DE1541984C

DE1541984C - Active two-pole with inductive impedance behavior

Info

Publication number: DE1541984C
Application number: DE19671541984
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 8000 München Gölz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-09-15
Filing date: 1967-09-15
Publication date: 1973-05-24

Description

Die Erfindung betrifft einen aktiven Zweipol mit induktivem Scheinwiderstandsverhalten, bestehend aus einem über eine Kapazität gegengekoppelten Verstärker, an dessen eine Eingangsklemme und an dessen eine Ausgangsklemme je ein ohmscher Widerstand angeschlossen ist.The invention relates to an active two-terminal network with inductive impedance behavior, consisting of an amplifier with negative feedback via a capacitance, at one input terminal and at one an ohmic resistor is connected to each output terminal.

Die integrierte Schaltungstechnik gewinnt immer mehr an Bedeutung, was seine Ursache vor allem darin hat, daß man bestrebt ist, möglichst viele Daucinheiter. auf möglichst wenig Platz unterzubringen. Da es jedoch schwierig ist, Induktivitäten in integrierter Schaltungstechnik zu verwirklichen, ersetzt man die Induktivitäten, wie z. B. aus der Zeitschrift »Nachrichtentechnik« Bd. 17 (August 1967), H. 8, S. 289 bis 293, bekannt, durch Halbleiterschaltungen, welche so aufgebaut sind, daß sie als aktiver Zweipol mit induktivem Scheinwiderstandsverhalten verwendet werden können.Integrated circuit technology is becoming more and more important, which is mainly due to it has that one strives to have as many permanent units as possible. in as little space as possible. However, since it is difficult to use inductors in integrated circuit technology to realize, one replaces the inductances, such as z. B. from the magazine "Telekommunikation" Vol. 17 (August 1967), H. 8, pp. 289 to 293, known through semiconductor circuits which are constructed in such a way that they are an active two-pole with inductive impedance behavior can be used.

Weiterhin ist aus der Zeitschrift »Elektronics Letters« Vol. 2 (Februar 1966), Nr.,2, S. 52 (vgl. insbesondere Fig. la), ein aktiver Zweipol mit induktivem Scheinwiderstandsverhalten bekannt, welcher einen Verstärker mit einer Parallelgegenkopplung über eine Kapazität vom Ausgang zum Eingang enthält. Hierbei ist der eine Anschluß des Zweipols durch einen Schaltungspunkt gegeben, welcher über einen ohmschen Widerstand mit dem Eingang des Verstärkers und über einen weiteren ohmschen Widerstand mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Der andere Anschluß des Zweipols ist durch den Schaltungc-punkt mit dem für Eingang und Ausgang des Verstärkers gemeinsamen Bezugspotential gegeben. Das erzeugbare Scheinwiderstandsverhalten dieses bekannten Zweipols entspricht hierbei der Parallelschaltung einer reinen Induktivität mit einem ohmschen Widerstand. Dieses Scheinwiderstandsverhalten ist jedoch einer Induktivität gleichzusetzen, deren Güte mit steigender Frequenz abnimmt, was für viele Anwendungsfälle sehr nachteilig ist.Furthermore, from the magazine "Electronics Letters" Vol. 2 (February 1966), No., 2, p. 52 (cf. in particular Fig. La), an active two-pole with inductive impedance behavior known, which one Contains amplifier with a parallel negative feedback via a capacitance from the output to the input. Here one connection of the dipole is given by a switching point, which is via an ohmic Resistance to the input of the amplifier and via another ohmic resistor to the output of the amplifier is connected. The other connection of the two-terminal network is through the circuit c-point with given to the common reference potential for the input and output of the amplifier. The producible The impedance behavior of this known two-terminal network corresponds to the parallel connection of a pure one Inductance with an ohmic resistance. However, this impedance behavior is one Equate inductance, the quality of which decreases with increasing frequency, which is very important for many applications is disadvantageous.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen aktiven Zweipol mit induktivem Scheinwiderstandsverhalten zu schaffen, bei dem der vorstehend genannte Nachteil vermieden ist.The object of the present invention is to provide an active two-terminal network with inductive impedance behavior to create in which the aforementioned disadvantage is avoided.

Der aktive Zweipol wird gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß der Verstärker über die Kapazität stromproportional gegengekoppelt und durch je einen der ohmschen Widerstände ein- und ausgangsseitig abgeschlossen ist und daß die eine Eingangsklemme und die eine Ausgangsklemme des Verstärkers als die beiden Anschlüsse des Zweipols dienen.
Durch diese Maßnahmen erhält man einen aktivenAccording to the invention, the active two-terminal network is designed in such a way that the amplifier is counter-coupled in proportion to the current via the capacitance and is terminated on the input and output side by one of the ohmic resistors and that one input terminal and one output terminal of the amplifier serve as the two connections of the two-terminal network.
These measures give you an active one

• induktiven Zweipol, dessen Güte mit steigender Frequenz wächst, was von besonderer Bedeutung beim• Inductive two-pole, the quality of which increases with increasing frequency, which is of particular importance for

ίο Einsatz in der Hochfrequenztechnik ist.ίο is used in high frequency technology.

Weiterhin ist es im Hinblick auf eine günstige Energieversorgung und auf einfache Erdungsverhältnisse von Nutzen, für verschiedene Anwendungsfalle eine größere Anzahl von Schaltungen zur Auswahl zu haben, wobei die hohe Aussteuergrenze, das geringes Klirren und günstige Raumeigenschaften von großem Vorteil sind. 'Furthermore, it is with regard to a cheap energy supply and simple earthing conditions useful to have a larger number of circuits to choose from for different applications, whereby the high modulation limit, the low clinking and favorable spatial properties of great Are advantage. '

Bildet man den Verstärker als RC-Verstärker aus, so läßt sich die Anordnung besonders gut in der integrierten Schaltungstechnik verwenden, da beim Aufbau diese aktiven induktiven Zweipols keinerlei Spulen erforderlich sind. Aber auch beim Einsatz in transistorisierten Geräten ist eine derartige Anordnung besonders vorteilhaft, weil bekanntlich die größeren Bauteile heutzutage nicht mehr die aktiven Elemente wie z. B. früher die Röhren, sondern die Sch'alenkernspulen sind.If the amplifier is designed as an RC amplifier, the arrangement can be used particularly well in integrated circuit technology, since no coils whatsoever are required in the construction of these active inductive two-pole devices. But even when used in transistorized devices, such an arrangement is particularly advantageous because, as is well known, the larger components nowadays no longer contain the active elements such. B. used to be the tubes, but the shell core coils.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach denUsing the exemplary embodiments according to the

• F i g. 1 und 2 sowie des Ersatzschaltbildes nach F i g. 3 wird die Erfindung näher erläutert.• F i g. 1 and 2 as well as the equivalent circuit diagram according to FIG. 3 the invention is explained in more detail.

Der Verstärker Kin F i g. 1 ist durch die Kapazität C stromproportional gegengekoppelt. Er wird durch die ohmschen Widerstände Rl und R2 eingangs- bzw. ausgangsseitig abgeschlossen. Die Klemmen des Zwei-, pols sind durch die eine Eingangsklemme und die eine Ausgangsklemme des Verstärkers Vgegeben. Zwischen diesen beiden Klemmen zeigt die so erhaltene Anordnung ein induktives Scheinwiderstandsverhalten, wobei dieser Scheinwiderstand als Zweipolwiderstand Ze bezeichnet werden soll.The amplifier Kin F i g. 1 is counter-coupled in proportion to the current by the capacitance C. It is terminated on the input and output side by the ohmic resistors R1 and R2. The terminals of the two-pole are given by one input terminal and one output terminal of the amplifier V. The arrangement thus obtained shows an inductive impedance behavior between these two terminals, this impedance being referred to as the two-pole resistor Ze .

Bei dieser Anordnung ist die Eingangsspannung des Verstärkers gegenüber der Ausgangsspannung des Verstärkers um 180" phasenverschoben.With this arrangement, the input voltage of the amplifier is opposite to the output voltage of the Amplifier 180 "out of phase.

Die Anordnung nach F i g. 2 entspricht der Anordnung nach Fig. I, nur sind bei ihr Verstärkerausgangs- und Verstärkereingangsspannung phasengleich.The arrangement according to FIG. 2 corresponds to the arrangement according to Fig. I, only with it amplifier output and amplifier input voltage in phase.

F i g. 3 zeigt das Ersatzschaltbild für die Anordnung nach F i g. 1 und F i g. 2, wobei als Ersatzschaltbild eine Reihenschaltung von Spule und ohmschem Widerstand angesehen werden kann. Der ohmsche Wider-F i g. 3 shows the equivalent circuit diagram for the arrangement according to FIG. 1 and F i g. 2, with the equivalent circuit diagram a series connection of coil and ohmic resistor can be viewed. The ohmic resistance

5l stand kann dabei die Größe von Rl und Rl haben, während die Induktivität die Größe Rl-Rl-C aufweist. Der gesamte Scheinwiderstand Ze ergibt sich dann aus der Formel5l stand can have the size of Rl and Rl , while the inductance has the size Rl-Rl-C . The total impedance Ze then results from the formula

Ze = R₁ + R₂ -I- #1 · ^ Ze = R ₁ + R ₂ -I- # 1 * ^

Der Gütefaktor ist durch nachstehende Formel gegeben: The quality factor is given by the following formula:

Q = Q =

R₂ R ₂

mc,mc,

woraus deutlich zu ersehen ist, daß die Güte mit wachsender Frequenz ansteigt. Dieses Ergebnis ist unter der Voraussetzung gültig, daß das Verhältnisfrom which it can be clearly seen that the quality increases with increasing frequency. This result is valid provided that the relationship

ist.is.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Active two-pole with inductive impedance behavior, consisting of an amplifier with negative feedback via a capacitance, to whose one input terminal and to whose one output terminal an ohmic resistor is connected, characterized in that the amplifier ( V ) is fed back proportionally via the capacitance (C) and is terminated on the input and output side by one of the ohmic resistors (R1, R2) and that one input terminal and one output terminal of the amplifier serve as the two connections of the two-terminal network.

2. Active two-pole according to claim 1, characterized in that the amplifier is an RC-Ver stronger .