaufen, so daß
beispielsweise eine optimale Aufsteuerung eines Leistungsverstärkers
nicht mehr möglich ist.
Aus dem DE-Fachbuch S. Wagner "Stromversorgung elektronischer
Schaltungen und Geräte", R. v. Deckers Verlag
1964, S. 440-452, sind Schaltungsanordnungen für transistorgeregelte
Netzgeräte bekannt. Diese dienen dazu,
Gleichspannungen zu erzeugen, die vom Wert der Wechselspannungsquelle
unabhängig sind und sich mit dieser
praktisch nicht ändern; d. h., die Änderung der Ausgangsspannung
soll bei einer Änderung oder Schwankung der
Eingangsspannung so klein wie möglich gemacht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der unterschiedliche
Versorgungsgleichspannungen erzeugt werden können,
mit deren Hilfe ein optimaler Schaltungsbetrieb
möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur
Erzeugung von unterschiedlichen Versorgungsgleichspannungen
für zwei Verbraucher aus der Eingangsgleichspannung
an die erste Versorgungsgleichspannung ein zweiter
Schaltungsteil angeschlossen ist, an dessen Ausgang die
zweite Versorgungsgleichspannung für den zweiten Verbraucher
ansteht, wobei der Betrag, um den die erste
Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung
reduziert ist, bei der Ableitung der zweiten
Versorgungsgleichspannung im zweiten Schaltungsteil
durch Nachbildung derart berücksichtigt wird, daß direkte
Proportionalität zwischen der Eingangsgleichspannung
und der zweiten Vesorgungsgleichspannung besteht.
Mit dieser Schaltungsanordnung kann folglich zunächst
eine gesiebte Gleichspannung gewonnen werden, die keine
Wechselspannungskomponente mehr enthält und die um einen
Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert
ist. Aus dieser nun nicht mehr zur Eingangsgleichspannung
proportionalen ersten Versorgungsgleichspannung
wird eine zweite Versorgungsgleichspannung gewonnen,
die nun jedoch wieder direkt proportional zur Eingangsgleichspannung
ist. Die zweite Versorgungsgleichspannung
folgt somit den - verglichen mit der Frequenz
der Wechselspannungskomponente - langsamen Veränderungen
der Eingangsgleichspannung, so daß mit dieser proportionalen
Versorgungsgleichspannung beispielsweise
eine optimale Aussteuerung von Leistungsverstärkern
möglich wird. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
enthält der erste Schaltungsteil einen Tiefpaß
als frequenzabhängiges Dämpfungsglied zur Aussiebung
der Wechselspannungskomponente und einen Impedanzwandler,
durch den der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung
gegenüber der Eingangsgleichspannung
reduziert wird, möglichst klein bleibt. Der Impedanzwandler
ist beispielsweise ein Transistor, wobei der
Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber
der Eingangsgleichspannung reduziert wird, durch
den Spannungsabfall an einem PN-Übergang dieses Transistors
vorgegeben ist.
Der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung
gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert wird, muß
bei der Ableitung der zweiten Versorgungsgleichspannung
im zweiten Schaltungsteil durch Nachbildung derart
berücksichtigt werden, daß die verlangte Proportionalität
zwischen der Eingangsgleichspannung und der zweiten
Versorgungsgleichspannung wieder gegeben ist. Folglich wird
hierzu im zweiten Schaltungsteil eine Korrekturspannung
erzeugt, die vorzugsweise gleichfalls durch den Spannungsabfall
am PN-Übergang eines Halbleiter-Bauelementes
vorgegeben ist.
Die Erfindung und ihre vorteilhafte Ausgestaltung wird
noch anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung dargestellt. Gemäß Fig. 1 liegt
am Eingangsanschluß A eines ersten Schaltungsteils V&sub1;
eine Eingangsspannung, die sich aus der Gleichspannung
UE und der Wechselspannung UW zusammensetzt. Bei der
Wechselspannung UW handelt es sich meist um eine unerwünschte
Stör- oder Brummspannung. Der Schaltungsteil V&sub1;
enthält ein Dämpfungsglied zur Aussiebung der Wechselspannung,
wobei ein Spannungsabfall entsteht, so daß die
Versorgungsgleichspannung am Schaltungspunkt B, die zur
Stromversorgung des Verbrauchers RLB dient, um einen
kleinen Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung UE
reduziert ist. Diese erste Versorgungsgleichspannung
liegt am Eingang des zweiten Schaltungsteiles V&sub2; an, an
dessen Ausgang C die zweite Versorgungsgleichspannung UC
ansteht, die den Verbraucher RLC mit Strom versorgt und
die direkt proportional zur Eingangsgleichspannung UE
ist.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht der
erste Schaltungsteil V&sub1; aus dem Transistor T&sub1; und einem
RC-Glied, wobei der Widerstand R zwischen die den Schaltungseingang
bildende Kollektorelektrode und die Basiselektrode
des Transistors T&sub1; geschaltet ist. Der Kondensator
C liegt zwischen der Basiselektrode des Transistors
T&sub1; und Bezugspotential. Der Emitter des Transistors T&sub1;
bildet den Ausgang des Schaltungsteils V&sub1;, so daß am
Schaltungspunkt B eine Versorgungsgleichspannung UB
liegt, die um den Basis-Emitter-Spannungsabfall am Transistor
T&sub1; gegenüber der Eingangsgleichspannung UE reduziert
ist. Der Spannungsabfall am Widerstand R ist vernachlässigbar
klein. Die Wechselspannungskomponente am
Schaltungspunkt B ist gleichfalls vernachlässigbar klein,
da sie durch das RC-Dämpfungsglied im wesentlichen ausgesiebt
wird.
Der zweite Schaltungsteil V&sub2; besteht bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 aus einem Spannungsteiler aus den
Widerständen R&sub3; und R&sub4;, der an den Schaltungspunkt C
angeschlossen ist. Der Abgriff dieses Spannungsteilers
ist an die Basiselektrode eines Transistors T&sub3; angeschlossen,
in dessen Emitterzuleitung ein gegen Bezugspotential
geschalteter Widerstand R&sub2; angeordnet ist. Der
Kollektor dieses Transistors T&sub3; ist zum einen mit der
Basiselektrode eines Transistors T&sub2; und zum anderen mit
einem Widerstand R&sub1; verbunden, wobei dieser Widerstand
R&sub1; mit dem Schaltungspunkt B direkt verbunden ist. Die
Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T&sub2; ist zwischen
die Schaltungspunkte B und C oder A und C geschaltet.
Dimensioniert man beispielsweise die Widerstände R&sub1;-R&sub4;
so, daß R&sub3; = R&sub4; und R&sub1; = 2 R&sub2; ist, dann erhält man bei
einer ersten Versorgungsspannung UB mit dem Wert
UB = UE-UBET&sub1; ;
für die zweite Versorgungsspannung UC den Wert
Hieraus ersieht man, daß der Spannungsabfall UBET 1 an
der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T&sub1; durch die
entsprechenden Spannungsabfälle an den Transistoren T&sub2;
und T&sub3; bei der genannten Dimensionierung der Widerstände
derart kompensiert wird, daß die Ausgangsgleichspannung
UC direkt proportional der Eingangsgleichspannung UE
ist.
Es hat sich somit überraschend gezeigt, daß mit Hilfe
der erfindungsgemäßen Folgeschaltung Versorgungsgleichspannungen
gewonnen werden können, die proportional zu
einer Eingangsgleichspannung sind, obgleich aus dieser
Eingangsgleichspannung zunächst eine nicht zu ihr proportionale
Versorgungsgleichspannung abgeleitet wird.
Die beiden Schaltungsteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
bilden eine integrierte Schaltung oder
sind Teil einer integrierten Schaltung, so daß die aktiven
Transistorelemente gleiche Eigenschaften aufweisen.
Bei den Transistoren T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; nach der Schaltung
gemäß Fig. 2 handelt es sich beispielsweise um NPN-
Transistoren.
Anspruch[de]
1. Integrierte Schaltungsanordnung mit einem frequenzabhängigen
Dämpfungsverhalten, bei der eine mit einer
Wechselspannungskomponente überlagerte Eingangsgleichspannung
(UE) am Eingang ansteht, wobei an die Eingangsspannung
ein Tiefpaß mit nachfolgendem Impedanzwandler
angeschlossen ist und am Ausgang des Impedanzwandlers
eine erste Versorgungsgleichspannung (UB) für einen
ersten Verbraucher (RLB) ansteht, die um einen Betrag
gegenüber der Eingangsspannung reduziert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von unterschiedlichen Versorgungsgleichspannungen
(UB, UC) für zwei Verbraucher aus
der Eingangsgleichspannung (UE) an die erste Versorgungsgleichspannung
(UB) ein zweiter Schaltungsteil
(V&sub2;) angeschlossen ist, an dessen Ausgang die zweite
Versorgungsgleichspannung (UC) für den zweiten Verbraucher
(RLC) ansteht, wobei der Betrag, um den die erste
Versorgungsgleichspannung (UB) gegenüber der Eingangsgleichspannung
(UE) reduziert ist, bei der Ableitung
der zweiten Versorgungsgleichspannung (UC) im zweiten
Schaltungsteil (V&sub2;) durch Nachbildung derart berücksichtigt
wird, daß direkte Proportionalität zwischen
der Eingangsgleichspannung (UE) und der zweiten
Versorgungsgleichspannung (UC) besteht.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung
(UB) gegenüber der Eingangsgleichspannung
(UE) reduziert ist, durch den Spannungsabfall am
Impedanzwandler (T&sub1;) vorgegeben ist.
3. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Versorgungsgleichspannung
(UC) halb so groß wie die Eingangsgleichspannung
(UE) ist